авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В.Скобельцына Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова (НИИЯФ МГУ) ...»

-- [ Страница 2 ] --

Основой для повышения технико-экономической эффективности разрабатываемых перспективных многочастотных плазменных технологий является использование плазмохимических реакторов, которые позволяют качественно улучшить функциональные и эксплуатационные характеристики обработанных полупроводниковых структур, в перспективе, СБИС на их основе. В частности, разработанные методы бездефектного плазменного анизотропного травления слоев ULK материалов позволят улучшить качество межслойной изоляции СБИС, что особенно важно при переходе на топологические нормы 22 нм и менее.

Значения достигаемых экономических показателей могут быть уточнены в ходе последующих прикладных НИР, а также ОКР и ОТР.

Разработанные плазменные методы обработки поверхности ULK материалов используют стандартные для микроэлектроники материалы и процессы. Поэтому перспективная промышленная технология их применения в серийном производстве будет полностью соответствовать требованиям экологической безопасности.

сравнительные технические и эксплуатационные показатели разрабатываемого • образца в сравнении с лучшими отечественными и зарубежными аналогами.

В ходе выполнения НИР был предложен и исследован метод предварительной обработки поверхности в плазме гелия, позволяющий стабилизировать поверхность и минимизировать дефектообразование в ULK пленках, и созданы образцы анизотропно протравленных структур в ULK материалах с использованием плазмохимических технологических методов по своим функциональным характеристикам превосходящие мировой уровень по уровню дефектности.

Потребности отечественного и зарубежного рынков в результатах НИР.

Перспективы освоения разработки в производстве.

Потенциальные потребители.

В настоящее время разработанные методы могут быть востребованы основными мировыми производителями современных СБИС – компанией Intel, а также ведущими российскими производителями – в частности, ОАО "Микрон" (г. Зеленоград, Москва), активно внедряющие технологии производства СБИС с современными топологическими нормами.

Потребности зарубежного рынка могут быть уточнены в ходе последующих прикладных НИР, а также ОКР и ОТР.

производственные и экономические характеристики ожидаемых результатов • внедрения разработки.

ожидаемый срок реализации результатов работы (лет) – 2-5 лет. Для организации серийного производства на основе разработанных лабораторных технлогий необходимо проведение прикладных НИР, а также ОКР и ОТР;

прогнозируемый объем инвестиций на освоение производства (млн. руб.) – не менее 400 млн. рублей;

ожидаемый годовой объем производства продукции (предприятия, количество и стоимость) – объемы производства и его экономические характеристики могут быть уточнены в процессе подготовки и выполнения соответствующих ОКР и ОТР;

масштабы среднегодового спроса (потребность по годам) на продукцию (количество и стоимость) – будут уточнены в процессе выполнения соответствующих ОКР и ОТР по разработке СЭ перспективных образцов оборудования и промышленных технологий на основе полученных результатов НИР;

экспортный потенциал (прогнозируемый спрос на зарубежных рынках, уровень экспорта, %) – возможна продажа лизензий на использование промышленных технологий, которые могут быть разработаны на основе полученных результатов НИР;

импортозамещение (% замещения импортируемых аналогов) – совершенно новая продукция, аналогов не имеет;

срок окупаемости разработки (лет) – 5-10 лет;

жизненный цикл продукции на рынке (лет) – не менее 25 лет.

Проведение патентных исследований по ГОСТ Р 15.011- 4.

Объект и результаты исследований Патентные исследования были проведены по теме научно-исследовательской работы, выполняемой по ГК № 02.740.11.0235, с целью выявить существующие аналоги исследуемых неравновесных процессов в плазме многочастотных емкостных разрядов для разработки многофункциональных плазменных реакторов с прецизионным управлением для травления новых перспективных материалов наноэлектроники.

При проведении патентных исследований была выявлена патентная и научно техническая литература по разрабатываемым многочастотным плазменным реакторам и применениям плазмы двухчастотных емкостных разрядов, в частности, по технологиям травления low-k материалов, а также методам управления плазмой для обеспечения минимизации их повреждения при плазменном процессинге.

Так, например, в патенте РФ № 2408950 “РЕАКТОР ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР” от 10.01.2011 предлагается реактор трансформаторно связанной плазмы с индукционной системой возбуждения разряда, позволяющий увеличить плотность плазмы и, как следствие, повысить скорости плазмохимической обработки.

В патенте США № US 7359177 “DUAL BIAS FREQUENCY PLASMA REACTOR WITH FEEDBACK CONTROL OF ESC VOLTAGE USING WAFER VOLTAGE MEASUREMENT AT THE BIAS SUPPLY OUTPUT” от 15.04.2008 представлена схема двухчастотного плазменного реактора с системой измерения переменного напряжения и тока на подложке. Данная система позволяет также измерять значение постоянного напряжения на обрабатываемом образце.

В патенте США № US 7375947 “Method of feedback control of ESC voltage using wafer voltage measurement at the bias supply output ” от 20.05.2008 описан метод контроля напряжения электростатического держателя в плазменном реакторе. Для этого используется напряжение на подложке, получаемое из измерений подаваемого переменного напряжения и свойств трансмиссионной цепи.

В патенте США № US 7405521 “MULTIPLE FREQUENCY PLASMA PROCESSOR METHOD AND APPARATUS” от 29.07.2008 представлены метод и схема устройства для обработки заготовок в многочастотной плазме (с использованием до трех генераторов на различных частотах). Геометрия плазменного реактора, помимо верхнего и нижнего электродов, включает в себя также систему боковых электродов, на которые также может подаваться переменное напряжение или постоянный потенциал.

В патенте США № US 7503996 “MULTIPLE FREQUENCY PLASMA CHAMBER SWITCHABLE RF SYSTEM AND PROCESSES USING SAME” от 17.03.2009 предлагается многочастотный генератор для плазменных реакторов на основе многочастотного разряда.

Система использует необходимое число одночастотных генераторов, объединяет сигналы от отдельных генераторов, усиливает суммарный сигнал, затем разделяет усиленный сигнал. На выходе данный многочастотный генератор подает мощность в плазменный реактор на нескольких необходимых частотах.

В патенте США № US 7510665 “PLASMA GENERATION AND CONTROL USING DUAL FREQUENCY RF SIGNALS” от 31.03.2009 представлен метод контроля параметров плазмы в плазменных реакторах травления с помощью двухчастотного разряда. Высокая частота отвечает за возбуждение плазмы и диссоциацию ионов, низкая частота отвечает за модуляцию приэлектродного слоя и, соответственно, за энергию ионов, приходящих на электрод.

В патенте США № US 7658969 “CHEMICAL VAPOR DEPOSITION CHAMBER WITH DUAL FREQUENCY BIAS AND METHOD FOR MANUFACTURING A PHOTOMASK USING THE SAME” от 09.02.2010 предлагается схема установки для производства фотомасок, готовая для интеграции в производственную линию. Данная установка включает в себя вакуумную переходную камеру, соединенную с, как минимум, одной камерой осаждения твердых масок и, как минимум, одной камерой плазменного травления хрома.

В патенте США № US 7727413 “DUAL PLASMA SOURCE PROCESS USING A VARIABLE FREQUENCY CAPACITIVELY COUPLED SOURCE TO CONTROL PLASMA ION DENSITY” от 01.06.2010 представлен метод обработки образцов в плазменном реакторе, в котором совместно используются емкостной способ подвода энергии на очень высокой частоте и индукционный способ подвода энергии в радиочастотном диапазоне.

Контроль значения концентрации ионов в плазме осуществляется с помощью контроля эффективной частоты емкостного источника энергии.

В патенте США № US 7736914 “PLASMA CONTROL USING DUAL CATHODE FREQUENCY MIXING AND CONTROLLING THE LEVEL OF POLYMER FORMATION” от 15.06.2010 предлагаются методы обработки подложки в плазменном реакторе с использованием двухчастотного разряда. Для повышения селективности процессов травления используется осаждение полимерной пленки на обрабатываемый образец.

Контроль толщины осаждаемой полимерной пленки осуществляется варьированием отношения мощностей, подаваемых на высокой и низкой частотах.

В патенте США № US 7838430 “PLASMA CONTROL USING DUAL CATHODE FREQUENCY MIXING” от 23.11.2010 представлен метод контроля параметров плазмы в плазменном реакторе для обработки полупроводниковых материалов на основе двухчастотного разряда. Взаимодействие между двумя частотами, подаваемыми на электрод, используется для контроля как минимум одного параметра образующейся в реакторе плазмы.

В патенте США № US 7842159 “INDUCTIVELY COUPLED PLASMA PROCESSING APPARATUS FOR VERY LARGE AREA USING DUAL FREQUENCY” от 30.11. предлагается схема установки плазменного реактора для обработки сверхбольших интегральных схем на основе двухчастотного разряда. Данная установка включает в себя загрузочный модуль, плазменную камеру и две независимые антенны для индуктивной передачи энергии в плазму от генераторов. Данная схема значительно улучшает однородность плазмы и позволяет достичь высоких значений концентраций плазмы.

В патенте США № US 7879185 “DUAL FREQUENCY RF MATCH” от 01.02. представлена схема согласующего устройства для плазменных реакторов на основе двухчастотного разряда. Данная схема состоит их двух согласующих устройств с переменными шунтами, объединенных в общий выход. Согласующее устройство позволяет добиться наиболее эффективного вложения мощности в плазму от двух независимых генераторов на каждой из частот двухчастотного разряда.

В заявке на патент США № US 2007/0020937 “ETCH CHAMBER WITH DUAL FREQUENCY BIASING SOURCES AND A SINGLE FREQUENCY PLASMA GENERATING SOURCE” от 25.01.2007 представлен метод раздельного управления параметрами плазмы в плазменном реакторе. Для более гибкого контроля параметров плазмы предлагается использовать один высокочастотный источник для создания плазмы и один двухчастотный источник для модуляции напряжения около обрабатываемой поверхности.

В заявке на патент США № US 2009/0142930 “GATE PROFILE CONTROL THROUGH EFFECTIVE FREQUENCY OF DUAL HF-VHF SOURCES IN A PLASMA ETCH PROCESS” от 04.01.2009 предлагается метод обработки заготовки для интегральных схем в плазме двухчастотного разряда. Для достижения оптимальных параметров предполагается варьирование мощностей, подаваемых на высокой и очень высокой частотах.

