Niederdruck-Reaktor für induktiv gekoppelte Plasmen

• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 565403989

Es soll ein neuartiger Niederdruckreaktor für die Untersuchung von induktiv gekoppelten Plasmen mit Substratbias und maßgeschneiderter Wellenform aufgebaut werden. Das Ziel ist es, die Effizienz, Selektivität und insbesondere die Nachhaltigkeit von Plasmaätzprozessen zu verbessern. Induktive Ätzplasmen werden bislang nahezu ausschließlich mit zeitlich harmonischer Spannung betrieben. Dies limitiert allerdings die Kontrolle über den Prozess erheblich. Durch das Anlegen einer nicht-harmonischen Spannung an die Spule des Plasmareaktors soll der Energieeintrag in das Plasma so modifiziert werden, dass eine gezielte Einstellung der Generation reaktiver und für Ätzprozesse relevanter Spezies über die Kontrolle der Elektronenenergieverteilungsfunktion möglich wird. Mit einem gleichzeitigen Anlegen einer nicht-harmonischen Wellenform am Substratbias des Reaktors wird erwartet, dass dies zu einer erhöhten Selektivität und - bei gleicher Leistungszufuhr - einer größeren Ätzrate führt. Dies verringert den Energiebedarf deutlich und reduziert die Emission klimaschädlicher Prozessgase wie Schwefelhexafluorid (SF6) und Tetrafluormethan (CF4). Die zu dem beantragten System gehörenden Diagnostiksysteme ermöglichen grundlegende Untersuchungen der Elektronendynamik, der Plasmadichte, der Elektronen- und Ionenenergieverteilungen und der Dichte und Flüsse aller für Ätzprozesse relevanten Radikale. Der Großteil der mit den Diagnostiksystemen möglichen Messungen ist dabei orts- und zeitaufgelöst, was einen tiefen Einblick in die fundamentalen Plasmaprozesse ermöglicht. Das Großgerät unterstützt somit die Entwicklung und Erforschung nachhaltiger Plasmaprozesse.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Niederdruck-Reaktor für induktiv gekoppelte Plasmen
• Gerätegruppe: 8390 Sonstige Vakuumgeräte und -anlagen (außer 830-838)
• Antragstellende Institution: Ruhr-Universität Bochum
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Thomas Mussenbrock