Подробное описание документа

Сагателян Г. Р., Бугорков К. Н.
   Анализ высокочастотного разряда при плазмохимическом травлении кварцевого стекла гексафторидом серы / Сагателян Г. Р., Бугорков К. Н. // Нанотехнологии. Разработка. Применение. ХХ1 век. - 2024. - Т. 16, № 2. - С. 54-71.

Постановка проблемы. Плазмохимическое травление (ПХТ) применяется для формирования глубокого рельефа на поверхности деталей микроэлектроники МЭМС из таких материалов, как кремний и оптическое стекло. Для реализации процесса ПХТ этих материалов (Si и SiO2) в качестве активного компоненте в составе реакционной газовой смеси чаще всего используют фреон - тетрафторид углерода CF4 и элегаз - гексафторид серы SF6. Эти газы при ПХТ обеспечивают такую же скорость травления стекла, как и чистый фтор. Технология ПХТ должна заменить жидкостное травление кремния и стекла в современном приборостроении.
Цель. Описать методику экспериментальных исследований для косвенного определения электронной температуры плазмы.
Результаты. Приведены результаты аналитических и экспериментальных исследований свойств высокочастотной (ВЧ) плазмы, возбуждаемой плоским индуктором, для плазмохимического травления деталей из кварцевого стекла в газовых смесях на основе гексафторида серы SF6. Рассмотрено формирование высокого рельефа на обеих сторонах кварцевой пластины маятникового акселерометра в условиях размещения заготовки в объеме ВЧ-плазмы, что обеспечивает ее двухстороннюю обработку. Аналитически показано, что создаваемая плазма является идеальной, т.е. ее газодинамика эквивалентна газодинамике идентичной по составу газовой смеси и к ней применимы результаты расчетов, характеристик разреженного газа в вакуумной камере. Разработаны методики расчета плотности многокомпонентных газовых смесей и определения режимов их течения в вакуумной камере, а также коэффициентов их динамической вязкости, теплопроводности и взаимной диффузии. На основе анализа длин волн де Бройля для частиц, образуемых в плазме, показано, что плазма является классической, а квантовые явления проявляются на внутриатомном уровне. Исходя из принципа неопределенности Гейзенберга, отмечено, что пороговой для SF6 является энергия 1,3 э-В. Предложена методика оценки электронной температуры плазмы на основе применения формулы Саха. Разработана технология формирования на функциональных плоскостях пластины маятникового акселерометра из кварцевого стекла группы опорных платиков высотой 30 мкм. При проведении соответствующих экспериментальных исследований апробирована методика оценочного расчета степени ионизации плазмы на основе анализа скачков давления при зажигании плазмы в вакуумной камере. Получена экспериментально-аналитически электронная температура плазмы 0,9 э-В. Практическая значимость. Разработанная технология позволяет освоить серийное производство маятниковых акселерометров с кварцевой пластиной новой конструкции на основе применения поддающегося расчету стабилизированного процесса ПХТ для формирования функционального высокого рельефа на опорных поверхностях.
Ключевые слова: Плазмохимическое травление, кварцевое стекло, глубокий рельеф, гексафторид серы, идеальный газ, низкотемпературная плазма, степень ионизации, электронная температура, формула саха, энергия ионизации

УДК

537.5 Электронные и ионные явления. Разряды. Плазма. Излучения

Авторы МГТУ

• Сагателян Гайк Рафаэлович

Статья опубликована в следующих изданиях