Моделирование источников плазмы для современных технологий микроэлектроники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.04, кандидат физико-математических наук Арсенин, Алексей Владимирович

• Арсенин, Алексей Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Арсенин, Алексей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Цель диссертационной работы

Научная новизна работы

Основные положения, выносимые на защиту

Практическая значимость работы

Апробация работы

Структура и объем диссертации

ГЛАВА

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Ионно-плазменные технологии в микроэлектронике

1.2 Источники плазмы для современных технологий микроэлектроники

1.2.1 ВЧ индукционный разряд

1.2.2 Геликонный разряд

1.2.3 ЭЦР-разряд

1.2.4 Neutral Loop Discharge

1.2.5 Пучково-плазменный разряд

1.3 Моделирование плазмы газовых разрядов низкого давления

1.3.1 Гидродинамическое приближение

1.3.2 Кинетическая модель

1.3.3 Гибридные модели

ГЛАВА

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КОД KARAT

2.1 Введение

2.2 Моделирование плазмы методом крупных частиц

2.2.1 Основные уравнения

2.2.2 Интегрирован ие уравнен ий Максвелла

2.2.3 Граничные условия

2.2.4 Уравнение Пуассона

2.2.5 Интегрирование уравнений движения

2.2.6 Взвешивание сил и частиц

2.2.7 Ограничение на размер ячейки и число частиц в дебаевской сфере

2.3 Инжекция и поглощение частиц на границах

2.4 Учет столкновений по методу Монте-Карло

2.5 Линейная плазма и диэлектрики

ГЛАВА

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЧ ИНДУКЦИОННОГО РАЗРЯДА С

НЕЙТРАЛЬНЫМ КОНТУРОМ (NLD)

3.1 ВЧ индукционный разряд с нейтральным контуром

3.2 Определение структуры разряда и факторов, ее определяющих

3.2.1 Введение

3.2.2 Исходная модель и вычислительный алгоритм

3.2.3 Основные результаты и их обсуждение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование источников плазмы для современных технологий микроэлектроники»

3.3.2 Бесстолкновительный нагрев в области нейтрального контура 65

3.3.3 Модель 70

3.3.4 Основные результаты и их обсуждение 72

3.3.5 Заключение 75

3.4 Новые разрядные системы на основе NLD 78

3.5 Выводы 80 ГЛАВА 4

МОДЕЛИРОВАНИЕ МИКРОВОЛНОВОГО ИСТОЧНИКА ПЛАЗМЫ 82 ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

4.1 Микроволновый источник плазмы на электронно-циклотронном 82 резонансе

4.2 Модель источника 83

4.3 Параметры источника 84

4.4 Результаты моделирования и их обсуждение 86

4.5 Выводы 89 ГЛАВА 5

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПУЧКОВО-ПЛАЗМЕННОГО РАЗРЯДА (ППР) 90

5.1 Введение 90

5.2 ППР в скрещенных электрическом и магнитном полях 90

5.3 Модель разрядной системы 93

5.4 Численное моделирование 96

5.5 Оценка энергетической эффективности распылительной системы на 100 основе ППР

5.6 Выводы 103 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104 БЛАГОДАРНОСТИ 106 СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ 107 СПИСОК ТАБЛИЦ 111 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 112

Введение

Актуальность темы.

Одной из наиболее актуальных задач современной микроэлектронной промышленности является создание технологий, обеспечивающих производство микроэлектронных компонентов с характерными размерами микроструктур 0.065 мкм на подложках диаметром 300 — 4 00 мм. Решение этой задачи связано, в том числе, и с разработкой источников плазмы для технологий плазменного травления, так как переход полупроводниковой индустрии на новый технологический процесс требует, как правило, замены источников плазмы, используемых при травлении кремниевых пластин. Как известно, с увеличением диаметра пластин растет производительность технологического процесса. С другой стороны, повышение качества получаемых покрытий и точности обработки требует снижения давления в рабочей камере, высокой пространственной однородности активной плазменной среды у поверхности пластины и обеспечения определенных энергетических характеристик частиц, образующих плазму. Эти требования могут быть выполнены только за счет создания адекватных им источников низкотемпературной плазмы низкого давления (порядка Ю-4 — 10~3 Торр) и достаточно большой плотности (порядка Ю10 - 1012см~3). Разработка таких источников плазмы связана с решением задачи всестороннего исследования механизмов, ответственных за образование плотной плазмы в разрядах при низком давлении рабочего газа. Ранее подобные исследования были выполнены для ВЧ емкостного и ВЧ индукционного разрядов. В этих исследованиях с успехом применялись современные методы математического моделирования в тесной связи с теорией и экспериментом. В частности, с помощью методов численного моделирования получены функции распределения электронов по энергиям и их зависимость от параметров разряда, обнаружен стохастический нагрев электронов в ВЧ емкостном разряде и прояснены бесстолкновительные механизмы нагрева в ВЧ индукционном разряде.

В настоящее время в качестве наиболее перспективных рассматриваются источники плазмы на ВЧ индукционном разряде, усиленном магнитным полем, на электронном циклотронном резонансе и на пучково-плазменном разряде.

Источники плазмы на основе ВЧ индукционного разряда в магнитном поле характеризуются высокой плотностью плазмы (вплоть до 10 см ) и высокой степенью ее однородности при рабочих давлениях ~ 10~3 Торр. Кроме того, существует разновидность ВЧ индукционного разряда, которая позволяет понизить рабочее давление на порядок при сохранении параметров плазмы - это так называемый Neutral Loop Discharge, или ВЧ индукционный разряд с нейтральным (бессиловым) контуром. Физика этого разряда является достаточно сложной. Из-за сильной неоднородности магнитного поля экспериментальное и теоретическое исследование представляется затруднительным. Вследствие этого задача математического моделирования такого источника плазмы является весьма актуальной.

