Формирование оптического микрорельефа на диоксиде кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа

Колпаков, Всеволод Анатольевич

Формирование оптического микрорельефа на диоксиде кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Колпаков, Всеволод Анатольевич АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Самара МЕСТО ЗАЩИТЫ

2004 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.01 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Формирование оптического микрорельефа на диоксиде кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа»

Автореферат диссертации на тему "Формирование оптического микрорельефа на диоксиде кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа"

На правах рукописи

КОЛПАКОВ Всеволод Анатольевич

ФОРМИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОГО МИКРОРЕЛЬЕФА НА ДИОКСИДЕ КРЕМНИЯ В ПЛАЗМЕ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТИПА

Специальность

01.04.01 - «Приборы и методы экспериментальной физики»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

САМАРА-2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика СП. Королева» и Институте систем обработки изображений РАН

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Казанский Н.Л.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Защита состоится «29» октября 2004 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.215.01 в СГАУ по адресу: 443086, Самара, Московское шоссе, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

В.П. Захаров

кандидат физико-математических наук М.Б. Шалимова

Ведущая организация: Физико-технологический институт

Российской академии наук (г.Москва)

/ '

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор

В.Г. Шахов

Общая характеристика работы.

Диссертация посвящена исследованию и разработке методов формирования оптического микрорельефа на диоксиде кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа.

Актуальность проблемы. Диоксид кремния - материал широко применяемый для создания дифракционных оптических элементов (ДОЭ). ДОЭ представляют собой пропускающие или отражающие пластинки с фазовым микрорельефом. Формирование таких элементов осуществляется методами фотолитографии, на основе применения бихромированного желатина и жидких фотополимеризую-щихся композиций (Соловьев B.C. и др., 1990 год), послойного наращивания фоторезиста (Волков А.В.. Моисеев О.Ю. и др., 1996 год), прямой абляции лазерным излучением (Прохоров А.М., Конов В.И., Сойфер В.А., Кононенко В.В. и др., 2002 год), прямой лазерной записи с применением круговой записывающей лазерной системы (Полещук А.Г. и др.. 1998 год), вакуумно-плазменного травления в высокочастотной (ВЧ) и сверхвысокочастотной (СВЧ) плазме (Валиев К.А., Орликовский А.А.. и др., 1985 год и Волков А.В. и др., 1993 год).

Анализ работ, опубликованных в последнее время по этой теме, показывает, что развитие дифракционной оптики требует резкого повышения качества и точности параметров микрорельефа ДОЭ, в частности снижения отклонения от вертикали стенок профиля микрорельефа и формирования прецизионного микрорельефа на широкоапертурных пластинах. Возникают задачи увеличения аспект-ного отношения канавок формируемого дифракционного микрорельефа.

Выполнение поставленных требований возможно при использовании в процессе изготовления оптических элементов методов сухого травления. Технологическим инструментом в этом случае является низкотемпературная плазма, представляющая собой широкоформатный плазменный поток с равномерным и однородным распределением частиц по его сечению. Движение частиц в потоке такой плазмы должно осуществляться в направлении нормали к поверхности обработки, то есть иметь анизотропный характер. В настоящее время эти методы широко применяются для решения различного рода задач, как современной оптики, так и микроэлектроники.

Генерация широкоформатных потоков плазмы осуществляется тлеющим разрядом источниками с полым катодом и анодом (работы К.Н. Schoenbach, R. Verhappen. Stark Robert H., Гаврилова Н.В., Емлина Д.Р., Никулина С.П., Визиря А.В., Окса Е.М и др.), ВЧ, СВЧ, магнетронным разрядом и представляет собой сложную задачу (работы Кудряшова С.А, Яфарова Р.К.). Однако в этих случаях возникают проблемы: обеспечения подавления неустойчивости в разряде, достижения однородности плазмы применением сложных систем с магнитным полем или комбинированным магнитным и электростатическим; удержания быстрых

электронов в широкоапертурном эмитирующей ионы

ЮС ПАЦИиПлл

БИБЛИОТЕКА . СЯетербшг V, т <

09 МО

плазмы в анодной полости. В большинстве практических случаев эти задачи решаются, как следует из работ Sittsworth J.A., Wendt А.Е., Uedo Yoko, Muta Hiroshi, Korzec D., Werner R, Winter R., путем оптимизации геометрии и конструктивных параметров генераторов низкотемпературной плазмы. Улучшение однородности плазмы при этом связано с увеличением конструктивной сложности, энергоемкости источников плазмы данного типа и не устраняет для всех рассмотренных разрядов, формирующих плазму, общих для них недостатков:

• явление уменьшения скорости травления с увеличением относительных размеров поверхности;

• влияние материала, геометрии и свойств поверхности подложки на параметры газовых разрядов;

• загрязнение поверхности обработки малоактивными или неактивными частицами плазмы, изменяющее характеристики ее травления;

• проявление эффекта полимеризации при использовании в качестве рабочих газов фторуглеродных соединений;

• зависимость параметров заряженных частиц от режимов работы газоразрядного устройства.

Приведенные недостатки усложняют процесс травления материалов, делают трудоемким определение значений параметров оптимальных режимов, затрудняют получение широкоформатных потоков плазмы, обеспечивающих равномерное травление по всей поверхности подложки независимо от ее размеров, и в итоге повышают себестоимость конечного продукта. В связи с этим возникает потребность в газоразрядных приборах, формирующих потоки плазмы. При взаимодействии потоков плазмы с поверхностью обрабатываемого материала в область травления должны поступать только отрицательно заряженные частицы фторуг-леродных газов, улучшающих анизотропию травления подложки и исключающих процесс аккумулирования на ней продуктов разряда. Плазма (потоки плазмы) также должна быть направленной и генерируемой за пределами электродов газоразрядного устройства. Заряженные и химически активные частицы в ней не должны взаимодействовать с боковыми стенками рабочей камеры, параметры заряженных частиц зависеть от режимов работы газоразрядного прибора и должны иметь равномерное распределение по сечению плазменного потока. Такими свойствами, как следует из работ Вагнера И.В., Болгова Э.И., Кудлая В. А., Комо-ва А.Н.. Бондаревой Н.И., Захаренко В.В. и др., обладает плазма газового разряда высоковольтного типа (ГРВТ). Однако в отечественной и зарубежной литературе отсутствуют описания результатов теоретических и практических исследований механизмов формирования оптического микрорельефа на диоксиде кремния в плазме ГРВТ и. как следствие, методы, решающие такую задачу.

Работа выполнена в соответствии с планами фундаментальных НИР по программам: Федеральная целевая программа "Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы", Российско-американская программа

«Фундаментальные исследования и высшее образование» (2002-2004 гг.), при поддержке гранта Президента РФ № НШ-1007.2003.1.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является создание методов формирования оптического микрорельефа на диоксиде кремния в низкотемпературной плазме газового разряда высоковольтного типа.

В соответствии с поставленной целью определены и основные задачи диссертации, а именно:

1. Разработка методов оценивания скорости плазмохимического и ионно-химического травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа, связывающих величину скорости травления с физическими параметрами газоразрядного прибора;

2. Разработка алгоритмических и программных средств моделирования процесса травления материала в плазме газового разряда высоковольтного типа и создание на этой основе методов травления дифракционного микрорельефа в такой плазме;

3. Экспериментальное исследование зависимости скорости травления в плазме ГРВТ актуальных для дифракционной оптики материалов (диоксида кремния и кремния) от физических факторов;

4. Разработка и экспериментальное исследование метода формирования дифракционного микрорельефа с применением каталитической маски на поверхности подложки путем облучения ее частицами ГРВТ;

5. Создание высокоэффективных методов формирования оптического микрорельефа на диоксиде кремния с периодами зон 12 мкм и более в плазме газового разряда высоковольтного типа.

