Методы диагностики плазмы начали развиваться задолго до разработки плазменных процессов

Методы диагностики плазмы начали развиваться задолго до разработки плазменных процессов для технологии полупроводниковых приборов. Первые эксперименты с плазмой, или тлеющим разрядом, были проведены еще в XIX в. Фарадеем и Круксом. В последующие годы плазменная техника и тлеющий разряд интенсивно использовались для генерации свободных радикалов и ионов. В большинстве случаев тлеющий разряд служил источником таких частиц, изучаемых с помощью различных аналитических методик. Обзоры по плазменным источникам в масс-спектроскопии, применению тлеющего разряда для исследования атомов и радикалов методом электронного спинового резонанса, изучению самого тлеющего разряда методом абсорбционной спектроскопии, молекулярным спектрам опубликованы в начале второй половины прошлого столетия. Основное внимание в этих работах было уделено изучению химии атмосферы, химии свободных радикалов и ионов, а также исследованию электронной структуры атомов и молекул по их эмиссионным или абсорбционным спектрам.

К тому времени, когда были разработаны первые плазменные процессы для изготовления интегральных схем, имелось уже достаточно много различных методик, пригодных для зондирования, анализа и детектирования процессов в этих важных для промышленности системах.

В последнее время опубликовано большое количество работ по анализу плазменных систем, применяемых для обработки полупроводников. Плазменные процессы используются как для осаждения тонких пленок, так и для их локального травления. Поскольку процессы травления применяются шире, чем процессы осаждения, большее внимание будет уделено диагностике процессов травления. Весьма существенно для успешного использования того или иного метода определение момента окончания процесса травления. Процессы осаждения тонких пленок зачастую контролируются только по времени, что обеспечивает получение нужной толщины пленки на основе средней скорости осаждения. Тем не менее, почти все методы диагностики плазмы в равной степени применимы для изучения как реакций осаждения, так и травления.

Подавляющее большинство примеров использования плазменной диагностики относится к работам по технологии кремниевых приборов, что связано в первую очередь с гораздо большей значимостью этой технологии в настоящее время.

Методы диагностики плазмы первоначально использовались для достижения более полного понимания химических и физических процессов, происходящих в тлеющем разряде. И большая часть данных, касающихся механизма травления и осаждения, была получена с помощью одного или нескольких диагностических методов. Во многих работах, рассматриваемых в различных разделах настоящего пособия, упоминается об использовании определенных диагностических подходов, описываемых в этой главе. Применение диагностики превратило плазмохимию из таинственного искусства в науку, имеющую важное значение для промышленных процессов.

Невозможно получить полное описание химических и физических процессов в плазме на основе применения какого-либо одного метода диагностики. В таблице 1 перечислены некоторые применяемые диагностические методы, а также указаны используемая аппаратура, измеряемые характеристики и рассчитываемые параметры плазмы.

Информативность всех методов в той или иной степени ограничена. Например, эмиссионная спектроскопия дает информацию только о тех молекулах и атомах, которые излучают свет после возбуждения тлеющим разрядом. Однако далеко не все частицы в разряде излучают в областях спектра, доступных регистрации. Что касается масс-спектрометрического определения состава разряда, то в результате химических реакций, происходящих между рабочей камерой и

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector