Main Aspects of Metallization Formation in Sub-10 nm Integrated Circuit Manufacturing Technology

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The main results of theoretical and experimental studies of Ar/Cl2 and Ar/Cl2/O2 plasma parameters in an atomic layer etching reactor, studies of etching of Mo, W, Ru films in chlorine-containing plasma with in-situ control of the continuous etching process and cyclic atomic layer etching of the W film in fluorinated plasma are presented. The results of the ion concentration calculation obtained using the developed two-dimensional hydrodynamic plasma model of chlorine-containing plasma in the Ar discharge are in good agreement with experimental data. A strong increase in the etching rate of Mo, W in chlorine-containing plasma with an increase in ion energy was found. It is shown that the use of an in-situ reflectometric method for determining the etching rate makes it possible to control the etching process at individual stages of cyclic atomic layer etching of metals. This contributes to its faster development. The mechanism of etching of metals in chlorine-containing plasma is briefly discussed.

About the authors

Ildar I. Amirov

Yaroslavl Branch of Valiev Institute of Physics and Technology, RAS

Author for correspondence.
Email: ildamirov@yandex.ru
Russian Federation, 21 Universitetskaya Str., Yaroslavl, 150007, Russia

Aleksander N. Kupriyanov

Yaroslavl Branch of Valiev Institute of Physics and Technology, RAS

Email: shurik7777@mail.ru
Russian Federation, 21 Universitetskaya Str., Yaroslavl, 150007, Russia

Viktor V. Naumov

Yaroslavl Branch of Valiev Institute of Physics and Technology, RAS

Email: vvnau@rambler.ru
Russian Federation, 21 Universitetskaya Str., Yaroslavl, 150007, Russia

Mikhail O. Izyumov

Yaroslavl Branch of Valiev Institute of Physics and Technology, RAS

Email: mikhail-izyumov@yandex.ru
Russian Federation, 21 Universitetskaya Str., Yaroslavl, 150007, Russia

Dmitry G. Voloshin

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University

Email: dvoloshin@mics.msu.ru
Russian Federation, 1-2 Leninskie Gory, GSP-1, Moscow, 119991, Russia

Andrey N. Kropotkin

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University

Email: kropotkin.an14@physics.msu.ru
Russian Federation, 1-2 Leninskie Gory, GSP-1, Moscow, 119991, Russia

Dmitry V. Lopaev

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University

Email: d.lopaev@gmail.com
Russian Federation, 1-2 Leninskie Gory, GSP-1, Moscow, 119991, Russia

Tatyana V. Rakhimova

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University

Email: trakhimova@mics.msu.ru
Russian Federation, 1-2 Leninskie Gory, GSP-1, Moscow, 119991, Russia