В целом, моделирование плазменных процессов в современных технологических установках, основанное на надежной физико-химической модели, позволяет дать рекомендации по оптимизации существующего технологического оборудования или обеспечить развитие новых плазменных технологий. Эти обстоятельства стимулировали постановку и проведение исследований, являющихся предметом настоящей работы.

Цель диссертационной работы.

Целью настоящей работы является всестороннее численное и теоретическое исследование механизмов образования плазмы высокой плотности в разрядах низкого давления, ориентированное на создание высокоэффективных плазменных источников малой мощности, перспективных для современных технологий микро- и наноэлектроники. Важной составляющей работы является реализация кинетического двумерного самосогласованного моделирования для численного исследования бесстолкновительных механизмов нагрева плазмы в таких источниках.

Основные задачи диссертационной работы:

1. Разработка моделей для самосогласованного кинетического моделирования разрядов низкого давления с помощью метода крупных частиц на основе электромагнитного кода KARAT.

2. Моделирование ВЧ индукционного разряда с нейтральным контуром. Определение пространственной структуры и параметров разряда в области нейтрального контура. Сопоставление результатов с имеющимися экспериментальными данными.

3. Аналитические исследования механизмов, ответственных за нагрев электронов в ВЧ индукционном разряде с нейтральным контуром в условиях бесстолкновительного приближения. Определение доминирующих механизмов нагрева при различных условиях (величина и конфигурация магнитного поля, частота внешнего ВЧ поля, мощность ВЧ источника).

4. Моделирование микроволнового источника столкновительной плазмы на электронном циклотронном резонансе. Определение зависимости поглощаемой в источнике мощности микроволнового излучения от внешнего магнитного поля при заданных параметрах плазмы (плотности и температуры).

5. Моделирование источника плазмы на основе пучково-плазменного разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях.

Научная новизна работы.

1. Разработаны модели для двумерного самосогласованного кинетического моделирования нестационарных пучково-плазменных систем и высокочастотного индукционного разряда, усиленного магнитным полем.

2. Впервые выполнено двумерное самосогласованное моделирование ВЧ индукционного разряда с нейтральным контуром. Определена структура разряда и факторы ее определяющие. Впервые показано, что для ВЧ индукционного разряда с нейтральным контуром существует режим, в котором проявляется новый механизм нагрева электронов, дополнительный к стохастическому — локальный электронный циклотронный резонанс.

3. Предложена модель для расчета эффективности поглощения микроволнового излучения плазмой и ее зависимости от напряженности внешнего магнитного поля (в столкновительном режиме).

4. Выполнено двумерное самосогласованное моделирование пучково-плазменного разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях и дана оценка эффективности распылительной системы на его основе.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Высокочастотный индукционный разряд с нейтральным контуром имеет сильно неоднородное пространственное распределение плотности плазмы в области нейтрального контура. Неоднородность плотности плазмы, как в радиальном, так и в продольном направлениях определяется наличием областей, в которых магнитное поле имеет «ловушечную» конфигурацию.

2. В высокочастотном индукционном разряде с нейтральным контуром в бесстолкновительном режиме эффективность плазмообразования определяется стохастическим механизмом нагрева электронов в области нейтрального контура и локальным электронно-циклотронным резонансом, который может быть доминирующим в условиях, когда кулоновскими столкновениями можно пренебречь.

3. Резонансная частота поглощения мощности микроволнового излучения в источнике столкновительной плазмы на электронном циклотронном резонансе не зависит от плотности плазмы и определяется только частотой столкновений. Наиболее эффективное поглощение подводимой мощности излучения имеет место при магнитных полях, превышающих резонансное значение.

Практическая значимость работы.

В настоящей работе выполнено численное моделирование разрядов, являющихся наиболее перспективными для использования в качестве источников плазмы в технологических установках для обработки кремниевых пластин большого диаметра с высокой степенью однородности. Развиваемые методы исследования и непосредственно результаты моделирования могут быть использованы, например:

1) для разработки новых и оптимизации уже существующих плазменных систем на основе ВЧ индукционного разряда с нейтральным контуром;

2) для оптимизации микроволновых источников столкновительной плазмы на электронном циклотронном резонансе;

3) для расчета и проектирования вакуумных плазменных установок сложной геометрии с электронными пучками.

По результатам выполненного исследования предложена новая схема источника плазмы на основе ВЧ индукционного разряда с нейтральным контуром, характеризующаяся наличием нескольких нейтральных контуров. Такая схема предполагает значительное увеличение диаметра разрядной камеры при сохранении степени однородности плазмы по плотности.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. XLII — XLVII научные конференции Московского физико-технического института "Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук". Долгопрудный — 1999 - 2004 гг. (9 докладов).

2. Всероссийская научная конференция по физике низкотемпературной плазмы ФНТП-2001. Петрозаводск, 1 - 7 июля, 2001.

3. Inrernational Conference on Physics of Low Temperature Plasma 03. Kyiv, Ukraine, May 11-15,2003.

4. XXXI Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС. Звенигород, 16 -20 февраля, 2004.

5. Всероссийская научная конференция по физике низкотемпературной плазмы ФНТП-2004. Петрозаводск, 28 - 30 июня, 2004.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения. Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, сформулированы цели и задачи, научная новизна, практическая ценность и положения, выносимые на защиту. Первая глава диссертации носит обзорный характер. В нее включен обзор по источникам низкотемпературной плазмы, наиболее перспективным для современных плазменных технологий, связанных с производством микро- и наноэлектроники, а также обзор методов численного моделирования таких источников. Во второй главе представлен релятивистский электромагнитный код KARAT, на котором базируется численное моделирование, проведенное в настоящей работе. Третья глава диссертации состоит из четырех частей и посвящена моделированию ВЧ индукционного разряда с нейтральным контуром. Четвертая глава посвящена моделированию микроволнового источника плазмы высокого давления на электронно-циклотронном резонансе. В пятой главе представлена модель и результаты численного моделирования ионно-плазменной технологической установки на основе пучково-плазменного разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях. В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы. В конце работы помещены списки рисунков и таблиц, приведенных в диссертации, а также список цитируемой литературы.

