高低频不同电压条件下腔室内CCP冷等离子体源的仿真分析

等离子体的状态的变化特征,特别是在双频情况下,是PECVD工艺设备的一项重要指标,这促使人们用不同的方法对它们进行研究。本文使用CFD-ACE 商业软件建立了二维流体模型对N2等离子体进行仿真。首先在高频13.56MHz,高频电压300V,低频电压0V的条件下描述了等离子体,特别是在鞘层部位的电势、电子数量密度、氮自由基和电子温度,分布的基本特征。在此基础上,讨论了高频电压分别是200V,300V,400V时及低频0.3MHz,低频电压分别是500V,600V,700V时对等离子体密度的影响。结论表明,在电极表面形成了约3mm厚的鞘层,在鞘层内电势和电子温度随时间和空间变化较大,而在非鞘层区域内电势跟随电极电压的变化而变化,但几乎不随空间变化,电子温度也只在很小的范围内变化。氮自由基的数量密度也受射频电压的调制,但相对变化很小。等离子体密度仅在鞘层区域内随时间发生变化,所以通过比较主等离子体区参数可以看出,等离子体的密度随着高频电压升高,随低频电压的升高略有下降,同时x方向和y方向的均匀性将会发生变化。因此,在其他条件不变的情况下需要选择合适的高低频电压来获得高密度和均匀性均合乎要求的等离子体。     

静电卡盘静电吸附力影响因素的有限元分析

As one of the core components of IC manufacturing equipment, the electrostatic chuck （ESC） has been widely applied in semiconductor processing such as etching, PVD and CVD. The clamping force of the ESC is one of the most important technical indicators. A multi-physics simulation software COMSOL is used to analyze the factors influencing the clamping force. The curves between the clamping force and the main parameters such as DC voltage, electrode thickness, electrode radius, dielectric thickness and helium gap are obtained. Moreover, the effects of these factors on the clamping force are investigated by means oforthogonal experiments. The results show that the factors can be ranked in order of voltage, electrode radius, helium gap and dielectric thickness according to their importance, which may offer certain reference for the design of ESCs.     

刻蚀腔室中静电卡盘的设计空间

静电卡盘是半导体设备中的核心组件之一（简写成ESC或者E-chuck）,已经广泛应用在等离子和真空工艺的半导体工艺过程中。静电卡盘在吸附晶圆以及加热、冷却晶圆方面发挥着重要作用,并且有着诸如高稳定性、晶圆平坦度高、颗粒污染小、边缘效应小等优势。本文利用Paul和Beitz提出的工程设计方法,从已有的静电卡盘知识和技术中提取了关键的设计元素和知识来建立一个系统的设计空间。该设计空间包括：工作对象、工作原理、工作结构。工作对象包含静电卡盘的构件和材料、分类以及相关属性;工作原理包含静电力、残余力、温度控制等;工作结构则描述了如何有机的构成了静电卡盘整体以及如何满足全局的需求。该系统的设计空间展示了静电卡盘设计中的主要问题,也将在产品概念设计阶段辅助和启发设计者以实现提升设计品质、缩短设计周期的作用。