Temperature Effects and Mechanisms of the Action of O, N, and F Atoms on SiOCH Nanoporous Dielectrics

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Understanding the detailed mechanisms of the action of active radicals on SiOCH nanoporous dielectrics with low permittivity k used as interlayer SiOCH low-k dielectrics in a new generation of integrated circuits is important for developing recipes for reducing the degradation of low-k dielectrics in technological processes of plasma-chemical processing. In this work, the features of these mechanisms of interaction of fluorine, nitrogen, and oxygen atoms with low-k dielectrics with different pore sizes and degrees of porosity are studied experimentally and theoretically. The samples were treated at low temperatures with O, N, and F atoms in plasma downstream of an inductive discharge in O2, N2, and SF6 gases, respectively. Lowering the temperature led to different (for different atoms) slowdowns in the degradation of surface CH3 groups, which ensured the hydrophobicity of the porous medium and low-k values of dielectrics. An analysis of the results obtained using DFT (density functional theory) calculations and ab initio MD (molecular dynamics) modeling of reaction mechanisms revealed branched reactions of atoms with surface Si–CH3 groups and with other sequentially formed groups.

Sobre autores

Dmitry Lopaev

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University

Autor responsável pela correspondência
Email: d.lopaev@gmail.com
Rússia, 1-2 Leninskie Gory, GSP-1, Moscow, 119991, Russia

Tatyana Rakhimova

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University

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

Yuri Mankelevich

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University

Email: ymankelevich@mics.msu.ru
Rússia, 1-2 Leninskie Gory, GSP-1, Moscow, 119991, Russia

Ekaterina Voronina

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University

Email: voroninaen@nsrd.sinp.msu.ru

Professor

Rússia, 1-2 Leninskie Gory, GSP-1, Moscow, 119991, Russia

Bibliografia

  1. M. Baklanov, P.S. Ho, E. Zschech Advanced Interconnects for ULSI Technology, UK, Chichester, John Wiley & Sons, Ltd, 2012, 608 pp. doi: 10.1002/9781119963677.
  2. M.R. Baklanov, J.-F. de Marneffe, D. Shamiryan, A.M. Urbanowicz, H. Shi, T.V. Rakhimova, H. Huang, P.S. Ho J. Appl. Phys., 2013, 113(4), 041101. doi: 10.1063/1.4765297.
  3. J. Lee, D. B. Graves J. Phys. D: Appl. Phys., 2010, 43, 425201. doi: 10.1088/0022-3727/43/42/425201.
  4. O.V. Braginsky, A.S. Kovalev, D.V. Lopaev, E.M. Malykhin, Yu.A. Mankelevich, T.V. Rakhimova, A.T. Rakhimov, A.N. Vasilieva, S.M. Zyryanov, M.R.Baklanov J. Appl. Phys., 2010, 108(7), 073303. doi: 10.1063/1.3486084.
  5. T.V. Rakhimova, D.V. Lopaev, Y.A. Mankelevich, A.T. Rakhimov, S.M. Zyryanov, K.A. Kurchikov, N.N. Novikova, M.R. Baklanov J. Phys. D: Appl. Phys., 2015, 48, 175203. doi: 10.1088/0022-3727/48/17/175203.
  6. E.N. Voronina, Yu.A. Mankelevich, T.V. Rakhimova, D.V. Lopaev J. Vac. Sci. Technol. A, 2019, 37(6), 061304. doi: 10.1116/1.5122655.
  7. D.V. Lopaev, S.M. Zyryanov, A.I. Zotovich, T.V. Rakhimova, Yu.A. Mankelevich, E.N. Voronina J. Phys. D: Appl. Phys., 2020, 53, 175203. doi: 10.1088/1361-6463/ab6e99.
  8. T.V. Rakhimova, A.T. Rakhimov, Y.A. Mankelevich, D.V. Lopaev, A.S. Kovalev, A.N. Vasil’eva, O.V. Proshina, O.V. Braginsky, S.M. Zyryanov, K. Kurchikov, N.N. Novikova, M.R. Baklanov Appl. Phys. Lett., 2013, 102(11), 111902. doi: 10.1063/1.4795792.
  9. M.R. Baklanov, V. Jousseaume, T.V. Rakhimova, D.V. Lopaev, Yu.A. Mankelevich, V.V. Afanas’ev, J.L. Shohet, S.W. King, E.T. Ryan Appl. Phys. Rev., 2019, 6, 011301. doi: 10.1063/1.5054304.
  10. D.V. Lopaev, A.V. Volynets, S.M. Zyryanov, A.I. Zotovich, A.T. Rakhimov J. Phys. D: Appl. Phys., 2017, 50(7), 075202. doi: 10.1088/1361-6463/50/7/075202.
  11. L. Zhang, R. Ljazouli, P. Lefaucheux, T. Tillocher, R. Dussart, Y.A. Mankelevich, J.-F. de Marneffe, S. de Gendt, M.R. Baklanov ECS J. Solid State Sci. Technol., 2013, 2(6), N131. doi: 10.1149/2.001306jss.
  12. Yu.A. Mankelevich, E.N. Voronina, T.V. Rakhimova, A.P. Palov, D.V. Lopaev, S.M. Zyryanov, M.R. Baklanov J. Phys. D: Appl. Phys., 2016, 49(34), 345203. doi: 10.1088/0022-3727/49/34/345203.
  13. Yu.A. Mankelevich, E.N. Voronina, T.V. Rakhimova, A.P. Palov, D.V. Lopaev, S.M. Zyryanov, A.I. Zotovich, M.R. Baklanov Eur. Phys. J. D, 2017, 71, 126. doi: 10.1140/epjd/e2017-70619-7.
  14. E.N. Voronina, Yu.A. Mankelevich, T.V. Rakhimova, A.P. Palov, D.V. Lopaev, S.M. Zyryanov, A.I. Zotovich, M.R. Baklanov Eur. Phys. J. D, 2017, 71, 111. doi: 10.1140/epjd/e2017-70618-8.
  15. A.D. Kulkarni, D.G. Truhlar, S. Goverapet Srinivasan, A.C. Van Duin, P. Norman, T.E. Schwartzentruber J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 258. doi: 10.1021/jp3086649.
  16. S. Plimpton J. Comp. Phys., 1995, 117, 1. doi: 10.1006/jcph.1995.1039.
  17. V.V. Voevodin, A.S. Antonov, D.A. Nikitenko, P.A. Shvets, S.I. Sobolev, I.Yu. Sidorov, K.S. Stefanov, V.V. Voevodin, S.A. Zhumatiy Supercomp. Frontiers Innov., 2019, 6(2), 4. doi: 10.14529/jsfi190201.
  18. D.R.F. Burgess, M.R.Jr. Zachariah, W. Tsang, P.R. Westmoreland Prog. Energy Combust. Sci., 1995, 21(6), 453. doi: 10.1016/0360-1285(95)00009-7.
  19. N. Sadeghi, C. Foissac, P. Supiot J. Phys. D: Appl. Phys., 2001, 34, 1779. doi: 10.1088/0022-3727/34/12/304.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Lopaev D.V., Rakhimova T.V., Mankelevich Y.A., Voronina E.N., 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».