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研究生: 林上為
Shang-Wei Lin
論文名稱: 利用質譜儀量測氬氣及氮氣電漿中的中性氣體密度以研究電漿對中性氣體加熱的作用
Measurement of Neutral Gas Densities in the Inductively Coupled Plasma by Mass Spectrometer for Investigating the Neutral Gas Heating Effect
指導教授: 林滄浪
Tsang-Lang Lin
柳克強
Keh-Chyang Leou
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 原子科學院 - 工程與系統科學系
Department of Engineering and System Science
論文出版年: 2007
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 117
中文關鍵詞: 中性氣體密度中性氣體加熱作用氬氣及氮氣電漿質譜儀電漿放射光量測定
外文關鍵詞: Neutral Gas Densities, Neutral Gas Heating Effect, Inductively Coupled Plasma, Mass Spectrometer, Optical Emission Actinometry
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  • 摘 要
    放射光譜學應用範圍相當廣泛,包含領域:物理、化學、材料、生物和醫學方面,本研究重點在於運用放射光譜學的研究與分析技術於電漿蝕刻製程中。配合電漿放射光量測定(optical emission actinometry, OEA)的原理於氯氣(feed gas)電漿中加入少量(6%)的稀有氣體(Ar)為追蹤氣體 (trace rare gas),由Ar(750.4 nm)與N2(337 nm)、N(744.2 nm)及N+(399.5nm)的放射光強度比來判斷氯氣電漿中N2、N濃度變化情形。
    之前的研究都未考慮Ar追蹤氣體 (trace rare gas)受到起氣體溫度和分子氣體解離的影響,將其視為定值。本實驗則是要研究氣體溫度和分子解離的效應對Ar追蹤氣體的變化影響,能對OEA結果作修正。獲得更接近實際狀態的解離率和氣體密度。
    本實驗室的電漿中中性氣體量測系統是利用質譜儀、光譜儀和壓力計。量測數據計算來獲得N2、N絕對氣體密度隨功率、壓力的變化情形。 了解更接近實際的中性氣體溫度、密度隨功率壓力及空間的變化有助於對製程上的精密控制和結果分析。


    第一章 簡介 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機 2 1.3 研究目的 3 第二章 文獻回顧 4 2.1氣體濃度和壓力的空間分佈量測文獻 6 2.2 OES測量中性氣體溫度文獻 8 第三章 原理與分析方法 14 3.1電感式電漿源簡介 15 3.2質譜儀量測原理 15 3.3 Global理論模型 17 3.4 中性氣體加熱的機制 21 3.5 電漿放射光原理(Optical Emission) 22 3.6 Optical Emission Actinometry(OEA)原理 26 第四章 實驗裝置與設備 29 4.1 電感耦合式電漿源蝕刻機台 29 4.2質譜儀 31 第五章 實驗步驟與方法 36 5.1質譜量測原理和方法 36 5.2質譜量測各個量測參數和求得未知參數原理和方法 45 5.3氬氣氣體密度計算方法 50 5.4混合氮氣和氬氣之氣體密度計算方法 52 5.5氮氣和氬氣氣體密度比例計算方法 54 第六章 實驗結果與討論 59 6.1純氬氣之氣體溫度 59 6.2氮氣電漿之各中性氣體絕對氣體密度 73 第七章 結論 84 參考文獻 86 附錄 88

    參考文獻
    [1] J. W. Coburn and M. Chen, J. Apply Phys. 51, 3134 (1980).
    [2] R. A. Gottscho and V. M. Donnelly, J. Apply Phys. 56, 245 (1984).
    [3] M. A. Liberman and A. J. Lichtenberg, Principles of Plasma Discharges and Materials Processing Wiley, New York, 1994.
    [4] Seokmin Yun, Kurt Taylor,andGeorge R. Tynan, Phys. Plasmas 7(8), 3448 (2000).
    [5] X. Li, G. S. Oehrlein, M. Schaepkens, R. E. Ellefson, and L. C. Frees, J. Vac. Sci. Technol. A 21, 1971 (2003).
    [6] V. M. Donnelly, J. Apply Phys. 72(12), 9353 (1996).
    [7] T. Nakano N., Sadeghi and R. A. Gottscho, Appl. Phys. Letters 58, 458 (1991).
    [8] G. A. Hebner, J. Appl. Phys. 80, 2624, (1996).
    [9 ] A. N. Goyette, J. R. Peck, Y Matsuda , L. W. Anderson and J. E .Lawler , J. Phys. D: Appl. Phys. 31, 1556-1564 (1998)
    [10] V. M. Donnellya, and M. V. Malyshevb, Appl. Phys. Lett. 77(16), 2467, (2000)
    [11] E. J. Tonnis and D. B. Graves, J. Vac. Sci. Technol. 20, 1787, (2002).
    [12] M. Shimada, G. R. Tynan, and R. Cattolica, Plasma Sources Science & Technology 16, 1, 193 (2007).
    [13] Kennard E. H. kinetic theory of Gases (New York: Mcgraw-hill). (1938)
    [14] Takaishi T. and Sensui Y. Trans. Frarday Soc. 59 2509(1963).
    [15] Shashank Sharma ,Mahendra K. Sunkara , Mark M. Crain, Sergei F. Lyuksyutov ,Steven A. Harfenist, Kevin M. Walsh , J. Vac. Sci. Technol. B 19(5), 1473 (2001).
    [16] Tatsuro Maeda, Tetsuji Yasuda, Masayasu Nishizawa, Noriyuki Miyata, Yukinori Morita and Shinichi Tagaki, J. Appl. Phys. 100, 014101(2006)
    [17] Takuya Seino, Takashi Matsuura, and Junichi Murota, Appl. Phys. Lett., 76(3), 342(2000)
    [18] 蔡宗龍 ,國立清華大學工程與系統科學所碩士論文 ,1997
    [19] 李匡邦 ,許東明 ,何東英 ,” 光譜化學分析 ” ,國立編譯館 ,1997
    [20] 謝東彥 ,國立清華大學工程與系統科學所碩士論文 ,2001
    [21] 丁宏哲 ,國立清華大學工程與系統科學所碩士論文 ,2002
    [22] 徐重仁 ,國立清華大學工程與系統科學所碩士論文 ,1999
    [23] http://www.albany.edu/chemistry/nerfi/qmstheory.doc
    [24] 蔡承竣 ,“氮氣電漿對矽進行氮化處理以提升高介電係數材料蝕刻選擇比之研究”,國立清華大學工程與系統科學所碩士論文,2007。
    [25] 范躍鐘 ,國立清華大學工程與系統科學所碩士論文 ,2006
    [26] 黃品勳 ,“氯氣電漿蝕刻製程之電漿放射光譜量測分析 ”,國立清華大學工程與系統科學所碩士論文,2004。

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