半導体知識解説：PVD知識30問

01

ターゲットとは何ですか?

回答: PVD ​​では、ターゲットは膜を形成するために使用される金属材料です。

02

PVDプロセスの原理は何ですか?

回答: ターゲットとウエハ間の電位差が高いことに加え、プロセスガス Ar が高段差下で Ar に解離し、Ar が電界により積極的に引き寄せられてターゲットに衝突するため、ターゲットによって生成された金属粒子が重力によってウェーハに落下して膜を形成する、このプロセスが PVD ​​です

.

03

一般的な半導体の金属線の材質は何ですか？

答え：タングステン線（W）/アルミ線（Al）/銅線(銅)。

04

PVDではどのような金属膜が得られますか?

答え：アルミニウム（AL）、チタン（Ti）、窒化チタン（TiN）、コバルト（Co）。一般に、ウェーハが PVD ​​装置に入るときは、チタン/窒化チタン/アルミニウム/チタン/窒化チタンでメッキする必要があります。 5層金属、コバルトはシリサイドとして機能します。

05

チタン（Ti）の機能とは何ですか？

回答: 金属接触抵抗を低減します。

06

窒化チタン（TiN）の機能は何ですか?

回答: (1) 拡散バリア層として、アルミニウムと酸化シリコンの間の拡散をブロックします。 （２）密着層としてのタングステンと酸化ケイ素は密着性が悪く、両者の間に窒化チタンを添加することで密着性を高めることができる。 (3) マイクロイメージングプロセスで高解像度を達成するには、ARC 層として、アルミニウムからの高い反射率を低減する反射防止層が必要です。TINチャンバープロセスが発生するコンテナです。

07

チャンバーが一定期間スタンバイになった後、なぜダミーを行う必要があるのでしょうか?

回答: チャンバーが一定時間待機すると、チャンバーの状態 (真空、温度) がわずかに変化します。ダミーを行わないと、製品の最初の数個が影響を受けます。一般に、プロセスエンジニアは実際の状態に応じて待機時間ルールを策定し、その後、製造オペレータはストールをチャンバーコーティングに投入します（そのレシピは製品のレシピに似ています）。 DUMMY終了後はチャンバーの状態が正常に戻りますので、安心して生産が可能です。

08

アルミニウムターゲットに少量の銅を添加する必要があるのはなぜですか?

回答: 電流がアルミニウム金属層内を移動すると、アルミニウム原子が粒子界面に沿って移動します。この現象が鋭すぎる場合、金属線の断線を引き起こします。少量の銅を添加すると、アルミニウム線の破損を防ぐことができます。壊れる。

09

銅を添加するとアルミニウムのスパイクを防ぐことができるのに、なぜ 0.5% だけを添加するのでしょうか?

回答: 銅が多すぎると、エッチングが困難になります (塩化銅は揮発性ではありません)。

10

なぜ PVD ​​ターゲットを冷却する必要があるのですか?

回答: ターゲットの表面温度が高すぎると、蒸発現象が発生し、金属膜の品質が不安定になりますので避けてください。

11

機械に冷却水を使用する必要があるのに、なぜ水の純度を管理する必要があるのでしょうか?

A: スケーリングや絶縁を防止します。

12

なぜプロセスガスラインを加熱する必要があるのですか?

回答: プロセスに影響を与えるプロセスガスが凝縮して液体になるのを防ぎます。

13

PMとは何ですか?なぜツールに PM が必要なのでしょうか?

回答：PMとは予防保全のことであり、機械の性能の安定性を維持し、工程歩留まりの低下を防ぐために、機械の対応する部品（予備品）をサイクルに応じて保守や交換の措置を講じることです。 、機械と部品の寿命を延ばします。

スケジュールに従って、月次保守、四半期保守、年次保守に分けることができます。

ウエハ枚数に応じて数量確保となります。

14

エンジニアはなぜ PM を行うときにヒーターを適切な温度まで冷却する必要があるのでしょうか?