Научная новизна. При выполнении настоящей диссертационной работы впервые:

1. Разработаны методы получения оптического микрорельефа на диоксиде кремния широкоформатным (до 78 мм) потоком плазмы газового разряда высоковольтного типа;

2. Предложены методы оценивания скорости плазмохимического и ионно-химического травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа;

3. Экспериментально и теоретически исследованы зависимости скорости травления диоксида кремния от физических параметров плазмы;

4. Разработаны методы плазмохимического и ионно-химического травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа, позволяющие формировать оптический микрорельеф с периодами зон более 12 мкм,

периодами зон. удовлетворяющих условию И«Ь, где h - толщина каталитической маски, Ь - ширина штриха маски; 6. Обнаружен эффект экстракции химически неактивных частиц плазмы из области травления материала подложки.

Практическая ценность результатов работы определяется следующим:

• определены величины скорости травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа для соответствующих значений параметров технологического процесса;

• разработанные программные средства позволяют осуществить в режиме диалога поиск значений параметров оптимальных режимов травления материала в плазме ГРВТ в реальном масштабе времени;

• найденные режимы травления могут быть использованы для разработки конкретного технологического процесса при серийном изготовлении дифракционных оптических элементов со ступенчатым микрорельефом;

• снижены процентное содержание кислорода в плазме, загрязнение продуктами травления поверхности подложки, требования к чистоте рабочих газов;

• показана возможность формирования прецизионного дифракционного микрорельефа на пластинах большого диаметра (78 мм).

Практическая значимость также заключается и в том, что разработанные в работе методы формирования оптического микрорельефа проверены при изготовлении элементов дифракционной оптики на конкретных установках, серийно используемых отечественной промышленностью (УВН-2М-1). Применяемое для формирования дифракционного микрорельефа газоразрядное устройство обладает простой конструкцией, малыми размерами, весом и стоимостью, меньшей по сравнению с существующими видами реакторов, энергоемкостью, возможностью установки его на любой тип промышленных вакуумных установок (универсальность газоразрядного прибора).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

• методы оценивания скорости плазмохимического и ионно-химического травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа, основанные на представлении низкотемпературной плазмы в виде направленного потока активных частиц в области поверхности подложки;

• экспериментально установленные зависимости скорости травления от электрофизических параметров плазмы;

• экспериментально установленные закономерности влияния режимов травления на параметры оптического микрорельефа (высота микрорельефа, вертикальность стенок ступеньки микрорельефа, шероховатость) в плазме ГРВТ;

• методы формирования оптического микрорельефа в плазме газового разряда высоковольтного типа.

• эффект экстракции химически неактивных частиц из области травления.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях, симпозиуме и семинарах:

Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Электроника и информатика-97», г. Москва (г. Зеленоград) (1997 г.); Международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем», г. Пенза, (1997 г.); Международная конференция «Математическое моделирование», г. Самара, (2001 г.): П Международный симпозиум «Аэрокосмические приборные технологии», г. Санкт-Петербург (2002 г.); Международная конференция «Микро- и наноэлектроника-2003». г. Москва (г. Звенигород); Третья конференция научно-образовательных центров программы «Фундаментальное исследование и высшее образование», г. Москва (2003 г.); Конференция молодых ученых Научно-образовательного центра математических основ дифракционной оптики и обработки изображений, г. Самара, (11 июня 2003 г. 22-25 октября 2003 г.); Научно-технические семинары Физико-технологического института РАН (ФТИАН), Самарского государственного аэрокосмического университета и Института систем обработки изображений РАН.

Материалы диссертации отмечены дипломом Госкомвуза Российской Федерации в конкурсе на лучшую научно-исследовательскую работу 1995 г., грантами Соросовской образовательной программы в 1996-2000 г.г., дипломами Российского вакуумного общества (г.г. Москва-Кёльн) в 1997 г. и корпорации «Аэрокосмическое оборудование» (г. С-Петербург) в 2001 г., стипендиями Президента Российской Федерации в 2000-2001 г.г. и 2002-2004 г.г., а также стипендией НОЦ «Математические основы дифракционной оптики и обработки изображений» для молодых исследователей в 2002-2004 г.г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 9 статей и 7 тезисов докладов на научно-технических Международных и Всероссийских конференциях, семинарах и симпозиумах.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с краткими выводами, заключения и списка цитируемой литературы. Она изложена на 126 страницах машинописного текста и содержит 64 рисунка. В списке цитируемой литературы 125 наименований.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и основные задачи диссертации, дан обзор научных работ по рассматриваемой тематике, приведены основные положения, представляющие научную новизну и практическую ценность работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, описана структура диссертации.

В первой главе рассмотрены особенности механизмов формирования широкоформатных потоков (78 мм) плазмы ГРВТ с целью ее применения для изготовления микрорельефа ДОЭ.

Проведен анализ распределения эквипотенциалей электрического поля в области электродов газоразрядного прибора, показавший, что в области оси симметрии отверстия в аноде, где имеется максимальная длина прямолинейного участка силовой линии электрического поля, наблюдается максимальное соответствие условию возникновения и самоподдержания газового разряда Исследования низкотемпературной плазмы, формируемой прибором, показали, что распределение заряженных частиц по сечению плазменного потока, сформированного ГРВТ, является равномерным, а их направленность к поверхности образца близка к нормальной. Установлено, что при напряжениях на катоде 300 ^ и 1000В основную роль в поддержании ГРВТ играет объемная ионизация молекул рабочего газа электронным ударом, а при и 2 1000 В - ионизация за счет ионно-электронной эмиссии. Результаты исследований использовались для разработки методов оценки скорости плазмохимического и ионно-химического травления диоксида кремния в плазме ГРВТ.

Вторая глава посвящена разработке методов оценивания скорости плаз-мохимического и ионно-химического травления диоксида кремния в плазме CF4 ГРВТ, основанных на представлении низкотемпературной плазмы в виде направленного потока активных частиц в области поверхности подложки. В качестве потока в данном случае выступают отрицательные ионы, движущиеся в направлении поверхности подложки, характер изменения которого предлагается описать выражением:

(1)

где - множитель, численно характеризующий долю ионов от общего

потока, достигших поверхности образца и принимающих участие в его травлении при условии, что - максимальное расстояние, на которое распространяется ионно-плазменный поток, с1 - расстояние до подложки;

- площадь катода; q-геометрическая прозрачность сетчатого анода; уе, а, а„ -коэффициенты вторичной эмиссии, ионизации и прилипания. Тогда поток химически активных частиц (ХАЧ), осуществляющий непосредственно травление поверхности, предлагается описать равенством:

(2)

где в- степень заполнения поверхности активными частицами.

Выражение для в отсутствии в плазме пассивирующих частиц можно записать в следующем виде:

0 = 1/

1 | fa +k2)j,

(3)

J „

ще коэффициент прилипания ХАЧ к поверхности подложки.

Численный расчет потока У," по (1) показал, что при наличии эф>фекга прилипания членом, стоящим в скобках и харакгеригуюшцм поток электронов , можно пренебречь, тогда с учетом (2) оценка скорости травления в плазмохимической области ГРВТ производится по формуле:

\ Л 1 1 д, (4)

где В, СУ; - значения штрафных функций, полученные из натурного эксперимента, являющиеся константами; Мта1 - молекулярная масса травимого материала; р - плотность материала; Л^ - число Авагадро.

Скорость травления в ионно-химической области ГРВТ предлагается

определять по формуле:

_Вк[Мт pht рМл

(5)

где А13 - коэффициент, учитывающий совокупное действие на процесс травления физического распыления и химических реакций; Ugr - напряжение на электродах газоразрядного устройства, при котором энергия иона в момент подлета его к поверхности обработки находится на границе энергий плазмо-химического и ионно-химического травления.

