Исследование травления диоксида кремния во внеэлектродной плазме с использованием хромовой маски
Подлипнов В.В., Колпаков В.А., Казанский Н.Л.

Институт систем обработки изображений РАН – филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, Самара, Россия,

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самара, Россия

Аннотация:
Представлены результаты травления структуры Cr-SiO2 в потоке внеэлектродной плазмы высоковольтного газового разряда в среде CF4 + O2 в соотношении 50:1 при токе разряда – I = 80 мА, ускоряющем напряжении – U = 1,2 кВ и длительности обработки в плазме – t = 5 мин. Показано, что изменения интенсивности полос рамановских спектров в процессе травления соответствуют наноструктурным изменениям тонких пленок Cr-SiO2 и хромовой маски. Особенность травления заключена в удалении окисла Cr2O3 при увеличении молекул азота в структуре пленки Cr. Обнаружено, что продукты распыления, осажденные внутри окон маски хрома при U = 1,2 кВ и I = 80 мА, согласно полученным рамановским спектрам, представляют соединение Cr2N.

Ключевые слова :
диффузия, ионно-электронный поток частиц, отжиг, травление, переосаждение, микромаскирование.

Цитирование:
Подлипнов, В.В. Исследование травления диоксида кремния во внеэлектродной плазме с использованием хромовой маски / В.В. Подлипнов, В.А. Колпаков, Н.Л. Казанcкий // Компьютерная оптика. – 2016. – T 40, № 6. – С. 830-836. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-6-830-836.

Литература:

