Экспериментальное исследование параметров низкотемпературной плазмы в плазмохимических реакторах для микро- и наноэлектроники

Суханов, Яков Николаевич

Экспериментальное исследование параметров низкотемпературной плазмы в плазмохимических реакторах для микро- и наноэлектроники тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

Суханов, Яков Николаевич АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2005 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.08 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Экспериментальное исследование параметров низкотемпературной плазмы в плазмохимических реакторах для микро- и наноэлектроники»

Автореферат диссертации на тему "Экспериментальное исследование параметров низкотемпературной плазмы в плазмохимических реакторах для микро- и наноэлектроники"

На правах рукописи

Суханов Яков Николаевич

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ В ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРАХ ДЛЯ МИКРО-И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ

01.04.08 - физика плазмы 01.04.04 - физическая электроника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 2005 г.

Работа выполнена в Физико-Технологическом Институте РАН

Научные руководители: член-корреспондент РАН, профессор,

доктор технических наук Орликовский А. А.

кандидат физико-математических наук Ершов А. П.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Лебедев Ю. А.

кандидат физико-математических наук Иванов В.А.

Ведущая организация: Институт Физики Полупроводников

Сибирского Отделения Российской Академии Наук

Защита состоится \JJJiрпт^ 2005 г. в 1500 на заседании

диссертационного совета Д 501.001.66 физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, физический факультет, аудитория 5-19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан

«■?/»ср£рт\гть г.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

В настоящее время основным процессом при переносе рисунка литографической маски является обработка структур интегральных схем в плазменных реакторах: плазмохимические процессы в производстве интегральных схем следуют за каждым литографическим процессом. Это высокоанизотропное травление, низкотемпературное нанесение диэлектриков, снятие резиста, стабилизация резиста, очистка поверхности пластин от органических повреждений и атомов тяжёлых металлов, частичная планаризация и другие процессы. Поэтому одной из задач плазменной технологии является разработка и создание источников однородной плазмы с низкой электронной температурой (для снижения эффекта зарядки обрабатываемой поверхности) и высокой концентрацией ионов и радикалов. Задачи прецизионной плазменной обработки структур интегральных схем с глубоко субмикронными и наноразмерными топологическими нормами привели к широкому внедрению нового поколения плазменных реакторов с источниками плотной плазмы, заменившими собой НЧ- и ВЧ- источники с емкостным типом разряда. Принципиальной особенностью современных реакторов с источниками плотной плазмы является выведение пластины с обрабатываемыми микроструктурами из зоны генерации плазмы. Это позволило, с одной стороны, снизить дефектность субмикронных структур из-за повреждения сильными электромагнитными полями, а с другой - дало возможность независимо регулировать концентрацию, потоки и энергию ионов на пластину путем подачи независимого от разряда потенциала смещения.

плазмы реакторов является метод электрических зондов. Его несомненными преимуществами являются: большое число одновременно измеряемых параметров (температура и концентрация электронов, концентрации положительных и отрицательных ионов, функция распределения электронов по энергиям, потенциал плазмы); локальность измеряемых характеристик, благодаря чему возможно измерение пространственного распределения параметров плазмы в реакторе; возможность проведения автоматизированных измерений при относительно низкой стоимости аппаратуры. Анализ фундаментальных параметров плазмы, полученных в технологических условиях, позволяет оптимизировать источники плазмы на конкретные технологические применения.

Однако для технологических установок характерна совокупность проблем, которые осложняют корректное проведение зондовых измерений и их интерпретацию: наличие магнитного поля, ВЧ и СВЧ полей высокого уровня мощности, применение не модельного, а технологического газа, как правило, электроотрицательного, наряду с травящими обладающего пленкообразующими свойствами и т.д. Поэтому для корректного применения зондовой диагностики необходим анализ каждого конкретного случая.

Цель и основные задачи работы:

Исследование и сравнительный анализ параметров низкотемпературной плазмы в источниках, построенных на различных типах электрических разрядов, в различных технологических газах.

Диагностика плазмы в плазмохимических реакторах, проведение работ по модернизации широкоапертурных источников плотной плазмы для разрабатываемых во ФТИАН плазмоиммерсионных ионных имплантеров и пилотных плазмохимических установок, предназначенных для субмикронных технологических процессов производства интегральных схем с проектными нормами 0.13-0.5 микрон.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующих основных положениях, которые выносятся на защиту:

1. Зондовым методом впервые измерены параметры плазмы BF3 (функция распределения электронов по энергиям, эффективная температура электронов, электронная и ионная концентрации) в установке плазменно-иммерсионного имплантера с источниками плазмы двух типов: СВЧ источником (2.45 ГГц) и индуктивно-связанным ВЧ источником (13.56 МГц). Измерения проведены в условиях, максимально приближенных к технологическим - для давлений рабочего газа ВРз в диапазоне р ~ 0.5-20 мТор и вкладываемых мощностей W ~ 400-1500 Вт, в зоне вблизи пластины.

2. Проведён сравнительный анализ параметров плазмы в зоне обработки (в реакторе, предназначенном для обработки 150- миллиметровых пластин) для источников, построенных на различных типах электрических разрядов, с точки зрения современных требований к реакторам для технологии микро- и наноэлектроники: высокой концентрации ионов, низкой электронной температуры и высокой пространственной однородности этих параметров. Сравнение проведено для технологического газа активно применяемого в процессах плазмоиммерсионной ионной имплантации.

3. Проведены измерения с фазовым разрешением параметров плазмы кислорода в НЧ (10-100 кГц) плазмохимическом реакторе диодного типа.

4. Показана принципиальная возможность использования электрических зондов для исследования эволюции параметров плазмы в процессе травления и определения момента окончания процесса на примере травления слоя 8Юг на Si в плазме СгБб-

Практическая ценность работы.

Полученные результаты относятся к промышленно значимым, они были использованы для разработки и оптимизации широкоапертурных источников плотной плазмы в разработанных во ФТИАН плазмоиммерсионном ионном имплантере и автоматизированной установке для плазмостимулированного осаждения диэлектриков. Две такие установки поставлены в Институт неорганической химии и Институт физики полупроводников СО РАН и в

настоящее время успешно используются для осаждения тонких диэлектрических плёнок.

Апробация работы: Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской конференции «Микро- и наноэлектроника 2001» (Звенигород, 2001г.), III Международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии (Плес, 2002г.), XXX Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС (Звенигород 2003г.), Международной конференции «Микро- и наноэлектроника 2003» (Звенигород 2003 г.), 16th International Vacuum Congress (Venice, Italy, 2004), на семинарах ФТИАН и физического факультета МГУ.

Публикации: Основное содержание диссертации опубликовано в 15 работах, список которых приводится в конце реферата.

Объем и структура работы. Основное содержание диссертации изложено на 114 страницах машинописного текста. Работа состоит из Введения, 4 глав и заключения, в котором сформулированы основные выводы.

Список цитируемой литературы содержит 102 наименования. Диссертация содержит 55 рисунков.

Краткое содержание работы.

Во введении обоснованы актуальность, цели и задачи диссертационной работы.

