CHF₃/Ar等离子体刻蚀BST薄膜的机理研究

【摘要】 采用XPS方法,通过对刻蚀前后BST(钛酸锶钡)薄膜表面成分、元素化合态以及原子相对百分含量分析,探讨了CHF3/Ar等离子刻蚀BST薄膜的RIE(反应离子刻蚀)机理.研究结果表明,在刻蚀过程中,金属Ba,Sr,Ti和F等离子体发生化学反应并生成相应的氟化物且部分残余在薄膜表面,因为TiF4具有高挥发特性,残余物几乎没有钛氟化物.然而,XPS表明Ti-F仍然少量存在,认为是存在于Metal-O-F这种结构中,而O1s进一步证实了Metal-O-F的存在.基于原子的相对百分含量,我们发现刻蚀后薄膜表面富集氟,源于高沸点的氟化物BaF2和SrF2沉积,导致刻蚀速度仅达12.86nm/min.同时并没有发现C-F多聚物的形成,因此去除残余物BaF2和SrF2有利于进一步刻蚀.针对这种分析结果,本文提出对BST薄膜每4min刻蚀后进行1minAr等离子体物理轰击方案,发现残余物得以去除.更多还原