На основе выражений (4),(5) разработано программное обеспечение с использованием пакета Visual Basic 5.0 компании Microsoft, позволяющее проводить автоматизированный расчет параметров травления в реальном масштабе времени.

В третьей главе приведены результаты натурного эксперимента по исследованию особенностей процесса анизотропного травления поверхности диоксида кремния в плазме ГРВТ. Исследуемые образцы размером 30x20 мм2 подвергались операциям: грубой и финишной очистке поверхности подложек, нанесению хрома толщиной 0,2 мкм или фоторезиста толщиной 0,8-1 мкм последующего нанесения фоторезиста толщиной 0,8-1 мкм (в случае нанесения хрома), формированию методом фотолитографии маски будущего микрорельефа с периодами зон Т = 12-32 мкм.

Для исследования механизма формирования микрорельефа оптических элементов методом каталитической маски применялись аналогично подго-

товленные образцы в форме диска диаметром 78 мм, выполненные из кремния КЭФ-32. Отличие заключалось в том, что в качестве первого маскирующего подслоя вместо хрома напылялся алюминий.

Параметры образцов во время и после обработки в плазме ГРВТ измерялись: параметры дифракционного микрорельефа - профилографом - про-филометром 170311, оптическим микроинтерферометром МИИ-4, сканирующими зондовыми микроскопами Р4-8РМ-МБТ, «8МЕКА> в комбинации с Р47Н фирмы «Нанотехнология - МДТ», микроинтерферометром фирмы /у£;о «№^'-У1е'«'-5000»; рентгеноструктурный анализ состава материала, осаждаемого на поверхности катода в процессе травления, выполнялся на установке ДР0Н-2.0; величина удельного сопротивления - прибором типа ЦИУС-2. а тип проводимости слоев исследуемой структуры - по величине и знаку термоЭдс; характер распределения атомов кремния в алюминии определялся металлографическим анализом поперечных шлифов образцов.

Применение для измерения параметров образцов стандартного и прецизионного оборудования позволяет считать полученные результаты достоверными.

Скорость травления определялась как отношение глубины ко времени травления, причем последнее оставалось для всех режимов постоянным, и равнялось Г =10 мин. Каждый режим повторялся не менее десяти раз, разброс измеряемой величины при этом составлял не более 10 % (см. рис.1).

Рис. 1. Зависимости скорости травления от напряжения на электродах газоразрядного устройства приразных значениях токаразряда: I - 140мА, В=1; 2 -120мА, В=0,625; 3 - 80мА, В=0,588; 4 - 50мА, В=0,555;

штриховымилиниями показаны зависимости (4) и (5). Установлено, что в диапазонах напряжений (0,5-1 кВ) и тока (120-140 мА, кривые 1.2) осуществляется плазмохимическое травление материала химически активными частицами, возникающими при взаимодействии молекул рабочего газа с отрицательными ионами с энергией порядка 50 эВ.

При значениях напряжений 1,2-2 кВ и токах 120-140 мА наблюдаются идеальные условия для ионно-химического травления (ИХТ), так как в плазме существует большая концентрация отрицательных ионов, достигающих образца, энергия которых порядка 100-500 эВ

Нулевые скорости травления в диапазоне напряжений 1-1,2 кВ соответствуют, по-видимому, переходной области

На рис 2 представлены профили микрорельефов поверхности диоксида кремния, полученные при травлении образцов в плазме ГРВТ

Рис 2 Дифракционный микрорельеф, сформированный на поверхности подложек диоксида кремния а, в-полученный в плазмохимической области ГРВТ (1=140 мА, U=0,8кВ), б, г-в ионно-химическоп области ГРВТ(1=140 мА, U=2кВ), а, б-профили, измеренные на профилографе - профилометре 170311, масштаб по осям 1 деление по горизонтали - 4мкм, по вертикали -0,2мкм, в, г—насканирующихзондовыхмикроскопах(СЗМ)P4-SPM-MDTu "SMENA " в комбинации с Р47Н

Анализ полученных профилей микрорельефа показывает, что в плазмо-чимической области ГРВТ в плазме СБ4 сформирован микрорельеф с периодом зон Т=12 мкм, высотой 0,2 мкм, а в ионно-химической области -микрорельеф с таким же периодом зон. но высотой 1,2 мкм

Таким образом, в работе показано, что плазма ГРВТ может быть использована для формирования оптического микрорельефа на поверхности диоксида кремния

Экспериментальные исследования зависимости скорости травления от процентного содержания кислорода в плазме СР/02 проводились в режимах плазмохимического травления (ПХТ) и ИХТ (рис 3)

Добавление кислорода в режимах ПХТ и ИХТ оказывается наиболее эффективным в диапазоне 0 8-1,5 % при токах разряда 80 - 140 мА (см рис За б) При этом максимальные скорости травления достигаются при температурах подложки 360 К, являющейся температурой летучести 81Б4, (для плазмохимического травления) и 390-440 К (для ионно-химического травления)

Рис.3. Зависимости скорости травления диоксида кремния от процентного

содержания кислорода в плазме CF/O2, сформированной ГРВТпри различных значениях токахразряда: а) -зависимость скорости ПХТ' ^=0,8 кВ); б) - зависимость скорости ИХТ^=2 кВ): 1- 50мА; 2-80мА (2-Аг-значения скоростей травления при соответствующем содержании аргона в плазме CF/Ar); 3 -120 мА; 4 -140 мА.

Установлено, что добавление в СБ4 аргона (рис.3 б, зависимость 2-Аг), являющегося химически нейтральным по отношению, как к диоксиду кремния, так и основному газу, приводит к уменьшению скорости травления до значений более низких, чем в случае травления в среде чистого СБ4.

Для оценки качества травления были изготовлены дифракционные решетки на диоксиде кремния с периодом 32 мкм и высотой микрорельефа 0,31,1 мкм, фрагменты которого представлены на рис.4 (образцы расположены в порядке возрастания высоты микрорельефа 0,3; 0,5; 1,1 мкм). Сформированный микрорельеф обладает практически вертикальными стенками и оптически гладкой поверхностью, включая дно канавок, что повышает эффективность ДОЭ.

В ходе проведения эксперимента было обнаружено, что в процессе травления на поверхности катода образуется достаточно толстый слой загрязняющих его соединений. Проведенный ренгеноструктурный анализ данного слоя показал наличие в его составе элементов рабочего газа (С), травимых материалов (8Ю2, 81С, 81, С) и применяемых при их травлении маскирующих слоев (Сг2О3, СгОз, С, Н2). Кроме этого, в большом количестве присутствуют соединения, содержащие в себе материал катода и различного рода окислы. Отсутствие фторосодержащих элементов позволяет утверждать, что фтор всецело участвует в травлении материала в виде ХАЧ. С другой стороны, присутствие в загрязняющем поверхность катода слое таких соединений как 8Ю2, 81С, 81, С, говорит о наличии в плазме ГРВТ механизма изъятия продуктов реакции из области травления, что дает возможность использовать в процессе травления менее дорогие технические газы без ухудшения качества травления.

—й--;.......

г +AW1WÍ

/Л- л ; |

а) б) в)

Рис.4 Фрагменты микрорельефа дифракционных решеток на диоксиде кремния, сформированного в плазме CF/0¡ ГРВТ: а) - полученный на микроинтерферометре фирмы Zygo «New-View-5000», б), в) полученные на

СЗМ «SMENA» в комбинации с Р47Н фирмы «Нанотехнологш -МДТ». Режимы травления- а),в) -1=120мА, U=2kB, 02=1,3 %; б)-1=80мА, U=2

кВ, 02=0,8 %

Отмечено, что в плазме ГРВТ во всех случаях по всей поверхности подложки неравномерность травления не превышала 1 %

Проведенные исследования позволяют сделать выводы о целесообразности расширения спектра травимых материалов

Четвертая глава посвящена исследованию механизма формирования каталитической маски микрорельефа оптических элементов при облучении системы алюминий - кремний частицами ГРВТ до образования эвтектической фазы алюминия на поверхности кремния.

