PECVD工艺程序说明2.0

centrotherm CESAR Recipe Description PECVD SiNx Deposition Version 2.0 Reg97, CAN EFM CESAR Recipe Description PECVD SiNx 03.11.2009 © centrotherm 1 Version 1.0: Januar 2002 Author: Dr. Jan Dirk Kähler Version 2.0: May 2009 Author: Tamir Berman …PV -Neu\Group_Process\04a - AP-Diffusion\How to start\POCL3Recipe.doc This manual was created and checked with highest accuracy. However centrotherm takes no responsibility for damages, which could be traced to errors in this documentation. Descriptions and technical data especially are no guaranteed attributes in the legal sense. centrotherm can take modifications on the described product or the documentation at any time without preliminary announcement if these are necessary for reliability or quality assurance or promote technical improvement. Distribution or duplication of this document and commercialization or transmission of its content is strictly forbidden without our explicit written approval. Counteraction obligates indemnification. © centrotherm All rights reserved. centrotherm centrotherm photovoltaics AG Johannes-Schmid-Strasse 8 D-89143 Blaubeuren Germany CESAR Recipe Description PECVD SiNx 03.11.2009 © centrotherm 2 Introduction This document describes an example of a PECVD SiNx recipe. This recipe was verified on the centrotherm PECVD Furnace. One may not see the following described recipe as a standard recipe. The recipe code, procedures, their order, the gas consumption, loading and unloading procedures and all other process parameters are subject to change. The description of the procedures is partial, for further information turn to the relevant CESAR documentation. 介绍： 本文描述了一个 PECVD 氮化硅沉积工艺的例子。此工艺可用于 CentroTherm PECVD 炉管上。 不能将下面描述的工艺视为标准工艺。 此 工艺代码，程序，命令，气体消耗，进出舟程序及其他工艺参数均属于可修改项目 。 此程序描述仅为部分参考，如需更多资料，请参阅相关 CESAR文档。 CESAR Recipe Description PECVD SiNx 03.11.2009 © centrotherm 3 工艺描述 工艺标题及整体信息 ; ; c e n t r o t h e r m ; ; CESAR ; ; Name: pb\src\125-252.PRZ ; ; Datum: 28.04.2009 14:48:44 ; 用 CCC-Rm编辑工艺的时候会自动添加工艺的大 字标题。时间和日期是文件创建时间。 Author = ctu Comment = PE-SiN XXL-Boat 450°C n=2.06 CoolingTime = 10 LoadOrder = Default Version = 121 当选择一个工艺的时候， 作者 , 注释 , 冷却时间 , 上片次序和版本 等信息会显示在 CESAR工艺管 理窗口。 函数库定义 , 变量定义 , 错误处理及异常中断程序定义。 Begin 工艺开始 Library SOFTLAND Library T5Z97 Library STANDARD Library NITPESTD Library VACUUM10 Library SCRUBBER 列出工艺中所需要的函数库。 函数库是一系列函数的定义。 函数库中定义的程序通过执行“ Call”指令访 问，后面列出程序的名称及相应的程序变量。 函数库中的程序可在整个工艺过程中引用，不需 要预先访问函数库 。 SOFTLAND 包括与进出舟相关的程序。 VACUUM10 包括与真空泵（炉管抽真空）及密 闭性相关的标准程序。 T5Z97 包括与温度调节相关的程序。 STANDARD 包括用在所有工艺过程中的标准程 序。 SCRUBBER 包括与燃烧塔相关的标准程序。 NITPESTD 包括与 PECVD工艺相关的标准程 序。 ; Process parameters ; NH3 flow Variable NH3FL = 6.8 slm ; SiH4 Flow Variable SIH4FL = 700 sccm ; N2 flow during preplasma Variable N2FL = 3 slm 定义并分配工艺参数。 CESAR Recipe Description PECVD SiNx 03.11.2009 © centrotherm 4 ; Process pressure Variable PRESS = 1700 mTorr ; Power Variable HFPOWER = 4060 Watt ; Pulse on Variable PULSEON = 5 ms ; Pusle off Variable PULSEOFF = 50 ms ; preplasma time Variable PPTIME = 330 s ; deposition time Variable DEPTIME = 840 s Error ( Gas ) Call ALABGAS ( 1 ) EndError 定义有多少种错误会被监测 (来自 MFC、 bubbler 等的气体信号 ) 并定义针对每种错误的处理方 式，通过执行 ALABGAS() (POCLSTD.LIB): ALABGAS ( 选择中断程序 (1, 2 or 3) )来处理。 错误处理一直保持激活状态直到工艺结束。 Error ( Vacuum ) Call ALABVAC ( 1 , 1 ) EndError 定义检测到的错误类 型 (Vacuum) 并定义针对每 种错误的处理方式，通过执行 ALABVAC() (VACUUM10.LIB): ALABVAC ( 在真空失败中选 择中断程序 (1, 2 or 3) , 假设炉管破损 (1, 2 or 3) )来处理。 错误处理一直保持激活状态直到工艺结束。 Error ( T_Paddle , T_Spike ) Call ALABTEMP ( 1 , 1 ) EndError 定义检测到的错误类型 (来自 Spike TCs or Paddle TCs的温度信号 ) 并定义针对每种错 误的 处理方式， 通过执行 ALABTEMP() (T5Z97.LIB): ALABTEMP ( 选择中断程序 (1, 2 or 3) 假如 TC破损，选择中断程序 (1, 2 or 3) )来 处理。 错误处理一直保持激活状态直到工艺结束。 Terminat ABORTM ( 450 ) 执行程序 ARORTM (POCLSTD.LIB): ABORTM (炉中所有温区的温度 )。当操作者发出手动异常 中断信号 (关键指令 : STOP - Standby), 这个程 序设定炉中温度到 450°c, 如有必要将关掉进气 并 设定气体流量。舟不会自动卸片。 If Boat SLS Actual = 0 Boat Position Process = 2082 mm Variable SELECT = 0 Input ( “Boat already in tube - select: [process=0 ; unload=1]“ , Variable SELECT , 0 , 1 ) Protocol ( “Boat already in tube - select: [process=0 ; unload=1]“ , Variable SELECT ) If Variable SELECT = 1 Goto UNLONLY EndIf EndIf . 当舟的 SLS实际状态不在 0位，表明有一个舟在 炉管内 (舟在炉管的标志 ), 询问操作者：是否应 该从舟已经放入炉管开始运行工艺 , 还是跳到出 舟程序并在没有实际运行工艺的情况下结束工艺 (标签 UNLONLY 在工艺的最后部分 - 看 “ *”部分 )。 程序 Input() 的内容会在 CESAR界面上以 跳出窗 口的形式显示。 CESAR Recipe Description PECVD SiNx 03.11.2009 © centrotherm 5 . . Label UNLONLY . . . 工艺开始程序 Call START 执行 START程序 (POCLSTD.LIB). 它的功能是设定所有的参数到 device table中设定 Standby值。重置工艺步骤计数器和整个工艺的 计数器 (都会在 CESAR的界面上显示 )。 进舟 Call MINTEMP ( 380 , 15 ) 执行程序 MINTEMP (位置在 T5Z97.LIB里面 )。 此程序会持续 15分钟直到所有温区的温度都超过 380度，即使时间到了之后仍有温度低于 380 度，工艺仍将继续下去。 Call TEMPTOL ( 200 , 250 , 250 , 5 , 10 , 10 ) 执行程序 TEMPTOL (位置在 POCLSTD.LIB里 面 ) 。在进舟过程中温度会突然地下降，这里更 改了温度的范围值，为了不引起 CMS出现报警或 异常中断信号。 TEMPTOL ( 报警范围 – 正负相对值 , 正的中 断范围 , 负的中断范围 ,正的报警延时 – 当超过 最高限值时程序等待多长时间才触发报警 , 正 的中断延时 – 当超过最高限值时程序等待多长 时间才引起工艺中断 , 负的中断延时 ). Supervis SUPERV ( 1 , 1 , 1 , 60 ) 程序 SUPERV (位置在 : NITPESTD.LIB) 负责记 录工艺。 SUPERV ( 射频功率记录激活 , 温度记录激活 , 气体记录激活 , 记录时间间隔 ) 记录时间间隔意思是隔多长时间取样一次数据并 记录下来。 T_Spike All Setpoint = 385 °C T_Spike All ActSet = 385 °C 当炉管温度下降时，为了避免在进舟过程中过度 加热，将炉管实时温度设定为 385° C。 If Boat SLS Actual NH3， NO (常开 ) 阀门。 NH3首先被通进炉管，这样就不会所有的工艺气 体同时通进炉管 (保持沉积过程中的气体比例 )。 Vacuum Tube Pressure = Variable PRESS Call WAITS ( 2 ) 设定炉管压强到准确的沉积压强并等待两秒钟知 道其达到该数值。 