PECVD变结构腔室压力分布规律研究

在真空半导体产业发展过程中,决定产品质量的关键因素是生产工艺过程的参数控制,等离子体增强化学气相沉积(PECVD)中比较重要的一个参数为腔室内压力值。通过变结构腔室压力测量试验验证,得到正确可行的针对变结构腔室三维模型的网格剖分方法和仿真算法。影响腔室内压力分布的四个变量中,依次改变粘滞阻力系数、入口初始压力、入口流量和排气口压力的大小,分析计算腔室内压力分布特性。变结构腔室中压力分布规律,为PECVD腔室结构设计及腔室压力控制提供理论依据。

PECVD变结构腔室热流场耦合规律研究

在真空半导体产业中,等离子体增强化学气相沉积腔室内热流场耦合的参数控制是生产工艺过程决定产品质量的关键因素。通过变结构腔室内温度和压力耦合测量试验验证,得到正确可行的针对变结构腔室三维模型热流场耦合计算的仿真算法。对比试验结果,依次改变腔室入口流量、出口压力以及承载台温度的大小,分析计算腔室内温度和压力的耦合分布特性。变结构腔室中热流场耦合分布规律,为真空腔室结构设计及参数控制提供理论依据。

变结构反应离子刻蚀腔室流场热场的数值仿真

为了提高刻蚀的均匀性,对400mm反应离子刻蚀(RIE)腔室建立了气体流动的连续流体模型和热传递模型,研究了反应腔室内压强、流速和温度分布。冷却板恒温285K时,依次改变入口流量和出口压强,分别分析了腔室内部基片晶圆附近的流速、压强、温度的分布;依次改变极板间距离(30mm^60mm)、进气口直径(300mm^620mm)、抽气口直径(50mm^250mm),分析了反应腔室内气流和温度分布。结果表明,压强分布呈现出边缘低中心高的特征,流速呈现边缘高且中心低的特征,且在小流量时压强的均匀性较好;压强分布的均匀性随腔室极板间距离增加而有所提高,且随腔室气体出口面积减小与进口面积增加也有所提高;基片晶圆上方附近处温度场大面均匀、稳定,几乎不受入口流量波动变化的影响,热稳定性良好。该研究对大口径RIE腔室结构设计改进及对大口径反应离子刻蚀工艺控制具有重要意义。