Первая глава содержит обзор современных публикаций по теме диссертации. Дана классификация плазмохимических реакторов, основанных на различных типах газовых разрядов, с точки зрения практических приложений в микроэлектронике. Рассмотрен ряд требований, предъявляемых к современным плазмохимическим реакторам; особенности, преимущества и недостатки при их использовании для различных процессов микроэлектроники. Указывается на необходимость изучения характеристик плазмы для выбора того или иного источника плазмы для каждой конкретной задачи.

Вторая часть главы посвящена общей характеристике методов диагностики источников плазмы в микро- и наноэлектронике, приведена краткая классификация методов диагностики низкотемпературной технологической плазмы. Показано место, которое занимает зондовая диагностика среди других диагностических методов, позволяющих проводить локальные измерения плазменных параметров. Проанализированы принципиальные преимущества и недостатки этих методик.

Во второй главе описана установка плазмохимического травления ХРЬ-1, на которой проводилась эксперименты. Исследовался низкочастотный (Г = 10100 кГц) разряд в реакторе диодного типа. Стенки реактора и электроды выполнены из алюминия, покрытого оксидным слоем. Диаметр цилиндрической камеры 35 см., высота - 6.5 см.; диаметр электродов 12.6 см., расстояние между ними 2.5см. Для проведения зондовых измерений использовалась схема стробируемого интегрирования, обеспечивающая временное разрешение. Измерения проводились в фазе питающего напряжения, соответствующей максимуму отрицательного напряжения на высоковольтном электроде.

Проанализированы особенности зондовой диагностики плазмы электроотрицательных газов в условиях, типичных для проведения плазмохимических процессов в НЧ реакторах. Показано, что зонд, как правило, работает в режиме, промежуточном между бесстолкновительным и диффузионным - этот режим является наиболее сложным для описания. При обработке электронной ветви вольт-амперной характеристики (ВАХ) зонда необходимо учитывать эффекты, связанные с конечностью отношения - длина свободного пробега электронов, а - радиус зонда): сток электронов на зонд и конечную проводимость плазмы.

При диагностике по ионной ветви зондовой ВАХ следует принимать во внимание то, что в плазме электроотрицательных газов при типичных давлениях плазмохимических процессов 0.1-1 Тор существенно более низкие значения приводят к тому, что размер слоя пространственного заряда велик

Поэтому роль столкновений оказывается двоякой: с одной стороны, ток растёт за счёт разрушения орбитального движения (ионы двигаются по кратчайшим (радиальным) траекториям), с другой - ток уменьшается за счёт силы трения, обусловленной столкновениями.

1Е-5[..................

О 5 10 15

Б, эВ

Рис. 1 Вид ФРЭЭ при давлении 0.8 Тор и вкладываемых мощностях: 1-25 Вт, 2-50 Вт, 3-100 Вт.

Вторые производные электронного тока на зонд от потенциала находились путём двойного численного дифференцирования. Полученные зависимости затем обрабатывались с учётом сопротивления плазмы и эффекта стока. Вид ФРЭЭ, нормированных условием ^/¡¡{е)г"211е = 1, показан на рис.1.

Обращает внимание заметное обогащение ФРЭЭ в области энергий более 2-3 эВ, проявляющееся при всех давлениях и мощностях. Такое обогащение ФРЭЭ связано, по-видимому, с быстрыми электронами, набравшими энергию в приэлектродном слое разряда.

При интерпретации ионной части ВАХ отмечена особенность ситуации, которая складывалась в экспериментах. Для электронов Хе>а и зонд находится в режиме низких давлений, в котором столкновения учитываются как малая поправка; однако, для ионов, в силу того, что зонд находится в

переходном режиме для малых значений и близок к диффузионному при

больших р. Поэтому расчёты концентрации ионов проводились двумя способами: по теории промежуточных давлений и диффузионной теории.

Рис 2. Зависимости концентрации заряженных частиц от давления, W = 50 Вт, 1- пе, 2- п*.

Зависимости пе и п* от давления при постоянной мощности показаны на рис. 2. Поскольку п* >>пе, из условия квазинейтральности следует, что п* Таким образом, концентрации как положительных, так и отрицательных ионов в разряде практически не зависят от давления и растут с ростом вложенной мощности, а концентрация электронов слабо растёт с ростом давления. Максимальная величина и_/ие«10 и падает с уменьшением вкладываемой мощности и ростом давления. Последнее аналогично ситуации в плазме положительного столба РПТ, однако зависимость п_/пе от тока разряда противоположна: падает с ростом тока.

Одиночный зонд Ленгмюра предложен для изучения эволюции параметров плазмы НЧ разряда в СгРв в процессе травления слоя БЮг на кремнии и возможности определения момента окончания травления в диодном плазмохимическом реакторе. Перспективность использования метода связана с высокой чувствительностью зонда к изменению внутренних параметров плазмы разряда, возможностью регистрации временного хода зондового тока или эволюции ВАХ; простотой технической реализации метода.

16-

— о

-5-10-

Рис. 3 Изменение зондового тока в процессе травления при фиксированном потенциале зонда.

Мониторинг зондового тока при фиксированном напряжении смещения является наиболее простой и удобной формой контроля процесса травления (рис. 3). Рабочая точка на ВАХ выбиралась в электронной части (между потенциалом пространства и плавающим потенциалом). Во всех случаях зависимость тока от времени проходит через экстремум и выходит на насыщение Выход зондового тока на новое стационарное значение обусловлен полным стравливанием слоя и установлением новых параметров плазмы, соответствующих медленному взаимодействию рабочего газа с поверхностью кремниевой пластины. Характерно, что время насыщения зондового тока линейно зависит от мощности питающего генератора. Повышение давления рабочего газа ускоряет процесс насыщения. Таким образом, наблюдаемые зависимости коррелируют с известными зависимостями скорости травления от мощности разряда и давления рабочего газа. Эволюция электронной ветви ВАХ в процессе травления показана на рис. 4. Плазма Сг^ характеризуется в данных условиях относительно невысокой концентрацией отрицательных ионов: П-,/п,.я4. В процессе травления БЮг концентрация отрицательных ионов растёт, отношение п+/пе достигает величины п+/пея10. Увеличение доли отрицательных

-1-•-1---1-1-1

О 10 20 30

1, отн. ед

ионов при травлении окисла разумно объяснить поступлением ионов О в разряд. К концу травления значения концентрации заряженных частиц начинают приближаться к уровню, соответствующему разряду без пластины.

и, В

Рис. 4 Эволюция ВАХ в процессе травления

В главе III представлены результаты исследования параметров плазмы BF3 ВЧ источника плазмы с индукционным возбуждением (ICP). Источник представляет собой цилиндрическую камеру из нержавеющей стали 0 30 см и высотой 20 см с плоской антенной - спиралью Архимеда. Зона генерации плазмы находится в верхней части разрядной камеры. Для уменьшения потерь плазмы на стенках используется мультипольная система магнитной защиты.

Измерения проводились в диапазоне вкладываемых мощностей 400 -1500 Вт при давлениях в камере 0,5 - 20 мТор. Кроме модельного газа (аргона) исследовалась плазма трифторида бора, применяемого в процессе плазменно-иммерсионной ионной имплантации. Таким образом, условия проведения экспериментов полностью соответствовали промышленным плазмохимическим установкам микроэлектроники.

