Десять видов технологий осаждения о продуктах PVD и PVD, CVD и AMAT PVD.

Осаждение пленки — очень важная технология в процессе производства полупроводников, которая представляет собой серию процессов, включающих адсорбцию атомов, диффузию адсорбированных атомов на поверхности и слияние адсорбированных атомов в соответствующих местах для постепенного формирования пленки и ее роста. При строительстве нового завода по производству пластин 80% инвестиций в завод используется для приобретения оборудования. Среди них оборудование для осаждения тонких пленок является одним из основных этапов производства пластин, на его долю приходится около 25% доли.

Процессы осаждения тонких пленок в основном делятся на физическое осаждение из паровой фазы и химическое осаждение из паровой фазы. Технология физического осаждения из паровой фазы (PVD) относится к использованию физических методов для испарения источника материала - поверхности твердого тела или жидкости в газообразные атомы, молекулы или частичной ионизации в ионы в условиях вакуума, а также посредством газового (или плазменного) процесса низкого давления. . Метод нанесения тонкой пленки с определенной функцией на поверхность подложки. Принцип физического осаждения из паровой фазы можно грубо разделить на нанесение покрытия испарением, напыление и ионное осаждение, и, в частности, он включает в себя различные технологии нанесения покрытий, такие как MBE. В настоящее время технология физического осаждения из паровой фазы позволяет не только наносить металлические пленки, пленки сплавов, но также наносить соединения, керамику, полупроводники, полимерные пленки и так далее.

С развитием технологий технология PVD также постоянно обновляется, существует множество специализированных технологий для определенных целей, в этом специальном инвентаре каждый может представить различные технологии PVD.

Технология нанесения вакуумно-испарительного покрытия

Вакуумно-испарительное покрытие находится в условиях вакуума, испаряющийся материал нагревается испарителем, так что он сублимируется, поток испаряющихся частиц направляется непосредственно на подложку и осаждается на подложку с образованием твердой пленки, или нагревается в вакууме с напылением материала покрытия. метод нанесения покрытия. Физический процесс заключается в следующем: использование нескольких энергетических методов для преобразования в тепловую энергию, нагревание материала покрытия для испарения или сублимации и превращения в газообразные частицы (атомы, молекулы или группы атомов) с определенной энергией (0,1 ~ 0,3 эВ); Покидая поверхность покрытия, газообразные частицы со значительной скоростью переносятся к поверхности подложки по прямой линии практически без столкновений. Газообразные частицы, достигающие поверхности матрицы, конденсируются, зарождаются и растут в твердофазные пленки. Атомы, составляющие пленку, перестраиваются или химически связаны.

Метод электронно-лучевого испарения

Электронно-лучевое испарение — это тип физического осаждения из паровой фазы. В отличие от традиционного метода испарения, электронно-лучевое испарение может точно использовать высокоэнергетические электроны для бомбардировки целевого материала в тигле, плавления его и последующего осаждения на подложку с помощью электромагнитного поля. Электронно-лучевое испарение обычно используется для приготовления сплавов или оксидных пленок Al, CO, Ni, Fe, пленок SiO2, ZrO2, коррозионно-стойких и термостойких оксидных пленок.

Технология нанесения покрытия напылением
Технология нанесения покрытия методом напыления заключается в бомбардировке поверхности мишени ионами, а явление столкновения атомов мишени называется распылением. Атомы, полученные в результате распыления, осаждаются на поверхности подложки, образуя пленку, называемую напылением покрытия. Ионизация газа обычно производится газовым разрядом, и его положительные ионы бомбардируют катодную мишень с высокой скоростью под действием электрического поля, выбивают атомы или молекулы катодной мишени и летят к поверхности подложки для осаждения в пленку. .

Технология радиочастотного напыления

Радиочастотное напыление – это разновидность технологии нанесения покрытия методом напыления. Источник питания переменного тока вместо источника питания постоянного тока представляет собой систему распыления переменного тока, поскольку частота обычно используемого источника питания переменного тока находится в радиочастотном сегменте, например 13,56 МГц, поэтому это называется радиочастотным распылением.

