21. Okt 2008, 18:44

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Trockenätzen ist eine Art des mikrolithographischen Ätzens. Das Gegenstück ist das sogenannte Nassätzen oder nasschemische Ätzen. Beim Trockenätzen erfolgt die Entfernung des Schichtmaterials (z.B. Resist auf Silizium-Wafer) in gasförmigem Plasma. Im Gegensatz zum nasschemischen Ätzen verwendet man beim Trockenätzen Gase bzw. Ionen. Dabei werden physikalische und chemische Effekte ausgenutzt.

Nachfolgend sind gängige Trockenätzverfahren beschrieben.

Inhaltsverzeichnis 1 Ionenätzen (sputtern) 2 Ionenstrahlätzen (ion beam milling) 3 Reaktives Ionenätzen (reactive ion etching) 4 Reaktives Ionenstrahlätzen (reactive ion beam etching) 5 Plasmaätzen (plasma etching) 6 Weblink

[Bearbeiten] Ionenätzen (sputtern)

Dabei werden in einer Vakuumkammer Gasatome ionisiert. Das Substrat wird an eine (meist negative) Spannung gelegt. Die Ionen werden vom elektrischen Feld in Richtung des Substrats beschleunigt. Die kinetische Energie der Ionen bewirkt, dass Atome aus der Oberfläche herausgeschleudert werden. Diese Methode ist nicht isotrop und nicht selektiv. (Hohe Selektivität würde bedeuten, dass nur bestimmte Atomsorten aus der Oberfläche gelöst werden, während andere Atome nicht gelöst werden und damit resistent gegen das Ätzmittel sind)

[Bearbeiten] Ionenstrahlätzen (ion beam milling)

Dieses Verfahren funktioniert im Prinzip gleich wie das Ionenätzen, aber die Ionen werden in einem Strahl gebündelt. Daher ist die Wirkung richtungsabhängig (anisotrop) und nicht selektiv.

[Bearbeiten] Reaktives Ionenätzen (reactive ion etching)

Im Gegensatz zum Ionenätzen werden hier reaktive Ionen verwendet. RIE - Reactive Ion Etching ist ein ionenunterstützter Reaktiv-Ätzprozess. RIE ist wegen der guten Kontrollierbarkeit des Ätzverhaltens (Homogenität, Ätzrate, Ätzprofil, Selektivität) ein Verfahren zur Herstellung von topografischen Strukturen für die Micro- und Nano-System-Technologie. Das Verfahren lässt durch chemisch-physikalischen Abtrag sowohl eine isotrope (richtungsunabhängig) als auch eine anisotrope Ätzung zu. Das Ätzen erfolgt durch aufgeladene Teilchen (Ionen), die in einem Gasplasma erzeugt wurden. Eine entsprechende Maskierung (z.B. durch Photolithografie erzeugt) der Oberfläche gibt die Formgebung der Strukturen. Bei reaktivem Ätzen wird die chemische Ätzreaktion erst durch die kinetische Energie der auftreffenden Ionen ausgelöst. Aus dem Gas-Ion und dem Schichtmolekül der Oberfläche entsteht das flüchtige Ätzprodukt, welches durch das Vakuumsystem entfernt wird. RIE liefert auch bei sehr feinen Strukturen mit Abmessungen deutlich unterhalb 100 nm noch sehr gute Ergebnisse.

DRIE (Deep Reactive Ion Etching) ist eine RIE-Modifikation für Silizium tiefenätzen mittels alternierenden Ätz- und Passivierungszyklen (Gas Chopping, Time-Multiplexed Etching, ASE - Advanced Silicon Etching) für höchste Aspektverhältnisse, Anisotropie und Ätzrate.

[Bearbeiten] Reaktives Ionenstrahlätzen (reactive ion beam etching)

Die Funktion ist ähnlich wie beim Ionenstrahlätzen, allerdings werden auch hier reaktive Ionen verwendet. Die Wirkung ist anisotrop und selektiv.

[Bearbeiten] Plasmaätzen (plasma etching)

Bei diesem Verfahren ist die kinetische Energie der Ionen zu gering um Atome aus der Oberfläche des Substrats zu entfernen, daher wirken nur die chemischen Eigenschaften der Ionen. Die Wirkung ist isotrop und stark selektiv.

[Bearbeiten] Weblink

aetzen.de

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