外延炉对称性特点及其应用研究

外延炉对称性特点及其应用研究

ID:21550650

大小:25.00 KB

页数:5页

时间:2018-10-22

外延炉对称性特点及其应用研究_第1页
外延炉对称性特点及其应用研究_第2页
外延炉对称性特点及其应用研究_第3页
外延炉对称性特点及其应用研究_第4页
外延炉对称性特点及其应用研究_第5页
资源描述:

《外延炉对称性特点及其应用研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库

1、外延炉对称性特点及其应用研究  河北普兴电子科技股份有限公司  【摘要】外延炉内部对称性是炉子设计中非常重要的因素,本文主要从对称性出发来说明2061气流和温度的分布特点,及其在调试炉子中的应用。  【关键词】硅外延;对称性;气流;温度  引言  外延是晶体衬底上按规律和一定方向生长晶体的过程,在现代微电子工艺中,硅外延是绝大多数器件制造过程的第一步。因此,硅外延直接影响到器件的性能、可靠性和成品率等关键指标,十分重要。硅外延部分最重要的指标为厚度和电阻率及其均匀性。影响厚度及厚度均匀性的因素主要

2、有淀积时间、生长速率、反应腔气流分布等。  1.实验设备及原理分析  1.1实验设备  实验采用筒式外延炉为意大利产LPE2061S型外延炉,如图所示:  反应气体从钟罩顶部气体入口处进入反应室,从排成一圈的六个石英喷嘴喷出,经石英挡板阻挡,沿基座与钟罩之间向下,在高温下反应而在硅片表面沉积生长,反应尾气在下部排出。  ①温度分布  2061加热原理:感应线圈内通过高频大电流,制造涡旋磁场;基座是导体,处于涡旋磁场中,产生感生电流,电流加热基座。  LPE2061采用中心轴对称设计,它的对称性表现

3、在如下几个方面:  ⑴感应线圈是圆筒状,中心轴对称设计的;它产生的磁场也是中心轴对称的。  ⑵钟罩是中心轴对称设计的。  ⑶基座(包括它上面的顶盘)是中心轴对称设计的,它的几个面几何形状和电阻是一样的。如果基座和线圈是理想状态,且中心轴重合,那么基座在感应线圈制造的中心轴对称的涡旋电场里受热,基座上温度分布也会是中心轴对称分布的。  ⑷基座上片槽的对称性。片槽是平面结构,片槽内各点距离基座中心线的距离与它们和片槽中心的位置有关系。如图1(c)和(d)所示。图1(d)为沿着垂直于基座中心轴线过片槽直

4、径的一个剖面。AB线上,和圆心O’距离相等的点距离感应线圈距离相等,故在涡旋磁场中受到的加热是一样的,所以温度应该相等。这就是说,片槽内温度分布是沿着中心轴CD镜面对称的。(电阻率和温度相关,故电阻率也应该是镜像对称的)。  ②气流分布  气流从喷嘴喷出,打到石英顶盘,而后顺着石英钟罩和基座的间隙向下流动,在基座上加热反应,最后从基座下边缘流出。故影响气流中心轴对称的因素有:石英顶盘的位置、基座和石英钟罩的位置关系、基座左右旋转的影响。  ⑴石英顶盘:石英顶盘是中心对称的平面圆盘,随着基座绕中心轴

5、旋转。喷嘴喷出的气流垂直打在石英顶盘上,而后反射气流顺着石英钟罩和基座间隙流下。  ⑵钟罩:钟罩是中心轴对称设计的。钟罩的形状及其与基座的位置关系决定了气流的分布及流速。  ⑶基座:基座是中心轴对称设计的。钟罩和基座配合,使得它们之间的间隙作为气流通道也是中心轴对称分布的。基座处于中心且左右旋转速度和时间相同时,同一水平线上的同样位置的点受到的气流作用是相同的。钟罩的形状及其与基座的位置关系只影响气流上下分布。  ⑷基座左右旋转速度及时间:基座左右旋转速度及时间相等时,能够弥补钟罩形状缺陷造成的不

6、对称性。  破坏对称性因素及应对办法:  ⑴石英顶盘:几何对称性被破坏,这时需要更换顶盘;石英顶盘没有放置在中心位置,这时需要重置顶盘位置。  ⑵基座偏离中心,使某一列距离感应线圈更近,气流通道变窄。这时需要调整基座到中心位置。  ⑶基座本身对称性有问题。需要采购和基座厂家联系,改进加工或调整设计。  ⑷转轴偏转,导致基座不能中心对称旋转。需要设备工程师维护转轴。  综上,因为气流和温度对称中心的重合,所以两者同样是中心轴对称的,两者偏离中心轴对称??同时发生,这就给了我们分析和解决问题提供了便利

7、。温度分布和电阻率分布紧密相连,因此,我们可以把上文的温度分布近似看作电阻率分布;同样,我们也近似把气流分布看作厚度分布。所以,在基座上,厚度和电阻率是中心轴对称分布的,相对列电阻率和厚度分布是一样的。而1片外延片内部的电阻率和厚度应该是镜面对称的。在测量中,代表性外延片和外延片上代表性点的选取要考虑对称性特点。我们可以选一列外延片测量电阻率来代表温度在基座上的分布,可以测量相对列1列厚度数据代表气流在基座上的分布,测量相对列2片厚度数据代表相对基座是否处在中心轴线上。并根据测试数据来调整感应线圈

8、、气流和基座。目前我们外延片上代表性点的选取如图2,中心点设为1点,5点为参考面10mm点,2、4点对称。如果要测量出对称性的特点,那么必须要求装片过程中2、4点也处于基座上对称性位置。而基座上片槽内是镜面对称的,所以我们装片只能装成正上或者正下两种装片方式,如图2所示。  因为左右旋转几乎相等,所以厚度分布近乎理想的镜面对称。从图中看,因为装片角度的问题,对称轴并不严格平行于Y轴方向。上下层厚度各有四个高峰和四个低谷:上下左右四个极点是峰,偏离45度方向的四个斜角方向是低谷。1、

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。