KR101111963B1 - 축전결합 플라즈마원의 바이어스 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법 - Google Patents
축전결합 플라즈마원의 바이어스 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101111963B1 KR101111963B1 KR1020100121744A KR20100121744A KR101111963B1 KR 101111963 B1 KR101111963 B1 KR 101111963B1 KR 1020100121744 A KR1020100121744 A KR 1020100121744A KR 20100121744 A KR20100121744 A KR 20100121744A KR 101111963 B1 KR101111963 B1 KR 101111963B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- potential
- electrode
- plasma
- phase difference
- capacitively coupled
- Prior art date
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 21
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 18
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 11
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32926—Software, data control or modelling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching
- H01J37/3053—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating, or etching for evaporating or etching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
도 2는 본 발명에 따른 축전결합 플라즈마원의 바이어스 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 계산 모듈의 회로도이다.
도 4는 플라즈마 밀도 = 1011cm-3, 전자 온도 = 3 eV, 양 전극에 인가된 포텐셜의 amplitude가 400 V, 주파수 = 0.8 MHz, 그리고 위상차가 180도 차이가 날 때 포텐셜 의존성 예시한 도면이다.
도 5는 전극과 벽에 도달하는 이온의 에너지 분포를 나타내는 예시로, (a)는 웨이퍼 전극에서의 에너지 분포이고 (b)는 벽에서의 에너지 분포를 나타낸 도면이다.
도 6은 V dc /V pp 의 위상차 의존성을 나타낸 도면으로, V dc /V pp 가 -0.5에 가까울수록 진공 챔버 바깥으로 흐르는 전류가 줄어든다는 것을 의미한다.
도 7은 일실시예로 3종류의 다른 플라즈마 밀도(5x1011, 1x1011, 5x1010 cm-3)가 있을 경우, 주파수(ω/2π)에 따는 V dc /V pp 가 가장 낮은 값을 갖는 최적의 위상차(Optimized phase difference)를 비교한 도면이다.
30: 출력 모듈
Claims (9)
- 축전결합 플라즈마원의 바이어스 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법에 있어서, 진공챔버와 안테나 전극과 웨이퍼전극을 등가회로도로 구성하고 등가회로를 통해 회로모델을 모델링하여 포텐셜을 분석하되, 상기 모델링된 회로모델을 통해 진공챔버의 벽쪽으로 흐르는 전류를 최소화하도록 안테나 전극과 웨이퍼 전극 사이의 전원의 위상차를 제어하는 것을 특징으로 하는 축전결합 플라즈마원의 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법.
- 제1항에 있어서, 진공챔버의 벽쪽으로 흐르는 전류가 최소화되는 안테나 전극과 웨이퍼 전극 사이의 최적의 전원의 위상차는 상기 위상의 차이를 변화시키면서 웨이퍼 전극의 포텐셜의 최대값과 최소값을 획득하고, 상기 얻은 최대값과 최소값으로 포텐셜의 최대값과의 최소값의 차이값(이하 V pp 라 함)과 포텐셜의 최대값과 최소값의 평균값(이하 V dc 라 함)을 산출하며, Vdc/Vpp가 가장 낮은 값을 갖도록 계산된 위상의 차이가 진공챔버의 벽쪽으로 흐르는 전류가 최소화되는 최적의 위상차 인것을 특징으로 하는 축전결합 플라즈마원의 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회로모델에는 입력모듈과 계산모듈과 출력모듈이 포함되는 것을 특징으로 하는 축전결합 플라즈마원의 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 입력 모듈은 플라즈마 밀도, 전자 온도, 전극에 인가된 포텐셜의 진폭, 전극의 반경, 블로킹 커패시터의 용량, 장치의 높이, 인가된 전압, 주파수, 압력을 입력받는 것을 특징으로 하는 축전결합 플라즈마원의 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 계산모듈은 모델링된 회로도의 회로방정식을 4차 룬지쿠타(Runge-Kutta) 방법을 이용하여 수치적으로 풀어 위상차에 대한 회로도의 각 소자값을 결정하며, 플라즈마 및 전극에서의 포텐셜(Potential)을 계산하고, 계산된 포텐셜로부터 최적의 위상차를 산출하는 것을 특징으로 하는 축전결합 플라즈마원의 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 출력모듈은 계산된 포텐셜, 각 회로도의 소자값, 그리고 최적의 위상차를 출력하는 것을 특징으로 하는 축전결합 플라즈마원의 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 회로도의 모델링 근거하여 모델링된 회로 방정식은
(여기서, V rf ,a 는 안테나 전극에 인가된 포텐셜, V a 는 안테나 전극의 포텐셜, 는 안테나 전극의 damped 포텐셜, C ba 는 안테나 전극의 블로킹 커패시터, I sa 는 플라즈마에서 안테나 전극으로 흐르는 전류, 는 플라즈마와 안테나 전극 사이의 커패시터, 그리고 V p 는 플라즈마 포텐셜이다. V rf ,w 는 웨이퍼 전극에 인가된 포텐셜, V w 는 웨이퍼 전극의 포텐셜, 는 웨이퍼 전극의 damped 포텐셜, C bw 는 웨이퍼 전극의 블로킹 커패시터, I sw 는 플라즈마에서 웨이퍼 전극으로 흐르는 전류, 는 플라즈마와 웨이퍼 전극 사이의 커패시터, I ww 는 플라즈마에서 장치 벽으로 흐르는 전류, 는 벽과 플라즈마 사이의 damped 포텐셜, 그리고 는 플라즈마와 장치 벽 사이의 커패시터)인 것을 특징으로 하는 축전결합 플라즈마원의 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 방정식에서 커패시턴스(Capacitance)는 다음과 같이 표현되며,
(여기서 S 는 전극이나 벽면의 면적, ε0는 진공의 유전율, V는 벽이나 전극에서의 전압,
로서,
{여기서, n s =n 0exp(eV 1/T e )으로 n 0는 플라즈마 밀도, T e 는 전자온도, V 1=-0.5T e /e, 그리고 M은 Mach number, e는 전하량이다})
전기장 E는
으로, E s 는 쉬스(Sheath) 입구에서의 전기장이고, 총 전류 I는
으로, J i 와 J e 는 각각 이온과 전자의 전류밀도이고,
(여기서 , m i 는 이온의 질량) 그리고
(여기서,
)
식을 사용하는 것을 특징으로 하는 축전결합 플라즈마원의 바이어스 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100121744A KR101111963B1 (ko) | 2010-12-02 | 2010-12-02 | 축전결합 플라즈마원의 바이어스 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100121744A KR101111963B1 (ko) | 2010-12-02 | 2010-12-02 | 축전결합 플라즈마원의 바이어스 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101111963B1 true KR101111963B1 (ko) | 2012-02-14 |
