面向IC制造裝備的電磁場(chǎng)有限元分析.pdf

1、集成電路制造工藝是微電子工業(yè)的基礎(chǔ)，在保證質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)效率是十分有意義的事。由于微電子工藝的加工流程基本是由自動(dòng)化機(jī)器（IC裝備）完成，所以工藝裝備的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。本文從IC裝備的設(shè)計(jì)出發(fā)，采用有限元法對(duì)IC裝備中的電磁場(chǎng)分布及特性進(jìn)行了分析研究。文中研究的IC裝備為PECVD（等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積鍍膜裝備），其原理是依靠微波或射頻等工藝將含有薄膜組成原子的氣體電離，從而形成等離子體，再借助等離子體的化學(xué)活性在較低的溫度

2、下與基質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，沉積形成薄膜。根據(jù)設(shè)備原理可知，電離出的等離子體在基質(zhì)上空的分布及運(yùn)動(dòng)特性直接影響了沉積薄膜的均勻性等工藝指標(biāo)，而等離子體分布及運(yùn)動(dòng)特性直接受到反應(yīng)腔體內(nèi)電磁場(chǎng)分布的影響，所以對(duì)設(shè)備中反應(yīng)腔體內(nèi)電磁場(chǎng)的分布以及特性的研究就十分必要。本文是通過(guò)有限元這種數(shù)值模擬的方法對(duì)PECVD中的電磁場(chǎng)進(jìn)行了模擬。
　　由于PECVD中存在高、低兩種頻率的電磁場(chǎng)，所以本文分別介紹了高頻和低頻電磁場(chǎng)的有限元理論;然后對(duì)PECVD腔

3、室中的高/低頻電磁場(chǎng)進(jìn)行了模擬，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了分析。具體過(guò)程為，首先采用ANSYS軟件對(duì)腔室進(jìn)行了諧波分析，獲得了腔室在低頻下的電磁場(chǎng)分布，結(jié)果顯示腔室內(nèi)部的電場(chǎng)分布比較均勻，但是具有一定的邊緣效應(yīng)，此時(shí)存在比較微弱漩渦型的磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)的分布由中心向四周遞減。其中加載在電極上的電壓，是通過(guò)射頻電路的有限元分析計(jì)算得到的。此外，本文還基于AnsoftHFSS軟件，對(duì)反應(yīng)腔體進(jìn)行了電磁場(chǎng)的本征模態(tài)分析，得到了高頻狀態(tài)下電磁場(chǎng)的模態(tài)分布及