В связи с этим предложен метод оценки процесса растворения атомов кремния (Si) в расплаве алюминия (А1) при облучении структуры Al-Si ион-но-электронным потоком, описываемый системой уравнений:

= А

а2с„ ах2

ас di

с„

8_ 8х

(6)

Граничные и начальные условия для (6) имеют вид. ас,. . íc„. прих=х

vO'

ас

IjM)

ÍCV при х-

О при 0<x<Z

rl ас, н ÍQ при х = 0

от ' |0 приО<х<

(7)

С учетом начальных и граничных условий систему уравнений можно решить численным методом, используя разностную схему вида:

^с::1 -2С-1 +CJÍI,]' <8>

-С'мС' -О)

Данная схема консервативна, следовательно, абсолютно устойчива. Порядок аппроксимации схемы: первый - по времени, второй - по пространству.

Нагрев структуры алюминий-кремний до температуры, достаточной для перехода алюминия из твердого состояния в жидкое, приводил к насыщению жидкой фазы А1 атомами 81. После облучения насыщенный полупроводником слой алюминия удалялся в травителе «Царская водка», при этом на поверхности подложки оставался сформированный дифракционный микрорельеф (рис.5).

Рис. 5. Микрорельеф, полученный врезультате облучения структуры

алюминий-кремний частицами ГРВТ (канавки образованы в области структуры алюминий-кремний):масштабпо осям:1 деление по горизонтали - 4мкм, по вертикали-0,2мкм.

Далее в 4-ой главе систематически изложены разработанные методики формирования оптического микрорельефа, а именно плазмохимического, ионно-химического травления и с применением каталитической маски.

Заключение

В диссертации разработаны и исследованы методы формирования оптического микрорельефа на диоксиде кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа (ГРВТ).

Основными результатами работы являются следующие:

1. Показана способность газового разряда высоковольтного типа формировать широкоформатные потоки низкотемпературной плазмы диаметром не менее 78 мм вне электродов газоразрядного устройства с высокой степенью равномерности распределения заряженных частиц по сечению плазменного потока, что позволяет обеспечить анизотропное и равномерное травление дифракционного микрорельефа на больших площадях.

2. Разработаны модели плазмохимического и ионно-химического травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа, связывающие величину скорости травления с физическими параметрами газоразрядного прибора (напряжение на электродах, ток разряда), а также с параметрами самого процесса травления (отношение потоков частиц, коэффициенты прилипания, коэффициенты распыления). Для диоксида кремния в диапазоне напряжений 0,5-1 кВ, 1,2-3,5 кВ и токов разряда 50-140 мА экспериментально доказана достоверность предлагаемых методов оценивания скорости травления.

3. Разработаны алгоритмические и программные средства, позволяющие в режиме диалога установить количественную связь между параметрами фи-

зического процесса и скоростью травления материала, упростить поиск значений параметров оптимальных режимов.

4. Экспериментально установлены значения параметров (ток разряда -80-140 мА, напряжение на электродах газоразрядного устройства - 0,8 и 2 кВ. температура подложки - 360-440 К, процентное содержание кислорода в плазме - 0.8-1.5 %), при которых достигаются максимальные скорости травления диоксида кремния, и получены оптические микрорельефы в плазме ГРВТ на диоксиде кремния. Неравномерность травления по поверхности пластины составила не более 1 %.

5. Разработан и экспериментально исследован метод формирования дифракционного микрорельефа в плазме газового разряда высоковольтного типа с применением каталитической маски на поверхности подложки путем облучения её частицами ГРВТ.

Основные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Колпаков В.А., Колпаков А.И., Кричевский СВ. Ионно-плазменная очистка поверхности контактов реле малой мощности // Электронная промышленность. - 1996. - №2. - С. 41-44.

2. Колпаков В.А Повышение проводимости контактов сверхминиатюрных реле космического исполнения облучением их поверхности ионно-плазменным потоком // Тезисы докладов 1-сй Международной молодежной школы-семинара «БИКАМП-98». - Санкт-Петербург, 1998. - С. 38.

3. Колпаков В.А. Моделирование механизма очистки диэлектрических подложек при облучении их поверхности потоком частиц, сформированным газовым разрядом высоковольтного типа // Тезисы докладов 9-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика-02». - Москва (Зеленоград): МИЭТ, 2002. - С8.

4. Казанский Н.Л.. Колпаков А.И., Колпаков В.А., Кричевский СВ. Моделирование механизма ионно-плазменной очистки поверхности диэлектрических подложек // Сборник материалов П-го Международного симпозиума «Аэрокосмические приборные технологии». - Санкт-Петербург, 2002. - С.89-90.

5. Колпаков В.А., Колпаков А.И. Исследование эффекта увлечения атомов кремния «вакансиями», возникающими в расплаве алюминия при облучении его поверхности ионно-электронным потоком // Письма в ЖТФ. -1999.-Т. 25.-В.15.-С.58-65.

6. Колпаков В.А. Моделирование процесса травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа // Микроэлектроника. -2002. - Т.31. - №6. - С.431-440.

7. Казанский Н.Л., Колпаков В.А., Колпаков А.И. Исследование особенностей процесса анизотропного травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа // Микроэлектроника. - 2004. - Т.ЗЗ. -№3.-С. 218-233.

8. Мышкина В.В., Колпаков В.А Применение метода конформного отображения для расчета распределения электростатического поля в газоразряд-

2005^4 |17709 14829

ных устройствах высоковольтного типа // Тезисы докладов Международного семинара «Дифференциальные уравнения и их приложения». - Самара: СамГУ, 1996. - 4.2. - С. 32.

9. Волков А.В., Казанский НЛ., Колпаков В А Расчет скорости плазмохи-мического травления кварца // Компьютерная оптика. - 2001. - №21. -С.121-125.

10. Kazanskiy N.. Kolpakov V. Simulation of technological process by etching of microstructures in high-voltage gas discharge plasma // Abstracts of international conference "Micro- and nanoelectronics-2003". - Moscow (Zvenig-orod),2003.-Pl-53.

11. Kazanskiy N., Kolpakov V. Simulation of technological process of microstructures etching in high-voltage gas discharge plasma // Proceedings of SPIE. - 2004. - Vol. 5401. -P. 648-654.

12. Колпаков В.А.. Колпаков А.И., Кричевский СВ. Устройство экспрес-сконтроля чистоты поверхности диэлектрических подложек // Приборы и техника эксперимента. - 1995. - №5. - С. 199-200.

13. Казанский Н.Л., Колпаков А.И., Колпаков ВА Исследование механизмов формирования каталитической маски при облучении структуры алюминий-кремний частицами газового разряда высоковольтного типа // Компьютерная оптика. - 2002. -№24. - С.84-90.

14. Колпаков А.И., Казанский НЛ., Колпаков ВА Исследование механизмов формирования каталитической маски микрорельефа оптических элементов при облучении структуры Al-Si частицами газового разряда высоковольтного типа // Труды М1 еждународной конференции «Математическое моделирование». - Самара1 СГАУ, 2001. - С. 133-135.

15. Колпаков В.А., Жуков В.Г. Плазмохимическое травление фоторезиста в высоковольтном газовом разряде // Тезисы докладов 4-ой Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления». - Таганрог, 1998. - С. 194-195.

