Comparação de Modelos de Simulação Cinética e de Fluido para Plasmas Capacitivamente Acoplados em Processamento de Semicondutores

À medida que os plasmas de baixa temperatura (LTPs) ganharam atenção significativa no processamento de materiais para a indústria de microeletrônica, os desafios na análise Spatiotemporal dos parâmetros do plasma em um sistema de plasma capacitivamente acoplado de radiofrequência (RF-CCP) requerem simulações numéricas multidimensionais. Este estudo investigou as condições sob as quais uma simulação cinética ou um modelo de fluido é eficaz para CCPs de baixa pressão, focando no papel crítico da cinética eletrônica dependente da energia em LTPs, comparando estruturas de eletrodos simétricas e assimétricas. Fornecemos uma investigação abrangente das distribuições de energia das partículas, elucidando os efeitos cinéticos de distribuições não-Maxwellianas. A validade das aproximações de fluido padrão, como a aproximação de deriva-difusão e as suposições de pressão isotrópica, é avaliada ao comparar resultados de um modelo de fluido bidimensional com aqueles de uma simulação de partículas em célula. A dominância do tensor de pressão iônica sobre aproximações isotrópicas na bainha foi observada, especialmente em uma estrutura de eletrodo assimétrica, que é mais representativa de câmaras de processo realistas.