Для учета факторов, осложняющих применение классической зондовой диагностики, были проведены оценки глубины скин-слоя, измерено распределение величины магнитного поля, создаваемого в камере

пристеночной системой постоянных магнитов. Было установлено, что ни постоянное магнитное поле, ни ВЧ магнитное поле источника не оказывают существенного влияния на электронный и ионный токи насыщения

ленгмюровского зонда в зоне измерения. Известно, что наличие колебаний потенциала плазмы в области расположения зонда приводит к появлению методических погрешностей зондовых измерений, тем более существенных, чем больше амплитуда переменных колебаний. В мощном технологическом реакторе, в отличие от лабораторного эксперимента, спектр колебаний потенциала плазмы гораздо шире. Поэтому, при проведении зондовых измерений нами широко использовались резонансные фильтры на частоты гармоник генератора в 1СР плазме и нерезонансный фильтр высоких частот для 100 кГц и выше. Поскольку измерения проводились в технологическом газе, перед каждым измерением проводилась очистка поверхности зонда.

Из-за отсутствия данных по сечениям столкновений БР3 для оценки длины свободного пробега электронов и ионов использовались данные по

11 10 9

400 600 800 1000 1200 1400

Р(Вт)

Рис. 5. Зависимость концентрации электронов Пе и положительных ионов п+ от вкладываемой мощности для плазмы (2.5 мТор) и Аг (6 мТор).

тетрафторметану Ср4. В исследуемом диапазоне давлений 0.5 - 20 мТор и значений магнитного поля Яе,г1!»а, и при обработке электронной ветви ВАХ зонда применим классический подход. Для ионов Я, »а>5а, слой тонкий и бесстолкновительный. Для описания ионного тока на зонд в такой плазме применяются два подхода: теория радиального движения (ЛБЯ) и теория орбитального движения (ОМ). Анализ экспериментов в плазме электроположительных газов показывает, что теория ЛБЯ дает более корректные результаты, чем ОМ. Это связано с малым, но конечным числом столкновений в области сбора ионов.

Несмотря на расширяющуюся сферу применения в микроэлектронной технологии, параметры борсодержащей плазмы газа остаются весьма мало исследованными. В связи с этим интерес представляют не только сравнительные характеристики такой плазмы, но и ее абсолютные количественные параметры.

Рис. 6. Зависимость электронной температуры от вкладываемой мощности. Индуктивно-связанная плазма 2.5 мТор

Рис. 7 Зависимость потенциала индуктивно-связанной плазмы ВБз и Аг от вкладываемой мощности,

На рис. 5 показаны экспериментально измеренные концентрации электронов и положительных ионов в плазме Наблюдается линейная зависимость плотности плазмы от вложенной в разряд мощности. Абсолютные

значения ионных концентраций лежат в диапазоне 3 - 5x1011 см"3 в зоне обработке пластины. С учетом того, что эти результаты получены на электроотрицательном технологическом газе, и степень ионизации при рабочем давлении 2.5 мТор достигает 0.1 - 1% , можно утверждать, что источник обеспечивает поток сильно ионизованной плотной плазмы в зону обработки пластины. Для сравнения на рис. 5 приведены данные плотности, полученной в этом же ICP-реакторе электроположительной плазмы аргона. Видно, что при разумных вкладываемых мощностях достигаются значения концентраций ионов вплоть до

Рис. 6 показывает измеренные значения электронной температуры. В целом, электронная температура при фиксированном давлении выступает консервативным параметром, и весьма слабо меняется с мощностью. На рис. 7 представлены зависимости потенциала плазмы для разных давлений.

К (см) Я (см)

Рис 8 Влияние магнитной защиты стенок камеры на радиальное распределение ионной плотности и электронной температуры в индуктивно связанной плазме аргона. Давление 6 мТор, вкладываемая мощность 400 Вт.

Для повышения пространственной однородности параметров плазмы использовалась пристеночная система постоянных магнитов. Эффект от ее применения был исследован на плазме Аг (рис. 8), где представлены радиальные распределения ионной концентрации и электронной

температуры полученные в реакторе с магнитной системой защиты стенок и

без неё. Видно, что применение магнитной системы позволяет существенно повысить величину концентрации ионов и электронов, повысить степень однородности плазмы в области обрабатываемой пластины и понизить среднюю электронную температуру, поскольку при этом уменьшаются диффузионные потери заряженных частиц на стенках.

Ещё одним важным свойством подобного магнитного удержания плазмы является то, что более эффективно удерживаются горячие электроны, с энергиями, сопоставимыми с пристеночным потенциалом. Эти электроны являются основными в процессе ионизации.

4,0

Рис. 9 Зависимость от мощности Рис. 10 Зависимость электронной

концентрации электронов температуры от вложенной

положительных ионов п+ в СВЧ плазме мощности в СВЧ разряде в ВБз ВРз. Давление в камере 1.3 мТор.

В четвёртой главе представлены результаты исследования параметров плазмы СВЧ разряда в ВРз. При измерениях в СВЧ плазме использовалось тщательное экранирование входных цепей, для уменьшения импеданса зонда применялись зонды большого диаметра. Зависимости основных параметров плазмы от вкладываемой мощности приведены на рис 9 и 10. Проведено сравнение с индуктивно-связанной плазмой, создаваемой в том же самом реакторе.

На рис. 11 в полулогарифмическом масштабе представлена характерная зависимость электронного тока на зонд от приложенного потенциала, снятая в рабочей области плазмы на расстоянии 2 см от рабочего стола. Видно, что ФРЭЭ в СВЧ плазме представляет собой так называемое бимаксвелловское распределение, которое приближенно может быть представлено, как сумма двух максвелловских распределений с температурами холодных и горячих (Те) электронов. Обе электронные группы обладают различными свойствами, каждая из них играет в разряде свою роль. Быстрые (горячие) электроны поддерживают должный уровень ионизации. По-видимому, это электроны, которые получили энергию в зонах ЭЦР. Такой ярко выраженный высокоэнергетический «хвост» ФРЭЭ снижает температуру основной массы электронов в нашем случае до :

Рис. 11 Измеренный электронный ток зонда Ленгмюра в СВЧ плазме ВРз, рабочее давление в камере имплантера 1.3 мТор, вкладываемая мощность 1400 Вт.

В индуктивно-связанной плазме такого ярко выраженного обогащения высокоэнергетический части ФРЭЭ не наблюдается. Функция распределения электронов по энергиям в измеренном диапазоне энергий максвелловская,

Тл ~ 3.6н-4.3 эВ при изменении р от 20 до 2.5 мТор. Таким образом, 1СР и СВЧ источники принципиально отличаются видом ФРЭЭ.

Отсюда видно, что использование плазмы, получаемой с помощью СВЧ источника, для плазмохимического травления обладает одним главным недостатком - несмотря на то, что средняя температура основной массы электронов мала, относительно большое количество быстрых электронов приводит к интенсивной зарядке поверхности. Для проведения процессов плазмоиммерсионной ионной имплантации наличие такого количества быстрых электронов не является критичным, т.к. имплантация происходит посредством высокоэнергетичных ионов, неизбежно вызывающих появление дефектов, удаляемых последующими термообработками. Проведение процессов имплантации проводится до формирования слоев тонких диэлектриков, чувствительных к эффекту зарядки.