  1. Бобров, С.Т. Оптика дифракционных элементов и систем / С.Т. Бобров, Г.И. Грейсух, Ю.Г. Туркевич. – Л.: Машиностроение, 1986. – 223 с.
  2. Казанский, Н.Л. Газоразрядные приборы, формирующие направленные потоки внеэлектродной плазмы. Ч. 1. Анализ и конструктивные особенности приборов / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков, А.И. Колпаков, С.В. Кричевский // Научное приборостроение. – 2012. – Т. 22, № 1. – С. 13-18.
  3. Формирование оптического микрорельефа во внеэлектродной плазме высоковольтного газового разряда / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков. – М.: Радио и связь, 2009. – 220 с.
  4. Казанский, Н.Л. Моделирование процесса очистки поверхности диэлектрических подложек в плазме газового разряда высоковольтного типа / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков, С.В. Кричевский // Компьютерная оптика. – 2005. – № 28. – С. 80-86.
  5. Казанский, Н.Л. Исследование особенностей процесса анизотропного травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков, А.И. Колпаков // Микроэлектроника. – 2004. – Т. 33, № 3. – С. 209-224.
  6. Казанский, Н.Л. Эффект объемной модификации полимеров в направленном потоке низкотемпературной плазмы / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков // Журнал технической физики. – 2009. – Т. 79, Вып. 9. – С. 41-46.
  7. Kazanskiy, N.L. Gas discharge devices generating the directed fluxes of off-electrode plasma / N.L. Kazanskiy, V.A. Kolpakov, V.V. Podlipnov // Vacuum. – 2014. – Vol. 101. – P. 291-297. – DOI: 10.1016/j.vacuum.2013.09.014.
  8. Волков, А.В. Применение тонких плёнок молибдена для контактных масок при изготовлении микрорельефов элементов дифракционной оптики / А.В. Волков, О.Ю. Моисеев, С.Д. Полетаев, И.В. Чистяков // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 4. – С. 757-761.
  9. Протасов, Д.Ю. Использование маски из хрома для плазмохимического травления слоев AlxGa1−xN / Д.Ю. Протасов, Н.Р. Вицина, Н.А. Валишева, Ф.Н. Дульцев, Т.В. Малин, К.С. Журавлев // Журнал технической физики. – 2014. – Т. 84, № 9. – С. 96-99.
  10. Волков, А.В. Тонкопленочная медь как маскирующий слой в процессе плазмохимического травления кварца / А.В. Волков, Б.О. Володкин, С.В. Дмитриев, В.А. Ерополов, О.Ю. Моисеев, В.С. Павельев // Компьютерная оптика. – 2007. – T. 31, № 4. – С. 52-54.
  11. Завьялов, П.С. Формирование светового шаблона крупногабаритных объектов методами дифракционной оптики / П.С. Завьялов, Ю.В. Чугуй // Компьютерная оптика. – 2013. – Т. 37, № 4. – С. 419-425.
  12. Вейко, В.П. Повышение разрешающей способности лазерной термохимической записи на тонких пленках хрома путем многократного воздействия / В.П. Вейко, Е.А. Шахно, Д.А. Синев // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. – 2013. – Т. 56, № 12. – С. 57-61.
  13. Волков, А.В. Термоокислительная деструкция пленок молибдена при лазерной абляции / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, О.Ю. Моисеев, С.Д. Полетаев // Журнал технической физики. – 2015. – Т. 85, № 2. –С. 107-111.
  14. Нестеренко, Д.В. Cоздание криволинейных дифракционных решеток для ультрафиолетового диапазона / Д.В. Нестеренко, С.Д. Полетаев, О.Ю. Моисеев, Д.М. Якуненкова, А.В. Волков, Р.В. Скиданов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2011. – Т. 13, № 4. – С. 66-71.
  15. Казанский, Н.Л. Газоразрядные приборы, формирующие направленные потоки внеэлектродной плазмы. Ч. II. Результаты модификации. Новые приборы / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков, А.И. Колпаков, С.В. Кричевский, В.В. Подлипнов // Научное приборостроение. – 2012. – Т. 22, № 2. – С. 44-50.
  16. He, J. Characterization of CrOx-Y2O3 catalysts for fluorination of 2-chloro-1, 1, 1-trifluoroethane / J. He, J.Q. Lu, G.Q. Xie, L. Qian, K.F. Chen, X.L. Zhang, M.F. Luo // Indian journal of chemistry. Section A. Inorganic, bio-inorganic, physical, theoretical & analytical chemistry. – 2009. – Vol. 48A. – P. 489-497.
  17. Barshilia, H.C. Raman spectroscopy studies on the thermal stability of TiN, CrN, TiAlN coatings and nanolayered TiN/CrN, TiAlN/CrN multilayer coatings / H.C. Barshilia, K.S. Rajam // Journal of Materials Research. – 2004. – Vol. 19(11). – P. 3196-3205. – DOI: 10.1557/JMR.2004.0444.
  18. Гайслер, С.В. Анализ рамановских спектров аморфно-нанокристаллических пленок кремния / С.В. Гайслер, Л.И. Семенова, Р.Г. Шарафутдинов, Б.А. Колесов // Физика твердого тела. – 2004. – T. 46, № 8. – С. 1484-1488.
  19. Barata, A. Characterisation of chromium nitride films produced by PVD techniques / A. Barata, L. Cunha, C. Moura // Thin Solid Films. – 2001. – Vol. 398(399). – P. 501-506. – DOI: 10.1016/S0040-6090(01)01498-5.
  20. База даных Проект RRUFF. Eskolaite. – Url: http://rruff.in­fo/chem=Cr /notchem=Crome/display=default/R060892 (дата обращения 15.11.2016 г.)
  21. Raman data and analysis. Raman spectroscopy for analysis and monitoring. – Url: http://www.horiba.com/ fileadmin/uploads/Scientific/Documents/Raman/bands.pdf. (дата обращения 15.11.2016 г.).
  22. Buttà, N. A Family of tin-oxide-based sensors with improved selectivity to methane / N. Buttà, L. Cinquegrani, E. Mugno, A. Tagliente, S. Pizzini // Sensors and Actuators B: Chemical. – 1992. – Vol. 6(1-3). – P. 253-256. - DOI: 10.1016/0925-4005(92)80064-5.
© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20