Плазмохимическое травление ( ПХТ )

При изготовлении ИМС высокой степени интеграции (БИС и СБИС), размеры элементов которых достигают 0,5 - 1,0 мкм, жидкостные методы травления не могут быть использованы из-за их недостатков. Более эффективны при этом «сухие» методы обработки, основанные на взаимодействии газоразрядной плазмы с поверхностным слоем подложек.

При «сухих» методах нет бокового подтравливания, характерного для химического жидкостного травления, поэтому клин травления уменьшается (или вообще отсутствует), и вертикальный профиль рельефного рисунка элементов приближается к идеальному, т.е. процесс ПХТ - анизотропен.

Кроме того, «сухое» травление слабо зависит от адгезии фоторезиста к подложке и после снятия фоторезиста не требуется проведения операций промывки и сушки пластин.

ПХТ основано на химическом разрушении технологического слоя, нанесенного на подложки, ионами химически активных газов, образующихся в газоразрядной плазме и обладающих большой реакционной способностью.

В качестве рабочего газа обычно используют галогеносодержащие газы, например, фреон-14 CF₄.

В плазме фреона-14 образуются химически активные частицы - возбужденный атом фтора F* и положительно заряженный ион CF₃⁺:

CF₄ + e → CF₃⁺ + F* + 2 e

Травление кремния и его соединений сопровождается реакциями:

Чтобы происходило анизотропное травление, давление в реакторе должно быть не более 10 Па. Для разбавления и обеспечения требуемых параметров травления в плазму дополнительно вводят кислород, аргон, азот. Присутствие в плазме кислорода повышает скорость ПХТ и способствует очистке поверхности от органических загрязнений.