В заявке на патент США № US 2010/0267247 “DUAL FREQUENCY LOW TEMPERATURE OXIDATION OF A SEMICONDUCTOR DEVICE” от 21.10. представлены метод и установка для создания оксидного слоя на поверхности полупроводниковой подложки. Для создания плазмы используется двухчастотный разряд.

Описаны конфигурации с различной мощностью, подаваемой на первой и второй частотах.

Можно отметить, что значительную часть этой документации составляют патенты и заявки на получение патентов, описывающие усовершенствования существующих методик обработки low-k материалов.

Так, например, в патенте США № US 7452660 “METHOD FOR RESIST STRIP IN PRESENCE OF LOW K DIELECTRIC MATERIAL AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME” от 18.11.2008 предлагается методика удаления слоя фоторезиста в плазме, содержащей пары воды без повреждения слоя low-k материала, находящегося под слоем фоторезиста, а также представлена экспериментальная схема для реализации данной методики.

В патенте США № US 7476602 “N 2 BASED PLASMA TREATMENT FOR ENHANCED SIDEWALL SMOOTHING AND PORE SEALING POROUS LOW-K от 13.01.2009 представлена методика изготовления DIELECTRIC FILMS” полупроводникового устройства, включающая в себя формирование low-k слоя на подложке и формирование в нем структур с использованием плазменной обработки.

В патенте США № US 7709392 “LOW K DIELECTRIC SURFACE DAMAGE CONTROL” о т 04.05.2010 представлена методика удаления защитного слоя на основе нитрида кремния и других нитридов в плазме, содержащей фтор, кислород и (дополнительно, но не обязательно) азот и инертный газ для минимизации распыления меди из под защитного слоя и предотвращения повышения грубости поверхности low-k диэлектрика при плазменной обработке.

В патенте США № US 7737525 “METHOD FOR PRODUCING LOW-K CDO FILMS” от 15.06.2010 представлена методика изготовления пленок с низкой диэлектрической проницаемостью, легированных углеродом. Методика включает в себя помещение подложки в напылительную камеру и обработку ее одним или несколькими углеродсодержащими прекурсорами, молекулы которых содержат как минимум одну тройную или двойную углеродную связь, и осаждение легированного углеродом диэлектрического оксидного слоя с диэлектрической постоянной не более 2.7. В патенте США № US 7781351 “METHODS FOR PRODUCING LOW-K CARBON DOPED OXIDE FILMS WITH LOW RESIDUAL STRESS” от 24.08.2010 представлена аналогичная методика с дополнительным применением двухчастотного газового разряда в напылительной камере с большей мощностью на низкой частоте для получения легированных слоев с диэлектрической постоянной не более 3 и остаточным напряжением не более 50 МПа.

В патенте США № US 7799705 “METHODS FOR PRODUCING LOW STRESS POROUS LOW-K DIELECTRIC MATERIALS USING PRECURSORS WITH ORGANIC FUNCTIONAL GROUPS” от 21.09.2010 представлена методика получения low-k слоев с низким значением остаточного напряжения с использованием прекурсоров и/или порогенов различного вида, имеющими как минимум одну органическую функциональную группу.

После осаждения пленки осуществляется удаление порогена.

В патенте США № US 7807219 “REPAIRING AND RESTORING STRENGTH OF ETCH-DAMAGED LOW-K DIELECTRIC MATERIALS” от 05.10.2010 представлен процесс обработки low-k материалов, прошедших плазменную обработку и имеющих поверхностно связанные силанольные группы в а) катализатором, б) сверхкритическим растворителем, катализатором и покрывающим реагентом для создания поверхностно-связанных силановых структур. Последующая обработка материала органической кислотой используется для удаления адсорбированной воды.

В патенте США № US 7910936 “N 2 BASED PLASMA TREATMENT FOR ENHANCED SIDEWALL SMOOTHING AND PORE SEALING POROUS LOW-K от представлена технология производства DIELECTRIC FILMS” 22.03. полупроводниковых структур, формирования low-k слоя и создания в нем структур методами плазменной обработки.

В заявке на патент № WO 2009/085098 “VAPOR PHASE REPAIR AND PORE SEALING OF LOW-K DIELECTRIC MATERIALS” от 09.07.2009 представлена методика обработки low-k материалов на полупроводниковой подложке. В ходе обработки газообразным катализатором и алкоксисилановым реагентом происходит удаление силанольных групп с поверхности поврежденного при травлении low-k слоя.

В заявках на патент № WO 2009/111473 “METHOD FOR CURING A POROUS LOW DIELECTRIC CONSTANT DIELECTRIC FILM” от 11.09.2009 и № WO 2010/ “DIELECTRIC MATERIAL TREATMENT SAYSTEM AND METHOD OF OPERATING” от 25.03.2010 представлена методика обработки пленок с диэлектрической постоянной порядка 4 инфракрасным и ультрафиолетовым излучением.

В заявке на патент США № US 2009/0042398 “METHOD FOR ETCHING LOW-K MATERIAL USING AN OXIDE HARD MASK” от 12.02.2009 представлена методика модификации многослойных пленочных структур, состоящих из SiOCH и SiO x слоев путем травления через маску.

В заявке на патент США № US 2009/0087980 “METHODS OF LOW-K DIELECTRIC AND METAL PROCESS INTEGRATION” от 02.04.2009 представлен интегрированный процесс создания металлизированных слоев для электронных устройств, включающий в себя планаризацию металла в low-k структурах с последующей очисткой поверхности.

В заявке на патент США № US 2009/0173718 “METHOD OF DAMAGED LOW-K DIELECTRIC FILM LAYER REMOVAL” от 09.07.2009 представлена система и методика удаления поврежденного материала low-k пленок в области, где осуществлялось травление структур.

В заявке на патент США № US 2009/0197422 “REDUCING DAMAGE TO LOW-K MATERIALS DURING PHOTORESIST STRIPPING” от 06.08.2009 представлена методика формирования структур в пористых диэлектрических low-k материалах путем травления через органическую маску с возможностью нанесения защитного слоя между low-k пленкой и маской.

В заявке на патент США № US 2009/0229629 “STRIPPER FOR COPPER/LOW K BEOL CLEAN” от 17.09.2009 представлена методика удаления фоторезиста и побочных продуктов травления в процессе производства электронных устройств.

В заявке на патент США № US 2009/0229638 “METHOD OF DIELECTRIC FILM TREATMENT” от 17.09.2009 представлена методика очистки поверхности подложки после травления в зависимости от типа подложки и загрязнения. В процессе очистки сохраняются свойства low-k слоя, в котором осуществлялось травление.

В заявке на патент США № US 2009/0321945 “SIDE WALL PORE SEALING FOR LOW-K DIELECTRICS” от 31.12.2009 представлен процесс формирования межслойных соединений в интегральной микросхеме, включающий в себя нанесение слоя пористого low-k диэлектрика, последующее травлением в нем отверстий, запечатывание стенок отверстий порогеном, нанесение металлического слоя и удаление порогена.

В заявке на патент США № US 2010/0015731 “METHOD OF DIELECTRIC FILM REPAIR” от 21.01.2010 предлагается методика восстановления обедненных углеродом low k материалов, включающая подбор реагентов для восстановления и применение их к low-k пленкам. Наблюдается восстановление свойств поврежденных low-k пленок.

В заявке на патент США № US 2010/0022091 “METHOD FOR PLASMA ETCHING POROUS LOW-K DIELECTRIC LAYERS” от 28.01.2010 представлена методика травления диэлектрических пленок для создания взаимосоединенных структур с использованеим различных фторуглеродных смесей.

В заявке на патент США № US 2010/0029024 “PLASMA PROCESSING METHOD” от 04.02.2010 представлена методика снижения повреждения low-k материалов при плазменном процессинге с использованием определенного способа подачи газа, расположения подложки и зажигания разряда.

В заявке на патент США № US 2010/0043821 “METHOD OF PHOTORESIST REMOVAL IN PRESENCE OF A LOW-K DIELECTRIC LAYER” от 25.02.2010 представлена методика удаления фоторезиста, нанесенного на поверхность low-k материала с использованием последовательной обработки в различных газовых смесях с целью уменьшения повреждения low-k пленки в процессе обработки.

В заявке на патент США № US 2010/0055807 “PLASMA ASHING APPARATUS” от 04.03.2010 представлена методика удаления органических составляющих с подложки, содержащей low-k материалы. Описаны методы получения газового разряда и оптического детектирования параметров процесса.

В заявке на патент США № US 2010/0096699 “PREVENTION OF PLASMA INDUCED DAMAGE ARISING FROM ETCHING OF CRACK STOP TRENCHES IN MULTI LAYERED LOW-K SEMICONDUCTOR DEVICES” от 22.04.2010 представлена методика производства микроэлектронного устройства, включающая в себя нанесение слоя диэлектрика и формирование как минимум одного активного или пассивного элемента на поверхности слоя.

В заявке на патент США № US 2010/0173499 “LOW-K DIELECTTRIC SURFACE DAMAGE CONTROL” от 08.07.2010 предложен метод удаления запирающего слоя на основе нитрата кремния или нитридной основе на медной плёнке резной структуры с помощью вертикального травления. В данном методе используется плазма высокой плотности с высоким содержанием радикалов, в которую входит кислород и фтор для уменьшения обратного осаждения запирающего слоя на медную плёнку и уменьшения образованных плазмой поверхностных неровностей в промежуточном диэлектрическом слое.

В заявке на патент США № US 2010/0175830 “LOW-K DAMAGE AVOIDANCE DURING BEVEL ETCH PROCESSING” от 15.07.2010 предложен метод образования наклонной грани путём травления. Над вытравливаемым слоём образуется фоторезистивная маска.. Наклонная грань счищается с помощью газа, содержащего по крайней мере что-то одно из CO 2, CO, C x H y, H 2, NH 3, C x H y F z, который и образует чистящую плазму, обработке которой и подвергается наклонная грань. Форма вытравливаемой части такая же, как и форма маски, фоторезистивная маска удаляется.

