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PVD基礎知識問答

2017-02-10 15:42:38 深圳市奧美特納米科技有限公司 閱讀

1

Target (靶材)是什幺?

 

答:在PVD中,靶材是用來提供鍍膜(film)的金屬材料.

2

PVD 制程原理為何?

 

答:在Target與wafer間加之高電位差,此時制程氣體Ar在高位差下解離成Ar+,又因Ar+帶正電被電場吸引而撞向Target,使target產生金屬晶粒因重力作用而掉落至wafer形成film.此種工藝是 PVD.

 

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3

半導體中一般金屬導線材質為何?

 

答:鵭線(W)/鋁線(Al)/銅線(Cu)

 

圖片關鍵詞 

4

在PVD工藝中可以得到那幾種金屬膜?

 

答:鋁(AL),鈦(Ti),氮化鈦(TiN),鈷( Co).

一般wafer進入 PVD機臺,必須鍍上 鈦/氮化鈦/鋁/鈦/氮化鈦.五層金屬.

鈷的功用為金屬硅化物 (silicide).

5

鈦(Ti)的功用為何?

 

答:降低金屬接觸阻值

6

氮化鈦(TiN) 的功用為何?

 

答:1.當作擴散阻障層(diffusion barrier layer), 阻障鋁與氧化硅之間的擴散.

2.當作粘著層(glue layer),鎢與氧化硅附著力不好,在二者之間加入氮化鈦可以增加彼此的粘著力

3. 當作反反射層(ARC layer), 為了在微影技術制程中為達到高的分辨率,所以需一層抗反射層鍍膜以減少來自鋁的高反射率.

7

chamber待機一段時間后,為何要做Dummy(檔片)?

 

答:chamber待機一段時間后,chamber condition (真空,溫度..)有些微變化.若不做dummy,前幾片產品會受到影響.一般是由工藝工程師依照實際狀態,制定待機時間規則,然后由制造部 operator 放入檔片到chamber 鍍膜(其recipe 與產品的recipe相似).經由 dummy后,chamber condition 會恢復正常水準,可以安心生產.  

8

為何鋁靶材需要添加少量的銅?

 

答:電流在鋁金屬層移動時,鋁原子會沿著晶粒界面而移動,若此現象太過劇裂,會導致金屬線斷路,添加少量的銅可以防止鋁線斷線

9

既然添加銅可以防止鋁尖峰現像,為何只添加0.5%?

 

答:太多銅,會造成蝕刻困難(銅的氯化物不易揮發)

10

為何PVD的靶材需要冷卻?

 

答:避免target表面溫度過高,(造成蒸鍍現像,使得金屬film 的質量不穩定)

11

為何機臺必須使用冷卻水時,必須控制水質純凈?

 

答:防止結垢,或絕緣

12

為何制程(process)氣體管路必須加熱( from gas box to chamber)?

 

答:防止制程氣體冷凝為液體,影響制程.

13

何謂PM ?機臺為何要定期PM?

 

答:PM(preventive maintenance)是預防保養. 按周期對機臺相應的Parts(備品)采取相應的維護或更換措施,為保持機臺性能的穩定,防止制程良率下降,延長機臺及Parts壽命.

(1) 依時程而分,可分為月保養,季保養,年保養.

(2) 依wafer 數量而分,是為數量保養.

14

為何工程師做PM時,必須先冷卻加熱器(heater) 至(room temp.)適當的溫度?

 

答:為了工程師安全及機臺安全

15

為何工程師做PM時,chamber必須bake out?

 

答:為了排氣,防止不純氣體進入film 中,影響制程

16

PVD與W-CVD在IC制造中扮演什幺角色?

 

答:鋁與鎢為金屬層,連通device 與封裝的導線,在二者之間形成通路,電流得以暢通無阻.(attached drawing)

17

Bake out 是什幺?

 

答:工程師做PM時,打開Chamber時,Chamber內部曝露在大氣中,當工程師做完PM時,必須做Bake out,加熱Chamber,將附著在內部的水分子…等氣體趕走,如此一來可提高真空度

18

PVD制程中,使用的氣體為何?

 

答:N2與Ar

19

N2與Ar在 PVD制程中,使用的目的為何?

 

答:Ar被電子離子化后,成為撞擊target的子彈將TARGET的原子打下落在wafer上,N2的目的是氮化target的表面原子.

19

N2與Ar在 PVD制程中,使用的目的為何?

 

答:Ar被電子離子化后,成為撞擊target的子彈將TARGET的原子打下落在wafer上,N2的目的是氮化target的表面原子.

20

為何使用Ar來做PVD濺鍍的氣體來源?

 

答:1.鈍氣,不易起化學變化

2.質量重 (AMU 40),濺擊效果好

3.價格便宜

21

PVD 的制程壓力為何?

 

答:2~20 mTorr.

22

PVD 測機項目為什幺?

 

答:反射率(reflectivity index),厚度(thickness),阻值(resistance sheet),微粒(particle),均勻度(uniformity)

23

為何機臺測漏,喜歡使用氦氣來檢漏?

 

答:(1) 氦氣在大氣中的含量很低,避免誤判.

(2) 氦氣滲透力強,很容易檢漏

(3) 氦氣為鈍性氣體,不易造成機臺污染或腐蝕.

24

PVD制程中,鍍膜之前為何需要預先去除原始氧化層?

 

答:預先去除原始氧化層,讓金屬層之間電阻不會過大以及增加膜與襯底的結合力.

25

PVD制程中,為何使用DC power ?

 

答:使用DC power,再加上通一定的氬氣 (Ar gas),在真空室就會形成等離子體(電漿)。離子體中的離子撞擊TARGET,將TARGET的原子打下落在wafer上而形成金屬film。

26

為何機臺必須使用冷卻水?

 

答:控制溫度,以防溫度太高,造成機臺破壞

27

Process kit是什幺?

 

答:在chamber 內部形成遮敝,鍍膜時可以防止膜鍍在chamber 內部.每次PM時將其卸下清洗或更換.

28

為何粗真空pump要使用干式,而不使用油式?

 

答:防止油微粒回流污染到機臺(  prevent oil back stream.)

29

PVD制程中,使用幾種真空pump?

 

答:粗真空用Rough pump(機械泵)從大氣壓抽至5mTorr,

高真空用Cryo pump (深冷泵) 從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

在附屬設備方面 local scrubber 的作用為何?

 

答:因制程中使用到相當多的有害氣體,在將其排至環境前必須作處理,使之有害氣體含量極低,而local scrubber則是負責有害氣體處理的裝置.一般可以分為吸附式,濕式,加熱式.

32

在機臺上方粘貼許多警告卷標有何用處?

 

答:一般警告卷標有顯示危險因子的作用,如高溫,高電壓與腐蝕液體….對不熟悉的人提出警告

 

圖片關鍵詞 

33

機臺日常點檢要注意事項有那些?

 

答:一般不脫離水,電,氣的點檢,除此之外一些PM life Time(預防保養周期)也是點檢事項

34

何謂MFC?

 

答:Mass flow controller氣體流量控制器;用于控制 反應氣體的流量

35

PH試紙測試溶劑 酸性與堿性將顯示何種顏色?

 

答:酸性為紅色,堿性為藍色

 

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36

人體不慎沾到HF酸(氫氟酸)對人體危害如何?

 

答:HF會滲入皮膚組織,腐蝕骨頭.

37

接觸到HF(氫氟酸)該如何急救?

 

答:(1) 至沖身洗眼器處,大量沖水15分鐘以上

(2) 到醫務室在患部大量涂抹葡萄酸鈣

(3) 由醫務室人員判斷是否送醫

38

接觸到強酸或強堿應如何處理?

 

答:(1) 至沖身洗眼器處,大量沖水15分鐘以上(硫酸例外)

  (2) 到醫務室做適當的處理

  (3) 由醫務室人員判斷是否送醫

39

接觸到硫酸時應如何處理?

 

答:(1) 患部立刻用吸酸棉將殘余的硫酸吸出(不可直接沖水,因硫酸遇水會產生熱,導致二次灼傷)

(2) 再至沖身洗眼器處,大量沖水15分鐘以上

  (3) 到醫務室做適當的處理

  (4) 由醫務室人員判斷是否送醫

 

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