Массо- и теплоперенос при осаждении металлических пленок в установке СВЧ-ЭЦР разряда

• Автор: Полуэктов, Николай Павлович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 181 с. : ил.

 Обозначения

Введение
Глава 1. Анализ современного состояния плазмохимических установок для осаждения и травления тонких пленок

1.1. Магнетронные распылительные системы

1.2. Установки с высокочастотным емкостным разрядом

1.3. Установки с индуктивным разрядом

1.4. Г еликоны

1.5. Установки на основе СВЧ-ЭЦР разряда

Глава 2. Краткая теория ЭЦР - разряда и его применение

2.1. Баланс мощностей в СВЧ- разрядах

2.2. Распространение СВЧ- волн в магнитоактивной плазме

2.3. Конфигурации магнитного поля в установках с СВЧ -ЭЦР - плазмой
2.4. Получение тонких пленок в СВЧ-ЭЦР установках
Глава 3. Установка СВЧ - ЭЦР разряда
3.1. Назначение, общая характеристика и особенности установки
3.2. Разрядная камера, система вакуумирования и подачи газа
3.3. СВЧ- система
3.4. Магнитная система
3.4.1. Соленоидальные электромагниты
3.4.2. Постоянные магниты
Глава 4. Автоматизированная система диагностики
4.1. Зондовые измерения
4.2. Оптические измерения
Глава 5. Влияние геометрии магнитного поля на параметры СВЧ-ЭЦР плазмы
5.1.1. Разряд в соленоидальном поле

5.1.2. Разряд в гибридном магнитном поле
5.1.3. Разряд в касповом магнитном поле
Глава 6. Исследование процесса ионизации распыленных атомов металла
Глава 7. Измерение тепловых потоков на подложку
Глава 8. Расчет толщины пленок, получаемых методом распыления цилиндрической мишени. Сравнение с экспериментом
Глава 9. Эксперименты по металлизации микроструктур с использованием ионизации атомов металла
Заключение
Литература

ОБОЗНАЧЕНИЯ
А - вектор - потенциал магнитного поля;
В - индукция магнитного поля;
Все - резонансное значение индукции магнитного поля;
Всг - критическая индукция магнитного поля;
Ьс!, Ьх, 6„ - соответственно дрейфовая, поперечная и продольная подвижности частиц;
с(Тф) - удельная теплоемкость твердого тела;
Ср, Су - удельные теплоемкости газа; с - скорость света;
Д,- коэффициент амбиполярной диффузии;
0±, Оц - соответственно дрейфовый, поперечный и продольный коэффициенты диффузии;
О - дебаевский радиус;
Е - вектор напряженности электрического поля или энергия электрона; сё - энергия; е - заряд электрона;
с - основание натурального логарифма;
5 - линейная частота СВЧ- волны;
Я - напряженность магнитного поля;
/-сила тока;
J, Jj - плотность тока ионов; кц - постоянная Больцмана; к - волновой вектор;
К - постоянная столкновений;
Кп - число Кнудсена;
X - длина свободного пробега;
области (или, другими словами, формы эквимагнитной поверхности 875 Гс) на параметры генерируемой источником плазмы. В статьях [47,49] приведены результаты исследований факторов, влияющих на однородность концентрации и плотности ионного тока в ЭЦР- установках, ориентированных на травление субмикронных структур (0.4-1.4 мкм) из п+ поликремния в среде СЬ и фоторезиста в среде 02+SF6, при размещении подложки в ЭЦР- слое. Такие процессы являются основой технологии производства УБИС (ULSI). Для них требуется высокая радиальная однородность плотности ионного тока и концентрации, возможно более низкая энергия ионов, возможно более низкие радиальные и азимутальные составляющие их скоростей (нормальное падение). В работах показано, что минимальная неоднородность ионного тока (менее 5 % на диаметре 200 мм) достигается, когда в области ЭЦР- слоя магнитное поле однородно (эквимагнитная поверхность 875 Гс- плоская). Кроме того, в случае плоского ЭЦР- слоя наблюдалась малая неоднородность скорости травления (для кремния: 5% при скорости 300 нм/мин, для фоторезиста: 6% при скорости 700 нм/мин, на диаметре 150 мм). Как указано выше, максимальная концентрация плазмы достигается в резонансном слое, форма которого в целом определяется формой эквимагнитной поверхности 875 Гс. В свою очередь, пространственное распределение концентрации в слое определяет поле потенциала. Если эквимагнитная поверхность значительно искривлена, то поверхности равного потенциала будут иметь кривизну такого же масштаба. Это приведет к появлению радиальной составляющей электрического поля:
В этом поле ионы будут приобретать радиальные составляющие скоростей и кинетических энергий. Кроме того появляется еще и