автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Мониторинг плазмохимических процессов формирования микро- и наноструктур методами зондовой диагностики

На правах рукописи

□□3486552

Мяконьких Андрей Валерьевич

МОНИТОРИНГ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРО- И НАНОСТРУКТУР МЕТОДАМИ ЗОНДОВОЙ ДИАГНОСТИКИ

Специальность:

05.27.01 - твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

- з ДЕК 2099

Москва, 2009 г.

003486552

Работа выполнена в Учреждении Российской Академии Наук Физико-технологическом институте РАН (ФТИАН)

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, доцент

Константин Васильевич Руденко

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Валерий Михайлович Шибков

доктор химических наук, профессор Александр Михайлович Ефремов

Ведущая организация: ОАО "Научно-исследовательский институт точного машиностроения" (ОАО НИИТМ), г. Зеленоград

Защита состоится «17» декабря 2009 г. в КЗ часов на заседании диссертационного совета Д 002.204.01 в Физико-технологическом институте Российской Академии Наук по адресу 117218, Москва, Нахимовский проспект, д.36, корп. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФТИАН. Автореферат разослан «16» ноября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.204.01

кандидат физико-математических наук, доцент в .В. Вьюрков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Современные тенденции КМОП-технологии УБИС [1] — уменьшение проектных норм наноэлектроники в область суб-100 нм, вариация толщины функциональных слоев в диапазоне 2 нм -1 мкм, колоссальное расширение спектра применяемых материалов, рост числа технологических операций при изготовлении ИС, — резко увеличивают требования к точности плазменных технологий формирования микро- и наноструктур [2]. Сложность, многоканальный характер физико-химических явлений в системе низкотемпературная химически активная плазма - поверхность не позволяют в настоящее время создать всеобъемлющие теоретические модели плазменных реакторов и плазмохимических технологических процессов. Поэтому особую роль приобретают экспериментальные методы диагностики и мониторинга плазменных микроэлектронных технологий. Они широко используются при разработке плазмохимического оборудования, технологических процессов (process design), а также для невозмущающего контроля процессов in situ, в частности, детектирования момента окончания плазмохимического травления слоев, контроля стабильности технологий и др.

Информация о формировании микроструктур in situ может быть получена как диагностикой плазмы, находящейся в контакте с этими микроструктурами, так и прямой диагностикой поверхности пластины. Развитие последней группы методов осложняется нанометровыми размерами структур современных УБИС и невозможностью применения анализа поверхности электронными и ионными пучками в ионизированной среде технологической камеры.

Поэтому большое семейство современных методов диагностики технологических процессов [2] построено на спектральной диагностике плазмы in situ , в частности, на ее оптической эмиссионной спектроскопии (ОЭС), позволяющей анализировать поведение незаряженных частиц (активных радикалов) в ходе процесса. При этом оптическая эмиссия ионной компоненты плазмы, как правило, обладает значительно меньшей интенсивностью из-за

з

более высоких пороговых энергий возбуждения ионов и сравнительно небольшой электронной температуры применяемой плазмы.

В то же время, известный метод диагностики заряженных частиц плазмы -метод электростатических зондов Ленгмюра [3] применяется, в основном, для характёризации новых типов разрабатываемых реакторов, и практически не используется для мониторинга плазменных микротехнологий. Хотя определяемые Ленгмюровским зондом параметры (концентрация электронов пе, положительных ионов и,+, электронная температура Те, потенциал плазмы Vp, плавающий потенциал V/) потенциально чувствительны к физико-химическим процессам, протекающим на поверхности обрабатываемых микроструктур. Плазма и ограничивающие ее поверхности (стенки реактора, пластина с формируемыми структурами) представляют собой самосогласованную систему.

Известны [4] попытки зондового мониторинга плазмохимического травления (ПХТ) в диодном реакторе. Однако в емкостных диодных реакторах (1995 г.), при давлении ~ 500 мТорр, метод не удовлетворял требованиям невозмущающей диагностики. Кроме того, его применение сильно осложнялось специфическими пленкообразующими свойствами технологической плазмы.

Современные реакторы плотной плазмы низкого давления, с удаленной зоной плазмообразования во многом снимают эти ограничения и открывают перспективы для различных аспектов применения зонда Ленгмюра в диагностике плазменных технологий.

Цель диссертационной работы

Поэтому исследования, проведенные в настоящей работе, были сфокусированы на развитие методов зондовых измерений в пленкообразующей плазме технологических реакторов микроэлектроники, исследование свойств такой плазмы в условиях плазмохимического травления микроэлектронных структур, и разработке методов зондового мониторинга in situ процессов ПХТ.

Для этого необходимо было решить следующие задачи: ° Разработать зондовый метод исследования пленкообразующей химически активной плазмы низкого давления для электроотрицательных газов.

0 Исследовать изменения параметров плазмы в ходе анизотропного травления многослойных микроэлектронных структур и на этой основе обосновать методы определения момента окончания травления.

° На основе зондовой диагностики плазмы разработать методы контролирования состояния камеры для предотвращения дрейфа параметров процессов ПХТ при последовательной обработке пластин.

Научная новизна и достоверность диссертационной работы

Научная новизна работы состоит в следующих результатах, которые были получены впервые:

0 Предложен и обоснован метод зондовых измерений в пленкообразующей плазме (метод динамического ленгмюровского зонда), применимый в условиях технологических реакторов микроэлектроники. Впервые проведены всесторонние зондовые измерения параметров плазмы низкого давления в ряде пленкообразующих газов (CHF3, CF4, C4F8, CjFg, SFg/Cb). Анализ ФРЭЭ показал необходимость проведения характеризации реакторов микроэлектроники в плазме, непосредственно использующейся в технологическом процессе.

0 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/Si02/Si, Si02/Si и Si3N4/Si02/Si.

0 Исследовано влияние потока продуктов реакций ПХТ 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.

Положения, выносимые на защиту

° 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.

0 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/Si02, S13N4/SÍO2, Si02/Si.

0 Зондовой диагностикой in situ в плазме смеси SFg/CVAr 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.

Практическая значимость работы

Разработанные зондовые методы могут быть применены для сертификации плазмохимических реакторов низкого давления, 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.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на научных конференциях МФТИ (всероссийские) 2005, 2006, 2007, на международных конференциях «International Conference on Micro- and Nanoelecronics», Zvenigorod, Russia, 2005, 2007, 2009, на международном симпозиуме «Plasma Etch and Strip

6

Microelectronics», Leuven, Belgium, 2007, на заседании Школы молодых ученых «Нанофизика и наноэлектроника - 2008», Н. Новгород, 2008.

Публикации

Содержание диссертации опубликовано в 10 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 автореферата.

Личный вклад автора

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.

Структура работы

Диссертация состоит из предисловия, 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 125 страницах. Рукопись содержит 48 рисунков, 7 таблиц. Список литературы содержит 105 ссылок на цитируемые источники в литературе. Кроме того, приведен список из 10 публикаций автора по теме диссертации.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1 диссертация описывает современные применения плазменных технологий формирования субмикронных и паноразмерных структур в кремниевых ИС, требования, предъявляемые к плазменным реакторам, и диагностические средства, предназначенные для характеризации плазмохимического оборудования и мониторинга технологических процессов. Представлен обзор распространенных методов определения момента окончания процесса травления микроэлектронных структур. Приведены характеристики плазмохимического оборудования, на котором выполнялись эксперименты в диссертационном исследовании.

Изложена классическая теория метода одиночного зонда Ленгмюра, детально рассмотрены современные теории зондового тока, служащие для анализа зондовых вольтамперных характеристик (ВАХ). Проанализированы критерии выбора материала и геометрических размеров зонда. Выполнен анализ существующих подходов к зондовым измерениям в пленкообразующей плазме, их область применения и диагностические возможности.

Глава 2 посвящена предложенному методу динамического ленгмюровского зонда (ДЛЗ). Метод позволяет проводить зондовые измерения в плазме низкого давления, характеризующейся осаждением низкопроводящих пленок (полимерных и оксидных).

Идея метода основана на известном эффекте распыления поверхности ускоренными ионами, что позволяет выполнять очистку зонда в плазме, подав на него значительный отрицательный потенциал. Такая чистка позволяет удалять загрязнения, в том числе и термически стойкие. В работе показано, что в условиях, характерных для технологической плазмы низкого давления, загрязнение зонда происходит медленнее, чем установление стационарного зондового слоя объемного заряда, и следовательно существует временное окно для измерений невозмущенной ВАХ.

В главе проведен сравнительный анализ измеренных методом ДЛЗ характеристик плазмы газов СЮз, СЛ. СзР8, СР4 в диапазоне давлений 1-20 мТорр.

