Курс направлен на обучение студентов основам технологий формирования структур и устройств с помощью плазменного и жидкостного методов травления в микро и наноэлектронике. Будут рассмотрены основы технологических процессов жидкостного и плазменного травления и их роль в технологии нано и микро изделий.
В рамках курса студенты изучат: основные принципы технологий жидкостных и плазменных процессов травления, устройство современного технологического оборудования для этих процессов, принципы формирования плазменных разрядов и основы плазменного и плазмохимического травления для формирования микро и наноструктур. Получат представления о свойствах и характеристиках жидкостных и плазменных процессов травления и методах характеризации этих процессов при помощи электронно-лучевой и оптической микроскопии. В рамках курса будут рассмотрены различные примеры и варианты жидкостных и плазменных процессов травления для широкого спектра материалов применяемых в микро и наноэлектронике, например: глубокое травления кремния, травления диэлектрических и металлических тонких пленок, травление диэлектрических соединений кремния и плазменная подготовка и очитска поверхностей и др.
Темы и разделы:
1. Технология травления как метод создания структур в микро и наноэлектронике
Краткая история развития технологий микро и наноэлектроники. Жидкостные и плазменные процессы в технологии изготовления микро и нано устройств. Классификация технологических процессов травления. Технологические проблемы жидкостных и плазменных методов травления в микро и нанотехнологиях.
2. Технологическое оборудование и средства для процессов травления
Производственные и исследовательские чистые зоны для микро и наноэлектроники. Типы и виды оборудования по технологиям изготовления. Оборудование для процессов травления. Необходимые средства и материалы для процессов травления.
3. Жидкостные методы травления и формирования структур
Основны жидкостного метода травления. Классификация химии для процессов жидкостного травления. Технологические проблемы жидкостного метода травления. Характеристики жидкостного метода травления структур.
4. Плазменные методы травления и формирования структур
Основны плазменного метода травления. Классификация процессов плазменного травления. Технология плазменного травления в стыке с другими технолгиями. Ограничения плазменного метода травления. Фторная и хлорная химия используемая в плазменных процессах травления.
5. Плазма. Основы формирования плазменных разрядов
Что такое плазма в технологии. Краткое изложение фундаментальных основ плазменного разряда. Плазменные осциляции. Частицы. Длина дебая. Классификация типов источников плазмы используемых в современном оборудовании.
6. Основные свойства и характерситики плазменных процессов травления
Оброзование летучих соединений. Скорость травления. Селективность. Профиль травления. Регулируемые параметры для контроля процесса травления.
7. Основные понятия плазменных процессов травления
Как управлять процессом плазменного травления. Физико-химические основы процессов плазменного травления. Подготовка и выбор материала маски. Подготовка топологического рисунка. Открытая область травления. Эффект близости. Эффекты больших открытых областей травления. Подготовка камеры травления.
8. Методы характеризации процессов травления
Основные подходы и методы к характеризации полученных структур травления. Методы оптического контроля. Методы электронно-лучевой микроскопии. Атомно-силовая и стилусная микроскопия.
9. Плазменные процессы подготовки и очистки поверхностей
Процессы подготовки поверхности плазменными методами в кислороде или аргоне. Активация поверхности. Кислородная плазменная очитска поверхности. Процессы удаления остатков литографических масок. Плазменные процессы травления фото и электронных резистов.
10. Процессы глубокого плазмохического травления кремния
Механизм процесса глубокого травления кремния. Основные регулируемые параметры в Bosch процессе. Профили травления. Технологические ограничения и проблемы метода глубокого травления кремния.
11. Плазменные и плазмохимические процессы травления металлов
Процессы плазменного метода травления металлов. Плазмо-химические процессы травления в хлорных газах. Ионно-плазменное травление металлических пленок в аргоне.
12. Плазмохимические процессы травления диэлектрических слоев
Основные механизмы травления соединений кремния плазменными методами травления. Травление толстых слоев оксидов кремния во фторной газовой среде. Травление оксидов металлов. Криогенные процессы травления оксида кремния.
1. Обосновать выбор технологии жидкостного или плазменного травления.
2. Условия получения плазмы в плоскопараллельном реакторе травления.
3. Принцип работы установки плазмохимического травления с источником индуктивной-связанной плазмы.
4. Принцип плазмохимического глубокого травления кремния.
5. Обосновать выбор маски для травления тонких слоев металлов (Аллюминий).
6. Принцип удаления остатков фоторезистов после травления.
7. Классификация процессов плазменного травления.
8. Как управлять процессом плазменного травления.
Дифференцированный Зачет
Основная литература:
1. Handbook of Plasma Processing Technology, Stephen M. Rossnagel, Jerome J. Cuomo, William D. Westwood
2. Principles of plasma discharges and materials processing, Michael A. Lieberman, Allan J. Lichtenberg
3. А.А. Голишников, М.Г. Путря, Учебное пособие по дисциплине«Плазменные технологии в наноэлектронике»
4. Etching in Microsystem Technology, Michael Kohler
5. Ф.И.Григорьев, Плазмохимическое и ионно-химическое травление в технологии микроэлектроники (Учебное пособие)