Особенную значимость для технологических применений имеет радиальная однородность параметров плазмы. Нами были получены радиальные распределения плазменных параметров в широком диапазоне давлений и вкладываемых мощностей. Исследуемые реакторы предназначены для обработки пластин 0 150 мм, поэтому существенно отклонение параметров плазмы в области ± 7,5 см от оси камеры. Следует указать, что в целом оба источника удовлетворяют современным требованиям, однако для 1СР-источника плазмы удалось получить неоднородность по температуре при радиальной неоднородности ионной концентрации в гораздо более

широком диапазоне давлений и мощностей разряда. Пространственная однородность параметров плазмы в установке с СВЧ источником оказалась более критичной к давлению в рабочей камере. Для ее улучшения требовалась индивидуальная настройка геометрии магнитной системы защиты стенок.

Основные результаты:

1. В плазмохимическом реакторе диодного типа с помощью зондового метода с временным разрешением проведены измерения параметров плазмы

(функция распределения электронов по энергиям, эффективная температура электронов в центре разряда, плазменный потенциал в катодной фазе разряда, электронная и ионная концентрации) НЧ (10—100 кГц) разряда в кислороде. Показано, что в рабочем диапазоне давлений и вкладываемых мощностей исследованный разряд (в терминологии стационарного) горит в аномальном режиме и плазма соответствует плазме отрицательного свечения. Измеренная ФРЭЭ имеет характерный вид с группами медленных и быстрых электронов. Степень электроотрицательности плазмы падает с увеличением давления и уменьшением вкладываемой мощности.

2. В плазмохимическом НЧ реакторе диодного типа с помощью зондового метода исследована эволюция параметров плазмы в процессе травления слоя на кремнии. Показана принципиальная возможность использования электрических зондов для исследования эволюции параметров плазмы в процессе травления и определения момента окончания травления. Для контроля процесса травления предложено использовать регистрацию изменения зондового тока при фиксированном потенциале смещения.

3. Впервые проведено исследование параметров плазмы ВРз в установке плазменно-иммерсионного имплантера с СВЧ источником плазмы (2.45 ГГц) и ВЧ источником (13.56 МГц). Методом электрических зондов в плазме ВРз определены концентрация и температура электронов, концентрация положительных ионов, степень электроотрицательности плазмы. Измерено пространственное распределение вышеперечисленных параметров в широком диапазоне давлений и вкладываемых мощностей.

4. В условиях, максимально приближенных к технологическим (рабочий газ ВРз, диапазон давлений 0.5-20 мТор), проведено сравнение индуктивно-связанного источника плазмы с СВЧ источником в одном и том же реакторе, предназначенном для обработки 150- миллиметровых пластин. Установлено, что источники принципиально отличаются видом функции распределения электронов по энергиям - в индуктивно-связанной плазме функция

распределения максвелловская, в СВЧ - бимаксвелловская, с температурой быстрых электронов приблизительно в три раза превышающей температуру медленных. Проанализирована применимость индуктивно-связанного и СВЧ источников для процессов микро- и наноэлектроники.

5. Исследована радиальная однородность параметров плазмы вблизи подложки в широком диапазоне внешних параметров разряда. Проанализировано влияние магнитной системы защиты стенок камеры на латеральную однородность параметров плазмы, на абсолютные значения электронной температуры и концентрации заряженных частиц.

Список публикаций по теме диссертации

1. А.П. Ершов, А.В. Калинин, Я.Н. Суханов, К.В. Руденко. «Применение зонда Ленгмюра для определения момента окончания процесса травления SiO2 на кремнии», Вестник МГУ, сер. физ., астроном., 36(6), 18-22, 1995.

2. Барышев Ю.П., Ершов А.П., Калинин А.В., Орликовский А.А., Руденко К.В., Семененко В.Н., Суханов Я.Н., Пискун Н.И. «Мониторинг плазменного травления SiO/Si и момента окончания травления», Микроэлектроника, 25(5), 373-379, 1996.

3. С.Н. Аверкин, К.А Валиев, В.В. Кошкин, А.А. Орликовский, К.В. Руденко, Я.Н. Суханов. «Микроволновый широкоапертурный плазменный источник для обработки 300-мм кремниевых пластин», Микреэлектроника, 28(6), 427433, 1999.

4. S. Averkin, A. Orlikovsky, К. Rudenko, Ya. Sukhanov, К. Valiev. «Microwave Wide Aperture Plasma Source for 300-mm Wafer Processing», Proc. of FTIAN, 16, 3-7, 2000.

5. A.P. Ershov, AV. Kalinin, A.A. Orlikovsky, K.V. Rudenko, Ya.N. Sukhanov "Time-Resolved O2 Plasma Parameters of Low Frequency Discharge in Diode Type Plasma Reactor", Proc. of FTIAN, 16, 25-31,2000.

6. А.А. Орликовский, К.В. Руденко, Я.Н. Суханов. «Диагностика in situ плазменных технологических процессов микроэлектроники: современное

состояние и ближайшие перспективы. Часть П.», Микроэлектроника, 30(3), 163-182,2001.

7. А.А. Орликовский, К.В. Руденко, Я.Н. Суханов. «Диагностика in situ плазменных технологических процессов микроэлектроники: современное состояние и ближайшие перспективы. Часть IV», Микроэлектроника, 30(6), 403-433,2001.

8. С.Н. Аверкин, Т.И. Аверкина, К.А Валиев, А.С. Кабановский, В.А Наумов, А.А. Орликовский, К.В. Руденко, А.А. Рылов, Я.Н. Суханов, А.В. Фадеев. «Плазменно-иммерсионный имплантер для формирования супермелкозалегающих р-n переходов», Труды Всероссийской конференции «Микро- и наноэлектроника 2001», Звенигород, 2001,1, с 01-5.

9. А.П. Ершов, В.Ф. Лукичев, К.В. Руденко, Я.Н. Суханов. «Влияние электрического поля в плазме на электронную ветвь ВАХ Ленгмюровского зонда: моделирование методом Монте-Карло», Труды Всероссийской конф. «Микро- и наноэлектроника 2001», Звенигород, 2001, 2, с РЗ-27.

10АП. Ершов, А.А. Орликовский, К.В. Руденко, Я.Н. Суханов. «Параметры плазмы BF3 в установке плазменно-иммерсионного имплантера», Труды 3-го Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Плес, 2, 426 - 427, 2002.

11.С.Н. Аверкин, А.П. Ершов, А.А. Орликовский, К.В. Руденко, Я.Н. Суханов «Зондовая диагностика плазмы ВЧ- и СВЧ- источников в иммерсионном ионном имплантере», Труды XXX Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС, с. 192, 2003.

12.К.В. Руденко, Я.Н. Суханов, Н.И. Базаев «Возможности синхронного детектирования эмиссионного сигнала плазмы при мониторинге травления структур SiO/Si», Микроэлектроника, 32(4), 271-276, 2003.

13.С.Н. Аверкин, А.П. Ершов, А.А. Орликовский, К.В. Руденко, Я.Н. Суханов «Сравнительные характеристики плотной плазмы ВЧ и СВЧ разряда в установке плазменно-иммерсионной ионной имплантации», Микроэлектроника, 32(5), 363-373, 2003.

14.Ya.N. Sukhanov, A.P. Ershov, K.V. Rudenko, A.A. Orlikovsky "Comparative study of inductively coupled and microwave BF3 plasmas for microelectronic technology applications", Proc. of SPIE, 5401, 55-63, 2004.

