利用发射光谱研究ECR等离子体对钨的刻蚀-北京工业大学学报.PDF

第41卷 第12期 北 京 工 业 大 学 学 报 Vol.41 No.12 2015年 12月 JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OFTECHNOLOGY Dec. 2015 利用发射光谱研究ECR等离子体对钨的刻蚀 王 波,王荷军,张 昀,王如志,张 铭 (北京工业大学 材料科学与工程学院,北京 100124) 摘 要:研究不同刻蚀条件下等离子体对钨表面的刻蚀变化,并对其原因进行分析有助于进一步了解其对钨的刻 蚀机理,从而为如何提高钨材料的使用寿命提供一定的理论支撑. 采用光纤光谱仪(Avaspec-ULS2048-USB2)检测 在不同放电条件下电子回旋共振(electron cyclotron resonance,ECR)等离子体中受激发的钨原子、钨离子谱线的相 对强度,从而根据其谱线的相对强度可以直接地反映出不同刻蚀条件下的等离子体对钨表面刻蚀的强弱规律. 结 果表明:偏压越大对钨表面的刻蚀越严重,气压则呈现先增大后减小的趋势;在N -Ar混合气体中随着N 体积分数 2 2 的增加对钨的刻蚀逐渐增强;而对比He、N 和Ar三种气体,He等离子体对钨的刻蚀最为严重;在700 W、0.1Pa条 2 件下,0~175V偏压范围的He等离子体对轧制态钨的刻蚀比再结晶态钨严重,而在175V之后结果却相反. 关键词:电子回旋共振;钨;发射光谱;等离子体 中图分类号:U461;TP308 文献标志码:A 文章编号:0254-0037(2015)12-1901-05 doi:10.11936/ bjutxb2015060091 ECR Plasma Etching of Tungsten by Emission Spectrum WANG Bo,WANG He-jun,ZHANG Yun,WANG Ru-zhi,ZHANG Ming (College of Material Science and Engineering,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China) Abstract:The etching of the plasma on the surface of tungsten under different etching conditions was studied,and analysisof itscausesishelpfultofurtherunderstandingtheetchingmechanismoftungstenin order toprovideacertaintheoretical supportforhow toimprovethelifeoftungsten.Byusing Opticalfiber spectrometer,the relative intensity of the excited tungsten atoms and tungsten ion spectra in the ECR plasma excited by different discharge conditions was directly reflected by the relative intensity of the spectra. The results show that the higher the bias voltage,the more severe the etching of the tung