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1、Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.CVD 设备基础知识教育2003/7/21王俊海1Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.AgendaCVD 的基本概念CVD 的设备种类APCVD 的主要特征及设备PECVD 的主要特征及设备LPCVD 的主要特征及设备M-CVD 的主要特征及设备CVD 设备的构成总结问题2Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dep
2、t.CVD 的基本概念CVD (Chemical Vapor Deposition)即化学气象淀积的英文缩写，是将反应材料导入到反应室内，利用加热器，等离子，光等能量使气体发生化学反应，在硅片表面形成一层稳定的固态膜的工艺。Gas inputExhaustThin FilmWaferEnergy SourceGas(heater,plasma,ultraviolet light etc. )Shower HeadReactor3Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.CVD 的设备种类CVD的设备大致可分为以下几
3、类：APCVD(Atmospheric Pressure CVD) 常压化学气象淀积PECVD(Plasma Enhanced CVD) 等离子化学气象淀积LPCVD(Low Pressure CVD) 低压化学气象淀积M-CVD(Metal CVD) 金属化学气象淀积4Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.APCVD 的主要特征及设备特征 在近大气压氛围下，利用加热器（350500度）加热，进行反应成膜主要设备 Watkins-Johnson生产的WJ-1000设备 Canon生产的APT-5850设备5Me
4、tal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.WJ-1000设备介绍WJ-1000设备主要由Belt将硅片在反应室内传送，4个Injector导入SiH4,O2和N2等气体，加热器380度进行加热使气体反应成膜，每个Injector各生长1/4膜厚。IngectorBeltHeater6Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.APT-5850设备介绍APT-5850设备是在大气压状态下，由5个Deposition Header导入TEOS，T
5、MB，TMPO，O3和N2等材料，加热器进行加热400度，在每个D/H下成长1/5膜厚。HeaterExhaustSusceptorWaferGas InputFrom Top View7Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.PECVD 的主要特征及设备特征 在真空状态下，有加热器进行加热，气体被激励成等离子状态进行反应成膜。主要设备 ASM生产的Eagle-10设备 Novellus生产的Concept-1设备8Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engin
6、eering Dept.Eagle-10设备介绍Eagle-10设备采用多腔真空方式，利用13.56MHz和430KHz对SiH4 或TEOS ，N2O和O2等反应材料印加，低温加热使气体反应，进行成膜。RF电源Gas InputExhaustShower PlateWaferHeaterReactorTransferLoadlockCassetteFrom Top ViewOrienter9Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.Concept-1设备介绍Concept-1设备是在真空状态下，将SiH4,NH3
7、,N2O和O2等反应气体通过6个Shower Head导入真空反应室，印加RF，加热接热进行反应成膜。Gas InputFeed throughShower HeaderHeaterRF10Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.LPCVD 的主要特征及设备特征 反应室为减压真空状态，利用加热器进行加热使气体发生反应，采用批处理方式（Batch Mode)主要设备 TEL生产的ALPHA-8设备11Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering De
8、pt.ALPHA-8设备介绍ALPHA-8设备主要由炉体系，搬送系，气体部，控制部组成。反应气体SiH4，O2或N2O等被导入到炉体内，在低压真空状态下，加热器进行加热使反应成膜。炉体系搬送系气体部控制部12Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.M-CVD 的主要特征及设备特征 将反应材料导入到真空的反应室，利用加热器或紫外光等加热，发生反应形成一层金属膜。主要设备 AMAT 生产的Centura-WxZ设备 TEL生产的MB2和Unity-EP设备13Metal Group Thin Film Section
9、 Manufacturing Engineering Dept.Centura-WxZ设备介绍Centura-WxZ设备是采用多腔体方式，反应室为真空状态，利用加热体进行加热，反应气体主要为WF6，SiH4，ClF3和O2等。From Top View14Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.MB2设备介绍MB2设备是采用多腔体方式，利用光能对反应气体进行加热，反应室为真空状态，主要反应气体为WF6，SiH2Cl2和ClF3等。Chamber LidChamber BodyQuartz WindowLamp H
10、ouse15Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.Unity-EP设备介绍Unity-EP设备是采用腔体式，反应室为低压真空，利用加热器加热，在一个反应室生长Ti膜后，再在另一个反应室内生长TiN膜。16Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.CVD设备的构成总结主要由以下组成：搬送系(ATM Robot, Cassette Port, Cassette Loadlock, Transfer Robot, Orienter Cha
11、mber, etc)气体系(Gas Box, Gas Distribution Unit, Gas Manifold, etc) 能量系(Heater, Lamp, Radio Frequency, Micro Wave, etc)真空系(Auto Pressure Controller, Pump Unit, Exhaust Change Unit, etc)控制系(SPC, Monitor, Controller Board, Hard disk, etc)辅助系(Power Distribution, UPS Unit, Liquid Refill Unit, Cooling Water Unit, Heater Exchange, Scrubber, etc)17Metal Group Thin Film Section Manufacturing Engineering Dept.问题请简述CVD的基本概念请列举CVD设备的主要分类及其特征请简述CVD设备的主要构成作为CVD设备工程师，您认为应具备哪些方面的知识18