Family
ID=45840154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100121744A KR101111963B1 (ko) | 2010-12-02 | 2010-12-02 | 축전결합 플라즈마원의 바이어스 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101111963B1 (ko) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040027719A (ko) * | 2004-02-26 | 2004-04-01 | 정의협 | 길이조절 가스스프링 및 가스주입방법 |
JP2004140391A (ja) | 2000-09-29 | 2004-05-13 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置および方法 |
KR200427719Y1 (ko) | 2006-06-20 | 2006-09-29 | 송석균 | 상압 플라즈마 발생장치 |
-
2010
- 2010-12-02 KR KR1020100121744A patent/KR101111963B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004140391A (ja) | 2000-09-29 | 2004-05-13 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置および方法 |
KR20040027719A (ko) * | 2004-02-26 | 2004-04-01 | 정의협 | 길이조절 가스스프링 및 가스주입방법 |
KR200427719Y1 (ko) | 2006-06-20 | 2006-09-29 | 송석균 | 상압 플라즈마 발생장치 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Vahedi et al. | Verification of frequency scaling laws for capacitive radio‐frequency discharges using two‐dimensional simulations | |
CN101978461B (zh) | 在射频等离子体中控制离子能量的方法 | |
US9053908B2 (en) | Method and apparatus for controlling substrate DC-bias and ion energy and angular distribution during substrate etching | |
Zhang et al. | Control of ion energy distributions using phase shifting in multi-frequency capacitively coupled plasmas | |
Wakayama et al. | Study on the dual frequency capacitively coupled plasmas by the particle-in-cell/Monte Carlo method | |
KR102282713B1 (ko) | 인-챔버 및 챔버-투-챔버 매칭을 위한 에칭 레이트 모델링 및 그 사용 | |
Franek et al. | Power supply and impedance matching to drive technological radio-frequency plasmas with customized voltage waveforms | |
Economou | Tailored ion energy distributions on plasma electrodes | |
Czarnetzki et al. | The Electrical Asymmetry Effect-A novel and simple method for separate control of ion energy and flux in capacitively coupled RF discharges | |
Dai et al. | Spatiotemporal characteristics of the collisionless rf sheath and the ion energy distributions arriving at rf-biased electrodes | |
Kwon et al. | A self-consistent global model of solenoidal-type inductively coupled plasma discharges including the effects of radio-frequency bias power | |
Zhang et al. | Space and phase resolved ion energy and angular distributions in single-and dual-frequency capacitively coupled plasmas | |
KR20240001211A (ko) | 베이스 바이어스 전압 조절 장치 및 방법, 반도체 공정 디바이스 | |
Song et al. | Role of the blocking capacitor in control of ion energy distributions in pulsed capacitively coupled plasmas sustained in Ar/CF4/O2 | |
Tatanova et al. | About the EDF formation in a capacitively coupled argon plasma | |
KR101111963B1 (ko) | 축전결합 플라즈마원의 바이어스 위상제어에 의한 포텐셜 분석 방법 | |
US10998170B2 (en) | Method for ion mass separation and ion energy control in process plasmas | |
Kim et al. | Particle-in-cell Monte-Carlo simulation of capacitive RF discharges: Comparison with experimental data | |
US20190318913A1 (en) | Apparatus and Method for Controlling Ion Energy Distribution in Process Plasmas | |
Elgendy | Plasma boundary of nonlinear sheath dynamics for arbitrary waveforms in capacitive discharge | |
CN111937114B (zh) | 用于在加工等离子体时控制离子能量分布的装置和方法 | |
KR102370012B1 (ko) | 바이어스 동작에 대한 rf 맞춤조정된 전압 | |
Bera et al. | Plasma-profile control using external circuit in a capacitively coupled plasma reactor | |
Makabe | Radio-frequency plasma modeling for low-temperature processing | |
Kim et al. | Simulation based plasma reactor design for improved ion bombardment uniformity |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150126 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160104 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161227 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171219 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181226 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191224 Year of fee payment: 9 |