Контрольные эксперименты для сравнения результатов выполнялись в плазме аргона при тех же внешних параметрах разряда. Использовались цилиндрические зонды Ленгмюра, изготовленные из вольфрама и платины. Для предварительной чистки поверхности зонда используется бомбардировка зонда положительными ионами из плазмы, при подаче на зонд значительного отрицательного потенциала (-160 -80 В), в области ВАХ соответствующей насыщению ионного тока.

В плотной 1СР-плазме газа СШ^ (Р= 6 мТорр, Ж^бОО Вт), обладающей сильной пленкообразующей способностью были выполнены измерения зондового тока при скачке потенциала зонда от -80 В до +10 В. Из Рис. 1 видно, что в пленкообразующей плазме наблюдается резкое падение зондового электронного тока примерно через 20 мкс после переключения потенциала в электронную ветвь. С другой стороны, расчеты времени установления стационарного зондового слоя составляет величину порядка 0,2 мкс при ие~10п см"3. Таким образом, при выбранных условиях эксперимента существует временное окно 0,2 мкс < (теш < 20 мкс, в котором зондовые измерения могут выполняться с проводящей поверхностью зонда.

Рис. 1. Динамика изменения зондового тока при скачке потенциала зонда от -80 В до +10 В. 1 - Аг, 2 - СНР3 (вольфрамовый зонд), временное разрешение - 5 мкс

Кроме того, при помощи запоминающего осциллографа выполнялись более

детальные измерения кинетики осаждения пленок по наблюдениям деградации

электронного тока после переключения потенциала зонда из значения

9

соответствующего насыщению ионного тока (чистка) в электронную ветвь (Рис. 2). Показано, что для плазмы исследованных фторуглеродных газов скорость образования диэлектрической пленки на платиновом зонде в 102-103 раз ниже, чем для вольфрамового зонда. Проведено сравнение скорости образования пленок для различных газов. Показанный на рис. 26 всплеск тока обусловлен всплеском при установлении напряжения на зонде и экспоненциальной зависимостью зондового тока от напряжения.

а)

15 10 5 О -5

мА

б)

probe

1 мА

-3

0 12 3 Время, мс

-40 -20

0 20 40

Время,мкс

Рис. 2. Деградация электронного тока при импульсном переключении из режима чистки в плазме СНР3 (платиновый зонд): а) временное разрешение - 5 мкс, б) временное разрешение - 50 не.

Установлено, что ширина окна для /теа1 зависит от вида газа и параметров разряда и не позволяет выполнить измерение всей ВАХ. Это предполагает измерения по циклограмме, показанной на Рис. 3. В зависимости от скорости пленкообразования определяется количество точек ВАХ, которые можно измерить между чистками. В случае слабой активности плазмы возможно выполнение чистки только перед измерением ВАХ.

Г

Рис. 3. Циклограмма измерения ВАХ методом динамического ленгмюровского зонда

Ю

В отличие от классического метода измерения ВАХ, при котором на зонде создается развертка потенциала с измерением тока, в методе ДЛЗ периоды измерения чередуются с периодами чистки зонда (длительностью ?с/еа„) ионной бомбардировкой при потенциале Кс/е0„.

Установлено, что если время чистки превышает 1сги, определяемое составом и давлением плазмы, то ВАХ зонда не зависит от длительности чистки, что служит критерием чистоты зонда от непроводящих пленок. Недостаточность времени и^ал приводит к значительному искажению вида ВАХ (Рис. 4).

Напояжение. В

Рис. 4. ВАХ зонда, полученные в различных режимах чистки: 1 - без чистки зонда. 2 - tdean = 10 МС, 3 - tctean > tort = 20 мс

Свободная от диэлектрических пленок поверхность зонда позволила вести обработку экспериментальных ВАХ по известным теориям классической зондовой диагностики [5]. В таблице 1 приведены параметры плазмы аргона и технологических газов (без примесей) при одинаковых внешних параметрах разряда (р =2 мТорр, W^—600 Вт).

Таблица 1. Параметры плазмы полимерообразующих газов и аргопа

Газ Ili+> Не, Te,

см"3 см"3 эВ

Аг 2,7-10" 2,5-10" 3,1

CHF3 2,4-10" 1,0-10" 4,7

cf4 9,5-1010 7,2-Ю10 4,5

c3f8 2,7-10" 7,4-10lu 3,8

c4f8 1,4-10" 8,1T01U 4,3

Измерения в плазме газа СГОз без примесей аргона и кислорода проведены в настоящей работе впервые. Полученные значения электронной плотности плазмы находятся в хорошем соответствии с данными, представленными в исследованиях других авторов [6] для плазмы газовых смесей СШУАг и СШУАг/Ог- Теоретический анализ показал, что загрязнение зонда и шумы при измерении ВАХ уменьшают наклон ее электронной ветви, приводя к завышенным оценкам электронной температуры. Значение электронной температуры, полученное методом ДЛЗ, оказалось на 20% ниже, чем в [б], что подтверждает преимущества методики ДЛЗ при применении в пленкообразующей плазме.

После выполнения эксперимента поверхность зонда была исследована методом ВИМС. Установлено, что его поверхностный слой толщиной ~1-1,5 мкм модифицировался за счет обогащения углеродом и фтором, содержащимися в плазме в виде ионов (углерод, фтор). При использовании вольфрамового зонда такая модификация может снизить работу выхода электронов из материала зонда от 4,54 до 1,3-1,4 эВ. Моделирование теплового режима зонда, выполненное в работе, показало, что стационарные измерения в области электронной ветви ВАХ в плотной плазме (плотность тока электронов до 1,5 А/см1) приводят к разогреву зонда до температуры порядка 1200 К. Совместное влияние этих факторов приводит к возникновению паразитной термоэлектронной эмиссии, искажающей измеряемые значения параметров плазмы. Таким образом, стационарные зондовые измерения невозможны. Необходимо применение метода ДЛЗ, при котором длительность работы зонда в режиме электронного тока не превышает 1 % от времени измерительного цикла, а температура зонда поддерживается на уровне, не допускающем термоэлектронную эмиссию.

В Главе 3 работы исследуются возможности зондовой диагностики для контроля процессов ПХТ:

° Контроль стабильности условий в камере в ходе травления; 0 Детектирование момента окончания травления структур;

0 Мониторинг состояния камеры реактора в ходе серий процессов травления.

Приведенные в настоящей главе эксперименты сочетают в себе зондовый in situ мониторинг травления, выполняемый методом динамического ленгмюровского зонда, и ОЭС, верифицирующий метод.

В ходе исследований было показано, что в современных плазмохимических установках травления, применяемых в микроэлектронике, в реакторах с удаленным источником плазмы, зонд может быть размещен в периферийной области реактора, что исключает его влияние на технологический процесс.

Для проверки гипотезы о возможности зондового мониторинга стабильности условий в камере, использовалось импульсное изменение газового потока в камеру (tu =0,1 с, Т - 75 с), вызывающее резкие периодические скачки давления. На Рис. 5 показан результат зондовых и оптических измерений, выполненных в плазме газа CF4 (р = 3 мТорр, Ww = 800 Вт). Установлено, что зондовый ток реагирует на скачок давления одновременно с сигналом ОЭС, как по нарастающему, так и по спадающему фронту, при большем отношении сигнал-шум, т.е. с большей чувствительностью в реальном времени. Это послужило отправным пунктом для исследования возможностей ДЛЗ как детектора момента окончания травления.

ОЭС-сигнап, у.е. I , мА

Время, с

Рис. 5. Зондовый ток (при N/=5 В) и спектральная интенсивность линии Р (703,6 нм) при скачках потока газа в реактор

При травлении микроструктур в реакторах низкого давления потоки газообразных продуктов травления в объем реактора сопоставимы с потоками плазмообразующих газов. Изменение химического состава продуктов травления и травящейся поверхности не может не сказаться и на параметрах заряженных компонентов плазмы - ионной (и,+, и,_) и электронной плотностях, а также на функции распределения электронов по энергиям и электронной температуре. Для этих измерений зондовый метод является наиболее подходящим.

Обширный набор параметров, получаемый при зондовом измерении предполагает необходимость выбора оптимального (для заданной микроструктуры, химии плазмы, параметров процесса) зондового сигнала. В качестве критерия для применимости зондового сигнала предложено следующее условие:

(а, +а2)/2

где АА абсолютное значение изменения, а; и а2 стандартное отклонение сигнала, оцененное в стационарной области, отвечающей травлению верхнего и нижнего материалов соответственно. Т.е. систематическое изменение сигнала должно превосходить шумовые флюктуации (аналитический сигнал).

Экспериментальное определение момента окончания травления зондовым методом продемонстрировано в плазме (8Рб+02), создающей оксидные пленки. Характерные зависимости параметров плазмы в процессе травления трехслойной затворной МОП-структуры ро1у-81/8Ю2/с-81 в плазме ББб+Ог {Р = 5,5 мТорр, Шцр = 800 Вт) показаны на Рис. 6-7. Моменты ступенчатого изменения зондовых токов и электронной температуры плазмы совпадают с моментами достижения границы ро1у-81/8Юг и ЗЮг/с^, что подтверждается эмиссионным спектральным мониторингом плазмы.

