Процессы микро- и нанотехнологий. Ч. 2. Шутов Д.А - 21 стр.

        Эффективность удаления материала ионной бомбардировкой - коэффициент
распыления S - определяется отношением количества испаряемых поверхностью атомов
nа к количеству бомбардирующих ионов nи, т.е. S = па/пи. Этот параметр является одним
из основных для определения скорости травления, которая, в свою очередь, зависит от
массы обрабатываемого материала, состояния его поверхности, энергии и угла падения
ионов, а также давления рабочего газа в камере.
        В зависимости от способа генерации ионов и конструкции установок различают
ионно-плазменное и ионно-лучевое травление.
        При ионно-плазменном травлении держатель с пластинами, находящийся под
отрицательным потенциалом, помещают в плазму газового разряда. Обычно в
качестве рабочего газа используют аргон, он же является плазмообразующим газом и
источником ионов. Ионизация аргона происходит при электронном ударе:
                                    Ar + e → Ar* + e
        Положительно заряженные ионы аргона устремляются к отрицательно
заряженному держателю пластин, ускоряются электрическим полем и бомбардируют
поверхность, распыляя и, соответственно, очищая ее. В зависимости от напряжения на
электродах, плотности ионного тока, давления инертного газа и продолжительности
процесса скорость травления кремния, диэлектриков и металлов соответственно равна
0,2; 0,1 и 0,3 мкм/мин. Процесс безинерционен.
        При ионно-лучевом травлении пластины помещают на специальные мишени,
расположенные вне зоны плазмы, и бомбардируют ионами, создаваемыми
автономным газоразрядным источником (источником ионов). Поток ионов
фокусируется и управляется электрическим и магнитным полями. Положительные
заряды, накапливаемые на обрабатываемой поверхности, компенсируются инжекцией
электронов.
        Ионное травление позволяет не только очищать поверхность любых подложек
(полупроводниковых, диэлектрических и др.) от различных загрязнений, но и
оказывается эффективным при их прецизионной локальной обработке.
        При газовом травлении происходит химическое взаимодействие материала
пластин с газообразными веществами и образующиеся при этом соединения
улетучиваются. В качестве травителей используют смеси водорода или гелия с
галогенами (фтором, хлором, бромом), галогеноводородами HBr, HC1, сероводородом
H2S и др. Соотношение этих веществ в водороде или гелии составляет от десятых долей
до десятков процентов. Температура обработки 800-1300 °С. Газовое травление
позволяет окончательно удалить нарушенный слой и обеспечивает получение более
чистой поверхности, чем при жидкостной обработке. Однако необходимость
использования особо чистых газов и высокие температуры процесса ограничивают его
применение.
        При плазмохимическом травлении молекулы активного газа распадаются в
разряде на реакционно-способные частицы (ионы, свободные радикалы) и химически
взаимодействуют с поверхностью подложек. Скорость травления зависит в основном
от температуры и газового состава плазмы. Введение в плазму инертного газа (аргона)
или химически активного газа (например, кислорода, хлора) изменяют скорость
травления. Увеличение концентрации химически активного газа влияет на суммарную
скорость травления через образование химически активных радикалов. Добавки
тяжелого инертного газа к плазмообразующему газу приводят к образованию в разряде
тяжелых ионов и интенсифицируют химическое взаимодействие материала подлодки с
химически активными компонентами плазмы через очистку подложек от продуктов их
взаимодействия. Такое сочетание ионного и плазмохимического травления называют
ионно-химическим (реактивным) травлением.
                                         21