PECVD石墨舟對(duì)鍍膜的影響？

PECVD石墨舟對(duì)鍍膜的影響？
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　使用管式PECVD鍍膜，設(shè)備原配的石墨舟載片168片，為了提高產(chǎn)能，近期試用了載片196片的石墨舟，但在試用及調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)了很多異常如圖所示：PECVD鍍膜.jpg


　　電極板間距的變化是比較關(guān)鍵的，一般來(lái)說(shuō)，間距的變化對(duì)于Depo rate/U%以及Reflect影響很大，本身這種舟式多片結(jié)構(gòu)對(duì)于reflect控制不是太好，無(wú)法做到每個(gè)電極板腔室的單獨(dú)控制，也就會(huì)產(chǎn)生舟中間和頭尾之間比較大的差異。
　　我們的PECVD工程師，建議不要改變電極間距（會(huì)影響等離子電場(chǎng)分布），原先我們也做過(guò)類(lèi)似的變化，色差比較嚴(yán)重，現(xiàn)在基本是保證間距不變的基礎(chǔ)上稍微增加幾個(gè)電極板，效果還可以。


　　168變196片，舟片間距肯定是要變化的，否則舟片間的電場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)降低很多。石墨舟的舟片間距和數(shù)量是對(duì)鍍膜至關(guān)重要，增加了舟片就要相應(yīng)的減少片間距，并增大射頻電源的功率。你做168片的時(shí)候射頻功率是2500W，建議做196提高到3000瓦試試。并且你的問(wèn)題片只出現(xiàn)在中間靠近射頻電源的地方很大的可能是石墨舟的問(wèn)題，你的石墨舟電極突出一小部分這樣會(huì)使電極和舟片間的電離強(qiáng)度增大，減小了這2片舟片間的沉積效果。電極隔塊上的花紋就是放電沉積的結(jié)果，可以加的工藝氣體流量看看是否有改善。設(shè)備應(yīng)該是不存在什么問(wèn)題的。


　　建議先看看石墨舟的清洗和飽和工藝是否匹配，這樣的花紋是每個(gè)舟都有嗎，應(yīng)該不是每次都有吧。還有溫度過(guò)高會(huì)降低沉積速率，增加一下壓力試試。


　　射頻的輸出是按你設(shè)定的要求工作的，射頻發(fā)生器的差異不是關(guān)鍵！


　　石墨舟是正負(fù)間隔連接的，可以等效看成是多個(gè)電容器的并聯(lián)，那么舟片正對(duì)面積和舟片間距的改變就會(huì)導(dǎo)致電容器容抗的變化，導(dǎo)致鍍膜的場(chǎng)強(qiáng)變化。建議你增加壓力，一般的效果是中間鍍膜異常區(qū)域的面積會(huì)越來(lái)越小，然后適當(dāng)改變氣流比例(注意是氣流比例,SIH4在特氣中的比例較為重要)，同時(shí)適當(dāng)?shù)缺壤黾託饬骺偭浚榱四苡行г黾訄?chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度，功率也需要增加！


　　還想了解射頻電源工作時(shí)主要是電壓影響大？還是電流影響大？還是二者共同更影響？


　　我發(fā)現(xiàn)有時(shí)相同功率對(duì)應(yīng)著不同的電流和電壓，比如下面兩個(gè)：
　　1、 功率2500W，電流8.3A，電壓313V；
　　2、 功率2500W，電流6.7A，電壓390V；


　　另外，對(duì)于48所管P，腔體壓力的一般控制范圍在多少？如果超標(biāo)了會(huì)怎么樣？


　　今天將功率由原先的2500W增大到2750W， SiH4/NH3從原來(lái)的300/5600調(diào)整為380/5600,


　　現(xiàn)鍍膜結(jié)果較原先有很大的改善，但中間幾片電極片從頭端到尾端的顏色是逐漸變淡的，


　　看這個(gè)設(shè)備圖是否可以理解，168和196的電極數(shù)不同。同樣的設(shè)備腔體，電極數(shù)不同，即表示電極間距改變了。改變電極間距對(duì)鍍膜有較大的影響。一般電極間距改變幾毫米都會(huì)影響等離子的狀態(tài)分布，使鍍膜均勻度改變。一旦改變電極間距，整個(gè)等離子場(chǎng)需要重新調(diào)整才能恢復(fù)之前的效果。例如改變：功率，流量，放電時(shí)間。射頻電源電壓電流存在功率匹配問(wèn)題，都有一定影響。