а)

б)

-0,60 -0,52 -0,54 -0,56 -0,58 -0,60 -0,62 -0,64

l(V =-60В)

poly-Si

sro„

AWV

c-Si

pj

20 30 40 50 60 70

t, С

Рис. 6. Травление структур ро^-в^Юг/с-Эк а) ток зонда (1рюье) при выбранном фиксированном потенциале (Ургоье) в электронной ветви ВАХ, 6) ток зонда (1ргсЬе) при выбранном фиксированном потенциале (Х/ргаЬе) в ионной ветви ВАХ

Величины шумов а,- для зондового тока в электронной ветви ВАХ зонда слабо зависят от зондового потенциала, в то время как ЛА монотонно увеличивался по мере увеличения Ургоье (Рис.ба).

Критерий (1) выполняется наилучшим образом для электронного тока насыщения, где Я достигает значения 10. Для зондового тока в области ионного насыщения (Рис. 66) Я ~ 10, что также позволяет отнести его к аналитическим сигналам. В то же время в области ВАХ, в которой зондовый ток формируется при участии положительных ионов и электронов, сигнал оказался наименее чувствительным к моменту окончания травления , в таком случае ЛА ~ (аро1у + а$Ю2).

а)

vprobe' в ю

б)

poly-Si SI02 c-SI

—v,

.... v р

Т., эВ

poly-Si SiOj

20 30 40 50 60 70 t, С

20 30 40 50 60 70 t, С

Рис. 7. Травление ро^-Би^Юг/с-Эк а) потенциал плазмы (\/р) и плавающий потенциал (\Д), б) электронная температура (Те)

Рис. 7а показывает временную зависимость потенциала плазмы и

плавающего потенциала, измеренную in situ. Потенциал плазмы флуктуирует в диапазоне +2 +3 В, и не может быть использован для детектирования окончания травления. Это является общим для всех исследованных технологических условий. Значения ЛА для величины Vp не превосходили дисперсии сигнала. Плавающий потенциал зонда V/ изменяется на границе р-Si/SiC>2 довольно отчетливо, и может служить аналитическим сигналом, отношение R ~ 7. Причина увеличения Vj при слабо меняющемся потенциале плазмы состоит в существенном уменьшении электронной температуры плазмы при дотравливании поликремния до границы с диэлектриком (Рис. 76).

В таблице 2 приведены данные, полученные в одном из процессов травления, на основе полного анализа ВАХ, измеренных in situ, и значения параметров плазмы в незагруженном реакторе при одинаковых параметрах разряда.

Таблица 2. Параметры плазмы SFJCh/Ar при травлении разных материалов

ni+> Пе, Те, vf, vP, Поверхность, контактирующая

см"3 . . см'3 эВ В В с плазмой SFf/Ch/Ar

1,4-10" 5,6-101и 5,3 -18,0 +2,0 Поликремний (poly-Si)

1,6-10" 7,4-10lu 4,8 -17,0 +2,0 Si02

1,4-10" 5,6-10ш 5,3 -18,0 +2,0 Кремниевая подложка (c-Si)

1,5-10" 8,7-10ш 4,3 -10,0 +8,0 Пустая камера (нерж. сталь)

Для подтверждения возможности диагностики момента окончания травления методом ДЛЗ в полимерообразующей плазме был проведен эксперимент в пленкообразующей плазме смеси CF4 (95%) and 02 (5%) при травлении структуры (Si3N4/Si02/c-Si) со следующими внешними параметрами разряда: Р = 3,0 мТорр, Wrf = 800 Вт. Для учета возможных практических трудностей, связанных с реализацией метода в промышленных установках травления, был выбран режим с низкой селективностью травления, неполной загрузкой камеры (35% площади), отключена термостабилизация пластины.

ОЭС-ситал, у.е.

22 20 18 16 14 12 10 8

и.(при5В;

Л Sip2

V r^w,

vw

ОЭС-ситал, F*(703.6 нм)

50 100 150 200 250 Время, с

Рис, 8. Травление структур Si3N,t/Si02/Si - сравнение зондового (зондовый ток при потенциале плазмы) и ОЭС сигналов

На рис. 8 приведены результаты измерений зондового сигнала (зондовый ток при Vprobe=Vp) и ОЭС линии фтора F*(703,6 нм). Несмотря на наклонный тренд сигнала, обусловленный нагревом пластины, систематическое изменение зондового сигнала позволяет уверенно выделить момент окончания травления на границах SÍ3N4/SÍO2/SÍ.

а)

4,54,44,3 4,2 4,1 4,0'

б)

50 100 150 200 250 Время, с

п, см

1,4x10"

1,3x10" 1,2x10" 1,1x10" 10"

50 100 150 200 250 Время, с

Рис. 9. Травление структур в^Нл/ЗЮг/З!: а) электронная температура (Тв) в предположении максвелловской ФРЭЭ, б) концентрация электронов

На рис. 9а приведен график электронной температуры, вычисленной в реальном времени в предположении максвелловской ФРЭЭ. На Рис. 96 показано изменение концентрации электронов плазмы в процессе травления. Установлено, что концентрация электронов претерпевает значительные изменения и пригодна для детектирования момента окончания травления на обеих границах 81зЫ4/8Ю2 и БК^/с-Б^ Среднее стандартное отклонение этого параметра составляет около 2-Ю9 см"3. Шумовая компонента в измеренных

значениях концентрации положительных ионов достигает 3-Ю|0см"3, что значительно превышает ожидаемый диапазон изменения этого сигнала и делает его применение для детектирования момента окончания травления невозможным.

Поскольку концентрации электронов (пе), положительных ионов («¡+) и отрицательных ионов (и,.) связаны соотношением ие=и,+ - л,„, но только пе и могут быть измерены независимо. Предполагается, что причинной флуктуаций ионной плотности при неизменной электронной плотности являются флуктуации баланса плотностей ионов (электроотрицательности плазмы).

Эта гипотеза подтверждается анализом ионного тока насыщения график которого показан на Рис. 10. В отличие от случая плазмы SF6+C>2 ионный ток флуктуирует значительно сильнее, что делает его малопригодным для детектирования момента окончания травления.

Рис. 10. Травление структур ЗЬ^ЭЮг/Б'! - ионный ток

Характеристики плазмы, измеренные во время травления соответствующих слоев, а также в пустой камере приведены в Таблице 3.

Таблица 3. Параметры плазмы Ср4+Ог при травлении разных материалов

см'3 Пе, см'3 Тс, эВ Vf, В vP, В Поверхность, контактирующая с плазмой СР4/Ог

1,5-10" 1,2-10" 4,3 -18 4,0 81зЫ4

1,5-10" 1,1-10" 4,1 -16 4,0 БЮг

1,5-10" 1,4-10" 4,5 -17 5,0 Кремниевая подложка (с-81)

1,6-10" 1,2-10" 4,4 -16 4,7 Пустая камера (нерж. сталь)

Важным требованием к технологическим процессам является стабильность и воспроизводимость результатов ПХТ при последовательной обработке ряда пластин. Накопление пленок на стенках реактора (переосаждение) приводит к существенным изменением химических и электрофизических параметров плазмы, что ведет к дрейфу параметров процесса и отражается на качестве получаемых микроструктур.

Для оценки состояния камеры в работе предложено использовать измерения параметров плазмы в контрольной (референсной) плазме аргона между циклами обработки пластин. В ходе исследования установлено, что наибольшей чувствительностью к состоянию стенок обладает потенциал референсной плазмы (Ур).

Выполненный эксперимент повторяет условия, характерные для последовательности процессов травления в полимерообразующей плазме партии пластин и плазмохимической чистки реактора. В ходе экспериментов измерялись параметры плазмы аргона (Р = 8 мТорр, IVКР = 600 Вт) сначала между циклами травления структур, а затем - между циклами чистки реактора. Параметры процессов приведены в Таблице 4.

Таблица 4. Условия эксперимента

Процесс Состав плазмы Давление, мТорр Вт Длительность, с

Травление (I) ед 30 600 1500

Чистка (II) 5 600 70

Чистка (III) 8Р6(75%)+Аг(25%) 5 600 180

Чистка (IV) Аг(50%)+02(50%) 5 600 600

На рис. 11 показана эволюция потенциала контрольной плазмы аргона. Наблюдалась сильная зависимость этого параметра от состояния стенок камеры. Установлено, что изменения Ур при загрязнении стенок потенциала плазмы в зависимости от состояния камеры составляют до 3 В, однако по завершении цикла чистки устанавливается значение Ур = 11,7 В (близкое исходному 11,9 В).

