4.4. Технология травления

Рисунки, формируемые на резисте при помощи литографии, не являются элемен­тами готового прибора. Для формирования топологии схе­мы необходимо перевести рисунки резиста в соответствующие слои полупроводниковой структуры. Один из методов такого пе­ревода заключается в селективном удалении немаскированных участков резиста- травлении. В качестве маски могут могут быть использованы фото или электронные резисты.

Существует несколько основных типов травления:

1. Жидкостное химическое (жидкое травление)

2. Вакуумно-плазменное (сухое травление)

   1. Ионное

      • Ионно-плазменное

      • Ионно-лучевое

   2. Плазмо-химическое

      • Плазменное

      • Радикальное

   3. Ионно-химическое

      • Реактивное ионно-плазменное (РИП)

      • Реактивное ионно-лучевое (РИЛ)

В ионном травлении процесс происходит под действием бомбардировки ионами мишени. В случае плазмо-химического травление, процесс обеспечивается за счет протекания химических реакций на поверхности, активируемых за счет применения плазмы, которая используется для разрыва связей в соединении и обеспечения радикалов, которые вступают в химическую реакцию с поверхностью. Ионно-химическое травление выступает в роли гибрида первых двух способов.

4.4.1. Погрешности

Разрешение, достигаемое в результате процесса травления, является критерием качества переноса рисунка и определяется двумя параметрами. Первый из них — смещение (δ), равное разно­сти горизонтальных размеров рисунка травления d_f и рисунка маски d_m: . Также значение погрешности травления зависит от степени анизотропии процесса травления (А), который равен отношению скоростей травления рабочей пленки в вертикальном и горизонтальном направлениях: . Для степени анизотропии характерны три случая: полное анизотропное травление ( ); анизотропное травление ( ); изотропное травление ( ,профиль края имеет четверть окружности).

Еще одним важным параметром переноса изображения является селективность (избирательность) процесса травления. Она определяется как отношение скоростей травления различных материалов. Выделяют два типа селективности:

1. Селективность по отношению к материалу резиста необходимо учитывать при контроле размеров формируемых элементов.

2. Селективность по отношению к материалу подложки определяет качество и процент выхода получаемых приборов.

Показателем качества является достижения максимальных значений обеих селективностей, при этом скорость травления должна быть значительно больше скорости травления подложки, иначе процесс травления подложки будит сильно заметен. Селективность пленки к фоторезисту определяется как: . Тогда определить смещение можно как: , где - угол наклона пленки фоторезиста.

Химическое травление обладает высокой селективностью, так как фоторезистор и подложка не травятся химическими растворителями, но при этом обладает плохой анизотропией. Ионное травление же наоборот обладает хорошей анизотропией травления, но плохой селективностью, так как ионный поток будет травить все. Гибридные методы, такие как РИП и РИЛ, позволяют совместить эти два метода, добившись хороших обоих показателей.