刻蚀机腔室结构特性分析与工艺性能参数优化-机械电子工程专业毕业论文.docxVIP

中文 中文摘要 重庆大 重庆大学硕士学位论文 I I PAGE PAGE VI 摘 要 刻蚀是半导体工艺的核心技术。随着晶圆半径的增大及其特征尺寸的不断减 小，对刻蚀工艺提出了越来越高的要求。本文以必威体育精装版开发的 18 英寸湿法刻蚀腔室 为对象，研究了包含干法刻蚀的圆筒式腔室内流场、热场及化学场的耦合关系， 分析了不同的结构和工艺参数对刻蚀腔室内流速、压强、温度场的影响规律，主 要完成了以下研究内容： 研究刻蚀机结构、工作原理及流体力学方程、边界条件方程和分析氢氟酸刻 蚀二氧化硅工艺的工艺过程，提出了刻蚀速率和刻蚀不均匀性（刻蚀工艺指标） 估算公式，其由耗散系数、物质转换系数、物质量通量、晶格结构共同组成；耦 合热场、流场、化学场，研究单因素参数对工艺指标的影响，得到了其对刻蚀特 性的分布规律。 为获得多因素参数和刻蚀工艺的响应数学函数，定量分析多因素对刻蚀的决 定性作用，研究响应面法、中心组合设计、遗传算法提出了基于响应面的自适应 遗传算法。分析了入口流量、入口半径、阻尼板渗透系数、喷淋板渗透系数等因 素与刻蚀工艺性能的映射关系，得到了最优的刻蚀工艺需要的结构参数和工艺参 数并被应用于实际工程中。 基于以上研究：在阻尼板中心流速极低提出曲面结构改性；基于阻尼板对刻 蚀工艺影响不显著提出闭合阻尼板腔室结构；基于出口流速、温度及轴向速度的 急剧变化造成晶圆边沿处刻蚀严重提出双出口的结构设计；基于多孔介质渗透压 降大提出曲面喷淋板结构。最后根据刻蚀速率空间分布评价新型结构的合理性， 得到一些较优的结构。 关键词：刻蚀机，刻蚀速率，响应面，中心组合设计，遗传算法 英文摘要 英文摘要 重庆大 重庆大学硕士学位论文 III III PAGE PAGE IV ABSTRACT The core of semiconductor process technology is Etching，with the increase of the wafer radius and the decrease of its feature sizes constantly, higher and higher requirements of etching process is put forward． Based on the new 18-inch wet etching chamber etching, coupling relationship of flow field, thermal field and chemical reaction is presented in the cylindrical chamber containing dry etching； Interior features of space distribution of velocity, pressure, temperature is analyzed in the etching chamber with different structure and process parameters，then： By mastering etching machine structure, working principle and its involving fluid mechanics equation and boundary condition equations and analyzing technological process of hydrofluoric acid etching sio2 process, it put forward the etching rate and etching inhomogeneity (etching process indicators) estimation formula, which is decided by the dissipation coefficient, material conversion coefficient, mass flux, and lattice structure, of coupled thermal field, flow field, field, and research the influence of single factor parameters on the technical index． It gets the influence of the etching distribution characteristics by them． For the mathematical funct