PVD (physische Dampfabscheidung) Vorbehandlungs -Degas -Prozess (wie viel wissen Sie über diese verborgenen Wissenspunkte?))

PVD (physische Dampfabscheidung) Vorbehandlungs -Degas -Prozess (wie viel wissen Sie über diese verborgenen Wissenspunkte?))

DEGAS (Entgasung/Backen) im PVD -Prozess (physikalischer Dampfabscheidung) ist ein kritischer Vorbehandlungsschritt, dessen Hauptzweck darin besteht, flüchtige Verunreinigungen (z. B. Wasserdampf) zu entfernen, die an der Oberfläche des Wafers und seines Innenraums adsorbiert werden. Dieser Schritt wird typischerweise durchgeführt, nachdem der Wafer in die Ablagerungskammer eingespeist wurde und bevor die Ablagerung des Films offiziell beginnt.

1 DMD (Dual-Mode DEGAS) Lampe

Strukturdiagramm

Warum ist Degas so wichtig?

1. Garantierter Filmadhäsion:

Wasserdampf, Kohlenwasserstoffe oder andere Verunreinigungen, die auf der Oberfläche des Wafers adsorbiert sind, können eine schwache Grenzschicht bilden, die die direkte Bindung abgelagerter Atome/Moleküle an die Substratoberfläche stark behindert. Das Entfernen dieser Gase ist eine Voraussetzung, um eine gute Bindung auf Membranbasis zu erhalten.
2. Filmreinheit verbessern:Restgase können während der Ablagerung in den Film eingeflasst werden und zu Verunreinigungen werden, was die chemische Reinheit des Films, die elektrischen Eigenschaften (wie Widerstand), optische Eigenschaften (wie Absorption, Brechungsindex) und mechanische Eigenschaften (wie Spannung, Härte) beeinflussen.

3. Verbesserung der Filmdichte und -struktur:Adsorbierte Gasmoleküle können die Migration und Diffusion abgelagerter Partikel beeinträchtigen und ihre Bildung dichter, gleichmäßiger Kornstrukturen behindern, was möglicherweise zu losen porösen Filmen oder Säulenkristallen führt.

4. Vakuum aufrechterhalten:Der Wafer ist eine der größten Gasquellen in der Ablagerungskammer. Ohne Entgasung füllt der Wafer weiterhin Gas, wenn die Kammer in ein hohes Vakuum gepumpt wird, wodurch sich der Vakuumspiegel der Kammer verschlechtert und es schwierig macht, die für das PVD -Verfahren erforderliche hohe Vakuumumgebung zu erreichen (normalerweise weniger als 10 ° C). Dies wirkt sich auf die Ablagerungsrate, die Partikelergie und die Filmqualität aus.
5. Verarbeitungsstabilität sicherstellen:Eine unzureichende Ausgasung führt zu einer inkonsistenten Ausgasung von Wafern in verschiedenen Chargen oder sogar in verschiedenen Positionen in derselben Charge, was zu Schwankungen der Filmleistung und -dicke führt.

6. Verhindern Sie spritzt und bogen:Bei PVD -Prozessen wie Sputtern, wenn sich eine große Menge Wasserdampf oder andere ionisierbare Gase auf der Oberfläche des Wafers befindet, ist es leicht, eine instabile Glühdleitung, das Spritzen oder sogar die destruktive Lichtbogenentladung bei hoher Leistung auszulösen, das Ziel und das Wafer zu beschädigen.
Ii.EntgasenVerfahren

0020-70376 Degas Chamber

Das Kernprinzip von DEGAS besteht darin, flüchtige Verunreinigungen auf der Oberfläche durch Erhitzen (Backen) des Wafers zu entfernen. Sein Hauptprozess ist wie folgt:

1. Waferplatzierung: Laden Sie den gereinigten Wafer auf die DEGAS -Kammer des PVD -Geräts;

2. Das inerte Gas AR wird durchlaufen, um die Kammer zu einem bestimmten Druck zu erreichen, und die Heiztemperatur der Lampe über dem Wafer ist im Allgemeinen auf etwa 300 Grad eingestellt (die Basis, an der der Wafer platziert wird, wird während des gesamten Prozesses bei 300 Grad gehalten).
3. Heizen und Backen: Heizen Sie das Substrat auf eine bestimmte Temperatur und halten Sie es für eine Weile. Diese Temperatur und Zeit sind Schlüsselparameter des DEGAS -Prozesses.

