
- •1.20 Механизмы травления Si в смеси азотной и Плавиковой кислот.
- •1.21 Анизотропное травление Ge и Si. Примеры трав. Механизмы травления.
- •22.1 Селективное травление п/п
- •2.1 Классификация процессов сухого травления
- •2.2 Особенности ионного и ионно-лучевого травления
- •2.3 Преимущества Процесса сухого травления
- •2.4 Механизмы протекания Плазмо -химическое травления
- •2.5 Структура тлеющего разряда.
- •2.6 Параметры процессов травлении. Степень анизотропии коэффициент анизотропии.
- •2.7 Параметры процессов травления Селективность травления.
- •2.8 Влияние добавок кислорода на рабочую смесь для пхт.
- •2.9 Влияние добавок водорода на рабочую смесь для пхт.
- •2.10 Влияние добавок водорода на рабочую смесь для пхт.
- •2.11 Механизмы диффузии атомов легирующих примесей
- •2.12 Зависимость коэффициента диффузии от технологических параметров.
- •2.14 Первый закон Фика
- •2.15 Второй закон Фика
- •2.16 Диффузия в полубесконечное тело из бесконечного источника.
- •2.17 Диффузия в полубесконечное тело из ограниченного источника.
- •2.18 Традиционная схема проведения процесса термодиффузии 2 Стадии процесса
2.7 Параметры процессов травления Селективность травления.
Селективность (избирательность) травления определяется как отношение скоростей травления различных материалов, что связано с характерным ненулевым значением скорости травления для всех материалов, в том числе для материалов маски, подложки и пленки, подвергающейся травлению. Селективность травления по отношению к мате риалу маски SM = V/Vm влияет на размер формируемых топологических элементов, а по отношению к материалу подложки Sn = V/Vn (где Vm - скорость травления маски; v - пленки; Vn - подложки), определяет качество и процент выхода годных изделий в процессе травления. Обе эти величины зависят от однородности скоростей травления пленки и маски, однородности толщины пленки, степени перетравливания, профиля края элемента, анизотропии скорости травления маски и максимально допустимого ухода размеров элемента.
Таким образом, селективность травления по отношению к материалу маски важна для контроля размеров топологических элементов, формируемых, например, проекционной литографией (0 < 90°) и в условиях неанизотропного травления маски (Am !=1). Селективность по отношению к материалу подложки необходима для предотвращения нежелательного удаления ранее сформированных областей полупроводниковой структуры, что особенно важно при формировании ступенчатого рельефа поверхности и невысокой степени анизотропии травления.
2.8 Влияние добавок кислорода на рабочую смесь для пхт.
При введении в рабочую газовую смесь кислорода (рис.4.18) количество радикалов CFx+ (х < 3) уменьшается за счет образования COF2, СО, CO2. Но CFx+ - основные компоненты, обеспечивающие в плазме рекомбинацию F. В результате концентрация атомарного F возрастает пропорционально концентрации вводимого кислорода, и, как следствие, вплоть до 12 % кислорода скорость травления кремния растет (рис.4.18,а). При этом кислород принимает активное участие в хемосорбции. И дальнейшее увеличение его количества приводит к блокированию им адсорбционных центров и снижению скорости травления кремния. Аналогичным образом с увеличением концентрации кислорода выше 23 % скорость травления диоксида кремния существенно снижается (рис.4.18,6). Поскольку атомы F вступают в реакцию с кремнием быстрее, чем с SiO2, плазма [CF4 + O2] характеризуется высокой селективностью травления кремния по отношению к SiO2
35
28
21
14
7
О 10 20 30
Концентрация
кислорода, об. % а)
О
10
20
30
40 50
Концентрация
кислорода, об. % б)
Рис 4,18. Влияние концентрации кислорода на скорость травления Si (а) и SiO2 (б) в плазме [CF4 + O2]
2.9 Влияние добавок водорода на рабочую смесь для пхт.
Введение
вCF4
водорода не приводит
к изменен то скорости травления
SiO2
IO 20
30 40
Концентрация
H2
в CF4,
об. %
Рис.4.19.
Влияние
введения водорода
в плазму CF4
на скорость травления
Si
(кривая /), SiO2
(кривая 2);
и
фоторезиста
AZ-1350В
(кривая
3)
Это приводит к увеличению концентрации CF+x , частиц взаимодействующих главным образом с SiO2
SiO2 + CF+x –>SiF4 + COF2 + ....
При этом также возможна адсорбция углерода на поверхность кремния. Увеличение концентрации водорода выше 40 % приводит к нежелательному образованию полимеров на поверхности SiO2.
Травление в плазме [CF4+H2] позволяет достигать селективности травления SiO2 по отношению к Si ~ 40/1.
Наряду со снижением скорости травления кремния введение водорода в CF4 приводит к снижению скорости травления фоторезистов (см. рис.4.19) и повышению селективности травления SiO2 через маску фоторезиста до 35:1 (vsio2:vфp = 35:1).
В целом введение окислителя позволяет ускорить травление кремния по сравнению с SiO2, а введение восстановителя дает возможность обеспечить обратную селективность травления, т.е. существенное снижение скорости травления кремния по сравнению с SiO2.