V , В 14,0-р

Плазмохммичесхая чистка камеры 1-

1000 1500 2000 2500 Время, с

Рис. 11. Вариации потенциала плазмы Аг, вызванные процессами травления (область I -плазма CiFe) и чистки камеры (II - SFe, III - SFe+Ar, IV - Ar +02), • - моменты измерений в контрольной плазме Аг

В области 1а (Рис. 11) происходит интенсивное осаждение пленок на холодных стенках реактора, которые частично десорбируются при их нагреве (16). Затем происходит удаление пленок по механизму травления в плазме SFe (область II) сопровождающееся потоком продуктов в объем реактора, распыление в плазме аргона (область III) и в плазме Аг и 02 (область IV).

Таким образом, метод «контрольной плазмы» позволяет контролировать состояние стенок реактора и степень их очистки.

В Главе 4 предложены методы оптимизации процессов травления структур, содержащих диэлектрики, при помощи зондовой диагностики на основе анализа ФРЭЭ плазмы, измеряемой в ходе травления микроструктур.

Эксперимент по определению вида ФРЭЭ плазмы SF6+02 был проведен при травлении структур poly-Si/Si02/c-Si. ФРЭЭ может быть вычислена при помощи двойного численного дифференцирования электронной ветви ВАХ Ie(V) по известной формуле Дрювестайна:

-4 (mXVp-VprobSfd2It{V)

2е J dV2 ^ (2)

где Ар - площадь поверхности зонда, те, е - масса и заряд электрона,

соответственно. Основной трудностью при таком подходе является наличие

20

Ш)--

АУ

шумов в измеряемой Ie(V) (обусловленных как естественными флуктуациями параметров плазмы, так и шумами дискретизации измерения напряжения и тока), вынуждающее применять процедуры сглаживания измеренной зависимости. Автором установлено, что наименьшие искажения исходных данных обеспечиваются при применении метода Савицкого и Голая [7]. Метод позволяет выполнять сглаживание и дифференцирование экспериментальных наблюдений непрерывных зависимостей, выполненных на равномерной сетке, на основе локальной полиномиальной аппроксимации экспериментальной зависимости. Для применения предложенного метода необходим физически осмысленный выбор параметров метода — количества точек для усреднения и степени полинома, обеспечивающий отсутствие артефактов и сохранение характерных особенностей вида ФРЭЭ.

Корректность метода была проверена на ФРЭЭ смеси аргона и гелия, которая, как известно [8], в диапазоне давлений р < 10 мТорр в ВЧ 1СР-плазме, обладает максвелловской ФРЭЭ в широком диапазоне вкладываемой в разряд ВЧ мощности. Нормированные ФРЭЭ приведены на Рис. 12. Видно, что для плазмы инертных газов (кривая а) вычисленная ФРЭЭ весьма близка к максвелловской (Те=3,1 эВ при р — 5 мТорр, Wrf = 600 Вт), за исключением области самых медленных электронов, е < 2 эВ, в которой сказываются как ошибки численного дифференцирования дискретной экспериментальной зависимости, так и принципиальные недостатки зондового метода — условия сбора медленных электронов зондом весьма чувствительны к состоянию его поверхности. ФРЭЭ в плазме технологической смеси SF^/CVAr при том же давлении и вкладываемой ВЧ-мощности (кривая б на Рис. 15) свидетельствует, что смена химии плазмы привела к значительным изменениям в энергетическом распределении электронов, которое приобрело вид бимаксвелловской ФРЭЭ с температурой холодных электронов Тсощ = 2,3 эВ и горячих That ~ 5,5 эВ.

Рис. 12. Функция распределения электронов по энергиям f(e) в плазме Аг (а) и рабочей смеси газов SF6/02/Ar при отсутствии пластины в реакторе {1СР-источник, 13.56 МГц). WRF = 600 Вт, р = 5 мТорр

В отличие от бимаксвелловской ФРЭЭ, наблюдаемой в СВЧ ЭЦР разрядах, в данном случае трансформация ФРЭЭ происходит с переходом от атомарного к молекулярным электроотрицательным газам в одном и том же типе ВЧ ICP-разряда. Возможной причиной являются дополнительные механизмы потерь энергии электронов в неупругих процессах (в частности резонансные пики неупругих потерь в области 8-12 эВ в сечении рассеяния электронов на нейтральных молекулах SF6).

Присутствие в реакторе обрабатываемой пластины ведет к дальнейшим трансформациям ФРЭЭ, показанным на Рис. 14 (р = 5,5 мТорр, Ww = 600 Вт, Wbias = 50 Вт), причем вид ФРЭЭ зависит от материала слоя подвергаемого травлению. В обоих случаях наблюдается обеднение высокоэнергетичной части ФРЭЭ (в большей степени для случая травления оксида кремния), а также, значительное отклонение от максвелловского вида распределения в области е = 10-15 эВ. Последнее может быть связано с наличием каналов стока электронов в столкновительных процессах при указанных энергиях. Если скорость установления равновесного распределения по энергиям недостаточно высока, то наличие таких каналов должно вести к обеднению стационарной наблюдаемой ФРЭЭ, по сравнению с максвелловской, в тех диапазонах

энергии, в которых гибель электронов наиболее вероятна. Кроме того, ФРЭЭ при травлении поликремния отличается от случая, когда травится БЮг- Видно, что электроны в плазме, содержащей продукты травления оксида кремния, ближе к максвелловскому распределению по энергиям, чем электроны плазмы, содержащей продукты травления поликремния.

Общие тенденции изменений вида ФРЭЭ во всех проведенных процессах оставались такими же, как на Рис. 13. Однако степень отклонения ФРЭЭ от максвелловской, наблюдаемая в экспериментах, сильно зависит от внешних параметров разряда. Отклонение от равновесной ФРЭЭ для фторсодержащей плазмы при травлении кремния увеличивается с понижением вкладываемой мощности. В случае низких давлений (р ~ 2 мТорр) рабочей смеси в камере распределение близко к бимаксвелловскому, наблюдаемому в незагруженном реакторе. Для относительно больших давлений (5,5 мТорр) наблюдается максимальное отклонение стационарной ФРЭЭ от максвелловской. Происходит сильное обеднение высокоэнергетичной части ФРЭЭ— при е > 20 эВ, а в области е = 10 - 15 эВ она становится немонотонной— образуется локальный минимум.

Таким образом, детальное исследование энергетического распределения электронов плазмы в ходе травления микроэлектронных структур показывает его сильную зависимость, как от условий разряда, так и от состава плазмы. Трансформация ФРЭЭ в плазме, изменение Те в ходе плазмохимического травления ро1у-8!У8Ю2/с-81 должны оказывать значительное влияние на поток электронов на поверхность структуры, ее зарядку, и связанные с ней негативные эффекты [9] нескомепсированной зарядки.

Показано, что наибольшим трансформациям подвергалась именно высокоэнергетичная область ФРЭЭ, играющая основную роль в эффекте зарядки, в то время как температура основной массы электронов в ходе травления изменялась не столь значительно.

Рис. 13. Функция распределения электронов по энергиям f(с) в плазме SFe/02/Ar , измеренная in situ при плазменном травлении структур p-Si/Si02/Si (ICP-источник, 13,56 МГц, WRF = 600 Вт, р = 5,5 мТорр): а) во время травления слоя p-Si (ТеЯ = 6,3 зВ); б) во время травления слоя Si02 (Тея = 3,8 эВ).

Таким образом, зондовый метод может быть целенаправленно использован для подбора технологических режимов, обеспечивающих уменьшение горячих хвостов ФРЭЭ и минимизацию эффекта зарядки.

В Заключении диссертации изложены основные выводы, содержащие научную новизну работы.

В Приложениях I-III приведены описание и основные технические характеристики разработанного автоматизированного комплекса зондовой диагностики и программного обеспечения, реализующего измерения методом динамического ленгмюровского зонда и измерения параметров плазмы в реальном времени для проведения диагностики момента окончания травления.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ А1. С. Н. Аверкин, К. А. Валиев, А. В. Мяконьких, А. А. Орликовский, К. В. Руденко, А. А. Рылов, Я. Н. Суханов, И. А. Тюрин, А. В. Фадеев, А. Е. Юрков. Разработка низкотемпературных плазмохимических процессов и серии плазменных установок для микро- и нанотехнологий. // Труды ФТИАН «Квантовые компьютеры, микро- и наноэлектроника»,2005, т. 18, с. 121-137.

А2. A. Miakonkikh, К. Rudenko. Measurement of polymerizing fluorocarbon plasma parameters: Dynamic Langmuir probe technique application, // ICMNE-2005, Book of Abstracts, 2005, p. Pl-41.

A3. A. Miakonkikh, K. Rudenko. Measurement of polymerizing fluorocarbon plasma parameters: Dynamic Langmuir probe technique application, // Proceedings of SPIE, 2006, v. 6260, p. 6260-0A.

A4. K.B. Руденко, A.B. Мяконьких, A.A. Орликовский, A.H. Пустовит. Зондовые измерения параметров плазмы в технологических HDP-реакторах микроэлектроники в условиях осаждения диэлектрических пленок. // Микроэлектроника, 2007, т. 36, №1, с. 17-30.

А5. К.В. Руденко, А.В. Мяконьких, А.А. Орликовский. Мониторинг плазмохимического травления структур poly-Si/Si02/Si: зонд Ленгмюра и оптическая эмиссионная спектроскопия. // Микроэлектроника, 2007, т. 36, №3, с. 206-221.

А6. К. V. Rudenko, А. V. Miakonkikh, V. F. Lukichev and A. A. Orlikovsky. In situ Langmuir probe diagnostics of poly-Si/Si02 etching: plasma parameters and endpoint detection// Book of Abstracts, PESM-2007.

A7. A.V. Miakonkikh, K.V. Rudenko and A.A. Orlikovsky. Langmuir-Probe applications in monitoring of plasma etching. // ICMNE-2007, Book of Abstracts, 2007, p. 03-24.

A6. A.B. Мяконьких, K.B. Руденко, A.A. Орликовский. Возможности мониторинга плазмохимического травления методом зонда Ленгмюра. // Труды ФТИАН «Квантовые компьютеры, микро- и наноэлектроника», 2008, т. 19, с. 87-110.

А9. A.V. Miakonkikh, K.V. Rudenko and A.A. Orlikovsky. Langmuir-Probe applications in monitoring of plasma etching. // Proceedings of SPIE, 2008, v. 7025, p. 7025-0F.

A10. A. Miakonkikh, K. Rudenko. Application of Langmuir probe technique in depositing plasmas for monitoring of etch process robustness and for end-point detection, // ICMNE-2009, Book of Abstracts, 2009, p. 02-06.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. International Technology Roadmap for Semiconductors. 2008 Edition.

2. РуденкоК.В., Суханов Я.Н., Орликовскнй A.A. Диагностика in situ и управление плазменными процессами в микроэлектронной технологии // Раздел V, Гл. 1, в кн. «Энциклопедия низкотемпературной плазмы» / Под ред. Ю.А.Лебедева, Н.А. Платэ, В.Е. Фортова. М.: "Лнус-К", 2006. Т. XII-5. С. 381 -436.

3. Каган Ю.М., Перель В.И. Зондовые методы исследования плазмы. // УФН, t.LXXXI, вып.З, с.409-452 (1962)

4. ЕршовА.П., КалининА.В., СухановЯ.Н., РуденкоК.В. Применение зонда Ленгмюра для определения момента окончания процесса травления S1O2 на кремнии. //Вестн. Моск. Ун-та. Сер.З Физика, Астрономия. Т.36, №6, с. 18-22. (1995).

5. Chen F.F. Langmuir probe analysis for high density plasmas. // Ed by Univ. of California, Los Angeles, LTP-006,34 pp. (2000)

6. Kim J.S., Rao M., Cappelli M.A. et al. Mass spectrometric and Langmuir probe measurements in inductively coupled plasmas in Ar, CHF3/Ar and CHF3/Ar/02 mixtures. // Plasma Src. Sci. Technol., v. 10, pp. 191-210, (2001).

7. Savitzky A. and Golay M.J.E. Smoothing and Differentiation of Data by Simplified Least Squares Procedures. // Analyt. Chem., v. 36, no. 8, p.1627-1639 (1964).

8. Kimura Т., Ohe K. Investigation of electronegativity in a radio-frequency Xe/SF6 inductively coupled plasma using a Langmuir probe. // Appl. Phys. Lett., 2001, v. 79, no. 18, p.2874-2876.

9. S. J. Fonash. Plasma processing damage in etching and deposition. // IBM J. Research and Development. 1999, v.43, no 1/2, p. 103-127.

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 нескомпенсированной зарядки структур при травлении.

Эффекты нескомпенсированной зарядки структур при плазменном травлении.

Методы определения ФРЭЭ из зондовых В АХ in situ.

Исследование ФРЭЭ при травлении микроструктур.

Выводы.

Актуальность темы

Современные тенденции КМОП-технологии УБИС [1] — уменьшение проектных норм наноэлектроники в область суб-100 нм, вариация толщины функциональных слоев в диапазоне 2 нм 1 мкм, колоссальное расширение спектра применяемых материалов, рост числа технологических операций при изготовлении ИС, — резко увеличивают требования к точности плазменных технологий формирования микро- и наноструктур [2]. Сложность, многоканальный характер физико-химических явлений в системе низкотемпературная химически активная плазма — поверхность не позволяют в настоящее время создать всеобъемлющие теоретические модели плазменных реакторов и плазмохимических технологических процессов. Поэтому особую роль приобретают экспериментальные методы диагностики и мониторинга плазменных микроэлектронных технологий. Они широко используются при разработке плазмохимического оборудования, технологических процессов (process design), а также для невозмущающего контроля процессов in situ, в частности, детектирования момента окончания плазмохимического травления слоев, контроля стабильности технологий и др.

Информация о формировании микроструктур in situ может быть получена как диагностикой плазмы, находящейся в контакте с этими микроструктурами, так и прямой диагностикой поверхности пластины. Развитие последней группы методов осложняется нанометровыми размерами структур современных УБИС и невозможностью применения анализа поверхности электронными и ионными пучками в ионизированной среде технологической камеры.

Поэтому большое семейство современных методов диагностики технологических процессов [3] построено на спектральной диагностике плазмы in situ, в частности, на ее оптической эмиссионной спектроскопии (ОЭС), позволяющей анализировать поведение незаряженных частиц (активных радикалов) в ходе процесса. При этом оптическая эмиссия ионной компоненты плазмы, как правило, обладает значительно меньшей интенсивностью из-за более высоких пороговых энергий возбуждения ионов и сравнительно небольшой электронной температуры применяемой плазмы.

В то же время, известный метод диагностики заряженных частиц плазмы - метод электростатических зондов Ленгмюра [4] применяется, в основном, для характеризации новых типов разрабатываемых реакторов, и практически не используется для мониторинга плазменных микротехнологий. Хотя определяемые Ленгмюровским зондом параметры (концентрация электронов пе, положительных ионов электронная температура Те, потенциал плазмы Vp, плавающий потенциал Vj) потенциально чувствительны к физико-химическим процессам, протекающим на поверхности обрабатываемых микроструктур. Плазма и ограничивающие ее поверхности (стенки реактора, пластина с формируемыми структурами) представляют собой самосогласованную систему.

Известны [5] попытки зондового мониторинга плазмохимического травления (ПХТ) в диодном реакторе. Однако в емкостных диодных реакторах (1995 г.), при давлении -500 мТорр, метод не удовлетворял требованиям невозмущаю щей диагностики. Кроме того, его применение сильно осложнялось специфическими пленкообразующими свойствами технологической плазмы.

Современные реакторы плотной плазмы низкого давления, с удаленной зоной плазмообразования во многом снимают эти ограничения и открывают перспективы для различных аспектов применения зонда Ленгмюра в диагностике плазменных технологий.

Цель диссертационной работы

Поэтому исследования, проведенные в настоящей работе, были сфокусированы на развитие методов зондовых измерений в пленкообразующей плазме технологических реакторов микроэлектроники, исследование свойств такой плазмы в условиях плазмохимического травления микроэлектронных структур, и разработке методов зондового мониторинга in situ процессов ПХТ.

Для этого необходимо было решить следующие задачи: Разработать зондовый метод исследования пленкообразующей химически активной плазмы низкого давления для электроотрицательных газов. ° Исследовать изменения параметров плазмы в ходе анизотропного травления многослойных микроэлектронных структур и на этой основе обосновать методы определения момента окончания травления. ° На основе зондовой диагностики плазмы разработать методы контролирования состояния камеры для предотвращения дрейфа параметров процессов ПХТ при последовательной обработке пластин.

Научная новизна и достоверность диссертационной работы

Научная новизна работы состоит в следующих результатах, которые были получены впервые: Предложен и обоснован метод зондовых измерений в пленкообразующей плазме (метод динамического ленгмюровского зонда), применимый в условиях технологических реакторов микроэлектроники. Впервые проведены всесторонние зондовые измерения параметров плазмы низкого давления в ряде пленкообразующих газов (CHF3, CF4, C4F8, C3F8, SF6/02). 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/SiCVSi, SiCVSi и Si3N4/Si02/Si. ° Исследовано влияние потока продуктов реакций ПХТ 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.

Положения, выносимые на защиту 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 poIy-Si/Si02, Si3N4/Si02, Si02/Si. Зондовой диагностикой in situ в плазме смеси SF^CVAr 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.

