13.56 MHz/2 MHz柱状感性耦合等离子体特性的对比研究

发布时间：2024-02-02 20:08

　　射频感性耦合等离子体源可以在较低的射频电压下产生密度较高的等离子体、独立控制等离子体密度和入射到基片台上的离子能量,且不存在电极干扰。近年来,被广泛应用于半导体芯片刻蚀、薄膜沉积及材料加工等领域。随着芯片面积变得越来越大,刻蚀线宽变得越来越细,对等离子体技术提出了更高的要求。这些工艺需求的提高,不仅仅是一个技术问题,更重要的是需要对等离子体工艺进程中涉及到的一些复杂的物理问题进行深入研究。例如,外界放电参数对等离子体状态参数的调控,以及等离子体状态参数与工艺过程的关系等。而射频感性耦合等离子体源中等离子体的产生和维持主要是通过射频电流感应而来的时变电磁场加速电子与中性粒子发生非弹性碰撞来实现的,其中驱动频率的大小直接影响感应电场的强弱。因此,驱动频率作为产生和维持等离子体的一个重要参数,与等离子体源的性能密切相关。基于此,本文详细研究了驱动频率为13.56 MHz(高频)和2 MHz(低频)柱状感性耦合等离子体的特性。首先,在高频和低频分别驱动放电的条件下,利用Langmuir双探针测量了柱状感性耦合等离子体中电子密度和电子温度随输入功率的变化。实验结果表明:在高频和低频放电中,输入功...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 等离子体概述
    1.2 常见的低温等离子体源及其工作原理简介
    1.3 射频感性耦合等离子体的研究现状
    1.4 本文的研究内容
2 柱状感性耦合等离子体源实验装置及诊断系统
    2.1 柱状感性耦合等离子体源实验装置
    2.2 Langmuir探针诊断技术
        2.2.1 Langmuir探针简介
        2.2.2 Langmuir双探针的工作原理
    2.3 原子发射光谱诊断技术
        2.3.1 原子发射光谱
        2.3.2 亚稳态粒子数密度的计算方法
3 高低频分别驱动时,等离子体参数的对比
    3.1 高低频分别驱动时,等离子体参数随输入功率的变化
        3.1.1 气压为10 Pa时,等离子体参数随输入功率的变化
        3.1.2 气压为100 Pa时,等离子体参数随输入功率的变化
    3.2 高低频分别驱动时,等离子体参数的空间分布
        3.2.1 气压为10 Pa时,等离子体参数的径向分布
        3.2.2 气压为100 Pa时,等离子体参数的径向分布
4 高低频分别驱动时,氩等离子体的发射光谱对比
    4.1 固定气压时,谱线强度随输入功率的变化
    4.2 固定输入功率时,谱线强度随气压的变化
    4.3 谱线强度比的径向分布
        4.3.1 亚稳态粒子数密度的计算方法
        4.3.2 亚稳态粒子的径向分布
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3893094