等离子体刻蚀工艺的物理基础

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等离子体物理学的基础与应用

等离子体物理学的基础与应用

等离子体物理学的基础与应用等离子体物理学是物理学中研究等离子体性质、行为和应用的一个分支。

等离子体是第四态物质,是由带正电荷的离子和带负电荷的电子组成的,它具有高度的激发性和导电性。

在自然界中,等离子体广泛存在于太阳、闪电、地球磁层等环境中,也存在于人造装置中,如聚变反应器、等离子体喷射器等。

本文将介绍等离子体物理学的基础知识和应用领域。

一、等离子体的基本性质等离子体是由离子和电子组成的,这些离子和电子以相对独立的方式运动。

等离子体具有以下基本性质:1.高度激发性:等离子体的粒子处于高度激发状态,能量非常丰富。

当它们发生碰撞或受到外部刺激时,会释放出巨大的能量。

2.导电性:等离子体能够导电,因为其带电粒子可以自由移动。

这是由于电子和离子之间的相对运动。

3.磁场响应性:等离子体具有对外磁场的高度响应性。

在磁场中,等离子体会受到磁场力的作用,并发生循环运动。

二、等离子体物理学的基础理论等离子体物理学基于一系列基础理论来解释和研究等离子体的行为。

以下是几个主要的基础理论:1.碰撞理论:碰撞理论用来描述等离子体内部粒子之间的相互作用。

它探讨了离子和电子之间的碰撞频率、能量交换以及散射过程。

2.磁流体力学(MHD)理论:MHD理论研究等离子体在强磁场中的行为。

它结合了磁场和等离子体的运动方程,用于研究等离子体的磁流体力学行为,如等离子体在磁约束中的稳定性和不稳定性等。

3.等离子体波动理论:等离子体波动理论研究等离子体内的波动现象。

它探讨了等离子体波动的起源、传播和相互作用,包括电磁波、声波、阻尼波等。

三、等离子体物理学的应用领域1.聚变能研究:等离子体物理学在聚变能研究中扮演着关键角色。

人类一直在努力实现可控核聚变,并利用聚变反应器产生清洁、高效的能源。

2.等离子体制造:等离子体物理学在半导体制造和表面处理中起着重要作用。

等离子体喷涂和等离子体刻蚀等技术被广泛应用于化学、电子、材料等行业。

3.等离子体医学:等离子体物理学在医学领域也有应用。

等离子体物理基础

等离子体物理基础

等离子体物理基础等离子体是一种以等离子体态的物质状态,它是由气体或固体在高温、高压或强辐照等条件下失去或获得电子而形成的,具有正离子和自由电子的等离子体。

等离子体物理研究的是等离子体的性质、行为和应用,并在诸多领域中有着广泛的应用。

一、等离子体形成的条件和特点1. 形成条件:等离子体形成有多种条件,如高温、高压和强电磁场等。

在高温条件下,物质分子能够克服束缚力,失去电子,形成带正电荷的离子和自由电子。

高压也能够促进电子的跃迁,使物质形成等离子体。

此外,强电磁场的作用也能够使等离子体形成。

2. 特点:等离子体具有电中性,但整体呈带电状态。

等离子体中自由电子的存在使得它具有导电性和磁场感应性。

另外,等离子体还具有高可压缩性和高扩散性,能够通过电场和磁场受力。

二、等离子体的分类根据温度和密度的不同,等离子体可以分为等离子普通态、等离子凝聚态和等离子极端态。

1. 等离子普通态:等离子普通态是指在常规条件下形成的等离子体。

它常见于自然界中的闪电和恒星等高温物质,以及工业和科研实验室中的等离子体设备,如等离子切割和等离子喷涂。

2. 等离子凝聚态:等离子凝聚态是指在较低温度和高密度条件下形成的等离子体。

其中包括电子气、等离子流体和凝聚态等离子体。

等离子凝聚态在材料科学、凝聚态物理和聚变能等领域有着广泛的应用。

3. 等离子极端态:等离子极端态是指在极端条件下形成的等离子体,如在极低温度、极高压力或强磁场条件下形成的等离子体。

这些条件下的等离子体在科学研究和天体物理学中具有重要作用。

三、等离子体物理的研究领域等离子体物理作为一门综合性的学科,涉及到许多领域和应用,如天体物理学、磁约束聚变、等离子体加热和等离子体诊断等。

