1、博士學(xué)位論文電磁診斷以及射頻感性耦合等離子體特性研究StudiesontheElectromagneticDiagnosisandCharacteristicsofRadioFrequencyInductivelyCoupledPlasma作者姓名：鹽越學(xué)號(hào)：!QZQ呈Q曼魚大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要射頻感性耦合等離子體(Inductivelycoupledplasm

2、a，即射頻ICP)具有放電氣壓低、密度高、裝置簡(jiǎn)單以及空間均勻性易于控制等優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)上廣泛應(yīng)用于微電子芯片和大尺寸平面顯示器的刻蝕工藝、半導(dǎo)體與光電子功能薄膜沉積、寬束強(qiáng)流離子源、全方位離子注入、化學(xué)合成以及晶體生長(zhǎng)等領(lǐng)域。在射頻ICP研究中，反常趨膚層、E—H模式轉(zhuǎn)化以及脈沖調(diào)制放電一直是學(xué)者們關(guān)注的重要問題。在相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究所采用的診斷方法中，射頻磁探針以及Langmuir探針等診斷工具的改進(jìn)也具有重要的意義。在上述研究方面，本

3、文開展了以下工作：一、調(diào)諧射頻磁探針的升級(jí)研究以及Langmuir探針的改進(jìn)1對(duì)已有的旋片電容型調(diào)諧射頻磁探針進(jìn)行了改進(jìn)，采用補(bǔ)償電容對(duì)旋片電容的共模不對(duì)稱性進(jìn)行了補(bǔ)償。用升級(jí)后的磁探針進(jìn)行了臺(tái)面實(shí)驗(yàn)，研究了補(bǔ)償電容對(duì)共模信號(hào)的抑制作用，建立了共模信號(hào)傳輸模型，分析了共模信號(hào)對(duì)磁探針信噪比的影響，比較了改造后的旋片電容型調(diào)諧射頻磁探針和傳統(tǒng)磁探針的信噪比。研究結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的射頻磁探針相比，改進(jìn)后的磁探針大幅度提高了差模信號(hào)輸出電壓，

4、同時(shí)抑制了共模信號(hào)輸出，由此有效地提高了射頻磁探針的信噪比。2在旋片電容型調(diào)諧射頻磁探針用于射頻感性耦合等離子體磁場(chǎng)測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)償電容的共模抑制作用與射頻共模信號(hào)(等離子體射頻空間電位)的大小密切相關(guān)，在射頻共模幅值不定的實(shí)際測(cè)量條件下，補(bǔ)償電容不能完全抑制旋片電容型調(diào)諧射頻磁探針的共模干擾。為此，我們提出了并制作了電氣對(duì)稱的調(diào)諧磁探針，通過改變串聯(lián)同軸線的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)諧，同時(shí)采用雙絞線方法提高中心抽頭變壓器初級(jí)線圈的電氣對(duì)稱性，進(jìn)一步

5、提高磁探針的共模信號(hào)抑制能力。對(duì)串聯(lián)同軸線型調(diào)諧射頻磁探針進(jìn)行了幅值和相位標(biāo)定，研究了探頭線圈溫升對(duì)磁探針測(cè)量的影響。測(cè)量結(jié)果表明，在不同的共模射頻干擾信號(hào)下，串聯(lián)同軸線型調(diào)諧射頻磁探針表現(xiàn)出優(yōu)異的共模抑制效果，可以用于射頻感性耦合等離子體中的射頻磁場(chǎng)測(cè)量。3在采用簡(jiǎn)單的探針理論由Langmuir探針I(yè)—V特性曲線獲得射頻等離子體參數(shù)時(shí)，一種簡(jiǎn)單有效的方法是采用被動(dòng)補(bǔ)償降低射頻電壓的干擾，射頻高阻器件通?？拷结橆^，該結(jié)構(gòu)需要冷卻，且易