Analýza toku iontů při plazmovém leštění SiC desek

Abstract

Diplomová práca sa zameriava na elektrické merania v radiofrekvenčne kapacitne viazanom plazmovom výboji (CCP) za zníženého tlaku s cieľom ich aplikácie pri plazmovom leštení SiC dosiek. Boli použité dve rôzne plazmové komory a boli určené ich objemy a rýchlosti úniku. Následne bol zapálený CCP výboj v argóne, kyslíku a v zmesiach Ar/O2, pričom sa menili vonkajšie parametre ako výkon a tlak. Na meranie elektrických parametrov výboja bola použitá sonda Octiv Suite 2.0 VI, ktorá zaznamenávala dodávaný výkon, ampér-voltovú (IV) charakteristiku, fázu a odhadovala tok iónov. Závislosti od tlaku a výkonu boli graficky znázornené a následne aproximované vhodnými funkciami. Jednosmerné samopredpätie DC self-bias bolo analyzované ako funkcia RF napätia. Výsledky z oboch reaktorov a rôznych plynných zmesí boli porovnané, a diskutované v porovnaní s očakávanými teoretickými závislosťami, a literatúrou. Na základe meraní boli navrhnuté optimálne podmienky plazmy pre nízky a vysoký energetický tok iónov s cieľom optimalizovať procesy leštenia v oblasti mikroelektroniky.

This master’s thesis focuses on electrical measurements in capacitively coupled (CCP) radio-frequency (RF) plasma discharges under reduced pressure, with application to plasma polishing of SiC wafers. Two CCP discharge chambers were used, and their chamber volumes and leak rates were determined. CCP discharges in argon, oxygen and Ar/O2 mixtures were ignited, and external parameters such as power and pressure were varied. The Octiv Suite 2.0 VI probe was used to measure delivered power, current-voltage (IV) characteristics, phase, and to estimate ion flux. Dependencies on pressure and power were plotted and fitted with appropriate functions. The DC self-bias was evaluated as a function of RF voltage. Results from both reactors and gas mixtures were compared and discussed in the context of theoretical expectations. Based on the findings, plasma conditions were proposed for both low and high ion energy flux to support controlled polishing in microelectronics.