References

  1. A.A Vyas., C. Zhou, C.Y. Yang IEEE T. Nanotechnol., 2018, 17(1), 4. doi: 10.1109/TNANO.2016.2635583.
  2. D. Gall J. Appl. Phys., 2016, 119(8), 085101. doi: 10.1063/1.4942216.
  3. A. Pacco, Y. Akanishi, Q.T. Le, E. Kesters, G. Murdoch, F. Holsteyns Microelectron. Eng., 2019, 217, 111131. doi: 10.1016/j.mee.2019.111131.
  4. K. Barmak, S. Ezzat, R. Gusley, A. Jog, S. Kerdsongpanya, A. Khaniya, E. Milosevic, W. Richardson, K. Sentosun, A. Zangiabadi, D. Gall, W.E. Kaden, E.R. Mucciolo, P.K. Schelling, A.C. West, K.R. Coffey J. Vac. Sci. Technol. A, 2020, 38(3), 033406. doi: 10.1116/6.0000018.
  5. S.S. Ezzat, P.D. Mani, A. Khaniya, W. Kaden, D. Gall, K. Barmak, K.R. Coffey J. Vac. Sci. Technol. A, 2019, 37(3), 031516-1. doi: 10.1116/1.5093494.
  6. S. Paolillo, D. Wan, F. Lazzarino, N. Rassoul, D. Piumi, Z. Tokei J. Vac. Sci. Technol. B, 2018, 36(3), 03E103. doi: 10.1116/1.5022283.
  7. L. Chen, S. Kumar, M. Yahagi, D. Ando, Y. Sutou, D. Gall, R. Sundararaman, J. Koike J. Appl. Phys., 2021, 129(3), 035301. doi: 10.1063/5.0026837.
  8. L. Jablonka, L. Riekehr, Z. Zhang, S.-L. Zhang, T. Kubart Appl. Phys. Lett., 2018, 112(4), 043103. doi: 10.1063/1.5011109.
  9. I.I. Amirov, R.V. Selyukov, V.V. Naumov, E.S. Gorlachev Russ. Microelectron., 2021, 50(1), 1. doi: 10.1134/S1063739721010030.
  10. K.J. Kanarik, T. Lill, E.A. Hudson, S. Sriraman, S.S.H. Tan, J. Marks, V. Vahedi, R.A. Gottscho J. Vac. Sci. Technol. A, 2015, 33(2), 020802. doi: 10.1116/1.4913379.
  11. K.J. Kanarik, S. Tan, W. Yang, T. Kim, T. Lill, A. Kabansky, E.A. Hudson, T. Ohba, K. Nojiri, J. Yu, R. Wise, I.L. Berry, Y. Pan, J. Marks, R. A. Gottscho J. Vac. Sci. Technol. A, 2017, 35(5), 05C302-301. doi: 10.1116/1.4979019.
  12. Y. Lee, Y. Kim, J. Son, H. Chae J. Vac. Sci. Technol. A, 2022, 40(2), 022602. doi: 10.1116/6.0001603.
  13. A.N. Kropotkin, D.G. Voloshin Plasma Phys. Rep., 2019, 45, 786. doi: 10.1134/S1063780X19070055.
  14. C. Corr, E. Despiau-Pujo, P. Chaber, W.G. Graham, F.G. Marro, D.B. Graves J. Phys. D: Appl. Phys., 2008, 41(18), 185202. doi: 10.1088/0022-3727/41/18/185202.
  15. C. Hsu, M.A. Nierode, J.W. Coburn, D.B. Graves J. Phys. D: Appl. Phys, 2006, 39, 3272. doi: 10.1088/0022-3727/39/15/009.
  16. M. Bogdanova, D. Lopaev, T. Rakhimova, D. Voloshin, A. Zotovich, S. Zyryanov Plasma Sources Sci. Technol., 2021, 30(7), 075020. doi: 10.1088/1361-6595/abf71b.
  17. D. Voloshin, T. Rakhimova, A. Kropotkin, I. Amirov, M. Izyumov, D. Lopaev, A. Zotovich, S. Ziryanov Plasma Sources Sci. Technol., 2023, 32(4), 044001. doi: 10.1088/1361-6595/acc355.
  18. I.I. Amirov, M.O. Izyumov, V.V. Naumov, E.S. Gorlachev J. Phys. D: Appl. Phys., 2021, 54(6), 065204. doi: 10.1088/1361-6463/abc3ed.
  19. C.C. Hsu, J.W. Coburn, D.B. Graves J. Vac. Sci. Technol. A, 2006, 24, 1. doi: 10.1116/1.2121751.
  20. S. Decoster, E. Camerotto, G. Murdoch, S. Kundu, Q.T. Le, Z. Tőkei, G. Jurczak, F. Lazzarino J. Vac. Sci. Technol. B, 2022, 40(3), 032802. doi: 10.1116/6.0001791.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Amirov I.I., Kupriyanov A.N., Naumov V.V., Izyumov M.O., Voloshin D.G., Kropotkin A.N., Lopaev D.V., Rakhimova T.V.

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».