Мониторинг плазмохимических процессов формирования микро- и наноструктур методами зондовой диагностики

• Автор: Мяконьких, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Оглавление

Список аббревиатур

Введение

Глава 1. Плазмохимические технологии микроструктурирования и их

диагностика.

Плазменные источники для микроэлектронной технологии

Методы диагностики плазмохимических процессов

микроструктурирования.

Электрические зондовые методы и теория зондовых измерений .

Применение зондового метода в химически активных газах

Методы детектирования момента окончания травления

многослойных структур.
Выводы.
Глава 2. Исследование возможностей зонда Ленгмюра для диагностики
плазмы в условиях осаждения полимерных пленок
Идея метода динамических зондовых измерений
Условия зондовых измерений в камере плазмохимического
ректора.
Время установления стационарного зондового слоя
Скорость осаждения непроводящих пленок на зонд.
Метод динамического ленгмюровского зонда
Явление паразитной термоэлектронной эмиссии
Выводы.
Глава 3. Мониторинг процессов плазмохимического травления методом
зонда Ленгмюра
Контроль стабильности условий в камере в ходе травления
Методика детектирования момента окончания травления
Детектирование момента окончания травления в окислительной плазме.
Детектирование момента окончания травления в
полимерообразующей плазме.
Мониторинг состояния камеры реактора в ходе серий процессов
травления.
Выводы
Глава 4. ФРЭЭ в плазме технологических газовых смесей и пути
минимизации нескомненсированной зарядки структур при травлении
Эффекты некомпенсированной зарядки структур при плазменном
травлении.
Методы определения ФРЭЭ из зондовых ВАХ i i.
Исследование ФРЭЭ при травлении микроструктур.
Выводы.
Заключение
Список цитируемой литературы


Предложен и обоснован метод зондовых измерений в нленкообразующей плазме (метод динамического ленгмюровского зонда), применимый в условиях технологических реакторов микроэлектроники. CHF3, CF4, C4F8, C3F8, SF6/). Анализ ФРЭЭ показал необходимость проведения характеризации реакторов микроэлектроники в плазме, непосредственно использующейся в технологическом процессе. Впервые исследованы изменения параметров плазмы при анизотропном травлении слоистых структур и предложены методы определения момента окончания травления на основе зондовой диагностики in situ. Зондовая диагностика момента окончания травления экспериментально подтверждена на структурах вида poly-Si/SiC^/Si, SiCb/Si и S^N^SiCb/Si. Исследовано влияние потока продуктов реакций 1IXT со стенок реактора на параметры плазмы контрольного инертного газа. Показано, что этот эффект может использоваться для мониторинга состояния камеры между последовательными процессами ПХТ. Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается применением фундаментальных физических теорий, использованием современных методов исследования, верификацией экспериментальных результатов независимыми методиками. Метод динамического ленгмюровского зонда (ДЛЗ) для измерения параметров плазмы полимерообразующих газов в технологических реакторах микроэлектроники. Для интерпретации ВАХ можно использовать известный аппарат существующих зондовых теорий, так как измерение тока на зонд производится после установления квазистационарного слоя объемного заряда. Зондовый метод мониторинга параметров плазмы в ходе ПХТ микроэлектронных структур может быть использован для точного определения момента окончания травления функционального слоя. Это продемонстрировано для границ poly-Si/Si, Si3N4/Si, Si/Si. Зондовой диагностикой in situ в плазме смеси SF^Cb/Ar установлено, что продукты реакций при травлении кремнийсодержащих структур вызывают изменения в электронной и ионной плотности и ФРЭЭ плазмы. Значения Те и вид ФРЭЭ для плазмы рабочей смеси газов в присутствии обрабатываемой пластины значительно отличаются от плазмы Аг, полученной в тех же условиях разряда, что обусловливает необходимость проведения диагностики технологических реакторов в рабочих газовых смесях. Разработанные зондовые методы могут быть применены для сертификации плазмохимических реакторов низкого удавления, применяемых в микроэлектронике. В ходе работы над диссертацией автором был разработан измерительный комплекс и программное обеспечение, реализующие возможности метода зондовых измерений методом ДЛЗ. Создан исследовательский вариант автоматизированного объединенного комплекса зондовой и спектральной диагностики плазменных технологий микроэлектроники. Plasma Etch and Strip Microelectronics», Leuven, Belgium, , на заседании Школы молодых ученых «Нанофизика и наноэлектроника - », Ы. Новгород, . Содержание диссертации опубликовано в работах, в отечественных и зарубежных научных журналах, трудах и тезисах международных конференций, в том числе 2 статьи в журналах из перечня журналов и изданий, утвержденного Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации. Список публикаций автора приведен в конце диссертации. Постановка задач исследования осуществлялась научным руководителем работы К. В. Руденко. Все эксперименты, представленные в диссертационной работе, обработка и интерпретация результатов были выполнены лично автором. Непосредственное участие коллег автора диссертации в проведенных исследованиях отражено в виде их соавторства в опубликованных работах. Результаты, выносимые на защиту и составляющие научную новизну работы, получены автором лично. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и 3 приложений. Каждая из глав завершается разделом «Выводы», в котором кратко излагаются полученные в ней результаты. Общие выводы по работе приведены в Заключении. Содержание диссертации изложено на 5 страницах. Рукопись содержит рисунков, 7 таблиц. Список литературы содержит 5 ссылок на цитируемые источники в литературе. Кроме того, приведен список из публикаций автора по теме диссертации.