Ätzmechanismen

Zusammenfassung

Bisher haben wir uns mit der Anregung von Plasmen beschÔftigt und uns dann mit der Frage auseinandergesetzt, wie man OberflÔchen mit Plasmen modifizieren kann. Dabei standen physikalisch orientierte Fragen im Vordergrund. Im abschließenden Kapitel wollen wir nun die Frage der Ôtzung eher unter dem chemischen Blickwinkel betrachten. Aus dem Plasma-Bulk werden Ionen und Elektronen auf die SubstratoberflÔche geschossen. Wie allerdings bereits eine Überschlagsrechnung zeigt, ist die Bezeichnung „IonenÔtzen“ gleichwohl ein Euphemismus, wird doch dadurch suggeriert, daß der Abtrag ausschließlich durch geladene Teilchen erfolgt, die dann auch in der kinetischen Geschwindigkeitsgleichung erscheinen. Jedoch ist die typische Dichte kapazitiv gekoppelter RF-Plasmen etwa 10¹⁰ /cm³ , dem ein Ionenfluß von etwa 10¹⁵/cm²sec entspricht (etwa Ar-Plasma, T_e: 3, 5 eV, no: 1 . 10¹⁰ cm-³ , jj: 2. 10¹⁵/cm²sec) . DemgegenÜber entspringt bereits bei mittleren Ôtzraten von 100 nm/min ein Fluß von der OberflÔche, der zehnmal so hoch ist. D. h.: selbst bei einem erfolgreichen Angriff sÔmtlicher Ionen auf das Substrat sind schon mÔßige Ôtzraten nicht erklÔrbar - dabei haben wir ja noch eine Ausbeute von Eins angenommen. Nur die Annahme, daß Ionen und Neutralteilchen in der Geschwindigkeitsgleichung auftauchen, vermeidet dieses Dilemma. Bei dieser Überlegung wird weiter vorausgesetzt, daß der geschwindigkeitsbestimmende Schritt entweder die Brechung der Bindung zwischen den Atomen der OberflÔche und/oder die Neubildung der Bindung zwischen den Projektilatomen (bzw. Fragmenten des ProjektilmolekÜls) und den OberflÔchenatomen ist. Jedoch kann dies auch fÜr die Absorption der attackierenden Spezies wie die Desorption eines weniger volatilen Reaktionsprodukts gelten.