雙頻容性耦合等離子體（Dual-frequency capacitively coupled plasma, DF-CCP）源是半導(dǎo)體工業(yè)中重要的刻蝕設(shè)備。雙頻容性耦合等離子體源由兩個不同頻率的射頻源共同驅(qū)動,其中高頻源主要用于產(chǎn)生高密度的等離子體,低頻源用來控制離子在鞘層中的運動特性,從而實現(xiàn)對等離子體密度和離子能量的單獨控制。這樣雙頻容性耦合等離子體源就克服了單頻容性耦合等離子體源的不足,能獲得很好的刻蝕速率和均勻性。由于它具有可以產(chǎn)生大面積均勻的等離子體、操作容易、結(jié)構(gòu)簡單和成本較低的優(yōu)點,所以它符合工業(yè)生產(chǎn)上的要求,DF-CCP源在新一代的半導(dǎo)體刻蝕機(jī)中被廣泛應(yīng)用。雙頻容性耦合等離子體源的各物理參量以及物理過程對等離子體刻蝕工藝有直接的影響,有必要對其進(jìn)行深入細(xì)致的研究。本論文采用發(fā)射光譜法和吸收光譜法對雙頻容性耦合等離子體在各種條件下的放電特性進(jìn)行了實驗研究,其中包括電子溫度、氣體溫度、等離子體空間均勻性和粒子密度等對于等離子體應(yīng)用具有重要意義的參數(shù)。應(yīng)用發(fā)射光譜法對雙頻容性耦合等離子體的光譜進(jìn)行研究,就得到電子溫度和氣體溫度。采用改進(jìn)的波爾茲曼圖形法對氬等離子體的電子溫度（... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 等離子體簡介
        1.1.1 等離子體的分類
        1.1.2 等離子體的應(yīng)用
    1.2 等離子體的產(chǎn)生
        1.2.1 介質(zhì)阻擋放電
        1.2.2 微波和射頻放電
    1.3 等離子體診斷方法
        1.3.1 靜電探針法
        1.3.2 質(zhì)譜法
        1.3.3 光譜法
    1.4 雙頻容性耦合等離子體研究進(jìn)展
        1.4.1 雙頻源耦合問題
        1.4.2 雙頻容性耦合等離子體均勻性
        1.4.3 雙頻容性耦合等離子體電子加熱機(jī)制
        1.4.4 離子轟擊基片的能量和角度分布
        1.4.5 雙頻容性耦合等離子體氣體溫度
        1.4.6 雙頻容性耦合碳氟等離子體的特性
        1.4.7 雙頻容性耦合等離子體研究中存在的問題
    1.5 本論文的選題和研究思路
2 實驗裝置和實驗方法
    2.1 雙頻等離子體發(fā)射光譜診斷裝置
        2.1.1 射頻電源
        2.1.2 反應(yīng)器和電極結(jié)構(gòu)
        2.1.3 配氣和真空系統(tǒng)
        2.1.4 光譜測試系統(tǒng)
        2.1.5 光探針-徑向空間分辨診斷裝置
        2.1.6 其他測試系統(tǒng)
    2.2 吸收光譜實驗裝置
        2.2.1 氙燈
        2.2.2 濾光片
        2.2.3 光束準(zhǔn)直系統(tǒng)
        2.2.4 探測器
3 發(fā)射光譜法測定等離子體溫度和氟原子數(shù)密度
    3.1 氬等離子體電子溫度的測量
        3.1.1 計算方法
        3.1.2 放電氣壓的影響
        3.1.3 低頻功率的影響
        3.1.4 高頻功率的影響
        3.1.5 氣體流率的影響
        3.1.6 放電平衡時間的影響
    3.2 CF_4等離子體氣體溫度的測定
        3.2.1 氣體溫度擬合方法
        3.2.2 氣體溫度擬合結(jié)果
    3.3 內(nèi)標(biāo)法測定氟原子密度
        3.3.1 內(nèi)標(biāo)法測定氟原子密度方法
        3.3.2 放電氣壓的影響
        3.3.3 低頻功率的影響
        3.3.4 高頻功率的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 空間均勻性發(fā)射光譜診斷研究
    4.1 徑向空間分辨研究
        4.1.1 徑向空間分辨測定方法
        4.1.2 放電氣壓對徑向空間分辨的影響
        4.1.3 低頻功率對徑向空間分辨的影響
        4.1.4 低頻頻率對徑向空間分辨的影響
        4.1.5 高頻功率對徑向空間分辨的影響
        4.1.6 電極間距對徑向空間分辨的影響
    4.2 軸向空間分辨研究
        4.2.1 軸向空間分辨測定裝置
        4.2.2 放電氣壓對軸向空間分辨的影響
        4.2.3 低頻功率對軸向空間分辨的影響
        4.2.4 高頻功率對軸向空間分辨的影響
    4.3 本章小結(jié)
5 吸收光譜法測定CF_2數(shù)密度
    5.1 測定CF_2數(shù)密度實驗方法
        5.1.1 吸收光譜選用譜帶
        5.1.2 CF_2自由基發(fā)射光譜
        5.1.3 CF_2自由基數(shù)密度計算方法
    5.2 測定CF_2數(shù)密度實驗結(jié)果
        5.2.1 放電氣壓對CF_2數(shù)密度的影響
        5.2.2 低頻功率對CF_2數(shù)密度的影響
        5.2.3 高頻功率對CF_2數(shù)密度的影響
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 本研究工作所取得的主要成果
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Influence of the low-frequency source parameters on the plasma characteristics in a dual frequency capacitively coupled plasma reactor:Two dimensional simulations[J]. Xiang Xu, Hao Ge, Shuai Wang, Zhongling Dai, Younian Wang , Aimin Zhu State Key Lab of Materials Modification by Electron, Ion and Laser Beams, School of Physics and Optoelectronic Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China.  Progress in Natural Science. 2009(06)



本文編號：3461883