所需要的千法刻蝕機(jī)模擬器應(yīng)該強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)等離子現(xiàn)象,并可以擴(kuò)展應(yīng)用到各種反應(yīng)器形狀、復(fù)雜的反應(yīng)類型和不同的激勵(lì)方式,比如RIE、CCP和1CP。HAT1036R-EL-E從基本的物理學(xué)研究的角度來(lái)看,在一個(gè)簡(jiǎn)單的反應(yīng)器形狀中,單一的激勵(lì)方式,外加有限的氣體應(yīng)是首選。從技術(shù)開發(fā)的角度來(lái)看,刻蝕機(jī)模擬器需要具有更多的通用功能。

    中性子)和表面反應(yīng)。Panagopoulos和Economou(1999年)Iˉ提供了一個(gè)二維版本的MPRES,用來(lái)檢驗(yàn)在ICP反應(yīng)器中使用氯等離子刻蝕多晶硅晶圓過程中刻蝕均勻性的方位角非對(duì)稱性問題。MPRE⒏3D可以在任意的=維ICP反應(yīng)器中執(zhí)行任何氣相和表面化學(xué)的自洽模擬。它的有限元網(wǎng)格由FEMΛP(商用軟件包)產(chǎn)生,FEMAP是一個(gè)通用的網(wǎng)格發(fā)生器。模擬輸入部分包括反應(yīng)器的幾何形狀、反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)材料、運(yùn)行條件、關(guān)注的離子的傳輸特性以及化學(xué)動(dòng)力學(xué)。如圖8.6所示,MRE⒏3D包含有5個(gè)模塊。模擬器一開始

先在“電磁模塊”中解Maxwell方程來(lái)確定電磁場(chǎng)和運(yùn)行功率下等離f功率沉積的分布。后者反饋到“電子能量模塊”用于電子溫度和電子碰撞反應(yīng)速率系數(shù)的計(jì)算。將這兩個(gè)結(jié)果輸人到“帶電粒子反應(yīng)與輸運(yùn)模塊”和“中性粒子反應(yīng)與輸運(yùn)模塊”中,前者提供帶電粒子的密度,而后者計(jì)算中性氣體的組成。這個(gè)循環(huán)被反復(fù)計(jì)算,直至“刂攵斂”。最終,收斂的解可以提供晶圓表面上白洽的功率沉積、靜電勢(shì)、電子溫度、帶電粒子與中性粒子密度、刻蝕速率、均勻性和選擇性�！扒誓K”通常是作為后處理的步驟用來(lái)計(jì)算與時(shí)間相關(guān)的等離子、襯底后腔壁上的電勢(shì)、在晶圓電極上形成的直流偏置以及轟擊晶圓表面時(shí)粒子的能量分布。二維(2D)刻蝕機(jī)模擬和驗(yàn)證出現(xiàn)于⒛世紀(jì)90年代初期,伊利諾斯大學(xué)的Kushner∶6∷(1994年)提出了二維混合等離子設(shè)備模型(HPEM)。在定義了反應(yīng)器形狀和初始運(yùn)行條件后,HPEM利用Maxwcll方程求解電磁模塊(EMM)�；趶腅MM得到的電磁場(chǎng),利用電子能量傳輸模塊(EETM)中的Monte Carlo程序計(jì)算出電子密度、電子溫度、電子能量分布函數(shù)以及電子碰撞反應(yīng)率,然后利用流體動(dòng)力學(xué)模擬(FKS)中的連續(xù)性方程計(jì)算重粒子密度和流童,Poisson方程計(jì)算電磁場(chǎng),后者作為下一個(gè)循環(huán)EMM的輸人值。這種循環(huán)一直重復(fù)進(jìn)行,直到收斂。等離子化學(xué)Monte Carlo模擬作為一個(gè)可選模塊來(lái)計(jì)算到達(dá)襯底的等離子粒子流量和能量分布。在早期階段,HI)EM僅僅關(guān)注等離子在各種反應(yīng)器,比如MLRIE、CCP、IClP中的分布,在1996年擴(kuò)展為二維(3D)版本。S Tinck(20O8年)「:用2D―HPEM模擬Ar(1o%)/C12(90%)干法刻蝕硅,他發(fā)現(xiàn)在所研究的運(yùn)行條件下,刻蝕率受離子撞擊襯底的能量和流量的影響很大,而受自由基流量數(shù)值的影響程度小,即使白由基流量大于總的離子流量100倍。