Сравнительное исследование ICP плазмы газов CF4, CBrF3, C2Br2F4

Авторы из ФТИАН им. К.А. Валиева РАН: В. О. Кузьменко, А. В. Мяконьких, К. В. Руденко

Результат получен совместно с Ивановским Государственным Химико-Технологическим Университетом (А. М. Ефремов)

Применение диэлектриков с ультранизкой диэлектрической проницаемостью в системе металлизации современных интегральных схем требует низкоповреждающего процесса травления диэлектрика для сохранения низкого значения диэлектрической проницаемости в процессе создания структуры межсоединений. В представленной работе работе изучен подход к реализации низкоповреждающего процесса травления в индуктивно-связанной плазме фторбромуглеродных газов, предложеный ранее [1], в сравнении с плазмой CF₄. Были исследованы параметры фторбромуглеродных плазм в различных установках с реакторами с индуктивно-связанной плазмой [2], [3]. С помощью зонда Ленгмюра были определены значения электронных температур, концентраций электронов и положительных ионов в типичных для процесса травления условиях. Воздействие радикалов фтора обеспечивают химический механизм травления, но ведет к деградации кремнийсодержащих диэлектрических плёнок, поэтому концентрации радикалов фтора были определены в сравнении с концентрациями радикалов брома. Для определения концентраций радикалов использовался метод оптической эмиссионной актинометрии. Экспериментальные данные были подтверждены моделированием плазмы CF₄.

Такая работа для ICP плазмы газов CBrF₃ и C₂Br₂F₄ была выполнена первые.

Концентрации атомных радикалов фтора и брома (a, b), параметры, характеризующие баланс между физическим и химическим механизмами травления (c, d) в зависимости от давления в реакторе. Пунктирная линия на Рис. a) соответствует предсказанным моделью значениям для плазмы CF₄

1. Rezvanov, A. V. Miakonkikh, A. S. Vishnevskiy, K. V. Rudenko and M. R. Baklanov, Cryogenic etching of porous low-k dielectrics in CF3Br and CF4 plasmas, J. Vac. Sci. Technol. B 35(2), 021204. 2017
2. O. Kuzmenko and A. V. Miakonkikh, Low-Pressure Inductively Coupled CF3Br Plasma Studied by the Langmuir Probe and Optical Emission Spectroscopy Techniques, Technical Physics Letters Vol. 47, No. 1, pp. 99–102. 2021
3. Miakonkikh, V. Kuzmenko, A. Efremov and K. Rudenko, A comparison of CF4, CBrF3 and C2Br2F4 plasmas: Physical parameters and densities of atomic species, Vacuum Vol. 200, 110991. 2022