以下是部分研究领域的介绍:1. 天体物理学:天体物理学研究宇宙中的等离子体,如恒星、星际等离子体,以及与宇宙射线和宇宙成分的相互作用。

这一领域的研究对于理解宇宙的起源和演化过程有着重要意义。

2. 磁约束聚变:磁约束聚变是一种利用等离子体自身的磁场来达到高温和高密度条件的核聚变技术。

等离子刻蚀工艺-培训教程

等离子刻蚀工艺-培训教程

等离子刻蚀工艺-培训教程等离子刻蚀工艺是一种用于光刻工艺的常见技术。

在集成电路制造过程中,等离子刻蚀被广泛应用于半导体器件的精确细节刻蚀,以及薄膜材料的去除和表面处理。

本文将为您介绍等离子刻蚀工艺的基本原理、设备和操作步骤。

等离子刻蚀工艺基本原理:等离子刻蚀是利用稀有气体放电产生的等离子体来刻蚀材料的一种技术。

该过程通过在放电区域内施加强电场和磁场,使气体分子电离产生电子和离子。

在电离的过程中,离子会获得足够的能量以克服材料的结合能,从而实现刻蚀材料的目的。

等离子刻蚀设备:等离子刻蚀设备主要由真空室、气体供应系统、高频功率源、加热装置、控制系统等组成。

真空室用于创建真空环境,并通过降低气压来避免气体碰撞。

气体供应系统用于提供刻蚀所需的气体混合物。

高频功率源产生高频电场,使气体电离。

加热装置用于加热待刻蚀的样品,以改善刻蚀效果。

控制系统负责设定和监测刻蚀过程的参数,如气体流量、功率、压力等。

1.准备工作:将待刻蚀的样品清洗干净,并确保真空室内部没有杂质和积尘。

2.真空抽气:将真空室的气压降低,以便创建理想的真空环境。

3.气体供应:根据刻蚀需要选择合适的气体混合物,并将其引入真空室。

4.加热样品:将待刻蚀的样品放置在加热装置上,并根据刻蚀需求设定合适的温度。

5.施加高频功率:开启高频功率源,并将其输出连接到真空室中的电极。

高频电场将气体电离,产生等离子体。

6.控制刻蚀参数:根据刻蚀需求,调节气体流量、功率以及压力等参数,以实现所需的刻蚀效果。

7.刻蚀过程:打开真空室的闸门,使等离子体进入刻蚀区域,并开始刻蚀样品表面。

在刻蚀过程中,可以根据需要监测刻蚀深度和速率。

8.刻蚀结束:根据刻蚀要求,适时关闭高频功率源,终止刻蚀过程。

然后恢复大气压力,打开真空室,取出刻蚀完毕的样品。

总结:等离子刻蚀工艺是一种重要的微纳加工技术,广泛应用于集成电路制造和其他微纳加工领域。

通过了解等离子刻蚀的基本原理和操作步骤,可以更好地掌握该技术,提高刻蚀效果和工艺稳定性。

0 等离子刻蚀工艺原理介绍

0 等离子刻蚀工艺原理介绍

Feed Gases
BCl3/Cl2 HBr/Cl2
Comments
Cl etches Si, B improves passivation HBr provides passiviation and selectivity to PR, Cl2 providdes main etchants O2 improves selectivity to SiO2 Higher etch rate, good oxide selectivity, isotropic High etch rate, but isotropic Good profile control for deep trench
--- Process Time
工艺控制和结果
工艺可控变量 Plasma 参数 结果
Temperature Gas Flows
Gas density Residence time
Etch Rate Uniformity Selectivity
Pressure
Power Time (Magnetic Field) BSC He (Gap)
Bias 功率的作用: 离子能量
功率 --> 控制离子浓度/能量。提高 Bias 功率,提高腐蚀速率。
Bias 低离子能量
--> 低的碰撞速度。
离子能量影响方向性
--> 高离子能量意 味着离子更少偏离原来运动方向。
问答
Q&A
HBr/Cl2/O2 SF6 NF3 HBr/NF3/O2
Metal Etch平衡图
物理
离子轰击
BCl3+
化学腐蚀
Cl*
化学淀积

