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真空溅镀工艺描述是嘛

发布时间:2021-07-22 14:07:09 阅读: 来源:加料机厂家

真空溅镀工艺描述

当腔室内成为真空时,腔壁目前以山东思达高科生产的最新液压万能实验机为代表的实验机已成为最新1代产品内的污染物向腔室内泄出(out-gassing),此种状况称为 假性漏气 钴属于伴生矿(virtual leak),此和外界大气泄漏至系统内的真实漏气是不同。在减少腔室内压力的同时污染物可能会进入沉积膜中,此问题可藉在晶圆夹承器上施以微小的负电偏压 (bias)。此负电偏压会在晶圆表面产生离子,能够将假性漏气泄出的污染原子由成长中的膜中排出。直流电的二极式电偶溅镀主要被用于沉积金属。

将靶材和射频产生器的负极相连可改善溅镀,因为如此一来就算靶材不是导体也能在接近靶材附近将气体离子化。利用射频溅镀对溅镀非导体材料(介电体)是必要的,但亦可用以溅镀导体。在射频法中也使用偏压来清洁晶圆的表面。射频偏压提供了将暴露的晶圆面侵蚀和清洁的优点,做法是将晶圆夹承座放置在和氩气不同的电场处,使得氩原子直接冲撞晶圆,此称为 溅式蚀刻 (sputter etch)、 逆向溅镀 (reverse sputter)、或 离子研磨 (ion milling)。此种制程会将晶圆表面的污染物及晶圆表面的一层薄膜给除去。污染被除去会使暴露的晶圆区域和沉积膜间的电性接触效果提高,并改善膜和晶圆剩余表面的黏着性。

在二极式电偶溅镀中,在在停止对装备的精度找正晶圆表面上或其附近有许多反应发生。当氩原子撞击时,会产生许多电子,这些电子会使基材(指晶圆)被加热,温度升高,此会使沉积膜不均匀,同时这些电子也造成一种辐射环境,可能损伤一些敏感的组件。

当沉积物是铝时,二极式电偶溅镀的电子加热会造成严重的问题,因为加热会使靶材和腔室内残余的氧和铝化合形成二氧化铝,而铝的氧化物是介电材料,会减低沉积铝的导电性质。更严重的是,靶板表面可能形成一层氧化铝,使得冲击来的氩原子(在二极式电偶溅镀中)因能量不足以贯穿此层,造成靶材被封锁住,而使得溅镀中断。

三极式电偶(triode)溅镀法避免了一些二极式的问题。用以将氩离子化的电子是以一独立的高电流电热丝来产生,且其位置是在沉积腔室之外,故晶圆不会受到电子产生时产生的辐射伤害。以三极式法沉积出的膜之密度较高。

电偶式溅镀的另一项问题是电子逃脱至腔室中,而不参与建立沉积所需要的电浆场。此种状况则被 磁电 (magnetron) 式溅镀系统加以解决。该系统在靶板背后及周围加上磁场 ,此磁场会将电子捕捉 (限制) 在靶板的前方。在沉积速率增加的情形下,磁电式系统的效率较高。磁电式所造成的离子流(冲击靶材的氩离子密度)比传统的二极式电偶溅镀多数倍。另一项效果则是因为腔室中需要较低的压力故沉积膜更为干净(不易产生假性漏气)。由于磁电式溅镀的靶材温度低故常被用于溅镀铝和铝合金。

量产级的溅镀系统有数种不同的设计,腔室有批量式系统或单片晶圆连续式的不同设计。大部分的量产机都有装填-闭锁(load-lock)的能力。所谓装填-闭锁装置是指一部分抽真空(指真空度不高)的前端腔室(antechamber),如此可将沉积用腔室维持在真空状态,e)按用途分重要有通用机(全能机)、专用机其优点是能使产能较高。量产机通常只用以沉积一或二种靶材,但研究用的机器则能使用多种不同的靶材。

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