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1、第43卷第5期人工晶體學(xué)報Vo1．43No．52014年5月JOURNALOFSYNTHETICCRYSTALSMay，2014濕法刻蝕腔室結(jié)構(gòu)數(shù)值優(yōu)化王偉，向東，楊為，夏煥雄，張瀚。(1．重慶大學(xué)機械傳動國家重點實驗室，重慶400044；2．清華大學(xué)精密儀器與機械學(xué)系，北京100084)摘要：為確定某種新型刻蝕機最優(yōu)的品圓與噴淋頭問距(Gap)，通過CFD仿真分析氣體在不同Gap腔室內(nèi)的物質(zhì)輸運分布，并結(jié)合乙醇環(huán)境下HF酸刻蝕SiO工藝的物理化學(xué)過程，建立了刻蝕速率估算公式，以此分析了不同Gap腔室的刻蝕速率及刻蝕均勻性，最終獲得具有最佳刻蝕效果的腔室結(jié)構(gòu)。研究分析表明：Gap較小時晶
2、圓中心刻蝕速率偏高，Gap較大時晶圓邊緣刻蝕速率偏高；平均刻蝕速率隨著Gap的增大逐漸降低，而刻蝕不均勻度隨Gap增大先減小后增大，在Gap取值70inn時刻蝕均勻性最佳且刻蝕速率較高。關(guān)鍵詞：刻蝕腔室；流場仿真；均勻性；刻蝕速率中圖分類號：TN305文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1000—985X(2014)05—1110-05NumericalOptimizationofaChamberStructureDesignfortheWetEtchingWANGWei。XIANGDong，YANGWei，XIAHuan—xiong，ZHANGHan，(1．StateKeyLaboratoryof
3、MechanicalTransmission，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China；2．DepartmentofPrecisionInstrumentsandMechanology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)(Received23November2013，accepted2OMarch2014)Abstract：InordertodeterminetheoptimalGapbetweenthewaferandshowerhead，aflowfieldsimulationanalysiswas
4、employedtoinvestigatethemasstransportdistributionofthechamberswithdifferentGap，andthephysicalandchemicalevolutionofHFacidwhenetchingSiO2intheethanolenvironmentwasexplored，thenanempiricaletch—rateformulawasestablishedtoanalyzetheetchrateanduniformityofthechambers．Finally，aGapwiththebestprocessperf
5、ormancewasfound．AnalysisresultshowsthatmuchwiderGapwillcausehighetchingrateatthecenterofthewaferandmuchnarrowerGapwillhighetchingrateO13theedge．WiththeincreaseoftheGap，theaverageetchrategraduallyreduceswhiletheetchnon-uniformitydecreasesatfirstandthenincreases，thereforetheetchuniformityisthemosto
6、ptimalwhentheGapis70him，andtheetchrateisrelativehigher．Keywords：etchchamber；flowfieldsimulation；uniformity；etchrate1引言刻蝕是半導(dǎo)體制造工藝及微納米制造工藝中的一個重要環(huán)節(jié)，是利用化學(xué)或物理的方法有選擇性地從硅片表面去除不需要材料的工藝過程?，主要分為干法刻蝕和濕法刻蝕，其中濕法刻蝕是使用溶劑或溶液來進行刻蝕，具有選擇性好、重復(fù)性好、生產(chǎn)效率高、成本低等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于磨片、拋光、清洗、腐蝕等半導(dǎo)體工藝中。隨著晶圓半徑不斷增大、特征尺寸不斷減小，對晶圓刻蝕均勻性要求越
7、來越高，腔室結(jié)收稿日期：2013—1l一23；修訂日期：2014-03-20基金項目：國家科技重大專項(201lZ02403-004)作者簡介：王偉(1988)，男，安徽省人，碩士。Email：695912531@qq．com通訊作者：向東。E·mail：xd@mail．tsinghua．edu．ell人工晶體學(xué)報第43卷E=k1k2k3·f·NA·2c：(1)式中，k表示入口氣體成分比；表示反應(yīng)方程系數(shù)比；表示溫度下，H與HF摩爾