15.Ya.N. Sukhanov, A.P. Ershov, K.V. Rudenko, A.A. Orlikovsky "On the parameters of inductively coupled and microwave plasmas used for plasma immersion ion implantation", Proc. of 16th International Vacuum Congress, Book 1, Page 790 [1491], June 28 - July 2, Venice, Italy, 2004.

ООП Физ ф-та МГУ Заказ 34-100-05

Of.Ot/

I \

i? "

143

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Суханов, Яков Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I ИСТОЧНИКИ ПЛАЗМЫ В МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКЕ

И МЕТОДЫ ИХ ДИАГНОСТИКИ.

§1.1 Введение.

§1.2 Источники плазмы в микроэлектронике.

1.2.1 Источники плазмы с совмещенными зонами.

1.2.2. Источники плазмы с разделенными зонами.

1.2.2.1. Источники плазмы без магнитного поля.

1.2.2.2 Источники плазмы с магнитным полем.

§1.3. Методы диагностики плазмы в микроэлектронике.

1.3.1 Метод электрических зондов, его применение для оптимизации технологического плазменного оборудования.

ГЛАВА II ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР ДИОДНОГО ТИПА НА

БАЗЕ НЧ РАЗРЯДА.

§2.1. Экспериментальная установка.

2.1.2. Схема зондовых измерений.

§2.2. Особенности зондовой диагностики плазмы электроотрицательных молекулярных газов при средних давлениях.

2.2.1. Учёт влияния стока электронов на зонд.

2.2.2. Диагностика по ионной ветви зондовой характеристики.

§2.3. Экспериментальные результаты.

2.3.1. Режим горения разряда.

2.3.2. ФРЭЭ и её моменты.

2.3.3. Определение концентрации положительных ионов.

2.3.4. Потенциал плазмы.

§2.4. Зондовые методы диагностики процессов плазмохимического травления.

ГЛАВА III ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР НА ОСНОВЕ

ИСТОЧНИКА ИНДУКТИВНО СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМЫ.

§3.1. Технологическая установка.

3.1.1. ВЧ источник с индуктивным возбуждением плазмы.

3.1.2. Измерительный комплекс.

§3.2. Особенности зондовой диагностики индуктивно связанной плазмы электроотрицательных молекулярных газов в плазмохимических установках.

3.2.1. Электромагнитные поля в зоне измерений.

3.2.2. Конечное значение сопротивлений элементов зондовой цепи.

3.2.3. Колебания потенциала плазмы.

§3.3. Методика обработки зондовых измерений.

§3.4. Экспериментальные результаты и их обсуждение. fr 3.4.1. Зависимости параметров плазмы от вкладываемой в разряд мощности.

3.4.2. Влияние магнитной системы защиты стенок на радиальную однородность параметров плазмы.

ГЛАВА IV ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР НА ОСНОВЕ СВЧ

ИСТОЧНИКА.

§4.1. Технологическая установка.

§4.2. Ионная ветвь ВАХ одиночного электрического зонда Ленгмюра в плазме электроотрицательных газов, влияние отрицательных ионов на образование слоя пространственного заряда.

§4.3. Экспериментальные результаты и их обсуждение.

4.3.1. Зависимости параметров плазмы от вкладываемой в разряд мощности.

§4.4. Радиальная однородность параметров плазмы. Сравнение ICP и 103 СВЧ источников с точки зрения их применимости в технологии.

Введение диссертация по физике, на тему "Экспериментальное исследование параметров низкотемпературной плазмы в плазмохимических реакторах для микро- и наноэлектроники"

Актуальность проблемы

Однако широкий спектр технологических применений не может быть реализован в «универсальном» плазмохимическом реакторе: в каждом конкретном случае необходимо проведение оптимизации оборудования в соответствии с требованиями данного технологического процесса. Диагностика плазмы играет важную роль в процессе разработки и оптимизации плазменного технологического оборудования. Наиболее подходящим методом диагностики плазмы реакторов является метод электрических зондов. Его несомненными преимуществами являются: большое число одновременно измеряемых параметров (температура и концентрация электронов, концентрации положительных и отрицательных ионов, функция распределения электронов по энергиям, потенциал плазмы); локальность измеряемых характеристик, благодаря чему возможно измерение пространственного распределения параметров плазмы в реакторе; возможность проведения автоматизированных измерений при относительно низкой стоимости аппаратуры. Анализ фундаментальных параметров плазмы, полученных в технологических условиях, позволяет оптимизировать источники плазмы на конкретные технологические применения.

Цель и основные задачи работы:

Диагностика плазмы в плазмохимических реакторах, проведение работ по модернизации широкоалертурных источников плотной плазмы для разрабатываемых во ФТИАН плазмоиммерсионных ионных имплантеров и пилотных плазмохимических установок, предназначенных для субмикронных технологических процессов производства интегральных схем с проектными нормами 0.13-0.5 микрон.

1. Зондовым методом впервые измерены параметры плазмы BF3 (функция распределения электронов по энергиям, эффективная температура электронов, электронная и ионная концентрации) в установке плазменно-иммерсионного имплантера с источниками плазмы двух типов: СВЧ источником (2.45 ГГц) и индуктивно-связанным ВЧ источником (13.56 МГц). Измерения проведены в условиях, максимально приближенных к технологическим - для давлений рабочего газа BF3 в диапазоне р ~ 0.5-20 мТор и вкладываемых мощностей W ~ 400-1500 Вт, в зоне вблизи пластины.

2. Проведён сравнительный анализ параметров плазмы в зоне обработки (в реакторе, предназначенном для обработки 150- миллиметровых пластин) для источников, построенных на различных типах электрических разрядов, с точки зрения современных требований к реакторам для технологии микро- и наноэлектроники: высокой концентрации ионов, низкой электронной температуры и высокой пространственной однородности этих параметров. Сравнение проведено для технологического газа BF3, активно применяемого в процессах плазмоиммерсионной ионной имплантации.

Практическая ценность работы.

Апробация работы: Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской конференции «Микро- и наноэлектроника 2001» (Звенигород, 2001г.), III Международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии (Плес, 2002г.), XXX Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС (Звенигород 2003г.), Международной конференции «Микро- и наноэлектроника 2003» (Звенигород 2003г.), 16th International Vacuum Congress (Venice, Italy, 2004), на семинарах ФТИАН и физического факультета МГУ.

Заключение диссертации по теме "Физика плазмы"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В плазмохимическом реакторе диодного типа с помощью зондового метода с временным разрешением проведены измерения параметров плазмы (функция распределения электронов по энергиям, эффективная температура электронов в центре разряда, плазменный потенциал в катодной фазе разряда, электронная и ионная концентрации) НЧ (10-100 кГц) разряда в кислороде. Показано, что в рабочем диапазоне давлений и вкладываемых мощностей исследованный разряд (в терминологии стационарного) горит в аномальном режиме и плазма соответствует плазме отрицательного свечения. Измеренная ФРЭЭ имеет характерный вид с группами медленных и вторичных электронов. Степень электроотрицательности плазмы падает с увеличением давления и уменьшением вкладываемой мощности. В плазмохимическом НЧ реакторе диодного типа с помощью зондового метода исследована эволюция параметров плазмы C2F6 в процессе травления слоя SiC>2 на кремнии. Показана принципиальная возможность использования электрических зондов для исследования эволюции параметров плазмы в процессе травления и определения момента окончания травления. Для контроля процесса травления предложено использовать регистрацию изменения зондового тока при фиксированном потенциале смещения.

