Multiple frequency excitation in capacitive discharges used for etching in microelectronic. - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2007

Multiple frequency excitation in capacitive discharges used for etching in microelectronic.

Excitation multifréquence dans les décharges capacitives utilisées pour la gravure en micro-électronique.

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Abstract

This thesis deals with the multiple-frequency excitation of low pressure capacitive discharges used for etching in microelectronics. The principal interest of a capacitive discharge excited at two frequencies is that it allows independent control over ion energy on the one hand and ion flux on the other. In the first part, I develop an analytical global model based on (i) inhomogeneous, capacitive space charge sheath model, excited at two frequencies, (ii) electron-heating model in these sheaths (ohmic and stochastic). Results show that heating causes coupling in the sheath of the low frequency component and the high frequency component. Consequently, ion flux and ion energy are not independent. This has been verified by obtaining scaling laws for ion energy and ion flux. At high frequency, it may be possible to see the discharge as the propagation of surface waves from the centre of the discharge to the periphery between the plasma and the sheath. When the wavelength in the plasma λ, associated with the highest frequency is of the order of the electrode size, electromagnetic effects appear. They have been labeled the standing wave effect (λ
La thèse porte sur l'excitation multifréquence dans les décharges capacitives basse pression utilisées pour la gravure en microélectronique. L'intérêt majeur que représente l'utilisation d'une décharge capacitive excitée à deux fréquences provient du fait qu'elle est susceptible d'offrir un contrôle indépendant entre l'énergie des ions et le flux des ions. Dans la première partie j'ai développé un modèle global analytique basé sur (i) un modèle d'une gaine de charge d'espace capacitive, inhomogène, et excitée à deux fréquences, (ii) un modèle de chauffage dans ces gaines (ohmique et stochastique). Les résultats de ce modèle montrent que le chauffage couple dans la gaine de charge d'espace la composante basse fréquence et la composante haute fréquence ce qui a pour conséquence que le flux et l'énergie des ions ne sont pas indépendants. Cette affirmation a été validée par l'obtention des lois d'échelles relatives à l'énergie des ions et au flux des ions. A haute fréquence nous pouvons voir la décharge comme la propagation d'une onde de surface du centre du plasma vers la périphérie à l'interface plasma-gaine de charge d'espace. Lorsque la longueur d'onde dans le plasma λ correspondant à la plus haute fréquence d'excitation est de l'ordre des dimensions des électrodes, alors des effets électromagnétiques apparaissent. Il s'agit de l'effet d'onde stationnaire (λ
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Dates and versions

pastel-00003567 , version 1 (23-07-2010)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00003567 , version 1

Cite

Pierre Levif. Excitation multifréquence dans les décharges capacitives utilisées pour la gravure en micro-électronique.. Physique des plasmas [physics.plasm-ph]. Ecole Polytechnique X, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00003567⟩
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