半导体镀膜技术.ppt

濺射蒸鍍 動能 快 原子、離子 良好
優 可 可 可 可提高1~100eV 可，或依形狀不可 可 通常無 0.17~16.7
離子蒸鍍 熱能 可提高 原子、離子 良好，但膜厚分佈不均
佳 可 可 可 可提高1~100Ev 可 可 可，或無 0.50~833
蒸鍍&濺鍍物理氣相沈積法之比較
性質 方法
沈積速率 大尺寸厚度控制
電漿的形成有點類似於原子彈爆炸機理. Sputter就是利用電漿原理來實現濺鍍的!
電漿性質
1.整體來說，電漿的內部是呈電中性的 狀態，也就是帶負電粒子的密度與帶正 電粒子的密度是相同的。
2.電漿是由一群帶電粒子所組成，所以 當有一部分受到外力作用時，遠處部份 的電漿，乃至整群的電漿粒子都會受到 影響，這叫做「電漿的群體效應」。
真空泵浦
薄膜生成(Thin Film Deposition)
對於我們來說,不管是蒸鍍還是賤 鍍,都很簡單,就是給晶片鍍上一層 鎳/金或者鎳/銀,使我們的晶片經 過適當的加工通電後能夠起振,並 輸出規格頻率,滿足客戶要求.
而現在我們廠內有兩種鍍鏌原理 的機器 a)蒸鍍機台,也就是老式的機台. b)SPH-2500,也就是濺鍍sputtering機台 此兩種機台的鍍鏌機理是完全不 一樣的兩種,但是目的是一樣的.
PLASMA
物質的第四態=等離子體=電漿
什麼是電漿(plasma)
藉由外加的電場能量來促使氣體內的電子獲 得能量並加速撞擊不帶電的中性粒子，由於 不帶電中性粒子受加速電子的撞擊後會產生 離子與另一帶能量的加速電子，這些被釋出 的電子，在經由電場加速與其他中性粒子碰 撞。如此反覆不斷，進而使氣體產生崩潰效 應(gas breakdown)，形成電漿狀態。
蒸鍍
(Evaporation)
慢
可
精確成份控制 佳
可沈積材料之 整體製造成本 選用
多
佳
濺鍍
(Sputter)
佳
佳
佳
多
佳
蒸鍍與濺鍍製程 產能與成本比較
(以惠明為例)
濺鍍有效面積>蒸鍍有效面積
一般濺鍍產能: 40分鐘50pcs 一般蒸鍍產能:30分鐘一爐,可放10pcs治具
表面的形核過程
加热
2 溅鍍
濺鍍材料 Plasma=等離子體
被鍍材料
蒸鍍(Evaporation)
被鍍材料 蒸鍍蒸汽 蒸鍍材料 真空罩
加热
濺鍍(Sputter)
Showa SPH-2500
濺鍍製程技術的特點
成長速度快 大面積且均勻度高 附著性佳可改變薄膜應力 金屬或絕緣材料均可鍍製 適合鍍製合金材料
物理氣相沈積--PVD
（Physical Vapor Deposition）
PVD顧名思義是以物理机理來進行薄膜 堆積而不涉及化學反應的製程技術，所 謂物理機理工科是物質的”轉移”現象
蒸鍍(Evaporation) 濺鍍(Sputtering)
最常見的物理成膜製程
1 蒸鍍
被鍍材料 材料蒸汽 蒸鍍材料 真空罩
而後者被加速至陽極途中促成更
多的解離。
濺鍍(Sputter)工作要點
1 抽真空
2 兗氬氣 3 靶材形成負電壓
靶材=陰極
4 氬氣被電離成電漿
5 離子在電漿中移動
6
離子沖擊靶材並把靶材 原子從靶材中打飛出來
Energy PlaGsamsa
被鍍材料=陽極
7
靶材原子打到被鍍材料上形成 一層金屬溥漠也就是我們所說的電極
各種PVD法的比較
PVD蒸鍍法 粒子生成機構 膜生成速率 粒子 蒸鍍均勻性
複雜形狀
平面 蒸鍍金屬 蒸鍍合金 蒸鍍耐熱化合物 粒子能量 惰性氣體離子衝擊 表面與層間的混合 加熱（外加熱） 蒸鍍速率10-9m/sec
真空蒸鍍 熱能 可提高 原子、離子 佳
佳 可 可 可 很低0.1~0.5eV 通常不可以 通常無 可 1.67~1250
3.具有良好的導電性和導熱性。
物理成膜(EVA VS SPUTTER)
蒸鍍(EVA) & 濺鍍(sputter)
成镆等效形式(EVA VS SPUTTER)
1 噴塗
Substrate 材料l
2 電鍍
陽極
陰極
3 蒸鍍 4 溅镀
材料,原料 基質,底物(被鍍物)
被鍍材料 材料蒸汽 材料 真空罩
加热
材料 Plasma=等離子體 被鍍材料
濺鍍(Sputter)原理
1. Ar 氣體原子的解離
Ar Ar+ ＋ e－
陽極
2. 電子被加速至陽極，途中產生新 的解離。
3.
e－ 撞擊中性Ar原子形成Ar+
和e－
Leabharlann Baidu
4.
此過程不斷發生,也就是電漿
的形成
3. Ar 離子被加速至陰極撞擊靶
材，靶材粒子及二次電子被擊出，
陰極
前者到達基板表面進行薄膜成長，