Effets de la fréquence d'excitation sur l'uniformité du plasma dans les réacteurs capacitifs grande surface.
Résumé
Low-pressure capacitive discharges are routinely used in the flat panel industry for deposition of thin films on large-area substrates. Deposition rates may also be increased by increasing the excitation frequency, typically from 13.56 MHz, up to 120 MHz (Very High Frequency), which provides higher-density plasmas with low-energy ions. However, strong non-uniformities of plasma production are expected in capacitive discharges if the excitation wavelength becomes comparable to the reactor size (standing-wave effect). Ion flux and ion energy uniformity measurements were carried out in a large-area square capacitive discharge driven at frequencies between 13.56 MHz and 81.36 MHz in argon gas up to 200 mTorr. At high frequency, the ion flux is non-uniform due to the standing wave effect. Ion energy is uniform in the same conditions. The influence of gaz pressure and composition is also investigated.
Les décharges capacitives basse pression sont couramment utilisées dans l'industrie des écrans plats pour le dépôt de couches minces sur des substrats de plus en plus grande surface. L'augmentation de la fréquence d'excitation (typiquement de 13.56 MHz à 200 MHz) produit des sources denses avec des ions peu énergétiques conduisant à l'augmentation de la vitesse des procédés. Cependant, les modèles théoriques prévoient de fortes non-uniformités du dépôt de puissance dans la décharge lorsque la longueur d'onde d'excitation est comparable à la taille du réacteur. Nous avons réalisé des mesures d'uniformité du flux d'ions et de l'énergie des ions dans une décharge capacitive carrée grande surface excitée de 13.56 MHz à 81.36 MHz dans l'argon jusqu'à 200 mTorr. A haute fréquence, le flux d'ions est fortement non uniforme à cause de l'effet d'onde stationnaire. L'énergie des ions est uniforme dans les mêmes conditions. L'influence de la pression et du mélange de gaz est aussi investiguée.