Исследование латеральной однородности плазмы в реакторах микроэлектроники методами двухракурсной эмиссионной томографии

• Автор: Фадеев, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1.

Проблемы эмиссионной томографии в условиях ограничения числа ракурсов

1.1 Обратное преобразование Радона

1.2 Классические методы реконструктивной томографии

1.2.1 Метод обратного проецирования

1.2.2 Метод фильтрованных обратных проекций

1.2.3 Метод свертки

1.2.4 Метод Фурье синтеза

1.2.5 Алгебраические алгоритмы реконструкции
1.2.6 Обратное преобразование Радона в веерной геометрии
1.2.7 Метод максимума энтропии
1.3 Проблемы реконструкции изображений в условиях недостатка ракурсов и шумов в исходных данных
1.4 Другие методы реконструкции в области малоракурсной томографии
Выводы по главе
Глава 2.
Реконструкция латерального распределения частиц плазмы в случае двухракурсной веерной геометрии сканирования
2.1 Модель поля реконструкции диффузионной области плазмы в технологических реакторах с удаленной зоной плазмообразования
2.2 Исследование возможностей классических алгоритмов томографии в применении к задаче малоракурсной реконструкции
2.3 Алгоритм реконструкции, позволяющий удалять артефакты
2.4 Экспериментальные ограничения, накладываемые на алгоритмы реконструкции и способы их решения
2.4.1 Измерение интенсивности через окно оптического порта
2.4.2 Учет ослабления интенсивности, как функция расстояния от

точечного источника
2.4.3 Учет влияния размера и угла зрения сканирующих датчиков
Выводы по главе
Глава 3.
Оптимизация алгоритма реконструкции с использованием томографических фантомов и физических моделей
3.1 Модернизация алгоритма реконструкции
3.2 Модельный эксперимент
Выводы по главе
Глава 4.
Экспериментальное исследование 2й-распределения ионов и
химически активных радикалов в технологической плазме
4.1 Верификация томографических результатов зондовыми методами в плазме Аг
4.2 Томография ВР3 плазмы
Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы.
В настоящее время более половины технологических операций при изготовлении интегральных схем составляют методы с использованием низкотемпературной плазмы. Одним из ключевых параметров, ответственных за качественные характеристики структур интегральных схем является латеральная однородность компонентов плазмы в непосредственной близости от обрабатываемых пластин. Концентрация ионов и активных радикалов в плазме определяет скорость протекания поверхностных реакций травления и осаждения. Латеральная однородность потоков этих частиц обеспечивает однородность скорости этих процессов по площади пластины. Поэтому, разработка и оптимизация плазменных технологий является ключевой задачей на всех этапах создания интегральных схем высокой степени интеграции.
В прогнозе ТТЛв [1] описаны планы перехода промышленного производства на пластины диаметром 450 мм. Это возможно при неоднородности концентрации частиц плазмы по сечению реактора в зоне обработки не более чем 1-3 процента. Для конструирования новых типов технологических реакторов и дизайна новых технологических процессов необходимо использование точных, не возмущающих диагностических методов.
Высокие требования к однородности плазмы по сечению реактора приводят к необходимости пространственно - разрешенных измерений. Измерение пространственной однородности ионов возможно рядом методов, например, зондовым методом [2]. В то время как диагностика плотности незаряженных частиц плазмы (химически активных радикалов) реализуема в технологических реакторах микроэлектроники лишь оптическими методами [3], среди которых преобладают абсорбционная эмиссионная спектроскопия [4-6] и метод лазерпо-индуцированной флюоресценцией (ЛИФ) [7-9]. Пространственное разрешение в данных экспериментальных методах может быть достигнуто значительным

1) /(f)- определен для любых S > 0, us е U и отображает U в Z
2) для любого nF и для любого и5 sU такого, что для любого S > О us - м|| < S, при 8 -* 0 zs=Rs(us)->z
Таким образом, некорректная задача называется регуляризируемой, если к ней можно подобрать регуляризируюгций алгоритм.
При решении некорретных задач реконструкции методами компьютерной томографии в результатах могут появляться объекты, реально отсутствующие в области реконструкции (артефакты от лат. arte factum - искусственно сделанное) [50-51]. На рис.1.5 показан пример реконструкции гладкой плазменной неоднородности, состоящей из трех Гауссовых пиков [19], а также результаты ее реконструкции для 4, 7 и 19 ракурсов съемки томографических данных, соответственно. Как можно видеть, количество артефактов резко возрастает с уменьшением числа ракурсов. Таким образом, в реальных задачах компьютерной томографии можно говорить не об определении интенсивности излучения в точке f(x,y), а о получении оценки этой функции тем более точной, чем больше информации об объекте реконструкции мы имеем.
Рисунок. 1.5. Реконструкция гладкого фантома (а) для 4, 7 и 19 ракурсов (б) соответственно [19].