о охолоджувати стінки реактора і пластину під час, і після травлення, що необхідно для збереження геометрії фоторезистивной маски. У табл. 1.2 наведені технологічні режими ПХТ в ВЧ планарном реакторі з поштучної обробленням пластин шарами Si 3 N 4 товщиною 0,1 мкм, отриманими хімічним осадженням з газової фази.
Таблиця 1.2 - Технологічні режими ПХТ шарів Si 3 N 4
Найменування технологічного параметраЗначенія параметрів на різних стадіях процессаСтабілізація витрати газовТравленіеОхлажденіе і продування реактораДавленіе, Па404040Мощность, Вт - 150-Витрата He, см /мін.100100100Расход SF 6, см /мін.150150-Время стадії, с. 15509
У даному прикладі травлення шарів здійснюється атомами фтору, які звільняються в плазмі гексафториду сірки. Оскільки атоми фтору швидше вступають в реакцію з нітридом кремнію, ніж з SiO 2, то даний процес характеризується селективністю травлення Si 3 N 4 по відношенню до SiO 2. Добавка гелію виконує функцію хладагента. У табл. 1.3 наведено приклад ПХТ в ВЧ планарном реакторі алюмінієвої плівки товщиною 1,0 мкм. Безпосередньо травлення алюмінію здійснюється в плазмоутворюючого суміші BCl 3 + Cl 2
Таблиця 1.3 - Технологічні режими ПХТ алюмінієвих плівок
Найменування технологічного параметраЗначенія параметрів на різних стадіях процессаСтабілізація Витрати газів1-я стадія травленія2-я стадія травленіяОхлажденіе і продування реактораДавленіе, Па30303030Мощность, Вт - 250 210-Витрата He, см /мін.50505050Расход Cl 2, см/хв.252525-Витрата SiCl 4, см 3 /мін.252525-Расход BCl 3, см 3 /мін.404040-Время стадії, с.206012020
Таким чином, чистий хлор забезпечує видалення оксиду алюмінію, який завжди содержится на поверхні плівки алюмінію, а також по межах кристалічних зерен. Для поліпшення ефективності видалення Al 2 O 3 з поверхні плівки процес травлення проводиться в дві стадії. Різниця між стадіями полягає в тому, що перші 60 секунд процесу відбуваються при більш високої потужності. Це обумовлює збільшення іонної складової плазми і додаткове травлення поверхні плівки фізичним розпиленням, що характеризується малої селективністю травлення Al по відношенню до Al 2 O 3. Добавка в газову суміш тетрахлорсілана проводиться для виключення бічного подтравливания під маску фоторезиста. Після розкладання в плазмі SiCl4 утворюються атоми хлору, що беруть участь в реакції травлення Al, а вивільнений кремній осідає на бічних стінках і дні канавки травлення. Обложений кремній видаляється з дна канавки бомбардуванням позитивними іонами, в той час як на бічних стінках цього не відбувається через малого кута їх падіння. Таким чином, кремній, обложений на бічних стінках, блокує реакцію з алюмінієм, оскільки не утворює в плазмі летючих сполук з хлором.
1.3 Фактори, що визначають технологічні параметри процесу плазмового травлення
Плазмохимическое травлення обумовлено протіканням реакцій газифікації між частинками травителя і підкладкою. При цьому плазма є інструментом травлення. Відомо, що плазмохімічне травлення кремнію здійснюють під фторсодержащей плазмі, оскільки атоми фтору мимовільно реагують з кремнієм як n-, так і р- типу провідності, а також з SiO 2 і Si 3 N 4, утворюючи леткі речовини. В якості джерел фтору можуть служити молекули: F 2, CF 4, C 2 F 6, C 3 F 8, SF 6, SiF 4, NF 3, ClF 3, які при дисоціації в плазмі можуть утворювати атомарний фтор а також різні фторвмісні радикали. У результаті хімічних реакцій з кремнієм утворюються летючі продукти такі, як SiF 2 і SiF 4.
Однак чисто плазмохімічне травлення при відсутності будь-яких кристалографічних ефектів є ізотропним внаслідок заокруглення профілю стінок структури, радіус якого приблизно рівний глибині травлення. Для отримання анізотропії процесу травлення стимулюють бомбардуванням позитивними іонами. Відомі два механізми стимуляції анізотропного травлення іонним бомбардуванням.
1.Іони, бомбардирующие кремній, створюють радіаційної-ні порушення в кристалічній решітці, що тягнуться в глибину на кілька моношарів від поверхні. Радіаційні пошкодження каталізують процес хемосорбції травителя. Крім того, хімічна реакція з порушеною областю кристала протікає з підвищеною швидкістю, причому глибина і кількість радіаційних порушень залежать від енергії іонів.
2.Визначення гази (наприклад, CHF 3, CClF 3) або суміші газів (CF 4 -H 2) розпадаються в плазмі, утворюючи елементи з ненасиченими зв'язками і радикали, здатні до полімеризації. Ці елементи, взаємодіючи з поверхнею, формують адсорбований шар, а в деяких випадках - суцільну плівку. Адсорбований шар уповільнює травлення, адсорбіруя елементи травителя (рекомбінаційний механізм) або перешкоджаючи доступу частинок травителя до підкладки. Іонна бомбардування поверхні видаляє покри...