Технология магнетронного распыления

Технология магнетронного распыления относится к технологии PVD (физическое осаждение из паровой фазы) и является одним из важных методов получения тонкопленочных материалов. Это использование заряженных частиц, ускоренных в электрическом поле, обладающих определенной кинетической энергией, ион направляется на распыляемый материал, изготовленный из целевого электрода (катода), и распыляемый атом мишени заставляет его двигаться в определенном направлении, чтобы подложку и наносят на подложку пленочным методом. Оборудование для магнетронного распыления позволяет контролировать толщину и однородность покрытия, а полученная пленка имеет хорошую плотность, сильную адгезию и высокую чистоту. Эта технология стала важным средством изготовления различных функциональных пленок.

Технология ионного покрытия
Ионное покрытие — это новая технология нанесения покрытий, разработанная на основе вакуумно-испарительного покрытия и напыления. В области осаждения из паровой фазы внедряются различные газоразрядные методы. Весь процесс осаждения из паровой фазы осуществляется в плазме. Он включает в себя ионное покрытие магнетронным распылением, реактивное ионное покрытие, ионное покрытие с полым катодом (метод испарения полого катода), многодуговое ионное покрытие (ионное покрытие катодной дуги) и так далее. Ионное покрытие значительно повышает энергию частиц пленочного слоя и позволяет получить пленочный слой с лучшими характеристиками, что расширяет область применения «пленки». Это быстро развивающаяся и популярная новая технология.

Многодуговое ионное покрытие (MAIP)

Многодуговое ионное осаждение — это метод прямого испарения металла на твердой катодной мишени посредством дугового разряда. В результате испарения ионы катодного вещества высвобождаются из яркой точки катодной дуги, а затем осаждаются на поверхности подложки в виде пленки.

Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ)

Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) — это недавно разработанный метод изготовления эпитаксионных пленок, который представляет собой новую технологию выращивания высококачественных кристаллических пленок на кристаллических подложках. В условиях сверхвысокого вакуума пар, генерируемый печью, нагретой различными необходимыми компонентами, молекулярный луч или атомный луч, образующийся после коллимации небольшого отверстия, впрыскивается непосредственно в монокристаллическую подложку при соответствующей температуре, и молекулярный луч Луч управляется для сканирования подложки, так что молекулы или атомы могут располагаться слой за слоем «длинно» на подложке, образуя пленку.

Импульсное лазерное осаждение (PLD)
Импульсное лазерное осаждение (PLD), также известное как импульсная лазерная абляция (PLA), представляет собой тип лазерной бомбардировки объекта, при котором бомбардируемый материал наносится на другую подложку. Способ получения осадка или пленки.

Лазерная молекулярно-лучевая эпитаксия (L-MBE)
Лазерная молекулярно-лучевая эпитаксия (L-MBE) — это новая технология подготовки пленок, разработанная в последние годы и представляющая собой органическое сочетание технологии молекулярно-лучевой эпитаксии и технологии импульсного лазерного осаждения, а также технологии нанесения покрытия лазерным испарением в условиях молекулярно-лучевой эпитаксии.

В настоящее время ключевое PVD-оборудование в процессе производства чипов в основном включает в себя PVD-оборудование с твердой маской, PVD-покрытие медных межсоединений (CuBS) и PVD-покрытие алюминиевого лайнера (Al PAD), в основном с использованием технологии нанесения покрытия методом напыления.

1. Концепция PVD и CVD

PVD: физическое осаждение из паровой фазы (PVD), также известное как технология физического осаждения из паровой фазы, представляет собой технологию подготовки тонких пленок, которая наносит материалы на поверхность объектов физическими методами в условиях вакуума. Технология нанесения покрытия в основном делится на три вида: покрытие вакуумным напылением, вакуумное ионное покрытие и покрытие вакуумным испарением. Может удовлетворить потребности в покрытиях, включая пластик, стекло, металл, пленку, керамику и другие подложки.

