碰撞效应对射频等离子体鞘层特性及刻蚀剖面的影响

摘要

该文建立了一套自洽的碰撞射频等离子体鞘层理论模型,系统地研究了碰撞效应对等离子体鞘层的物理特性、离子入射到基板上的能量分布和角度分布以及刻蚀剖面的影响.首先将Liberman的无碰撞射频鞘层模型进行推广,考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞效应,建立了描述碰撞射频等离子体鞘层动力学特性的自洽模型,研究了碰撞效应,射频偏压,电源参数等对射频鞘层的瞬时厚度及电场分布的影响.其次,利用已建立的碰撞等离子体鞘层模型和Monte-Carlo方法模拟了离子在射频鞘层电场中的运动过程,不仅考虑了离子同中性粒子的电荷交换碰撞,还考虑了它们之间的弹性碰撞过程,研究了碰撞效应对入射到基板上的离子能量分布和角度分布的影响.最后,针对等离子体刻蚀工艺,建立了微结构区剖面的时空演化模型,并模拟了碰撞效应和电源参数对刻蚀剖面演化的影响.数值结果表明:随着放电气压增加,离子在基板上的能量分布逐渐地由双峰分布变成单峰分布,而且低能离子的数目也逐渐地增加.入射到基板上的离子呈小角分布,而且放电气压等参数对角度分布的影响不是太明显.碰撞效应和低电源功率减缓刻蚀的进程.比较小的掩膜厚度和大的刻蚀线宽都有利于刻蚀的速度和深度.

目录

摘要

第一章引言

§1.1研究射频等离子体鞘层的重要性

§1.2射频等离子体鞘层的研究进展

§1.3本文的研究计划

第二章碰撞效应对射频放电等离子体鞘层特性的影响

§2.1 Liberman的无碰撞射频等离子体鞘层模型

§2.2自洽的碰撞射频等离子体鞘层模型

§2.3数值结果及讨论

§2.4小结

第三章碰撞效应对离子在基板上的能量分布和角度分布的影响

§3.1研究的现状及存在的问题

§3.2离子在碰撞射频鞘层中运动的Monte-Carlo模拟方法

§3.3离子在基板上的能量分布和角度分布

§3.4小结

第四章刻蚀剖面演化的数值模拟

§4.1等离子体刻蚀技术

§4.2刻蚀剖面演化的模型

§4.3碰撞效应对刻蚀剖面的影响

§4.4小结

参考文献

硕士阶段发表的论文

致谢