等离子体刻蚀工作原理

等离子体刻蚀工作原理

等离子体刻蚀工作原理等离子体刻蚀是一种常见的微纳加工技术,广泛应用于集成电路制造、纳米材料制备等领域。

本文将介绍等离子体刻蚀的工作原理,帮助读者更好地了解这一技术。

一、简介等离子体刻蚀是通过将气体激发成等离子体状态,利用高能离子或自由基的化学反应以及物理轰击来去除材料表面的一种技术。

它具有高精度、高速率和高选择性等特点,是制备微结构和纳米结构的重要手段。

二、等离子体刻蚀过程等离子体刻蚀过程主要分为物理刻蚀和化学刻蚀两个阶段。

1. 物理刻蚀:当气体被加热并加高电压或电磁场时,气体中的原子和分子受到激发,形成等离子体。

等离子体中的离子和自由基具有高能量,它们会以高速运动并撞击目标表面。

这种物理轰击会破坏表面原子的结构,使材料从表面脱落。

2. 化学刻蚀:等离子体中的气体离子和自由基还能与目标表面发生化学反应。

例如,在氟化氢等离子体刻蚀工艺中,氟离子会与目标材料表面的金属或氧化物发生反应,形成易溶于气体的化合物。

这种化学反应能够加速材料去除的速度。

三、刻蚀选择性控制在等离子体刻蚀中,选择性控制是非常重要的。

选择性控制指的是在多层结构中只刻蚀特定层或材料,而不会对其他层或材料产生明显影响。

以下几种机制可以实现选择性控制:1. 材料本身的选择性:不同材料在等离子体刻蚀过程中会有不同的反应速率,这是由材料的化学性质和结构特征决定的。

利用材料本身的选择性,我们可以控制特定材料的刻蚀速率,实现选择性刻蚀。

2. 掩膜层:在需要保护的区域上覆盖一层掩膜,掩膜层可以阻挡离子和自由基的轰击,从而实现对底层材料的保护。

掩膜层通常采用高耐腐蚀性和高厚度的材料。

3. 循环刻蚀:在刻蚀过程中,通过循环切换刻蚀和保护气体,可以控制刻蚀速率和选择性。

例如,在两个不同材料的刻蚀中交替使用两种不同刻蚀气体,可以实现对这两种材料的选择性刻蚀。

四、应用领域和发展趋势等离子体刻蚀技术在集成电路制造中起着至关重要的作用。

它被用于去除、修复、改变芯片表面的材料,以实现电子器件的制备和功能优化。

等离子刻蚀原理

等离子刻蚀原理

等离子刻蚀原理
等离子刻蚀是一种常用的微纳加工技术,用于在半导体制造中去除杂质、形成纳米结构以及精确地刻蚀表面。

其原理基于等离子体(即带正电荷的高能离子和自由电子)与被刻蚀材料表面发生相互作用。

在等离子刻蚀过程中,首先需要产生等离子体。

这通常是通过将高纯度的气体(如氯气、氟气、苦味气等)引入到封闭的真空室中,并在高能电场和电弧场下对气体进行激发。

这种激发将气体分解成离子和电子,并形成带电的等离子体。

然后,这些带电的等离子体会被加速,并通过电场和磁场的调控,使其定向地撞击到待刻蚀材料表面。

撞击过程中,离子会传递给待刻蚀材料表面一部分能量,并激发该材料表面原子或分子的束缚电子。

这些激发的表面原子或分子可能会离开其原子或分子固定位置,形成反应产物,然后通过扩散和抛射的方式迁移到其他位置。

与此同时,撞击后的原子或分子释放出来的电子也会在等离子体中传递,并参与到一系列的电子和离子反应中。

这些反应将控制刻蚀速度、形状、深度和表面粗糙度等参数。

此外,通过调节激发条件、等离子体密度、控制气体的种类和流量等因素,可以对刻蚀过程进行精确控制,实现不同的刻蚀效果和图形。

总的来说,等离子刻蚀原理是利用带电的等离子体与待刻蚀材料表面相互作用,通过离子和电子的传递和相互反应,实现对
材料表面的精确刻蚀。

这种技术在半导体制造、光学器件制造和微纳加工领域具有广泛的应用。

等离子刻蚀工艺

等离子刻蚀工艺
等离子刻蚀工艺(gōngyì)
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目录
1、 等离子体的产生原理及定义 2 、等离子刻蚀工艺的目的 3 、等离子刻蚀基本原理 4、等离子体引起的损伤 5、等离子体引起的微粒污染及解决(jiějué)方法
精品PPT
1、等离子体(děnglízǐtǐ)的产生原 理及定义
固态
液态
气态
等离子体
随着温度的升高,一般物质依次表现为固体、液 体和气体。它们统称为物质的三态。 如果温度升高到10e4K甚至10e5K,分子间和原子间的运动十分 剧烈,彼此间已难以(nányǐ)束缚,原子中的电子具有相当大的动 能而摆脱原子核对它的束缚,成为自由电子,原子失去电子变成 带正电的离子。这样,物质就变成了一团由电子和带正电的的离 子组成的混合物 ,这种混合物叫等离子体。它是利用外加电场的 驱动而形成,并且会产生辉光放电(Glow Discharge)现象。
等离子体会在硅片表面造成大量微粒。这些微粒是在等离子体辉光 放电过程中,通过化学反应或机械碰撞等形式形成的。 由于等离子层边界与放硅片的电极的电位差,带负电的粒子悬浮在等离 子层界面(jièmiàn)上,当维持等离子体放电的电源被切断时,这些粒子就 会落到硅片表面上,影响刻蚀的清洁度。
在工艺过程即将结束关断等离子放电电源以前,用适当的改变射频 电源功率、气体流量、磁场的方法,可以去除悬浮在等离子体壳层边界 上的微粒,尽量把微粒子排向室外。
精品PPT
3、 等离子刻蚀基本原理

利用放电产生的游离基与材料发生化学反应
(压强一般大于10Pa),形成挥发性产物(chǎnwù),
从而实现刻蚀。它的特点是选择性好、对衬底的损
伤较小,但各向异性较差。在VLSI工艺中,等离子