HFGen RampPos = 0 Watt/min HFGen RampNeg = 0 Watt/min 设定射频电源立刻切换成高压状态（不设定斜率 上升或下降）。 HFGen TAP = 2 设定 TAP到模式 2。 TAP 决定射频电源的运算 模式 (A-V). 实际的 TAP是 3,这是因为 CESAR与 射频之间的错误匹配造成。 HFGen Puls_On = Variable PULSEON HFGen Puls_Off = Variable PULSEOFF 设定射频电源的开关时间，换句话说，占空比。 在射频打开时气体离子实际上会沉积在硅片表 面 , 射频关闭时石墨板之间的电压为 0V。在这段 时间气体会在炉管内运动并补充。 HFGen Switch = 1 HFGen Power = Variable HFPOWER 接通射频并设定功率至沉积功率。 Call VACTOL ( 30 , 60 , 1 , 2 ) 执行 VACTOL程序 (VACUUM10.LIB)。 VACTOL ( 对应报警限制 ,工艺中断 范围 , 报警延 时 , 工艺中断延时 ) 在沉积过程中这个范围必须严格控制才能进行较 好的工艺控制。 Call WAITS ( 45 ) 等待 45秒直到炉管处于稳定状态。 SiH4/NH3 沉积 Gas SiH4 AbTol = 100 Gas SiH4 AlTol = 80 Call SIH4ON ( Variable SIH4FL ) 定义 SiH4的报警和中断范围。 (Saline). 打开硅烷的管路。 SIH4ON ( 硅烷流量 ) (NITPESTD.LIB). T_Paddle All Setpoint = 455 °C T_Paddle All RampPos = 2 °C 设定炉管内温度为沉积工艺时的温度。升温曲线 设定较低是为了维持温度的稳定。沉积过程中温 度的变化会导致 不均匀。 Call WAITDEPO ( 0 , 0 , Variable DEPTIME , 15 , Variable NH3FL , Variable SIH4FL , Variable HFPOWER , Variable PRESS ) 执行 WAITDEPO()程序。 (NITPESTD.LIB)： WAITDEPO (时 ,分 ,秒 , 射频电源的最大工作电 流 , NH3 流量 , SiH4流量 ,射频功率，炉管内的 压强。 ) 此程序在沉积过程中负责监控必要的工艺参数及 错误的操作。 (例如 , 电流超出最大限制 )。 Call VACTOL ( 10000 , 10000 , 3 , 5 ) 为防止沉寂后的工艺突然中断 ,重新设定报警和 中断的范围及延迟时间。 用了这个 10000的值， 报警及中断的值都被解除了。 HFGen Power = 0 Watt HFGen Switch = 0 设定射频功率为 0W，并关 掉其开关。 CESAR Recipe Description PECVD SiNx 03.11.2009 © centrotherm 9 Vacuum Tube Pressure = 0 mTorr 将炉管抽到底压。 Call SIH4OFF Call NH3OFF 关掉硅烷和氨气并解除其报警范围。 Call TEMPTOL ( 200 , 250 , 250 , 5 , 10 , 10 ) 设定温度范围以为出舟做好准备。 (避免报警或 工艺中断 ) 吹扫及出舟 T_Paddle All Setpoint = 420 T_Paddle All ActSet = 420 T_Paddle All RampNeg = 5 出舟之前先开始对炉管进行冷却。 Call EVACTUBE ( 4 , 40 ) Call MFCPGOFF 将炉管抽到 40mTorr Call MFCEVAC 执行 MFCEVAC程序 (NITPESTD.LIB) 此程序对有毒气体管道从 MFC到泵进行抽真空。 Call MFCPURGE 用氮气吹扫每一路工艺气体的 MFC。 Call PURGE ( 1 , 1 , 1 ) 执行 PURGE()程序 (VACUUM10.LIB) PURGE ( 吹扫时间 , 抽气时间 , 循 环次数 )。 用 1000mTorr和 4slm的 N2在规定时间内吹扫炉 管。 用 0mTorr（底压）的压强进行抽气，不通 N2。 以给定的次数重复这两个动作。 Call SCRUBOFF 当所有的工艺气体都被抽干净后关闭燃烧塔。 (SCRUBBER.LIB). * Label UNLONLY 见前注释 (如果有舟在炉管内并需要出舟 )。 Call TEMPTOL ( 150 , 200 , 200 , 1 , 2 , 2 ) 假如操作者选择跳步到出舟步骤 , 温度范围会被 重新设定以避免在出舟时发生报警或工艺中断。 Call FILLTUBE 执行 FILLTUBE()程序 (VACUUM10.LIB)：将 N2 充入炉管直到其达到大气压。 Gas N2 Volume = 10 slm N2流量设定为 10 slm是为了防止在出舟过程中外 界空气进入炉管。 TermOff 锁定原来预定的可能出现的 ABORTM()程序。 (当操作者出现手动工艺中断时 )。 锁定此 ABORTM()程序是很重要的。如果它仍处 在激活状态，将在每次工艺结束时开始执行。 T_Spike All Setpoint = 380 °C 在出舟之前 设定一个比较低的 T-spike温度。 Call UNLOAD ( 400 ) 执行 UNLOAD()程序 (SOFTLAND.LIB): UNLOAD ( 舟速 ).舟会被从进舟的位置拾起并以设定速度 运动到初始位置然后关闭炉门 .。设定一个较低 的速度是为了减少硅片上产生热应力。 SuperOff 关闭记录程序。 (SUPERV()) CESAR Recipe Description PECVD SiNx 03.11.2009 © centrotherm 10 System ProcFlag = 0 这时工艺已经成功完成。这个信号就被设定成 “OK”. 当一个工艺异常中断时，这个信号会保持 “1” 并阻止再次进舟直到舟和炉管被手动解除。 End 工艺结束。 NH3/N2 Pre- clean