Заключение диссертации по теме «Физическая электроника», Арсенин, Алексей Владимирович

5.6 Выводы

Разработаны модели для самосогласованного моделирования нестационарных пучково-плазменных систем. На базе этих моделей выполнено моделирование ионно-плазменной распылительной установки на основе ППР в скрещенных электрическом и магнитном полях. По результатам исследования отмечена высокая энергетическая эффективность таких систем по сравнению с распылительными системами других типов, что позволяет рассчитывать на перспективность данной технологии, и оправдывает дальнейшие (как экспериментальные, так и теоретические) исследования в этой области. Представленные результаты наглядно демонстрируют возможности кинетического PIC-MCC моделирования нестационарных пучково-плазменных систем большой плотности.

Заключение

1. Впервые выполнено двумерное самосогласованное моделирование ВЧ индукционного разряда с нейтральным контуром, представляющегося наиболее перспективным для использования в качестве источника плазмы в плазменных технологических установках современной микроэлектронной промышленности.

• Определена пространственная структура и параметры ВЧ индукционного разряда с нейтральным контуром. Показано, что разряд неоднороден по плотности плазмы не только в радиальном, но и в продольном направлении, а максимум плотности плазмы смещен с нейтрального контура по направлению к оси системы. Отмечена определяющая роль в формировании структуры разряда тех областей, в которых магнитное поле является ловушкой для электронов плазмы.

• Обнаружен новый бесстолкновительный механизм нагрева электронов в ВЧ индукционном разряде с нейтральным контуром — локальный электронно-циклотронный резонанс. Показано, что в ВЧ индукционном разряде с нейтральным контуром в бесстолкновительном режиме эффективность плазмообразования определяется стохастическим механизмом нагрева электронов в области нейтрального контура и локальным электронно-циклотронным резонансом, который может быть доминирующим в условиях, когда кулоновскими столкновениями можно пренебречь.

• Предложена новая схема для ВЧ индукционного разряда с нейтральным контуром планарного типа, отличительной особенностью которой является наличие нескольких нейтральных контуров. Такая схема предполагает значительное увеличение диаметра разрядной камеры при сохранении степени однородности плазмы по плотности.

2. Разработана численная модель, позволяющая рассчитать поглощение мощности микроволнового излучения в источнике столкновительной плазмы на основе электронно-циклотронного резонанса. Найдена зависимость поглощаемой в источнике мощности микроволнового излучения от внешнего магнитного поля при заданных параметрах плазмы (плотности и температуры). Показано, что наиболее эффективное поглощение подводимой мощности излучения имеет место при магнитных полях, превышающих резонансное значение, или, что тоже самое, при частотах меньших резонансной и соответствующих возбуждению в плазме собственной волны.

3. Разработаны модели для самосогласованного моделирования нестационарных пучково-плазменных систем. На базе этих моделей выполнено моделирование ионно-плазменной распылительной установки на основе ППР в скрещенных электрическом и магнитном полях. По результатам исследования отмечена высокая энергетическая эффективность таких систем по сравнению с распылительными системами других типов, что позволяет рассчитывать на перспективность данной технологии, и оправдывает дальнейшие (как экспериментальные, так и теоретические) исследования в этой области. Представленные результаты наглядно демонстрируют возможности кинетического PIC-MCC моделирования нестационарных пучково-плазменных систем большой плотности.

Благодарности

Настоящая работа выполнена в Московском физико-техническом институте в лаборатории физики лазерных и ионно-плазменных технологий кафедры общей физики под руководством Леймана Владимира Георгиевича, которому автор глубоко признателен за постоянные обсуждения и помощь в проведении научных исследований. Автор выражает благодарность руководителю кафедры общей физики Гладуну Анатолию Деомидовичу за организацию и поддержку научных исследований.

Особую благодарность автор выражает Тараканову Владимиру Павловичу, создателю кода KARAT, и Рухадзе Анри Амвросиевичу. Хотелось бы отметить всех, с кем сотрудничал автор: сотрудников научной группы «Ионно-плазменные устройства и технологии» (кафедра физической электроники МГУ) и лично Кралькину Елену Александровну, сотрудников Лаборатории плазменной электроники Института общей физики РАН, а также Шустина Евгения Германовича.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты РФФИ № 02-01-00526 и № 05-01-00790).

И самое большое спасибо - моим родителям за все то, чему они меня научили, за понимание и поддержку.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Арсенин, Алексей Владимирович, 2005 год

1. Rossnagel S.M. Sputter deposition for semiconductor manufacturing // IBM Journal of Research & Development — 1999, v. 43, n. 1/2, pp. 163-179

2. Распыление под действием бомбардировки частицами. Вып. Ш. Характеристики распыленных частиц, применения в технике. Под ред. Р. Бериша и К. Виттмака. — М.: Мир, 1998

3. Boeuf J.P. Plasma display panels: physics, recent developments and key issues II J. Phys. D: Appl. Phys. — 2003, v. 36, pp. R53 R79

4. Boswell R.W. Very efficient plasma generation by whistler waves near the lower hybrid frequency II Plasma Physics and Controlled Fusion — 1984, v. 26, pp. 1147 1162

5. Uchida T. Application of radio-frequency discharged plasma produced in closed magnetic neutral line for plasma processing II Jpn. J. Appl. Phys. — 1994 v. 33, pp. L43 L44

6. Tsuboi H., Itoh M., Tanabe M., Hayashi Т., Uchida T. Usefulness of magnetic neutral loop discharge plasma in plasma processing II Jpn. J. Appl. Phys. — 1995, v. 34, pp. 2476 -2481

7. Hittorf W. Ueber die elektricitatsleitung der gase II Annalen der Physik and Chemie — 1884, v. 21, pp. 90-139

8. HopwoodJ. Review of inductively coupled plasmas for plasma processing II Plasma Sources Sci. Technol. — 1992, v. 1, pp. 109 116