Впервые проведено исследование параметров плазмы BF3 в установке плазменно-иммерсионного имплантера с СВЧ источником плазмы (2.45 ГГц) и ВЧ источником (13.56 МГц). Методом электрических зондов в плазме BF3 определены концентрация и температура электронов, концентрация положительных ионов, степень электроотрицательности плазмы. Измерено пространственное распределение вышеперечисленных параметров в широком диапазоне давлений и вкладываемых мощностей.

В условиях, максимально приближенных к технологическим (рабочий газ BF3, диапазон давлений 0.5 - 20 мТор), проведено сравнение индуктивно-связанного источника плазмы с СВЧ источником в одном и том же реакторе, предназначенном для обработки 150- миллиметровых пластин. Установлено, что источники принципиально отличаются видом функции распределения электронов по энергиям - в индуктивно-связанной плазме функция распределения максвелловская, в СВЧ -бимаксвелловская, с температурой быстрых электронов приблизительно в три раза превышающей температуру медленных. Проанализирована применимость индуктивно-связанного и СВЧ источников для процессов микроэлектроники.

В заключение хочу выразить искреннюю признательность своим научным руководителям Александру Александровичу Орликовскому и Алексею Петровичу Ершову за предложенную интересную тему диссертационной работы и постоянную помощь и руководство, Константину Васильевичу Руденко за помощь в организации и проведении экспериментов, Сергею Николаевичу Аверкину за предоставленную возможность выполнения экспериментальных исследований на плазмохимическом оборудовании, разрабатываемом под его руководством.

Считаю своим долгом также поблагодарить сотрудников лаборатории микроструктурирования и субмикронных приборов ФТИАН и кафедры физической электроники физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова за плодотворные дискуссии и проявленный интерес к работе.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Суханов, Яков Николаевич, Москва

1. А.А. Орликовский, К.В. Руденко. «Диагностика in situ плазменных технологическихпроцессов микроэлектроники: современное состояние и ближайшие перспективы. Часть I.» Микроэлектроника, 30(2), 163-182, 2001.

2. Ю.П. Райзер, Физика газового разряда, Москва, Наука, 1987.

3. Ю.П. Райзер, М.Н. Шнейдер, Н.А. Яценко, Высокочастотный емкостной разряд,

4. Москва.: Издательство МФТИ, 320 е., 1995.

5. Н. Conrads, М. Schmidt "Plasma generation and plasma sources", Plasma Sources Sci.1. Technol. 9,441-454,2000.

6. B.A. Довженко, А.П. Ершов, А.А. Кузовников «О правильном учете кулоновскихстолкновений при расчете коэффициентов переноса» ЖТФ, 50(7), с. 1532, 1980.

7. В.А. Годяк «Статистический нагрев электронов на осциллирующей границе плазмы»,

8. ЖТФ, XLI(7), 1364-1368, 1971.

9. Д.И. Словецкий «Плазмохимическая полимеризация фторуглеродов», Химия плазмы,16,156-211, 1990.

10. A.M. Pointu "A model of radio frequency planar discharges", J. Appl. Phys., 60(12), 41134118,1986.

11. Ю.П. Барышев, К.Ш. Исаев, А.А. Орликовский «Исследование состава плазмы НЧразряда в СБзВг методами масс-спектрометрии и эмиссионной спектроскопии» Труды ФТИАН, 6, 42-48,1993.

12. А.В. Калинин «Параметры неравновесной плазмы низкочастотных и импульсно-периодических разрядов в электроотрицательных газах», Дисс. на соискание учёной степени к.ф.-м.н., Москва, 1998.

13. М.А. Lieberman, A.J. Lichtenberg Principles of plasma discharges and materials processing, John Wiley & Sons Inc., 1994.

14. J. Hopwood, T.D. Mantei "Application-driven development of plasma source technology", J. Vac. Sci. Technol. A 21(5), S139-S144,2003.

15. M.M. Turner "Collisionless electron heating in an inductively coupled discharge", Phys. Rev. Lett., 71(12), 1844-1847, 1993.

16. V.A. Godyak, R.B. Piejak, V.M. Alexandrovich, "Electron energy distribution function measurements and plasma parameters in inductively coupled argon plasma", Plasma sources Sci. Technol., 11, 525-543,2002.

17. V. M. Shibkov, V.A. Chernikov, S.A. Dvinin, A.P. Ershov, A.A. Karachev, L.V. Shibkova, O.S. Surkont, A.V. Voskanyan "Microwave discharge on external surface of quartz plate", Proc. of SPIE, 5401,47-55, 2004.

18. А.А. Орликовский «Плазменные процессы в микро- и наноэлектронике. Часть 2. Плазмохимические реакторы нового поколения и их применение в технологии микроэлектроники», Микроэлектроника, 28, №6,415-426,1999.

19. К.В. Вавилин, А.А. Рухадзе, М.Х. Ри, В.Ю. Плаксин «Радиочастотные источники плазмы малой мощности для технологических приложений. I. Источники плазмы в отсутствие магнитного поля.» ЖТФ, 74(5), 44-49, 2004.

20. К.В. Вавилин, В.Ю. Плаксин, М.Х. Ри, А.А. Рухадзе «Радиочастотные источники плазмы малой мощности для технологических приложений. II. Источники плазмы в условиях аномального скин-эффекта.» ЖТФ, 74(6), 25-28,2004.

21. К.В. Вавилин, А.А. Рухадзе, М.Х. Ри, В.Ю. Плаксин «Радиочастотные источники плазмы малой мощности для технологических приложений. III. Геликонные источники плазмы» ЖТФ, 74(5), 44-49,2004.

22. Loewenhardt P., Zawalski W., Ye Y., Zhao A., Webb T.R., Tajima D., Ma D.X. "Plasma Diagnostics: Use and Justification in an Industrial Environment." Jpn. J. Appl. Phys., Part 1, 38(7B), 4362-4366,1999.

23. Olthoff J.K., Greenberg K.E. "The Gaseous Electronics Conference RF Reference Cell An Introduction." J. Res. Nat. Inst. Standards & Technol., 100(4), 327-339, 1995.

24. Brake M.L., Pender J., Fournier J. "The Gaseous Electronic Conference (GEC) reference cell as a benchmark for understanding microelectronics processing plasmas." Physics of Plasmas, 6(5), 2307-2313, 1999.

25. Arita K., Etoh M., Asano T. "Visualization of plasma uniformity in dry etching using imaging plate." J.Vac.Sci.Technol. B, 16(2), 519-522,1998.

26. Энциклопедия низкотемпературной плазмы, под редакцией В.Е. Фортова, Вводный том II, Раздел V, Москва «Наука», МАИК «Наука/Интерпериодика», 2000.

27. K.V. Rudenko, A.V. Fadeev, А.А. Orlikovsky, and К.А. Valiev, "Tomographic reconstruction of space plasma inhomogeneities in wide aperture plasma sources under strong restriction on the points of view", Proc. of SPIE 5401, 79-85, Bellingham, 2004.

