Sputter溅镀机原理与操作简介课件

Sputter濺鍍機原理與操作簡介研究生:指導教授:真空之定義

英文Vacuum，表示Empty或Nothing，空無一物,是佛家的境界，但在真空技術裡，真空係針對大氣而言，表示一特定空間內部之部份氣體被排出，其壓力小於一大氣壓,通常稱此空間為真空或真空狀態。在真空技術中，一密閉容器雖保持真空，但並非真正的空，也就是說真空並不表是容器內部全無氣體分子；事實上以目前之技術所及的超高真空狀態，其中仍有為數可觀之氣體分子存在。真空度介紹1atm=760torr=760mmHg=1.1325*105Pa(N/m2)=1.01325Bar=14.7Psi(lb/m2)粗略真空(roughvacuum):氣壓從<760torr-1troo中度真空(mediumvacuum):氣壓從1torr-10-3torr高真空(highvaccum):氣壓從10-3torr-10-7torr超高真空(ultra-highvaccum):氣壓<10-7torr真空邦浦真空幫浦的分類機械幫浦(mechanicalpump)

迴轉油墊幫浦(rotaryoil-sealedpump)

此種幫浦的簡單構造如圖所示。機械幫浦(mechanicalpump)

＊工作壓力範圍：粗略真空中度真空~10-2Torr~10-3Torr(twostage)＊抽氣速率：轉子之轉速約120~2000l/min＊用途：低真空抽氣作為DiffusionPump、RootsPump、TurbomolecularPump之前置邦浦。冷凍幫浦(cryopump)

冷凍幫浦(cryopump)

Cyropump若長期使用或是吸入大量氣體，其抽氣量將會降低，此時必須要對Cyropump作再生的動作，那就是將Cyropump內部溫度回升到室溫，然後通以氮氣來回數次，藉此將原本吸附的氣體帶出，如此Cyropump將可恢復原狀，不過若因操作不當有油氣進入Cyropump污染了內部的活性炭，則必須全部更換活性炭才有辦法恢復原抽氣量。冷凍幫浦-再生反應性濺鍍反應性濺鍍

物理氣相沉積（PVD）處理，又可分為真空蒸鍍(VacuumEvaporation)、濺射(Sputtering)、離子蒸鍍(IonPlating)等三種型態。濺鍍法是在輝光放電的環境下，利用動量傳遞的方式，以離子轟擊置於陰極的靶材，將靶原子濺射出來並沈積於基板上。在濺鍍化合物薄膜時，若直接以化合物做為靶材，濺鍍出的薄膜成份會與靶材成份相差很大，故一般在濺鍍化合物薄膜時，通常將反應氣體混合於放電氣體中，以控制化合物薄膜的組成與性質，此種濺鍍方法稱為反應性濺鍍法。在反應性濺射中，所通入的反應氣體可能被消耗的途徑包含在靶材表面被吸附（adsorbed），(包括腔體內部其它表面含基板表面)，與濺射原子發生化學吸附（chemisorption）。反應性濺鍍

脈衝直流濺鍍脈衝直流濺鍍

脈衝直流反應式磁控濺鍍系統所採用的電源系統為脈衝式電源供應系統，有別於傳統的直流式電源與射頻式電源，脈衝式電源供應系統可提供五種不同的電壓輸出模式，如圖所示，分別為（1）DC+、（2）DC-、（3）UP+、（4）UP-以及（5）BIPOLAR。可依照不同的製程需求而採用不同的模式，且可調整脈衝頻率、脈衝寬度及工作週期以達到製程的最佳化。脈衝直流濺鍍

脈衝式電源系統除上述功能外，還可藉由被動抑弧方式來解決電弧放電的問題。如圖所示，Ton+/-分別表示為正放電時間及負放電時間，Toff即表示為中斷放電時間，Imax為脈衝式電源的最大輸出電流，Arclevel表示當電流值超過此範圍時進入電弧放電區。被動抑弧的工作方式為當製程中發生異常放電現象時，系統中的電流值會發生遽增的現象，此