引言
三元金属碳化物TiAlC的干法蚀刻是利用泡沫丝（FW）辅助的Ar/氢氧化铵蒸汽等离子体从湿法蚀刻转变为干法蚀刻。在中压下生成的FW辅助非卤素蒸气等离子体可以产生高密度反应自由基（NH、H和 OH），用于TiAlC表面修饰，如氢化和甲基化。本文提出了一种由改性层形成挥发性产物的TiAlC干法蚀刻的机理。我们的目标是开发一种新的蚀方法（湿干蚀或湿样等离子体蚀），可以结合湿蚀（高各向同性和选择性）和干蚀（高可控性）的优点，用于新材料或难蚀材料。表面反应在发展原子层蚀刻（ALE）过程中起着关键作用，该过程通常分多个步骤进行，包括表面改性降低样品表面能，下一步去除改性层。通过控制NH、H、OH等活性自由基，得到了TiAlC flm的表面修饰，如氢化和甲基层经Te处理的TiAlC表面可以通过形成修饰层来去除。我们提出了金属碳化物（TiAlC，TiC，AlC）的等离子体蚀刻机理。将对蚀刻金属和金属化合物如氮化物、碳化物和氧化物等探索新的蚀刻方法，以确定湿蚀中常见的选择性和各向同性是否也会发生在干蚀中。（KOH腐殖清洗机，，RCA清洁设备）
材料与方法
样品制备。采用Ti、Al源和C源的真空蒸发法在硅片上制备了TiAlC薄膜2H2气体TiAlC/Si样品的制备尺寸分别为15 mm×15mm（用于湿法蚀刻）和15 mm×20mm（用于干法蚀刻）。采用椭偏仪(M-2000，J。A.采用Xe电弧光源（FLS-300）。采用模型对TiAlC样品的椭偏数据进行光谱漂移，包括顶层（天然氧化物、沉积层或改性层）、TiAlC层、界面层和Si衬底，如图所示。1a. Te原始TiAlC（TiAlC/Si）的厚度约为35 nm。TiAlC flm的Te介电函数由Gen-Osc模型表示，包括一个根-Osc模型和三个洛伦兹振荡器21 .具有较佳ft参数的Te Gen-Osc模型如表1所示。（晶圆清洁设备，）
为了分析TiAlC表面的表面改性，使用光谱仪（=250；英国）获得了x射线光电子光谱（XPS），配备了Al Kα（光子能量= 1486.6 eV）源，在分析室真空到5×10的基本压力−7Pa使用一个离子泵。峰值反褶积和元素浓度被分析的优势程序。在初始（原始）和1µA的TiAlC flm的溅射面积下，通过3 keV溅射到2 mm×2 mm的原子浓度的深度分析。（，江苏科技有限公司）
图1。(a)一个椭圆偏移数据的光谱变换模型，(b)Tialcflm的折射率和消光系数作为波长的函数，由Gen-Osc模型得到，其参数如表1所示。
表1。利用Gen-Osc模型得到了TiAlC层的较佳ft参数
图2。(a)fw-等离子体系统的结构示意图。可以从上游地区引入的蒸汽。(b)暴露于样品的fw等离子体OES测量装置的俯视图。
表3。三种实验条件（P1、P2和P3），通过从上游区域注入的TiAlC处理的各种蒸汽混合物生成FW-Ar/蒸汽等离子体。Ar气体的气体流量为1.5 slm。
结果和讨论
通过使用不同的液体混合物，可以控制OH、O、NH、H自由基等活性物质的选择性产生。Ar/H2 O等离子体主要产生OH、H和O自由基，而Ar/NH4 OH血浆主要产生NH和H自由基。Ar/NH4OH17等离子体可以产生Ar/H所列出的所有物种2O等离子体和Ar/NH4 OH-28等离子体，如NH、H、OH和O自由基。根据每一种应用，选择性自由基的产生可以被控制来修饰金属化合物的表面，如氧化、氢化、硝化和甲基层化。改性层可以通过加热、离子轰击来去除，或者被其他配体交换以选择性地去除其他材料。（，，半导体，英思特）
结论
利用fw辅助的无卤蒸汽氢氧化铵等离子体从湿蚀刻转变为干等离子体蚀刻，建立了一种原子水平上三元金属碳化物TiAlC的干蚀刻方法。TiAlC flm的表面修饰是通过暴露于由fw辅助血浆产生的活性自由基，如H、NH和OH自由基来控制的。提出了利用NH自由基和H自由基去除金属碳化物MC（TiAlC，TiC，AlC）的机理。Tisfw辅助等离子体技术有望用于半导体器件制造中金属和金属化合物的高选择性和各向同性原子层蚀刻。