收藏本站
《苏州大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

双频容性耦合等离子体特性的实验研究

袁强华  
【摘要】: 等离子体刻蚀是超大规模集成电路制造工艺中最为关键的工艺流程之一,是实现超大规模集成电路生产中的微细图形高保真地从光刻模板转移到硅片上不可替代的工艺。等离子体反应器和等离子体工艺是十分紧密地联系在一起的。随着集成电路特征尺寸不断地减小,器件线宽越来越窄,集成度越来越高,且膜层越来越薄,对等离子体加工处理及优化过程提出越来越高的要求,需要发展新的能满足特定要求的等离子体源和技术。在这样的背景之下,新型双频驱动的容性耦合等离子体源(双频CCP)被研究,并期望将其用到微电子工业当中。 在这种使用两个不同频率电源驱动的双频CCP中,一方面可以通过调节高频电源的功率来控制等离子体密度,进而控制入射到鞘层上的离子通量,另一方面还可以通过调节低频电源的功率,对离子的能量进行控制。目前,对这种双频CCP放电的物理过程和相应的刻蚀机理,仍有很多问题需要研究。本文利用补偿朗缪尔探针诊断技术、光强标定的发射光谱技术和质谱技术,研究了双频CCP中的一些物理特性和对反应基团的调控行为。 1、利用补偿朗缪尔探针技术和Druyvesteyn方法对60/13.56 MHz双频CCP氩气放电的研究表明,在约10 mTorr的低气压下,离子的通量和能量的独立调控有可能在60/13.56 MHz双频CCP中实现,即用60 MHz的高频源控制等离子体密度(离子通量),而用13.56 MHz的低频源来控制离子轰击基片的能量。在50 mTorr及更高的气压下,低频功率也对等离子体密度有明显的影响。在实验中我们发现,在50 mTorr及更高的气压下,随着低频功率的增加,电子能量概率分布函数EEPF由类Druyvesteyn分布的形式变为类麦克斯韦分布的形式。同时,电子密度则随低频功率的上升而增加,而电子温度则随低频功率的上升而降低。与数值模拟的结果比较可知,产生这种变化趋势的原因,除了有低频功率本身所导致的电离因素以外,还有二次电子发射导致的电离过程的影响。高低频功率之间耦合的存在,使得这种独立调控难以实现。 EEPF随气压的演变表明,在较低的气压下以随机加热为主,在较高的气压下以碰撞加热为主。对射频感应电流的测量表明,在较低的气压下还有等离子体串联共振的加热机制存在。等离子体参数随径向位置的分布则表明,等离子体沿径向位置存在一定程度的不均匀性。 2、利用光强标定的发射光谱技术,研究了27/2、60/2及60/13.56 MHz CHF3放电等离子体中,驱动频率及功率对反应基团的调控行为。研究显示,射频频率的选择对等离子体中反应基团的形成有重要影响。在双频CCP中,低频频率对反应基团的调控起着更加重要的作用。在我们的27/2和60/2 MHz放电研究中,改变2 MHz射频功率可以有效地调控CHF3等离子体中的活性基团F的相对密度及F/CF2相对密度之比。而这种对反应基团的调控行为在60/13.56 MHz双频CCP中则不能实现。形成这种现象的原因可能是因为,不同双频CCP中电子能量分布函数有差异,而等离子体中的化学反应过程对电子能量分布函数的变化非常敏感。研究显示,在27/2 MHz和60/2 MHz双频CCP中,可能具有相似的电子能量分布函数,而60/13.56 MHz双频CCP中的电子能量分布函数则有较大差别。 3、利用质谱技术对CHF3放电等离子体的反应基团作了研究。质谱研究的结果显示,在射频驱动的CHF3放电等离子体中,存在着丰富的HF基团,而且,随着驱动频率和功率的升高这种基团更为丰富。
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O539

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 蒋相站;双频容性耦合等离子体的全悬浮双探针及质谱诊断研究[D];大连理工大学;2011年
2 虞一青;单、双频激发的容性耦合等离子体诊断实验研究[D];苏州大学;2011年
3 金成刚;射频等离子体放电及材料处理研究[D];苏州大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 申思;直流与双频电源联合驱动容性耦合放电的特性[D];大连理工大学;2013年
2 杜永权;低气压双频容性耦合等离子体相分辨发射光谱实验研究[D];大连理工大学;2013年
3 柏洋;多频等离子体放电的实验研究[D];苏州大学;2013年
4 黄天源;磁化射频等离子体放电实验研究[D];苏州大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘宇宏,邓新绿,陆文琪;差分发射探针在微波等离子体中的应用[J];核聚变与等离子体物理;1998年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭静,张军,蹇锡高,顾彪;低温等离子体在CF/树脂基复合材料中的应用[J];工程塑料应用;1998年11期