等离子刻蚀工艺原理介绍

等离子刻蚀工艺原理介绍

O2 ADDITION
H2 Addition
1
2
3
4
气体内F/C比率,腐蚀粒子与DC Bias 大小决定了工艺的聚合和腐蚀
压力作用: 驻留时间
• 驻留时间 = pV/Q
• 高流量和低压力 –低驻留时间, 反应被吸附 的时间也短。
• 需要较高的泵速, S = Q/p, 达到较短的驻留时 间。
压力影响: 气流密度
工艺控制和结果
工艺可控变量
Plasma 参数
Temperature Gas Flows Pressure Power Time (Magnetic Field) BSC He (Gap)
Gas density Residence time Ion density DC bias Free radicals Ion energy and
改变压力就能改变plasma离子/中性粒子的分 布。 高压力导致离子高的再复合速度,降低了 wafer表面的离子通量。 提高压力也增加了离子的碰撞,导致离子能 量的损失。
Source/TCP 功率的作用: Plasma浓度
•Source/TCP 功率 – 控制气体离化。提高 Source/TCP功率,提高腐蚀速率。 提高Source/TCP 功率,就增加了wafer表面的 离子通量。 提高Source/TCP 功率,就降低了离子能量。
Feed Gases
CHF3/CF4
CH3F/O2
Comments
Standard etch gas, CF4 etchant, CHF3 give more polymer, improve sel to Si Increase Sel SiN to SiO2
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等离子体刻蚀工艺的核心问题是在提高刻蚀速
* 国家自然科学基金 ( 批准号: 10572035 )资助项目 2006- 01- 10收到 通讯联系人. Ema i:l ynw ang@ d lu.t edu. cn
35卷 ( 2006年 ) 8期
http: www. w ul.i ac. cn
69 3
6 94
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物理
体表现为一个有质 驱动力 ( ponderm otive fo rce ), 它 将推动电子向放电室的中心运动.
物理学和高新技术
图 4 功率吸收剖面的实验测量结果
图 3 射频电场及电流轴向分布的实验测量结果 [ 1]
( 2) 无碰撞加热 ( co llision less heating) [ 2] , 即电
1 引言
目前, 低温等离子体微细加工手段是材料微纳 加工的关键技术, 因为它是微电子、光电子、微机械、 微光学等制备技术的基础. 特别是在超大规模集成 电路制造工艺中, 有近三分之一的工序是借助于等 离子体加工完成的, 如等离子体薄膜沉积、等离子体 刻蚀及等离子体去胶等, 其中等离子体刻蚀成为最 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. 目前在一些发达国家的实验室 里, 刻蚀线宽已经突破 0. 1 m, 并开始考虑挑战纳 米芯片的加工技术.
电子的非局域热运动, 使得等离子体中的感应电流
j 与感应电场 E 在空间分布上不是一一对应的, 它
们之间存在一个相位差 ! ( 见图 3) , 这样就导致功
率吸收 P =
1 2
R
e(E
j*
co s
! ) 在某些区域为负.
( 4) 高次谐波电流, 即等离子体中的感应电流
j 随时间 t 的 变化不是 一个简单 的正弦函 数形式
物理学和高新技术
等离子体刻蚀工艺的物理基础*
戴忠玲 毛 明 王友年
( 大连理工大学物理系 三束材料表面改性国家重点实验室 大连 116024)
