![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
В ходе выполнения проекта проведены комплексные исследования, направленные на разработку лабораторных технологических методов создания наноструктурированных материалов с использованием разработанного плазменного реактора нового поколения на основе многочастотных (двух и трехчастотных - ДЧ, МЧ) емкостных и индукционно-емкостных разрядов, в котором заложены возможности прецизионно и независимо управлять потоком и энергией ионов для анизотропного и селективного травления наноструктур (перспективных в нанотехнологии материалов с низкой диэлектрической константой, low-k films; алмазные (включая поликристаллические) пленки) и бездефектного взаимодействия плазмы с поверхностью (снятие резиста в low-k технологии).
Созданы новые реакторы плазмохимическиго анизотротного высокоселективного травления на основе двух-(трех-) ДЧ (МЧ) ВЧ емкостного и комбинированного емкостно-индукционного разрядов для работы в сложных газовых средах. • На основе 2х частотного (ДЧ) (частоты 1,76 и 81,0 МГц) и 3х частотного (МЧ) (частоты 1,76, 13,56 и 81,0 емкостных разрядов при подводимой удельной ВЧ мощности до 0,5 Вт/см2. Диапазон давлений 20 – 500 мТор. • Экспериментальный стенд на основе ДЧ комбинированного емкостно-индукционного разрядов. Диапазон давлений 5 – 20 мТор С целью определения возможности эффективного управления параметрами плазмы в рабочих смесях исследованы особенности функционирования ДЧ (МЧ) ВЧ реакторов, в том числе: • Исследованы параметры многочастотной (МЧ) плазмы в зависимости от вложенной мощности, давления и парциального состава газовой смеси и пространственные распределения компонент фторуглеродной плазмы; • Определены диапазоны параметров плазмы, определяющие возникновение бистабильного режима функционирования плазменного реактора во фторуглеродной плазме; • Исследован эффект взаимодействия ионов, быстрых атомов и метастабильных частиц с поверхностью электродов; • Определены коэффициенты вторичной электронной эмиссии электронов с поверхности нагруженного электрода. В ходе теоретических исследований были разработаны модели плазменных процессов в плазменных реакторах, которые включают сложную плазмохимическую кинетику в объеме плазмы и процессы на поверхности нанопористых SiOCH low-k материалов. Причем при моделировании были использованы полученные экспериментальные данные. • Разработана многомасштабная (multi-scale) модели возникновения дефектов при взаимодействии low-k пленки с МЧ плазмой. Определены скорости процессов в нанопористой пленке с учетом теории случайных блужданий в наноразмерных порах; • Исследованы основные процессы в плазме, влияющие на структуру глубоких канавок (тренчей) при анизотропном травлении low-k материала
ФЦП: Федеральная целевая программа, Научные и научно-педагогические кадры инновационной России |
# | Сроки | Название |
1 | 7 июля 2009 г.-15 декабря 2009 г. | Исследование физических принципов, определяющих возможности создания многофункционального плазменного реактора для наноструктурирования новых материалов, востребованных современной наноэлектроникой |
Результаты этапа: Созданы новые реакторы плазмохимическиго анизотротного высокоселективного травления на основе двух-(трех-)частотного емкостного и комбинированного емкостно-индукционного разрядов для работы в сложных газовых средах, таких как фторуглероды. Модернизирована система зондовых измерений на основе цилиндрического зонда Ленгмюра. Для измерения параметров сложной фторуглеродной плазмы разработан метод микроволновой зондовой диагностики. Для измерения энергетического спектра ионов в многочастотной плазме разработан четырех-сеточный анализатор. Для детектирования эволюции концентраций и потоков атомов и радикалов на поверхность образца в плазме двухчастотного разряда были собраны схемы широкополосной (от УФ до ближней ИК области) эмиссионной спектроскопии и спектроскопии поглощения с высоким пространственным (~0.2 мм ) и временным (10-20 нс) разрешением. Разработана самосогласованная одномерная модель разряда на основе метода Частиц в Ячейке с Монте-Карло столкновениями. Проведены исследования влияния поверхности электродов на концентрацию радикалов в ДЧ плазме. Исследован эффект взаимодействия ионов, быстрых атомов и метастабильных частиц с поверхность электродов. | ||