2 曹红翠;吴启勋;;青海高原地木耳中氨基酸含量的主成分分析[J];安徽农业科学;2009年15期
3 孙海霞;周莲;;大青叶质量的主成分分析和系统聚类分析[J];安徽农业科学;2009年34期
4 晁显玉;曹红翠;;清热类中药微量元素的主成分分析和聚类分析研究[J];安徽农业科学;2010年05期
5 邢雁;朱丽琴;张红艳;;EDTA-乙酸铵浸提ICP-OES法直接测定土壤中的交换性钾钠钙镁锰[J];安徽农业科学;2010年28期
6 赵丽莉;李爱华;辛国省;何立荣;赵万余;;微波密闭消解ICP-AES法测定宁夏枸杞中矿物元素[J];安徽农业科学;2012年05期
7 朱光来,李春燕,许新胜,崔执凤;群论与异核双原子分子的光谱项[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2003年04期
8 李伟;张朝霞;崔执凤;陈鎨;;NS和SO自由基的激光诱导荧光激发谱研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年06期
9 王明锐;袁友明;陶宁丽;;等离子光谱法测定钙镁磷肥中有效磷含量[J];现代农业科技;2012年07期
10 邹德恕,徐晨,鲁鹏程,杜金玉,崔碧峰,舒雄文,刘莹,沈光地;射频溅射法镀LD腔面光学薄膜的工艺研究[J];半导体光电;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁立振;胡纯栋;;磁约束核聚变与托卡马克等离子体加热[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
2 秦辉;刘辉利;朱义年;李宗宁;;砷测定方法的研究进展[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
3 谢瑞;刘军;李武华;何湘宁;;环境保护中高压脉冲等离子体技术的应用[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 陈育新;瞿晓钢;冯艳秋;;ICP-AES法测定GH4169G中的B元素分析探讨[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
5 胡明;高晓明;孙嘉奕;翁立军;杨军;伏彦龙;汪晓萍;;低温沉积的Ag和Ag-Cu薄膜的耐原子氧性能[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
6 冯旭;杨桂香;;高分辨率ICP-AES测定氧化钕中的稀土元素[A];第十三届全国稀土化学分析学术研讨会论文集[C];2011年
7 胡文娟;谢芬艳;付亚波;陈强;翁静;;RF-PECVD聚合类聚乙烯氧(PEO-like)薄膜的蛋白质吸附性研究[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
8 谢芬艳;胡文娟;翁静;陈强;;等离子体聚合胺基功能薄膜及其细胞吸附性研究[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
9 潘清;周游;刘昌俊;;等离子体影响下纳米铂颗粒的制备与表征[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
10 沈健;朴大远;刘昌俊;;等离子体还原硝酸钯水溶液表观原理[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵翔;激光驱动飞片点火设计技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 王兴权;介质阻挡放电降解甲基紫废水及尾气中NO_x的光谱分析及机理研究[D];长春理工大学;2010年
3 黄丽萍;电晕放电与光催化协同净化室内空气研究[D];大连海事大学;2010年
4 张春明;常压等离子体处理涤纶织物的颜料喷墨印花性能研究[D];江南大学;2010年
5 李学识;基于表面波驱动的等离子体天线及其阵列技术研究[D];华南理工大学;2010年
6 依成武;新型横向极板电除尘器研究[D];江苏大学;2010年
7 游峰;面向微波应用的铊系高温超导薄膜研究[D];南开大学;2010年
8 陈琳;低温等离子体催化氧化甲烷合成甲醇的应用基础研究[D];浙江大学;2010年
9 徐飞;脉冲放电电凝并结合碱液吸收烟气多种污染物协同脱除研究[D];浙江大学;2009年
10 李惠娟;等离子体与CuO/TiO_2/γ-Al_2O_3催化体系协同脱除NO研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王茜;空气电离生成气对黄瓜储藏品质影响的研究[D];华中农业大学;2010年
