晶圓蝕刻槽內流場之數值模擬

Abstract

以現有製程而言，晶圓在研磨過後，其中心凸起的現象會影響後續拋光製程與整體平坦度，因此必須藉由蝕刻製程來改善此現象。而如何掌握蝕刻後呈現中心凹陷的現象是維持極佳平坦度的一大關鍵。本研究為使用商用軟體FLUENT模擬蝕刻製程中晶圓於蝕刻槽內因晶圓自身旋轉與吹入的氣體作用使流場產生擾動之情形。最後希望能利用商用軟體建立一個可以調整蝕刻製程之各項參數之模組來提供實驗之對照與預估，協助其改善蝕刻後之均勻度，提高整體產品之良率並降低成本。在設定上採用有限體積法及SIMPLE演算法，在k-ε紊流模式及Eulerian多相流模式下，求解三維穩態之連續方程式、動量方程式來得知蝕刻槽內部流場的數值近似解。首先，透過改變晶圓間之間距以及晶圓與晶舟之轉動速度等來比較不同參數間的差異；接著加入多相流與化學反應等條件並觀察晶圓面上之剪應力分布、蝕刻產物濃度分布以及蝕刻槽內部流場分布，並加以探討影響晶圓蝕刻效果的因素，改善蝕刻製程之效率，以提高整體產品的良率。