В заявке на патент США № US 2010/0221911 “PROVIDING SUPERIOR ELECTROMIGRATION PERFOMANCE AND REDUCING DETERIORIATIONOF SENSITIVE LOW-K DIELECTRICS IN METALLIZATION SYSTEMS OF от 02.09.2010 описывается возможность создания SEMICONDUCTOR DEVICES” покрывающего проводящего слоя поверх металлического слоя, содержащего медь, в сложных металлизированных структурах для усиления электромиграции без негативно влияющей полной проводимости. Термохимическая обработка может дать наилучшие поверхностные условия для чувствительных диэлектрических материалов а также уменьшить потери углерода, ведущие к значительным изменениям характеристик материалов с очень низкой диэлектрической проницаемостью.

В заявке на патент США № US 2010/0230816 “SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR FORMING THE SAME” от 16.09.2010 представлена методика создания микроэлектронных устройств с уменьшением повреждения слоя low-k материала.

В заявке на патент США № US 2010/0261349 “UV TREATMENT FOR CARBON CONTAINING LOW-K DIELECTRIC REPAIR IN SEMICONDUCTOR PROCESSING” от 14.10.2010 представлена методика обработки углеродсодержащих low-k материалов ультрафиолетовым излучением с целью восстановления их свойств после повреждения при обработке.

В заявке на патент США № US 2010/0261352 “METHOD FOR LOW-K DIELECTRIC ETCH WITH REDUCED DAMAGE” от 14.10.2010 представлена методика травления структур в low-k слое через органическую маску. На low-k слой наносится фторуглеродный слой, после обработки которого производится удаление маски.

В заявке на патент США № US 2010/0264111 “ENHANCED FOCUSED ION BEAM ETCHING OF DIELECTRICS AND SILICON” от 21.10.2010 представлена методика травления кремния, диэлектриков на основе кремния и диэлектрика во low-k фторсодержащих смесях под воздействием ионного пучка.

В заявке на патент США № US 2010/0267231 “APPARATUS FOR EUV DAMAGE REPAIR OF LOW K FILMS PRIOR TO COPPER BARRIER DEPOSITION” от 21.10. представлена методика обработки углеродсодержащих low-k пленок ультрафиолетовым излучением с целью восстановления после повреждения при процессинге. Обработка и последующее нанесение барьерного слоя происходят последовательно в вакууме.

В заявке на патент США № US 2010/0270262 “ETCHING LOW-K DIELECTRIC OR REMOVING RESIST WITH A FILTERED IONIZED GAS” от 28.10.2010 представлена методика травления low-k пленок или удаления слоя резиста с подложки с применением ВЧ разряда при давлении менее 0.1 мТор и ионного фильтра.

В заявке на патент США № US 2011/0062562 “DIELECTRIC LAYER STRUCTURE” от 17.03.2011 представлена структура диэлектрического low-k слоя, а также гидрофобного переходного слоя, снижающего механическое напряжение на границе low-k слоя.

В заявке на патент США № US 2011/0065285 “DIELECTRIC LAYER STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF” от 17.03.2011 представлена методика формирования low-k слоя на подложке, а также нанесения защитного слоя в целях предотвращения адсорбции воды и уменьшения механического напряжения на границе слоев.

В патенте Китая № CN 101764080 “ASHING TREATMENT METHOD IN DUAL DAMASCENE PROCESS” от 30.06.2010 описан метод обработки отжигом в процессе двойной закалки. Поток диоксида углерода используется для того чтобы выполнить отжиг в процессе двойной закалки. Диэлектрическая постоянная low-k или ultra-low-k материалов не может уменьшиться при использовании процесса двойной закалки для отжига, поэтому такая технология не оказывает негативного влияния на производительность полупроводниковых элементов.

В заявке на получение патента Японии № JP 2010/118418 “METHOD OF CLEANING PLASMA PROCESSING DEVICE” от 27.05.2010, описан метод очистки поверхностей оборудования для плазменного процессинга. Такая очистка способна существенным образом повысить производительность технологических процессов, что, конечно, немаловажно для микро- и наноэлектроники промышленного масштаба. Эта технология может также применяться для очистки резистов и масок, сформированных на low-k пленках.

Выводы.

Таким образом, проведенный анализ патентной информации позволил выявить существующие аналоги и возможность создания новых объектов интеллектуальной собственности и обосновать патентную чистоту создаваемого в процессе разработки объекта техники.

Отчет по патентым исследованиям по ГОСТ Р 15.011-96 приведен в Приложении А.

5. Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс Полученные в ходе выполнения НИР по теме "Исследование неравновесных процессов в плазме многочастотных емкостных разрядов для разработки многофункциональных плазменных реакторов с прецизионным управлением для травления новых перспективных материалов наноэлектроники" результаты будут внедрены в образовательный процесс в Научно-образовательном центре "Плазма в микро и нанотехнологии" в соответствии со следующей программой:

1. Внести в программу спецкурса "Физика неравновесных процессов в плазме", проф.

А.Т. Рахимов, следующие изменения и дополнения на основе результатов проведенной НИР:

а) Лекция 6 – "Высокочастотный разряд ":

содержание лекции дополнить данными по экспериментальному исследованию режимов работы двухчастотного емкостного высокочастотного разряда 81 МГц + 1.76 МГц в аргоне, по диапазону условий, в котором возможно квази-независимое управление потоком и спектром ионов, падающих на электрод, а также данными о влиянии поверхности электродов на концентрацию радикалов в ДЧ плазме высокочастотного разряда б) Лекция 7 – "Применения неравновесной слабоионизованной плазмы. Анализ актуальных проблем":

содержание лекции дополнить данными по исследованию раздельного влияния потока метастабильных атомов (He*), ВУФ излучения, и ионов, эмитированных плазмой гелия, и их возможного синергетического эффекта на характеристики обрабатываемых в плазме материалов с низкой диэлектрической постоянной.

2. Включить в содержание диссертации на соискание научной степени кандидата физико-математических наук, подготавливаемой молодым специалистом Чукаловским Александром Александровичем по специальности "Физика плазмы" результаты НИР, полученные при его непосредственном участии, по разработке самосогласованной многомасштабной модели МЧ плазмы в фторуглеродах с учетом процессов во фторуглеродной пленке, а также по разработанной на основе данных спектроскопии плазмы и поверхности кинетической модели процессов во фторуглеродной пленке;

3. Включить в содержание диссертации на соискание научной степени кандидата физико-математических наук, подготавливаемой аспирантом Курчиковым Константином Алексеевичем по специальности "Физика плазмы" результаты НИР, полученные при его непосредственном участии, по изучению концентрации отрицательных ионов и фторуглеродных кластеров методом внутрирезонаторной спектроскопии поглощения, а также по пространственным распределениям радикалов и концентрации отрицательных ионов во фторуглеродной плазме 4. Использовать результаты экспериментальных работ по исследованию механизмов возникновения дефектов в low-k пленке при взаимодействии потоков радикалов О и Н с поверхностью low-k материала в зависимости от параметров плазмы при подготовке дипломных работ студентов кафедры "Атомной физики, физики плазмы и микроэлектроники" физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова, в частности студентов Волынца А.В. и Зотовича А.И.

6. Определение оптимальных режимов возбуждения ДЧ (емкостной, индукционно-емкостной) плазмы для травления структур в алмазе и для модификации поверхности кремния При проведении экспериментов по травлению тестовых структур в поликристаллической алмазной пленке в двухчастотном ВЧЕ разряде в кислорода (см.

разделы 1.1 и 1.2) было обнаружено, что спектр ионов играет определяющую роль в обеспечении высокой скорости и анизотропии травления. Однако при этом было обнаружено, что на поверхности вытравливаемых структур образуются наноразмерные (судя по зарядке пучком в SEM) диэлектрические структуры, связанные с кислородом. На рисунке 6.1а и 6.1б представлены SEM фото поликристаллической алмазной пленки на дне протравленного тренча в ДЧ ВЧЕ разряде в О 2 100 мТор, 1000 В на 1.76МГц и двух вч мощностях на 81 МГц: 50 Вт и 150 Вт соответственно. На фото хорошо на фоне аморфизованной поверхности алмазной пленки видны эти наноразмерные структуры. Также видно, что при росте мощности на 81 МГц с сохранением всех прочих условий происходит заметное увеличение плотности этих структур. Так как при варьировании мощности на высокой частоте 81 МГц увеличиваются только потоки ионов и атомов на поверхность пленки, а энергия ионов при этом остается практически неизменной, то естественно связать образование наноразмерных структур при травлении алмаза с воздействием потока атомов кислорода большего, чем требуется для осуществления механизма реактивного ионного травления.

(а) (б) Рисунок 6.1. SEM фото поликристаллической алмазной пленки на дне протравленного тренча. 30 мин. ДЧ ВЧЕ в О 2 100 мТор, 1000 В на 1.76МГц, (а) - 50 Вт на 81 МГц, (б) - Вт на 81 МГц То, что это так, косвенно подтверждают результаты травления при более высоком давлении 200 мТор, где поток атомов кислорода выше, чем в 100 мТор при прочих равных условиях. SEM фото дна протравленных в алмазной пленке тренчей при 200 мТор О представлены на рисунке 6.2. Более того, при полном стравливании алмазной пленки на кремниевой подложке, на которую она осаждалась, остается много подобных наноразмернызх диэлектрических структур (см. рисунок 6.3). При этом их почти не удается удалить в кислородной плазме, что свидетельствует напрямую о наличие кислорода в них.

(а) (б) Рисунок 6.2. SEM фото поликристаллической алмазной пленки на дне протравленного тренча. 30 мин. ДЧ ВЧЕ в О 2 200 мТор, 1000 В на 1.76МГц, (а) - 50 Вт на 81 МГц, (б) - Вт на 81 МГц Рисунок 6.3. SEM фото поверхности кремния на дне протравленного тренча после стравливания поликристаллической алмазной пленки. ДЧ ВЧЕ в О 2 100 мТор, 1000 В на 1.76МГц, 150 Вт на 81 МГц.

Таким образом, в дальнейшем были предприняты шаги по исследованию анизотропного травления алмазных пленок в смесях кислорода с фторсодержащими газами с целью оптимизации плазмохимии в разряде и на поверхности таким образом, чтобы исключить образование наноразмерных диэлектрических структур на поверхности алмаза при его анизотропном травлении.

Эксперименты в ДЧ ВЧЕ показали, что для плазмохимического анизотропного травления алмазной пленки требуется высокая энергия ионов 200 эВ. В тоже время использование низкой частоты 1.76 МГц дает очень широкий спектр ионов, вплоть до амплитуды приложенного вч напряжения. Анализ полученных и литературных данных показал, что такой спектр не является оптимальным и требуется модификация энергетического спектра ионов таким образом, чтобы он был достаточно пикированным. Как показало моделирование, добиться этого можно переходом на другую вч частоту смещения.

Таким образом, в дальнейших экспериментах в качестве низкой частоты в двухчастотном разряде использовалась частота 13.56 МГц. Кроме этого, вывод о необходимости работы в низком давлении обосновал проведение экспериментов по анизотропному травлении алмазных пленок в двухчастотной индукционной плазме (ДЧ ВЧИ), где рабочее давление в несколько раз ниже, чем в ДЧ ВЧЕ.

Для подбора режимов в процессе травления были проведен ряд экспериментов с накладной маской с характерным размером отверстий 10 мкм. SEM фото поверхности поликристаллической алмазной пленки, в которой были протравлены тестовые структуры через данный шаблон методом его смещения показано на рисунке 6.4. Для травления алмазной пленки использовался двухчастотный ДЧ ВЧИ разряд в смеси SF 6 /О 2 (13.56 МГц индукционный ВЧИ разряд + вч 13.56 МГц смещение на держателе образцов).

На снимке хорошо видно, что в данном режиме двухчастотного ДЧ ВЧИ разряда удается избежать образования диэлектрических оксидных структур на стравливаемой поверхности. Во-первых, травление идет однородно. На дне тренчей полностью воспроизводиться структура поверхности поликристаллической пленки. Следовательно скоростью травления одинакова по поверхности пленки. Во-вторых, травление идет анизотропно. Хорошо видна четкая вытравленная ступенька с субмикронных наклоном. Это свидетельствует об анизотропии 10, что является серьезным достижением в травлении алмаза и свидетельствует о возможности создании субмикронных структур на основе алмазной технологии.

10 мкм Рисунок 6.4. SEM фото поверхности поликристаллической алмазной пленки, в которой были протравлены тестовые структуры через 10 мкм шаблон методом его смещения. ДЧ ВЧИ разряд в смеси SF 6 /О 2 (13.56 МГц индукционный ICP разряд + вч 13.56 МГц смещение на держателе образцов). Давление 10 мТор.

Далее используя технологию твердых SiO 2 масок на поверхности алмазной пленки был создан тестовый рисунок сетки с характерным размером перемычки ~6 мкм окном 10х20 мкм. Эти структуры обрабатывались в ДЧ ВЧИ (13.56 МГц индукционный ICP разряд + 13.56 МГц вч смещение) разряде в смеси SF 6 /О 2 в условиях определенных для прецизионного травления алмазной пленки. На рисунке 6.5 представлено SEM фото тестовой сетки протравленной в поликристаллической алмазной пленке через твердую SiO 2 маску.

Сразу от поверхности видны слой SiO 2 маски (толщина ~2 мкм), затем слой алмазной пленки (толщина ~ 10 мкм) и далее глубокий тренч (~15 мкм) в кремниевой подложке, на дне которого видны оксидные структуры подобные тем, что наблюдались при травлении алмаза в чистом кислороде. Видно, что алмазная пленка с высокой точностью передает форму шаблона.

Рисунок 6.5. SEM фото тестовой микронной сетки в поликристаллической алмазной пленке (толщина ~ 10 мкм) через твердую SiO 2 маску (толщина ~2 мкм), протравленной в ДЧ ВЧИ разряде в смеси F 6 /О 2 (13.56 МГц индукционный ICP разряд + вч 13.56 МГц смещение на держателе образцов). Давление 10 мТор. Характерные размеры шаблона (ширина ~ 6 мкм) и пленки указаны на фото. Ниже пленки структуры на дне тренча в кремниевой подложке.

На рисунке 6.6 показан SEM снимок края протравленной в алмазной пленке тестовой структуры (сетки). Угол наблюдения структуры и характерные размеры, указанные на фото, дают оценку наблюдаемого размера боковой стенки структуры (включая шероховатость) ~ 0.5 мкм при толщине пленки ~10 мкм. Это дает возможность оценить анизотропию травления как 15-20, что является высоким значением для процесса травления алмаза.

Данная оценка позволяет создавать заданные литографией структуры в алмазе субмикронного масштаба. Таким образом, подбором оптимального режима двухчастотного вч разряда и плазмохимии рабочей смеси удается обеспечить высокоанизотропное травление алмаза.

Рисунок 6.6. SEM фото края протравленной в алмазной пленке тестовой структуры (сетки).

Угол наблюдения структуры и характерные размеры, указанные на фото, дают оценку наблюдаемого размера боковой стенки структуры (включая шероховатость) ~0.5 мкм при толщине пленки ~10 мкм.

Выводы Анизотропное травление алмазных пленок в чистом кислороде сопровождается образованием наноразмерных оксидных структур на стравливаемой поверхности, что ведет снижению и пространственной неоднородности скорости травления. Переход к смеси SF 6 /O позволяет решить эту проблему. Использование данной смеси дает возможность избежать образования диэлектрических оксидных структур и обеспечивает однородное травление всей пленки. На стравливаемой поверхности полностью воспроизводиться начальная структура поликристаллической пленки. Переход на более высокую 13.56 МГц частоту вч смещения на образце обеспечивает пикированное оптимальное распределение энергии ионов около вблизи порога реактивно-ионного травления алмаза. Это дает высокую анизотропию травления 15-20, что является крайне высоким значением для процесса травления алмаза.

Выбором оптимального режима двухчастотного вч разряда и плазмохимии рабочей смеси удается обеспечить высокоанизотропное травление алмаза. В оптимизированных условиях созданы тестовые структуры (сетки) из поликристаллической алмазной сетки с высокой субмикронной точностью воспроизведения литографической маски.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ На 4 этапе НИР выполнены следующие работы:

Исследованы режимы работы двухчастотного вч реактора с помощью зондового • метода и анализатора энергии ионов в разных газах - аргоне, гелии, кислороде и водороде. Измерены функции распределения электронов по энергии. Получены параметры плазмы: плотность электронов, температура электронов, плазменный потенциал в широком диапазоне условий.

Методом актинометрии измерены концентрации атомов кислорода на исследуемые • образцы.

Измерены потоки ионов и энергетические спектры ионов падающих на электрод и • соответственно обрабатываемые образцы. Продемонстрированы возможности управления энергией и потоками частиц на образцы с помощью вариации режима работы ДЧ ВЧЕ реактора.

Проведена оптимизация реактивно ионного травления алмазных пленок в ДЧ ВЧЕ • разряде в кислороде с помощью травления тестового тренча диаметром 400 мкм и исследования профилей травления методом сканирующей электронной микроскопии (SEM) во вторичных электронах. Оптимизация осуществлялась по энергии и потоку ионов, а также потоку атомов кислорода, так же как скорости и анизотропии травления.

Показано, спектр ионов, падающих на поверхность алмазной пленки, имеет • решающее значение для реализации механизма реактивно ионного травления. При этом ионы высоких энергий в сотни эВ обеспечивают высокие скорость и анизотропию травления. Для анизотропного травления алмазных пленок необходимо использовать режимы работы двухчастотного вч разряда при низком давлении.

Исследованы особенности структуры двухчастотного ВЧЕ (DFCCP) разряда в гелии и • кислороде на основе численного моделирования с использованием самосогласованной кинетической 1D модели на основе метода «Частиц в ячейке» с Монте-Карло столкновениями (МЧЯ МКС).

Получены распределения электронов и ионов по энергии, которые хорошо • соответствуют экспериментальным данным. Получены пространственные распределения и потоки на электрод заряженных и активных нейтральных частиц – атомов и возбужденных метастабильных атомов и молекул. Детально рассмотрены особенности формирования в ОЧ и ДЧ ВЧЕ разрядах энергетического спектра ионов O 2 + и O+ и потоков заряженных и нейтральных частиц на электрод (и соответственно на поверхность обрабатываемых образцов).

Показано, что переход с частоты вч смещения 1.76 МГц на более высокую 13.56 МГц • частоту обеспечивает пикированное оптимальное распределение энергии ионов вблизи порога реактивно-ионного травления алмаза.

Отработана технология создания твердотельных масок SiO 2, SiO, Si 3 N 4 для процесса • травления моно- и поликристаллических алмазных пленок. Изучены разные методы нанесения SiO 2, SiO, Si 3 N 4 м твердых масок такие как, методы магнетронного распыления, PECVD осаждения и электронно-лучевого и термического распыления.

Показано, что для обеспечения хорошей адгезии масок из данных материалов (толщиной более 1 мкм) к поверхности алмазных пленок необходимо создание специального адгезионного подслоя.

Отработана технология создания адгезионного подслоя карбида кремния SiC с • предварительным высокотемпературным вакуумным отжигом. Отработана технология формирования жесткой твердой маски определенного рисунка методом сухого плазмохимического травления во фторуглеродной плазме через полученную маску из Cr.

Созданы тестовые структуры на поверхности алмазной пленки на основе жестких • масок из SiO 2, SiO, Si 3 N 4 с высокими адгезионными свойствами.

Проведено плазмохимическое травление тестовых структур в поликристаллических • алмазных пленках на основе разработанной технологии твердых масок и реактивно ионного травдения в ДЧ ВЧЕ разряде. Показано, что данная технология дает возможнотсть создавать структуры в поликристаллическом алмазе с достаточно высокой степенью анизотротропии и селективностью, достаточными для микронной технологии. Получены тестовые микронные сетки из пленок поликристаллического алмаза.

Изучено высокоанизотропное травление алмазных пленок в чистом О 2 и смеси SF 6 /O • в ДЧ ВЧИ разряде. Показано, что плазмохимическое травление алмаза в О сопровождается образованием наноразмерных оксидных структур на стравливаемой поверхности. Использование смеси SF 6 /O 2 дает возможность избежать образования диэлектрических оксидных структур и обеспечивает однородное травление всей пленки, что дает высокую анизотропию травления 15-20. Это является достижением для процесса травления алмаза.