2 秦风;辉光放电触发赝火花开关特性研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 孙海燕;微弧氧化制备功能性陶瓷膜的研究[D];长春理工大学;2010年
4 胡海燕;等离子体喷涂射流的数值模拟[D];浙江理工大学;2010年
5 毛晓靖;电流体动力学(EHD)空气泵的多物理场建模与数值仿真[D];浙江理工大学;2010年
6 李冲;超导材料性质和半导体表面重构及表面合金性质[D];郑州大学;2010年
7 郭艳花;DBD等离子体导电特性研究[D];郑州大学;2010年
8 王文杰;氧化钛基光电子器件[D];郑州大学;2010年
9 姜雅丽;La_2Mo_3O_(12)薄膜的制备和光学性能的研究[D];郑州大学;2010年
10 程慧;正交相Y_2Mo_3O_(12)薄膜的制备及光吸收性能研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 吴明智;金成刚;王飞;黄天源;吴雪梅;诸葛兰剑;;CCP/ICP混合放电C_4F_8/Ar等离子体高、低频功率对AZO薄膜绒面效果的影响[J];功能材料;2013年05期
2 柏洋;赵岩;金成刚;余涛;吴雪梅;诸葛兰剑;;高密度螺旋波等离子体源的应用进展[J];微纳电子技术;2011年11期
3 万元熙;李建刚;翁佩德;;First Engineering Commissioning of EAST Tokamak[J];Plasma Science and Technology;2006年03期
4 童洪辉,陈庆川,霍岩峰,王珂,穆莉兰,冯铁民,赵军,严兵,耿漫;全方位离子注入及增强沉积工业机和应用[J];核技术;2002年09期
5 张菁,冯祥芬,谢涵坤,施芸城,蒲天舒;脉冲射频等离子体聚合沉积乙烯基乙酸[J];物理学报;2003年07期
6 戴忠玲;毛明;王友年;;等离子体刻蚀工艺的物理基础[J];物理;2006年08期
7 李效白;等离子体微细加工技术的新进展[J];真空科学与技术;2000年03期
8 方向;覃莉莉;白岗;;四极杆质量分析器的研究现状及进展[J];质谱学报;2005年04期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 蒋相站;双频容性耦合等离子体的全悬浮双探针及质谱诊断研究[D];大连理工大学;2011年
2 张家良;低温等离子体发射光谱学研究[D];大连理工大学;2002年
3 黄松;感应耦合放电的碳氟等离子体行为及碳氟薄膜生长机理[D];苏州大学;2005年
4 王帅;双频容性耦合等离子体物理特性的混合模拟[D];大连理工大学;2008年
5 黄晓江;双频容性耦合等离子体特性的发射光谱研究[D];苏州大学;2009年
6 赵国利;双频容性耦合等离子体的光谱诊断研究[D];大连理工大学;2010年
7 姜巍;射频容性耦合等离子体的两维隐格式PIC/MC模拟[D];大连理工大学;2010年
8 毕振华;低气压射频容性耦合等离子体的流体力学模拟程序设计及应用[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 武启;常压射频容性放电氩等离子体中活性气体对放电特性的影响[D];大连理工大学;2010年
2 王颖鑫;微波电子回旋共振等离子体数值模拟[D];大连理工大学;2007年
3 白净;低气压横向磁场中氢放电的粒子模拟研究[D];大连理工大学;2012年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘永新;双频容性耦合等离子体中电子无碰撞反弹共振加热[D];大连理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杜永权;低气压双频容性耦合等离子体相分辨发射光谱实验研究[D];大连理工大学;2013年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 丁振峰;袁国玉;高巍;孙景超;;柱面天线射频感性耦合等离子体放电模式特性的实验研究[J];物理学报;2008年07期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘海文;李文明;;一种基于六边形开环谐振器的小型化带通滤波器研究[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 高松华;CF_4射频等离子体硅橡胶表面疏水疏油改性研究[D];中南大学;2008年
2 石丹;传输线理论在电磁干扰防护技术中的若干应用[D];北京邮电大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈龙威;射频感性耦合等离子体中基片调谐自偏压的数值研究[D];大连理工大学;2006年
2 孙景超;射频感性耦合等离子体中容性耦合对放电模式和基片调谐自偏压的影响[D];大连理工大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026