PLASMA PARAMETERS AND ACTIVE SPECIES KINETICS IN Cl2 + BCl3 + Ar GAS MIXTURE

Abstract

Проведено исследование электрофизических параметров плазмы, стационарного состава газовой фазы и кинетики реактивно-ионного травления SiO2 в смеси Cl2 + BCl3 + Ar в условиях индукционного ВЧ 13,56 МГц разряда. Схема исследования включала диагностику плазмы зондами Лангмюра и 0-мерное (глобальное) моделирование кинетики плазмохимических процессов. В качестве неизменных параметров выступали: доля аргона в плазмообразующей смеси (20%), общее давление газа (6 мтор) и мощность смещения (300 Вт). Было найдено, что замещение Cl2 на BCl3 при постоянной вкладываемой мощности: а) оказывает влияние на параметры электронной и ионной компонент плазмы; б) приводит к снижению электроотрицательности плазмы; и в) сопровождается противоположными изменениями концентраций атомов хлора и радикалов BClx.Увеличение вкладываемой мощности при любом фиксированном составе смеси вызывает увеличение степени диссоциации исходных молекул и концентраций продуктов диссоциации. Показано, что зависимость скорости травления SiO2 от соотношения Cl2/BCl3 имеет немонотонный характер (максимум ~ 120 нм/мин в смеси состава 40% Cl2 + 40% BCl3 + 20% Ar), при этом увеличение доли BCl3 и вкладываемой мощности приводят к аналогичному изменению эффективной вероятности взаимодействия в системе SiO2 + Cl. Это не согласуется с изменением плотности потока энергии ионов. Предположено, что в качестве химически активных частиц плазмы выступают также радикалы ВСlx, вовлеченные в гетерогенные реакции вида SiOy + BClx → SiOy-1 + BClxO. Протекание таких реакций способствует увеличению числа центров адсорбции атомов хлора.