Что такое селективность? От чего она зависит?

Селективность травления одного материала относительно другого характеризуется отношением скоростей травления этих материалов при одинаковых условиях:

S (1/2)= V₁/V₂ ,

Селективность существенно зависит от состава рабочего газа, давления, плотности мощности разряда, расхода газа, а также от характера протекающей гетерогенной реакции (химической или ионностимулированной).

С понижением частоты генератора электрические перенапряжения в плазме уменьшаются. В результате снижается степень преоб­разования подводимой к разряду энергии в энергию высших энерге­тических уровней возбуждения молекул, т.е. снижается степень их фрагментации на атомы. Известно, например, что снижение концент­рации F-атомов в разряде приводит к уменьшению скорости трав­ления кремния относительно его окисла, поэтому низкочастотные разряды нашли применение в процессах селективного травления SiO₂ на кремнии.

С увеличением частоты ге­нератора при постоянных прочих параметрах разряда кинетическая энергия ионов падает, а электронов возрастает. В итоге повышает­ся степень энергетического возбуждения молекул газа и, следовательно, вероятность ихдиссоциации на атомы. В частности, должна падать селективность процессов травления SiО₂ относительно кре­мния.

Некоторыми исследователями показано, что в переменном поле путем подбора частоты и напряженности электрической компоненты можно добиться любой величины наиболее вероятного значения энер­гии колебательного движения электронов. Особый интерес представ­ляет получение неравновесной ФРЭЭ. Здесь основная часть электро­нов сосредоточена в узком энергетическом максимуме, что позволя­ет управлять положением этого максимума на оси энергий. В таких условиях в результате диссоциации молекул электронным уда­ром заданной энергии, возможно получение радикалов в плазме пре­имущественно определенного вида, что обеспечивает проведение про­цессов ПТ с высокой селективностью.

При больших временах контакта молекул с плазмой (скорость протока мала) наблюдается си­льная фрагментация молекул и в этом случае селективность процесса диоксида кремния к кремнию определя­ется не соотношением фтора и углерода в исходной молекуле газа, а суммарным соотношением этих элементов в плазме.

Интересно, что с увеличением давления возрастает мощность, выделяемая на ВЧ-электроде. При этом скорос­ти травления кремния и фоторезиста уменьшаются, а коэффициент селективности увеличивается. Этот эффект обусловлен усилением процесса полимеризации фторуглеродов на поверхности кремния и фоторезиста.