Параметры газовой фазы и кинетика реактивно-ионного травления SiO2 в плазме CF4/C4F8/Ar/He

Номер выпуска 1 от 01.01.2023

Проведено исследование электрофизических параметров плазмы, концентраций атомов фтора и кинетики реактивно-ионных гетерогенных процессов в смеси CF₄ + C₄F₈ + Ar + He при варьировании соотношения Ar/He и мощности смещения в условиях индукционного ВЧ 13.56 МГц разряда. Схема исследования включала диагностику плазмы с помощью зондов Лангмюра и оптической эмиссионной спектроскопии, а также измерение скоростей и анализ механизмов травления SiO₂ в приближении эффективной вероятности взаимодействия. Установлено, что замещение аргона на гелий оказывает заметное влияние на кинетику и концентрацию атомов фтора через параметры электронной компоненты плазмы. Напротив, увеличение мощности смещения практически не отражается на составе газовой фазы, но сопровождается пропорциональным изменением энергии ионной бомбардировки. Найдено, что в исследованном диапазоне условий процесс травления SiO₂ характеризуется отсутствием ионно-лимитируемых стадий, при этом поведение его скорости определяется кинетикой гетерогенной реакции Si + xF → SiF_x. Переменное значение эффективной вероятности данной реакции отслеживает изменение доли свободных активных центров, определяемой скоростями высаживания и деструкции фторуглеродной полимерной пленки.

80 0

Параметры плазмы и кинетика реактивно-ионного травления SiO2 и Si3N4 в смеси HBr/Cl2/Ar

Номер выпуска 2 от 01.02.2023

Проведено исследование параметров газовой фазы и кинетики реактивно-ионного травления SiO₂ и Si₃N₄ в условиях индукционного ВЧ (13.56 МГц) разряда при варьировании соотношения HBr/Cl₂. Схема исследования включала диагностику плазмы зондами Ленгмюра, моделирование плазмы с целью нахождения стационарных концентраций активных частиц, а также измерение скоростей и анализ механизмов травления в приближении эффективной вероятности взаимодействия. Установлено, что замещение HBr на Cl₂ при постоянном содержании аргона: а) сопровождается заметным изменением электрофизических параметров плазмы; б) приводит к слабому росту интенсивности ионной бомбардировки обрабатываемой поверхности; и в) вызывает значительное увеличение суммарной концентрации и плотности потока химически активных частиц. Показано, что скорости травления SiO₂ и Si₃N₄ монотонно возрастают с ростом доли Cl₂ в смеси, при этом основным механизмом травления является ионно-стимулированная химическая реакция. Модельное описание кинетики такой реакции в первом приближении предполагает а) аддитивный вклад атомов брома и хлора; и б) прямо-пропорциональную зависимость их эффективных вероятностей взаимодействия от интенсивности ионной бомбардировки. Предположено существование дополнительного канала гетерогенного взаимодействия с участием молекул HCl.

89 0

Концентрация атомов фтора и кинетика реактивно-ионного травления кремния в смесях CF4 + O2, CHF3 + O2 и C4F8 + O2

Номер выпуска 4 от 01.04.2023

Проведено сравнительное исследование электрофизических параметров плазмы, концентраций атомов фтора и кинетики реактивно-ионного травления кремния в смесях CF₄ + O₂, CHF₃ + O₂ и C₄F₈ + O₂ переменного (0–75% O₂) начального состава. Показано, что доминирующим механизмом травления всегда является ионно-стимулированная химическая реакция Si + xF → SiF_x, скорость которой имеет максимум в области 20–50% O₂. По результатам диагностики плазмы установлено, что аналогичное поведение концентрации атомов фтора характерно только для смесей CF₄ + O₂ и CHF₃ + O₂, при этом в смеси C₄F₈ + O₂ имеет место немонотонное изменение вероятности взаимодействия. Предположено, что причиной последнего эффекта является конкуренция процессов снижения толщины фторуглеродной полимерной пленки и окисления поверхности кремния атомами кислорода.

92 0