28. Coburn J.W., Chen M. "Optical emission spectroscopy of reactive plasmas: A method for correlating emission intensities to reactive particle density" J.Appl.Phys., 51(6), 3134-3136, 1980.

29. V.M. Donnelly "Plasma electron temperatures and electron energy distributions measured by trace rare gases optical emission spectroscopy", J. Phys. D: Appl. Phys. 37, R217-R236, 2004.

30. V.M. Donnelly, M.V. Malyshev, M. Schabel, A. Kornblit, W. Tai, I.P. Herman and N.C.M. Fuller "Optical plasma emission spectroscopy of etching plasmas used in Si-based semiconductor processing", Plasma Sources Sci. Technol. 11, A26-A30, 2002.

31. Sung K.T., Juan W.H., Pang S.W. "Dependence of etch characteristics on charge particles as measured by Langmuir probe in multipolar electron cyclotron resonance source." J. Vac. Sci. Technol. A, 12(1), 69-74, 1994.

32. Аверкин C.H., Валиев К.А., Кошкин B.B., Орликовский А.А., Руденко К.В., Суханов Я.Н. «Микроволновый широкоапертурный источник плотной плазмы.» Микроэлектроника, 28(6), 427-433, 1999.

33. Ning F.-T., Ни Y., Lin T.-L. "An open cavity electron cyclotron resonance plasma/ion source." Jpn. J. Appl. Phys. 38(12A), 6902-6907, 1999.

34. Sheridan Т.Е., Goree J. "Langmuir-probe characteristics in the presence of drifting electrons." Physical Review E, 50(4), 2991-2996,1994.

35. Lagarde Т., Arnal Y., Lacoste A., Pelletier J. "Determination of the EEDF by Langmuir probe diagnostics in a plasma excited at ECR above a multipolar magnetic field." Plasma Sources Sci. Technol. 10,181-190, 2001.

36. Samukawa S., Donnelly V.M., Malyshev M.V. "Effects of discharge frequency in plasma etching and ultrahigh-frequency plasma source for high-performance etching for ultralarge-scale integrated circuits." Jpn. J. Appl. Phys. 39(4A), 1583-1596,2000.

37. Schwabedissen A., Benck E.C., Roberts J.K. "Langmuir probe measurements in an inductively coupled plasma source." Physical Review E, 55(3), 3450-3459, 1997.

38. Каган Ю.М., Перель В.И. «Зондовые методы исследования плазмы» УФЫ, 81(3), 409452,1963.

39. Okada К., Komatsu S., Matsumoto S. "Langmuir probe measurements in a low pressure inductively coupled plasma used for diamond deposition." J. Vac. Sci. Technol. A. 17(3), 721-725,1999.

40. Miller P.A., Hebner G.A., Greenberg K.E., Pochan P.D., Aragon B.P. "An inductively coupled plasma source for the Gaseous Electronics Conference RF Reference Cell." J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol., 100(4), 427-439,1995.

41. Schneider T.P., Dostalik W.W., Springfield A.D., Kraft R. "Langmuir probe studies of a helicon plasma system." Plasma Sources Sci. Technol., 8, 397-403,1999.

42. Chabert P., Sheridan Т.Е., Boswell R.W., Perrin J. "Electrostatic probe measurements of the negative ion fraction in an SF6 helicon discharge." Plasma Sources Sci. Technol. 8, 561-566, 1999.

43. Collinson W.Z., Ni T.Q., Barnes M.S. "Studies of the low-pressure inductively-coupled plasma etching for a larger area wafer using plasma modeling and Langmuir probe." J. Vac. Sci. Technol. A 16(1), 100-107,1998.

44. A.A. Орликовский, K.B. Руденко, Я.Н. Суханов. «Диагностика in situ плазменных технологических процессов микроэлектроники: современное состояние и ближайшие перспективы. Часть И.», Микроэлектроника, 30(3), 163-182,2001.

45. А.А. Орликовский, К.В. Руденко, Я.Н. Суханов. «Диагностика in situ плазменных технологических процессов микроэлектроники: современное состояние и ближайшие перспективы. Часть IV», Микроэлектроника, 30(6), 403-433,2001.

46. М.К. Абачев, СЛ. Антонов, Ю.П. Барышев и др. «Исследование анизотропного травления монокристаллического кремния в низкотемпературной плазме СВгРз», Труды ИОФАН, 14,100-110,1988.

47. А.Р. Ershov, A.V. Kalinin, А.А. Orlikovsky, K.V. Rudenko, Ya.N. Sukhanov "Time-Resolved O2 Plasma Parameters of Low Frequency Discharge in Diode Type Plasma Reactor", Proc. of FTIAN, 16,25-31,2000.

48. Ю.Б. Голубовский, B.M. Захарова, B.H. Пасункин, Л.Д. Цендин «Зондовые измерения функции распределения электронов по энергии в диффузионном режиме» Физика плазмы, 7(3). 620-628, 1981.

49. I.D. Swift "Effects of finite probe size in the determination of electron energy distribution function", Proc. Phys. Soc., 79,697-705,1962.

50. M.A. Мальков «Сток электронов на зонд в режиме столкновительного призондового слоя пространственного заряда», Известия вузов. Физика, 7, 74-80, 1990.

51. Мальков М.А., Девятое A.M., Кузовников А.А., Ершов А.П. Зондовая диагностика плазмы газоразрядных источников света, Саранск, Мордов.ун-т., С.96,1991.

52. А.П. Ершов, К.Ш. Исаев, А.В. Калинин, А.Б. Соколов, А.А. Орликовский «Особенности применения метода зондов для диагностики низкочастотного разряда в смеси СРзВг/Ar в диодном плазмохимическом реакторе», Труды ФТИАН, 6, 17-33, 1993.

53. Т. Kopiczynski "Characteristics of negatively biased cylindrical probe at medium pressure", Proc. XIIIICPIG, 99-100, Berlin, 1977.

54. M. Sicha, Sun Zu Cham, J. Glosik, M. Ticky „The application of Langmuir probes to the measurements in flowing afterglow plasma", Contrib. Plasma Phys., 30(2), 185-192, 1990.

55. B.JI. Грановский Электрический ток в газе. Установившийся ток, Москва «Наука», 1971.

56. Hopkins М.В., Anderson С.А. and Graham W.G. "Time-Resolved Electron Energy Distribution Function Measurements in a Low Frequency RF Discharge", Europhys. Lett., 8(2), 141-145,1989.

57. S. Kakuta, T. Makabe, F. Tochikubo "Frequency dependence on the structure of radio frequency glow discharges in Ar.", J. Appl. Phys., 74(8), 4907-4914,1993.

58. А.П. Ершов, B.A. Довженко, Г.С. Солнцев «Об обработке вольтамперных характеристик зонда Ленгмюра в немаксвелловской плазме», Физика плазмы, 7(3), 609617,1981.

59. В.И. Демидов, Н.Б. Колоколов, А.А. Кудрявцев Зондовые методы исследования низкотемпературной плазмы, Москва, Энергоатомиздат, 1996.

60. Ершов А.П., Калинин А.В., Суханов Я.Н., Руденко К.В. «Применение зонда Ленгмюра для определения момента окончания процесса травления БЮг на кремнии.» Вестн. Моск. Ун-та. Сер.З Физика, Астрономия. 36(6), 18-22,1995.