16. Казанский Н.Л., Колпаков ВА Исследование механизмов формирования низкотемпературной плазмы газовым разрядом высоковольтного типа // Компьютерная оптика. - 2003. -№25. - С. 112-117.

Подписано в печать - 21.09 2004г. Формат -60x84 1/16. Бумага офсетная Усл. печ л. 1,0 Тираж КМэи. Заказ ? 1-Э

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Колпаков, Всеволод Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ФОРМИРОВАНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ ГАЗОРАЗРЯДНЫМ ПРИБОРОМ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТИПА.

1.1. Анализ приборов, формирующих низкотемпературную плазму газового разряда высоковольтного типа.

1.2. Исследование особенностей низкотемпературной плазмы газового разряда высоковольтного типа.

Выводы.

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТРАВЛЕНИЯ ДИФРАКЦИОННОГО МИКРОРЕЛЬЕФА В ПЛАЗМЕ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТИПА.

2Л. Анализ частиц плазмы, взаимодействующих с поверхностью обрабатываемого материала.

2.2. Исследование механизмов плазмохимического и ионно-химического травления поверхности.

2.3. Модель травления. Основные выражения.

2.4. Алгоритм и программное обеспечение для расчета скорости травления.

Выводы.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЦЕССА АНИЗОТРОПНОГО ТРАВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ В ПЛАЗМЕ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТИПА.

3.1. Методика подготовки образцов для проведения эксперимента по травлению дифракционного микрорельефа в плазме газового разряда высоковольтного типа.

3.2. Исследование и оценка достоверности результатов эксперимента и моделирования.

3.3. Экспериментальные исследования зависимости скорости травления от процентного содержания кислорода и других физических параметров плазмы.

3.4. Анализ качества травления.

Выводы.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ МАСКИ МИКРОРЕЛЬЕФА ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ СТРУКТУРЫ АЛЮМИНИЙ-КРЕМНИЙ ЧАСТИЦАМИ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТИПА.

4.1. Исследование эффекта увлечения атомов кремния «вакансиями», возникающими в расплаве алюминия при облучении его поверхности частицами газового разряда высоковольтного типа.

4.2. Аналитическое описание процесса растворения кремния в расплаве алюминия.

4.2.1. Консервативная разностная схема для уравнений диффузии.

4.2.2. Результаты разностного решения смешанной задачи.

4.2.3. Анализ полученных численных тов. результа-.

4.3. Анализ экспериментальных данных.

4.4. Методики формирования дифракционного микрорельефа.

4.4.1. Методика формирования дифракционного микрорельефа методом плазмохимического травления в плазме ГРВТ.

4.4.2. Методика формирования дифракционного микрорельефа методом ионно-химического травления в плазме ГРВТ.

4.4.3. Методика формирования дифракционного микрорельефа на основе применения каталитической маски, формируемой в плазме ГРВТ.

Выводы.

Введение диссертация по физике, на тему "Формирование оптического микрорельефа на диоксиде кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа"

Актуальность проблемы. Формирование дифракционного микрорельефа [1] осуществляется методами фотолитографии [2], на основе применения бихромированного желатина [3] и жидких фотополимеризую-щихся композиций [4], послойного наращивания фоторезиста [5], прямой абляции лазерным излучением [6], прямой лазерной записи с применением круговой записывающей лазерной системы [7], вакуумно-плазменного травления в высокочастотной (ВЧ) и сверхвысокочастотной (СВЧ) плазме [8,9]. Развитие дифракционной оптики требует резкого повышения качества и точности параметров микрорельефа дифракционных оптических элементов (ДОЭ) [10], в частности снижения отклонения от вертикали стенок профиля микрорельефа [1], формирования с высокой равномерностью прецизионного дифракционного микрорельефа на широкоапертурных пластинах. Возникают задачи увеличения аспектного отношения канавок формируемого дифракционного микрорельефа [10,11,12].

Выполнение поставленных требований возможно при использовании в процессе изготовления микрорельефа оптических элементов методов сухого травления. Технологическим инструментом в этом случае является низкотемпературная плазма, представляющая собой широкоформатный плазменный поток с равномерным и однородным распределением частиц по его сечению. Движение частиц в потоке такой плазмы должно осуществляться в направлении нормали к поверхности обработки, то есть иметь анизотропный характер. В настоящее время методы сухого травления широко применяются для решения различного рода задач как современной оптики [1-22], так и микроэлектроники [23,24]. В качестве активного компонента в этих методах используется низкотемпературная плазма, формируемая тлеющим, ВЧ, СВЧ и магнетронным разрядами [24,25].

Генерация широкоформатных потоков плазмы тлеющим разрядом осуществляется источниками с полым катодом и анодом [26-31]. Однако в этом случае возникает проблема обеспечения подавления неустойчивости в разряде, приводящей к нарушению его однородности. В работах [26,27] эта задача решается путем использования в качестве плазменного катода системы разрядов с микрополыми катодами, что позволяет создавать устойчивые тлеющие разряды больших объема и площади. Однородность плазмы достигается применением систем с магнитным полем или комбинированным магнитным и электростатическим удержанием быстрых электронов в широкоапертурном полом катоде и генерацией эмитирующей ионы плазмы в анодной полости [28,29].

Создание однородного широкоформатного потока плазмы в источниках ВЧ, СВЧ и магнетронного разрядов представляет собой также сложную задачу [32-35]. Так, например, с уменьшением давления газа в рабочей камере увеличивается влияние неоднородности магнитного поля соленоида, создающего условия электронного циклотронного резонанса (ЭЦР) СВЧ газового разряда [36] на параметры формируемой плазмы, что приводит в свою очередь к неоднородности обработки пластин большого диаметра. Авторы работ [37-40] предлагают повысить однородность плазмы путем изменения геометрии и конструктивных параметров источников ВЧ и СВЧ разрядов. Ими отмечено, что радиальная локализация участка с максимальной плотностью плазмы имеет тенденцию смещения от центра с уменьшением высоты плазменной камеры и повышением давления, т.е. область вакуумной камеры, в которой возбуждается разряд, влияет на однородность образующей плазмы. Минимизация влияния на однородность плазмы перечисленных факторов осуществляется путем расширения плазменной камеры, применения направляющих камер специальной геометрической формы [35], одновременного использования для возбуждения ВЧ поля двух катушек - планар-ной и вертикальной [34], применения специально разработанных кольцевых антенн и конструкций магнитных систем [32,33]. Улучшение однородности плазмы при этом связано с увеличением конструктивной сложности, энергоемкости источников плазмы данного типа и не устраняет для всех рассмотренных разрядов, формирующих плазму, общих для них недостатков:

- явление уменьшения скорости травления с увеличением относительных размеров поверхности [41,42];

- влияние материала, геометрии и свойств поверхности подложки на параметры газовых разрядов [43,44];

- загрязнение поверхности обработки малоактивными или неактивными частицами плазмы [45,46,47], изменяющее характеристики ее травления;

- проявление эффекта полимеризации при травлении во фторуглеродных газах [48,49];

- зависимость параметров заряженных частиц от режимов работы газоразрядного устройства.

