НАНОСТРУКТУРИРОВАННОЕ ТРАВЛЕНИЕ РУТЕНИЯ В ТРЕХКОМПОНЕНТНОЙ ПЛАЗМЕ Cl2/O2/Ar

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

C использованием спектрального и зондовых методов диагностики радикального состава и электронной компоненты удаленной плазмы ВЧИ разряда в смеси 50 % Ar/Сl2 /O2 проведены исследования низкоэнергетического (Ei ~80 эВ) травления пленки Ru нанометровой толщины в зависимости от давления, ВЧ мощности и относительного содержания Сl2 /O2. При 10–30- процентном содержании хлора в плазме наблюдался широкий максимум скорости травления Ru. В плазме такого состава c использованием массива наноконусов аморфного кремния в качестве маски получены вертикальные наностолбчатые структуры Ru высотой 35 нм с расстоянием между ними 10–20 нм. Обсуждается механизм травления Ru в плазме 50 % Ar/Сl2 /O2.

Об авторах

И. И. Амиров

ЦНТИ-Ярославль ОФТИ им. К.А. Валиева

Email: ildamirov@yandex.ru
Ярославль, Россия

М. О. Изюмов

ЦНТИ-Ярославль ОФТИ им. К.А. Валиева

Email: ildamirov@yandex.ru
Ярославль, Россия

Д. В. Лопаев

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: ildamirov@yandex.ru
Москва, Россия

Т. В. Рахимова

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: ildamirov@yandex.ru
Москва, Россия

А. Н. Кропоткин

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: ildamirov@yandex.ru
Москва, Россия

Д. Г. Волошин

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: ildamirov@yandex.ru
Москва, Россия