Практическая значимость работы

Разработанные зондовые методы могут быть применены для сертификации плазмохимических реакторов низкого давления, 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.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на научных конференциях МФТИ (всероссийские) 2005, 2006, 2007, на международных конференциях «International Conference on Micro- and Nanoelecronics», Zvenigorod, Russia, 2005, 2007, 2009, на международном симпозиуме «Plasma Etch and Strip Microelectronics», Leuven, Belgium, 2007, на заседании Школы молодых ученых «Нанофизика и наноэлектроника - 2008», Н. Новгород, 2008.

Публикации

Содержание диссертации опубликовано в 10 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.

Личный вклад автора

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.

Структура работы

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.

Выводы

Зондовой диагностикой плазмы SF6/02/Ar in situ установлено, что гетерогенные химические реакции травления кремнийсодержащих структур приводят к значительным изменениям фундаментальных параметров заряженных компонентов плазмы в ходе процесса, сказываясь как на электронной и ионной плотности, так 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. Показано, что эти величины могут варьироваться в пределах диапазона рабочих параметров процесса. По видимому, для технологических процессов травления, чувствительных к эффектам зарядки поверхности микро- и наноструктур, должна проводиться не только оптимизация реактора по минимуму Те на плазме Аг, но и оптимизация ФРЭЭ на предмет минимизации «горячих хвостов» распределения в реальной технологической плазме. При этом различие химии плазмы в различных технологиях травления потребует проведения исследований в каждом конкретном случае.

Заключение

В диссертации развиты методы зондовой диагностики применимые в условиях ПХТ в технологических реакторах микроэлектроники, исследованы свойства плазмы ряда технологических плазмообразующих газов, реализованы методы зондового мониторинга процессов ПХТ in situ.

Предложен и обоснован метод динамического ленгмюровского зонда, позволяющий проводить корректные исследования плазмы полимерообразующих газов в плазменных технологических реакторах микроэлектроники низкого давления. Поддержание поверхности зонда в рабочем состоянии происходит в динамическом режиме посредством ионной бомбардировки. Для интерпретации ВАХ можно использовать классический аппарат известных зондовых теорий, так как измерение тока на зонд производится в момент установления квазистационарного слоя Чайльда-Ленгмюра. Представлены результаты исследований плазмы газов

SF6/02, CHF3, C4F8, C3F8, CF4.

В экспериментах по травлению затворных МОП-структур исследованы изменения, которые претерпевают параметры плазмы при достижении интерфейсов слоев различного состава. Обоснован зондовый метод мониторинга процессов плазмохимического травления микроэлектронных структур в ICP-реакторе, который может быть использован для точного определения момента окончания травления слоев. Это экспериментально подтверждено для границ poly-Si/Si02, Si3N4/Si02, Si02/Si.

При детектировании момента окончания травления зондовый метод может служить самостоятельным источником сигнала, а также использоваться совместно с другими методиками. То, что зондовый метод и оптическая спектроскопия чувствительны к разным физическим аспектам состояния плазмы, должно приводить к повышению чувствительности методов, основанных на обработке разнородных сигналов.

Исследовано влияние потока продуктов реакций ПХТ со стенок реактора на параметры плазмы контрольного инертного газа. Показано, что этот эффект может использоваться для мониторинга состояния камеры между последовательными процессами ПХТ.

Зондовой диагностикой плазмы SF6/02/Ar in situ установлено, что гетерогенные химические реакции травления кремнийсодержащих структур приводят к значительным изменениям фундаментальных параметров заряженных компонентов плазмы в ходе процесса, сказываясь как на электронной и ионной плотности, так и ФРЭЭ плазмы. Значения Тс и вид ФРЭЭ для плазмы рабочей смеси газов в присутствии обрабатываемой пластины значительно отличаются от плазмы Аг, полученной в тех же условиях разряда. Показано, что эти величины изменяются в пределах диапазона рабочих параметров процесса травления. Установлено, что эти величины могут варьироваться в пределах диапазона рабочих параметров процесса. Показаны пути оптимизации процессов ПХТ для минимизации эффектов зарядки микроструктур с использованием зондового метода исследования плазмы.

Предложены зондовые методы контроля стабильности процессов травления и состояния камеры для предотвращения дрейфа параметров процессов ПХТ при последовательной обработке партии пластин.

Автор считает своим приятным долгом поблагодарить научного руководителя работы д.ф. -M.H., в.н. с. Константина Васильевича Руденко за научное руководство, полезные советы и ценные замечания, директора ФТИАН академика Александра Александровича Орликовского за большое внимание к работе, с.н.с. Сергея Николаевича Аверкина, за помощь, оказанную при выполнении экспериментов, а также всех сотрудников лаборатории МССП ФТИАН за плодотворные дискуссии и обсуждения результатов работы.

1. International Technology Roadmap for Semiconductors. 2008 Edition.

2. Орликовский А.А., Руденко К.В. Диагностика in situ плазменных технологических процессов микроэлектроники: современное состояние и ближайшие перспективы. Часть I. // Микроэлектроника, т.30, № 2, с.85-105 (2001).

3. Каган Ю.М., Перель В.И. Зондовые методы исследования плазмы. // УФН, t.LXXXI, вып.З, с.409-452 (1962).

4. Ершов А.П., Калинин А.В., Суханов Я.Н., Руденко К.В. Применение зонда Ленгмюра для определения момента окончания процесса травления Si02 на кремнии. //Вестн. Моск. Ун-та. Сер.З Физика, Астрономия. Т.36, №6, с.18-22. (1995).

5. Орликовский А.А. Кремниевая и транзисторная наноэлектроника. //Изв. ВУЗов. Электроника, 2006, №5, с.35-44.

6. Орликовский А.А. // Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Т. 4/ Под ред. Фортова В.Е. М.: Наука, 2000. С. 370.

7. Орликовский А.А. . Плазменные процессы в микро- и наноэлектронике. Часть I. Реактивное ионное травление. // Микроэлектроника, 1999, т. 28, №5, с. 344-362.

8. Handbook of Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition. // Ed. by A. Anders. N.-Y., John Wiley & Sons, 2000, 736 pp.

9. Layady N. Colonell J. Lee J. An introduction to plasma etching for VLSI circuit technology // Bell labs Technical Journal, July-September 1999

10. Lieberman M.A., Lichtenberg A.J. Principles of Plasma Discharges and Materials Processing. 2-nd Edition. //N.-Y.: John Willey & Sons Inc., 805 pp (2005).

11. HopwoodJ. ; Mantei T. D. Application-driven development of plasma source technology //Journal of vacuum science and technology. A. Vacuum, surfaces, and films, 2003, vol. 21, no5, pp. S139-S144

12. Шибков B.M., Двинин C.A., Ершов А.П., Шибкова JI.В. Механизмы распространения поверхностного сверхвысокочастотного разряда // Журнал технической физики. 2005. Т. 75. с. 74.

13. Орликовский А. А. Плазменные процессы в микро- и наноэлектронике. Часть II. Плазмохимические реакторы нового поколения и их применение в технологии микроэлектроники.// Микроэлектроника, 1999, т. 28, №6, с. 415-426.

14. Bogart К.Н.А., Klemens F.P. et. al. Mask charging and profile evolution during chlorine plasma etching of silicon // Journal of vacuum science and technology. A. Vacuum, surfaces, and films, Vol. 18, p. 197206 (2000).

15. Giapis K.P. and Hwang G.S. Pattern-Dependent Charging and Role of Tunneling. // Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 37, p. 2281-2290(1998).

16. Chen F.F., Boswell R.W. Helicons-the past decade. // IEEE Trans. Plasma Sci., 1997, v.25, no.6, p. 1245-1257.

17. Frantz U. Basics of plasma spectroscopy// Plasma Sources Sci.Technol. v. 15 (2006) S137-S147

18. Tachibana К., Kamisugi H. Vacuum-ultraviolet laser absorption spectroscopy for absolute measurement of fluorine atom density in fluorocarbon plasmas. // Applied Physics Lett., 1999, v.74, no. 16, p. 2390-2392.

19. Пикалов B.B., Мельникова T.C. Томография плазмы. Новосибирск, Изд. «Наука», 1995, 221 с.

20. Фадеев А.В., Руденко К.В., Лукичев В.Ф., Орликовский А.А. Эмиссионная томография плазмы в технологических реакторах микроэлектроники. // Микроэлектроника. -2009. -Т.38. No.2. -С. 107121

21. Coburn J.W., Chen М. Optical emission spectroscopy of reactive plasmas: A method for correlating emission intensities to reactive particle density. //J.Appl.Phys., v.51, no.6, p.3134-3136 (1980).

22. Пупышев А.А., Суриков В.Т. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Образование ионов. //. Екатеринбург: УРО РАН, 2006. 276 с.

