氩气射频感性耦合等离子体中输入功率对电子温度影响的数值研究

发布时间：2021-11-04 01:02

　　射频感性耦合等离子体（Radio-Frequency Inductively Coupled Plasma,RF-ICP）源可以利用简单的装置在低气压条件下产生高密度等离子体,因此被广泛地运用在工业生产中。在微电子集成电路制造中,晶片尺寸的不断增加、芯片微结构特征尺寸的相应降低对等离子体源的均匀性、不同材料刻蚀的选择性等方面的要求也越来越严格。为了满足这些要求,需要研究各种等离子体参数在加工工艺中的作用以及这些参数背后的放电机理,其中电子温度是最重要的等离子体参数之一。在等离子体加工中,电子温度是影响刻蚀和沉积过程的关键参数之一。在实验研究中,电子温度更是基本的等离子体参数,它蕴含着感性耦合等离子体源的电子加热机制和放电机制的信息,如欧姆加热和随机加热机制,输入功率的损失以及粒子之间的碰撞和反应等等。本论文主要研究问题是针对氩感性耦合等离子体中随着输入功率增加,电子温度呈现出先减小后增大的实验现象。前人针对该实验现象已经做了很多工作,解释了电子温度下降的原因是因为电子与亚稳态氩原子之间发生的多步电离反应在输入功率较低时增长速率较快,多步电离反应在总反应中占比较大造成的;电子温度数值随后... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：48 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 低温等离子体概述
    1.2 射频等离子体源简介
    1.3 射频感性耦合等离子体中电子温度的研究意义和研究现状
    1.4 等离子体仿真商业软件简介
    1.5 本文研究内容与安排
2 理论模型介绍
    2.1 几何模型介绍
    2.2 粒子反应及边界条件
    2.3 模型中的方程简介
        2.3.1 带电粒子的方程
        2.3.2 电磁场方程
        2.3.3 泊松方程
        2.3.4 纯流体模块中的中性粒子方程
        2.3.5 蒙特卡洛模块中的中性粒子方程
    2.4 关于亚稳态氩原子的激发截面简介
3 模拟结果和讨论
    3.1 不同的亚稳态氩原子激发截面对电子温度的影响
    3.2 流体模型计算的结果分析
        3.2.1 电子温度峰值和腔室中心处的电子温度的对比
        3.2.2 中性气体对流对电子温度的影响
        3.2.3 气压对电子温度的影响
        3.2.4 腔室高度对电子温度的影响
    3.3 混合模型中关于中性气体加热效应的计算结果分析
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
博士论文
[1]射频等离子体放电及材料处理研究[D]. 金成刚.苏州大学 2014
[2]射频感性耦合等离子体放电模式转变机理的模拟研究[D]. 赵书霞.大连理工大学 2010



本文编号：3474691