3) загрязнение поверхности подложек примесями, содержащи-мися в конструктивных элементах реактора и полимерах, осажденных на его внутренних поверхностях.

4.4. Факторы, определяющие технологические параметры процесса плазменного травления

Плазмохимическое травление обусловлено протеканием ре­акций газификации между частицами травителя и подложкой. При этом плазма является инструментом травления. Известно, что плазмохимическое травление кремния осуществляют во фтор-содержащей плазме, поскольку атомы фтора самопроизвольно реагируют с кремнием как п-, так и р-типа проводимости, а также с SiO₂ и Si₃N₄, образуя летучие вещества. В качестве ис­точников фтора могут служить молекулы: F₂, CF₄, C₂F₆, C₃F₈, SF₆, SiF₄, NF₃, ClF₃, которые при диссоциации в плазме могут образовывать атомарный фтор, а также различные фторсодер-жащие радикалы. В результате химических реакций с кремни­ем образуются летучие продукты, такие как SiF₂ и SiF₄. Схема процесса травления кремния атомами фтора представлена на рис. 4.3. В результате протекания реакции происходит разрыв связей и образуется SiF₂(г) или возникает связанный кремние-во-фтористый радикал, который после присоединении к нему фтора освобождается в виде газообразного SiF₄.

Однако чисто плазмохимическое травление при отсутствии каких-либо кристаллографических эффектов является изотроп­ным вследствие закругления профиля стенок структуры, радиус которого примерно равен глубине травления. Для получения анизотропии процесса травление стимулируют бомбардировкой положительными ионами. Известны два механизма стимуля­ции анизотропного травления ионной бомбардировкой.

1. Ионы, бомбардирующие кремний, создают радиационные нарушения в кристаллической решетке, простирающиеся в глу­бину на несколько монослоев от поверхности. Радиационные повреждения катализируют процесс хемосорбции травителя. Кроме того, химическая реакции с нарушенной областью крис­талла протекает с повышенной скоростью, причем глубина и количество радиационных нарушений зависят от энергии ионов (см. рис. 4.4, а).

2. Определенные газы (например, CHF₃, CClF₃) или смеси газов (CF₄-H₂) распадаются в плазме, образуя элементы с нена­сыщенными связями и радикалы, способные к полимеризации. Эти элементы, взаимодействуя с поверхностью, формируют ад­сорбированный слой, а в некоторых случаях - сплошную плен­ку. Адсорбированный слой замедляет травление, адсорбируя элементы травителя (рекомбинационный механизм) либо пре­пятствуя доступу частиц травителя к подложке. Ионная бом­бардировка поверхности удаляет покрытие из ингибиторов, что вызывает анизотропию травления (см. рис. 4.4, б).

Рис. 4.4. Схема процесса травления кремния атомами фтора

Следует отметить, что указанные механизмы травления не являются независимыми. Например, процесс химического рас­пыления равнозначен сочетанию распыления с разрывом связи между атомами (образованию радиационных нарушений) и уда-