184978. lajstromszámú szabadalom • Kombinált maratási eljárás finomfelbontású mikroáramköri mintázatok kialakítására
5 184978 6 egység alatt eltávolított anyag mennyiség változásának — csökkenésének — bekövetkeztekor, vagy a mintázatok oldalfal meredekségének a hordozó vízszintes síkjához képest csökkenésekor, amiker az inhomogenitásból adódó alréteg okoz, megállítjuk, majd a mintázatok kialakítását ionbombázásos maratással fejezzük be. A találmány értelmében célszerű, ha a nedves kémiai maratás befejezése után a maratásnál alkalmazott maszkoló réteget az aktív réteg felületéről az ionmaratás megkezdése előtt eltávolítjuk. A találmány szerinti eljárást a 4—6. ábrák alapján ismertetjük. A 4. ábra mutatja azt az eljárást, melynél az aktív 2 réteg nedves kémiai maratásával kezdődik. A nedves kémiai maratást addig végezzük, ameddig az időegység alatt eltávolított anyagmennyiség megközelítőleg állandó, és/vagy amíg a maratási sebesség függőleges és vízszintes irányú komponense időben ugyancsak állandó. A 7 oldalfal meredeksége 30°-nál nagyobb, célszerűen 45°, az 1 hordozó vízszintes síkjához képest és amíg számottevő alámarás nem jelentkezik. E feltételek bármelyikének megszűnése esetén a kémiai maratást leállítjuk, de mindenképpen leállítjuk még mielőtt a nedves kémiai úton lassabban maródó 2a alréteg maratási frontját elérte volna. Homogén aktív 2 réteg esetében a kémiai maratási 10 profilt kapjuk. Inhomogén réteg (azaz aktív 2 réteg és a 2a alréteg) esetében a kémiai maratás 11 profilját kapjuk. A találmány szerinti eljárás lényeges eleme, hogy az aktív 2 réteg és a 2a alréteg a 6 ablakból történő teljes eltávolítását, tehát a maratási folyamat befejezését ionmaratással végezzük. Az így kialakított szendvics-szerkezetet az 5. ábrán látható módon felgyorsított atomi 8 részecskék áramának tesszük ki. Az aktív 2 réteg metszetének a kémiai maratás befejezése után kialakult kémiai maratási 11 profilt kapjuk. Az 5. ábra a maratásnak azt a fázisát illusztrálja, amely közvetlenül az aktív 2 réteg átmaródásának befejezése előtt, tehát a maratás végpontja előtt alakul ki. A találmány szerinti eljárás az ionmaratás legnagyobb hátrányaként jelentkező, korábban már említett gallérszerű 9 képződmény azáltal marad el, hogy az ionmaratás során eltávolított anyag mennyiségét a kémiai maratásra és az ionmaratásra fordított idők arányának célszerű megválasztása révén nagyon kicsire csökkenti és ezáltal a gallérszerű 9 képződmény elmarad. Ez egyszersmint megakadályozza az aktív 2 rétegben kialakult mintázatok oldalfal meredekségének túlzott csökkentését és a mikroáramköri 4 mintázatok mérettorzulását azáltal, hogy az aktív 2 réteg mélyebb 2a alrétegeit különösképpen pedig, ha ilyen van a nedves kémiai úton lassabban maródó 2a alréteget ionmaratásos úton távolítja el. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy az ionmaratás (ionbombázás) következtében mindenfajta szennyeződéstől mentes felületet ad. A találmány szerinti eljárás egy további célszerű foganatosítási módja a 6. ábrán látható. A nedves kémiai maratás befejezése után az aktív 2 réteg felületéről a maszkoló 5 réteget önmagában ismert módon eltávolítjuk és az aktív 2 réteg teljes felületét tesszük ki a felgyorsított atomi 8 részecskék áramának. Ekkor az aktív 2 réteget alkotó atomok nemcsak a 6 ablakból, hanem az aktív 2 réteg teljes felületéről megközelítőleg homogén módon távolítjuk el, ezért az aktív 2 réteg maszkolt mintázatok