電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介2Ar基板Pump抽真空靶材(Al)電極Ar+ArArArArAr1.真空中通入氬氣(Ar)，含有微量的氬離子(Ar+)。8.若氬氣持續(xù)通入，則電漿持續(xù)產(chǎn)生。濺鍍?cè)黼娫垂?yīng)器2.於電極板加負(fù)高壓電。3.帶正電的氬離子

(Ar+)

被負(fù)高壓電吸引。Ale-4.Ar+撞擊靶材產(chǎn)生電子(e-)及轟擊出鋁原子(Al)。Ar+e-e-5.e-撞擊Ar→Ar++e-+e-。Al6.鋁原子沉積在基板上。7.Ar+重複3.~6.。友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介3撞擊狀況e-Ar+AlAl靶材圖一適當(dāng)能量e-Ar+圖三能量不足e-Ar+Ar圖四撞擊角度不恰當(dāng)e-Ar+Ar埋入圖二能量過量友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介4鍍膜參數(shù)氣體壓力製程氣體通量鍍膜功率鍍膜時(shí)間使用靶數(shù)T/S(Target/Substrate)距離友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介5氣體壓力(一)氣體壓力小(低)

氣體粒子少

真空度好

高真空氣體壓力大(高)

氣體粒子多

真空度差低真空友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介6氣體壓力(二)壓力低→腔體內(nèi)部氣體粒子少→撞擊靶材的Ar+變少壓力高→腔體內(nèi)部氣體粒子多→Ar+變多→Ar+到達(dá)靶材前碰撞其他粒子機(jī)率變大→靶原子到達(dá)基板前與氣體碰撞的機(jī)率變大Ar低真空鍍膜AlAlAr+Ar+Ar+AlAr高真空鍍膜Ar+AlAlAlAr+友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介7氣體壓力(三)常用的濺鍍壓力10-3~10-2Torr

(1~100mTorr)

粗略真空中度真空高真空超高真空壓力(Torr)760~11~10-310-3~10-7＜10-7平均自由徑λ(cm)＜10-210-2~1010~105＞105友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介8製程氣體通量1.通入太少→無法維持電漿2.通入太多→未參與碰撞之Ar變成殘餘氣體

→增加pump之負(fù)荷

→與靶原子一起沉積在基板上的機(jī)率變大3.須視鍍膜壓力來設(shè)定通入量友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介91.高功率 →單一離子所擊出的靶原子較多 →可縮短鍍膜時(shí)間 →瞬間產(chǎn)生的熱較多 →靶材利用率較差2.低功率 →單一離子所擊出的靶原子較少 →會(huì)延長(zhǎng)鍍膜時(shí)間 →鍍膜溫度較低 →靶材利用率較佳鍍膜功率友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介10功率-時(shí)間-靶數(shù)鍍膜厚度的直接影響參數(shù)可利用功率×?xí)r間×靶數(shù)之乘積變換不同參數(shù)鍍相同膜厚 8KW×2S×3靶＝8KW×3S×2靶低功率時(shí)，鍍膜速率與功率非呈線性8KW×2S×3靶＞4KW×4S×3靶＞2KW×8S×3靶友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介11T

/

S距離1.靶材到基板距離2.T/S短可增加鍍膜率,但基板受熱亦增加3.T/S太長(zhǎng),則沉積的靶原子與其他粒子碰撞機(jī)率增大

→鍍膜速率降低

→基板受熱降低友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介12磁控濺鍍–利用外加磁場(chǎng)捕捉電子,增加碰撞機(jī)率。–可在較低壓(高真空)情況下鍍膜。–增加鍍膜速率。無磁控e-e-e-Ar+Ar+Ar+Ar+磁控濺鍍磁鐵e-e-友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介13磁控濺鍍的特性提高鍍膜速率在較低壓下鍍膜所得的濺鍍薄膜雜質(zhì)較少靶材利用率差濺鍍集中區(qū)域友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介14什麼是RFRF：RadioFrequency射頻 頻率範(fàn)圍：50KHz~100MHz RF電漿：13.56MHz RF加熱：400KHz友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介15

製程氣體電極交流電源,13.56MHZ基板RF電漿的原理當(dāng)帶電粒子碰撞基板表面,即發(fā)生電

漿處理電極為正電位時(shí),正粒子被排斥飛向基板負(fù)粒子被吸引飛向電極電極為負(fù)電位時(shí),正粒子被吸引飛向電極負(fù)粒子被排斥飛向基板

以13.56MHZ的頻率(RF頻率)切換正負(fù)電位使帶電粒子在電極與基板間來回震盪友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介16電漿處理(一)1.改質(zhì)/活化(O2電漿)

–增加表面極性C

–

C

-

C-

C

-

CO2plasmaC

-

C

-

C-

C

-

C

=

0OHOHO友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介17電漿處理(二)2.清潔(Ar電漿)

–轟擊去除附著物，粗化基材，去除氧化層C

-

C

–

C

-

C

-

CArplasmaCC友威科技-電漿與濺鍍?cè)砗?jiǎn)介