直流与双频电源联合驱动容性耦合放电的特性

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1、硕士学位论文直流与双频电源联合驱动容性耦合放电的特性Thecharacteristicsofcapacitivelycoupleddischargedrivenbydirectcurrentcombinedwithdualfrequencysources学21002048完成日期：2013．04．29大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致

2、谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：重盗壹壑逸鱼亟芸金曼垦丝掐金这些益土塾作者签名：宴坠日期：垫!三年—三月—区日大连理工大学硕士学位论文摘要超大规模集成电路生产工艺正朝着晶圆尺寸不断增大，集成度不断增加，刻蚀线宽不断减小的方向快速发展。能够提供高刻蚀速率、高刻蚀选择性、各向异性、低介电损伤的大面积均匀刻蚀等离子体

3、源便应运而生。通过在传统双频容性耦合等离子体源上额外耦合直流偏压源所形成的直流与双频电源联合驱动容性耦合等离子体源正是其中之一。因此，为了更好地优化生产工艺，研究直流与双频电源联合驱动容性耦合等离子体放电中的物理特性是十分必要的。本文通过对带电粒子初始化，粒子云分布法积累电荷，追赶法求解泊松方程，蛙跳法推进粒子，蒙特卡罗方法处理粒子间的碰撞等一系列步骤构建了PIC／MCC模型，并用该模型对氩氧混合气体在直流与双频电源联合驱动容性耦合等离子体中的放电规律进行了数值模拟。通过对比在有无外加直流电源下的放电结果，我

4、们看到：直流电源的施加可以产生直流鞘层，大幅改变气体电离率的时空分布图，降低低频源前半周期的气体电离率，而提高后半周期的电离率；从整体上提高气体的平均电离率进而提高等离子体中电子、Ar+、02+、O‘的密度；使得高能电子的能峰值处于100eV+de(eV)的位置，这与Diomede所得的结果相一致；可以提高有直流电源一侧鞘层区的电子温度，提高高能电子的个数；增大打到下极板上的电子、离子通量，尤其将电子和离子通量的电荷比值从．0．997增加到．1．741，有助于抑制刻蚀过程中的表面充电效应。此外，在本文所选的外

5、加电压范围内(Ov到．300v)，气体平均电离率，等离子体中带电粒子的密度，有直流电源一侧鞘层区的电子温度，高能电子个数以及打到极板上的带电粒子通量，电子和离子的电荷比均随电压值的增大而增大。通过模拟等离子体各参数在不同氩氧混合气体比例下的分布规律，可以发现：等离子体电子密度，电子温度，以及打到下极板上的带电粒子通量、电子与离子的电荷比均随氧气所占比重的增加而减小。而在外加电压为一200V时，以上等离子体参数的减小趋势小于没有外加直流电源时的情况。关键词：双频容性耦合等离子体；PIC／MCC；直流电源；表面充

6、电效应；氧气直流与双频电源联合驱动容性耦合放电的特性Thecharacteristicsofplasmasdrivenbydirectcurrentcombined●l-●一一一——————withdualtrequencycapacilivelycoupledsourcesAbstractUltralarge—scaleintegrationcircuitindustryismovingfasttowardsprodu．ctionoflargersizewaferwithhigherintegrationl

7、evelandnarroweretchinglinewidth．LargeareauniformplasmaSOUl'Ceswhichcansupplyhighetchingrate，highetchingselectivity,highanisotropyandlowdielectricdamagecomeintobeing．Directcurrentcombinedwithdualfrequencycapacitivelycoupledsourcesgeneratedbyaddinganextradire

8、ctcurrentbiasSOurCetothetraditionaldualfrequencyCCPisjustoneofthem．Therefore，it’Sessentialtoinvestigatephysicalpropertiesincapacitivelycoupledplasmadrivenbvdc．enhanceddualfrequencysourcetoachievebetter