半导体知识讲解:PVD知识30问

答:在PVD中,靶材是用来提供镀膜(film)的金属材料。

02

PVD制程原理是什么

答:在Target与wafer间加之高电位差,此时制程气体Ar在高位差下解离成Ar,又因Ar带正电被电场吸引而撞向Target,使target产生金属晶粒因重力作用而掉落至wafer形成film,此种工艺是PVD。

03

半导体中一般金属导线材质为何

答:钨线(W)/铝线(Al)/铜线(Cu)。

04

PVD中可以得到哪几种金属膜

答:铝(AL),钛(Ti),氮化钛(TiN),钴(Co)。一般wafer进入PVD机台,必须镀上钛/氮化钛/铝/钛/氮化钛。五层金属,钴的功用为金属硅化物(silicide)。

05

钛(Ti)的功用为何

答:降低金属接触阻值。

06

氮化钛(TiN)的功用为何

答:(1)当作扩散阻障层(diffusionbarrierlayer),阻障铝与氧化硅之间的扩散。

(2)当作粘着层(gluelayer),钨与氧化硅附着力不好,在二者之间加入氮化钛可以增加彼此的粘着力。

(3)当作反反射层(ARClayer),为了在微影技术制程中为达到高的分辨率,所以需一层抗反射层镀膜以减少来自铝的高反射率。

07

08

为何铝靶材需要添加少量的铜

答:电流在铝金属层移动时,铝原子会沿着晶粒界面而移动,若此现象太过剧裂,会导致金属线断路,添加少量的铜可以防止铝线断线。

09

既然添加铜可以防止铝尖峰现像,为何只添加0.5%

答:太多铜,会造成蚀刻困难(铜的氯化物不易挥发)。

10

为何PVD的靶材需要冷却

答:避免target表面温度过高,造成蒸镀现像,使得金属film的质量不稳定。

11

为何机台必须使用冷却水时,必须控制水质纯净

答:防止结垢,或绝缘。

12

为何制程气体管路必须加热?

答:防止制程气体冷凝为液体,影响制程。

13

何谓PM机台为何要定期PM

答:PM是预防保养,按周期对机台相应的Parts(备品)采取相应的维护或更换措施,为保持机台性能的稳定,防止制程良率下降,延长机台及Parts寿命。

(1)依时程而分,可分为月保养,季保养,年保养。

(2)依wafer数量而分,是为数量保养。

14

为何工程师做PM时,必须先冷却加热器(heater)至(roomtemp)适当的温度

答:为了工程师安全及机台安全。

15

为何工程师做PM时,chamber必须bakeout

答:为了排气,防止不纯气体进入film中,影响制程。

16

PVD与W-CVD在IC制造中扮演什么角色

答:铝与钨为金属层,连通device与封装的导线,在二者之间形成通路,电流得以畅通无阻。

17

Bakeout是什么

答:工程师做PM时,打开Chamber时,Chamber内部曝露在大气中,当工程师做完PM时,必须做Bakeout,加热Chamber,将附着在内部的水分子等气体赶走,如此一来可提高真空度。

18

PVD制程中,使用的气体为何

答:N2与Ar。

19

N2与Ar在PVD制程中,使用的目的是什么

答:Ar被电子离子化后,成为撞击target的子弹将TARGET的原子打下落在wafer上,N2的目的是氮化target的表面原子。

20

答:(1)钝气,不易起化学变化。

(2)质量重(AMU40),溅击效果好。

(3)价格便宜。

21

PVD的制程压力是什么

答:2~20mTorr。

22

PVD测机项目为什么

答:反射率(reflectivityindex),厚度(thickness),阻值(resistancesheet),微粒(particle),均匀度(uniformity)。

23

为何机台测漏使用氦气来检漏

答:(1)氦气在大气中的含量很低,避免误判。

(2)氦气渗透力强,很容易检漏。

(3)氦气为钝性气体,不易造成机台污染或腐蚀。

24

PVD制程中,镀膜之前为何需要预先去除原始氧化层

答:预先去除原始氧化层,让金属层之间电阻不会过大以及增加膜与衬底的结合力。

25

PVD为何使用DCpower

答:使用DCpower,再加上通一定的氩气(Argas),在真空室就会形成等离子体(电浆)。离子体中的离子撞击TARGET,将TARGET的原子打下落在wafer上而形成金属film。

26

为何机台必须使用冷却水

答:控制温度,以防温度太高,造成机台破坏。

27

Processkit是什么

答:在chamber内部形成遮敝,镀膜时可以防止膜镀在chamber内部,每次PM时将其卸下清洗或更换。

THE END
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