朗谬尔探针用于VAC等离子体诊断的初步研究

简要分析了朗谬尔（Ｌａｎｇｍｕｉｒ）探针用于真空电弧镀膜（ＶＡＣ）等离子体诊断的可行性及理论适用性问题．介绍了一种可用于ＶＡＣ等离子体在线监测的探针诊断系统，并利用此系统分析了不同工艺参数下等离子体参数的变化．

电子回旋共振等离子体源的朗谬尔探针诊断

电子回旋共振 (ECR)等离子体以其密度高、工作气压低、均匀性好、参数易于控制等优点在超大规模集成电路工艺中获得了广泛的应用。利用朗谬尔探针对ECR等离子体进行了初步的诊断研究 ,测量了等离子体的单探针伏安特性并计算出电子温度 ,电子密度和等离子体电势等参量。实验证明 ,ECR等离子体源能够稳定地产生电子温度较低的高密度等离子体。

等离子体化学气相沉积金刚石膜过程中光发射谱和朗谬尔探针原位诊断

报道了利用光发射谱 (OES)和朗谬尔探针对热阴极直流放电等离子体化学气相沉积金刚石薄膜的等离子体条件进行原位研究的部分结果 ,研究了几种过程参数变化中等离子体状态 ,并与金刚石膜的沉积相联系。当CH4 浓度变化时 ,CH基团的发射强度和电子密度ne 的变化表现出相似趋势 ,均出现一极大值。而在高CH4 浓度 ,C2 的发射出现。在气压变化过程中 ,CH的发射强度和ne 均随气压的升高而下降 ,C2 的发射强度变化不大。用OES和朗谬尔探针测量的电子温度Te 所显示的结果是一致的。在这些过程中 ,电子碰撞应该是CH发射的主要机制 ,C2

朗谬尔探针诊断直流脉冲等离子体

采用朗谬尔双探针对工作频率为1 kHz、占空比为15%的直流脉冲等离子体在气体分别为空气、氨气和氩气,脉冲电压为600 V,压强为109 Pa条件下进行了诊断,得到了电子密度、电子温度在一个脉冲周期内随时间变化的情况.在采用空气放电时测量了辐射光强在一个脉冲周期内的变化情况.并对脉冲激励下的等离子体内参数的响应特殊现象进行了讨论.

基于FPGA的等离子体朗谬尔探针自动检测系统

该文提出了一种基于FPGA的等离子体朗谬尔探针自动检测系统的总体设计方案及其硬件实现方法.该系统的外围接口电路采用微伏放大模块和隔离放大模块,提高了信号采集的精度,并有效克服了各种干扰.信号的采集与处理通过Verilog HDL语言描述,并在Cyclone系列可编程逻辑器件FPGA上实现,提高了等离子体静电探针参数诊断的效率.得到了放电气压0.25 Pa、射频13.56MHz、功率200 W条件下石英管内的空气等离子体密度和电子温度.

静电探针法对等离子体参数的测定

静电探针(又称朗谬尔探针)是最早被用于等离子体的诊断工具,它是在等离子体密度和温度比较低的情况下测定等离子体参数的基本方法。文章利用等离子体环境地面模拟设备,采用静电探针的方法,对等离子参数进行测定。并给出了模拟环境的测量结果,分析运行气压及微波功率对等离子体密度的影响。最后通过均匀性及稳定性测试,证明该等离子体地面模拟设备可以满足比较均匀的等离子体环境。

气体放电中静电探针表面的污染和清洗

本文讨论了在气体放电中静电探针表面的污染及其对等离子体电子密度、电子温度和空间电位等基本参数测量的影响，提出了一种能有效地清除探针表面污染的方法。

螺旋波激发氢等离子体的电子温度及密度研究

采用射频调谐朗缪尔单探针方法对螺旋波激发的氢等离子体I-V特性曲线进行了测量。运用Druyvestey方法对氢等离子体的电子能量分布(EEDF)及电子密度ne的变化规律进行了研究,并与发射光谱诊断结果进行了比较。结果表明:ne随着射频功率的增大成线性增大,本实验中最大值可达到1012cm-3量级,电子平均能量E随着射频功率的增大逐渐升高,并逐渐达到饱和;ne随着工作气压的增加而增大并出现峰值,存在一个最佳气压范围(2 Pa^4 Pa)使ne达到最大,E则随着工作气压的增加逐渐减小;氢气流量对ne的影响非常小,当氢气流量达到一定值(12 sccm)后,ne几乎不变化,E随着氢气流量的增加逐渐降低,最后趋于稳定;朗缪尔单探针方法与发射光谱法诊断的结果基本一致。

90nm硅栅过刻蚀工艺中功率对等离子体性质的影响

通过实验对适用于90nm多晶硅栅刻蚀工艺中过刻蚀阶段等离子体的性质进行了研究分析.实验采用满足200mm硅晶片刻蚀的电感耦合多晶硅刻蚀设备,借助等离子体分析仪器(朗缪尔探针)进行实验数据测定,得到了等离子体性质与功率、气体流量等外部参数的关系.实验表明在射频功率增加的过程中,能量耦合系数处于一个相对稳定的常值;当等离子体处于局部加热状态时,绝大部分的电子处于附着状态,维持等离子体的电子数目相对减少.等离子体中的射频能量耦合空间随着射频功率的增加,分布状态会变得更加一致化.

不同激发频率下小型感应耦合等离子体特性研究

等离子体小型化后往往会产生一些独特的等离子体性质。本文采用朗谬尔探针和高分辨率发射光谱技术对不同激发频率下产生的小型感应耦合等离子体进行了测量,选用的三种频率为13.56MHz,27.12MHz和40.68MHz。朗谬尔探针的实验结果表明,随着射频输入功率的增加以及激发频率的上升均会导致等离子体功率吸收的增强,从而导致了离子密度增大和电子温度下降。利用了气体追踪法测量感应放电中的气体温度,可以发现,由于电子诱导加热的作用,气体温度随气压和输入功率的增加而增加,射频频率的提高也有助于等离子体气体温度的上升。

交叉型天线感应耦合等离子体源放电特性及均匀性

本文介绍了一种交叉型天线射频感应耦合等离子体源,射频天线穿过交叉排列的石英管内置于真空腔体中。本文运用朗谬尔探针方法诊断了放电等离子体的参量及其均匀性,运用发射光谱技术进行了Ar谱线[4s’(1/2)0-4p’(1/2)]的发光强度的表征,并使用自制的Rogowski线圈测量了天线中的射频电流变化。结果表明,等离子体放电随着射频输入功率的增加存在着E模式向H模式的转变,H模式放电时发光强度及射频电流明显增大。电子温度随气压的增大而降低,几乎不受功率的影响。该等离子体源所产生的等离子体密度较高,等离子体均匀性在中心±60 mm区域内优于90%。

多源感应耦合等离子体的产生及等离子体诊断

基于单组多匝线圈的小腔体感应耦合等离子体,研究了线圈配置与耦合效率等之间的关联,并将实验结果应用到多组并联螺旋天线感应耦合等离子体放电体系中.采用了改进的朗谬尔探针方法对单源和多源感应耦合等离子体的电参量分别进行了表征.结果表明,使用多螺旋天线并联方式可以产生低气压高密度的感应耦合等离子体放电,通过调整工艺参量,可以将等离子体密度和光刻胶的刻蚀均匀性控制在80%以上.