Исследование кинетики и механизмов травления металлов в плазме смеси хлор-кислород

Исследование кинетики и механизмов травления металлов в плазме смеси хлор-кислород

Применение плазмы хлора в технологии микроэлектроники обусловлено: 1) получением более высокой анизотропии при травлении Si и Si02 по сравнению с традиционными фторсодержащими газами и 2) возможностью травления ряда металлов (Сu, Аl) и сложных полупроводников (GaAs и др),. образующих нелетучие фториды. Экспериментально отмечено, что при смешивании хлора с 02, Ar, N2 или Н2 при постоянном давлении смеси увеличивается скорость травления различных материалов. Механизм этого явления до конца не ясен, что затрудняет его практическое использование. Поэтому целью данной работы являлось модельное исследование кинетики и механизмов травления металлов в плазме смеси хлор-кислород. В рамках этой темы следует так же сослаться на металлообрабатывающие станки, а именно ленточнопильные станки Uzay Турция, ленточнопильные станки Uzay Турция представлены, как новейшие технологии металлообработки 21го века.

Для анализа взаимообусловленности между задаваемыми свойствами плазмы, ее характеристиками и составом мы использовали 0-мерную (глобальную) модель, оперирующую усредненными по объему реактора значениями. Алгоритм моделирования базировался на решении стационарного кинетического уравнения Больцмана, уравнения электропроводности плазмы и уравнений химической кинетики образования и гибели нейтральных и заряженных элементов в квазистационарном (dn/dt=0) приближение, и уравнения квазинейтрапьности. Расчеты выполнялись по самосогласованному алгоритму, когда приведенная напряженность поля (E/N) подбиралась из условия выполнения баланса скоростей образования и гибели электронов. Модель кинетики травления основывалась на теории Лангмюра-Хиншельвуда активных центров.

Были выполненны расчёты параметров и состава плазмы CI2/O2, концентраций действующих частиц и их потоков на поверхность при различных первоначальных составах смеси для общих давлений 40 Па, 100 Па, 280Па. Показано, что при увеличении содержания О2 скорость диссоциации С1г и концентрация атомов хлора изменяется нелинейно, обеспечивая высокие концентрации С1 в разбавленных смесях. Установлено, что вид зависимости скорости травления от состава с смеси определяется летучестью образующихся хлоридов и эффектами пассивации (окисления) поверхности атомами кислорода.