Физико-химические процессы в неравновесной низкотемпературной плазме HCl и его смесей с азотом и кислородом
Диссертация
Апробация работы. Основные положения и выводы диссертационной работы были представлены и обсуждены на VI Международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии (Иваново, 2011), VI Всероссийской конференции молодых учёных, аспирантов и студентов с международным участием «Менделеев 2012» (Санкт-Петербург, 2012), Международной конференции «Микрои наноэлектроника 2012» (Москва-Звенигород… Читать ещё >
Список литературы
- Блохин, В. Г. Технологии производства микроэлектронной аппаратуры: лекции / В. Г. Блохин. Москва: РГТУ-МАТИ им. Циолковского, 20 042 005.
- Плазменная технология в производстве СБИС / под редакцией Н. Айнспрука, Д. Брауна. М.: Мир, 1987. — 420 с.
- Abe, Н. Developments of plasma etching technology for fabrication semiconductor devices / H. Abe, M. Yoneda, N. Fujiwara // Jap. J. App. Phys.- 2008. V.47. — P. 1435−1455.
- Орликовский, А. А. Проблемы плазмохимического травления в микроэлектронике / А. А. Орликовский, Д. И. Словецкий // Микроэлектроника. 1987. — Т. 16. — № 6. — 497 с.
- Jong-Chang, Woo. Dry Etching Characteristics of Zinc Oxide Thin Films in Cl2-Based Plasma / Woo. Jong-Chang, Ha. Tae-Kyung, Li Chen and other // Transactions on electrical and electronic materials. April 25. 2011. — V. 12.- № 2. P. 60−63.
- Shul, R. J. Selective inductively coupled plasma etching of group-Ill nitrides in Cl2- and BCl3-based plasmas / R. J. Shul, C. G. Willison, M. M. Bridges, and other//J. Vac. Sci. Technol. A 16(3). May/Jun. 1998. — P. 1621−1626.
- Pearton, S. J. Temperature-Dependent Dry Etching Characteristics of III-V Semiconductors in HBr- and HI-Based Discharges / S. J. Pearton, F. Ren, C. R. Abernathy // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 1994. — V. 14. -№ 2.-P. 131−150.
- Efremov, A. M. On the applicability of self-consistent global model for the characterization of Cl2/Ar inductively coupled plasma / A. M. Efremov, G. H. Kim, J. G. Kim, A. V. Bogomolov, С. I. Kim // Microelectronic Engineering.-2007. V. 84.-P. 136−143.
- Efremov, A. M. Inductively coupled Cl2/Ar plasma: experimental investigation and modeling / A. M. Efremov, D. P. Kim, С. I. Kim // J. Vac. Sei. Technol. A. 2003. — V.21. — P. 1568−1573.
- Fuller, N.C.M. Optical actinometry of Cl2, CI, Cl+, and Ar+ densities in inductively coupled Cl2-Ar plasmas / N.C.M. Fuller, I.P. Herman, V.M. Donnelly // J. Appl. Phys. 2001. — V.90. — P. 3182−3191.
- Kim, M. Effect of gas mixing ratio on etch behavior of Zr02 thin films in BCl3/He inductively coupled plasma / M. Kim, N.-K. Min, S. J Yun., H.W. Lee, A. M. Efremov, K.-H. Kwon // J. Vac. Sei. Technol. A. 2008. — V.26. -P. 344−351.
- Ефремов, A. M. Влияние добавок Ar и Не на параметры и состав плазмы HCl / А. М. Ефремов, А. В. Юдина, В. И. Светцов // Теплофизика высоких температур. 2012. — Т. 50. — № 1. — С. 1−9.
- Goldston, R. J. Introduction to plasma physics / R. J. Goldston, P. H. Rutherford. Bristol- UK and Philadelphia: Institute of Physics Pub., 1995. -491 p.
- Bellan, P. M. Fundamentals of plasma physics / P. M. Bellan. Cambridge- New York: Cambridge Univ. Press, 2006. — 628 p.
- Lieberman, M. A. Principles of plasma discharges and materials processing / M. A. Lieberman, A. J. Lichtenberg. New York: John Wiley & Sons Inc, 1994.-450 p.
- Полак, JI. С. Теоретическая и прикладная плазмохимия / JI. С. Полак, А. А. Овсянников, Д. И. Словецкий, Ф. В. Вурзель. М.: Наука, 1975. — 304 с.
- Словецкий, Д. И. Механизмы химических реакций в неравновесной плазме / Д. И. Словецкий. М.: Наука, 1980. — 313 с.
- Sugano, Т. Applications of plasma processes to VLSI technology / T. Sugano. -New York: Wiley, 1990.
- Светцов, В. И. Вакуумная и плазменная электроника: учеб. пособие / В. И. Светцов- Иван.гос.хим.-технол.ун-т. Иваново, 2003. — 171с. — ISBN 5−230−1 605−1.
- Wolf, S. Silicon Processing for the VLSI Era / S. Wolf, R.N. Tauber. N. Y.: Lattice Press. Process Technology, 2000. — V. 1. — 890 p.
- Rossnagel, S. M. Handbook of plasma processing technology / S. M. Rossnagel, J. J. Cuomo, W. D. Westwood (Eds.) — Park Ridge. NJ: Noyes Publications, 1990.
- Coburn, J. W. Plasma etching and reactive ion etching. / J. W. Coburn. New York, AVS Monograph Series, 1982.
- Mattox, D. M. Handbook of physical vapor deposition (PVD) processing / D. M. Mattox. Westwood, N.J.: Noyes Publications, 1998. — 917 p.
- Киреев, В. Ю. Плазмохимическое и ионно-химическое травление микроструктур / В. Ю. Киреев, Б. С. Данилин, В. И. Кузнецов. М.: Радио и связь, 1983. — 128 с.
- Sugawara, М. Plasma etching. Fundamentals and applications / M. Sugawara.- New York.: Oxford University Press Inc, 1992. 304 p. — ISBN 0−198−56 287-X.
- Шмаков, M. Школа производства ГПИС. Фотолитография. / М. Шмаков, В. Паршин // Технологии электронной промышленности. 2007. — № 5.- С. 72−77.
- Francis, F. Chen. Principles of plasma processing / Francis F. Chen, Jane P. Chang. Plenum/Kluwer Publishers.: 2002. — 208 p. — ISBN 0−306−47 497−2.
- Song, Y. S. Nanometer-sized patterning of polysilicon thin films in a HBr/Ar plasma / Y.S. Song, Y.H. Byun, C.W. Chung // Appl. Chem. 2003. — V. 7. -P. 161−164.
- Desvoivres, L. Sub-0.1m gate etch processes: Towards some limitations of the plasma technology / L. Desvoivres, L. Vallier, O. Joubert // J. Vac. Sci. Technol. B. -2000. V. 18.-P. 156−165.
- Vicknesh, S. Etching characteristics of HBr-based chemistry on InP using inductively coupled plasma technique / S. Vicknesh, A. Ramam // J. Electrochem. Soc. -2004. -V. 151. P. C772-C780.
- Lim, E. L. Inductively coupled plasma etching of InP with HBr/02 chemistry / E. L. Lim, J. H. Teng, L. F. Chong, N. Sutanto // J. Electrochem. Soc. -2008.-V. 155. -P. D47-D51.
- Lee, S. Hydrogen bromide plasma-copper reaction in a new copper etching process / S. Lee, Y. Kuo // Thin Solid Films. 2004. — V. 457. — P. 326−332.
- Lee, S. A new hydrogen chloride plasma-based copper etching process / S. Lee, Y. Kuo // Jpn. J. Appl. Phys. 2002. — V. 41. — P. 7345−7352.
- Kuo, Y. A novel plasma-based copper dry etching method / Y. Kuo, S. Lee // Jpn. J. Appl. Phys. 2000. — V. 39. — P. 188−190.
- Senga, T. Chemical dry etching mechanisms of GaAs surface by HC1 and Cl2 / T. Senga, Y. Matsumi, M. Kawasaki // J. Vac. Sci. Technol. B. 1996. — V. 14.-P. 3230−3238.
- Saito, J. Effects of etching with a mixture of HC1 gas and H2 on the GaAs surface cleaning in molecular-beam epitaxy / J. Saito, K. Kondo // J. Appl. Phys. 1990. — V. 67. — P. 6274−6280.
- Efremov, A. M. Plasma Parameters and Active Species Kinetics in an Inductively Coupled HBr Plasma / A. M. Efremov, B.-G. Choi, S. Nahm, H. W. Lee, N.-K. Min, K-H. Kwon // J. Korean Phys. Soc. -2008. V. 52. -№ l.-P. 48−55.
- Efremov, A. M. A Comparative Study of HBr-Ar and HBr-Cl2 Plasma Chemistries for Dry Etch Applications / A. M. Efremov, Y. Kim, H.-W. Lee, K.-H. Kwon // Plasma Chem. Plasma Process. 2011. — V. 31. — P. 259−271.
- Kwon, K.-H. A Model-Based Analysis of Plasma Parameters and Composition in HBr/X (X = Ar, He, N2) Inductively Coupled Plasmas / K.-H. Kwon, A. M. Efremov, M. Kim, N. K. Min, J. Jeong, K. Kim // J. Electrochem. Soc.-2010. V. 157.-№ 5.-P. H574-H579.
- Efremov, A. M. Plasma parameters and etching mechanisms of metals and semiconductors in hydrogen chloride / A. M. Efremov, S. A. Pivovarenok, V. I. Svettsov // Russian Microelectronics. -2009. V. 38. — P. 147−159.
- Efremov, A. M. Plasma parameters and chemical kinetics of an HC1 DC glow discharge / A. M. Efremov, G. H. Kim, D. I. Balashov, С. I. Kim // Vacuum. -2006.-V. 81.-P. 244−250.
- Efremov, A. M. The parameters of plasma and the kinetics of generation and loss of active particles under conditions of discharge in HC1 / A. M. Efremov, V. I. Svetsov //High Temperature. -2006. -V. 44. P. 189−198.
- Ефремов, A. M. Влияние добавок Ar и He на параметры и состав плазмы НВг / А. А. Смирнов, А. М. Ефремов, В. И. Светцов // Микроэлектроника. -2010. Т. 39. -№ 5. — С. 392−400.
- Ефремов, А. М. Параметры плазмы НС1 и НВг в условиях тлеющего разряда постоянного тока / A.M. Ефремов, А. А. Смирнов, В. И. Светцов // Химия высоких энергий. 2010. — Т. 44. — № 3. — С. 277−281.
- Смирнов, А. А. Параметры и состав плазмы НВг в условиях тлеющего разряда постоянного тока / А. А. Смирнов, A.M. Ефремов, В. И. Светцов // Микроэлектроника. 2010. — Т. 39. — № 6. — С. 418−426.
- Смирнов, А. А. Влияние добавок Аг и Не на параметры и состав плазмы НВг / А. А. Смирнов, A.M. Ефремов, В. И. Светцов / Микроэлектроника. -2010. Т. 39. — № 5. — С. 392−400.
- Смирнов, А. А. Электрофизические параметры плазмы в смесях НВг-Аг и НВг-Не переменного состава / А. А. Смирнов, A.M. Ефремов, В. И. Светцов // Известия Вузов. Химия и хим. технология. 2010. — Т. 53. -№ 9.-С. 55−58.
- Smirnov, A. Plasma parameters and active particles kinetics in HBr dc glow discharges / A. Smirnov, A. Efremov, V. Svettsov, A. Islyaykin // Proceedings SPIE. -2009. V. 7521. — P. 752 108−1 — 752 108−7.
- Efremov, A. M. Compilation of cross section data of elementary processes of HC1 applicable for plasma modeling / A. M. Efremov, V. I. Svetsov, D. I. Balashov // Contrib. Plasma Phys. 1999. — V. 39. — 247 p.
- Efremov, A. M. A comparative study of plasma parameters and gas phase compositions in Cl2 and HC1 direct current glow discharges / A. M. Efremov, V. I. Svettsov, D. V. Sitanov, D. I .Balashov / Thin Solid Films. -2008. V. 516.-P. 3020−3027.
- Rousseau, A. Microwave discharge in H2: Influence of H atom density on power balance /A.Rousseau, A. Granier, G. Gouset, P. Leprince// J. Phys. D: Appl. Phys. 27. 1994.
- Efremov, A. M. Volume and heterogeneous chemistry of active species in chlorine plasma/ A. M. Efremov, D. P. Kim, С. I. Kim// Thin Solid Films. -2003.-V. 435.-83 p.
- Ефремов, А. М.Вероятности гибели атомов и концентрации активных частиц в плазме хлора / А. М. Ефремов, В. И. Светцов // Изв. ВУЗов. Химия и хим. Технология. -2004. V. 47. — № 2. — 104 р.
- Brovikova, I. N. Kinetic characteristics of production and loss of hydrogen atoms in the positive column of glow discharge in H2 / I. N. Brovikova, E. G. Galiaskarov, V. V. Rybkin, A. B. Bessarab // High Temperature. 1998. T. 36. — № 5. — C. 681−686.
- Микроэлектроника. -2011. Т. 40. -№ 6. — С. 405−412.
- Ефремов, А. М. Электрофизические параметры и состав плазмы в смесях НС1-С12 / А. М. Ефремов, А. В. Юдина, В. И. Светцов // Теплофизика высоких температур. -2012. Т. 50. — № 6. — 746 с.
- Lochte-Holtgreven, W. Plasma Diagnostics / W. Lochte-Holtgreven. New York.: AIP Press, 1995. — 928 p.
- Rooth, J. R. Industrial plasma engineering, IOP Publishing LTD / J. R. Rooth. Philadelphia, 1995.-730 p.
- Chapman, B. Glow Discharge Processes: Sputtering and Plasma Etching / Chapman B. John Wiley & Sons: New York, 1980. — 287 p.
- Немец, В. M. Спектральный анализ неорганических газов / В. М. Немец, А. А. Петров, А. А. Соловьев. Л.: Химия, 1988. — 350 с.
- Donnelly, V. М. A simple optical emission method for measuring percent dissociations of feed gases in plasmas: Application to Cl2 in a high-density helical resonator plasma / V. M. Donnelly // J. Vac. Sci. Technol. A 14. -1996.- 1076 p.
- Malyshev, M. V. Diagnostics of inductively coupled chlorine plasmas: Measurement of Cl2 and CI number densities / M. V. Malyshev, V. M. Donnelly // J. Appl. Phys. -2000. V. 88. — 6207 p.
- Richards, A. D. Atomic chlorine concentration measurements. A comparison of infrared absorbtion and optical emission actinometry / A. D. Richards, W. E. Thompson, K. D. Allen // J. Appl. Phys. 1987. — V. 62. — № 3. — P. 792 807.
- Hanish, С. К. Estimating and Controlling Atomic Chlorine Concentration via Actinometry / С. K. Hanish, J. W. Grizzle, F. L. Terry // IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing -1999. V. 23. — 323 p.
- Оторбаев, Д. К. Оптическая актинометрия плазмы. В кн. «Плазмохимия-84», 1987.-Ч. 2.-С. 50−57.
- Gottscho, R. A. Optical emission actinometry and spectral line shapes in RF glow discharges / R. A. Gottscho, V. M. Donnelly // J. Appl. Phys. 1984. -V. 56.-P. 245−250.
- Ефремов, A. M. Спектр излучения тлеющего разряда в хлоре. / А. М. Ефремов, А. П. Куприяновская, В. И. Светцов // Журнал прикладной спектроскопии. 1993. — № 3−4. — Т. 59. — 222 с.
- Антонов, A.B. Спектры излучения разряда в парах HCl / А. В. Антонов, А. М. Ефремов- Материалы первой всероссийской конференции «Молекулярная физика неравновесных систем» Иваново: ИвГУ, 1999. -2 с.
- Корякин, Ю. В. Чистые химические вещества / Ю. В. Корякин, И. И. Ангелов // Изд. 4-е- перераб. и доп. М.: Химия, 1974. — 408 с.
- Ефремов, А. М. Диссоциация молекул хлора в плазме тлеющего разряда в смесях с аргоном, кислородом, азотом. / А. М. Ефремов, В. И. Светцов, Д. В. Ситанов // Химия высоких энергий. 1998. — Т. 32. — № 2. — 148 с.
- Балашов, Д. И. Потоки УФ квантов на поверхность в условиях плазмохимического травления в хлоре. / Д. И. Балашов, Ю. В. Кириллов // Химия высоких энергий. -1998. Т. 32. — № 4. — С.346 — 348.
- Рохлин, Г. Н. Разрядные источники света / Г. Н. Рохлин. Изд. 2-е- перераб. и доп. — М.: Энергатомиздат, 1991. — 720 с. — ISBN 5−283−5 488.
- Бабичев, А. П. Физические величины: справочник / А. П. Бабичев, Н. Л. Бабушкина, А. М. Братковский и др.- под ред. И. С. Григорьева, Е. 3. Мейлихова. М. Энергатомиздат, 1991. — 1232 с. — ISBN 5−283−4 013−5.
- Пирс, Р. Отождествление молекулярных спектров / Р. Пирс, А. Гейдон. -М.: Изд. иностр. лит, 1949. 540 с.
- Свентицкий, А. Р. Таблицы спектральных линий нейтральных и ионизованных атомов / А. Р. Свентицкий, Н. С. Стриганов М.: Атомиздат, 1966. — 900 с.
- Ефремов, А. М. Параметры плазмы и механизмы травления металлов и полупроводников в хлороводороде / А. М. Ефремов, С. А. Пивоварёнок, В. И. Светцов //Микроэлектроника. -2009. Т. 38. — С. 163−175.
- Morgan, W. L. A critical evaluation of low-energy electron impact cross sections for plasma processing modeling. I: Cl2, F2, and HCl / W. L. Morgan // Plasma Chem. Plasma Proc. 1992. -V. 12. -№ 4. — P. 449−476.
- Lister, G. G. Low pressure gas discharge modeling / G.G. Lister // J. Phys. D: Appl. Phys. 1992. — V. 25. — P. 1649−1680.
- Александров, Н.Л. Энергетическое распределение и кинетические коэффициенты электронов в газах в электрическом разряде. В кн. «Химия плазмы» / Н. Л. Александров, Э. Е. Сон. М.: Атомиздат, 1975. -Вып. 7.-С. 35−75.
- Пономарева, А. Краткий справочник физико-химических величин / А. Пономарева, А. Равдель, Н. Барон, З. Тимофеева — под ред. А. Равделя, А.
- Пономаревой, изд. 10-е — испр. и доп. СПб.: «Иван Федоров», 2003. 156 с.-ISBN 5−8194−0071−2.
- CRC Handbook of chemistry and physics / ed. by D. R. Lide. 90 ed. — New York: CNR Press., 2010.-2496. p. — ISBN 1−420−9 084−4.
- Lee, C. Global model of Ar, 02, Cl2 and Ar/02 high-density plasma discharges / C. Lee, M. Lieberman // J. Vac. Sci. Technol. A. -1995. V. 13. -P. 368−380.
- Chantry, P. J. A simple formula for diffusion calculations involving wall reflection and low density / P. J. Chantry // J. Appl. Phys. 1987. — V. 62. — P. 1141−1148.
- Бровикова, И. H. Кинетические характеристики образования и гибели атомов водорода в положительном столбе тлеющего разряда в Н2 / И. Н. Бровикова, Э. Г. Галиаскаров, В. В. Рыбкин, А. Б. Бессараб // ТВТ. -1998.-Т. 35.-706 с.
- Clyne, М. A. A. Recombination of ground state halogen atoms. Part 2. Kinetics of overall recombination of chlorine atoms / M. A. A. Clyne, D. H. Stedmane / Trans. Faraday Sos. 64. -1988. -№ 550. -Part 10. -P. 2968−2975.
- Гершензон, Ю. M. Гетерогенная релаксация колебательной энергии молекул / Ю. М. Гершензон, В. Б. Розенштейн, С. Я. Уманский. М.: Химия плазм, Атомиздат, 1977. — 61 с.
- Ефремов А. М., Куприяновская А. П., Светцов В. И. // Журнал прикладной спектроскопии. 1993. — Т.59. — № 3−4. — С.221−225.
- Jureta, J. Threshold electron impact excitation of hydrogen chloride /J. Jureta, S. Cvejanovic, D. Cvejanovic, M. Kurepa, D. Cubric // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1989. — V. 22. — P. 2623−2631.