А. П. Палов

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: ildamirov@yandex.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Kim S.K., Popovici M. Future of dynamic random-access memory as main memory // MRS Bulletin, 2018. V.40. P. 334–338.
  2. Kim S.E., Sung J.Y., Jeon J.D., Jang S.Y., Lee H.M., Moon S.M., et.al. Toward advanced high-k and electrode thin films for DRAM capacitors via atomic layer deposition // Adv. Mater. Technol. 2023. V. 8. P. 2200878.
  3. Gall D. The search for the most conductive metal for narrow interconnect lines // J. Appl. Phys. 2020. V. 127. P. 050901.
  4. Barmak K., Ezzat S., Gusley R., Jog A., Kerdsongpanya S., Khaniya A., Milosevic E., Richardson W., Sentosun K., Zangiabadi A., Gall D., Kaden W.E., Mucciolo E.R., Schelling P.K., West A.C., Coffey K.R. Epitaxial metals for interconnects beyond Cu // J. Vac. Sci. Technol. A. 2020. V. 38. P. 033406.
  5. Paolillo S., Wan D., Lazzarino F., Rassoul N., Piumi D., Tőkei Z. Direct metal etch of ruthenium for advanced interconnect // J. Vac. Sci. Technol. B. 2018. V. 36. P. 3E103–1.
  6. Decoster S., Camerotto E., Murdoch G., Kundu S., Le Q.T., Tőkei Z., Jurczak G., Lazzarino F. Patterning challenges for direct metal etch of ruthenium and molybdenum at 32 nm metal pitch and below // J. Vac. Sci. Technol. B. 2022. V. 40. P. 032802.
  7. Hsu C.C., Coburn J.W., Graves D.B. Etching of ruthenium coatings in O2 – and Cl2 -containing plasmas // J. Vac. Sci. Technol. A. 2006. V. 24. P. 1.
  8. Kim H.W., Ju B-S., Kang C.-J. High-rate Ru electrode etching using O/Cl inductively coupled plasma // Microelectronic Engineering. 2003. V. 65. P. 319–326.
  9. Kim H.W. Characteristics of Ru etching using ICP and helicon O2 /Cl2 plasmas // Thin Solid Films. 2005. V. 475. P. 32–35.
  10. Yunogami T., Nojiri K. Anisotropic etching of RuO2 and Ru with high aspect ratio for gigabit dynamic random access memory // J. Vac. Sci. Technol. B2000. V. 18. P. 1911.
  11. Guha J., Donnelly V.M. Studies of chlorine-oxygen plasmas and evidence for heterogeneous formation of ClO and ClO2 // J. Appl. Phys. 2009. V. 105. P. 113307.
  12. Imai M., Matsui M., Sugano R., Shiota T., Takasaki Ko-ichi, Miura M., Ishii Y., Kuwahara K. Activation mechanism of ruthenium etching by Cl based radicals in O2 /Cl2 plasma. Jpn. J. Appl. Phys. 2023. V. 62. P. SI1014.
  13. Hwang S.M., Garay A.A., Lee W.I., Chung C.W. High density plasma reactive ion etching of Ru thin films using non-corrosive gas mixture. Thin Solid Films. 2015. V. 587. P. 28–33.
  14. Hwang S.M., Garay A.A., Choi J.H., Chung C.W. Etch characteristics of Ru thin films using O2 /Ar, CH4/Ar, and O2/CH4 /Ar plasmas. Thin Solid Films. 2016. V. 615. P. 311–317.
  15. Pan W., Desu S.B. Reactive Ion Etching of RuO2 Films // Phys. stat. sol. (a). 1997. V. 161. P. 201–215.
  16. Lee E-J., Kim J-W., Lee W-J. Reactive Ion Etching Mechanism of RuO2 Thin Films in Oxygen Plasma with the Addition of CF4, Cl2, and N2 // Jpn. J. Appl. Phys. 1998. V. 37. P. 2634
  17. Амиров И.И., Куприянов А.Н., Изюмов М.О., Мазалецкий Л.С. Получение цветного наноструктурированного слоя аморфного кремния при травлении в хлорсодержащей плазме // Письма в ЖТФ. 2023. Т. 49. Вып. 8. С. 25–28.
  18. Ullal S.J., Godfrey A.R., Edelberg E., Braly L., Vahedi V., Aydil E.S. Effect of chamber wall conditions on Cl and Cl2 concentrations in an inductively coupled plasma reactor // J. Vac. Sci. Technol. A 2002. V. 20. P. 43–52.
  19. Tinck S., Boullart W., Bogaert A. Modeling Cl2/O2/Ar inductively coupled plasmas used for silicon etching: effects of SiO2 chamber wall coating // Plasma Sources Sci. Technol. 2011. V. 20. P. 045012.
  20. Bogdanova M., Lopaev D.V., Rakhimova T.V., Voloshin D.G., Zotovich A., Zyryanov S. “Virtual IED sensor” for df rf CCP discharges // Plasma Sources Sci. Technol. 2021. V. 30. P. 075020.
  21. Voloshin D.G., Rakhimova T.V., Kropotkin A., Amirov I.I., Izyumov M.O., Lopaev D, Zotovich A., Zyryanov S.M. Plasma density determination from ion current to cylindrical Langmuir probe with validation on hairpin probe measurements // Plasma Sources Sci. Technol. 2023. V. 32. P. 044001.
  22. Fuller N.C.M., Herman I.P., Donnelly V.M. Optical actinometry of Cl2, Cl, Cl+, and Ar+ densities in inductively coupled Cl2-Ar plasmas // J. Appl. Phys. 2001.V. 90. N7. P. 3182.
  23. Donnelly V.M., Malyshev M.V., Schabel M., Kornblit A., Tai W., Herman I.P., Fuller N.C.M. Optical plasma emission spectroscopy of etching plasmas used in Si-based semiconductor processing // Plasma Sources Sci. Technol. 2002. V. 11. P. A26–A30.
  24. Lopaev D.V., Volynets A.V., Zyryanov S.M., Zotovich A.I., Rakhimov A.T. // Actinometry of O, N and F atoms, J. Phys. D: Appl. Phys., 2017. Vol. 50. P. 075202.
  25. Amirov I.I., Izyumov M.O., Naumov V.V., Gorlachev E.S. Ion-plasma sputtering of Co and Mo nanometer thin films near the sputtering threshold // J. Phys. D: Appl. Phys. 2021. V. 54 P. 065204.
  26. Kropotkin A.N., Voloshin D.G. Simulation of an inductive discharge in argon with the gas flow and inhomogeneous gas temperature // Plasma Physics Reports. 2019. V. 45. P. 786–797.
  27. Kropotkin A.N., Voloshin D.G. ICP argon dischargesimulation: the role of ion inertia and additional RFbias // Physics of Plasmas. 2020. V. 27. N. 5. P. 053507.
  28. Hsu C–C., Nierode M.A., Coburn J.W., Graves D.B. Comparison of model and experiment for Ar, Ar/O2 and Ar/O2/Cl2 inductively coupled plasmas // J. Phys. D: Appl. Phys. 2006. V. 39. P. 3272–3284.
  29. Kawaguchi S., Takahashi K., Satoh K. Electron collision cross section set of Cl2 gas and electron transport analysis in Cl2 gas and Cl2/N2 mixtures // Jpn. J. Appl. Phys. 2020. V. 59 SHHA09.
  30. Booth J.P., Chattejee A., Guaitella O., Lopaev D. Quenching of O 2 (b 1 Σ g +) by O(3 P) atoms. Effect of gas temperature // Plasma Sources Sci. Technol. 2022. V. 31. P. 065012.
  31. Kropotkin A.N., Chukalovsky A.A., Kurnosov A.K., Rakhimova T.V., Palov A.P. Numerical model of a gaseous inductive discharge in oxygen, taking into account the complete scheme of the vibrational kinetics of O2 molecules // Materials. Technologies. Design. 2023. V. 5. N 2. P. 12.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».