Определены оптимального режимы и условия использования двухчастотных вч • разрядов для процесса высокоанизотропного селективного травления алмаза.

С использованием ДЧ ВЧИ разряда в оптимизированных условиях созданы тестовые • структуры (сетки) из поликристаллической алмазной сетки с высокой субмикронной точностью воспроизведения литографической маски.

В целом, в ходе выполнения проекта за 2009-2011 годы выполнены следующие работы:

на 1-ом этапе:

Созданы новые реакторы плазмохимическиго анизотротного высокоселективного • травления на основе двух-(трех-)частотного емкостного и комбинированного емкостно-индукционного разрядов для работы в сложных газовых средах, таких как фторуглероды.

Модернизирована система зондовых измерений на основе цилиндрического зонда • Ленгмюра. Для измерения параметров сложной фторуглеродной плазмы разработан метод микроволновой зондовой диагностики.

Для измерения энергетического спектра ионов в многочастотной плазме разработан • четырех-сеточный анализатор.

Для детектирования эволюции концентраций и потоков атомов и радикалов на • поверхность образца в плазме двухчастотного разряда были собраны схемы широкополосной (от УФ до ближней ИК области) эмиссионной спектроскопии и спектроскопии поглощения с высоким пространственным (~0.2 мм ) и временным (10-20 нс) разрешением.

Разработана самосогласованная одномерная модель разряда на основе метода • Частиц в Ячейке с Монте-Карло столкновениями.

Проведены исследования влияния поверхности электродов на концентрацию • радикалов в ДЧ плазме.

Исследован эффект взаимодействия ионов, быстрых атомов и метастабильных • частиц с поверхность электродов.

на 2-ом этапе:

Исследованы параметры многочастотной (МЧ) плазмы в зависимости от • вложенной мощности, давления и парциального состава газовой смеси;

Исследованы пространственные распределения радикалов и концентрации • отрицательных ионов во фторуглеродной плазме;

Определены потоки радикалов H, F, CF 2, sticking коэффициенты этих радикалов на • поверхности фторуглеродной пленки;

Определены концентрации отрицательных ионов и фторуглеродных кластеров • методом внутрирезонаторной спектроскопии поглощения (Cavity Ring Down Spectroscopy);

Определены диапазоны параметров плазмы, определяющие возникновение • бистабильного режима функционирования плазменного реактора во фторуглеродной плазме;

Исследованы поверхность и структура фторуглеродной пленки, образованной на • поверхности исследуемых материалов, в зависимости от параметров МЧ емкостных разрядов;

Создана самосогласованная многомасштабная (multi-scale, MS) модель МЧ плазмы в • фторуглеродах с учетом процессов во фторуглеродной пленке;

Разработана на основе данных спектроскопии плазмы и поверхности кинетическая • модель процессов во фторуглеродной пленке;

Исследованы основные процессы в плазме, влияющие на структуру глубоких • канавок (тренчей) при анизотропном травлении low-k материала;

Определены коэффициенты вторичной электронной эмиссии электронов с • поверхности нагруженного электрода для плазмы на низкой частоте для разных материала электрода.

на 3-ем этапе:

Проведен анализ возможных механизмов возникновения дефектов в low-k пленке • (SiOHC нанопористая структура) при взаимодействии с МЧ плазмой в смесях (He, O2, H2) и в послесвечении • Исследованы предполагаемые механизмы возникновения дефектов в low-k пленке при взаимодействии потоков радикалов О и Н с поверхностью low-k материала в зависимости от параметров плазмы • Разработана многомасштабная (multi-scale) модели возникновения дефектов при взаимодействии low-k пленки с МЧ плазмой. Определены скорости процессов в нанопористой пленке с учетом теории случайных блужданий в наноразмерных порах • Разработаны методы предобработки low-k материала в ДЧ (емкостной и индукционно емкостной) плазме гелия для создания структурных нанослоев, препятствующей возникновению дефектов в low-k материале при травлении резиста • Исследовано раздельное влияние потока метастабильных атомов (He*), ВУФ излучения, и ионов, эмитированных плазмой гелия, и их возможного синергетического эффекта на характеристики low-k пленки, образованной из разного органического прекурсора (разная SiOHC структура) • Определены параметры ДЧ плазмы, позволяющей с учетом предобработки low-k материала бездефектно стравливать резист в плазме с кислородом или водородом • Определены потоки и энергии ионов гелия для предобработки low-k материала, образованного из разного органического прекурсора (разная SiOHC структура).

на 4-ом этапе:

Исследованы режимы работы двухчастотного вч реактора с помощью зондового • метода и анализатора энергии ионов в разных газах - аргоне, гелии, кислороде и водороде. Измерены функции распределения электронов по энергии. Получены параметры плазмы: плотность электронов, температура электронов, плазменный потенциал в широком диапазоне условий.

Методом актинометрии измерены концентрации атомов кислорода на исследуемые • образцы.

Измерены потоки ионов и энергетические спектры ионов падающих на электрод и • соответственно обрабатываемые образцы. Продемонстрированы возможности управления энергией и потоками частиц на образцы с помощью вариации режима работы ДЧ ВЧЕ реактора.

Проведена оптимизация реактивно ионного травления алмазных пленок в ДЧ ВЧЕ • разряде в кислороде с помощью травления тестового тренча диаметром 400 мкм и исследования профилей травления методом сканирующей электронной микроскопии (SEM) во вторичных электронах. Оптимизация осуществлялась по энергии и потоку ионов, а также потоку атомов кислорода, так же как скорости и анизотропии травления.

Показано, спектр ионов, падающих на поверхность алмазной пленки, имеет • решающее значение для реализации механизма реактивно ионного травления. При этом ионы высоких энергий в сотни эВ обеспечивают высокие скорость и анизотропию травления. Для анизотропного травления алмазных пленок необходимо использовать режимы работы двухчастотного вч разряда при низком давлении.

Исследованы особенности структуры двухчастотного ВЧЕ (DFCCP) разряда в гелии и • кислороде на основе численного моделирования с использованием самосогласованной кинетической 1D модели на основе метода «Частиц в ячейке» с Монте-Карло столкновениями (МЧЯ МКС).

Получены распределения электронов и ионов по энергии, которые хорошо • соответствуют экспериментальным данным. Получены пространственные распределения и потоки на электрод заряженных и активных нейтральных частиц – атомов и возбужденных метастабильных атомов и молекул. Детально рассмотрены особенности формирования в ОЧ и ДЧ ВЧЕ разрядах энергетического спектра ионов O2+ и O+ и потоков заряженных и нейтральных частиц на электрод (и соответственно на поверхность обрабатываемых образцов).

Показано, что переход с частоты вч смещения 1.76 МГц на более высокую 13.56 МГц • частоту обеспечивает пикированное оптимальное распределение энергии ионов вблизи порога реактивно-ионного травления алмаза.

Отработана технология создания твердотельных масок SiO2, SiO, Si3N4 для процесса • травления моно- и поликристаллических алмазных пленок. Изучены разные методы нанесения SiO2, SiO, Si3N4 м твердых масок такие как, методы магнетронного распыления, PECVD осаждения и электронно-лучевого и термического распыления.

Показано, что для обеспечения хорошей адгезии масок из данных материалов (толщиной более 1 мкм) к поверхности алмазных пленок необходимо создание специального адгезионного подслоя.

Отработана технология создания адгезионного подслоя карбида кремния SiC с • предварительным высокотемпературным вакуумным отжигом. Отработана технология формирования жесткой твердой маски определенного рисунка методом сухого плазмохимического травления во фторуглеродной плазме через полученную маску из Cr.

Созданы тестовые структуры на поверхности алмазной пленки на основе жестких • масок из SiO2, SiO, Si3N4 с высокими адгезионными свойствами.

Проведено плазмохимическое травление тестовых структур в поликристаллических • алмазных пленках на основе разработанной технологии твердых масок и реактивно ионного травдения в ДЧ ВЧЕ разряде. Показано, что данная технология дает возможнотсть создавать структуры в поликристаллическом алмазе с достаточно высокой степенью анизотротропии и селективностью, достаточными для микронной технологии. Получены тестовые микронные сетки из пленок поликристаллического алмаза.

Изучено высокоанизотропное травление алмазных пленок в чистом О2 и смеси SF6/O • в ДЧ ВЧИ разряде. Показано, что плазмохимическое травление алмаза в О сопровождается образованием наноразмерных оксидных структур на стравливаемой поверхности. Использование смеси SF6/O2 дает возможность избежать образования диэлектрических оксидных структур и обеспечивает однородное травление всей пленки, что дает высокую анизотропию травления 15-20. Это является достижением для процесса травления алмаза.

Определены оптимального режимы и условия использования двухчастотных вч • разрядов для процесса высокоанизотропного селективного травления алмаза.

С использованием ДЧ ВЧИ разряда в оптимизированных условиях созданы тестовые • структуры (сетки) из поликристаллической алмазной сетки с высокой субмикронной точностью воспроизведения литографической маски.

Все проведенные в проекте исследования находятся на уровне мировых достижений.

Большинство результатов имеет приоритетный характер. По результатам экспериментальных и теоретических исследований опубликованы работы в высокорейтинговых журналах.


По результатам проведенных за срок проекта 2009-2011 года:

сделано 4 доклада на Международных конференциях:

1. Olga Proshina, Tatyana Rakhimova, Alexander Rakhimov, Dmitry Voloshin “Two modes of ccp rf discharge in CF4” 63rd Annual Gaseous Electronics Conference, Abstract:

CTP.00143, 2010;

Paris, France;

Bulletin of The American Physical Society, Series II, v.55, No.7, p.41.

2. Dmitry Voloshin, Oleg Braginsky, Alexander Kovalev, Dmitry Lopaev, Olga Proshina, Tatyana Rakhimova, Anna Vasilieva, “Experimental and theoretical study of dynamic effects in low-frequency capacitively coupled discharges” 63rd Annual Gaseous Electronics Conference, Abstract: CTP.00150, 2010;

Paris, France;

Bulletin of The American Physical Society, Series II, v.55, No.7, p.42.