9. Keller J.H. Inductive plasmas for plasma processing II Plasma Sources Sci. Technol. — 1996, v. 5 pp. 166-172

10. Pippard A.B. The high frequency skin resistance of metals at low temperatures II Physica — 1949, v. 15, pp. 45-54

11. Turner M.M. Collisionless electron heating in an inductively coupled discharge II Phys. Rev. Lett. — 1993, v. 71, pp. 1844-1847

12. GodyakV.A., PiejakR.B., Alexandrovich B.M. Electrical characteristics and electron heating mechanism of an inductively coupled argon discharge II Plasma Sources Sci. Technol. — 1994, v. 3, pp. 169-176

13. KolobovV.I., EconomouDJ. The anomalous skin effect in gas discharge plasmas II Plasma Sources Sci. Technol. — 1997, v. 6 pp. R1 R17

14. ChenF.F. Collisional, magnetic, and nonlinear skin effect in radio-frequency plasmas II Phys. Plasmas — 2001, v. 8, pp. 3008 3017

15. Вавилин К.В., Плаксин В.Ю., Ри М.Х., РухадзеА.А. Радиочастотные источники плазмы малой мощности для технологических приложений. II. Источники плазмы в условиях аномального скин-эффекта IIЖТФ — 2004, т. 74, с. 25 28

16. Александров А.Ф., Богданкевич J1.C., РухадзеА.А. Основы электродинамики плазмы. — М.: Высшая школа, 1988

17. Силин В.П., РухадзеА.А. Электромагнитные свойства плазмы и плазмоподобных сред. — М.: Атомиздат, 1961

18. Вавилин К.В., Рухадзе А.А., Ри М.Х., Плаксин В.Ю. Радиочастотные индуктивные источники плазмы малой мощности для технологических приложений II Физика плазмы — 2004, т. 30, № 8, с. 739 749

19. Lieberman М.А., Lichtenberg A.J. Principles of plasma discharges and materials processing. (John Wiley, New York, 1994)

20. Райзер Ю.П., Шнейдер M.H., Яценко H.A. Высокочастотный емкостной разряд. Физика. Техника эксперимента. Приложения. — М.: Наука, 1995

21. Bowers R., Legendy С., Rose F. Oscillatory galvanomagnetic effect in metallic sodium II Phys. Rev. Lett. — 1961, v. 7, pp. 339 341

22. Rose F.E., Taylor M.T., Bowers R. Low-frequency magneto-plasma resonances in sodium II Phys. Rev. — 1962, v. 127, pp. 1122 1124

23. Harding G.N., Thonemann P.C. A study of helicon waves in indium II Proc. Phys. Soc. — 1965, v. 85, pp. 317-328

24. Lehane J.A., Thonemann P.C. An experimental study of helicon wave propagation in a gaseous plasma // Proc. Phys. Soc. — 1965, v. 85, pp. 301 316

25. Boswell R.W. Plasma production using a standing helicon wave I I Phys. Lett. — 1970, v. 33A, pp. 457-458

26. Boswell R.W. Very efficient plasma generation by whistler waves near the lower hybrid frequency II Plasma Physics and Controlled Fusion — 1984, v. 26, pp. 1147 1162

27. Chen F.F. Plasma ionization by helicon waves II Plasma Physics and Controlled Fusion — 1991, v. 33, pp. 339-364

28. Boswell R.W., Chen F.F. Helicons, the early years II IEEE Trans. Plasma Sci. — 1997, v. 25, pp. 1229-1244

29. Chen F.F., Boswell R.W. Helicons, the past decade II IEEE Trans. Plasma Sci. — 1997, v. 25, pp. 1245 1257

30. Chen F.F., Evans J.D., Tynan G.R. Design and performance of distributed helicon sources II Plasma Sources Sci. Technol. — 2001, v. 10, pp. 236 249

31. Shamrai K.P., Taranov V.B. Volume and surface rf power absorption in a helicon plasma source /I Plasma Sources Sci. Technol. — 1996, v. 5, pp. 474 491

32. Light M., Chen F.F. Helicon wave excitation with helical antennas II Phys. Plasmas — 1995, v. 2, pp. 1084-1093

33. Blackwell D.D., Madziwa T.G., Amush D., Chen F.F. Evidence for Trivelpiece-Gould modes in a helicon discharge И Phys. Rev. Lett. — 2002, v. 88, n. 14 pp. 145002-1145002-4

34. Arnush D. The role of Trivelpiece-Gould waves in antenna coupling to helicon waves II Phys. Plasmas — 2000, v. 7, pp. 3042-3050

35. Miljak D.G., Chen F.F. Density limit in helicon discharges II Plasma Sources Sci. Technol. — 1998, v. 7, pp. 537-549

36. Chen F.F., Blackwell D.D. Upper limit to Landau damping in helicon discharges II Phys. Rev. Lett. — 1999, v. 82, pp. 2677 2680

37. Blackwell D.D., Chen F.F. Time-resolved measurements of the EEDF in a helicon plasma И Plasma Sources Sci. Technol. — 2001, v. 10, pp. 226 235

38. Chen F.F. The low-field density peak in helicon discharges II Phys. Plasmas — 2003, v. 10, pp. 2586-2592

39. Shinohara S. Characteristics of a large volume, helicon plasma source II Phys. Plasmas — 2005, v. 12, pp. 044502 -5

40. Kinder R.L., KushnerMJ. Noncollisional heating and electron energy distributions in magnetically enhanced inductively coupled and helicon plasma sources II J. Appl. Phys. — 2001, v. 90, pp. 3699-3712

41. KinderR.L., KushnerMJ. Wave propagation and power deposition in magnetically enhanced inductively coupled and helicon plasma sources II J. Vac. Sci. Technol. A — 2001, v. 19, pp. 76-86