4. Evakuierung: Starten Sie den Vakuumpumpensatz und pumpen Sie die Kammer zu einem Basisvakuum (z. B. 10^⁻8 Torr oder weniger).

5. Entfernen Sie nach dem Erreichen des festgelegten Drucks den Wafer und legen Sie ihn in die vorrangige Kammer.

Abb.2 Temperaturänderungskurven von DMD BTM und Top

Abb.3 Kurve des DMD -Kammerdrucks

SchlüsselPRokessPArameter von Degas
1. Temperatur: Dies ist der wichtigste Parameter

Prinzip: Die Temperatur muss genügend Energie liefern, um die physikalische Adsorption (van der Waals -Kraft) und chemische Adsorptionsbindungen zwischen Gasmolekülen (insbesondere Wassermolekülen) und der Oberfläche des Wafers zu brechen und sogar die Diffusion und Entkommen von gelösten Gasen auf der oberflächlichen Oberfläche des Substrats zu fördern. Die Temperatur sollte jedoch nicht zu hoch sein, zu hoch wirkt sich die Metallschicht der Vorderschicht aus.
2. Zeit: eng mit der Temperatur verwandt

Prinzip: Die Zeit muss lang genug sein, damit die Wärme vollständig in das Substrat (insbesondere das dicke Substrat) geleitet werden kann, so dass das adsorbierte Gas genügend Zeit für Desorption und Diffus an die Oberfläche hat und von der Vakuumpumpe weggepumpt wird.

3. Vakuumspiegel

Basisvakuum: Vor dem Erwärmen sollte die Kammer ein ausreichend gutes Basisvakuum (z. B. <10^⁻8 Torr) erreichen, um die Störung des Hintergrundgass zu verringern und die Effizienz der Wärmeleitung zu verbessern (die Wärmekonvektion ist bei hohem Vakuum minimal, hauptsächlich durch Strahlung und Leitung).

 

0010-20351 6 Zoll DEGAS LAMP MODUL 350C PVD

Iv.Vergleich von DEGAS vs Plasma-Reinigung vor der Verringerung

DEGAS: Es löst hauptsächlich die physikalische Adsorption von Gasen (insbesondere Wasserdampf) und stützt sich auf thermische Energie, um den inneren Entgasungseffekt von Tiefenporen und komplexen Strukturen zu entfernen, was die Hauptmethode zur Entfernung interner adsorbierten Gases ist.

Plasmareinigung (PCXT/RPC -Prozess): Löst hauptsächlich die Verschmutzung und die Oxidschicht organischer Substanz auf der Oberfläche und stützt sich auf chemisch aktive Partikel und Ionenbombardierung. Es kann effektiv Kohlenwasserstoffschadstoffe und Oxide entfernen.

Kombination: Im PVD-Prozess wird DEGAS normalerweise zuerst verwendet und dann wird vor der Verringer in Kombination verwendet, um den besten Reinigungseffekt zu erzielen.

V. Schlussfolgerung

Der DEGAS -Prozess (Entgasung/Backen) bei der PVD -Vorbehandlung ist ein kritischer Schritt, um flüchtige Verunreinigungen, hauptsächlich Wasserdampf, adsorbiert auf der Oberfläche und im Inneren des Wafers durch Erhitzen in einer niedrigeren Vakuumumgebung, effektiv zu entfernen. Der zentrale Zweck besteht darin, die Adhäsion, Reinheit, Dichte und Gleichmäßigkeit des Films zu verbessern, den stabilen Abscheidungsprozess unter hohem Vakuum zu gewährleisten und schließlich Hochleistungs- und zuverlässige Filmbeschichtungen zu erhalten. Eine präzise Kontrolle der DEGAS -Temperatur, Zeit und Vakuumumgebung ist der Schlüssel zum Verarbeitungserfolg.