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1、CVD设备基础知识教育2003/7/21王俊海1AgendaCVD的基本概念CVD的设备种类APCVD的主要特征及设备PECVD的主要特征及设备LPCVD的主要特征及设备M-CVD的主要特征及设备CVD设备的构成总结问题2CVD的基本概念CVD(ChemicalVaporDeposition)即化学气象淀积的英文缩写,是将反应材料导入到反应室内,利用加热器,等离子,光等能量使气体发生化学反应,在硅片表面形成一层稳定的固态膜的工艺。GasinputExhaustThinFilmWaferEnergySourceGas(heater,
2、plasma,ultravioletlightetc.)ShowerHeadReactor3CVD的设备种类CVD的设备大致可分为以下几类:APCVD(AtmosphericPressureCVD)常压化学气象淀积PECVD(PlasmaEnhancedCVD)等离子化学气象淀积LPCVD(LowPressureCVD)低压化学气象淀积M-CVD(MetalCVD)金属化学气象淀积4APCVD的主要特征及设备特征在近大气压氛围下,利用加热器(350~500度)加热,进行反应成膜主要设备Watkins-Johnson生产的WJ-10
3、00设备Canon生产的APT-5850设备5WJ-1000设备介绍WJ-1000设备主要由Belt将硅片在反应室内传送,4个Injector导入SiH4,O2和N2等气体,加热器380度进行加热使气体反应成膜,每个Injector各生长1/4膜厚。IngectorBeltHeater6APT-5850设备介绍APT-5850设备是在大气压状态下,由5个DepositionHeader导入TEOS,TMB,TMPO,O3和N2等材料,加热器进行加热400度,在每个D/H下成长1/5膜厚。HeaterExhaustSusceptor
4、WaferGasInputFromTopView7PECVD的主要特征及设备特征在真空状态下,有加热器进行加热,气体被激励成等离子状态进行反应成膜。主要设备ASM生产的Eagle-10设备Novellus生产的Concept-1设备8Eagle-10设备介绍Eagle-10设备采用多腔真空方式,利用13.56MHz和430KHz对SiH4或TEOS,N2O和O2等反应材料印加,低温加热使气体反应,进行成膜。~RF电源GasInputExhaustShowerPlateWaferHeaterReactorTransferLoadlo
5、ckCassetteFromTopViewOrienter9Concept-1设备介绍Concept-1设备是在真空状态下,将SiH4,NH3,N2O和O2等反应气体通过6个ShowerHead导入真空反应室,印加RF,加热接热进行反应成膜。GasInputFeedthroughShowerHeaderHeaterRF10LPCVD的主要特征及设备特征反应室为减压真空状态,利用加热器进行加热使气体发生反应,采用批处理方式(BatchMode)主要设备TEL生产的ALPHA-8设备11ALPHA-8设备介绍ALPHA-8设备主要由炉
6、体系,搬送系,气体部,控制部组成。反应气体SiH4,O2或N2O等被导入到炉体内,在低压真空状态下,加热器进行加热使反应成膜。炉体系搬送系气体部控制部12M-CVD的主要特征及设备特征将反应材料导入到真空的反应室,利用加热器或紫外光等加热,发生反应形成一层金属膜。主要设备AMAT生产的Centura-WxZ设备TEL生产的MB2和Unity-EP设备13Centura-WxZ设备介绍Centura-WxZ设备是采用多腔体方式,反应室为真空状态,利用加热体进行加热,反应气体主要为WF6,SiH4,ClF3和O2等。FromTopVi
7、ew14MB2设备介绍MB2设备是采用多腔体方式,利用光能对反应气体进行加热,反应室为真空状态,主要反应气体为WF6,SiH2Cl2和ClF3等。ChamberLidChamberBodyQuartzWindowLampHouse15Unity-EP设备介绍Unity-EP设备是采用腔体式,反应室为低压真空,利用加热器加热,在一个反应室生长Ti膜后,再在另一个反应室内生长TiN膜。16CVD设备的构成总结主要由以下组成:搬送系(ATMRobot,CassettePort,CassetteLoadlock,TransferRobot
8、,OrienterChamber,etc)气体系(GasBox,GasDistributionUnit,GasManifold,etc)能量系(Heater,Lamp,RadioFrequency,MicroWave,etc)真空系(AutoPre