42. Kinder R.L., Ellingboe A.R., KushnerMJ. H- to W-mode transitions and properties of a multimode helicon plasma reactor // Plasma Sources Sci. Technol. — 2003, v. 12 pp. 561-575

43. GuoX., ScharerJ.E., MouzourisY., Louis L. Helicon experiments and simulations in nonuniform magnetic field II Physics of Plasmas — 1999, v. 6, pp. 3400 3407

44. Tysk S.M., Denning C.M., Scharer J.E., Akhtar K. Optical, wave measurements, and modeling of helicon plasmas for a wide range of magnetic fields II Physics of Plasmas — 2004, v. 11, pp. 878-887

45. Electron cyclotron emission and electron cyclotron heating. Ed. G. Grrizzi, Paris, World Scientific, 2002.

46. Шаповап С.Ю. Применение ЭЦР-плазмы в технологии наноструктур II Материалы Всероссийской научной конференции по физике низкотемпературной плазмы ФНТП-2004, Петрозаводск 28 30 июня 2004 г., т. 2, с. 155 - 161

47. Александров А.Ф., Рухадзе А.А. Лекции по электродинамике плазмоподобных сред. — М.: Издательство Московского университета. Физический факультет МГУ, 1999.

48. Stevens J.E., Cecchi J.L. // Japan. J. Appl. Phys. — 1993, v. 32, pp. 3007 3012

49. Hemmers D., David M., Kempkens H., Uhlenbusch J. Self-consistent modelling of overdenseplasmas in ECR discharges II J. Phys. D: Appl. Phys. — 1998, v. 31, pp. 2155 -2164

50. Yoshida Z. and Uchida T. Plasma production using energetic meandering electrons II Jpn. J. Appl. Phys. — 1995, v. 34, pp. 4213-4216

51. Uchida T. Magnetically neutral loop discharged plasma sources and system II J. Vac. Sci. Technol. A — 1998, v. 16, pp. 1529

52. Uchida Т. — 1994, Japan patents 07-090632, 08-078188, 07-263190

53. Арсенин A.B., Лейман В.Г., Тараканов В.П. Численное моделирование высокочастотного индукционного разряда с нейтральным контуром (NLD) II Краткие сообщения по физике ФИАН — 2003, № 4, с. 19 29

54. Chen W., Sugita К., Morikawa Y., Yasunami S., Hayashi Т., Uchida T. Application of magnetic neutral loop discharge plasma in deep silica etching И J. Vac. Sci. Technol. A — 2001, v. 19, pp. 2936 2940

55. Fukasawa Т., Hayashi Т., Horiike Y. Conelike defect in deep quartz etching employing neutral loop discharge II Japan. J. Appl. Phys. — 2003 v. 42 pp. 6691 6697

56. Morikawa Y., Hayashi Т., Suu K. and Ishikawa M. Application of magnetic neutral loop discharge plasma in deep quartz and silicon etching process for MEMS/NEMS devices fabrication II NSTI Nanotechnology Conference & Trade Show, Anaheim, May 8-12, 2005

57. Исаев H.B., Чмиль А.И., Шустин Е.Г. Ионные потоки из области пучково-плазменногоразряда II Физика плазмы, 2004, т. 30, № 3, с. 292 297

58. Корнилов Е.А., Ковпик О.Ф., Файнберг Я.Б., Харченко И.Ф. Механизм образования плазмы при развитии пучковой неустойчивости IIЖТФ — 1965, т. 35, с. 1372 1377.

59. Иванов А.А., Лейман В.Г. Электронные пучки в плазмохимии // Химия плазмы, вып. 5 — М.: Атомиздат, 1978, с. 176 221

60. Getty W.D., SmullinL.D. Beam-Plasma Discharge: Buildup of Oscillations II J. Appl. Phys. — 1963, v. 34, pp. 3421 3429

61. HopsonJ.E. Beam-Generated Beam-Plasma System II J. Appl. Phys. — 1963, v. 34, pp. 2425-2429

62. Лебедев П.М., Онищенко И.Н., Ткач Ю.В., Файнберг Я.Б., Шевченко В.И. Теория плазменно-пучковогоразряда II Физика плазмы — 1976, т. 2, с. 407

63. Sotnikov V.I., Omelchenko Yu.A., Shapiro V.D., Shevchenko V.I., Ashour-Abdalla M., Schriver D. A model of beam-plasma discharge in a nonuniform plasma И Phys. Fluids В — 1992, v. 4, p. 3562-3568

64. БлиохЮ.П., Любарский М.Г., Подобинский B.O., Файнберг Я.Б. Нестационарный пучково-плазменныйразряд. I. Математическая модель и линейная теория II Физика плазмы — 2003, т. 29, с. 801 808

65. Антонов А.Н., Корнилов Е.А., Ковпик О.Ф., Матяш К.В., Свиченский В.Г. Пучково-плазменное взаимодействие в гибридном плазменном волноводе при переходе в импульсный режим возбуждения СВЧ-колебаний И Физика плазмы — 2001, т. 27, с. 653-657

66. Гусева Г.И., Дмитриев К.К., Завьялов М.А., Лейтан В.А., Рошаль А.С. Кинетика начальной стадии развития пучково-плазменного разряда II Физика плазмы — 1987, т. 13, с. 366-369

67. Lee J.K., Hahn S.J. Off-peak saturation effects of beam-plasma instability II IEEE Trans. Plasma Sci. — 1991, v. 19, pp. 52-54

68. Lee H.J., Lee J.K., Bae I., Hur M.S. Effects of particle trapping and velocity slippage on beam-plasma interaction //Physics Letters A— 1999, v. 247, pp. 313 318

69. Арсенин A.B., Лейман В.Г. Численное моделирование пучково-плазменного разряда // Материалы Всероссийской научной конференции по физике низкотемпературной плазмы ФНТП-2001, Петрозаводск 1 7 июля 2001 г., т. 2, с. 44-47

