|
Светочувствительные полимерные материалы - Беднарж Б.Скачать (прямая ссылка):  Роль плазмы в процессе травления состоит в образовании активных частиц и излучения высокой энергии, которые способны изменить поверхность подложки в результате химических реакций [93]. Энергия ионов и электронов разряда, которые попадают на поверхность травления, зависит от потенциала в области разряда, потенциала протравливаемой поверхности и потенциала электрода [94]. Потенциал протравливаемой поверхности по отношению к потенциалу плазмы (от единиц В до 1 кВ) всегда отрицательный, и подложка, следовательно, бомбардируется положительными ионами, что ведет к разрыву поверхностных химических связей, а в некоторых случаях к распылению поверхностного слоя или радиационному разрушению материала [95]. Плазменное травление можно разделить на следующие стадии [96]: 1) образование травящих частиц, 2) диффузия к поверхности, 3) адсорбция, 4) реакция, 5) десорбция, 6) диффузия в газ. Одна из освоенных систем плазмо-химического травления (ПХТ) состоит из вакуумной камеры, вакуумной системы, источника напряжения обычно высокой частоты и устройства для управления потоком газа. В самом простом исполнении в качестве камеры используют горизонтальный кварцевый цилиндрический реактор, в котором подложки, предназначенные для травления, размещены в перфорированном алюминиевом цилиндре. Разряд локализован в зазоре между стенками кварцевого реактора и цилиндром, что позволяет осуществлять химическое травление без прямого бомбардирования поверхности подложек электронами 59 и ионами с высокой энергией. Травление в этом случае изотропное. Оно используется для создания рельефов в слоях Сг, Мо и в основном для удаления резистов в кислородной плазме. Система для ионно-химического травления (ИХТ), состоит из источника ионов, поток которых направляется на подложку [97]. Если ионы создаются инертным газом, например Аг2, то говорят об ионном травлении (ИТ) или травлении распылением. В этом случае давление составляет менее 13 Па, в то время как ПХТ проводится при большем давлении [94, 98]. Во всех процессах принимают участие ионы и радикалы, поэтому термины ПХТ, ИХТ и ИТ не вполне строги. При использовании микроволнового излучения в плазме образуются частицы с большим временем жизни, которые можно отвести к подложке, размещенной вне плазмы. Этот способ неприменим, однако, для материалов, для травления которых необходимы излучения с высокой энергией (например, А1203) или анизотропные условия [99]. и, в -200 -100 - —п-1—і- CF4 Область полимеризации _і_ Область трабления 4 Т/С Рис. 1.30. Влияние молярного отношения Р/С и напряжения на поверхности подложки V на протекание травления и полимеризации в плазме фторированных углеводородов. Высокие скорости травления и селективность по отношению к протравливаемому материалу и покрытию достигаются выбором газа в плазме и энергии ионов. На примере фторированных углеводородов типа СР4, С2Рб, С4Рю и С2Р4 можно продемонстрировать влияние отношения Р/С на травление и полимеризацию при плазменном травлении [100]. С увеличением отношения Р/С возрастает скорость травления и подавляется полимеризация. Положительную роль здесь играет кислород, в ряде случаев используемый в смеси с фторированными углеводородами. Кислород повышает отношение Р/С в результате образования СО и С02 (рис. 1. 30). Часть реакций, происходящих в плазме СР4 на поверхности Б!, дана на схеме [101]: CF4 ->¦ CF3 + CF2 + CF F + CF2 —у CF3 4F + Si —y SiF4 nCF2 + Поверхность —>- (CF2)« (1.41) (1.42) (1.43) (1.44) Скорости травления кремния [101] /?Р (51) в плазме фторированных углеводородов при 100°С приведены ниже: Плазма flF(Si), им/с Е, эв Литература F/F2 7,66 0,108 [102] CF4 0,5 0,124 [105] CF4/02 5,0 0,11 [104] CF4/02 7,66 0,11 [103] SiF4/02 0,73 0,11 [104] Для травления поликристаллического кремния помимо F-/F-> [102] и SiF4/02 [106] используются также SFP [107, 108]" SF6/02 [108], NF3 [109] и CIF3 [109]; селективность по отношению к Si02 составляет от 10:1 до 40:1, по отношению к Si3N4 от 5:1 до 10:1. Применение газов Cl2, СС14, CF2C12, CF3C1, Вг2 и CH3Br, C12/C2F6, C12/CC14, C2F6/CF3C1 [107, 110, 111] дает возможность проводить анизотропное травление. Наилучшие результаты получены при использовании смесей C12/C2F6 и CF3C1/C2F6, когда скорость травления достигала 0,83 нм/с при селективности от 10 : 1 до 50 : 1 для Si/Si02; существенную роль в процессе травления отводят бомбардировке протравливаемой поверхности ионами. Для травления диэлектрических слоев на основе Si02 и Si3N4 можно использовать смесь CF4/H2, CHF3, C3F8 и C2F6 [112, 113]. Селективность для Si/Si3N4 составляет 15:1; для Si/Si02 10:1 [114] при скорости травления Si3N4 и Si02 соответственно выше 1,7 нм/с и 1—1,7 нм/с. Материалы для электронной оптики, такие, как GaAs, GaP, InP можно травить при помощи плазмы С12 [115] и смесей газов [116]. Для плазменного травления металлических пленок также используется ряд смешанных систем: Плазма Металл CF4, C2F6 и смеси с 02 [117, 124] W CF4, CC1F3, CBrFs [122, 123] Ti CT2/02, ССЦ/02 [118, 121] Cr BC13, ССЦ и смесь с CU, "SiCU [118—120] Al
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
