Diez tipos de tecnologías de deposición sobre productos PVD y PVD y CVD y AMAT PVD Introducción

La deposición de películas es una tecnología muy importante en el proceso de fabricación de semiconductores, que consiste en una serie de procesos que implican la adsorción de átomos, la difusión de átomos adsorbidos en la superficie y la coalescencia de átomos adsorbidos en ubicaciones apropiadas para formar gradualmente una película y crecer. En la construcción de una nueva inversión en obleas, el 80% de la inversión en la fábrica se utiliza para comprar equipos. Entre ellos, el equipo de deposición de películas delgadas es uno de los pasos centrales de la fabricación de obleas y representa aproximadamente el 25% de la proporción.

Los procesos de deposición de película delgada se dividen principalmente en deposición física de vapor y deposición química de vapor. La tecnología de deposición física de vapor (PVD) se refiere al uso de métodos físicos para vaporizar una fuente material: una superficie sólida o líquida en átomos gaseosos, moléculas o ionización parcial en iones en condiciones de vacío y mediante un proceso de gas (o plasma) a baja presión. . Técnica para depositar una película delgada con una función específica sobre la superficie de un sustrato. El principio de la deposición física de vapor se puede dividir a grandes rasgos en recubrimiento por evaporación, recubrimiento por pulverización catódica y recubrimiento iónico, e incluye específicamente varias tecnologías de recubrimiento como MBE. En la actualidad, la tecnología de deposición física de vapor no solo puede depositar películas metálicas y películas de aleaciones, sino también depositar compuestos, cerámicas, semiconductores, películas poliméricas, etc.

Con el desarrollo de la tecnología, la tecnología PVD también está en constante innovación, hay muchas tecnologías especializadas para ciertos usos, en este inventario especial para que todos presenten una variedad de tecnología PVD.

Tecnología de recubrimiento por evaporación al vacío.

El recubrimiento por evaporación al vacío se realiza en condiciones de vacío, el material de evaporación se calienta mediante el evaporador, de modo que se sublime, el flujo de partículas de evaporación se dirige directamente al sustrato y se deposita sobre el sustrato para formar una película sólida, o se calienta el material de recubrimiento por evaporación al vacío. método de recubrimiento. El proceso físico consiste en: utilizar varios métodos energéticos para convertir en energía térmica, calentar el material de revestimiento para que se evapore o sublime y se convierta en partículas gaseosas (átomos, moléculas o grupos atómicos) con una determinada energía (0,1 ~ 0,3 eV); Al abandonar la superficie del revestimiento, las partículas gaseosas con una velocidad considerable son transportadas a la superficie del sustrato en un vuelo en línea recta, básicamente sin colisión. Las partículas gaseosas que alcanzan la superficie de la matriz se condensan en nucleación y crecen formando películas en fase sólida. Los átomos que forman una película están reorganizados o unidos químicamente.

Técnica de evaporación por haz de electrones.

La evaporación por haz de electrones es un tipo de deposición física de vapor. A diferencia del método de evaporación tradicional, la evaporación por haz de electrones puede utilizar con precisión electrones de alta energía para bombardear el material objetivo en el crisol, fundirlo y luego depositarlo sobre el sustrato mediante la cooperación del campo electromagnético. La evaporación por haz de electrones se usa comúnmente para preparar películas de óxido o aleación de Al, CO, Ni, Fe, películas de SiO2, ZrO2, películas de óxido resistentes a la corrosión y resistentes a altas temperaturas.

Tecnología de recubrimiento por pulverización catódica
La tecnología de recubrimiento por pulverización consiste en bombardear la superficie del objetivo con iones, y el fenómeno en el que se golpean los átomos del objetivo se denomina pulverización. Los átomos producidos por pulverización catódica se depositan sobre la superficie del sustrato para formar una película llamada recubrimiento de pulverización catódica. La ionización del gas generalmente se produce mediante descarga de gas, y sus iones positivos bombardean el objetivo del cátodo a alta velocidad bajo la acción de un campo eléctrico, eliminan los átomos o moléculas del objetivo del cátodo y vuelan a la superficie del sustrato para ser depositados en una película. .

tecnología de pulverización catódica rf

La pulverización catódica por radiofrecuencia es un tipo de tecnología de recubrimiento por pulverización catódica. La fuente de alimentación de CA en lugar de la fuente de alimentación de CC constituye el sistema de pulverización catódica de CA, debido a que la frecuencia de la fuente de alimentación de CA comúnmente utilizada está en el segmento de RF, como 13,56 MHz, por lo que se denomina pulverización catódica de RF.

