正文
Deposition,沉积。沉积又叫做淀积,一般通过物理方法在晶圆表面喷上去或者通过化学方法在晶圆上长出来。沉积工艺也可分为化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(CVD)。CVD的优点是速率快,由于在晶圆表面发生化学反应,拥有优秀的台阶覆盖率。但是缺点也很明显,产生副产物废弃。PVD的优点是无副产物,沉积薄膜的纯度高,因此多用于纯净物的金属布线。下图为金属布线。
CVD,全称Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积。化学气相沉积CVD,是指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸汽及反应所需其他气体引入反应室,在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。相比于物理气相沉积PVD(Physical Vapor Deposition),目前CVD的反应最为广泛,其技术发展及研究也最为成熟。下图为CVD沉积集中材料SEM图。
Plasma,等离子体。等离子体深度参与刻蚀和沉积的过程。Plasma生成的三大要素,气体,自由电子,电场。一定压力下,装置内的气体存在微量的seed free electron。这样的seed free electron可能来源于紫外线,宇宙射线,以及阴极放电装置。在外加电场的作用下,free electron加速运动。能量增大至气体电离阈能以上时,气体分子和自由电子碰撞而离子化,产生更多的自由电子。如下图所示。
Generic Recipe Description,通用配方描述。对于通用配方,一般是两个独立的子工序,外加沉积和等离子体处理。两个独立的子工序,包含了沉积前,几个准备步骤,以及沉积后,几个结束步骤。
Sub-process,子工序。
Preparation steps,准备步骤。这里指的是沉积前,几个准备步骤。
Post-process steps,工序结束后步骤。这里指的是沉积后,几个结束步骤。
Wafer heat up,晶圆加热。对于气相沉积来说,化学气相沉积很多是热沉积工艺。在一些情况下,温度越高,反应越快,薄膜沉积也越快。这个趋势也不是一直是如此,当反应所需的气体流量限制了总体反应,薄膜沉积也会变慢。下图为CVD结构图。
Step coverage 台阶覆盖范围。随着先进制成精度越来越小,沉积还要涉及到台阶覆盖范围。按照业界的标准(也不是唯一标准),台阶覆盖范围低于70%为不良台阶覆盖。台阶覆盖范围在70%-80%为良好台阶覆盖。台阶覆盖范围在80%以上为非常好的台阶覆盖。根据现有的实验结果,温度和气体流量可以影响到台阶覆盖。下图为非常好的台阶覆盖。
Deposition rate,沉积速率。在薄膜沉积的过程中,沉积速率受加热器温度,气体流量,气体稀释,反应腔压强,空间等影响。以反应腔压强为例,压强增加带动了晶圆温度上升,这样导致了更高的沉积速率。
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