CVD: химическое испарение из паров (CVD), также известное как химическое метеорологическое осаждение, представляет собой метод, который относится к газовой реакции при высоких температурах, термическому разложению галогенидов металлов, органометрии, углеводородов и т. д., восстановлению водорода или биохимической реакции это смесь газов при высоких температурах для осаждения неорганических материалов, таких как металлы, оксиды, карбиды и т. д. Он широко используется в слое термостойких материалов, производстве металлов высокой чистоты и производстве полупроводниковых пленок.

2. Процесс физического осаждения из паровой фазы (PVD).

1) Покрытие методом вакуумного напыления: когда частицы высокой энергии ускоряются электрическим полем, они ударяются о поверхность твердого тела, а атомы/молекулы поверхности твердого тела обмениваются кинетической энергией с этими частицами высокой энергии, таким образом вылетая за пределы поверхности. Это явление называется распылением. . В зависимости от способа впрыска его разделяют на катодное и анодное распыление, трех- или четырехступенчатое распыление, высокочастотное распыление, смещенное распыление, асимметричное распыление переменным током, адсорбционное распыление и т. д., и наиболее часто используемым является магнетронное распыление. .

2) Покрытие вакуумным испарением: это метод нагрева и испарения твердого материала в вакууме с целью его конденсации на поверхности подложки с образованием пленки.

3) Основной принцип вакуумного ионного покрытия заключается в том, что в условиях вакуума некоторые технологии плазменной ионизации используются для частичной ионизации атомов покрытия в ионы, при этом образуется множество нейтральных атомов высокой энергии, а к покрытой подложке добавляется отрицательное смещение. Таким образом, под действием глубокого отрицательного смещения ионы осаждаются на поверхности подложки, образуя тонкую пленку.

Процесс PVD-осаждения можно условно разделить на три части: испарение покрытия, миграция покрытия и осаждение покрытия.

3. Процесс CVD (химическое испарение паров).

Химическое испарение из паров (CVD) — это химическое метеорологическое осаждение, которое представляет собой газофазную реакцию при высокой температуре. Этот процесс в основном относится к газофазной реакции при высокой температуре и широко используется в слоях термостойких материалов, производстве металлов высокой чистоты и производстве полупроводниковых пленок.

Источники реактивных материалов CVD можно разделить на:

• Источники газообразных материалов: вещества, газообразные при комнатной температуре (H2, N2, CH4, Ar и др.). Когда используется источник газообразного материала, система слоевого устройства значительно упрощается, поскольку с помощью расходомера необходимо контролировать только скорость потока реакционного газа, а не температуру.
• Источники жидких материалов: химически активные вещества, жидкие при комнатной температуре, такие как TiCl4, CH3CN, SiCl4 и BCl3. Количество источника жидкого материала, поступающего в камеру осаждения, контролируется путем регулирования газа-носителя и температуры нагрева при использовании потока жидкого материала.
• Источники твердых материалов: вещества, твердые при комнатной температуре, такие как AlCl, NbCl5, TaCl5, ZrCl5 и HfCl4. Поскольку этот вид материала должен сублимировать необходимое количество пара при более высокой температуре, при использовании такого процесса необходимо строго контролировать температуру нагрева и пропускную способность.

Знакомство с продуктом AMAT PVD

Процесс осаждения PVD используется в производстве полупроводников для изготовления ультратонких, сверхчистых пленок нитридов металлов и переходных металлов для различных логических устройств и устройств памяти. Наиболее распространенными применениями PVD являются металлизация алюминиевых пластин и контактных площадок, футеровки из титана и нитрида титана, барьерное осаждение и барьерное осаждение затравки меди для металлизации межсоединений.

Для процесса осаждения пленки PVD требуется высоковакуумная платформа, на которой процесс осаждения PVD интегрирован с технологиями дегазации и предварительной обработки поверхности для получения наилучшего интерфейса и качества пленки. Платформа Endura компании Applied Materials в настоящее время является золотым стандартом в области PVD-металлизации.

Fountyl Technologies PTE Ltd специализируется на производстве полупроводников, основная продукция включает в себя: штифтовый патрон, патрон с кольцевой канавкой, пористый керамический патрон, керамический концевой эффектор, керамическую балку и направляющую, керамическую конструкционную деталь, добро пожаловать на контакт и переговоры！