等离子体刻蚀的动力学模型及三维模拟

发布时间：2019-08-19 09:15

【摘要】：等离子体刻蚀技术被广泛应用于IC制造和MEMS加工中,是目前较为主流的刻蚀技术手段之一。开发等离子体刻蚀的模拟软件可以大大降低IC与MEMS器件的设计与研制成本,缩短研发周期；同时通过改变模拟的刻蚀条件,如离子能量,角度分布等,得到不同的模拟结果,以此来选择最佳工艺条件。等离子体刻蚀是在等离子体中发生的,大量带电粒子受垂直于硅片表面的电场加速,垂直入射到硅片表面上,以较大的动量进行物理刻蚀,同时它们还与薄膜表面发生强烈的化学反应,生成可挥发产物,被真空系统抽走。随着材料表层的“反应-剥离-排放”的周期循环,材料被逐层刻蚀到指定深度。基于分子动力学的刻蚀模型通过离子／中性粒子流量,离子能量和角分布等参数来计算刻蚀／淀积速率,表面覆盖等需要的结果。本文的工作以已有的混合层动力学模型为基础,针对等离子体刻蚀的工艺模拟展开研究。主要研究工作如下：1.用数值分析方法求出了混合层动力学模型的数值解,并将其耦合到三维元胞算法中。2.模拟得出了不同条件下的等离子体刻蚀形貌,包括不同粒子离子比例,不同离子能量等。并与实验结果进行了对比。对于不同条件下刻蚀形貌的差异进行了分析。3.对于刻蚀中会导致出现非理想效应的各种因素进行了分析,包括离子反射,离子角度分布,掩膜形貌等。最后对负载效应进行了简单讨论。论文中针对等离子体刻蚀建立的这一套模拟方法对于微纳加工工艺模拟具有一定参考价值。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN305.7

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