半导体镀膜技术

1、PLASMA物質的第四態=等離子體=電漿 1什麼是電漿(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。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!2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

2、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。3.具有良好的導電性和導熱性。 3物理成膜(EVA VS SPUTTER)蒸鍍(EVA) & 濺鍍(sputter)4成镆等效形式(EVA VS SPUTTER)1噴塗Substrate材料l2電鍍基質,底物(被鍍物)材料,原料陽極陰極3蒸鍍材料被鍍材料加热真空罩材料蒸汽4溅镀材料被鍍材料Plasma=等離子體5濺鍍(Sputter)原理1. Ar 氣體原子的解離Ar Ar+ e電子被加速至陽極，途中產生新的解離。 e 撞擊中性Ar原子形成Ar+ 和e 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

3、二次電子被擊出，前者到達基板表面進行薄膜成長，而後者被加速至陽極途中促成更多的解離。陽極陰極6濺鍍(Sputter)工作要點真空泵浦抽真空1靶材形成負電壓3兗氬氣2離子沖擊靶材並把靶材原子從靶材中打飛出來6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7靶材=陰極被鍍材料=陽極Energy離子在電漿中移動5GasPlasma氬氣被電離成電漿47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

4、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.8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)9最常見的物理成膜製程1蒸鍍蒸鍍材料被鍍材料加热真空罩材料蒸汽2溅鍍濺鍍材料被鍍材料Plasma=等離子體10蒸鍍(Evaporation)蒸鍍材料被鍍材料加热真空罩蒸鍍蒸汽11濺鍍(Sputter) Showa

5、 SPH-250012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13各種PVD法的比較 PVD蒸鍍法真空蒸鍍濺射蒸鍍離子蒸鍍粒子生成機構熱能動能熱能膜生成速率可提高快可提高粒子原子、離子原子、離子原子、離子蒸鍍均勻性複雜形狀佳良好良好，但膜厚分佈不均平面佳優佳蒸鍍金屬可可可蒸鍍合金可可可蒸鍍耐熱化合物可可可粒子能量很低0.10.5eV可提高1100eV可提高1100Ev惰性氣體離子衝擊通常不可以可，或依形狀不可可表面與層間的混合通常無可可加熱（外加熱）可通常無可，或無蒸鍍速率10-9m/sec1.6712500.1716.70.5083314蒸鍍&濺鍍物理氣相沈積法之比較 性質沈積速率大尺寸厚度控制精確成份控制可沈積材料之選用整體製造成本方法蒸鍍(Evaporation)慢可佳多佳濺鍍(Sputter)佳佳佳多佳15蒸鍍