7 Ausblick

Um den heute industriell eingesetzten Ätz- und Depositionsverfahren so gut als nur möglich zu entsprechen, sind im Bereich der Modellierung folgende Verbesserungen denkbar:

1. Die Ergebnisse der Modelle für die Berechnung der Ätz- und Depositionsraten hängen sehr stark von den vorgegebenen Verteilungsfunktionen einfallender Teilchen ab. Hier sind Monte-Carlo Untersuchungen wünschenswert, um in Abhängigkeit des jeweiligen Verfahrens und der verwendeten Prozeßbedingungen die Winkelverteilungen der ankommender Teilchen so genau als möglich beschreiben zu können [Ker92], [Wer93].

2. Beim chemisch-physikalischen Ätzen kann sich unter bestimmten Prozeßbedingungen ein Polymerfilm an der Oberfläche ausbilden (engl.: side wall deposition), der zu verstärkter Anisotropie des Ätzprozesses führt, da der chemische Ätzangriff blockiert und der Ätzabtrag daher nur in Richtung der auftreffenden Ionen erfolgt. Dieser Effekt sollte in das bestehende Ätzratenmodell mit aufgenommen werden. Mögliche Ansätze für die Berücksichtigung der sich ausbildenden Polymerschicht werden in [Pel89], [Sch91a], [Zhe94] vorgestellt.

3. Eine Möglichkeit die Stufenbedeckung bei PVD-Verfahren zu verbessern besteht darin, die Halbleiterscheiben kontrolliert aufzuheizen, um dadurch die Oberflächenbeweglichkeit der gesputterten Atome zu erhöhen. Die erhöhte Substrattemperatur und damit bewirkte Umverteilung des deponierten Materials kann dadurch berücksichtigt werden, indem man die aus dem konventionellen Modell errechnete Ratenverteilung durch Faltung mit einer Gaußfunktion in eine neue Ratenverteilung umrechnet [Sun81], [Sch92a].

4. Für bestimmte Druck und Temperaturbereiche von CVD-Verfahren hat die Streuung der einfallender Teilchen an der Materialoberfläche einen entscheidenden Einfluß auf das Ergebnis. Um diesen Effekt zu berücksichtigen, muß zuerst der primäre Teilchenfluß an allen Punkten der Oberfläche bestimmt werden. Anschließend wirkt jeder Punkt als potentielle Emissionsquelle für Teilchen, die nach einer vorgegebenen Winkelverteilung an die von diesem Punkt aus sichtbare Oberfläche emittiert werden. Dieser Schritt muß solange wiederholt werden, bis die Änderungen der sich damit ergebenden Depositionsraten unter einem bestimmten Schwellwert liegen [McV90b], [Rey90].

Verbesserungen bei den verwendeten Algorithmen für die Modellauswertung und die Bewegung der Materialoberfläche können in folgenden Bereichen vorgenommen werden:

1. Da Ätz- und Depositionsvorgänge immer an der Oberfläche ablaufen, ist es wünschenswert auf eine hierachische Materialbeschreibung überzugehen, die nur den Bereich um die Oberfläche entsprechend fein auflöst und andere Bereiche der Geometrie durch größere Materialzellen darstellt. Das bringt einerseits eine generelle Rechenzeit- und Speicherplatzersparnis und andererseits auch die Möglichkeit, stark variierende Schichtdicken der Geometrie berücksichtigen zu können (z.B. 100 Mikrometer Substratmaterial mit 20 Nanometer aufliegender Oxidschicht).

2. Eine zusätzliche Zeitersparnis erreicht man, indem man die Auswertung der ohnehin makroskopischen Ratenmodelle nicht allen Oberflächenzellen durchführt. Hier ist eine einstellbare Auflösung der Oberfläche wünschenswert.