电浆与溅镀原理简介

電漿與濺鍍原理簡介友威科技-電漿與濺鍍原理簡介2Ar基板Pump抽真空靶材(Al)電極Ar+ArArArArAr1.真空中通入氬氣(Ar)，含有微量的氬離子(Ar+)。8.若氬氣持續通入，則電漿持續產生。濺鍍原理電源供應器2.於電極板加負高壓電。3.帶正電的氬離子

(Ar+)

被負高壓電吸引。Ale-4.Ar+撞擊靶材產生電子(e-)及轟擊出鋁原子(Al)。Ar+e-e-5.e-撞擊Ar→Ar++e-+e-。Al6.鋁原子沉積在基板上。7.Ar+重複3.~6.。友威科技-電漿與濺鍍原理簡介3撞擊狀況e-Ar+AlAl靶材圖一適當能量e-Ar+圖三能量不足e-Ar+Ar圖四撞擊角度不恰當e-Ar+Ar埋入圖二能量過量友威科技-電漿與濺鍍原理簡介4鍍膜參數氣體壓力製程氣體通量鍍膜功率鍍膜時間使用靶數T/S(Target/Substrate)距離友威科技-電漿與濺鍍原理簡介5氣體壓力(一)氣體壓力小(低)

氣體粒子少

真空度好

高真空氣體壓力大(高)

氣體粒子多

真空度差低真空友威科技-電漿與濺鍍原理簡介6氣體壓力(二)壓力低→腔體內部氣體粒子少→撞擊靶材的Ar+變少壓力高→腔體內部氣體粒子多→Ar+變多→Ar+到達靶材前碰撞其他粒子機率變大→靶原子到達基板前與氣體碰撞的機率變大Ar低真空鍍膜AlAlAr+Ar+Ar+AlAr高真空鍍膜Ar+AlAlAlAr+友威科技-電漿與濺鍍原理簡介7氣體壓力(三)常用的濺鍍壓力10-3~10-2Torr

(1~100mTorr)

粗略真空中度真空高真空超高真空壓力(Torr)760~11~10-310-3~10-7＜10-7平均自由徑λ(cm)＜10-210-2~1010~105＞105友威科技-電漿與濺鍍原理簡介8製程氣體通量1.通入太少→無法維持電漿2.通入太多→未參與碰撞之Ar變成殘餘氣體

→增加pump之負荷

→與靶原子一起沉積在基板上的機率變大3.須視鍍膜壓力來設定通入量友威科技-電漿與濺鍍原理簡介91.高功率 →單一離子所擊出的靶原子較多 →可縮短鍍膜時間 →瞬間產生的熱較多 →靶材利用率較差2.低功率 →單一離子所擊出的靶原子較少 →會延長鍍膜時間 →鍍膜溫度較低 →靶材利用率較佳鍍膜功率友威科技-電漿與濺鍍原理簡介10功率-時間-靶數鍍膜厚度的直接影响參數可利用功率×時間×靶數之乘積變換不同參數鍍相同膜厚 8KW×2S×3靶＝8KW×3S×2靶低功率時，鍍膜速率與功率非呈線性8KW×2S×3靶＞4KW×4S×3靶＞2KW×8S×3靶友威科技-電漿與濺鍍原理簡介11T

/

S距離1.靶材到基板距離2.T/S短可增加鍍膜率,但基板受熱亦增加3.T/S太長,則沉積的靶原子與其他粒子碰撞機率增大

→鍍膜速率降低

→基板受熱降低友威科技-電漿與濺鍍原理簡介12磁控濺鍍–利用外加磁場捕捉電子,增加碰撞機率。–可在較低壓(高真空)情況下鍍膜。–增加鍍膜速率。無磁控e-e-e-Ar+Ar+Ar+Ar+磁控濺鍍磁鐵e-e-友威科技-電漿與濺鍍原理簡介13磁控濺鍍的特性提高鍍膜速率在較低壓下鍍膜所得的濺鍍薄膜雜質較少靶材利用率差濺鍍集中區域友威科技-電漿與濺鍍原理簡介14什麼是RFRF：RadioFrequency射頻 頻率範圍：50KHz~100MHz RF電漿：13.56MHz RF加熱：400KHz友威科技-電漿與濺鍍原理簡介15

製程氣體電極交流電源,13.56MHZ基板RF電漿的原理當帶電粒子碰撞基板表面,即發生電

漿處理電極為正電位時,正粒子被排斥飛向基板負粒子被吸引飛向電極電極為負電位時,正粒子被吸引飛向電極負粒子被排斥飛向基板

以13.56MHZ的頻率(RF頻率)切換正負電位使帶電粒子在電極與基板間來回震盪友威科技-電漿與濺鍍原理簡介16電漿處理(一)1.改質/活化(O2電漿)

–增加表面極性C

–

C

-

C-

C

-

CO2plasmaC

-

C

-

C-

C

-

C

=

0OHOHO友威科技-電漿與濺鍍原理簡介17電漿處理(二)2.清潔(Ar電漿)

–轟擊去除附著物，粗化基材，去除氧化層C

-

C

–

C

-

C

-

CArplasmaCC友威科技-電漿與濺鍍原理簡介