2 | 1 января 2010 г.-30 июня 2010 г. | Исследование физических принципов, определяющих возможности создания многофункционального плазменного реактора для наноструктурирования новых материалов, востребованных современной наноэлектроникой |
Результаты этапа: Исследованы параметры многочастотной (МЧ) плазмы в зависимости от вложенной мощности, давления и парциального состава газовой смеси. Исследованы пространственные распределения радикалов и концентрации отрицательных ионов во фторуглеродной плазме. Определены потоки радикалов H, F, CF2, sticking коэффициенты этих радикалов на поверхности фторуглеродной пленки. Определены концентрации отрицательных ионов и фторуглеродных кластеров методом внутрирезонаторной спектроскопии поглощения (Cavity Ring Down Spectroscopy). Определены диапазоны параметров плазмы, определяющие возникновение бистабильного режима функционирования плазменного реактора во фторуглеродной плазме. Исследованы поверхность и структура фторуглеродной пленки, образованной на поверхности исследуемых материалов, в зависимости от параметров МЧ емкостных разрядов. Создана самосогласованная многомасштабная (multi-scale, MS) модель МЧ плазмы в фторуглеродах с учетом процессов во фторуглеродной пленке. Разработана на основе данных спектроскопии плазмы и поверхности кинетическая модель процессов во фторуглеродной пленке. Исследованы основные процессы в плазме, влияющие на структуру глубоких канавок (тренчей) при анизотропном травлении low-k материала. Определены коэффициенты вторичной электронной эмиссии электронов с поверхности нагруженного электрода для плазмы на низкой частоте для разных материала электрода. | ||
3 | 1 июля 2010 г.-15 декабря 2010 г. | Исследование режимов возбуждения МЧ плазмы для бездефектного травления фоторезиста в low-k технологии |
Результаты этапа: Проведен анализ возможных механизмов возникновения дефектов в low-k пленке (SiOHC нанопористая структура) при взаимодействии с МЧ плазмой в смесях (He, O2, H2) и в послесвечении. Исследованы предполагаемые механизмы возникновения дефектов в low-k пленке при взаимодействии потоков радикалов О и Н с поверхностью low-k материала в зависимости от параметров плазмы. Разработана многомасштабная (multi-scale) модели возникновения дефектов при взаимодействии low-k пленки с МЧ плазмой. Определены скорости процессов в нанопористой пленке с учетом теории случайных блужданий в наноразмерных порах. Разработаны методы предобработки low-k материала в ДЧ (емкостной и индукционно-емкостной) плазме гелия для создания структурных нанослоев, препятствующей возникновению дефектов в low-k материале при травлении резиста. Исследовано раздельное влияние потока метастабильных атомов (He*), ВУФ излучения, и ионов, эмитированных плазмой гелия, и их возможного синергетического эффекта на характеристики low-k пленки, образованной из разного органического прекурсора (разная SiOHC структура). Определены параметры ДЧ плазмы, позволяющей с учетом предобработки low-k материала бездефектно стравливать резист в плазме с кислородом или водородом. Определены потоки и энергии ионов гелия для предобработки low-k материала, образованного из разного органического прекурсора (разная SiOHC структура). | ||
4 | 1 января 2011 г.-1 сентября 2011 г. | этап 2011 |
Результаты этапа: Разработаны новые методы высокоанизотропного травления моно- и поликристаллических алмазных пленок в кислородсодержащей (смесь Не и О2) плазме ДЧ разрядов. Созданана многомасштабная (multi-scale) модель, включающая объемную плазмохимию и поверхностные процессы на поверхности обрабатываемых подложек, позволяющая управлять процессом травления алмазных структур в ДЧ плазме в смеси Не, О2. Определены оптимальные режимы возбуждения ДЧ (емкостной, индукционно-емкостной) плазмы для травления структур в алмазе и для модификации поверхности кремния. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".