23. Day А.Р., Field D.,Klemperer D.F., Song.Y.P. Reexamine Mass Spectrometry for Endpoint Detection. // Semicond. International, 1989, v.12, no.l 1, p.l 10-113.

24. А. А. Орликовский, Руденко K.B., Суханов Я. Н. Диагностика in situ плазменных технологических процессов микроэлектроники: современное состояние и ближайшие перспективы. Часть II. // Микроэлектроника, т.ЗО, № 3, с. 163-182 (2001).

25. SmartProbe. Automated Langmuir probe plasma diagnostic http://www.scisys.com/hdocs/downloads/SmartProbeBrochure.pdf

26. Hiden ESPION series electrostatic plasma probes. Advanced Langmuir probes for plasma diagnostics// http://www.hidenanalytical.com/index.php/en/downloads/docdownload/ 163-espion-series-advanced-langmuir-probes-for-plasma-diagnostics-311k

27. Moth-Smith H.M., Langmuir I. The theory of collectors in gaseous discharges //Physical Rewiew, 1926, v. 26, pp 727-763.

28. Чен Ф. Электрические зонды. // В кн.: Диагностика плазмы. / Под ред. Р.Хаддлстоуна, С.М. Леонарда. М.; Мир, 1967.

29. Демидов В.И., Колоколов Н.Б., Кудрявцев А.А. Зондовые методы исследования низкотемпературной плазмы. // М.: Энергоатомиздат, 1996.

30. Лебедев Ю.А. Введение в зондовую диагностику плазмы пониженного давления. // М.: МИФИ, 2003, 56 с.

31. Мальков М.А., Девятов A.M., Кузовников А.А., Ершов А.П. Зондовая диагностика плазмы газоразрядных источников света. // Саранск, Изд-во Мордовского ун-та, 1991, 96 с.

32. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. 2-е изд., М., Наука-Физматлит, 1992, 537 pp.

33. Fernsler R. F. Modeling Langmuir probes in multi-component plasmas 2009 Plasma Sources Sci. Technol. 18 014012 (12pp)

34. Amemiya H., Annaratone B.M., Allen J.E. The collection of positive ions by spherical and cylindrical probes in an electronegative plasma. // Plasma Sources Sci. Technol., v.8, p. 179-190 (1999).

35. Palop J.I.F. Ballestros J. Hernandez M.A. Crespo R.M. Sheath structure in electronegative plasmas // Plasma sources science & technology 16 (2007) S76-S86

36. А. П. Ершов, В. Ф. Лукичев, К. В. Руденко, Я. Н. Суханов. Влияние электрического поля в плазме на электронную ветвь ВАХ

37. Ленгмюровского зонда: моделирование методом Монте-Карло. Труды Всероссийской конф. «Микро- и нано- электроника 2001», Звенигород, 2001, т. 2, с РЗ-27.

38. Godyak V.A., Piejak R.B., Alexandrovich В.М. Measurements of electron energy distribution in low-pressure RF discharges. // Plasma Sources Sci. Technol., 1992 1, p.36-58.

39. Chen F.F., Sudit I.D. RF-compensated probes for high density discharges. Plasma Sources Sci. Technol., v. 3, p. 162-168 (1994).

40. Laframboise J G 1966 Theory of spherical and cylindrical Langmuir probes in a collisionless, Maxwellian plasma at rest Report No 100 University of Toronto Institute for Aerospace Studies (UTIAS)

41. Bernstein I.B., Rabinowitz I.N. Theory of Electrostatic probes in low-density plasma. // Phys.Fluids. Vol.2. №2. P. 112-121. 1959

42. Allen J.E., Boyd R.L.F., Reynolds P. The Collection of Positive Ions by a Probe Immersed in a Plasma. // Proc. Phys. Soc. B, 1957, v.70, issue 3, p. 297-304.

43. Taccogna F. Longo S. Capitelli M. Ion orbits in a cylindrical Langmuir probe// Physics of Plasmas, 13, 043501, 2006

44. Pilling L.S. Carnegie D.A. Validating experimentsl and theoretical Langmuir probe analyses // PSST 16 (2007) 570-580

45. Bryant P.M. Theory of cylindrical Langmuir probes in weakly ionized, non-thermal, stationary and moderately collisional plasmas// Plasma sources science & technology 2009, vol. 18, no 1

46. Curley G.A. Marie D. Booth J.P. Corr C.S. Chabet P. Guillon J. Negative ions in single and dual frequency capacitevely coupled fluorocarbon plasmas// Plasma sources science & technology 16 (2007) S87-S93

47. Tuszewski M. White R.R. Equilibrium properties of Ar/SF6 inductive plasma discharges // Plasma sources science & technology 11 (2002) 338-350

48. Boruah D. Pal A.R. Bailung H. Chutia J. Investigation of sheath properties in Ar/SF6 dc discharge plasma// J. Phys. D: Appl. Phys. 36 (2003) 645-652

49. Godyak V.A., Piejak R.B., Alexandrovich B.M. Probe diagnostics of non-Maxwellian plasmas. // J. Appl. Phys., 1993, v.73, p. 3657-3663.

50. Горбунов H.A. Копытов A.H. Латышев Ф.Е. Нахождение энергетического распределения электронов в плазме по измерениям первой и второй производных зондового тока // Журнал технической физики, 2002, том 72, вып. 8

51. Chen F.F. Evans J.D. Arnush D. A floating potential method for measuring ion density// Physics of Plasmas, v.9, n. 4, 2002

52. Lee D. Ting Y.-T. Oksuz L. Hershkovitz N. Measurement за plasma potential fluctuations by emissive probes in CF4 radio-frequency plasma// Plasma sources science & technology 15 (2006) 873-878

53. Booth J.P. Braithwaite N.St J. Goodyear A. Barroy P Measurements of characteristic transients of planar electrostatic probes in cold plasmas// Rew. of Sci. Instr. V.71, N. 7. 2000, p2722

54. Booth J.-P., Etch process control with a deposition-tolerant planar electrostatic probe// Book of Abstracts, PESM-2009.

55. Tai-Ran Hsu. MEMS and Microsystems: Design and Manufacture. // N-Y.: McGraw-Hill, 436 pp. (2002).

56. Kim J.S., Rao M., Cappelli M.A. et al. Mass spectrometric and Langmuir probe measurements in inductively coupled plasmas in Ar, CHF3/Ar and CHF3/Ar/02 mixtures. // Plasma Src. Sci. Technol., v. 10, pp. 191-210,(2001).

57. Deguchi M., Itatani R. A novel and convenient method for monitoring processing plasma: The insulated pulse probe method. JpnJ.Appl.Phys. v.37, part. 1, по.ЗА, p. 970-980 (1998).

58. Иванов Ю.А., Лебедев Ю.А., Полак Л.С. Методы контактной диагностики в неравновесной плазмохимии.// М.: «Наука», (1991).

59. Stamate Е. Ohe К. Influence of surface condition in Langmuir probe measurements // J.Vac. Sci. Technol. A 20(3), 2002

60. Chen F.F. Langmuir probe analysis for high density plasmas. // Ed. by University of California, Los Angeles, LTP-006, 34 pp. (2000).

61. Маишев Ю.П., Фареник В.И., Шевченко А.В., Будянский A.M., Дудин С.В., Зыков А.В. Специфика диагностики параметров плазмы электрическими зондами в процессах ионно-лучевого и плазмохимического травления.// Труды ФТИАН т. 15, с.86-116. (1999).

62. Goodyear A. Endpoint Detection for Plasma Etching. // Materials of Workshop on Silicon dry processing for Nanoelectronics and Micromechanics. Aahen, (Germany), 13-14 Sept. 2006.

63. Орликовский A.A., Руденко К.В. Диагностика in situ плазменных технологических процессов микроэлектроники: современноесостояние и ближайшие перспективы. Часть III. // Микроэлектроника, т.ЗО, № 5, с.323-344 (2001).

64. Zaidel' A.N., Prokof ev V.K., Raiskii S.M., Slavnyi V.A., Shreider E.A. Tables of Spectral Lines. // IFI/Plenum, N.-Y. London, 782 pp. (1970).

65. Pearse R.W.B., Gaydon A.G. The Identification of Molecular Spectra. //N.-Y., John Wiley & Sons, 4-th edition, 407 pp. (1976).

66. Hebner G.A., Abraham I.C. Surface dependent electron and negative ion density in SF^argon gas mixtures // J. Appl. Phys., V. 91, No. 12, p. 9539-9546 (2002).

67. Орликовский А. А., К. В. Руденко, Я. H. Суханов. Диагностика in situ плазменных технологических процессов микроэлектроники: современное состояние и ближайшие перспективы. Часть IV. Микроэлектроника, т.ЗО, № 6 (2001).

68. Allen R.L., Moore R., Whelan M. Application of neural networks to plasma etch end point detection. // J.Vac.Sci.Technol. B, 1996, v.14, no.l, pp. 498-503.

