ГЛАВА 4. Процессы плазменной обработки неорганических материалов

2. Технологические требования и параметры, характеризующие процесс травления

Процесс плазменного травления характеризуется скоростью, анизотропией, разрешающей способностью, селективностью, равномерностью и текстурой, загрузочным эффектом.

Скорость плазменного травления характеризует скорость удаления материала и измеряется в нм/мин или других аналогичных единицах. При выборе скорости процесса необходимо учитывать следующие соображения: во-первых, длительный цикл технологической обработки нежелателен по соображениям снижения производительности аппаратуры. Во-вторых, нежелательны и слишком быстрые технологические процессы по причине ухудшения воспроизводимости результатов, равномерности обработки и т. д. На наш взгляд, наиболее целесообразны времена обработки от нескольких минут до десятков минут, хотя в реальной технологии могут быть отклонения в ту или иную сторону. Поэтому если глубина травления задана, то скорость процесса может предварительно оценена, и эти оценки могут быть использованы при подборе технологических режимов.

Анизотропия – это фактор, характеризующий искажение изображения при переносе его с маски на объект за счет бокового подтравливания (рис. 1). Анизотропия может быть определена как отношение скоростей травления материала по нормали и по касательной к поверхности или как отношение глубины травления h к боковому подтравливанию δ: . Очевидно, что чем выше анизотропия, тем выше качество получаемых изделий, хотя в ряде случаев изотропное травление позволяет получить положительные результаты.

а)                                       б)

Рис. 1. Примеры анизотропного (а) и изотропного травления (б)

Разрешающая способность характеризует степень интеграции микросхем и представляет собой максимально возможное число линий рисунка на 1 мм поверхности , где , мм, - ширина раздельно передаваемой линии. Кроме этого, разрешающую способность часто определяют наименьшей шириной линии или наименьшим расстоянием между линиями (в микрометрах), которых удается достичь в технологическом процессе. Разрешающая способность в целом определяется всем комплексом технологических процессов, в том числе и процессом травления материала.

Селективность травления – это отношение скоростей травления двух разных материалов (обычно основного материала и фоторезистивной маски) в одних и тех же условиях и в одном направлении. Селективность должна быть такой, чтобы можно было обеспечить травление основного материала на заданную глубину до полного стравливания маски.

Равномерность травления и текстура. Равномерность процесса травления обычно выражается в % и может быть найдена как

(1)

где  и  - максимальная и минимальная скорости травления, соответвенно. Текстурированность поверхности характеризует изменение ее шероховатости после травления. В зависимости от условий процесса и рабочего газа текстурированность может как уменьшаться, так и возрастать.

Загрузочный эффект - это уменьшение скорости травления с увеличением площади обрабатываемых изделий, связанное с обеднением газовой фазы активными частицами из-за их расхода в процессе травления. Наличие загрузочного эффекта свидетельствует о том, что травление материала протекает с лимитирующей стадии доставки ХАЧ к поверхности. Этот эффект необходимо учитывать при групповой обработке пластин.