摘 要 介绍了等离子体刻蚀工艺背景以及有关 等离子体刻蚀机理的研究 进展, 综 述了等离 子体刻蚀机 理的研究 方法, 着 重阐述了电容耦合放电和电感耦合放电等 离子体物 理特性, 特 别是双 频电容 耦合放电 等离子 体和等 离子体 鞘层研究中的关键问题. 关键词 等离子体, 刻蚀, 电容耦合放电, 电感耦合放电, 双 频, 鞘层
极上, 如图 5所示. 一般情况下, 两个电源的频率相 差较大, 如 27 MH z和 2 MH z. 根据熟知的定标关系 可知 [ 4] , 在电源偏压 V rf一定的情况下, 等离子体密 度 n正比于驱动电源频率 ∀ 的平方, 即 n∃ ∀2 Vrf. 这 样等离子体密度的大小是由高频电源所确定的. 实 验测量 [ 5] 已经表明, 通过 选择适当的频 率和功率, 可以各自独立地控制等离子体密度和入射到基片上
的离子能量. 一般说来, 低频电源主要对鞘层特性和 参数有影响, 进而影响入射到基片上的离子能量分 布, 而高频电源主要对等离子体参数有影响.
择运行参数非常关键, 因为许多外部控制的输入参 量可以影响等离子体特性, 反过来又影响产量. 对于 给定的反应器类型、尺寸和材料, 可以利用调控加工 运行参数 ( 气压、功率、频率等 ) 去影响 加工输出参 数 (如速率、均匀性、各向异性等 ). 目前在很大程度 上等离子体反应器设计和加工过程还取决于经验和 直觉. 由于微电子工业中超微细结构需要刻蚀尺寸 越来越小, 因而加工要求也越来越严格, 而对等离子 体物理特性进行理论研究和计算机辅助模拟不仅能
在等离子体刻蚀工艺中, 首先是在把硅晶片上 面涂抹一层由碳氢化合物构成的光敏物质, 并在光 敏物质上盖上具有一定图形规则的金属模板. 然后 进行紫外曝光, 使部分晶片的表面裸露出来. 接着再
把这种待加工的硅晶片放置到具有化学活性的低温
等离子体中 (见图 1), 进行等离子体刻蚀. 这种具有 化学活性的等离子体通常是由氯气或碳氟气体放电 产生的, 它不仅含有电子和离子, 还含有大量的活性 自由基 ( 如 C l* , C l*2 , F* , CF* 等 ) . 这些活性基团沉 积到裸露的硅晶片上时, 与硅原子相互结合而形成 挥发性的氯化硅或氟化硅分子, 从而对晶片进行各 向异性刻蚀. 另一方面, 为了控制轰击到晶片上离子 的能量分布和角度分布, 还通常将晶片放置在一个 施加射频或脉冲偏压的电极上面, 在晶片的上方将 形成一个非电中性的等离子体区, 即鞘层. 等离子体 中的离子在鞘层电场的作用下, 轰击到裸露的晶片 表面上, 并与表面层的硅原子进行碰撞, 使其溅射出 来, 从而实现对晶片的各向异性刻蚀.
最早用于半导体刻蚀工艺的等离子体就是这种 电容耦合射频放电等离子体, 已经有 30多年的历史 了. 不过在早期的等离子体刻蚀工艺中, 都是采用单 一射频功率源来驱动并维持放电. 这种单一 CCP 放 电的缺点之一是不能对等离子体密度和轰击到晶片 上的离子能量进行独立控制. 为了获得高密度等离 子体, 必须增加射频电源的电压, 然而随着射频电压 的增加, 鞘层电势和轰击到晶片上离子的能量也随
即射频电源的功率在等离子体中的吸收不是随穿透
深度的增加呈单调下降, 而是在等离子体内部功率
吸收改变符号, 并变为负的, 见图 4. 也就是说, 在某
些区域等离子体从射频电场中吸收能量 ( 图中标注 有 ∀ + #的区域 ), 而在另外一些区域, 等离子体则把
能量返给射频电场 (图中标注有 ∀ - #的区域 ). 由于
有两种不同方式的电感耦合放电: 一种是将射 频线圈缠绕在柱状放电室的侧面, 而另一种则是把 线圈放置在放电室的顶部, 如图 2 ( a) 和 ( b) 所 示. 在这两种放电装置中, 线圈中的射频电流都在等离 子体中产生沿环向的感应电流 j , 该感应电流会产 生沿环向的感应电场 E 及沿轴向和径向的磁场 Bz 和 B r. 这种感应等离子体有如下物理特征:
j1 sin( ∀t), 而会出现高次谐波电流 [ 3] , 如二次谐波电
流 j2 sin( 2∀t) . 产生这种高次谐波电流的原因也是 由于非线性性洛伦兹力作用的结果.
2. 2 电容耦合等离子体 电容耦合等离子体是通过匹配器和隔直电容把