70. Anisimov I.O., Siversky T.V. Numerical simulation of the beam-plasma turbulence spectrum evolution for weak beams II Proc. International Conference on Physics of Low Temperature Plasma 2003 — 2004, pp. 11.11.132

71. Anisimov I.O., Kelnyk O.I., Krafft C., Nychyporuk T.V. Whistler wave emission by a modulated electron beam on a metal-plasma boundary И Proc. International Conference on Physics of Low Temperature Plasma 2003 — 2004, p. 11.15.109

72. Manheimer W.M., Fernsler R.F., LampeM. and MegerR.A. Theoretical overview of the large-area plasma processing system (LAPPS) // Plasma Sources Sci. Technol., 2000, v. 9, p. 370-386

73. Schatz K.D., Ruzic D.N. An electron-beam plasma source and geometry for plasma processing II Plasma Sources Sci. Technol. — 1993, v. 2, pp. 100 105

74. Meger R.A., Blackwell D.D., Fernsler R.F., Lampe M., Leonhardt D., Manheimer W.M., Murphy D.P., Walton S.G. Beam-generated plasmas for processing applications II Physics of Plasmas — 2001, v. 8, pp. 2558 2564

75. Leonhardt D., Walton S.G., Muratore C., Fernsler R.F., Meger R.A. Etching with electron beam generated plasmas II J. Vac. Sci. Technol. A — 2004, v. 22, pp. 2276 2283

76. Физика и технология источников ионов. Под ред. Я. Брауна. — М.: Мир, 1998

77. Hamaguchi S. Modeling and simulation methods for plasma processing II IBM Journal of Research & Development — 1999, v. 43, pp. 199-215

78. Sato N., Shida Y. Two dimensional fluid model of rfplasmas in SiH/Ar mixtures II Jpn. J. Appl. Phys. — 1997, v. 36, p. 4794 4798

79. Snowden C.M. Semiconductor device modelling И Rep. Prog. Phys. — 1985, v. 48, p. 223 -275

80. Lee W., Laux S.E., Fischetti M.V., Baccarani G., Gnudi A., Mandelman J.A., Stork J.M.C. and СгаЬЬё E.F. Numerical modeling of advanced Si devices II IBM Journal of Research and Development, — 1992, v. 36, n. 2, p. 208 232

81. Gummel H.K. A self-consistent iterative scheme for one-dimensional steady state transistor calculation II IEEE Transactions on Electron Devices, — 1964, v. ED-11, p. 455 -465

82. Boeuf J.P. Numerical model of rf glow discharges II Phys. Rev. A — 1987, v. 36, n. 6, pp. 2782-2792

83. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. — М.: Наука, 1987.

84. Godyak V.A., Piejak R.B. Abnormally low electron energy and heating-mode transition in a low-pressure argon rf discharge at 13.56 MHz II Phys. Rev. Lett., — 1990, v. 65, n. 8, p. 996-999

85. Godyak V.A., Piejak R.B., Alexandrovich B.M. Electrical characteristics of parallel-plate RF discharges in argon II IEEE Trans. Plasma Sci. — 1991, v. 19, pp. 660 676

86. Godyak V.A., Piejak R.B., Alexandrovich B.M. Measurements of electron energy distribution in low-pressure RF discharges II Plasma Sources Sci. Technol. — 1992, v. 1, pp. 36-58

87. Александров А.Ф., Богданкевич Л.С., Рухадзе A.A. Основы электродинамики плазмы. — М.: Высшая школа, 1988.

88. Sommerer T.J., Hitchon W.N.G., Harvey R.E.P., LawlerJ.E. Self-consistent kineticcalculations of helium rf glow discharges II Phys. Rev. A — 1991, v. 43, n. 8, pp. 4452 -4472

89. Parker G.J., Hitchon W.N. Convected scheme simulations of the electron distribution function in a positive column plasma I I Jpn. J. Appl. Phys. — 1997, v. 36, pp. 4799 4807

90. Бэдсел Ч.К., Ленгдон А.Б. Физика плазмы и численное моделирование. — М.: Энергоатомиздат, 1989.

91. Tajima Т. Computational plasma physics. — Addison-Wesley Publishing Co., New York, 1989.

92. Verboncoeur J.P. Particle simulation of plasmas: review and advances II Plasma Phys. Control. Fusion — 2005, v. 47, pp. A231 A260

93. Birdsall C.K. Particle-in-Cell Charged-Particle Simulations, Plus Monte Carlo Collisions With Neutral Atoms, PIC-MCC// IEEE Trans. Plasma Sci. — 1991, v. 19, n. 2, pp. 65 85

94. Skullerud H.R. The stochastic computer simulation of ion motion in a gas subjected to a constant electric field II J. Phys. D: Appl. Phys. — 1968, v. 1, p. 1567 1568

95. VahediV., DiPeso G., Birdsall C.K., Lieberman M.A., RognlienT.D. Capacitive rf discharges modelled by particle-in-cell Monte-Carlo simulation. I: analysis of numerical techniques II Plasma Sources Sci. Technol. — 1993, v. 2, pp. 261 272

96. NanbuK. Simple method to determine collisional event in Monte Carlo simulation of electron-molecule collision H Jpn. J. Appl. Phys. — 1994, v. 33, pp. 4152 4753

97. Nanbu K. Probability theory of electron-molecule, ion-molecule, molecule-molecule, and Coulomb collisions for particle modeling of materials processing plasmas and gases H IEEE Trans. Plasma Sci. — 2000, v. 28, n. 3, pp. 971 990

98. Turner M.M. Collisionless electron heating in an inductively coupled discharge II Phys. Rev. Lett. 1993 — v. 71, n. 12, pp. 1844 1847

99. Turner M.M. Simulation of kinetic effects in inductive discharges I I Plasma Sources Sci. Technol. — 1996, v. 5, pp. 159 165

