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  • PECVD石墨舟对镀膜的影响?
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     使用管式PECVD镀膜,设备原配的石墨舟载片168片,为了提高产能,近期试用了载片196片的石墨舟,但在试用及调试过程中出现了很多异常如图所示:PECVD镀膜.jpg


  电极板间距的变化是比较关键的,一般来说,间距的变化对于Depo rate/U%以及Reflect影响很大,本身这种舟式多片结构对于reflect控制不是太好,无法做到每个电极板腔室的单独控制,也就会产生舟中间和头尾之间比较大的差异。
  我们的PECVD工程师,建议不要改变电极间距(会影响等离子电场分布),原先我们也做过类似的变化,色差比较严重,现在基本是保证间距不变的基础上稍微增加几个电极板,效果还可以。


  168变196片,舟片间距肯定是要变化的,否则舟片间的电场强度就会降低很多。石墨舟的舟片间距和数量是对镀膜至关重要,增加了舟片就要相应的减少片间距,并增大射频电源的功率。你做168片的时候射频功率是2500W,建议做196提高到3000瓦试试。并且你的问题片只出现在中间靠近射频电源的地方很大的可能是石墨舟的问题,你的石墨舟电极突出一小部分这样会使电极和舟片间的电离强度增大,减小了这2片舟片间的沉积效果。电极隔块上的花纹就是放电沉积的结果,可以加的工艺气体流量看看是否有改善。设备应该是不存在什么问题的。


  建议先看看石墨舟的清洗和饱和工艺是否匹配,这样的花纹是每个舟都有吗,应该不是每次都有吧。还有温度过高会降低沉积速率,增加一下压力试试。


  射频的输出是按你设定的要求工作的,射频发生器的差异不是关键!


  石墨舟是正负间隔连接的,可以等效看成是多个电容器的并联,那么舟片正对面积和舟片间距的改变就会导致电容器容抗的变化,导致镀膜的场强变化。建议你增加压力,一般的效果是中间镀膜异常区域的面积会越来越小,然后适当改变气流比例(注意是气流比例,SIH4在特气中的比例较为重要),同时适当等比例增加气流总量!为了能有效增加场强强度,功率也需要增加!


  还想了解射频电源工作时主要是电压影响大?还是电流影响大?还是二者共同更影响?


  我发现有时相同功率对应着不同的电流和电压,比如下面两个:
  1、 功率2500W,电流8.3A,电压313V;
  2、 功率2500W,电流6.7A,电压390V;


  另外,对于48所管P,腔体压力的一般控制范围在多少?如果超标了会怎么样?


  今天将功率由原先的2500W增大到2750W,   SiH4/NH3从原来的300/5600调整为380/5600,


  现镀膜结果较原先有很大的改善,但中间几片电极片从头端到尾端的颜色是逐渐变淡的,


  看这个设备图是否可以理解,168和196的电极数不同。同样的设备腔体,电极数不同,即表示电极间距改变了。改变电极间距对镀膜有较大的影响。一般电极间距改变几毫米都会影响等离子的状态分布,使镀膜均匀度改变。一旦改变电极间距,整个等离子场需要重新调整才能恢复之前的效果。例如改变:功率,流量,放电时间。射频电源电压电流存在功率匹配问题,都有一定影响。


  近气口电离不足,主要还是反应不足,功率需要再尝试,还有压强,均需要增加。占空比建议不要随意调节,因为一方面调节后会大大影响均匀性,另一方面对射频也有一定损伤。
  为什么占空比26/30,镀膜只要9——10分钟;而占空比36/40,镀膜却要14——15分钟呢?


  如果把占空比理解为射频电源的开/关的话,26/30=86.7%; 而36/40=90%;即36/40的电源利用率比26/30还高呢,为什么镀膜的时间还要长呢?

  特气是舟片正负极间的介质,就像是在电容间放入陶瓷一样(此前说过舟片就像是电容器并联一样)介质不同,介电常数也不一样,SIH4的在特气中的比例增加后,介电常数变大,电压变大,由于射频为等功率输出,所以在舟的两个电极上的等效功率是一定的,那么电压变大,电流就会变小。


  对于占空比的情况:占空比就像是脉冲波,有一个周期,整个周期中脉冲开启的时间/整个周期的时间=占空比,如果占空比加大,沉积速率也会加快,但是均匀性会变差!我们使用的不是84所的,但是原理大致都是相同的,理论上时间是不会增加的。


  昨天在石墨舟电极隔块上发现一些白色和黄色的物质,不知什么东西,如何形成的?另外,就是石墨隔块安装不整齐,这个对工艺结果有没有什么影响?


  不整齐就会对导致电场不均匀,电场不均匀也就会导致镀膜不均匀!不知道为什么把导电块排列的不均匀?白色和黄色物质应该是沉积的不同厚度的氮化硅,表示在此处可能存在强电场!


  你可以分析下为什么会产生强电场,要避免之! 应该是因为你的导电块排列不均匀导致。突出的部分会使得那附近的电场异常,不知道有没有做相关实验,


  把那一小块锯掉试试看 !就是蓝色圈中的部分,使其和电极隔块齐平,试试看


  又有一个异常的石墨舟,如下图:


  该石墨舟有一半数量的电极板正常,但还有一半数量的电极板每个载片区内都有黄/白色的粉末粘附着;
  而在尾端电极部分--所有电极隔块上都有这种黄/白色粉末;


  为什么电极板上有一半却可以正常呢?


  这个舟和之前的舟应该不是同一个舟吧?这个舟的电极接触头确实有问题。想了解下,这舟是头尾都这样,还是只有接触头是这样?


  还有,建议测试一下异常区域的硅片上折射率是否偏大,觉得可能还是SIH4电离得较快导致的,形成的SIH4富硅,腐蚀速率很低,很难用HF泡掉!


  至于为什么一半反应快,一半反应慢,可能还是与射频在舟上的分布有关,一半强一半弱!


  舟片侧面的场强形状(侧面会按场强的强弱形成带状的彩色晕圈)一样吗?还有最关键的,这个舟是否有一半舟片是更换过的?和以前的舟片还一样吗?如果舟片的电阻率不一样,也会有一定影响的。

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