Разработка приборов анализа и повышения степени чистоты поверхности диоксида кремния

• Автор: Кричевский, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 МОДИФИКАЦИЯ ПРИБОРА, СОЗДАЮЩЕГО ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ГАЗОВЫЙ РАЗРЯД ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ПОДЛОЖЕК
1.1 Анализ приборов, формирующих высоковольтный газовый разряд
1.2 Исследование механизмов формирования низкотемпературной плазмы высоковольтным газовым разрядом
1.3 Модификация конструкции высоковольтного газоразрядного
прибора
Выводы
ГЛАВА 2 СОЗДАНИЕ МЕТОДА И ПРИБОРА ДЛЯ ТРИБОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЧИСТОТЫ ПОВЕРХНОСТИ
2.1 Анализ методов контроля чистоты поверхности диэлектрических подложек
2.1.1 Метод спектроскопии многократно нарушенного полного внутреннего отражения
2.1.2 Метод измерения контактной разности потенциалов
2.1.3 Методы контроля качества очистки по смачиваемости поверхности подложки
2.1.4 Трибометрический метод контроля
2.2 Модификация трибометрического прибора для измерения чистоты поверхности диэлектрических подложек
2.3 Исследование режимов работы и параметров трибометрического прибора контроля чистоты поверхности подложек диоксида кремния
2.4 Определение критерия оценки технологически чистой поверхности
2.5 Исследование процесса трибометрического воздействия подложки-зонда на структуру контролируемой поверхности

2.6 Методика контроля чистоты поверхности диэлектрических подложек
трибометрическим методом
Выводы
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
3.1 Анализ методов очистки поверхности подложек
3.1.1 Химическая очистка
3.1.2 Лазерная очистка
3.1.3 Очистка с использованием низкотемпературной плазмы
3.2 Исследование механизмов формирования свойств поверхности
3.3 Анализ структуры молекулы органического загрязнения
3.4 Методика приготовления исходных образцов диоксида кремния с заданной степенью загрязнения
3.5 Исследование механизма очистки поверхности диоксида кремния в плазме высоковольтного газового разряда
3.6 Методика оценки остаточной концентрации органических загрязнений на поверхности диоксида кремния
3.7 Исследование зависимости остаточной концентрации органических загрязнений от физических факторов процесса очистки
3.8 Методика финишной очистки поверхности диоксида кремния в плазме
высоковольтного газового разряда
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Диоксид кремния - материал, широко используемый для создания элементов микроэлектроники и дифракционной оптики. Технология изготовления таких элементов требует высокой прецизионности параметров чистоты поверхности подложек, т.к. даже незначительное их отклонение способно привести к существенному искажению величины адгезии маскирующих слоев [1], появлению горизонтальной составляющей скорости травления микропрофиля.
Основными источниками загрязнений являются органические молекулярные соединения (растворители, химические реагенты), адсорбированные на поверхности подложек, прошедших химическую очистку и остаточный резист [2,3]. Вследствие этого после каждого помещения подложек в рабочую камеру вакуумной установки, до операции травления необходимо проводить очистку их поверхности от органических загрязнений.
Ионно-плазменная очистка поверхности подложек от органических загрязнений низкотемпературной плазмой тлеющего, магнетронного, высокочастотного (ВЧ), сверхвысокочастотного (СВЧ) и др. типов разрядов, подробно рассмотренная в работах [4-19], показала наличие проблем: обеспечения подавления неустойчивости плазмы; применения сложных систем при генерации широкоформатных потоков плазмы с равномерным распределением частиц по их сечению; удержания быстрых электронов в широкоапертурном полом катоде и генерации эмитирующей ионы плазмы в анодной полости. Перечисленные задачи решены в [20-22] путем увеличения конструктивной сложности и энергоемкости генераторов низкотемпературной плазмы. Однако это не позволило устранить общий для них недостаток - эффект загрузки. Таким образом, сохраняется потребность в приборе и методе формирования потоков

оптически менее плотную среду и поглощения в ней. Причем исследуемая подложка либо прикладывается загрязненной поверхностью к элементу МНПВО, либо сама используется в качестве элемента МНПВО [74]. Из этого следует, что контролируемая подложка должна обеспечивать полное внутреннее отражение светового луча в обоих случаях, обеспечивая соответствующие оптические параметры. Выполнение данных условий приводит к ограничениям: чувствительности метода - до одного монослоя загрязнений; типов материала подложек и контролируемых загрязнений на их поверхности.
Экспериментальные исследования, результаты которых приведены на рис. 2.1, показывают, что для мономолекулярных пленок чувствительность метода МНПВО ограничивается значением 1СГ7 г/см2 [74].
Рисунок 2.1 - Зависимость интенсивности полосы поглощения при /.=2920 см"1 в спектре МНПВО от толщины органической плёнки [5];
N - количество монослоёв
Кроме того в процессе измерения осуществляется контакт поверхности контролируемой подложки с элементом МНПВО, поверхность последнего загрязняется, и при последующих измерениях