Плазменная очистка технологических камер в высокочастотном емкостном разряде

Abstract

В настоящей работе исследованы характеристики процесса плазменной очистки технологической камеры, покрытой пленками нитрида кремния и аморфного кремния во фторсодержащих газах CF₄, SF₆ и NF₃ в высокочастотном емкостном разряде. Процесс очистки камеры контролировался с помощью масс-спектрометрии, регистрации давления газа, амплитуды ВЧ напряжения, угла сдвига фазы между током и напряжением, тока проводимости, а также величины второй гармоники ВЧ тока. Анализируется возможность использования этих методов для контроля плазменной очистки и определения момента окончания процесса. Измерены скорости очистки камеры от пленок для различных условий. На основании полученных результатов сделан вывод о целесообразности использования NF₃ для процесса плазменной очистки технологических камер с кремнийсодержащими загрязнениями. Показано, что очистка камеры сложной геометрии или с неоднородным распределением осажденной пленки может иметь двухступенчатый характер.

У даній роботі досліджені характеристики процесу плазмового очищення технологічної камери, покритої плівками нітриду кремнію й аморфного кремнію у фторвмістимих газах CF₄, SF₆ і NF₃ у високочастотному ємнісному розряді. Процес очищення камери контролювався з допомогою мас-спектрометрії, реєстрації тиску газу, амплітуди ВЧ напруги, кута зрушення фази між струмом та напругою, струму провідності, а такожвеличини другої гармоніки ВЧ струму. Аналізується можливість використання цих методів для контролю плазмового очищення і визначення моменту закінчення процесу. Виміряні швидкості очищення камери від плівок в різних умовах. На підставі отриманих результатів зроблений висновок про доцільність використання NF₃ для процесу плазмового очищення технологічних камер із кремнійвмістимими забрудненнями. Показано, що очищення камери складної або геометріїз неоднорідним розподілом осадженої плівки може мати двоступінчастий характер.

This paper reports the results of studying the characteristics of cleaning technological chambers covered with silicone nitride and amorphous silicon films in perfluorocompound gases CF₄, SF₆ and NF₃ with RF capacitive discharges. Chamber cleaning processes were monitored with mass spectrometry, gas pressure recordings as well as those of RF voltage amplitude, phase shift angle between current and voltage, active current together with the second harmonic of RF current. An opportunity is discussed to use these quantities for monitoring plasma cleaning and the end-point detection. Rates of film removal off the chamber walls are recorded under different conditions. On the ground of the results obtained, a conclusion is drawn on the expediency of using NF₃ for plasma cleaning of technological chambers with silicon-containing impurities. The cleaning of chambers with a complicated design or with a nonuniform distribution of the deposited film is shown to have a two-stage pattern.