3. E.M. Malykhin, O.V. Braginsky, A.S. Kovalev, D.V. Lopaev, A.T. Rakhimov, T.V.

Rakhimova, A.N. Vasilieva, S.M. Zyryanov, K.N. Koshelev, V. M. Krivtsun, Yakushev O.F. In-line plasma cleaning of EUV multilayer mirrors // Bulletin of the American Physical Society, 63rd Gaseous Electronics Conference & 7th International Conference on Reactive Plasmas, October 4-8, 2010, Paris, France, Vol.55, No.7, BT2 4. MATERIALS FOR ADVANCED METALLIZATION, 7-10 March 2010 Mechelen, Belgium"Spatially resolved dynamics of methyl groups removal from SiOCH films by oxygen atoms. Monte Carlo model of O atoms behavior in nanoporous material".Yu. A.

Mankelevich, O.V. Braginsky, A.S. Kovalev, D.V. Lopaev, E.M. Malykhin, T.V.

Rakhimova, A.T. Rakhimov,A.N.Vasilieva, S.M. Zyryanov,and M.R. Baklanov и опубликованы следующие статьи в высокорейтинговых журналах:

1. А. П. Палов, Ю. А. Манкелевич, Т. В. Рахимова, Д. Шамирян “Зарядка субмикронных структур при травлении диоксида кремния в одно и двухчастотном газовом разряде”Физика плазмы, 2010, том 36, № 10, с. 949– 2. A P Palov, Yu A Mankelevich, T V Rakhimova and D Shamiryan “Charging and the secondary electron–electron emission on a trench surface: broadening and shift of ion energy spectrum at plasma trench etching”, J. Phys. D: Appl. Phys. 43 (2010) 075203 (7pp) 3. D. Voloshin, O. Proshina and T. Rakhimova “Dynamic effects in dual-frequency capacitively coupled discharges” Journal of Physics: Conference Series. vol. 207, 2010, p.

4. O. V. Braginsky, A. S. Kovalev, D. V. Lopaev, E. M. Malykhin, Yu. A. Mankelevich, T. V.

Rakhimova, A. T. Rakhimov, A. N. Vasilieva, S. M. Zyryanov, and M. R. Baklanov “The mechanism of low-k SiOCH film modification by oxygen atoms” JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 108, 073303 (2010) 5. O. V. Braginsky, A. S. Kovalev, D. V. Lopaev, T. V. Rakhimova, A. T. Rakhimov, A. N.

Vasilieva, S. M. Zyryanov “ Study of spatial distributions of F, H and CF2 radicals in DF CCP discharge in Ar/CF4 and Ar/CHF3 mixtures” Journal of Physics: Conference Series (2010) 012014 (6 pp.) 6. E. Kunnen, M. R. Baklanov, A. Franquet, D. Shamiryan, T. V. Rakhimova, A. M.

Urbanowicz, H. Struyf, and W. Boullart, J. Vac. Sci. Technol. B, 28, 450 (2010).

7. O V Proshina, T V Rakhimova, A T Rakhimov and D G Voloshin, “Two modes of capacitively coupled rf discharge in CF4.” Plasma Sources Sci. Technol. 19 (2010) 065013 (9pp).

8. Е.М. Малыхин, В.А. Кривченко, Д.В. Лопаев, Т.В. Рахимова, С.М. Зырянов. «Структура тонких пленок, осажденных под EUV-излучением 13.5 нм » Вестник МГУ. Серия 3.

Физика. Астрономия. 2011, №1, стр.53- 9. Е.М. Малыхин, Д.В. Лопаев, А.Т. Рахимов, Т.В. Рахимова, О.В. Брагинский, А.С.

Ковалев, А.Н. Васильева, С.М. Зырянов. «Плазменная очистка аморфного углерода с поверхности многослойных зеркал в EUV литографии » Вестник МГУ. Серия 3. Физика.

Астрономия. 2011, №2, стр.184- 10. С.М. Зырянов, А.С. Ковалев, Д.В. Лопаев, Е.М. Малыхин, А.Т. Рахимов, Т.В. Рахимова, К.Н. Кошелев, В.М. Кривцун. «Гибель атомов водорода в Н2 плазме на поверхности материалов, представляющих интерес в литографии экстремального ультрафиолета»

Физика плазмы, 2011, № 11. D.V. Lopaev, E.M. Malykhin and S.M. Zyryanov. Surface recombination of oxygen atoms in O2 plasma at increased pressure: I. The recombination probability and phenomenological model of surface processes // J. Phys. D: Appl. Phys. 44 (2011) 12. D.V. Lopaev, E.M. Malykhin and S.M. Zyryanov. Surface recombination of oxygen atoms in O2 plasma at increased pressure: II. Vibrational temperature and surface production of ozone // J. Phys. D: Appl. Phys. 44 (2011) 13. O. V. Braginsky, A. S. Kovalev, D. V. Lopaev, E.M. Malykhin, Yu..A. Mankelevich, O.V.

Proshina, T. V. Rakhimova, A. T. Rakhimov, D.G. Voloshin, A. N. Vasilieva, S. M. Zyryanov, E.A. Smirnov and M. R.Baklanov. “The effect of He plasma treatment on properties of organosilicate glass low-k films ” JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 109, 043303 (2011) Все проведенные исследования находятся на уровне мировых достижений.

Большинство результатов имеет приоритетный характер. Две работы, опубликованные в ведущем международном журнале, были оценены, как центральная публикация номера и попали в список наиболее читаемых 20 работ:

Research Highlights The mechanism of low-k SiOCH film modification by oxygen atoms O. V. Braginsky, A. S. Kovalev, D. V. Lopaev, E. M. Malykhin, Yu. A. Mankelevich, T. V.

Rakhimova, A. T. Rakhimov, A. N. Vasilieva, S. M. Zyryanov, and M. R. Baklanov J. Appl. Phys. 108, 073303 (2010) “The effect of He plasma treatment on properties of organosilicate glass low-k films ” O. V. Braginsky, A. S. Kovalev, D. V. Lopaev, E.M. Malykhin, Yu..A. Mankelevich, O.V.

Proshina, T. V. Rakhimova, A. T. Rakhimov, D.G. Voloshin, A. N. Vasilieva, S. M. Zyryanov, E.A. Smirnov and M. R.Baklanov. J. Appl. Phys. 109, 043303 (2011) К выполнению работ привлечены студенты физического факультета МГУ, аспиранты физического факультета МГУ, а также молодые специалисты – сотрудники НИИЯФ МГУ.

Результаты НИР внедряются в образовательный процесс, в том числе они будут включены в программу спецкурсов, читаемых в рамках НОЦ "Плазма в микро и нанотехнологии" и ведущей научной школы НШ-3322.2010.2, использоваться при выполнении преддипломных и дипломных работ и, в дальнейшем, подготовки диссертаций на соискание научной степени кандидата физико-математических наук.

Таким образом, можно ожидать, что полученные результаты представляют большой практический интерес и создает существенный технологический задел для разработки перспективных реакторов высокоанизотропного травления для введения новых материалов в наноэлектронику.

Полученные результаты соответствуют требованиям ТЗ и КП.

Список использованных источников:

1. T. V. Rakhimova, O.V. Braginsky, V.V. Ivanov, T.K. Kim, J.T. Kong, A.S. Kovalev, D.V. Lopaev, Y.A. Mankelevich, O.V. Proshina and A.N. Vasilieva, “Experimental and theoretical study of RF plasma at low and high frequency,” IEEE Transactions on plasma science, vol. 34, pp.

867-877, 2006.

2. T. V. Rakhimova, O. V. Braginsky, V. V. Ivanov, A. S. Kovalev, D. V. Lopaev, Yu. A.

Mankelevich, M. A. Olevanov, O. V. Proshina, A. T. Rakhimov, A. N. Vasilieva and D. G.

Voloshin, “Experimental and Theoretical Study of Ion Energy Distribution Function in Single and Dual Frequency RF Discharges,” IEEE Trans. Plasma Science, vol. 35, no. 5, p.1229-1240, 2007.

3. Смирнов А. С., Уставщиков А. Ю., Фролов К. С. Распределение по энергиям электронов и ионов, бомбардирующих электрод в высокочастотном разряде // Журнал технической физики. 1995. Т. 65, № 8. С. 38– 4. M. Olevanov, O. Proshina, T. Rakhimova, D. Voloshin “Ion energy distribution function in dual-frequency rf capacitively coupled discharges: Analytical model,” Physical Review E, vol.

78, p. 026404 (11 pages), ПРИЛОЖЕНИЕ А Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В.Скобельцына Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова УТВЕРЖДАЮ УДК 621.039.6;

533. Директор НИИЯФ МГУ Инв. № _ М.И.Панасюк «» _ 2011 г.

ОТЧЕТ О ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ по теме «Исследование неравновесных процессов в плазме многочастотных емкостных разрядов для разработки многофункциональных плазменных реакторов с прецизионным управлением для травления новых перспективных материалов наноэлектроники»

по государственному контракту от 07 июля 2009 г. № 02.740.11. Шифр «2009-1.1-124-054-007»

Руководитель работ _ А.Т. Рахимов подпись, дата Москва Объект и результаты исследований Патентные исследования были проведены по теме научно-исследовательской работы, выполняемой по ГК № 02.740.11.0235, с целью выявить существующие аналоги исследуемых неравновесных процессов в плазме многочастотных емкостных разрядов для разработки многофункциональных плазменных реакторов с прецизионным управлением для травления новых перспективных материалов наноэлектроники.

При проведении патентных исследований была выявлена патентная и научно техническая литература по разрабатываемым многочастотным плазменным реакторам и применениям плазмы двухчастотных емкостных разрядов, в частности, по технологиям травления low-k материалов, а также методам управления плазмой для обеспечения минимизации их повреждения при плазменном процессинге.

Так, например, в патенте РФ № 2408950 “РЕАКТОР ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР” от 10.01.2011 предлагается реактор трансформаторно связанной плазмы с индукционной системой возбуждения разряда, позволяющий увеличить плотность плазмы и, как следствие, повысить скорости плазмохимической обработки.

