Study of the Characteristics of Inductively-Coupled Fluorocarbon Plasmas

电感耦合氟碳等离子体特性研究

• 批准号: 14350088
• 负责人: NANBU Kenichi
• 金额: $ 4.35万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14350088/
• 关键词: plasma; simulation; etching; プロセスプラズマ; 粒子モデル; 誘導結合プラズマ

First the plasma structure of fluorocarbon CF_4 in a plasma reactor having one-turn antenna on its ceiling is examined using the particle modeling. The cold plasma approximation is employed in the expression for plasma current. The plasma characteristics are : (1)The region of large power deposition is limited to the region near the antenna, (2)the total power deposition is proportional to the current amplitude in the antenna, (3)the production rate of positive ion is one order larger than that of negative ion, and (4)CF_4^+ has the largest production rate.After stopping the study of CF_4 plasma in a certain stage, we examined fully the inductively coupled plasma of Cl_2 since the number of species in plasma is much smaller than that of CF_4 plasma and hence the computation is not so intensive. In particular, the method to consider the coupling between plasma and gas flow self-consistently is newly developed.As for CF_4 plasma, we carried out also experimental research. The effect of wafer biasing on the etch rate of SiO_2 film is systematically examined.

首先，用粒子模拟方法研究了顶面装有单圈天线的等离子体反应器中CF_4的等离子体结构。等离子体电流的表达式采用冷等离子体近似。等离子体特性为：（1）大功率沉积的区域仅限于天线附近区域，（2）总功率沉积与天线内电流幅值成正比，（3）正离子的产生速率比负离子大一个数量级，（4）CF_4^+的产生速率最大，在一定阶段停止CF_4等离子体的研究后，由于Cl_2等离子体中的物种数远小于CF_4等离子体中的物种数，因此计算量不太大，因此我们对Cl_2等离子体的电感耦合等离子体进行了全面的研究。特别是发展了自洽地考虑等离子体与气流耦合的方法，对CF_4等离子体也进行了实验研究。系统地研究了硅片偏压对SiO_2薄膜刻蚀速率的影响。

项目成果

M.Shiozawa, K.Nanbu: "Coupling of plasma and flow in materials processing"Thin Solid Films. (印刷中). (2004)

M.Shiozawa、K.Nanbu：“材料加工中的等离子体和流动的耦合”薄固体薄膜（2004 年）。

K.Nanbu, T.Edo, M.Takahashi: "Effects of Wafer Biasing on the Etching by an Inductively-Coupled Plasma"Memories of Institute of Fluid Science, Tohoku University. 15(in press). (2004)

K.Nanbu、T.Edo、M.Takahashi：“晶片偏置对感应耦合等离子体蚀刻的影响”东北大学流体科学研究所的回忆。

M.Shiozawa, K.Nanbu: "Coupling of plasma and flow in materials processing"Thin Solid Films. Vol.457. 48-54 (2004)

M.Shiozawa、K.Nanbu：“材料加工中等离子体与流动的耦合”固体薄膜。

南部健一, 江戸隆諭, 高橋正嘉: "誘導結合プラズマによるエッチングの基板バイアス効果"東北大学 流体科学研究所報告. 第15巻(印刷中). (2004)

Kenichi Nambu、Takayoshi Edo、Masayoshi Takahashi：“感应耦合等离子体蚀刻的基板偏置效应”东北大学流体科学研究所报告第 15 卷（出版中）。

塩澤正和, 南部健一: "希薄流と誘導結合プラズマの連成解析"第20回プラズマプロセシング研究会プロシーディングス. 113-114 (2003)

Masakazu Shiozawa、Kenichi Nanb​​u：“稀流和感应耦合等离子体的耦合分析”第 20 届等离子体处理研究组会议记录 113-114 (2003)。