61. Ю.П. Маишев, В.И. Фареник, А.В. Шевченко, A.M. Будянский, С.В. Дудин, А.В. Зыков «Специфика диагностики параметров плазмы электрическими зондами в процессах ионно-лучевого и плазмохимического травления.» Труды ФТИАН, 15, 86116,1999.

62. Deguchi М., Itatani R. "A novel and convenient method for monitoring processing plasma: The insulated pulse probe method." Jpn. J. Appl. Phys. p.l 37(3A), 970-980,1998.

63. M.M. Turner "Collisionless electron heating in an inductively coupled discharge", Phys. Rev. Lett. 71(12), 1844-1847, 1993.

64. G.G. Lister, Y.-M. Li, V.A. Godyak "Electrical conductivity in high-frequency plasmas", J. Appl. Phys, 79(12), 8993-8997,1996.

65. Valery Godyak "Plasma phenomena in inductive discharges", Plasma Phys. Control. Fusion, 45, A399-A424,2003.

66. Handbook of plasma immersion ion implantation // Ed by A. Andersen N.-Y., J.Willey&Sons 2000 r.

67. Приборно-модульные универсальные автоматизированные измерительные системы. , под ред. В.А. Кузнецова., Москва, «Радио и связь», с. 303,1993.

68. А.П. Ершов, А.А. Орликовский, К.В. Руденко, Я.Н. Суханов «Параметры плазмы BF3 в установке плазменно-иммерсионного нмплантера», Третий международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии. Плёс, Сб. материалов 2, 426428,2002.

69. Michael A. Lieberman, Valery A. Godyak "From Fermi acceleration to collisionless discharge heating", IEEE Transactions on Plasma Science, 26(3), 955-986,1998.

70. B.A. Годяк, C.H. Оке «О корректности измерений ФРЭЭ в ВЧ плазме», ЖТФ, 49(7), 1408-1411, 1979.

71. В.А. Довженко, А.П. Ершов, Г.С. Солнцев «К вопросу об определении функции распределения электронов по энергиям методом второй производной», Вестник МГУ, сер. физика, астрономия, 18(6), 25-31,1977.

72. В.А. Годяк, О.А. Попов, ЖТФ, 1977, 47, с.766

73. J. Hopwood, C.R. Guarnieri, S.J. Whitehair, J.J. Cuomo "Langmuir probe measurements of a radio frequency induction plasma", J. Vac. Sci. Technol. A., 11, 152-156,1993.

74. B.B. Никольский Теория электромагнитного поля, М. Высшая школа, 1964.

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

76. Иванов Ю.А., Лебедев Ю.А., Полак Л.С. Методы контактной диагностики в неравновесной плазмохимии, с. 143. Москва, Наука, 1981.

77. Н. Amemiya, В.М. Annaratone, J.E. Allen "The collection of positive ions by spherical and cylindrical probes in an electronegative plasma" Plasma sources Sci. Technol. 8, 179-190, 1999.

78. А.П. Ершов, А.А. Кузовников, Б.Н. Крашенинников «Определение концентрации заряженных частиц по ионному току на цилиндрический зонд в слабоионизованной плазме низкого давления», Вестн. Моск. Ун-та. Сер.З Физика, Астрономия 25(1), 2326,1984.

79. Т Kimura and К. Ohe "Probe measurements and global model of inductively coupled Ar/CF4 discharges", Plasma Sources Sci. Technol. 8, 553-560, 1999.

80. Ю.А. Лебедев «СВЧ плазма и её применение», Труды 3-го Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Плес, 2,400 401,2002.

81. А.Н. Аверкин, А.А. Орликовский, К.В. Руденко «Плазменно-иммерсионная ионная имплантация бора для создания ультрамелких р+-п переходов в кремнии», Труды 3-го Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Плес, 2, 360 362, 2002.

82. Hiroshi Amemiya "Plasmas with negative ions probe measurements and charge equilibrium", J. Phys. D: Appl. Phys. 23,999-1014,1990.

83. Hiroshi Amemiya "Probe diagnostics in negative ion containing plasmas", J. Phys. Soc. of Japan, 57(3), 887-902, 1988.

84. D Bohm The characteristics of electrical discharges in magnetic fields, под редакцией A. Guthrie и R.K. Wakering, New York: McGraw-Hill ch 3,13-27,1949

85. R.N. Franklin The plasma-sheath boundary region, J. Phys. D: Appl. Phys. 36, R309-R320, 2003.

86. N.St.J. Braithwaite, J.E. Allen "Boundaries and probes in electronegative plasmas", J. Phys. D, 21(12), 1733-1738,1988.

87. Akihiro Kono, "Negative ions in processing plasmas and their effect on the plasma structure", Applied Surface Science, 192,115-134,2002.

88. Paul Bryant, Anthony Dyson and John E Allen "Langmuir probe measurements of weakly collisional electronegative RF discharge plasmas" J. Phys. D: 34, 95-104, 2001.

89. Ю.А. Лебедев Введение в зондовую диагностику плазмы пониженного давления, Москва, МИФИ, 2003.

90. Н. Sugai, I. Ghanashev, М. Hosokava, К. Mizuno, К. Nakamura, Н. Toyoda, К. Yamauchi "Electron energy distribution functions and the influence on fluorocarbon plasma chemistry", Plasma Sources Sci. Technol. 10, 378-385,2001.

91. А.П. Ершов, Г.С. Солнцев Взаимодействие электромагнитных волн с плазмой и СВЧ разряды. Издательство МГУ 1990.

92. Bon-Woong Коо, Noah Hershkowitz, Moshe Sarfary "Langmuir probe in low temperature, magnetized plasmas: Theory and experimental verification", Journal of Appl. Phys. 86(3), 1213-1220, 1999.

93. Ivan P Ganachev and Hideo Sugai "Production and control of planar microwave plasmas for materials processing", Plasma Sources Sci. Technol., 11, A178-A190, 2002.

94. E.V. Karoulina and Yu.A. Lebedev "Computer simulation of microwave and DC plasmas: comparative characterization of plasmas", J. Phys. D: Appl. Phys. 25,401-412,1992.

95. M. Shindo, S. Hiejima, Y. Ueda, S. Kawakami, N. Ishii, Y. Kawai "Parameters measurement of ECR C4F8/Ar plasma", Thin Solid Films, 345,130-133,1999.

96. C.H. Аверкин, А.П. Ершов, А.А. Орликовский, К.В. Руденко, Я.Н. Суханов '«Сравнительные характеристики плотной плазмы ВЧ и СВЧ разряда в установке плазменно-иммерсионной ионной имплантации», Микроэлектроника, 32(5), 363-373, 2003.

97. S. Averkin, A. Orlikovsky, К. Rudenko, Ya. Sukhanov, К. Valiev. Microwave Wide Aperture Plasma Source for 300-mm Wafer Processing. Proc. of FTIAN, 16,3-7,2000.

98. Ya.N. Sukhanov, A.P. Ershov, K.V. Rudenko, A.A. Orlikovsky "Comparative study of inductively coupled and microwave BF3 plasmas for microelectronic technology applications", Proc. of SPIE, 5401, 55-63,2004.