részeinek felülete és a nedves kémiai maratás befejezésekor kialakult kémiai maratás 11 profilja a 6 ablak fenekének maródási sebességével jó közelítésben azonos módon maródik ugyan, de a mintázatok vastagságának ez a kismértékű csökkenése az aktív 2 réteg kiinduló vastagságának fokozásával kompenzálható és a 4 mintázatok vastagsági mérete a technológia által megszabott értékre beállítható. Ennek a foganatosítási módnak a korábban ismertetetthez képest további előnye az, hogy a hőre általában érzékeny maszkoló 5 réteg eltávolítása után nagyobb bombázási sebesség ezáltal nagyobb maratási sebesség és nagyobb termelékenység érhető el. További előnye az is, hogy a nedves kémiai maratás befejezésekor a homogén réteg esetében az aktív 2 rétegben a 6 ablak fenekén vastagabb réteg hagyható, mint ez a megelőző foganatosítási módnál lehetséges volt. Az aktív 2 réteg visszaporlódó és gallérszerű 9 képződmény atomjai részben vagy egészben a 6 ablak 7 oldalfalán tudnak megtelepedni és az aktív 2 réteg tulajdonságait hátrányosan befolyásoló 9 képződmény csak a korábbinál nagyobb ionmaratással eltávolított anyagmennyiség esetén jelentkezik. A találmány szerinti eljárás előnyösen alkalmazható homogén összetételű aktív 2 rétegben mérethű mikroáramköri mintázatok kialakítására, de különösen előnyös abban az esetben, ha az aktív 2 rétegnek a 1 hordozó felé eső oldalán nedves kémiai úton lassabban maródó 2a alrétege van. Példaként részletesen leírjuk a találmány alkalmazását mágneses buboréktároló permalloy vékonyrétegének a maratásánál. A 0,4 pm vastag Permalloyt RF dióda rendszerű katódporlasztóban választottuk le 0,040—0,043 pm/perc kiépülés! sebességgel 0,665 Pa (5xlO~3 Torr) Argon atmoszférában. Vizsgálataink és kémiai maratási kísérleteink alapján a réteg inhomogénnek adódott. A nedves kémiai maratás 50 térfogat rész c.c. foszforsav és 1 térfogatrész c.c. salétromsav elegyében történik 60 C° hőmérsékleten állandó keverés mellett. A nedves kémiai maratással a permalloy vékonyréteg nagyrészét eltávolítjuk és vékony „fátyolszerű” réteget hagyunk, amelynek a vastagsága kb. 0,040—0,06 pm. Ezután a fotolakkot RF gerjesztésű oxigén plazmában eltávolítjuk. Az ionmarató berendezésben a második maratási lépésben távolítjuk el a vékonyréteg permalloy fátyolszerű réteget. Ebben az ionmarató berendezésben Kaufman típusú ionforrásban előállított Argon ionokat egy 3 rácsból álló gyorsító és fókuszáló rendszer szívja ki és gyorsítja fel maximum 1 keV-re. A munkatér Argon nyomása 1,06 xlO-2 Pa (8 x 10“5 Torr). Az 1 hordozó az ionforrástól kb. 11 cm távolságban az ionsugárra merőleges irányban egy vízhűtött mintatartón helyezkedik el. Az ionforrás beállítási paraméterei a következők : az izzókatód árama 18—20 A, az anód feszültsége 60 V, a fókuszáló mágnes árama 0,8 A, az iongyorsító feszültség 1 kV. Az 1 hordozó felületén mért ion áramsűrűség 0,4— 0,5 mA/cm2. A feltöltési jelenség elkerülése végett az ionnyalábot egy izzó Wolfram-szállal semlegesítjük. A permalloy maratási sebessége a fenti beállítási paraméterek esetében 0,018—0,022 pm/perc. Az ionmaratási lépés időtartamát a permalloy „fátyol”-szerű réteg vastagságának ismeretében számoljuk ki. A műveletet mikroszkópos vizsgálattal ellenőrizzük. A találmány szerinti kombinált maratási eljárás elő-, nyei, hogy az elérhető falmeredekség jobb, mint a nedves kémiai maratásnál, csökkenti az alámaratás mérté-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5Î 60 65 4