A: エンジニアと機械の安全のためです。

15

エンジニアが PM を行うときにチャンバーをベークアウトする必要があるのはなぜですか?

A: ガスを排出するため、不純なガスがフィルム内に侵入してプロセスに影響を与えないように注意してください。

16

PVD と W-CVD は IC 製造においてどのような役割を果たしますか?

A: アルミニウムとタングステンは金属層であり、デバイスとパッケージを接続するワイヤはそれらの間に経路を形成し、電流が妨げられずに流れることができます。

17

ベイクアウトとは何ですか？

回答: エンジニアが PM を行うとき、チャンバーが開かれると、チャンバーの内部は大気にさらされ、エンジニアが PM を終了するとき、ベークアウトを実行し、チャンバーを加熱し、水分子を追い出す必要があります。内部に付着したその他のガスを除去し、真空度を高めます。

18

PVDプロセスで使用されるガスは何ですか?

答え: N2 対 Ar。 

19

PVD プロセスにおける N2 と Ar の目的は何ですか?

回答: Ar が電子によってイオン化された後、ターゲットとなる弾丸がターゲットに命中し、ウェーハ上のターゲットの原子をノックダウンします。N2 の目的は、ターゲットの表面原子を窒化することです。

20

PVD スパッタリングのガス源として Ar を使用するのはなぜですか?

答え: (1) 鈍いガスなので、化学変化しにくい。 (2) 質量が重い（AMU 40）ため、飛散効果が良好です。 (3) 価格が安い。

21

PVDのプロセス圧力はどれくらいですか?

A: 2~20mTorr。

22

PVD測定機プロジェクト：なぜ？

A: 反射率、厚さ、抵抗シート、粒子、均一性。

23

機械が漏れ検出にヘリウムを使用するのはなぜですか?

答え: (1) 大気中のヘリウムの量は非常に少ないため、計算を誤らないようにしてください。 (2) ヘリウムは透過性が強く、漏れを発見しやすい。 (3) ヘリウムは鈍ガスであり、汚染や腐食を引き起こしにくいです。

24.PVD プロセスでは、コーティング前に元の酸化層を除去する必要があるのはなぜですか?

Ａ：金属層間の抵抗が大きくなりすぎず、フィルムと基板との密着性を高めるために、元々の酸化層を予め除去しておきます。

25. PVD ​​はなぜ DC 電源を使用するのですか?

回答: DC 電源を使用し、一定量のアルゴン (Ar ガス) と結合すると、真空チャンバー内にプラズマ (プラズマ) が形成されます。イオンメタル内のイオンがターゲットに衝突し、ターゲットの原子がウェーハ上でノックダウンされ、金属膜が形成されます。

26.なぜ機械には冷却水が必要なのでしょうか?

回答: 温度が高くなりすぎて機械に損傷を与えないように温度を制御してください。

27.プロセスキットとは何ですか?

回答: チャンバー内にシールドが形成されており、コーティングによりチャンバー内でのコーティングのメッキが防止され、PM のたびに取り外して洗浄または交換することができます。0020-40946 クランプ リング、8 インチ SNNF、AL,0020-27113 クランプ リング 6 SMF TI,0020-24896 カバー リング 6 インチ SST 101 AL,0020-28205 6" TI カバー リング,0021-35946 エッジ リング、TXZ、200MM、SNNFプロセスキットのすべての金属部品です。0200-00221 インシュレータークォーツ、8'そして0200-00218 カバートップ クォーツ 8 インチ PCIIプロセスキットの石英部品です。

28.粗引き真空ポンプはなぜ油式ではなく乾式を使うのですか？

回答: 機械へのオイルの逆流を防ぎます。

29

PVD には何台の真空ポンプが使用されますか?

A: 粗真空の場合は大気圧から 5 mTorr まで真空引きされ、高真空の場合はクライオ ポンプで 5 mTorr から 10E-9 Torr まで真空引きされます。

30 30PVD プロセスで高真空を得るにはどうすればよいですか?

A: 高真空ポンプを使用してください。