Tecnología de pulverización catódica con magnetrón

La tecnología de pulverización catódica con magnetrón pertenece a la tecnología PVD (deposición física de vapor) y es uno de los métodos importantes para preparar materiales de película delgada. Es el uso de partículas cargadas aceleradas en el campo eléctrico que tiene una cierta energía cinética, el ion se dirige al material pulverizado hecho del electrodo objetivo (cátodo) y el átomo objetivo se pulveriza para hacerlo moverse en una determinada dirección para el sustrato y se deposita sobre el sustrato en un método de película. El equipo de pulverización catódica con magnetrón hace que el espesor y la uniformidad del recubrimiento sean controlables, y la película preparada tiene buena densidad, fuerte adhesión y alta pureza. Esta tecnología se ha convertido en un medio importante para preparar diversas películas funcionales.

Tecnología de recubrimiento iónico
El recubrimiento iónico es una nueva tecnología de recubrimiento desarrollada sobre la base del recubrimiento por evaporación al vacío y el recubrimiento por pulverización catódica. En el campo de la deposición de vapor se introducen varios métodos de descarga de gas. Todo el proceso de deposición de vapor se lleva a cabo en plasma. Incluye revestimiento de iones por pulverización catódica con magnetrón, revestimiento de iones reactivos, revestimiento de iones de descarga de cátodo hueco (método de evaporación de cátodo hueco), revestimiento de iones de arco múltiple (revestimiento de iones de arco catódico), etc. El revestimiento iónico mejora en gran medida la energía de las partículas de la capa de película y puede obtener una capa de película con mejor rendimiento, lo que amplía el campo de aplicación de la "película". Es una nueva tecnología popular y de rápido desarrollo.

Revestimiento de iones de arco múltiple (MAIP)

El revestimiento iónico de arco múltiple es un método de evaporación directa del metal en el objetivo del cátodo sólido mediante descarga de arco. La evaporación es el ion de la sustancia catódica liberado desde el punto brillante del arco catódico y luego depositado sobre la superficie del sustrato como una película.

Epitaxia de haz molecular (MBE)

La epitaxia de haz molecular (MBE) es un método de fabricación de películas de epitaxia recientemente desarrollado, que es una nueva tecnología para cultivar películas de cristal de alta calidad sobre sustratos de cristal. En condiciones de vacío ultraalto, el vapor generado por el horno calentado con varios componentes requeridos, el haz molecular o haz atómico formado después de la colimación del pequeño orificio, se inyecta directamente en el sustrato monocristalino a la temperatura adecuada, y el vapor molecular El haz se controla para escanear el sustrato, de modo que las moléculas o átomos puedan disponerse capa por capa "a lo largo" sobre el sustrato para formar una película.

Deposición por láser pulsado (PLD)
La deposición con láser pulsado (PLD), también conocida como ablación con láser pulsado (PLA), es un tipo de bombardeo con láser de un objeto, y luego el material bombardeado se deposita sobre un sustrato diferente. Un medio para obtener un precipitado o película.

Epitaxia de haz molecular láser (L-MBE)
La epitaxia por haz molecular (L-MBE) es una nueva tecnología de preparación de películas desarrollada en los últimos años, que es una combinación orgánica de epitaxia por haz molecular y tecnología de deposición por láser pulsado, y tecnología de recubrimiento por evaporación por láser bajo la condición de epitaxia por haz molecular.

En la actualidad, los equipos PVD clave en el proceso de fabricación de chips incluyen principalmente equipos PVD de máscara dura, PVD de interconexión de cobre (CuBS) y PVD de revestimiento de aluminio (Al PAD), que utilizan principalmente tecnología de recubrimiento por pulverización catódica.

1, Concepto de PVD y CVD

PVD: La deposición física de vapor (PVD), también conocida como tecnología de deposición física de vapor, es una tecnología de preparación de película delgada que deposita materiales en la superficie de los objetos mediante métodos físicos en condiciones de vacío. La tecnología de recubrimiento se divide principalmente en tres tipos: recubrimiento por pulverización catódica al vacío, recubrimiento iónico al vacío y recubrimiento por evaporación al vacío. Puede satisfacer las necesidades de recubrimiento, incluidos plástico, vidrio, metal, película, cerámica y otros sustratos.

