ИСТИНА

Основные технологические процессы в современном производстве микроэлектронных устройств проходят с участием плазменной обработки. В связи с этим ключевой задачей при изучении низкотемпературной неравновесной плазмы является исследование фундаментальных физических механизмов, позволяющих обеспечить создание заданных структур на поверхности материалов, а также минимизировать образование дефектов при плазменной обработке. Решение этой задачи непосредственно связано с контролем параметров плазмы, величин потоков и энергий приходящих из плазмы на обрабатываемый материал заряженных и активных нейтральных частиц. В ходе работы была построена двумерная гидродинамическая модель для разряда в смеси Ar/Cl2. Помимо уравнений для описания кинетики заряженных частиц модель включает в себя подробную схему плазмохимических реакций и уравнения для температуры и протока нейтрального газа. Учет нагрева газа особенно важен при исследовании процессов в смесях, содержащих молекулярные газы, в особенности хлор [1]. Полученная модель была протестирована на теоретические и экспериментальные данные в простой цилиндрической камере из работы [2]. Проводились сравнения концентраций электронов и атомов хлора, а также степени электроотрицательности разряда в зависимости от вкладываемой в разряд мощности, давления и процентного соотношения смеси. Проводилось исследование границ применимости приближения распределения Максвелла по энергиям для электронов. На основе проведенных исследований модель была адаптирована для двухкамерной установки Ярославского Филиала ФТИАН. Расчеты проводились для большого набора входных параметров: давление в камере, вкладываемая мощность, доля Cl2. Получены распределения основных параметров плазмы, выделены ключевые плазмохимические реакции, определяющие концентрации компонент в смеси Ar/Cl2. В данной установке экспериментально были измерены концентрация, температура и функция распределения по энергиям электронов зондом Ленгмюра. Также отдельно измерялась концентрация электронов зондом Hairpin. Были получены профили распределения концентрации и температуры электронов методом оптической спектроскопии. Измерения также проводились для различных входных параметров плазмы: диапазон давлений от 0.06 до 6.2 Па, вкладываемая мощность 200-800 Вт, различные составы смеси от 0 до 100% Cl2. Экспериментально и полученные из расчетов результаты хорошо согласуются. Таким образом, полученная модель может быть использована в дальнейшем для расчета величин потоков и энергий заряженных и активных нейтральных частиц из плазмы сложного состава. Исследование выполнено за счет гранта РФФИ № 18-29-27017. Библиографический список 1. G.A. Hebner, J.Appl.Phys. 81, 578 (1997) 2. C. S. Corr et al, J. Phys. D: Appl. Phys. 41 185202 (2008)