　　近氣口電離不足，主要還是反應(yīng)不足，功率需要再嘗試，還有壓強(qiáng)，均需要增加。占空比建議不要隨意調(diào)節(jié)，因?yàn)橐环矫嬲{(diào)節(jié)后會(huì)大大影響均勻性，另一方面對(duì)射頻也有一定損傷。
　　為什么占空比26/30，鍍膜只要9——10分鐘；而占空比36/40，鍍膜卻要14——15分鐘呢？


　　如果把占空比理解為射頻電源的開(kāi)/關(guān)的話，26/30=86.7%； 而36/40=90%；即36/40的電源利用率比26/30還高呢，為什么鍍膜的時(shí)間還要長(zhǎng)呢？

　　特氣是舟片正負(fù)極間的介質(zhì)，就像是在電容間放入陶瓷一樣（此前說(shuō)過(guò)舟片就像是電容器并聯(lián)一樣）介質(zhì)不同，介電常數(shù)也不一樣，SIH4的在特氣中的比例增加后，介電常數(shù)變大，電壓變大，由于射頻為等功率輸出，所以在舟的兩個(gè)電極上的等效功率是一定的，那么電壓變大，電流就會(huì)變小。


　　對(duì)于占空比的情況：占空比就像是脈沖波，有一個(gè)周期，整個(gè)周期中脈沖開(kāi)啟的時(shí)間/整個(gè)周期的時(shí)間=占空比，如果占空比加大，沉積速率也會(huì)加快，但是均勻性會(huì)變差！我們使用的不是84所的，但是原理大致都是相同的，理論上時(shí)間是不會(huì)增加的。


　　昨天在石墨舟電極隔塊上發(fā)現(xiàn)一些白色和黃色的物質(zhì)，不知什么東西，如何形成的？另外，就是石墨隔塊安裝不整齊，這個(gè)對(duì)工藝結(jié)果有沒(méi)有什么影響？


　　不整齊就會(huì)對(duì)導(dǎo)致電場(chǎng)不均勻，電場(chǎng)不均勻也就會(huì)導(dǎo)致鍍膜不均勻！不知道為什么把導(dǎo)電塊排列的不均勻？白色和黃色物質(zhì)應(yīng)該是沉積的不同厚度的氮化硅，表示在此處可能存在強(qiáng)電場(chǎng)！


　　你可以分析下為什么會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，要避免之！ 應(yīng)該是因?yàn)槟愕膶?dǎo)電塊排列不均勻?qū)е隆Ｍ怀龅牟糠謺?huì)使得那附近的電場(chǎng)異常，不知道有沒(méi)有做相關(guān)實(shí)驗(yàn)，


　　把那一小塊鋸掉試試看 ！就是藍(lán)色圈中的部分，使其和電極隔塊齊平，試試看


　　又有一個(gè)異常的石墨舟，如下圖：


　　該石墨舟有一半數(shù)量的電極板正常，但還有一半數(shù)量的電極板每個(gè)載片區(qū)內(nèi)都有黃/白色的粉末粘附著；
　　而在尾端電極部分--所有電極隔塊上都有這種黃/白色粉末；


　　為什么電極板上有一半?yún)s可以正常呢？


　　這個(gè)舟和之前的舟應(yīng)該不是同一個(gè)舟吧？這個(gè)舟的電極接觸頭確實(shí)有問(wèn)題。想了解下，這舟是頭尾都這樣，還是只有接觸頭是這樣？


　　還有，建議測(cè)試一下異常區(qū)域的硅片上折射率是否偏大，覺(jué)得可能還是SIH4電離得較快導(dǎo)致的，形成的SIH4富硅，腐蝕速率很低，很難用HF泡掉！


　　至于為什么一半反應(yīng)快，一半反應(yīng)慢，可能還是與射頻在舟上的分布有關(guān)，一半強(qiáng)一半弱！


　　舟片側(cè)面的場(chǎng)強(qiáng)形狀（側(cè)面會(huì)按場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱形成帶狀的彩色暈圈）一樣嗎？還有最關(guān)鍵的，這個(gè)舟是否有一半舟片是更換過(guò)的？和以前的舟片還一樣嗎？如果舟片的電阻率不一樣，也會(huì)有一定影響的。

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