100. Oh J.S., Makabe T. Numerical Study of the Effects of Frequency in Inductively Coupled Plasma Using Particle-in-Cell/Monte Carlo Simulation II Jpn. J. Appl. Phys. — 2000, v. 39, p. 1358- 1364

101. Yonemura S., NanbuK. Electron energy distributions in inductively coupled plasma of argon II Jpn. J. Appl. Phys. — 2001, v. 40, pp. 7052 7060

102. Yonemura S., NanbuK., Sakai K. Electron energy distributions in inductively coupled plasma: comparison of chlorine discharge with argon discharge // Jpn. J. Appl. Phys. —2002, v. 41 pp. 6189-6196

103. Shiozawa M., Nanbu K. Particle modeling of inductively coupled plasma and radicals flow to predict etch rate of silicon II Jpn. J. Appl. Phys. — 2002, v. 41, pp. 2213 2219

104. Nanbu K., Mitsui K. Kondo S. Self-consistent particle modelling of dc magnetron discharges of an 02/Ar mixture II J. Phys. D: Appl. Phys. — 2000, v. 33 pp. 2274 2283.

105. Kondo S., Nanbu K. Axisymmetrical particle-in-cell/Monte-Carlo simulation of narrow gap planar magnetron plasmas. I. Direct current-driven discharge И J. Vac. Sci. Technol. — 200l,v. 19, pp. 830-837

106. Kondo S., Nanbu K. Axisymmetrical particle-in-cell/Monte-Carlo simulation of narrow gap planar magnetron plasmas. II. Radio frequency-driven discharge II J. Vac. Sci. Technol. — 2001, v. 19, pp. 838 847

107. Sommerer Т., Kushner M. Numerical investigation of the kinetics and chemistry of rf glow discharge plasmas sustained in He, N2, 02, HeJNJ02, He/CF/02, and SiH/NH3 using a Monte Carlo-fluid hybrid model II J. Appl. Phys. — 1992, v. 71, pp. 1654- 1673

108. Grapperhaus M.J., Kushner M.J. A semianalytic radio frequency sheath model integrated into a two-dimensional hybrid model for plasma processing reactors II J. Appl. Phys. — 1997, v. 81, pp. 569-577

109. Rauf S., Kushner M.J. Model for noncollisional heating in inductively coupled plasma processing sources II J. Appl. Phys. — 1997, v. 81, pp. 5966 5974

110. Kinder R.L., Kushner M.J. Consequences of mode structure on plasma properties in electron cyclotron resonance sources II J. Vac. Sci. Technol. A — 1999, v. 17, pp. 2421 -2430

111. Kinder R.L., Kushner M.J. Wave propagation and power deposition in magnetically enhanced inductively coupled and helicon plasma sources И J. Vac. Sci. Technol. A — 2001, v. 19, pp. 76-86

112. Bird G.A. Molecular gas dynamics and the direct simulation of gas flows. — Oxford Science Publishers, Oxford, UK, 1994

113. Economou D.J., BartelTJ., WiseR.S., Lymberopoulos D.P. Two-Dimensional Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) of Reactive Ion and Neutral Flow in a High Density Plasma Reactor И IEEE Trans. Plasma Sci. — 1995, v. 23, pp. 581 -590

114. Bogaerts A., GijbelsR. Numerical modelling of gas discharge plasmas for various applications И Vacuum — 2003, v. 69, p. 37 52

115. Tarakanov V.P. User's manual for code KARAT. Springfield, VA: Berkley Research, 1992

116. Yovchev I.G., Kostov K.G., Barroso J.J., Nikolov N.A. Power and efficiency enhancement of reflex-triode virtual-cathode oscillator at short pulse II IEEE Transaction о n Plasma Science — 1998, v. 26, pp. 767 773

117. Barroso J.J., Kostov K.G., CorreaR.A. Electromagnetic simulation of 32-GHz, TE-021 gyrotron II IEEE Transaction on Plasma Science — 1999, v. 27, pp. 384 391

118. Rozental R.M., ZaitsevN.I., Kulagin I.S., Eyakov E.V., GinzburgN.S. Nonstationary processes in an X-band relativistic gyrotron with delayed feedback II IEEE Transaction on Plasma Science — 2004, v. 32, pp. 418 421

119. Barroso J.J., Kostov K.G. A 5.7-GHz, 100-kW microwave source based on the monotron concept II IEEE Transaction on Plasma Science — 1999, v. 27, pp. 580 587

120. Gunin A.V., Klimov A.I., Korovin S.D., Kurkan I.K., Pegel I.V., Polevin S.D., Roitman A.M., Rostov V.V., Stepchenko A.S., Totmeninov E.M. Relativistic X-band В WO with 3-GW output power II IEEE Transaction on Plasma Science — 1998, v. 26, pp. 326 -331

121. Agafonov A., AirapetovA., Bogachenkov V., FedotovV., GevorgianG. et al. A free electron laser at P.N. Lebedev Institute 11 Nuclear Instruments and Methods in Physics Researches— 1993, v. A331, pp. 186-190

122. Khodataev Ya., Bingham R., Tarakanov V.P., Tsytovich V., Morfill G. The Free Boundary Dust-Plasma Crystal И Physica Scripta — 2001, v. 89, pp. 95 100

123. Aplin K.L., Tarakanov V.P. Modelling studies of charged particle interactions for a space application II Inst. Phys. Conf. Ser. — 2003, n. 178, pp. 221 226

124. Goplen В., Ludeking L., Smith D., Warren G. User-configurable MAGIC for electromagnetic PIC calculations II Computer Physics Communications — 1 995, v. 87, pp. 54 86

125. Boris J.P. Relativistic plasma simulation optimization of a hybrid code И Proc. 4th Conf. on Numerical Simulation of Plasmas (Washington, DC) — 1970, pp. 3-67

126. Хокни P., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц. — М.: Мир, 1987

