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C_2F_6、C_4F_8双频电容耦合等离子体特性研究

作　者: 黄宏伟
导　师: 叶超
学　校: 苏州大学
专　业: 等离子体物理
关键词: 双频电容耦合等离子体 C2F6等离子体 C4F8等离子体
分类号: O53
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 22次
引　用: 1次
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内容摘要

超大规模集成电路中器件密度的提高、特征线宽的减小导致互连线之间的阻容耦合不断增大,从而使信号传输延时、功耗增大、噪声增大。为了解决这些问题,用低介电常数（low-k）和超低介电常数（ultralow-k, k < 2）材料替代传统的SiO2层间绝缘介质,成为可能的选择。作为低k和超低k材料中最有前景的候选者,多孔超低k的SiCOH材料受到广泛关注。作为应用于超大规模集成电路中的低k材料,SiCOH薄膜的刻蚀研究极其重要。为实现SiCOH薄膜刻蚀的精确控制,要求刻蚀时的碳氟等离子体是富含F的等离子体,并且离子能量可以独立控制。因此,本文采用发射光谱诊断方法,研究了SiCOH低k材料刻蚀中选用的C₂F₆及C₄F₈气体的双频电容耦合放电等离子体特性,并和CHF3的双频电容耦合放电等离子体特性进行了比较。主要研究了C₂F₆及C₄F₈气体的双频电容耦合放电等离子体中F、CF2基团密度以及F/CF2比随高频功率、低频功率、放电气压的变化关系。比较了C₂F₆和C₄F₈与CHF3在薄膜刻蚀条件下的双频电容耦合放电等离子体特性,分析了低频功率对F和CF2相对密度、F/CF2比、电子激发温度的影响。实验结果表明在双频电容耦合放电等离子体中,高频功率、低频功率、放电气压的改变,使C₂F₆或C₄F₈等离子体中出现不同分解过程,这种对气体分解反应的选择性为实现双频等离子体刻蚀薄膜的精确控制提供了可能。C₂F₆和C₄F₈与CHF3中F、CF2基团密度的差异与生成F、CF2基团的反应路径和反应所需的能量有关。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-13
  1.1 研究背景  9-11
  1.2 本课题组的主要研究内容  11-12
  1.3 本文的研究内容  12-13
第二章实验方法  13-20
  2.1 双频电容耦合等离子体（DF-CCP）实验系统  13-14
  2.2 实验参数  14-15
  2.3 放电等离子体的发射光谱分析  15-20
    2.3.1 发射光谱诊断简介  15
    2.3.2 发射光谱诊断原理  15-16
    2.3.3 发射光谱诊断仪器  16-18
    2.3.4 等离子体中基团相对密度和电子激发温度的发射光谱测量  18-20
第三章 C_2F_6、C_4F_8的双频容性耦合放电等离子体特性  20-31
  3.1 C_2F_6、C_4F_8 双频放电等离子体发射光谱与碳氟基团的产生途径  20-22
  3.2 低频功率对C_2F_6 及C_4F_8 DF-CCP 等离子体特性的影响  22-23
  3.3 高频功率对C_2F_6 及C_4F_8 DF-CCP 等离子体特性的影响  23-25
  3.4 放电气压对C_2F_6 及C_4F_8 DF-CCP 等离子体特性的影响  25-26
  3.5 电子激发温度随高频功率、低频功率及放电气压的变化关系  26-31
第四章 C_2F_6、C_4F_8与CHF3双频CCP 放电特性比较  31-36
第五章结论  36-38
  5.1 本文的主要结果  36
  5.2 存在的问题和进一步的研究方向  36-38
参考文献  38-40
攻读学位期间公开发表论文  40-41
致谢  41-42

C_2F_6、C_4F_8双频电容耦合等离子体特性研究

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