Классификация процессов травления микроструктур

По физико-химическому механизму взаимодействия частиц с поверхностью травимого материала процесса ВПТ можно разделить на три группы (рис. 2.1)

1.      Ионное травление (ИТ), при котором поверхностные слои материала удаляются только в результате физического распыления атомов материала за счет их выбивания энергетическими частицами, химически не реагирующими с обрабатываемым материалом. Под энергетическими частицами понимаются ионы и атомы с энергией в диапазоне 0,1-2 кэВ. Если обрабатываемая поверхность находится в контакте с плазмой, то травление называют ионно-плазменным (ИПТ), если нет – ионно-лучевым (ИЛТ).

 

Рисунок 2.1. — Классификация процессов ВПТ.

2.      Плазмохимическое травление (ПХТ), при котором поверхностные слои материалов удаляются в результате химических реакций. Химические реакции происходят между химически активными частицами (ХАЧ), образуемыми в плазме химически активного газа, и поверхностными атомами с образованием летучих продуктов. Если плазма контактирует с обрабатываемой поверхностью, то такой процесс называется плазменным травлением (ПТ), если нет – то травлением свободными атомами и радикалами или радикальным травлением (РТ). Радикал – это химически активная незаряженная частица. При ПТ химические реакции на поверхности стимулируются бомбардировкой низкоэнергетическими ионами и электронами, а также воздействием излучения плазмы.

3.      Реактивное ионное (РИТ) или ионно-химическое травление (ИХТ), при котором поверхностные слои материалов удаляются в результате как физического распыления энергетическими ионами, так и химических реакций между ХАЧ и атомами материала обрабатываемой поверхности. Если плазма находится в контакте с обрабатываемой поверхностью, то процесс травления называют реактивным ионно-плазменным (РИПТ), если нет – то реактивным ионно-лучевым (РИЛТ). При РИПТ на поверхность образца воздействуют энергетические ионы, свободные атомы и радикалы, электроны и излучение.

В качестве условной границы разделения процессов ПХТ (ПТ) и ИХТ (РИПТ) принято значение энергии ионов Еи, бомбардирующих поверхность образца. Если Еи<100 эВ, то травление считается плазменным, так как при такой низкой энергии ионов процесс физического распыления не может вносить заметный вклад в скорость удаления материалов, а если Еи>100 эВ, то РИПТ, поскольку вклад процесса физического распыления становится существенным.

Для процессов ИТ наибольшее распространение получил инертный газ аргон, для процессов ПХТ – галогеносодержащие соединения класса хладонов (фреонов), а для процессов ИХТ – смеси газов, используемых при ИТ и ПХТ.

Физико-химические основы процессов ИТ и ПХТ были рассмотрены в теоретическом разделе курса (лекция №5 «Физико-химические процессы в газоразрядной плазме»). Поэтому основное внимание уделим проектированию оборудования для проведения вакуумно-плазменного травления, отмечая специфические особенности реализации того или иного процесса.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector