Физико-химические процессы в неравновесной низкотемпературной плазме смесей HCL с инертными (Ar, He) и молекулярными (H2, Cl2) газами
Диссертация
В последнее время, в технологии плазменного травления большое распространение получили бинарные (двухкомпонентные) газовые смеси, в которых активный газ совмещается с инертным (Ar, Не) или молекулярным (Н2, 02, N2) газом. Достигаемые при этом технологические эффекты заключаются в: 1) стабилизации плазмы, особенно в области низких давлений, 2) защите откачных средств и повышению экологической… Читать ещё >
Список литературы
- Jong-Chang Woo. Dry Etching Characteristics of Zinc Oxide Thin Films in Cl2-Based Plasma / Jong-Chang Woo, Tae-Kyung Ha, Chen Li and other // Transactions on electrical and electronic materials. 2011. — April 25. — 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). 1998. — May/Jun. — P. 1621 -1626.
- 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.
- Pargon, Е. Characterization of resist-trimming processes by quasi in situ x-ray photoelectron spectroscopy / E. Pargon, O. Joubert, Songlin Xu, Thorsten bill // J. Vac. Sci. Technol. В 22(4). 2004. — Jul/Aug. — P. 1869−1879.
- 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.
- 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.
- Efremov, M. Kim, N.-K. Min, J. Jeong, K. Kim // Journal of The Electrochemical Society. 2010. — V.157. — P. H574-H579.
- 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.
- 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.
- Плазменная технология в производстве СБИС // Под ред. Айнспрука Н. и Брауна Д. Пер. с англ. М.: Мир, 1987. — 420 с.
- Теоретическая и прикладная плазмохимия / JI.C. Полак и др. М.: Наука, 1975.-304 с. 13.' Francis F. Chen. Principles of plasma processing / Francis F. Chen, Jane P. Chang. Plenum/Kluwer Publishers.: 2002. — 208 p. — ISBN 0−306−474 972.
- Словецкий, Д. И. Механизмы химических реакций в неравновесной плазме / Д. И. Словецкий. М.: Наука, 1980. — 313 с.
- 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.
- Ивановский, Г. Ф. Ионно-плазменная обработка материалов / Г. Ф. Ивановский, В. И. Петров. М.: Радио и связь, 1986. — 232 с.
- Lieberman, М.А. Principles of plasma discharges and materials processing / M.A. Lieberman, A.J. Lichtenberg. Hoboken, N.J.: Wiley-Interscience, 2005. — 800 p. — ISBN 0−471−72 001−1.
- Sugawara, M. Plasma etching. Fundamentals and applications / M. Sugawa-ra. New York.: Oxford University Press Inc, 1992. — 304 p. — ISBN 0−198−56 287-X.
- Блохин, В. Г. Технологии производства микроэлектронной аппаратуры: лекции / В. Г. Блохин- РГТУ-МАТИ им. Циолковского. Москва, 2004−2005.
- Данилин, Б. С. Применение низкотемпературной плазмы для травления и очистки материалов / Б. С. Данилин, В. Ю. Киреев. М.: Энерго-атомиздат, 1987. — 264 с.
- Словецкий, Д.И. Гетерогенные реакции в неравновесной галогенсо-держащей плазме. В кн. «Химия плазмы» / Д. И. Словецкий. М.: Энергоатомиздат, 1989. — Вып. 15. — 208 с.
- McNevin, S. С. Radio frequency plasma etching of Si/Si02 by Cl2/02: Improvements resulting from the time modulation of the processing gases / S. C. McNevin // J.Vac.Sci.Technol. В 8 (6). 1990. — Nov/Dec. — P. 11 851 191.
- 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. A Comparative Study of HBr-Ar and HBr-Cl2 Plasma Chemistries for Dry Etch Applications / Alexander Efremov, Youngkeun Kim, Hyun-Woo Lee, Kwang-Ho Kwon // Plasma Chem Plasma Process. 2011.- № 31.-P. 259−271.
- Cunge, G. Influence of reactor walls on plasma chemistry and on silicon etch product densities during silicon etching processes in halogen-based plasmas
- G. Cunge, M. Kogelschatz, N. Sadeghi // Plasma Sources Sci. Technol. -2004.- № 13.-P. 522−530.
- Орликовский, А. Проблемы плазмохимического травления в микроэлектронике / А. А. Орликовский, Д. И. Словецкий // Микроэлектроника.- 1987.-Т. 16.-№ 6.-С. 497.
- Flamm, D.L. Basic chemistry and mechanisms of plasma etching / D.L. Flamm, V.M. Donnelly, D.E. Ibbotson // J. Vac. Sci. Technol. B. 1983. -V.l.-P. 23−30.
- Моро, У. Микролитография. Том 2 / У. Моро. М.: Мир, 1990. — 600 с.
- Frank, W.E. Dry etching of single-crystal silicon trench in hydrogen iodide containing plasmas / W.E. Frank, T. Chabert // J. Electrochem. Soc. 1993. -V. 140.-P. 490−495.
- Richter, H.H. Silicon dry etching in hydrogen iodide plasmas: surface diagnostics and technological applications / H.H. Richter, M.A. Aminpur, H.B. Erzgraber, A. Wolff// Jpn. J. Appl. Phys. 1997. — V. 36. — P. 4849−4853.
- Pearton, S.J. High-rate, anisotropic dry etching of InP in Hi-based discharges / S J. Pearton, U.K. Chakrabarti, A. Katz, F. Ren, T.R. Fullowan // Appl. Phys. Lett. 1992. — V. 60. — P. 838−840.
- Pearton, S J. New dry-etch chemistries for III-V semiconductors / S.J. Pearton, U.K. Chakrabarti, F. Ren, C.R. Abernathy // Materials Science and Engineering: B. 1994. — V. 25. — P. 179−185.
- Rossnagel, S.M. Handbook of plasma processing technology: fundamentals, etching, deposition, and surface interactions / S.M. Rossnagel, J.J. Cuomo, W.D. Westwood. New York: Noyes Publications, 1990. — 523 p. — ISBN 0−815−51 220−1.
- Wolf, S. Silicon processing for the VLSI Era. Volume 1. Prosess technology / S. Wolf, R.N. Tauber. New York: Lattice Press, 2000. — 922 p. — ISBN 0−961−67 216−1.
- Shul, R.J. Handbook of advanced plasma processing techniques / R.J. Shul, S.J. Pearton. Berlin: Springer, 2000. — 653 p. — ISBN 3−540−66 772−5.
- Layadi, N. An introduction to plasma etching for VLSI circuit technology / N. Layadi, J.I. Colonell, J. Lee // Bell Labs Technical Journal. 1999. — V. 4.-P. 155−171.
- Bestwick, T.D. Reactive ion etching using bromine containing plasmas / T.D. Bestwick, G.S. Oehrlein // Journal of Vacuum Science and Technology. A. 1990.-V. 8.-P. 1696−1701.
- Desvoivres, L. Sub-0.1 jim 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.
- 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.
- Vicknesh, S. Etching characteristics of HBr-based chemistry on InP using inductively coupled plasma technique / S. Vicknesh, A. Ramam // J. Electro-chem. 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.
- Bouchoule, S. Anisotropic and smooth inductively coupled plasma (ICP) etching of III-V laser waveguides using HBr-02 chemistry / S. Bouchoule, S. Azouigui, S. Gullet, G. Patriarche, L. Largeau // J. Electrochem. Soc. -2008.-V. 155. P. H778-H785.
- Kim, D.W. A study of GaN etching characteristics using HBr-based inductively coupled plasmas / D.W. Kim, C.H. Jeong, H.Y. Lee, H.S. Kim, Y.J. Sung, G.Y. Yeom // Solid-State Electronics. 2003. — V. 47. — P. 549−552.
- Agarwala, S. Selective reactive ion etching of InGaAs/InAlAs heterostruc-tures in HBr plasma / S. Agarwala, I. Adesida, C. Caneau, R. Bhat // Appl. Phys. Lett. 1993. — V. 62. — P. 2830−2832.
- Vitale, S.A. Etching of organosilicate glass low-k dielectric films in halogen plasmas / S.A. Vitale, H.H. Sawin // J. Vac. Sci. Technol. B. 2002. — V. 20.-P. 651−660.
- 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 C12 / 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.
- Ефремов, A. M. Кинетика и механизмы плазмохимического травления меди в хлоре и хлороводороде / Ефремов A.M., Пивоваренок С. А., Светцов В. И. // Микроэлектроника. 2007. — Т. 36. — № 6. — С. 409−417.
- Ефремов, А. М. Кинетика и механизмы плазмохимического травления GaAs в хлоре и хлороводороде / А. В. Дунаев, С. А. Пивоваренок, О. А. Семенова, С. П. Капинос, А. М. Ефремов, В. И. Светцов // Физика и химия обработки материалов. 2010. — № 6. — С. 42−46.
- Efremov, А. М. On mechanisms of argon addition influence on etching ratein chlorine plasma / A. M. Efremov, Dong-Pyo Kim, Chang-Il Kim // Thin
- Solid Films. 2003. — № 435. — P. 232−237.106
- Врублевский, Э. М. Релаксационные процессы и скорость травления монокремния в смеси Аг-СЬ / Врублевский Э. М., Гусев А. В., Жидков А. Г. // Труды ФИАН. 1989. — Вып. 10. — С.3−7.
- Lee, Y. N. Etch characteristics of GaN using inductively coupled Cl2/Ar and C12/BC13 plasmas // Y. N. Lee, H. S. Kim, G. Y. Yeom, J. W. Lee, M. S. Yoo, T. Y. Kim // J. Vac. Sci. Technol. A 16. 1998. — P. 1478.
- Su, S. H. Reactive ion etching of ZnS films for thin-films electroluminescent devices / S. H. Su, M. Yokoyama, Y. K. Su // Materials Chemistry and Physics. 1997.-№ 50.-P. 205.
- Lee, H. M. Inductively coupled plasma etching of (Ba, Sr) Ti03 thin films / H. M. Lee, D. C. Kim, W. Jo, K. Y. Kim // J. Vac. Sci. Technol. В 16. -1998.-P.1891.
- Lee, Y. J. A study of lead zirconate titanate etching characteristics using magnetized inductively coupled plasmas / Y. J. Lee, H. R. Han, J. Lee, G. Y. Yeom // Surface and Coatings Technology. 2000. — № 131. — P. 257−260.
- Norasetthekul, S. Dry etch chemistries for Ti02 thin films / S. Norasetthekul, P. Y. Park, К. H. Baik, K. P. Lee, J. H. Shin, B. S. Jeong, V. Shi-shodia, E.
- S. Lambers, D. P. Norton, S. J. Peartom // Appl. Surf. Sci. 2001. — № 185. -P. 27.
- Shibano, T. Platinum etching in Ar/Cl2 plasmas with photoresist mask / T. Shibano, K. Nakamura, T. Takenaga // J. Vac. Sci. Technol. A 17(8). -1999.-P. 799−804.
- Светцов, В.И. О механизмах влияния аргона на скорость плазмохими-ческого травления металлов и полупроводников в плазме хлора / А. М. Ефремов, А. П. Куприяновская, В. И. Светцов // ХВЭ. 1993. — Т. 27. -№ 1. — С.88−91.
- Efremov, А. М. 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. Kinetics and Mechanisms of Cl2 or HC1 Plasma Etching of Copper / M. Efremov, S. A. Pivovarenok, and V. I. Svettsov // Russian Microelectronics. 2007. — V. 36. — № 6. — P. 358−365.
- Ефремов, A. M. Параметры плазмы HC1 и HBr в условиях тлеющего разряда постоянного тока / А. М. Ефремов, А. А. Смирнов, В. И. Светцов // Химия высоких энергий. 2010. — Т. 44. — № 3. — С. 277−281.
- Efremov, А. М. 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, — № 2. — P. 189−198.
- Efremov, A. M. Plasma parameters and chemical kinetics of an HC1 DC glow discharge / A. M. Efremov, G. H. Kimb, D. I. Balashov, С. I. Kimb // Vacuum. 2006. -№ 81. — P. 244−250.
- Morgan W. L. // Plasma Chem. Plasma Proc. 1992. — V. 12. — P. 449−462.108
- Ефремов, А. М. Электрофизические параметры плазмы тлеющего разряда постоянного тока в смеси HCl/Ar / А. М. Ефремов, А. В. Юдина, В. И. Светцов // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология. 2011. — Т. 54. -№ 3. — С. 15−18.
- Ефремов, А. М. Математическое моделирование разряда в хлороводо-роде / А. М. Ефремов, В. И. Светцов, Д. И. Балашов // Известия Вузов. Химия и хим. технология. 2003. — Т. 46. — № 3. — С. 118−122.
- Franklin, R. N. Electronegative plasmas diluted by rare gases / R. N. Franklin // J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. — № 36. — P. 2655−2659.
- Зимина, И. Д. Влияние добавок аргона и гелия на диссоциацию хлора в тлеющем и высокочастотном разрядах / И. Д. Зимина, А. И. Максимов, В. И. Светцов // ЖФХ. 1973. — № 9. — С.2377−2380.
- Зимина, И. Д. Исследование диссоциации аммиака, хлора и брома в смесях с инертными газами / И. Д. Зимина, А. И. Максимов, В. И. Светцов // ЖФХ. 1975. — Т. 49. — № 6. — С. 1468−1472.
- Врублевский, Э. М. Химический состав и скорость травления монокремния в плазме бинарной смеси Аг-С12 / Э. М. Врублевский, А. В. Гусев, А. Г. Жидков // ХВЭ. 1990. — Т. 24. — № 4. — С. 356−360.
- Herman, I. P. Optical actinometry of Cl2, CI, Cl+, and Ar+ densities in inductively coupled Cl2-Ar plasmas / N. С. M. Fuller, I. P. Herman, V. M. Donnelly // J. Appl. Phys. 2001. — № 90. — P. 3182.
- Efremov, A. M. Inductively coupled Cl2/Ar plasma: Experimental investigation and modeling / A. M. Efremov, Dong-Pyo Kim, Chang-Il Kim / J. Vac. Sci. Technol. A 21(4). 2003. — Jul/Aug. — P. 1568−1573.
- Ефремов, A. M. Электрофизические параметры и состав плазмы тлеющего разряда постоянного тока в смесях HBr/H2 / А. М. Ефремов, А. А.
- Смирнов, В. И. Светцов // Теплофизика высоких температур. 2011. -Т. 49.-№ 5.-С. 670−675.
- Корякин, Ю. В.Чистые химические вещества / Ю. В. Корякин, И. И. Ангелов. Изд. 4-е- перераб. и доп. — М.: Химия, 1974. — 408 с.
- Куприяновская, А.П. Закономерности образования активного хлора и его взаимодействия со стеклом и некоторыми металлами : дис.. канд. хим. наук. Иваново: ИХТИ, 1985. — 233 с.
- Лебедев, Ю. А. Методы контактной диагностики в неравновесной плазмохимии / Ю. А. Иванов, Ю. А. Лебедев, Л. С. Полак. М.: Наука, 1981.-142 с.
- 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 5−283−40 135.
- Loureiro, J. Electron and vibrational kinetics in the hydrogen positive column / J. Loureiro, С. M. Ferreira // J. Phys. D: Appl. Phys. 1989. — V. 22.-P. 1680−1691.
- 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.
- Sherman, B.J. The difference differential equation of electron energy distribution in a gas / B. J. Sherman // J. Math. Anal. Appl. 1960. — V. 1. — P. 324−354.
- Смит, К. Численное моделирование газовых лазеров / К. Смит, Р. Том-сон.-М.: Мир, 1981.-515 с.
- Yoshida, S. Effects of electrons produced by ionization on calculated electron-energy distribution / S. Yoshida, A. V. Phelps, L. C. Pitchford // Phys. Rev. A. 1983. — V. 27. — P. 2858−2867.
- 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.
- 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.
- Bellan, P. М. Fundamentals of plasma physics / P. M. Bellan. New York: Cambridge Univ. Press, 2006. — 628 p. — ISBN 0−521−82 116−9.
- 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.-С. 706.
- 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.1.l
- Stedmane / Trans. Faraday Sos. 64. 1988. — № 550. — Part 10. — P.2968−2975.
- Ефремов, A. M. Параметры плазмы и механизмы травления металлов и полупроводников в хлороводороде / А. М. Ефремов, С. А. Пивоварё-нок, В. И. Светцов // Микроэлектроника. 2009. — Т. 38. — С. 163−175.
- Гершензон, Ю. М. Гетерогенная релаксация колебательной энергии молекул / Ю. М. Гершензон, В. Б. Розенштейн, С. Я. Уманский. М.: Химия плазм, Атомиздат, 1977. — 61 с.
- Sommerer, Т. J. Monte-Carlo-fluid model of chlorine atom production in СЬ, HC1 and CCI4 radio-frequency discharges for plasma etching T. J. Sommerer, M. J. Kushner // J. Vac. Sci. Technol. В 10. 1992. — P. 2179.
- Ефремов, A. M. Параметры плазмы и кинетика образования и гибели активных частиц при разряде в НС1 / А. М. Ефремов, В. И. Светцов // ТВТ. 2006. — Т. 44. — № 2. — С. 195.
- Sputtering by particle bombardment. Experiments and Computer Calculations from Threshold to MeV Energies / ed. by R. Behrisch, K. W. Witt-mack. Berlin: Springer, 2007. — 1332 p. — ISBN 3−540−44 500−5.
- Фальконе, Д. Фундаментальные и прикладные аспекты распыления твердых тел : сб. ст. / Д. Фальконе — под ред. Е. С. Машковой — пер. с англ. М.: Мир, 1989. — 349 с. — ISBN 5−030−280−4.
- Berho, F. UV Absorption Spectrum and Self-Reaction Kinetics of the Cyc-lohexadienyl Radical, and Stability of a Series of Cyclohexadienyl-Type Radicals / F. Berho, M.-T. Rayez, R Lesclaux // J. Phys. Chem. A. 1999. -V. 103.-P. 5501−5509.