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真空溅镀工艺描绘

来源:海力轴承网时间:2018-02-21

当腔室内成为真空时；腔壁内的污染物向腔室内泄出(out-gassing)；此种情况称为“假性漏气”(virtual leak)；此和外界大气走漏至体系内的实在漏气是不一样.在削减腔室内压力的一起污染物能够会进入堆积膜中；此难题可藉在晶圆夹承器上施以细小的负电偏压 (bias).此负电偏压会在晶圆外表发作离子；可以将假性漏气泄出的污染原子由生长中的膜中排出.直流电的二极式电偶溅镀主要被用于堆积金属.
将靶材和射频发作器的负极相连可改进溅镀；因为如此一来就算靶材不是导体也能在挨近靶材邻近将气体离子化.运用射频溅镀对溅镀非导体资料(介电体)是必要的；但亦可用以溅镀导体.在射频法中也运用偏压来卫生晶圆的外表.射频偏压供给了将露出的晶圆面腐蚀和卫生的长处；做法是将晶圆夹承座放置在和氩气不一样的电场处；使得氩原子直接抵触晶圆；此称为“溅式蚀刻”(sputter etch)、“逆向溅镀”(reverse sputter)、或“离子研磨”(ion milling).此种制程会将晶圆外表的污染物及晶圆外表的一层薄膜给除掉.污染被除掉会使露出的晶圆区域和堆积膜间的电性触摸作用进步；并改进膜和晶圆剩下外表的黏着性.
在二极式电偶溅镀中；在晶圆外表上或其邻近有许多反响发作.当氩原子碰击时；会发作许多电子；这些电子会使基材(指晶圆)被加热；温度升高；此会使堆积膜不均匀；一起这些电子也构成一种辐射环境；能够损伤一些灵敏的组件.
当堆积物是铝时；二极式电偶溅镀的电子加热会构成严峻的难题；因为加热会使靶材和腔室内剩余的氧和铝化合构成二氧化铝；而铝的氧化物是介电资料；会减低堆积铝的导电性质.更严峻的是；靶板外表能够构成一层氧化铝；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；构成靶材被封闭.沟媒Χ浦卸.
三极式电偶(triode)溅镀法避免了一些二极式的难题.用以将氩离子化的电子是以一独立的高电流电热丝来发作；且其方位是在堆积腔室之外；故晶圆不会遭到电子发作时发作的辐射损伤.以三极式法堆积出的膜之密度较高.
电偶式溅镀的另一项难题是电子逃脱至腔室中；而不参加树立堆积所需求的电浆场.此种情况则被“磁电”(magnetron) 式溅镀体系加以解决.该体系在靶板背面及周围加上磁场 (图17)；此磁场会将电子捕捉 (约束) 在靶板的前方.在堆积速率添加的景象下；磁电式体系的功率较高.磁电式所构成的离子流(冲击靶材的氩离子密度)比传统的二极式电偶溅镀多数倍.另一项作用则是因为腔室中需求较低的压力故堆积膜更为洁净（不易发作假性漏气）.因为磁电式溅镀的靶材温度低故常被用于溅镀铝和铝合金.
量产级的溅镀体系有数种不一样的描绘；腔室有批量式体系或单片晶圆接连式的不一样描绘.大多数的量产机都有装填-闭锁(load-lock)的才能.所谓装填-闭锁设备是指一部分抽真空(指真空度不高)的前端腔室(antechamber)；如此可将堆积用腔室维持在真空状况；其长处是能使产能较高.量产机一般只用以堆积一或二种靶材；但研讨用的机器则能运用多种不一样的靶材.

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