69. Rietman E.A., Lee J. T.-C. Dynamic images of plasma processes: Use of Fourier blobs for endpoint detection during plasma etching of patterned wafers. J.Vac.Sci.Technol. A, v.16, no.3, pp. 1449-1453 (1998).

70. Rietman E.A., Layadi N., Downey S.W. Use of ortogonal polynomial functions for endpoint detection during plasma etching of patterned wafers. J.Vac.Sci.Technol. B, v. 18, no.5, pp. 2500-2504 (2000).

71. Орликовский А.А., РуденкоК.В., Аверкин С.Н. Прецизионные плазмо-химичеекие процессы микроэлектроники на базе серии пилотных установок с масштабируемым ICP-источником плазмы. // ХВЭ, т. 40, № 3, с. 220-232 (2006).

72. Физические величины: справочник. / Под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. // М.; Энергоатомиздат, 1232 с, (1991).

73. Рабинович В. А., Хавин 3. Я. Краткий химический справочник. // Л., 1978, 376 с.

74. Liberman М.А. Model of plasma immersion ion implantation.// J.Appl.Phys., v.66, p.2926-2929. (1989).

75. Зенгуил Э. Физика поверхности. // M., Мир, 536 с. (1990).

76. Okino F., Touhara Н. Graphite and Fullerene Intercalation Compounds// Comprehensive Supramolecular Chemistry / Ed. By J.L. Atwood et al. // Oxford: Pergamon Press, Vol. 7. p. 25-76. (1996).

77. Ершов А.П., Довженко В.А., Кузовников A.A., Оке С.Н. Об обработке вольтамперных характеристик зонда Ленгмюра в немаксвелловской плазме // Физика плазмы, т.7, № 3, с. 609. (1981).

78. Granier A., Chereau D., Henda К., Safari R., Leprince P. Validity of actinometry to monitor oxygen atom concentration in microwave discharges created by surface wave in O2-N mixtures. // J.Appl.Phys., v. 75, no.l, p.104-114 (1994).

79. JenqJ.S., Ding J., Taylor J.W., Hershkowitz N. Absolute fluorine atom concentrations in RIE and ECR CF4 plasmas measured by actinometry. // Plasma Sources Sci.Technol.,v. 3, p.154 (1994).

80. Kawai Y., Sasaki K., Kadota K. Comparison of Fluorine Atom Density Measured by Actinometry and Vacuum Ultraviolet Absorption Spectroscopy. // Jpn. J. Appl. Phys., Part 2, v.36, no. 9A/B, p. L1261-L1264 (1997).

81. Walkup R.E., Saenger K.L., Selwyn G.S. Studies of atomic oxygen in O2+CF4 rf discharges by two-photon laser-induced fluorescence and optical emission spectroscopy. // J. Chem. Phys., 1986, v. 84, p. 2668 -2674.

82. Руденко K.B. Диагностика плазменных процессов в микро- и наноэлектронике // Химия высоких энергий том 43, № 3, Май-Июнь 2009, С. 235-241

83. Cunge G., Pelissier В., Joubert О., Ramos R. and Maurice С. New chamber walls conditioning and cleaning strategies to improve the stability of plasma processes //Plasma Sources Sci. Technol. 14 (2005) 599-609

84. Fonash S. J. Plasma processing damage in etching and deposition. // IBM Journal of Research and Development. 1999, v.43, no 1/2, p. 103127.

85. Gyeong S.H. and Giapis K.P., Pattern-Dependent Charging in Plasmas: Electron Temperature Effects. // Phys. Rev. Lett. 1997 Vol. 79, P. 845-848.

86. Bogart K.H.A., Klemens F.P. et. al., Mask charging and profile evolution during chlorine plasma etching of silicon // J. Vac. Sci. Technol. 2000 Vol. A 18, P. 197-206.

87. Hirose M. Electron tunneling through ultrathin Si02 // Mater. Sci. Eng. 1996. Vol. B41,P. 35.

88. Shin H.C., C. Hu. Thin gate oxide damage due to plasma processing. //Semicond.Sci.Technol., 1996, v. 11, p.463-473.

89. Rangelov I.W. Critical tasks in high aspect ratio silicon dry etching for MEMS. // Materials of Workshop on Silicon dry processing for Nanoelectronics and Micromechanics. Aahen, (Germany), 13-14 Sept. 2006.

90. En W., Cheung N.W. Modelling of charging effects in plasma immersion ion implantation// Nuclear Instruments and Methods in Physics Research В 96 (1995) 435-439

91. Meige, A. Boswell, R. W. Electron energy distribution functions in low-pressure inductively coupled bounded plasmas // Physics of Plasmas. 2006. Vol. 13. p. 092104

92. Christophorou L.G., Olthoff J.K. Electron interactions with plasma processing gases: Present status and future needs// Applied Surface Science. Volume 192, 2002, Pages 309-326

93. Sakai Y. Database in low temperature plasma modeling // Applied Surface Science Volume 192, 2002, Pages 327-338

94. Christophorou L. G., Olthoff J. K. Electron Interactions with SF6. // J. Phys. Chem. Ref. Data, 2000, v. 29, iss. 3, pp. 267-330.

95. Тихонов A. H. О решении некорректно поставленных задач и методе регуляризации Доклады АН СССР. 1963. - Т. 151, № 3. - С. 501-504.

96. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М., Наука, 1986, 287 с.

97. Park В.-К., Kim D.-G., Kim G.-H. Analysis of Langmuir Probe Data Using Wavelet Transform.// IEEE Trans, of Plasma Science, v. 32, no. 2, p. 355-361 (2004).

98. Savitzky A. and Golay M.J.E. Smoothing and Differentiation of Dataiby Simplified Least Squares Procedures. // Analyt. Chem., v. 36, no. 8, p. 1627-1639 (1964).

99. Ершов А.П., Кузовников А.А. Энергетическое распределение электронов в плазме ВЧ-разряда низкого давления в ксеноне. // Физика плазмы, т. 11, вып.5, с. 618 621. (1985).

100. Kimura Т., Ohe К. Probe measurements and global model of inductively coupled Ar/CF4 discharges // Plasma sources science & technology 8 (1999) 553-560

101. Sukhanov Ya.N., Ershov A.P., Rudenko K.V., Orlikovsky A.A. Comparative study of inductively coupled and microwave BF3 plasmas for microelectronic technology applications. Proc. of SPIE, v. 5401, p. 5563 (2004).

102. Список публикаций автора по теме диссертации (в хронологическом порядке)

103. А2. A. Miakonkikh, К. Rudenko. Measurement of polymerizing fluorocarbon plasma parameters: Dynamic Langmuir probe technique application, // ICMNE-2005, Book of Abstracts, 2005, p. Pl-41.

104. A3. A. Miakonkikh, K. Rudenko. Measurement of polymerizing fluorocarbon plasma parameters: Dynamic Langmuir probe technique application, // Proceedings of SPIE, 2006, v. 6260, p. 6260-0A.

105. A4. K.B. Руденко, A.B. Мяконьких, A.A. Орликовский, A.H. Пустовит. Зондовые измерения параметров плазмы в технологических HDP-реакторах микроэлектроники в условиях осаждения диэлектрических пленок. //Микроэлектроника, 2007, т. 36, №1, с. 17-30.

106. А5. К.В. Руденко, А.В. Мяконьких, А.А. Орликовский. Мониторинг плазмохимического травления структур poly-Si/Si02/Si: зонд Ленгмюра и оптическая эмиссионная спектроскопия. // Микроэлектроника, 2007, т. 36, №3, с. 206-221.

107. А6. К. V. Rudenko, А. V. Miakonkikh, V. F. Lukichev and А. А. Orlikovsky. In situ Langmuir probe diagnostics of poly-Si/Si02 etching: plasma parameters and end-point detection// Book of Abstracts, PESM-2007.

108. A7. A.V. Miakonkikh, K.Y. Rudenko and A.A. Orlikovsky. Langmuir-Probe applications in monitoring of plasma etching. // ICMNE-2007, Book of Abstracts, 2007, p. 03-24.

109. А6. А.В. Мяконьких, К.В. Руденко, А. А. Орликовский. Возможности мониторинга плазмохимического травления методом зонда Ленгмюра. // Труды ФТИАН «Квантовые компьютеры, микро- и наноэлектроника», 2008, т. 19, с. 87-110.

110. А9. A.V. Miakonkikh, K.V. Rudenko and А.А. Orlikovsky. Langmuir-Probe applications in monitoring of plasma etching. // Proceedings of SPIE, 2008, v. 7025, p. 7025-OF.

111. A10. A. Miakonkikh, K. Rudenko. Application of Langmuir probe technique in depositing plasmas for monitoring of etch process robustness and for end-point detection, // ICMNE-2009, Book of Abstracts, 2009, p. 02-06.