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。