Плазмохимическое травление полупроводников, диэлектриков и металлов

Классификация процессов плазмохимического травления

В процессе изготовления микросхем необходимо перенести рисунки с резиста в соответствующие слои физической структуры. Если эта структура требует изменения рельефа слоя, задача решается при помощи травления немаскированных участков пластины. Травление может проводиться как в жидких реагентах, так и при помощи методов сухого травления. В современном производстве методы жидкостного травления практически не используются, так как не обеспечивают получение субмикронных размеров элементов и необходимую чистоту процесса. В подавляющем большинстве случаев рельеф структуры формируется методами сухого травления.

Различают три основных вида взаимодействия частиц плазмы с поверхностью материала.

1. Ионное травление, при котором слой материала удаляется только в результате физического распыления высокоэнергетическими ионами газа без химического взаимодействия между ними. Обычно такими ионами являются ионы инертного газа аргона (Ar⁺).

2. Плазмохимическое травление (ПХТ), напротив, происходит только в результате химического взаимодействия между активными частицами реакционного газа и поверхностными атомами материала. Причем, если обрабатываемый материал находится в области плазмы разряда, то химические реакции активируются бомбардировкой низкоэнергетическими электронами, ионами, фотонами. Если же плазма отделена от обрабатываемого материала, идет лишь химическое взаимодействие с атомами и радикалами.

3. Ионно - химическое, или реактивное ионное травление является как бы суммарным воздействием первых двух. Поверхностные слои материала удаляются как под действием распыления, так и в результате протекающих химических реакций. В этом случае трудно выделить вклад физического или химического механизмов травления. Можно принять условно, что при энергии ионов E < 100 эВ будут преобладать плазмохимические процессы, тогда как с ростом E > 100 эВ возможно преобладание ионно-химических явлений.