Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Ефремов А.М - 139 стр.

процессов представляет основной механизм влияния состава смеси на
кинетику образования и гибели активных частиц. Процессы
ступенчатой диссоциации молекул Cl2 при взаимодействии с
метастабильными атомами Ar*(3p0,3p1,3p2), метастабильными N2*(A3Σu+)
и колебательно возбужденными N2*V>7 молекулами не эффективны из-за
низких коэффициентов скоростей возбуждения и                  концентраций
возбужденных частиц. В смесях Cl2/O2 и Cl2/H2 влияние начального
состава смеси не ограничивается изменением электрофизических
параметров плазмы, но сопровождается эффективной реализацией
объемных атомно-молекулярных процессов. Так, в смеси Cl2/O2 реакция
Cl2 + O(3P,1D) → ClO + Cl вносит вклад, сравнимый со скоростью
диссоциации Cl2 при электронном ударе и определяет вид зависимости
концентрации атомов хлора от состава смеси. В смеси Cl2/H2 заметная
роль в формировании стационарных концентраций частиц принадлежит
реакциям H + HCl → H2 + Cl (R1), H + Cl2 → HCl + Cl (R2) и Cl + H2
→ HCl + H (R3). Скорости R2 и R3 взаимно компенсируются, однако
скорость R1 при доле H2 в исходной смеси более 80% превышает
скорость диссоциации Cl2 при электронном ударе. Для всех смесей
предположение о постоянстве вероятности гетерогенной рекомбинации
атомов обеспечивает удовлетворительное согласование расчетных и
экспериментальных                данных    по  приведенной   напряженности
электрического поля (E/N) и концентрации атомов хлора. Зависимость
последнего параметра от состава смеси не является экстремальной (это
подтверждается как при моделировании, так и при диагностике
плазмы), что обеспечивает аналогичную монотонную зависимость
плотности потока атомов хлора на поверхность подвергаемого
травлению материала (рис. 3.6.3).
        Анализ представленных данных позволяет заключить, что
изменение состава смеси не обеспечивает немонотонного изменения
кинетических характеристик образования и/или гибели основных
химически активных частиц, поэтому причину немонотонного
изменения скорости взаимодействия следует искать в изменении
характеристик гетерогенного взаимодействия. Анализ гетерогенной
кинетики с использованием адсорбционно-десорбционной модели
плазменного травления (см. соотношения (3.35) и (3.36)) показал, что
появление немонотонной зависимости скорости травления от состава
смеси является возможным в условиях ионно-стимулированного
травления, когда доминирующим механизмом очистки поверхности от
продуктов травления является ионно-стимулированная десорбция
( Γth < ∑ Yd , j Γ+ , j ) (рис. 3.6.4 – пример для смеси Cl2/Ar). Причиной
немонотонного поведения скорости травления служит конкуренция

                                   139