臺灣博碩士論文加值系統

隨著積體電路製造線寬的不斷縮短，產生許許多多製造技術上急待解決的瓶頸，而電漿技術正是解決這些瓶頸的有效利器之一。電漿技術在目前工業上應用極為廣泛，諸如薄膜沈積、電漿蝕刻以及離子植入等製程，皆以電漿技術作為基礎。目前隨著下世代製程技術的演進，電漿源的開發越顯的重要。
本研究著重於雙頻觸發電容式電漿源(兩電極面積比為1.96)特性之模擬，使用頻率27MHz以及2MHz的兩個射頻電源作為電漿觸發電源。並使用粒子式(particle-in- cell)電漿模擬軟體作為主要工具，對不同的外部條件進行模擬以得到相關的電漿參數(如電子溫度、電漿密度、鞘層寬度等)與外部可控制因素之間的關係 。這將有助於我們對電漿內部變化情形的了解，並協助電漿源的設計。本研究使用田口氏實驗規劃法對我們所感興趣的電漿外部參數(如2MHz電源電壓、27電源電壓、腔內工作氣體壓力、電極板間距離)進行規劃。
模擬結果顯示2MHz電源電壓振幅與工作腔體壓力為控制系統電子溫度的主要因子。系統電子溫度與2MHz電源電壓振幅大小呈正比關係，並與工作腔體壓力呈反比關係。27MHz電源電壓振幅與工作腔體壓力為影響系統電漿的主要可控因子。27MHz電源電壓大小、工作腔體壓力大小與系統電漿密度間存在著正比關係。因此在固定腔體壓力的前提下，雙頻觸發電容式電漿系統可達到電子溫度與電漿密度獨立控制的效果。

第一章 序論
1-1 RF電漿源 1
1-2文獻回顧 4
第二章 電漿原理
2-1 真空與壓力 8
2-2氣體粒子能量分佈 9
2-3 氣體粒子碰撞平均自由徑 11
2-4 碰撞原理 12
2-4-1彈性碰撞 12
2-4-2非彈性碰撞 14
2-5電漿 20
2-6 電漿特性 22
2-6-1杜拜長度 22
2-6-2電漿頻率 24
2-6-3電漿電子溫度 25
2-7電漿鞘 26
2-8直流電漿源 28
2-9交流電漿 32
2-10直流電漿源與RF電漿源比較 38

第三章 模擬方法
3-1 MAGIC code 39
3-2 電漿模擬模式 41
3-3 粒子模型 44
3-4 PIC模擬方式 45
第四章 結果與分析
4-1模擬架構 54
4-2 模擬參數設計 55
4-3 分析方法 56
4-4 雙頻電漿參數推導 58
4-5模擬結果與分析 62
第五章 結論與未來發展
5-1 結 論 90
5-2 未來發展與展望 93

Reference
[1]L. Martinu, J. E. Klemberg-Sapieha and M. R. Wertheimer , "Dual-
frequency plasma deposition of high quality insulating thin films"
, IEEE, Paper 4115(1994).
[2]Oleg A. Popov, "High density plasma sources", Noyes, New Jersey,
1996.
[3]Hiroyuki Ito and Noriyuki Sakudo," High frequency ion sources for
ion implanters-theoretical and practical comparison", Pages 291-
294, IEEE 1997.
[4]Naohiko Goto, "Energy control of ions from a capacitively couple
plasma using RF resonance method", Japanese Journal of Applied Physics part1, No. 7B, July 1999.
[5]Evert P. van de Ven, I-Wen Connick, Alain S. Harrus, "Advantages of
dual frequency PECVD for deposition of ILD and passivation films
",VMIC Conference, IEEE 1990.
[6]Mark A. Sobolewski and Kristen L. Steffens, "Electrical control of the
spatial uniformity of reactive species in plasmas", J. Vac. Sci. Technol. A
17(6), Nov/Dec 1999.
[7]Brian Chapman, "Glow discharge processes", Wiley, New York, 1980.
[8]Alfred Grill, "Cold plasma in materials fabrication", IEEE 1993.
[9]Hong Xiao, "Introduction to semiconductor manufacturing
technology", Prentice Hall, 2001.
[10]莊達人, "VLSI製造技術",台北高立圖書,1998.
[11]李世鴻, "積體電路製程技術",台北五南圖書,1998.
[12]刁建成, "ULSI製程技術",台北全華圖書,2000.
[13]Michael A. Liberman and Allan J. Lichtenberg, "Principles of plasma discharges and materials processing", Wiley, 1994.
[14]A von Engle, " Plasma and electronics",Oxford,1993.
[15]曹晃碩, "電容式電漿源高頻響應的模擬分析", 國立東華大學電機所碩士班論文, 2002.
[16]張志偉, "電感式電漿源電子非區域性加熱之二維模擬",國立清華大學工程與系統研究所碩士班論文, 1999.
[17]黎正中, "穩健設計之品質工程",台北圖書, 1993.
[18]Yuri P. Raizer, Mikhail N. Shneider, Nikolai A. Yatsenko, "Radio-
frequency capacitive discharges", CRC Press,1995.
[19]蘇青森, "真空技術",台北東華書局, 1999.