В патенте США № US 7359177 “DUAL BIAS FREQUENCY PLASMA REACTOR WITH FEEDBACK CONTROL OF ESC VOLTAGE USING WAFER VOLTAGE MEASUREMENT AT THE BIAS SUPPLY OUTPUT” от 15.04.2008 представлена схема двухчастотного плазменного реактора с системой измерения переменного напряжения и тока на подложке. Данная система позволяет также измерять значение постоянного напряжения на обрабатываемом образце.

В патенте США № US 7375947 “Method of feedback control of ESC voltage using wafer voltage measurement at the bias supply output ” от 20.05.2008 описан метод контроля напряжения электростатического держателя в плазменном реакторе. Для этого используется напряжение на подложке, получаемое из измерений подаваемого переменного напряжения и свойств трансмиссионной цепи.

В патенте США № US 7405521 “MULTIPLE FREQUENCY PLASMA PROCESSOR METHOD AND APPARATUS” от 29.07.2008 представлены метод и схема устройства для обработки заготовок в многочастотной плазме (с использованием до трех генераторов на различных частотах). Геометрия плазменного реактора, помимо верхнего и нижнего электродов, включает в себя также систему боковых электродов, на которые также может подаваться переменное напряжение или постоянный потенциал.

В патенте США № US 7503996 “MULTIPLE FREQUENCY PLASMA CHAMBER SWITCHABLE RF SYSTEM AND PROCESSES USING SAME” от 17.03.2009 предлагается многочастотный генератор для плазменных реакторов на основе многочастотного разряда.

Система использует необходимое число одночастотных генераторов, объединяет сигналы от отдельных генераторов, усиливает суммарный сигнал, затем разделяет усиленный сигнал. На выходе данный многочастотный генератор подает мощность в плазменный реактор на нескольких необходимых частотах.

В патенте США № US 7510665 “PLASMA GENERATION AND CONTROL USING DUAL FREQUENCY RF SIGNALS” от 31.03.2009 представлен метод контроля параметров плазмы в плазменных реакторах травления с помощью двухчастотного разряда. Высокая частота отвечает за возбуждение плазмы и диссоциацию ионов, низкая частота отвечает за модуляцию приэлектродного слоя и, соответственно, за энергию ионов, приходящих на электрод.

В патенте США № US 7658969 “CHEMICAL VAPOR DEPOSITION CHAMBER WITH DUAL FREQUENCY BIAS AND METHOD FOR MANUFACTURING A PHOTOMASK USING THE SAME” от 09.02.2010 предлагается схема установки для производства фотомасок, готовая для интеграции в производственную линию. Данная установка включает в себя вакуумную переходную камеру, соединенную с, как минимум, одной камерой осаждения твердых масок и, как минимум, одной камерой плазменного травления хрома.

В патенте США № US 7727413 “DUAL PLASMA SOURCE PROCESS USING A VARIABLE FREQUENCY CAPACITIVELY COUPLED SOURCE TO CONTROL PLASMA ION DENSITY” от 01.06.2010 представлен метод обработки образцов в плазменном реакторе, в котором совместно используются емкостной способ подвода энергии на очень высокой частоте и индукционный способ подвода энергии в радиочастотном диапазоне.

Контроль значения концентрации ионов в плазме осуществляется с помощью контроля эффективной частоты емкостного источника энергии.

В патенте США № US 7736914 “PLASMA CONTROL USING DUAL CATHODE FREQUENCY MIXING AND CONTROLLING THE LEVEL OF POLYMER FORMATION” от 15.06.2010 предлагаются методы обработки подложки в плазменном реакторе с использованием двухчастотного разряда. Для повышения селективности процессов травления используется осаждение полимерной пленки на обрабатываемый образец.

Контроль толщины осаждаемой полимерной пленки осуществляется варьированием отношения мощностей, подаваемых на высокой и низкой частотах.

В патенте США № US 7838430 “PLASMA CONTROL USING DUAL CATHODE FREQUENCY MIXING” от 23.11.2010 представлен метод контроля параметров плазмы в плазменном реакторе для обработки полупроводниковых материалов на основе двухчастотного разряда. Взаимодействие между двумя частотами, подаваемыми на электрод, используется для контроля как минимум одного параметра образующейся в реакторе плазмы.

В патенте США № US 7842159 “INDUCTIVELY COUPLED PLASMA PROCESSING APPARATUS FOR VERY LARGE AREA USING DUAL FREQUENCY” от 30.11. предлагается схема установки плазменного реактора для обработки сверхбольших интегральных схем на основе двухчастотного разряда. Данная установка включает в себя загрузочный модуль, плазменную камеру и две независимые антенны для индуктивной передачи энергии в плазму от генераторов. Данная схема значительно улучшает однородность плазмы и позволяет достичь высоких значений концентраций плазмы.

В патенте США № US 7879185 “DUAL FREQUENCY RF MATCH” от 01.02. представлена схема согласующего устройства для плазменных реакторов на основе двухчастотного разряда. Данная схема состоит их двух согласующих устройств с переменными шунтами, объединенных в общий выход. Согласующее устройство позволяет добиться наиболее эффективного вложения мощности в плазму от двух независимых генераторов на каждой из частот двухчастотного разряда.

В заявке на патент США № US 2007/0020937 “ETCH CHAMBER WITH DUAL FREQUENCY BIASING SOURCES AND A SINGLE FREQUENCY PLASMA GENERATING SOURCE” от 25.01.2007 представлен метод раздельного управления параметрами плазмы в плазменном реакторе. Для более гибкого контроля параметров плазмы предлагается использовать один высокочастотный источник для создания плазмы и один двухчастотный источник для модуляции напряжения около обрабатываемой поверхности.

В заявке на патент США № US 2009/0142930 “GATE PROFILE CONTROL THROUGH EFFECTIVE FREQUENCY OF DUAL HF-VHF SOURCES IN A PLASMA ETCH PROCESS” от 04.01.2009 предлагается метод обработки заготовки для интегральных схем в плазме двухчастотного разряда. Для достижения оптимальных параметров предполагается варьирование мощностей, подаваемых на высокой и очень высокой частотах.

В заявке на патент США № US 2010/0267247 “DUAL FREQUENCY LOW TEMPERATURE OXIDATION OF A SEMICONDUCTOR DEVICE” от 21.10. представлены метод и установка для создания оксидного слоя на поверхности полупроводниковой подложки. Для создания плазмы используется двухчастотный разряд.

Описаны конфигурации с различной мощностью, подаваемой на первой и второй частотах.

Можно отметить, что значительную часть этой документации составляют патенты и заявки на получение патентов, описывающие усовершенствования существующих методик обработки low-k материалов.

Так, например, в патенте США № US 7452660 “METHOD FOR RESIST STRIP IN PRESENCE OF LOW K DIELECTRIC MATERIAL AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME” от 18.11.2008 предлагается методика удаления слоя фоторезиста в плазме, содержащей пары воды без повреждения слоя low-k материала, находящегося под слоем фоторезиста, а также представлена экспериментальная схема для реализации данной методики.

В патенте США № US 7476602 “N2 BASED PLASMA TREATMENT FOR ENHANCED SIDEWALL SMOOTHING AND PORE SEALING POROUS LOW-K от 13.01.2009 представлена методика изготовления DIELECTRIC FILMS” полупроводникового устройства, включающая в себя формирование low-k слоя на подложке и формирование в нем структур с использованием плазменной обработки.

В патенте США № US 7709392 “LOW K DIELECTRIC SURFACE DAMAGE CONTROL” от 04.05.2010 представлена методика удаления защитного слоя на основе нитрида кремния и других нитридов в плазме, содержащей фтор, кислород и (дополнительно, но не обязательно) азот и инертный газ для минимизации распыления меди из под защитного слоя и предотвращения повышения грубости поверхности low-k диэлектрика при плазменной обработке.

В патенте США № US 7737525 “METHOD FOR PRODUCING LOW-K CDO FILMS” от 15.06.2010 представлена методика изготовления пленок с низкой диэлектрической проницаемостью, легированных углеродом. Методика включает в себя помещение подложки в напылительную камеру и обработку ее одним или несколькими углеродсодержащими прекурсорами, молекулы которых содержат как минимум одну тройную или двойную углеродную связь, и осаждение легированного углеродом диэлектрического оксидного слоя с диэлектрической постоянной не более 2.7. В патенте США № US 7781351 “METHODS FOR PRODUCING LOW-K CARBON DOPED OXIDE FILMS WITH LOW RESIDUAL STRESS” от 24.08.2010 представлена аналогичная методика с дополнительным применением двухчастотного газового разряда в напылительной камере с большей мощностью на низкой частоте для получения легированных слоев с диэлектрической постоянной не более 3 и остаточным напряжением не более 50 МПа.

В патенте США № US 7799705 “METHODS FOR PRODUCING LOW STRESS POROUS LOW-K DIELECTRIC MATERIALS USING PRECURSORS WITH ORGANIC FUNCTIONAL GROUPS” от 21.09.2010 представлена методика получения low-k слоев с низким значением остаточного напряжения с использованием прекурсоров и/или порогенов различного вида, имеющими как минимум одну органическую функциональную группу.

После осаждения пленки осуществляется удаление порогена.

В патенте США № US 7807219 “REPAIRING AND RESTORING STRENGTH OF ETCH-DAMAGED LOW-K DIELECTRIC MATERIALS” от 05.10.2010 представлен процесс обработки low-k материалов, прошедших плазменную обработку и имеющих поверхностно связанные силанольные группы в а) катализатором, б) сверхкритическим растворителем, катализатором и покрывающим реагентом для создания поверхностно-связанных силановых структур. Последующая обработка материала органической кислотой используется для удаления адсорбированной воды.

В патенте США № US 7910936 “N2 BASED PLASMA TREATMENT FOR ENHANCED SIDEWALL SMOOTHING AND PORE SEALING POROUS LOW-K от представлена технология производства DIELECTRIC FILMS” 22.03. полупроводниковых структур, формирования low-k слоя и создания в нем структур методами плазменной обработки.

В заявке на патент № WO 2009/085098 “VAPOR PHASE REPAIR AND PORE SEALING OF LOW-K DIELECTRIC MATERIALS” от 09.07.2009 представлена методика обработки low-k материалов на полупроводниковой подложке. В ходе обработки газообразным катализатором и алкоксисилановым реагентом происходит удаление силанольных групп с поверхности поврежденного при травлении low-k слоя.

