WikiDer > Plasmaätzen
Plasmaätzen, auch Trockenätzen genannt, ist das Verfahren, bei dem Plasma Teil der obersten Schicht von a Substrat oder Basismaterial wird bei einer relativ niedrigeren Temperatur entfernt.
Allgemeines
Dieses Verfahren wird häufig bei der Herstellung von Kartoffelchips und Halbleiter. Dabei wird ein Substrat (Wafer), die mit einem gegenüber dem Plasmaprozess beständigen lichtempfindlichen Material hergestellt und über Fotolithografie, in ein Plasma eingebracht und darin durch Zufuhr von Gasen verarbeitet. Durch diesen Prozess wird ein Teil der dünnen Deckschicht weggeätzt, wodurch ein Muster (Spuren) entsteht.
Prozess
Zunächst wird ein Substrat in eine Prozesskammer eingebracht. Diese Kammer kann eine Temperatur von bis zu etwa 200°C aufweisen. Darin eine SchichtVakuum (gegen 10 Uhr pa) erstellt. Anschließend wird je nach Material der zu ätzenden Schicht eine Mischung bestimmter Ätzgase in die Prozesskammer eingelassen, während gleichzeitig Elektroden ein Plasma entsteht. Überschüssige Gase einschließlich der freigesetzten Gase werden durch die Vakuuminstallation.
Der Prozess verwendet oft Spektroskopie, in dem Plasma auf die Wellenlänge des Lichts in den freigesetzten Stoffen/Gasen aus der zu ätzenden Schicht oder aus der darunterliegenden, nicht zu ätzenden Schicht. Damit kann man das Ende des Prozesses (EOP) bestimmen.
Das Plasmaätzen kann auf verschiedene Weise erfolgen.
Physisch
Die physikalische Methode erfolgt durch a Ionenbombardement, wodurch geladene Gasatome (Ionen) von der Plasmaentladung auf das Substrat getroffen werden (z. B. sputtern). Diese Form des Ätzens geschieht anisotrop, oder senkrecht zur Substratoberfläche. Das zu ätzende Material ist nicht selektiv, das heißt, die gesamte freiliegende Oberfläche wird gleich schnell geätzt. Dadurch werden aufrechte Spuren in die Oberfläche geätzt.
Chemisch
Bei der chemischen Methode findet an der Oberfläche eine chemische Reaktion statt, die zu einer Plasmaentladung führt Radikale reagieren mit der Substratoberfläche. Diese Art der Ätzung ist isotrop und hochselektiv für das Oberflächenmaterial, wobei die Kombination Gas/Oberflächenmaterial die Ätzrate bestimmt. Dies kann die Selektivität der untereinander zu ätzenden Schichten beeinflussen. Diese Methode erzeugt becherförmige Spuren.
chemisch-physikalisch
Schließlich kann eine Kombination der oben genannten physikalischen und chemischen Effekte verwendet werden, wie beispielsweise beim reaktiven Ionenätzen (RIE). Diese Verfahren erreichen unterschiedliche Oberflächenätzprofile. Hierdurch wird eine Kombination von geraden und topfförmigen Bahnen erhalten. Eine häufig verwendete Kombination ist hier zunächst das Aufbringen der physikalischen Komponente (Erzeugen der vertikalen Spuren) und endend mit der chemischen Komponente (Beenden des Ätzvorgangs auf der nicht ätzenden Oberfläche).
Prozessraum
Die Anlage besteht aus Prozesskammer, Frequenzgenerator (Mikrowellen) und Vakuuminstallation. Die Prozesskammer hat zwei Elektroden, von denen einer oft von a Frequenzgenerator wird gerichtet. Einer der beiden fungiert fast immer als Substrathalter, das Substrat kann aber auch außerhalb des Plasmas im Nachglühen. Ein solches Verfahren wird unter anderem beim Entfernen der lichtempfindlichen Schicht verwendet, um eine mögliche Beschädigung des Substrats zu minimieren.