Приведенные недостатки усложняют технологический процесс травления материалов, делают трудоемким процесс определения значений параметров оптимальных режимов, затрудняют получение широкоформатных потоков плазмы, обеспечивающих равномерное травление по всей поверхности подложки независимо от ее размеров, и в итоге повышают себестоимость конечного продукта. В связи с этим возникает потребность в газоразрядных приборах, формирующих потоки плазмы. При взаимодействии потоков плазмы с поверхностью обрабатываемого материала в область травления должны поступать только отрицательно заряженные частицы фторуглеродных газов, улучшающих анизотропию травления подложки и исключающих процесс аккумулирования на ней продуктов разряда [50]. Плазма (потоки плазмы) также должна быть направленной и генерируемой за пределами электродов газоразрядного устройства. Заряженные и химически активные частицы в ней не должны взаимодействовать с боковыми стенками рабочей камеры (локализация плазмы), параметры заряженных частиц зависеть от режимов работы газоразрядного устройства и должны иметь равномерное распределение по сечению плазменного потока. Такими свойствами, как следует из ряда публикаций [51,52,53,54*], обладает плазма газового разряда высоковольтного типа (ГРВТ), которая, как следует из [52,54*,55,56,57,58*,59*,60*], успешно используется для пайки элементов полупроводниковых приборов, сварки, в лазерной технике, для очистки поверхности материалов. Однако в современной литературе отсутствуют описание результатов теоретических и - здесь и далее звездочкой отмечены ссылки на работы автора практических исследований механизмов и особенностей процесса формирования оптического микрорельефа на диоксиде кремния в плазме ГРВТ и, как следствие, методы, решающие такую задачу.

В соответствии с поставленной целью определены и основные задачи диссертации, а именно:

Разработка методов оценивания скорости плазмохимического и ионно-химического травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа, связывающих величину скорости травления с физическими параметрами газоразрядного прибора;

Научная новизна. При выполнении настоящей диссертационной работы впервые:

5. Разработан и экспериментально исследован метод формирования дифракционного микрорельефа в плазме с применением каталитической маски на поверхности подложки путем облучения ее частицами ГРВТ, с периодами зон, удовлетворяющих условию к«Ь, где к - толщина каталитической маски, Ь - ширина штриха маски;

6. Обнаружен эффект экстракции химически неактивных частиц плазмы из области травления материала подложки.

Практическая ценность результатов работы определяется следующим:

- определены величины скорости травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа для соответствующих значений параметров технологического процесса;

- разработанные программные средства позволяют осуществить в режиме диалога поиск значений параметров оптимальных режимов травления материала в плазме ГРВТ в реальном масштабе времени;

- найденные режимы травления могут быть использованы для разработки конкретного технологического процесса при серийном изготовлении дифракционных оптических элементов со ступенчатым микрорельефом;

- снижены процентное содержание кислорода в плазме, загрязнение продуктами травления поверхности подложки, требования к чистоте рабочих газов;

- показана возможность формирования прецизионного дифракционного микрорельефа на пластинах большого диаметра (78 мм).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту: - методы оценивания скорости плазмохимического и ионно-химического травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа, основанные на представлении низкотемпературной плазмы в виде направленного потока активных частиц в области поверхности подложки; экспериментально установленные зависимости скорости травления от электрофизических параметров плазмы; экспериментально установленные закономерности влияния режимов травления на параметры оптического микрорельефа (высота микрорельефа, вертикальность стенок ступеньки микрорельефа, шероховатость) в плазме ГРВТ; методы формирования оптического микрорельефа в плазме газового разряда высоковольтного типа. эффект экстракции химически неактивных частиц из области травления.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

Аэрокосмические приборные технологии», г. Санкт-Петербург

2002 г.); Международная конференция «Микро- и наноэлектроника-2003», г. Москва (г. Звенигород); Третья конференция научно-образовательных центров программы «Фундаментальное исследование и высшее образование», г. Москва (2003 г.); Конференция молодых ученых Научно-образовательного центра математических основ дифракционной оптики и обработки изображений, г. Самара, (11 июня 2003 г. 22-25 октября 2003 г.); Научно-технические семинары Физико-технологического института РАН (ФТИАН), Самарского государственного аэрокосмического университета и Института систем обработки изображений РАН.

Заключение диссертации по теме "Приборы и методы экспериментальной физики"

ВЫВОДЫ

1. При облучении структуры алюминий-кремний частицами газового разряда высоковольтного типа в жидком металле возникает эффект увлечения атомов полупроводника потоком "вакансий", концентрацией которых можно управлять изменением режимов облучения поверхности расплава ионно-электронным потоком.

2. Изменение электрических параметров и длительности облучения ионно-электронным потоком расплава позволяет, как замедлять, так и ускорять процессы диффузии примесных атомов в жидком алюминии, то есть управлять высотой дифракционного микрорельефа.

3. Используемые методы оценивания величины концентрации атомов кремния в расплаве алюминия позволяют оптимизировать процессы легирования поверхности кремния пленками алюминия и создания дифракционного микрорельефа на поверхности кремния.

4. Представляется целесообразным использование предлагаемого подхода при формировании микрорельефа на других материалах с соответствующим значением максимально возможной концентрации атомов материала в расплаве (С0).

5. Метод формирования дифракционного микрорельефа в плазме газового разряда высоковольтного типа с применением каталитической маски применим при условии, что ширина штриха должна быть намного больше толщины каталитической маски.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными результатами работы являются следующие:

3. Разработаны алгоритмические и программные средства, позволяющие в режиме диалога установить количественную связь между параметрами физического процесса и скоростью травления материала, упростить поиск значений параметров оптимальных режимов.

4. Экспериментально установлены значения параметров (ток разряда - 80-140 мА, напряжение на электродах газоразрядного устройства - 0,8 и 2 кВ, температура подложки - 360-440 К, процентное содержание кислорода в плазме -0,8-1,5 %), при которых достигаются максимальные скорости травления диоксида кремния, и получены оптические микрорельефы в плазме ГРВТ на диоксиде кремния. Неравномерность травления по поверхности пластины составила не более 1 %.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Колпаков, Всеволод Анатольевич, Самара

1. Методы компьютерной оптики / Под ред. В.А. Сойфера. М.: Физмат-лит, 2000. - 688 с.

2. Попов В.В. Материалы и методы для создания плоских фокусирующих элементов // Компьютерная оптика. 1987. -№1. - С. 160-163.

3. Голуб М.А., Живописцев Е.С., Карпеев С.В., Прохоров A.M., Сисакян И.Н., Сойфер В.А. Получение асферических волновых фронтов при помощи машинных голограмм // ДАН СССР.- 1980. Т.253. - №5.- С. 1104-1108.

4. Соловьев B.C., Бойко Ю.Б. // Компьютерная оптика. 1990.- №8. - С. 74-76.

5. Волков А.В., Казанский Н.Л., Моисеев О.Ю., Сойфер В.А. Метод формирования дифракционного микрорельефа на основе послойного наращивания фоторезиста // Компьютерная оптика. 1996. - №16. - С. 12-14.

6. Павельев B.C., Сойфер В.А., Чичков Б.Н., Теме Т., Бюттнер Л., Дюпар-ре М., Людге Б. Синтез ДОЭ, формирующего кольцевую LP-моду, с помощью технологии прямой абляции кварцевой пластины излучением УФ-лазера // Компьютерная оптика. 2002. - №24. - С.66-69.

7. Полищук А.Г. Методы формирования профиля поверхности дифракционных оптических элементов // Компьютерная оптика. 1998. - №16. -С.54-61.

8. Валиев К.А., Мокроусов К.Я., Орликовский А.А. Исследование кинетики травления полиметилметакрилата в низкотемпературной плазме // Поверхность. 1987. - №1. - С.53-57.

9. Rybakov O.Ye., Usplenjev G.V., Volkov A.V. DOE manufacturing technology based on plasma etching // Proceeding of 5 International Workshop DIP 94.-1994.-P. 80-81.

10. Margaret B. Stern, Theresa R. Jay. Dry etching for coherent refractive microlens arrays // Optical Engineering.-1994.-Vol. 33.-№l 1.- P. 3547-3551.

11. David L. Brundrett, Thomas K. Gaylord and Elias N. Glytsis. Polarizing mirror/absorber for visible wavelengths based on a silicon subwavelength grating: design and fabrication // Applied Optics.-1998.-Vol.37.- №13.- P. 25342541.