射频电压加到两块平行平板电极上进行放电而生成 的, 两个电极和等离子体构成一个等效电容器. 这种 放电是靠欧姆加热和随机鞘层加热机制来维持的. 由于射频电压的引入, 将在两电极附近形成一个电 容性鞘层, 而且鞘层的边界是快速振荡的. 当电子运 动到鞘层边界时, 将被这种快速移动的鞘层反射而 获得能量. 对于较高的射频电压, 随机加热过程起主 导作用 [ 4] . 关于射 频鞘层的物理特 性, 我们将 在下 节详细介绍.
子从射频电场中吸收的能量不是靠通常的欧姆加热
机制实现的, 而是由波与电子之间的相互作用来完
成的. 特别是对于这种等离子体, 电子的能量分布函
数 ( EEDF )呈现出很强的非 M axwe llian分布. ( 3) 负功率吸收 [ 1, 2] ( nag tive pow er absorption),
2. 1 电感耦合等离子体 电感耦合等离子体 ( ICP ) 可以通过电流线圈缠
绕充满气体的石英玻璃管进行放电来产生, 电流源 的频率通常为射频, 即 13. 56MH z. 用这种方法已有 近百年的历史了, 不过在早期研究中, 由于放电气压 较高 ( 102 105 P a), 产生的等离子体主要用于光源 和电弧. 在 20世纪 90年代, 人们发现这种电感耦合 放电可以在很低的工作气压 ( 0. 1 1 P a) 下进行, 而 且可以产生高密度的等离子体 ( 在 1017 1018 m- 3 ) , 特别是不需要引入外磁场来增强这种放电. 正是由 于这些优点, 近年来这种等离子体已经广泛地应用 于硅半导体的刻蚀工艺中.
图 2 ( a) 螺旋状线 圈电 感耦合 放电 等离 子体 ( the so lenoidaltype, ICP)离子体 ( the p lanar- type, ICP) 反应器示意图
( 1)反常趋肤 ( anom alous sk in) 效应, 即射频电 场 E 在等离子体中的穿透深度远远大于经典趋肤 深度, 几乎可以到达等离子体内部, 见图 3. 目前对 这种反常趋肤效应起源的解释主要有两种: 一种是 来自于电子的非局域热运动; 另一种解释是来自于 作用在电子上的非线性洛伦兹力 - eu ! B [ 1] , 其具
2 大面积高密度均匀等离子体的产生 机理及物理特性
微电子工业中所采用的等离子体是由放电产生
的非平衡等离子体. 这种等离子体最显著的特性的 是不同种类的粒子具有不同的能量, 即电子的温度 很高, 一般是几个电子伏左右 ( 约为几万度 ), 而离 子及活性粒子团的温度很低, 约为室温. 正是这些高 能电子的存在, 才能够引起非平衡化学反应, 产生大 量的化学活性粒子. 为实现超微细、大面积和高速加 工的目的, 等离 子体必须具备 低气压 ( 在 mT orr量 级 ) 、大口径、高密度 ( 在 1010 1012 cm - 3 范围 ) 等特 性. 但是降低工作气压或者增加口径会导致等离子 体密度的降低. 解决这个矛盾的一种方案是采用高 频放电的方法来产生等离子体, 这样可以使电源功 率更有效地耦合给等离子体, 由此可以提高等离子 体的密度. 目前, 最有代表性的高频放电方法有电容 耦合放电、电感耦合放电、微波电子回旋共振放电、 螺旋波放电及表面波放电等. 下面仅就电感耦合放 电和电容耦合放电产生等离子体的机理进行分析.
The physics of plasm a etching
DA I Zhong L ing M AO M ing WANG Y ou N ian
(S tate K ey Labora tory ofM a terialsM od ifica tion by La ser, E lectron, and Ion B eam s, Departm en t of P hysic s, Da lian Un iversity of Technology, D alian 116024, Ch ina )
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