127. Vahedi V., SurendraM. A Monte Carlo collision model for the particle-in-cell method: applications to argon and oxygen discharges II Computer Physics Communications — 1995, v. 87, pp. 179-198

128. RejoubR., Lindsay B.G., Stebbings R.F. Determination of the absolute partial and total cross sections for electron-impact ionization of the rare gases II Phys. Rev. A — 2002, v. 65, p. 042713

129. Kosaki K., Hayashi M. Electron-argon atom collision cross sections for argon II Preprint Nat. Mtg. Inst. Elect. Eng. (in Japanese) — 1992

130. Surendra M., Graves D.B., Morey I.J. Electron heating in low-pressure rf glow discharges II Appl. Phys. Lett. — 1990, v. 56, pp. 1022 1024

131. Okraku-Yirenkyi Y., SungY. M., OtsuboM., Honda C., SakodaT. Experimental and numerical analyses of electron temperature and density distributions in a magnetic neutral loop discharge plasma И J. Vac. Sci. Technol. A — 2001, v. 19, pp. 2590 2595

132. Muraoka K., UchinoK., Sei R., Uchida Т., Hayashi Т., ItoM. Magnetic Neutral Loop Discharge spattering system — 2001, Japan patent 2001 -271163

133. Sung Y. M., Okraku-Yirenkyi Y., Otsubo M., Honda C., Uchino K., Muraoka K. Modeling of the electron motion in a capacitively coupled magnetic null plasma II IEEE Transaction on Plasma Science — 2002, v. 30, pp. 142 143

134. Sung Y.M., Uchino K., Muraoka K., Sakoda T. Studies on the optimum condition for the formation of a neutral loop discharge plasma И J. Vac. Sci. Technol. A — 2000 v. 18, pp. 2149-2152

135. Sakoda Т., Iwamiya H., Uchino K., Muraoka K., Itoh M., Uchida T. Electron temperature and density profiles in a neutral loop dischargeplasma //Jpn. J. Appl. Phys. — 1997, v. 36, pp. L67 L69

136. Asakura H., TakemuraK., YoshidaZ., Uchida T. Collisionless heating of electrons by meandering chaos and its application to a low-pressure plasma source II Jpn. J. Appl. Phys. — 1997, v. 36, pp. 4493 4496

137. Yoshida Z., Asakura H., Kakuno H., Morikawa J., Takemura K., Takizawa S., Uchida T. Anomalous resistance induced by chaos of electron motion and its application to plasma production И Phys. Rev. Lett. — 1998, v. 81, pp. 2458 2461

138. DewarR.L., Ciubotariu C.I. Quasilinear theory of collisionless Fermi acceleration in a multicusp magnetic confinement geometry II Phys. Rev. E — 1999, v. 60, pp. 7400 7411

139. Seo S.H., Chung C.W., Hong J.I., Chang H.Y. Nonlocal electron kinetics in a planar inductive helium discharge II Phys. Rev. E — 2000, v. 62, pp. 7155 7167

140. Chung C.W., Kim S.S., Chang H.Y. Experimental measurement of the electron energy distribution function in the radio frequency electron cyclotron resonance inductive discharge II Phys. Rev. E — 2004, v. 69, pp. 016406 6

141. Chen W., SugitaK., Morikawa Y., Yasunami S., Hayashi Т., Uchida Т. Application of magnetic neutral loop discharge plasma in deep silica etching 11 J. Vac. Sci. Technol. A — 2001, v. 19, pp. 2936 2940

142. Hikosaka Y., Hayashi H., Sekine M., Tsuboi H., Endo M., Mizutani N. Realistic etch yield of fluorocarbon ions in Si02 etch process II Jpn. J. Appl. Phys. — 1999, v. 38, pp. 4465 -4472

143. Uchida T. et al. — 1995, Japan patents, 09-064015

144. Chen F.F., Chang J.P. Lectures notes on principles of plasma processing. (Kluwer/Plenum, New York, 2002)

145. High Density Plasma Sources. Ed. O.A. Popov, Park Ridge, NJ, Noyes Publications, 1995

146. Samukawa S. Time-modulated electron cyclotron resonance plasma discharge for controlling the polymerization in Si02 etching II Jpn. J. Appl. Phys. — 1993, v. 32, pp. 6080-6087

147. MutaH., Ueda Y., Kawai Y. Three-dimensional simulation of microwave propagation in an electron cyclotron resonance plasma II Jpn. J. Appl. Phys. — 1997, v. 36, pp. 4773 -4776

148. Wu H., Graves D.B. and Kilgore M. Two-dimensional simulation of compact ECR plasma sources II Plasma Sources Sci. Technol. — 1997, v. 6, pp. 231 239

149. WuH., Graves D.B., PorteousR.K. Comparison between a two-dimensional simulation and a global conservation model for a compact ECR plasma source II Plasma Sources Sci. Technol. — 1995, v. 4, pp. 22 30

150. Лоза O.T., Пономарев A.B., Стрелков П.С., Ульянов Д.К., Шкварунец А.Г. Источник трубчатой плазмы с управляемым радиусом для плазменного релятивистского СВЧ-генератора II Физика плазмы — 1997, т. 23, № 3

151. Корнилов Е.А., КовпикО.Ф., Файнберг Я.Б., Болотин Л.И., ХарченкоИ.Ф. Временные характеристики высокочастотных колебаний при развитии неустойчивости в системе плазма-пучок И ЖТФ — 1965, т. 35, с. 1378 1384

152. Незлин М.В. Динамика пучков в плазме. — М.: Энергоиздат, 1982

153. Бычков В.Л., Васильев М.Н., Коротеев А.С. Электронно-пучковая плазма. Генерация, свойства, применение. — М.: Изд-во МГСУ, 1993

154. Данилин Б.С., Сырчин В.К. Магнетронные распылительные системы. — М.: Радио и связь, 1982

155. Каминский М. Атомные и ионные столкновения на поверхности металла. — М.: Мир, 19671. Для заметок