12. Mark W. Horn, Mark A. Hartney, Roderick R. Kunz. Comparison of etching tools for resist pattern transfer // Optical Engineering.-1993.-Vol. 32.-№10.- P. 2388-2394.

13. Klaus Bergmann, Guido Schriever, Oliver Rosier, Martin Muller, Willi Neff and Rainer Lebert. Highly repetitive, extreme-ultraviolet radiation source based on a gas-discharge plasma // Applied Optics.-1999.-Vol.38.-№25.-P. 5413-5417.

14. Furukawa, Y. Mori and T. Kataoka, eds., (The Japan Society for Precision Engineering, Chiyoda, Tokyo, 1999), p. 231-236.

15. Yongqi Fu, Bryan Kok Ann Ngoi. Investigation of diffractive-refractive microlens array fabricated by focused ion beam technology // Optical Engineering.- 2001. -Vol. 40. -№4. P. 511-516.

16. Chengde Li and Suwas Nikumb. Optical quality micromachining of glass with focused laser-produced metal plasma etching in the atmosphere // Applied Optics. 2003. -Vol.42. -№13. - P. 2383-2387.

17. Орликовский А.А. Плазменные процессы в микро- и наноэлектронике. Часть 1. Реактивное ионное травление // Микроэлектроника. -1999. -Т.28. -№5. С. 344-362.

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

19. Бурмаков А.П., Зайков В.А., Лабуда А.А., Черный В.Е. Неустойчивость процесса реактивного магнетронного распыления // Журнал прикладной спектроскопии. -1996. Т. 63. -№6. - С. 1049-1053.

20. К.Н. Schoenbach, R. Verhappen, Т. Tessnow, F.E. Peterkin, W.W. Byszewski. Microhollow cathode discharges // Appl. Phys. Lett. -1996. -Vol.68. -№1. P. 13-15.

21. Stark Robert H., Schoenbach Karl H. Direct current high-pressure glow discharges // Appl. Phys. -1999. -Vol.85. -№4. P. 2075-2080.

22. Гаврилов H.B., Емлин Д.P., Никулин С.П. Генерация однородной плазмы в тлеющем разряде с полым анодом и широкоапертурным полым катодом // Письма в ЖТФ. -1999. -Вып. 25. -№12. С. 83-88.

23. Никулин С.П., Кулешов С.В. Генерация однородной плазмы в тлеющих разрядах низкого давления // Журнал технической физики. -2000. -Вып. 70. -№4. С. 18-23.

24. Визирь А.В., Оке Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Несамостоятельный тлеющий разряд с полым катодом для широкоапертурных ионных источников // Журнал технической физики. -1997. -Вып. 67. -№6. С. 27-31.

25. Pinnaduwage Lai A., Ding Weixing, McCorkle Dennis L. Enhanced electron attachment to highly excited molecules using a plasma mixing scheme // Appl. Phys. Lett. -1997. -Vol.71. -№25. P. 3634-3636.

26. Патент 5449977 США, МКИ H 01 J 37/00. Устройство и способ возбуждения плазмы с однородной плотностью потока / Matsushita Electric Industrial Co. -Ltd.- №326360; Заявл. 20.10.94; Опубл. 12.09.95. приор. 14.4.92, №4-098056 (Япония); НКИ 315/111.51.

27. Yasaka Yasuyoshi, Nakamura Tomokazu. Control of process uniformity by using electron cyclotron resonance plasma produced by multiannular antenna // Appl. Phys. Lett. -1996. -Vol.68. -№11. P. 1476-1478.

28. Dai Fa "Foster", Wu Chwan-Hwa "John". Assessment of self-consistent analytic model for inductive RF discharge and design of uniform discharge with planar-vertical antennas // IEEE Trans. Plasma Sci. -1996. -Vol.24. -№3. P. 1155-1163.

29. Заявка 19726663 Германия, МПК H 05 H 1/46. Устройство для возбуждения однородных СВЧ волн в плазме / Sung-Spitzl Н. -№19726663.0; Заявл. 23.06.97; Опубл. 28.01.99.

30. Кудряшов С.А., Яфаров Р.К. Влияние неоднородного магнитного поля на распределение плотности плазмы СВЧ газового разряда с ЭЦР // Актуал. пробл. приборостр // Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. (Саратов, 10-12 сент. 1996 г.). 1996. -4.2. - С. 95-96.

31. Sittsworth J.A., Wendt А.Е. Reactor geometry and plasma uniformity in a planar inductively coupled radio frequency argon discharge // Plasma Sources Sci. and Technol. -1996. -Vol.5. -№3. P. 429-435.

32. Uedo Yoko, Muta Hiroshi, Kawai Yoshinobu. Role of peripheral vacuum regions in the control of the electron cyclotron resonance plasma uniformity // Appl. Phys. Lett. -1999. -Vol.74. -№14. P. 1972-1974.

33. Korzec D., Werner F., Winter R., Engemann J. Scaling of microwave slot antenna (SLAN): a concept for efficient plasma generation // Plasma Sources Sci. and Technol. -1996. -Vol.5. -№2. P. 216-234.

34. Stittsworth J.A., Wendt A.E. Striations in a radio frequency planar inductively coupled plasma // IEEE Trans. Plasma Sci. -1996. -Vol.24. -№1. P. 125-126.

35. Doh Hyun-Ho, Yeon Chung-Kyu, Whang Ki-Woong. Effects of bias frequency on reactive ion etching lag in an electron cyclotron resonance plasma etching system // J. Vac. Sci. and Technol. A. -1997. -Vol.15. -№3. -Pt 1.-p.664-667.

36. Ковалевский А.А., Малышев B.C., Цыбульский В.В., Сорокин В.М. Исследование процесса изотропного плазмохимического травления пленок диоксида кремния //Микроэлектроника. -2002. -Т.31. -№5. С.344-349.

37. Woodworth J.R., Aragon В.Р., Hamilton T.W. Effect of bumps on the wafer on ion distribution functions in high-density argon and argon-chlorine discharges // Appl. Phys. Lett. -1997. -Vol.70. -№15. P. 1947-1949.

38. Hebner G.A., Blain M.G., Hamilton T.W. Influence of surface material on the boron chloride density in inductively coupled discharges // J. Vac. Sci. and Technol. A. -1999. -Vol.17. -№6. P. 3218-3224.

39. Miyata Koji, Hori Masaru, Goto Toshio. CFX radical generation by plasma interaction with fluorocarbon films on the reactor wall // J. Vac. Sci. and Technol. A. -1996. -Vol.14. -№4. P. 2083-2087.

40. Komine Kenji, Araki Nobusige, Noge Saturn, Ueno Hiroki, Hohkawa Kohji. Residuals caused by the CF4 gas plasma etching process // Jap. J. Appl. Phys.1996. -Vol.35. -№5b. Pt.l.- P. 3010-3014.

41. McLane G.F., Dubey M., Wood M.C., Lynch K.E. Dry etching of germanium in magnetron enhanced SF6 plasmas // J. Vac. Sci. and Technol. B.1997. Vol.15. -№4. P. 990-992.

42. Stoffels W.W., Stoffels E., Tachibana K. Polymerization of fluorocarbons in reactive ion etching plasmas // J. Vac. Sci. and Technol. A. -1998. -Vol.16. -№1. -P. 87-95.

43. Schwarzenbach W., Cunge G., Booth J.P. High mass positive ions and molecules in capacitively-coupled radio-frequency CF4 plasmas // J. Appl. Phys. -1999. -Vol.85. -№11. P. 7562-7568.

44. Mieno Т., Samukawa S. Generation and extinction characteristics of negative ions in pulse-time-modulated electron cyclotron resonance chlorine plasma// Plasma Sources Sci. and Technol. -1997. -Vol.6. -№3. P. 398-404.