CVD: Evaporación Química de Vapores (CVD), también conocida como deposición química meteorológica, es un método que se refiere a la reacción de gases a altas temperaturas, la descomposición térmica de haluros metálicos, organométricos, hidrocarburos, etc., la reducción de hidrógeno o la reacción bioquímica de su mezcla de gases a altas temperaturas para precipitar materiales inorgánicos como metales, óxidos, carburos, etc. Se usa ampliamente en capas de materiales resistentes al calor, producción de metales de alta pureza y producción de películas semiconductoras.

2. Proceso de deposición física de vapor (PVD)

1) Recubrimiento por pulverización catódica al vacío: cuando el campo eléctrico acelera las partículas de alta energía, impactan la superficie sólida y los átomos/moléculas de la superficie sólida intercambian energía cinética con estas partículas de alta energía, saliendo volando de la superficie, fenómeno llamado pulverización catódica. . Según la diferencia en la forma de inyección, se divide en pulverización catódica y anódica, pulverización catódica de tres o cuatro etapas, pulverización catódica de alta frecuencia, pulverización catódica polarizada, pulverización catódica asimétrica, pulverización catódica por adsorción, etc., y la más comúnmente utilizada es la pulverización catódica con magnetrón. .

2) Recubrimiento por evaporación al vacío: es un método de calentar y evaporar el material sólido al vacío para condensarlo en la superficie del sustrato para formar una película.

3）El principio básico del recubrimiento iónico al vacío es que, en condiciones de vacío, se utiliza alguna tecnología de ionización de plasma para ionizar parcialmente los átomos del recubrimiento en iones, mientras se producen muchos átomos neutros de alta energía y se agrega una polarización negativa al sustrato recubierto. De esta manera, bajo la acción de una profunda polarización negativa, los iones se depositan en la superficie del sustrato para formar una película delgada.

El proceso de deposición de PVD se puede dividir aproximadamente en tres partes: evaporación del revestimiento, migración del revestimiento y deposición del revestimiento.

3. Proceso CVD (evaporación de vapor químico)

La evaporación química de vapor (CVD) es una deposición meteorológica química, que se refiere a la reacción en fase gaseosa a alta temperatura. Este proceso se refiere principalmente a la reacción en fase gaseosa a alta temperatura y se usa ampliamente en capas de materiales resistentes al calor, la producción de metales de alta pureza y la producción de películas semiconductoras.

Las fuentes de material reactivo CVD se pueden dividir en:

• Fuentes de materiales gaseosos: sustancias que son gaseosas a temperatura ambiente (H2, N2, CH4, Ar, etc.). Cuando se utiliza la fuente de material gaseoso, el sistema del dispositivo de capas se simplifica enormemente porque el caudalímetro sólo necesita controlar el caudal del gas de reacción, en lugar de la temperatura.
• Fuentes de materiales líquidos: sustancias reactivas que son líquidas a temperatura ambiente, como TiCl4, CH3CN, SiCl4 y BCl3. La cantidad de fuente de material líquido que ingresa a la cámara de deposición se controla controlando el gas portador y la temperatura de calentamiento cuando se utiliza el flujo de material líquido.
• Fuentes de materiales sólidos: Sustancias que son sólidas a temperatura ambiente, como AlCl, NbCl5, TaCl5, ZrCl5 y HfCl4. Debido a que este tipo de material necesita sublimar la cantidad requerida de vapor a una temperatura más alta, la temperatura de calentamiento y la capacidad de carga deben controlarse estrictamente cuando se utiliza este tipo de proceso.

Introducción del producto AMAT PVD

El proceso de deposición de PVD se utiliza en la fabricación de semiconductores para fabricar películas de nitruro de metal y de transición de metal ultrafinas y ultrapuras para una variedad de dispositivos lógicos y de memoria. Las aplicaciones de PVD más comunes son la metalización de placas y almohadillas de aluminio, revestimientos de titanio y nitruro de titanio, deposición de barrera y deposición de semillas de barrera de cobre para la metalización de interconexiones.

El proceso de deposición de películas de PVD requiere una plataforma de alto vacío en la que el proceso de deposición de PVD se integre con tecnologías de desgasificación y pretratamiento de superficies para obtener la mejor interfaz y calidad de película. La plataforma Endura de Applied Materials es el estándar de oro actual de la industria para la metalización PVD.

Fountyl Technologies PTE Ltd, se centra en la industria de fabricación de semiconductores, sus principales productos incluyen: mandril de pasador, mandril de ranura anular, mandril de cerámica porosa, efector final de cerámica, viga y guía de cerámica, pieza estructural de cerámica, ¡bienvenido a contactar y negociar!