Abstract
Radical and ion densities in a $CF_4$plasma have been calculated as a function of input power density, gas pressure and feed gas flow rate using simple 0 dimensional global model. Fluorine atom is found to be the most abundant neutral particle. Highly fragmented species such as CF and $CF^+$ become dominant neutral and ionic radical at the high power condition. As the pressure increase, ion density increases but ionization rate decreases due to the decrease in electron temperature. The fractional dissociation of $CF_4$feed gas decreases with pressure after increasing at the low pressure range. Electron density and temperature are almost independent of flow rate within calculation conditions studied. The fractional dissociation of $CF_4$monotonically decreases with flow rate, which results in increase in $CF_3$and decrease in CF density. The calculation results show that the $SiO_2$etch selectivity improvement correlates to the increase in the relative density of fluorocarbon ion and neutral radicals which has high C/F ratio.
글로벌 모델을 사용하여 $CF_4$ 플라즈마 내부에서의 각 중성 및 이온 라디칼 밀도를 계산하였다. 중성 입자로서는 플루오린 원자가 가장 많고, 높은 입력 전력 조건의 경우 CF 나 $CF^+$와 같은 저 분자 해리종이 주종을 이룬다. 압력이 증가 할수록 하전 입자의 밀도는 증가하나 전자 온도의 감소로 이온화율은 감소한다. 공급 가스인 $CF_4$의 해리율은 압력에 따 라 증가한후 다시 감소하는 양상을 보인다. 전자 온도 및 밀도는 입력유량에 대해서 거의 변화가 없다. $CF_4$의 해리율은 유량 증가에 따라 선형적으로 감소하며 이는 $CF_3$의 증가와 CF의 감소로 이어진다. 식각 실험 결과와의 비교를 통해 플루오로 카본 이온종 및 높은 C/F비를 갖는 중성 라디칼의 상대적 밀도 증가가 $SiO_2$/Si식각 선택도 향상에 주요함을 알 수 있다.