В заявках на патент № WO 2009/111473 “METHOD FOR CURING A POROUS LOW DIELECTRIC CONSTANT DIELECTRIC FILM” от 11.09.2009 и № WO 2010/ “DIELECTRIC MATERIAL TREATMENT SAYSTEM AND METHOD OF OPERATING” от 25.03.2010 представлена методика обработки пленок с диэлектрической постоянной порядка 4 инфракрасным и ультрафиолетовым излучением.

В заявке на патент США № US 2009/0042398 “METHOD FOR ETCHING LOW-K MATERIAL USING AN OXIDE HARD MASK” от 12.02.2009 представлена методика модификации многослойных пленочных структур, состоящих из SiOCH и SiOx слоев путем травления через маску.

В заявке на патент США № US 2009/0087980 “METHODS OF LOW-K DIELECTRIC AND METAL PROCESS INTEGRATION” от 02.04.2009 представлен интегрированный процесс создания металлизированных слоев для электронных устройств, включающий в себя планаризацию металла в low-k структурах с последующей очисткой поверхности.

В заявке на патент США № US 2009/0173718 “METHOD OF DAMAGED LOW-K DIELECTRIC FILM LAYER REMOVAL” от 09.07.2009 представлена система и методика удаления поврежденного материала low-k пленок в области, где осуществлялось травление структур.

В заявке на патент США № US 2009/0197422 “REDUCING DAMAGE TO LOW-K MATERIALS DURING PHOTORESIST STRIPPING” от 06.08.2009 представлена методика формирования структур в пористых диэлектрических low-k материалах путем травления через органическую маску с возможностью нанесения защитного слоя между low-k пленкой и маской.

В заявке на патент США № US 2009/0229629 “STRIPPER FOR COPPER/LOW K BEOL CLEAN” от 17.09.2009 представлена методика удаления фоторезиста и побочных продуктов травления в процессе производства электронных устройств.

В заявке на патент США № US 2009/0229638 “METHOD OF DIELECTRIC FILM TREATMENT” от 17.09.2009 представлена методика очистки поверхности подложки после травления в зависимости от типа подложки и загрязнения. В процессе очистки сохраняются свойства low-k слоя, в котором осуществлялось травление.

В заявке на патент США № US 2009/0321945 “SIDE WALL PORE SEALING FOR LOW-K DIELECTRICS” от 31.12.2009 представлен процесс формирования межслойных соединений в интегральной микросхеме, включающий в себя нанесение слоя пористого low-k диэлектрика, последующее травлением в нем отверстий, запечатывание стенок отверстий порогеном, нанесение металлического слоя и удаление порогена.

В заявке на патент США № US 2010/0015731 “METHOD OF DIELECTRIC FILM REPAIR” от 21.01.2010 предлагается методика восстановления обедненных углеродом low k материалов, включающая подбор реагентов для восстановления и применение их к low-k пленкам. Наблюдается восстановление свойств поврежденных low-k пленок.

В заявке на патент США № US 2010/0022091 “METHOD FOR PLASMA ETCHING POROUS LOW-K DIELECTRIC LAYERS” от 28.01.2010 представлена методика травления диэлектрических пленок для создания взаимосоединенных структур с использованеим различных фторуглеродных смесей.

В заявке на патент США № US 2010/0029024 “PLASMA PROCESSING METHOD” от 04.02.2010 представлена методика снижения повреждения low-k материалов при плазменном процессинге с использованием определенного способа подачи газа, расположения подложки и зажигания разряда.

В заявке на патент США № US 2010/0043821 “METHOD OF PHOTORESIST REMOVAL IN PRESENCE OF A LOW-K DIELECTRIC LAYER” от 25.02.2010 представлена методика удаления фоторезиста, нанесенного на поверхность low-k материала с использованием последовательной обработки в различных газовых смесях с целью уменьшения повреждения low-k пленки в процессе обработки.

В заявке на патент США № US 2010/0055807 “PLASMA ASHING APPARATUS” от 04.03.2010 представлена методика удаления органических составляющих с подложки, содержащей low-k материалы. Описаны методы получения газового разряда и оптического детектирования параметров процесса.

В заявке на патент США № US 2010/0096699 “PREVENTION OF PLASMA INDUCED DAMAGE ARISING FROM ETCHING OF CRACK STOP TRENCHES IN MULTI LAYERED LOW-K SEMICONDUCTOR DEVICES” от 22.04.2010 представлена методика производства микроэлектронного устройства, включающая в себя нанесение слоя диэлектрика и формирование как минимум одного активного или пассивного элемента на поверхности слоя.

В заявке на патент США № US 2010/0173499 “LOW-K DIELECTTRIC SURFACE DAMAGE CONTROL” от 08.07.2010 предложен метод удаления запирающего слоя на основе нитрата кремния или нитридной основе на медной плёнке резной структуры с помощью вертикального травления. В данном методе используется плазма высокой плотности с высоким содержанием радикалов, в которую входит кислород и фтор для уменьшения обратного осаждения запирающего слоя на медную плёнку и уменьшения образованных плазмой поверхностных неровностей в промежуточном диэлектрическом слое.

В заявке на патент США № US 2010/0175830 “LOW-K DAMAGE AVOIDANCE DURING BEVEL ETCH PROCESSING” от 15.07.2010 предложен метод образования наклонной грани путём травления. Над вытравливаемым слоём образуется фоторезистивная маска.. Наклонная грань счищается с помощью газа, содержащего по крайней мере что-то одно из CO2, CO, CxHy, H2, NH3, CxHyFz, который и образует чистящую плазму, обработке которой и подвергается наклонная грань. Форма вытравливаемой части такая же, как и форма маски, фоторезистивная маска удаляется.

В заявке на патент США № US 2010/0221911 “PROVIDING SUPERIOR ELECTROMIGRATION PERFOMANCE AND REDUCING DETERIORIATIONOF SENSITIVE LOW-K DIELECTRICS IN METALLIZATION SYSTEMS OF от 02.09.2010 описывается возможность создания SEMICONDUCTOR DEVICES” покрывающего проводящего слоя поверх металлического слоя, содержащего медь, в сложных металлизированных структурах для усиления электромиграции без негативно влияющей полной проводимости. Термохимическая обработка может дать наилучшие поверхностные условия для чувствительных диэлектрических материалов а также уменьшить потери углерода, ведущие к значительным изменениям характеристик материалов с очень низкой диэлектрической проницаемостью.

В заявке на патент США № US 2010/0230816 “SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR FORMING THE SAME” от 16.09.2010 представлена методика создания микроэлектронных устройств с уменьшением повреждения слоя low-k материала.

В заявке на патент США № US 2010/0261349 “UV TREATMENT FOR CARBON CONTAINING LOW-K DIELECTRIC REPAIR IN SEMICONDUCTOR PROCESSING” от 14.10.2010 представлена методика обработки углеродсодержащих low-k материалов ультрафиолетовым излучением с целью восстановления их свойств после повреждения при обработке.

В заявке на патент США № US 2010/0261352 “METHOD FOR LOW-K DIELECTRIC ETCH WITH REDUCED DAMAGE” от 14.10.2010 представлена методика травления структур в low-k слое через органическую маску. На low-k слой наносится фторуглеродный слой, после обработки которого производится удаление маски.

В заявке на патент США № US 2010/0264111 “ENHANCED FOCUSED ION BEAM ETCHING OF DIELECTRICS AND SILICON” от 21.10.2010 представлена методика травления кремния, диэлектриков на основе кремния и диэлектрика во low-k фторсодержащих смесях под воздействием ионного пучка.

В заявке на патент США № US 2010/0267231 “APPARATUS FOR EUV DAMAGE REPAIR OF LOW K FILMS PRIOR TO COPPER BARRIER DEPOSITION” от 21.10. представлена методика обработки углеродсодержащих low-k пленок ультрафиолетовым излучением с целью восстановления после повреждения при процессинге. Обработка и последующее нанесение барьерного слоя происходят последовательно в вакууме.

В заявке на патент США № US 2010/0270262 “ETCHING LOW-K DIELECTRIC OR REMOVING RESIST WITH A FILTERED IONIZED GAS” от 28.10.2010 представлена методика травления low-k пленок или удаления слоя резиста с подложки с применением ВЧ разряда при давлении менее 0.1 мТор и ионного фильтра.

В заявке на патент США № US 2011/0062562 “DIELECTRIC LAYER STRUCTURE” от 17.03.2011 представлена структура диэлектрического low-k слоя, а также гидрофобного переходного слоя, снижающего механическое напряжение на границе low-k слоя.

В заявке на патент США № US 2011/0065285 “DIELECTRIC LAYER STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF” от 17.03.2011 представлена методика формирования low-k слоя на подложке, а также нанесения защитного слоя в целях предотвращения адсорбции воды и уменьшения механического напряжения на границе слоев.

В патенте Китая № CN 101764080 “ASHING TREATMENT METHOD IN DUAL DAMASCENE PROCESS” от 30.06.2010 описан метод обработки отжигом в процессе двойной закалки. Поток диоксида углерода используется для того чтобы выполнить отжиг в процессе двойной закалки. Диэлектрическая постоянная low-k или ultra-low-k материалов не может уменьшиться при использовании процесса двойной закалки для отжига, поэтому такая технология не оказывает негативного влияния на производительность полупроводниковых элементов.

В заявке на получение патента Японии № JP 2010/118418 “METHOD OF CLEANING PLASMA PROCESSING DEVICE” от 27.05.2010, описан метод очистки поверхностей оборудования для плазменного процессинга. Такая очистка способна существенным образом повысить производительность технологических процессов, что, конечно, немаловажно для микро- и наноэлектроники промышленного масштаба. Эта технология может также применяться для очистки резистов и масок, сформированных на low-k пленках.

Выводы.

Таким образом, проведенный анализ патентной информации позволил выявить существующие аналоги и возможность создания новых объектов интеллектуальной собственности и обосновать патентную чистоту создаваемого в процессе разработки объекта техники.

ПРИЛОЖЕНИЕ АА ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОВЕДЕНИЕ ПАТЕНТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ УТВЕРЖДАЮ Руководитель НИР по ГК № 02.740.11. А.Т. Рахимов « 01 » февраля 2011 г.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.