- Coburn, J. W. Optical emission spectroscopy of reactive plasmas: A method for correlating emission intensities to reactive particle density / J. W. Coburn, M. Chen // J. Appl. Phys. 1980. — V. 51. — № 6. — P. 3134−1340.
- Yong, R. A. Dissociation of N2 in Weak RF Discharge / R. A. Yong, G. A. Jonn // J. Chem. Phys. 1968. — V. 49. — 3505 p.
- Словецкий, Д. И. Исследование механизма разложения азота в тлеющем разряде. Ч. 1 / Д. И. Словецкий, Р. Д. Тодесайте // Химия высоких энергий. 1973. — Т. 7 — № 4. — 291 с.
- Jansson, R. Е. W. Dissociation of N2 in DC Discharge / R. E. W. Jansson, Z. A. Middleton // Brit. J. Phys. 1967. -V. 18. -1079 p.
- Handbook on Physics and Chemistry / Edited by D. R. Lide. New-York: CRC Press. 2003 -2004.
- Бабичев, А. П. Физические величины: справочник / А. П. Бабичев, Н. JI. Бабушкина, А. М. Братковский и др.- под ред. И. С. Григорьева, Е. 3. Мейлихова. М.: Энергатомиздат, 1991. — 1232 с. — ISBN 5−283−4 013−5.
- Гершензон, Ю. М. Гетерогенная релаксация колебательной энергии молекул / Ю. М. Гершензон, В. Б. Розенштейн, С. Я. Уманский. М.: Химия плазм, Атомиздат, 1977. — 61 с.
- Галиаскаров Э. Г. Образование и гибель атомов водорода в тлеющем разряде в водороде и его смесях с азотом. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук.- Иваново, 1997. 16 с.
- Бровикова, И. Н. Кинетические характеристик образования и гибели атомов азота в плазме N2 / И. Н. Бровикова, Э. Г. Галиаскаров // Теплофизика высоких температур. 2001. — Т. 39. — № 6. — С. 873−878.
- Ferreira, С. М. Kinetic theory of low-temperature plasmas in molecular gases / С. M. Ferreira, B. F. Gordiets, E. Tatarova// Plasma Rhys. Control. Fusion -2000. № 2. — B165-B188.
- Chantry, P. J. A simple formula for diffusion calculations involving wall reflection and low density // J. Appl. Phys. -1987. V. 62. — P. 1141.
- Ефремов A. M. Математическое моделирование разряда в хлороводороде / А. М. Ефремов, В. И. Светцов, Д. И. Балашов // Известия Вузов. Химия и хим. технология. -2003. Т. 46. — № 3. — 118 с.
- Ефремов, А. М. Параметры плазмы и механизмы травления металлов и полупроводников в хлороводороде / А. М. Ефремов, С. А. Пивоварёнок, В. И. Светцов // Микроэлектроника. -2009. Т. 38. — С. 163−175.
- Babaeva, N. Yu. Oxygen ion energy distribution role of ionization, resonant and nonrezonant charge-exchange collisions. / N. Yu. Babaeva, J. K. Lee, Y. W. Shon, E. A. Hudson // J. Vac. Sci. Technol. A. 2005. — V. 3. — № 4. — P. 699−704.
- Brovikova, N. The kinetics of production and loss of 0(3 P) oxygen atoms in air plasma /N. Brovikova // High Temperature 11.- 2004. V. 42. — № 6. -P. 879−882.
- Maksimov, A. I. Mechanism of formation and decay of some 01 levels in the positive column of a glow discharge in Ог / A. I. Maksimov, V. V. Rybkin // Journal of Applied Spectroscopy November 1982. — V. 37. — № 5. — P. 1233−1236.
- Ефремов А. М., Светцов В. И. Кинетика и механизмы плазмохимических процессов в бинарных смесях С12 с инертными и молекулярными газами // Сборник трудов 4 Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново. 13−18.05.2005. 91 с.
- Pearse, R. W. В. Theidentification of molecular spectra / Pearse R. W. В., Gaydon A. G. London: New York, 1976. — 409 p.