跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(3.235.227.117) 您好!臺灣時間:2021/07/28 03:46
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:莊正安
研究生(外文):Cheng-An, Chuang
論文名稱:鍍膜腔體電漿分佈特性研究
論文名稱(外文):The Study for Plasma Distribution Characteristic of Coating Chamber
指導教授:鄭鴻斌鄭鴻斌引用關係
口試委員:柯明村李文興黃慶銘
口試日期:2012-06-02
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:能源與冷凍空調工程系碩士班
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:鍍膜製程計算流體力學電漿輔助化學氣相沉積
外文關鍵詞:Coating ProcessComputational Fluid DynamicsPECVD
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:240
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
電漿輔助化學氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)鍍膜製程為現今半導體產業中電子面板的重要製程之一,為了使生產效率提升,研究腔體內的電漿分佈,透過模擬分析,可以提供腔體設計與製程參數設定之參考依據。本研究以CFD-ACE+軟體進行熱流場及電漿分佈數值模擬分析,包含質量守恆式、動量守恆式、能量守恆式和泊松方程式,利用惰性氣體氬氣探討在不同參數及腔體零組件下之氬氣電漿分佈之情形。其結果顯示PECVD製程參數對平均電子密度及反應速率有極大的影響,製程參數以高工作壓力0.8Torr及低基座溫度373K有較高的平均電子密度及反應速率,流量的變化對其並沒有太大的影響;而腔體零組件的設計可以有效的提升薄膜均勻性,以入口邊緣處的擋板長度10cm和基座邊緣37.5mm內的基座溫度為373K可以使得較多的電漿落在基座邊緣,近而有較高反應速率及較好的薄膜均勻性,入口切割之流量分配對其並沒有太大的影響。為了講求效益,因以基座溫度變化為主,擋板為輔,以大幅提高產量及薄膜均勻性,降低生產成本,進而同時提升真空與鍍膜產業的競爭力。

The Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) is one of the important processes of electronic panel in the present semiconductor industry. In order to increase the production efficiency, this study discussed the plasma distribution in the chamber body, and conducted simulation analysis to provide reference frame for chamber body design and process parameter settings. This study used CFD-ACE+ software for numerical simulation analysis of heat flow field and plasma distribution, including mass conservation equation, momentum conservation equation, energy conservation equation and Poisson equation. It also used inert gas argon to discuss the argon plasma distribution for different parameters and chamber body components. The results showed that the PECVD process parameters had significant influences on the average electron density and reaction rate. The high working pressure 0.8Torr and low pedestal temperature 373K of process parameters had higher average electron density and reaction rate, and the variance in the flow had no significant influence. The design of chamber body components could improve the film uniformity effectively, and there was more plasma on the pedestal edge when the baffle on the edge of inlet was 10cm long and the pedestal temperature within 37.5mm to pedestal edge was 373K. Thus, there were higher reaction rate and better film uniformity, the inlet cut flow distribution had no significant influence. Considering the benefit, the pedestal temperature change should be considered first, and then the baffle, so as to improve the yield and film uniformity greatly, reduce the production costs, and enhance the competitive power of vacuum and coating industries.

摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2文獻回顧 2
1.3研究動機及目的 4
第二章 理論背景 5
2.1電漿理論 5
2.1.1電漿原理 5
2.1.2電漿特性 5
2.1.3電漿中的氣相反應 7
2.1.4電漿的應用 8
2.2電漿輔助化學氣相沉積 8
2.2.1電容耦合電漿源 11
2.2.2電感耦合電漿源 12
第三章 研究方法 13
3.1物理模型 13
3.2 CFD數值模擬 13
3.2.1電漿流體模型 15
3.2.2電容耦合電漿模型 16
3.2.3邊界條件及初始條件 18
3.2.4計算設定 19
3.3模擬驗證分析 20
3.3.1模擬結果驗證 20
3.3.2網格分析 22
第四章 結果與討論 23
4.1不同參數下的物理量分佈 23
4.1.1基座溫度的影響 27
4.1.1.1個案分析 27
4.1.1.2綜合分析 27
4.1.2工作壓力的影響 33
4.1.2.1個案分析 33
4.1.2.2綜合分析 34
4.1.3流量的影響 42
4.1.3.1個案分析 42
4.1.3.2綜合分析 42
4.2腔體零組件的影響 46
4.2.1分流的影響 46
4.2.1.1個案分析 46
4.2.1.2綜合分析 48
4.2.2增設擋板的影響 60
4.2.2.1個案分析 60
4.2.2.2綜合分析 61
4.2.3基座邊緣溫度的影響 67
4.2.3.1個案分析 67
4.2.3.2綜合分析 67
第五章 結論與未來建議 71
5.1結論 71
5.2未來建議 72
參考文獻 73


[1]鄧旭軒,“以射頻磁控濺鍍法鍍製P型和N型微晶矽薄膜之研究”中央大學,碩士論文,民國97年
[2]J. D. P. Passchier and W. J. Goedheer,“A twodimensional fluid model for an argon rf discharge”, J. Appl. Phys. 74, 3744 (1993)、
[3]D. L. Sharfetter and H. K. Gummel, IEEE Trans. Electron Devices ED-16, 64 (1969)
[4]J. D. P. Passchier and W. J. Goedheer,“Two-dimensional fluid model of high density inductively coupled plasma sources”, J. Appl. Phys. 74, 3744 (1993)
[5]D. P. Lymberopoulos and D. J. Economou,“Two-dimensional Simulation of Polysilicon Etching with Chlorine in a High Density Plasma Reactor”, IEEE Trans. Plasma Sci. 23, 573 (1995)
[6]T. Otto, H. Wolf, R. Streiter, A. Dehoff, K. Wandel, and T. Gessner, “Process and Equipment Simulation of Dry Silicon Etching in the Absence of Ion Bombardment”, Microelectronic Engineering ,vol.45, pp377-391 ,1999
[7]D. Herrebout, A. Bogaerts, M. Yan, and R. Gijbels, J. Appl. Phys. 92, 2290 (2002)
[8]Ana Neilde R. da Silva, Nilton I. Morimoto,“Gas Flow Simulation in a PECVD Reactor” ,Nanotech 2002 Vol. 1 page: 434 – 437.
[9]林宜正,“化學氣相沉積之噴氣頭性能模擬分析”,中山大學,碩士論文,2002年
[10]Jewon Lee, Wantae Lim, Inkyoo Baek and Guan Sik Cho,“Advanced high density plasma processing in inductively coupled plasma systems for plasma-enhanced chemical vapor deposition and dry etching of electronic materials”, Journal of Ceramic Processing Research. Vol. 4, No. 4, pp. 185~190 (2003).
[11]You-Jae Kim, Jin-Hyo Boo, Byungyou Hong, Youn J. Kim*.“Effects of showerhead shapes on the flowfields in a RF-PECVD reactor”, Surface & Coatings Technology 193 (2005) 88– 93.
[12]V. Kudriavtsev and V. Kolobov, K.Y. Lee and K.W. Suh, “Computational Studies of Thermal Regimes of Commercial Plasma HDPCVD Reactors” ,+CFD Canada (Toronto, Canada), CFD Research Corporation (Huntsville, AL, USA), KyungWon Tech Co. Ltd. ( Seoul, Korea ).
[13]E. Amanatides, B. Lykas, and D. Mataras,”Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Silicon Under Relatively High Pressure Conditions”, IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE, VOL. 33, NO. 2, APRIL 2005
[14]Yanguas-Gila, b.T.J.Cotrinoa, b.F.Yuberoa, A.R.Gonza´lez-Elipea, “Growth mechanisms of SiO2 thin films prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition”, Surface & Coatings Technology 200 (2005) 881– 885.
[15]李建樺,“電感耦合式氯氣-氬氣電漿源研究”,清華大學,碩士論文,民國94年
[16]王紹儒,“噴射式大氣電漿電腦數值模擬研究—氦氣電漿參數之分析與探討”,清華大學,碩士論文,民國97年
[17]陳月玉,“冷電漿沉積類鑽碳膜之製程模擬分析”,中央大學,碩士論文,民國97年
[18]SHUTANG WEN et,“SILICON THIN FILMS PREPARED BY PECVD USING VHF POWER IN A CIRCULAR-PARALLEL-PLATE PLASMA REACTOR”, International Journal of Modern Physics B Vol. 24, No. 22 (2010) 4209–4216
[19]E. Amanatides, E. Amanatides,“Growth kinetics of plasma deposited microcrystalline silicon thin films”, Surface & Coatings Technology 205 (2011) S178–S181
[20]維基百科-Plasma
[21]CFD-ACE V2008 Modules Manual
[22]Forrest I. Boley原著,朱牧仁譯述,“電漿-實驗室與宇宙”,科學圖書社,民國63年。
[23]劉侑明,“微波電漿輔助化學氣相沉積奈米鑽石及其於機械式共振器之應用”,成功大學,碩士論文,民國99年。
[24]財團法人國家實驗研究院儀器科技研究中心,“真空技術與應用”,財團法人國家實驗研究院儀器科技研究中心,民國90年
[25]張峻偉,“以高頻電漿輔助化學氣相沈積法製備類鑽碳薄膜之研究”,國立臺北科技大學,碩士論文,99年
[26]www.tool-tool.com
[27]L.J. Vossen, and W. Kerm, “Thin Film Processes”, Academic Process, 1999, pp.134
[28]蔡來福,“以電漿輔助化學氣相沉積法室溫成長氧化鋅薄膜之研究”,中央大學,碩士論文,民國91年
[29]陳慶仲,“鈮酸鋰基板上成長類鑽碳質薄膜及製作表面聲波濾波器之評估”,中山大學,碩士論文,民國91年
[30]M. A. Lieberman and A. J. Lichtenberg, Principles of Plasma Discharges and Materials Processing (Wiley-Interscience, New York,1994), Chap. 11.
[31]趙啟盛,“惰性氣體中直流電氣銀接點電弧特性和損耗形成機制之研究”中山大學,碩士論文,民國91年
[32]CFD-ACE-GUI Database


連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