Индуктивные источники высокоплотной плазмы и их технологические применения

Тенденции развития современной технологии электронной техники заключаются в увеличении степени интеграции изделий на поверхности подложек, что связано как с увеличением диаметра применяемых в производстве подложек, так и с уменьшением геометрических размеров элементов изделий на их поверхности. Сегодня размеры используемых полупроводниковых подложек возросли до 450 мм, а размеры элементов, формируемых на пластине в серийном производстве, уменьшились до 0,02-0,04 мкм. В результате степень интеграции выросла до одного миллиарда и более полупроводниковых приборов на одной пластине. Использование ВЧ разряда индуктивно связанной плазмы (ICP) как плазмообразующего источника предоставляет большие преимущества для технологии изделий с микро и нано элементами. В частности, с его помощью достигают высокую плотность плазмы (1011-1012 см-3), минимальный разброс ионов по энергиям (∆ei ≤ 5 эВ), относительно низкое рабочее давление (10–2÷10–1 Па) и низкую энергетическую цену иона (30÷80) эВ/ион. Благодаря отсутствию накаливаемых узлов, источник ICP обладает большим ресурсом работы с химически активными газами. Особенно важно, что он предоставляет возможность независимого управления энергией и плотностью потока ионов, поступающих на подложку. Успехи в конструировании источников ICP для целей микроэлектроники побудили разработчиков оборудования применить их и в других отраслях, например, в азотировании стальных деталей, обработке полимерных пленок и нанесении специальных покрытий методами PVD и PECVD. За последнее десятилетие эти источники нашли широкое промышленное применение, по которому появилось большое количество новой информации. Поэтому назрела необходимость составления обзора, цель которого систематизация основных экспериментальных результатов разработки и применения источников ICP. В книге приведено описание принципов действия, особенностей и преимуществ источников ICP и рассмотрены многочисленные варианты конструкций современных источников ICP. Приведены также примеры технологических применений описываемых источников для нанесения тонких пленок: в процессах PVD и PECVD. И, кроме того, описано формирование плазмохимическим травлением трехмерных структур в различных материалах и двумерных структур в тонких пленках и связанное с такой обработкой существенное изменение свойств поверхностей различных материалов, в особенности полупроводников. Таким образом, настоящая книга представляет собой подробное справочное руководство по конструкциям и применению источников ICP. В ней обобщено современное развитие этих технологических процессов и используемого для них оборудования. Книга рассчитана на студентов, аспирантов, конструкторов нового технологического оборудования, использующего источники ICP, и технологов, работающих на таком оборудовании. Конструкторы найдут в ней обзор способов достижения высоких параметров источников ICP, а технологи ознакомятся с широким спектром их применения и полученных с их помощью достижений. Она также будет полезна в качестве учебного пособия для студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специализаций.