面向ic制造装备的电磁场有限元分析

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1、万方数据硕士学位论文面向IC制造装备的电磁场有限元分析ThefiniteelementanalysisofelectromagneticfieldforICmanufacturingequipment学21103034大连理工大学DalianUniversityofTechnology万方数据fIIIIIIIIfllrllljIIIY2728965大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发

2、表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：面回工[皴蚴嵫豳蚴作者签名：胡银蕴日期：群年』兰月二L日万方数据大连理工大学硕士学位论文摘要集成电路制造工艺是微电子工业的基础，在保证质量的同时提高生产效率是十分有意义的事。由于微电子工艺的加工流程基本是由自动化机器(IC装备)完成，所以工艺装备的设计就显得尤为重要。本文从IC装备的设计出发，采用有限元法对IC装备中的电磁场分布及特性进行了分析研

3、究。文中研究的IC装备为PECVD(等离子体增强化学气相沉积镀膜装备)，其原理是依靠微波或射频等工艺将含有薄膜组成原子的气体电离，从而形成等离子体，再借助等离子体的化学活性在较低的温度下与基质进行反应，沉积形成薄膜。根据设备原理可知，电离出的等离子体在基质上空的分布及运动特性直接影响了沉积薄膜的均匀性等工艺指标，而等离子体分布及运动特性直接受到反应腔体内电磁场分布的影响，所以对设备中反应腔体内电磁场的分布以及特性的研究就十分必要。本文是通过有限元这种数值模拟的方法对PECVD中的电磁场进行了模拟。由于PECVD中存在高、低两种频率的

4、电磁场，所以本文分别介绍了高频和低频电磁场的有限元理论；然后对PECVD腔室中的高／低频电磁场进行了模拟，并对模拟结果进行了分析。具体过程为，首先采用ANSYS软件对腔室进行了谐波分析，获得了腔室在低频下的电磁场分布，结果显示腔室内部的电场分布比较均匀，但是具有一定的边缘效应，此时存在比较微弱漩涡型的磁场，且磁场的分布由中心向四周递减。其中加载在电极上的电压，是通过射频电路的有限元分析计算得到的。此外，本文还基于AnsoftHFSS软件，对反应腔体进行了电磁场的本征模态分析，得到了高频状态下电磁场的模态分布及其相应的谐振频率，在工程

5、应用中，避开谐振频率可以削弱驻波效应。最后对PECVD腔体内电磁场分布进行了结构的参数化分析，结果表明晶圆在腔体内的轴向位置对其周围的电磁场分布影响较大。本文得到的数值结果及结论可为工程设计提供参考。关键词：IC装备；PECVD腔室；电磁场；有限元万方数据面向IC制造装备的电磁场有限元分析ThefiniteelementanalysisofelectromagneticfieldforICmanufacturingequipmentAbstractIntegratedcircuitmanufacturingtechnologyist

6、heessentialpartofthemicroelectronicsindustry，anditisimportanttoimprovetheefficiencyandthequalityoftheproductionatthesametime．111edesignoftheICequipmentisparticularlysignificant,becausethemachiningprocessofthemicroelectronicstechnologyismostlyconductedbyautomaticmachine

7、．Inthispaper，consideringtherequirementofthedesignofICequipment，theelectromagneticfielddistributionandcharacteristicsareanalyzedbytheuseoffiniteelementmethod．TheICequipmentstudiedinthispaperisPECVD．Itstechnicalprincipleisthegascontainedthefilmatomisionizedbythemicrowave

8、ortheRFexcitation，thusformingaplasma．Then，becauseofthechemicalactivityoftheplasma,thedesiredfilmCanbedepositedonsubst