45. Вагнер И.В., Болгов Э.И., Гракун В.Ф., Гохвельд B.JI., Кудлай В.А. Элементарная ячейка для формирования электронных пучков произвольной формы в высоковольтном разряде в газе // Журнал технической физики. -1974. -Т. 44. -В.8.- С. 1669-1674.

46. Комов А.Н, Колпаков А.И., Бондарева Н.И., Захаренко В.В. Электроннолучевая установка для пайки элементов полупроводниковых приборов // Приборы и техника эксперимента. -1984. -№5. С. 218-220.

47. Вагнер И.В., Болгов Э.И., Гракун В.Ф., Гохвельд В.Л., Кудлай В.А. Автоматическая сварка. -1972. -№12. -27.

48. Handle S.К., Nordhage F.R. Method for triggering high voltage vacuum discharges // J. Appl. Phys. -1997. -Vol.81. -№9. P. 6473-6475.

49. Арцимович Л.А., Лукьянов С.Ю. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях. -М.: Наука, 1972. -224 с.

50. Чернетский A.B. Введение в физику плазмы. -М.: Атомиздат, 1969. -303 с.

51. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. -М.: Наука, 1987. -592 с.

52. Черняев В.Н. Физико-химические процессы в технологии РЭА. -М.: Высшая школа, 1987. -376 с.

53. Измайлов C.B. К термической теории испускания электронов под влиянием удара быстрых ионов // ЖЭТФ. -1939. -Т.9. -В.12. С.1473-1483.

54. Матаре Г. Электроника дефектов в полупроводниках / Под ред. С.А Медведева. -М.: Мир, 1974. -463 с.

55. Сарычев М.Е. Нелинейно-диффузионная модель процесса плазмохими-ческого травления полимерных резистов. Моделирование технологических процессов микроэлектроники / Под ред. Т.М. Мхвиладзе // Труды ФТИ-АН,- М.: Наука, 1992. -Т.З. С. 74-84.

56. Валиев К.А., Мхвиладзе Т.М., Сарычев М.Е. Механизм плазмохимичес-кого травления полимеров // Доклады АН СССР. -1985. -Т. 283. -№2. -С.366-369.

57. Киреев В.Ю., Данилин Б.С., Кузнецов В.И. Плазмохимическое и ионно-химическое травление микроструктур. -М.: Радио и связь, 1983. -126 с.

58. Ивановский Г.Ф. Ионно-плазменная обработка материалов. -М.: Радио и связь, 1986. -232 с.

59. Багрий И.П., Чечко Г.А. Моделирование процессов плазмохимического травления в технологии производства ИС. Киев, 1989. 21 с. (Препринт / Инт кибернетики им. М.М. Глушкова АН УССР, 89-46).

60. Киреев В.Ю., Назаров Д.А., Кузнецов В.И. Ионно стимулированное газовое травление // Электронная обработка материалов. -1986. -№6. - С.40-43.

61. Gerlach-Meyer V. Ion enhanced gas-surface reactions: A kinetic model for the etching mechanism // Surface Sci. -1981. -V.103. -№213. P.524-534.

62. Браун С. Элементарные процессы в плазме газового разряда. -М.: Гос-атомиздат, 1961. -323 с.

63. Ohtsu Yasunori, Matsuo Hitoshi, Fujita Hiroharu. Spatial structure of electrons and fluorine atoms in a CF4 RF magnetron plasma // Plasma Sources Sci. and Technol. -1996. -Vol.5. -№2. P. 344-348.

64. Hayashi Daiyu, Nakamoto Masahiko, Takada Noriharu, Sasaki Koichi, Kadota Kiyoshi. Role of reaction products in F~ production in low-pressure, high-density CF4 plasmas // Jap. J. Appl. Phys. -1999. -Pt.l. -V.38. -№10. P. 6084-6089.

65. Kaga Kouji, Kimura Takashi, Imaeda Takao, Ohe Kazuyuki. Spatial structure of electronegative Ar/CF4 plasmas in capacitive RF discharges // Jap. J. Appl. Phys. -2001. -Pt. 1. -V.40. 10. P. 6115-6116.

66. Лукичев В.Ф., Юнкин В.А. Масштабирование скорости травления и подобие профилей при плазмохимическом травлении // Микроэлектроника. -1998. -Т.27. -№3. С. 229-239.

67. Броудай И., Мерей Дж. Физические основы микротехнологии / Под ред. А.В. Шальнова. -М.: Мир, 1985. -496 с. (Brodie I., Muray J. The Physics of Microfabrication. N.Y., Plenum Press, 1982).

68. Coburn J.W., Winters H.F., Chuang C.J. Ion-surface interactions in plasma etching // J. Appl. Phys. -1977. -V.48. -№ 8. P. 3532-3540.

69. Полтавцев Ю.Г., Князев А.С. Технология обработки поверхности в микроэлектронике. -Киев: Тэхника, 1990. -192 с.

70. Колпаков А.И. Метод определения чистоты поверхности подложек // Электронная промышленность. -1993. -№4. С.37-39.

71. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов. -М.: Высшая школа, 1974. -400 с.

72. Моро У. Микролитография. 4.1: Пер с англ.- М.: Мир, 1990. -605 с. 103*. Волков А.В., Казанский H.JL, Колпаков В.А. Расчет скорости плазмо-химического травления кварца // Компьютерная оптика. -2001. -№21. С. 121-125.

73. Harsberger W.R., Porter R.A. Spectroscopic analysis of RF plasmas // Solid State Technol. -1979. -V.22. -№4. P.90-103.

74. Horiike Y. Dry etching: an overview // Jap. Annual Reviews in Electronics, Computers and Telecommunicated Semiconductor Technologies. -1983. -V.8. -P. 55-72.

75. Poulsen R.G., Brochu M. Importance of temperatura and temperature control in plasma etching // Si Bricond Silicon. 1973. Nj 1973.

76. Моро У. Микролитография. Принципы, методы, материалы / Под ред. Р.Х. Тимерова. -М.: Мир, 1990. 4.2. -632 с. (Wayne М. Moreau. Semiconductor Lithography. Principles, Practices, and Materials. N.Y. and London, Plenum Press, 1988).

77. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов / Под ред. проф. Я.С. Уманского. -М.: Гос. изд-во физ.-мат. литературы, 1961. -863 с.

78. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. -Л.: изд. Наука, 1975, с. 380,381,390.

79. Френкель Я.И. Введение в теорию металлов. -Л.: изд. Наука, 1972. -250 с.

80. Киреев П.С. Физика полупроводников. -М.: изд. Высшая школа, 1975. -584 е.

81. Юдин В.В. Микролегирование кремния с помощью электроннолучевого нагрева // Электрон, обработка материалов. -1977. -№ 3 (33). С. 27-30.

82. Болтакс Б.И. Диффузия и точечные дефекты в полупроводниках. Л.: изд. Наука, 1972. -379 с.

83. Вавилов B.C., Киев А.Е., Ниязова O.P. Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках. -М.: изд. Наука, 1981.-368 с.

84. Валиев К.А., Раков В.А. Физические основы субмикронной литографии в микроэлектронике. -М.: изд. Радио и связь, 1984. -350 с.

85. Справочник химика. -М.: изд. Химия, 1966. -Т.1. -1071 с.

86. Физический энциклопедический словарь. -М.: изд. Сов. энциклопедия, 1962. -Т.2. -608 с.

87. Маслов A.A. Технология и конструкции полупроводниковых приборов. -М.: Энергия, 1970. -296 с.

88. Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1972. -659 с.

89. Марчук Г.И., Шайдуров В.В. Повышение точности решений разностных схем. -М.: Наука, 1979.