本文關鍵詞：MAPS仿真軟件平臺設計和應用

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【摘要】：低溫等離子體放電技術已廣泛地應用于半導體芯片刻蝕和薄膜沉積工藝中。工藝腔室中等離子體狀態(tài)的變化在很大程度上要受到多個外界參數(shù)(電源參數(shù)、工藝腔室尺寸和工藝氣體的參數(shù))的控制,在時間和空間上表現(xiàn)出高度的非線性,這種等離子體的復雜行為給等離子體工藝腔室的物理設計及等離子體狀態(tài)的實驗診斷都帶來了極大的挑戰(zhàn)和困難。借助等離子體仿真軟件進行模擬計算,不僅可以為新一代等離子體工藝腔室的物理設計提供科學依據,縮短研發(fā)周期以及降低經濟成本,同時對從深層次上理解工藝腔室中等離子體的復雜行為也具有重要的科學價值。為適應我國等離子體工藝發(fā)展的需求,我們課題組研制了一套具有自主知識產權的等離子體源多物理場分析仿真軟件MAPS。在第一章,簡單介紹了等離子體技術在半導體中的工業(yè)應用和幾種等離子體工藝源(容性耦合等離子體源,感性耦合等離子體源和微波等離子體源等),以及在設計工藝等離子體腔室設計時對等離子體仿真的需求。在第二章,分別對兩種面向工藝腔室的低溫等離子體商業(yè)仿真軟件COMSOL和PEGASUS的功能及模塊進行了簡單介紹,包括其仿真原理和數(shù)值方法。在第三章,詳細地介紹了MAPS軟件的前后端處理平臺設計,系統(tǒng)地展示了MAPS軟件前后端處理的各個模塊功能,頁面設計和建模流程,并對其求解器的三種模擬方法(流體力學方法,粒子蒙卡方法和整體模型方法)進行了闡述。在第四章,利用MAPS軟件對容性放電和感性放電過程進行仿真,并與商業(yè)軟件PEGASUS的仿真結果進行比較,以驗證MAPS軟件仿真結果的可靠性。結果表明,兩種軟件給出的電子密度、等離子體電勢在空間分布和量級上都符合得較好,電子密度隨著頻率和氣壓的增加而線性地增加,兩種軟件隨外界參數(shù)變化的響應趨勢也基本一致。
【關鍵詞】：等離子體工藝腔室 MAPS軟件 PEGASUS軟件 容性耦合等離子體
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O53
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 等離子體介紹8
• 1.2 低溫等離子體與微電子工業(yè)8-10
• 1.3 低溫等離子體源簡述10-13
• 1.3.1 容性耦合等離子體源10-12
• 1.3.2 感應耦合等離子體源12
• 1.3.3 微波等離子體源12-13
• 1.4 工業(yè)上對等離子體仿真的需求13-16
• 1.5 本文研究內容和結構安排16-17
• 2 應用于等離子體仿真的商業(yè)軟件17-23
• 2.1 COMSOL Multiphysics軟件17-20
• 2.1.1 COMSOL軟件簡介17
• 2.1.2 COMSOL的等離子體模塊17-20
• 2.2 PEGASUS軟件20-22
• 2.2.1 PEGASUS軟件簡介20-21
• 2.2.2 PEGASUS的等離子體模塊21-22
• 2.3 本章小結22-23
• 3 MAPS仿真軟件平臺設計23-40
• 3.1 MAPS軟件向導23-24
• 3.2 MAPS選擇模塊24-26
• 3.3 MAPS前處理模塊26-31
• 3.4 MAPS后處理模塊31-32
• 3.5 MAPS理論模型32-39
• 3.5.1 MAPS的流體力學模型32-37
• 3.5.2 MAPS的PIC/MCC模型37-39
• 3.5.3 MAPS的整體模型39
• 3.6 本章小結39-40
• 4 MAPS與PEGASUS的仿真結果對比40-51
• 4.1 容性耦合等離子體40-46
• 4.1.1 電子密度二維空間分布40-42
• 4.1.2 軸向電勢分布42-43
• 4.1.3 等離子體電勢二維空間分布43
• 4.1.4 頻率對等離子體特征參量的影響43-45
• 4.1.5 電壓對等離子體特征參量的影響45-46
• 4.2 感性耦合等離子體46-50
• 4.2.1 電子密度二維空間分布47-49
• 4.2.2 電勢二維空間分布49
• 4.2.3 軸向電子密度分布49-50
• 4.3 本章小結50-51
• 結論51-52
• 參考文獻52-55
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況55-56
• 致謝56-57

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本文編號：521727