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PVD基础知识100问

时间:2016-10-08 10:54来源:www.ictest8.com 作者:ictest8_edit 点击:
  

PVD
 

1. Target (靶材)是什幺?
  答:在PVD中,靶材是用来提供镀膜(film)的金属材料.
2. PVD 制程原理为何?
  答:在Targetwafer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.
   
3. 半导体中一般金属导线材质为何?
  答:鵭线(W)/铝线(Al)/铜线(Cu)
 
4. 在PVD工艺中可以得到那几种金属膜?
  答:铝(AL),钛(Ti),氮化钛(TiN),钴( Co).
一般wafer进入 PVD机台,必须镀上 /氮化钛///氮化钛.五层金属.
钴的功用为金属硅化物 (silicide).
5. 钛(Ti)的功用为何?
  答:降低金属接触阻值
6. 氮化钛(TiN) 的功用为何?
  答:1.当作扩散阻障层(diffusion barrier layer) 阻障铝与氧化硅之间的扩散.
2.当作粘着层(glue layer),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(ARC layer), 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.

     
7. chamber待机一段时间后,为何要做Dummy(檔片)?
  答:chamber待机一段时间后,chamber condition (真空,温度..)有些微变化.若不做dummy,前几片产品会受到影响.一般是由工艺工程师依照实际状态,制定待机时间规则,然后由制造部 operator 放入檔片到chamber 镀膜(recipe 与产品的recipe相似). 经由 dummy后,chamber condition 会恢复正常水准,可以安心生产.  
8. 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
9 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(process)气体管路必须加热( from gas box to chamber)?
  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:PMpreventive maintenance)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) 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) (room temp.)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bake out?
  答:为了排气,防止不纯气体进入film 中,影响制程
16 PVD与W-CVDIC制造中扮演什幺角色?
  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.(attached drawing)
  17 Bake out 是什幺?
    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Bake out,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 PVD制程中,使用的目的为何?
    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 为何使用Ar来做PVD溅镀的气体来源?
  答:1.钝气,不易起化学变化
2.质量重 (AMU 40),溅击效果好
3.价格便宜
21 PVD 的制程压力为何?
  答:2~20 mTorr.
22 PVD 测机项目为什幺?
  答:反射率(reflectivity index),厚度(thickness),阻值(resistance sheet),微粒(particle),均匀度(uniformity)
23 为何机台测漏,喜欢使用氦气来检漏?
  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制程中,为何使用DC power ?
  答:使用DC power,再加上通一定的氩气 Ar gas),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 Process kit是什幺?
  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.
28 为何粗真空pump要使用干式,而不使用油式?
  答:防止油微粒回流污染到机台(  prevent oil back stream.)
29   PVD制程中,使用几种真空pump?
  答:粗真空用Rough pump(机械泵)从大气压抽至5mTorr
高真空用Cryo pump (深冷泵) 5mTorr抽至10E-9 Torr。
30 PVD制程中,如何可以得到高真空?
  答:使用高真空泵(pump).
31 在附属设备方面 local scrubber 的作用为何?
  答:因制程中使用到相当多的有害气体,在将其排至环境前必须作处理,使之有害气体含量极低,而local scrubber则是负责有害气体处理的装置.一般可以分为吸附式,湿式,加热式.

            
32 在机台上方粘贴许多警告卷标有何用处?
  答:一般警告卷标有显示危险因子的作用,如高温,高电压与腐蚀液体….对不熟悉的人提出警告
   
33 机台日常点检要注意事项有那些?
  答:一般不脱离水,电,气的点检,除此之外一些PM life Time(预防保养周期)也是点检事项
34 何谓MFC?
  答:Mass flow controller气体流量控制器;用于控制 反应气体的流量
35 PH试纸测试溶剂 酸性与碱性将显示何种颜色?
  答:酸性为红色,碱性为蓝色
36 人体不慎沾到HF(氢氟酸)对人体危害如何?
  答:HF会渗入皮肤组织,腐蚀骨头.
37 接触到HF(氢氟酸)该如何急救?
  答:(1) 至冲身洗眼器处,大量冲水15分钟以上
(2) 到医务室在患部大量涂抹葡萄酸钙
(3) 由医务室人员判断是否送医
38 接触到强酸或强碱应如何处理?
  答:(1) 至冲身洗眼器处,大量冲水15分钟以上(硫酸例外)
(2) 到医务室做适当的处理
(3) 由医务室人员判断是否送医
39 接触到硫酸时应如何处理?
  答:(1) 患部立刻用吸酸棉将残余的硫酸吸出(不可直接冲水,因硫酸遇水会产生热,导致二次灼伤)
(2) 再至冲身洗眼器处,大量冲水15分钟以上
(3) 到医务室做适当的处理
(4) 由医务室人员判断是否送医

 

 

   
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