Abstract
由於半導體產業的蓬勃發展,加上電漿在半導體製程上的廣泛應用,使得 電漿製程的研究與發展,顯的越來越重要。為加強對電漿製程的了解與控 制,本文嘗試建立一個理論模式預測電漿製程腔內中性粒子濃度分佈的趨 勢及其受外加控制參數的變化情形。 本文所採用的的理論模式的基礎為 包含化學反應的漂移-擴散方程式。對所考慮的電漿腔體取格點,利用控制 體積有限差分法化為一組線性代數方程組。本文採用連續過縮減法解此聯 立方程組,其最佳過縮減因子為1.95。 本文的模擬結果顯示：對於單一 氣體的自我擴散現象而言,氣體的進氣流率愈大,其粒子在反應器內的平衡 濃度愈高；在相同的進氣條件下,抽氣速率愈大者,其平衡濃度越低；粒子 擴散係數亦與系統內的平衡濃度有關,擴散係數小者,其殘留於反應器內的 時間越長,使得平衡濃度增高。而對於粒子局部濃度分佈的模擬結果亦有 以下的結論：(1)於氣體入口處附近,粒子分佈因受進氣對流效應的影響, 使的濃度分佈較不均勻；(2)抽氣口附近有一因抽氣效應造成的低壓區 ；(3)抽氣口越靠近反應氣底部可使抽氣口效應的影響範圍減少,而使粒子 分佈更均勻。 電漿蝕刻製程的優劣,除了非等向性及選擇性的考慮之外, 蝕刻的均勻性也是衡量的主要依據,蝕刻均勻性愈好代表晶片品質控制的 愈佳,晶片的良率也就越高。氣體分佈越均勻可使蝕刻的均勻性越佳,本文 從氣體擴散的角度切入,希望能對電漿腔內中性氣體濃度分佈有合理的預 測,並對蝕刻製程及電漿源設計有實質的幫助。