PVD (dépôt physique de vapeur) Processus de prétraitement degas (à quoi savez-vous sur ces points de connaissances cachés?))

PVD (dépôt physique de vapeur) Processus de prétraitement degas (à quoi savez-vous sur ces points de connaissances cachés?))

Degas (dégazage / cuisson) dans le processus PVD (dépôt physique de vapeur) est une étape de prétraitement critique dont le but principal est d'éliminer les contaminants volatils (par exemple, la vapeur d'eau) adsorbés à la surface de la plaquette et de son intérieur. Cette étape est généralement effectuée après que la tranche a été introduite dans la chambre de dépôt et avant que le dépôt du film ne commence officiellement.

Figure1 DMD (lampe Degas à double mode)

Diagramme structurel

Pourquoi Degas est-il si important?

1. Adhésion du film garanti:

La vapeur d'eau, les hydrocarbures ou d'autres contaminants adsorbés à la surface de la plaquette peut former une faible couche limite, qui entrave gravement la liaison directe des atomes / molécules déposés à la surface du substrat. L'élimination de ces gaz est une condition préalable à l'obtention d'une bonne liaison basée sur la membrane.
2. Améliorer la pureté du film:Les gaz résiduels peuvent être balayés dans le film pendant le dépôt et devenir des impuretés, affectant la pureté chimique du film, les propriétés électriques (telles que la résistivité), les propriétés optiques (telles que l'absorption, l'indice de réfraction) et les propriétés mécaniques (telles que la contrainte, la dureté).

3. Amélioration de la densité et de la structure du film:Les molécules de gaz adsorbées peuvent interférer avec la migration et la diffusion des particules déposées, entravant leur formation de structures de grains denses et uniformes, conduisant potentiellement à des films poreux en vrac ou à des cristaux coluns.

4. Maintenir le vide:La tranche est l'une des plus grandes sources de gaz de la chambre de dépôt. Sans dégâts, la tranche continuera de libérer du gaz lorsque la chambre est pompée à un vide élevé, détériorant le niveau de vide de la chambre et rendant difficile l'atteinte de l'environnement à vide élevé requis pour le processus PVD (généralement moins de 10⁻⁶ mbar). Cela affecte le taux de dépôt, l'énergie des particules et la qualité du film.
5. Assurer la stabilité du processus:Un pas insuffisant conduira à une sortie incohérente des plaquettes dans différents lots ou même à des positions différentes dans le même lot, entraînant des fluctuations des performances du film et de l'épaisseur.

6. Empêcher les éclaboussures et les arcs:Dans les processus PVD tels que la pulvérisation, s'il y a une grande quantité de vapeur d'eau ou d'autres gaz ionisables à la surface de la tranche, il est facile de déclencher une décharge de lueur instable, des éclaboussures ou même une décharge d'arc destructrice à haute puissance, en endommageant la cible et la plaquette.
IiDégazerProcessus

0020-70376 Chamber Degas

Le principe central de Degas est d'éliminer les contaminants volatils à la surface en chauffant (cuisson) la tranche. Son processus principal est le suivant:

1. Placement de la tranche: chargez la tranche nettoyée sur la chambre DEGAS du dispositif PVD;

2. Le gaz inerte AR est passé pour faire en sorte que la chambre atteigne une certaine pression, et la température de chauffage de la lampe au-dessus de la tranche est généralement réglée à environ 300 degrés (la base où la tranche est placée est maintenue à 300 degrés tout au long du processus).
3. Chauffer et cuire: chauffer le substrat à une température spécifique et le maintenir pendant un certain temps. Cette température et ce temps sont des paramètres clés du processus Degas.

4. Évacuation: Démarrez l'ensemble de pompe à vide et pompez la chambre à un vide de base (par exemple, 10 ^ ⁻8 Torr ou moins).

5. Après avoir atteint la pression réglée, retirez la tranche et placez-la dans la chambre pré-nettoyée.

Fig.2 Courbes de changement de température de DMD BTM et haut

Fig.3 Courbe de la pression de la chambre DMD

CléProcePArameters de Degas
1. Température: c'est le paramètre le plus important

Principe: La température doit fournir suffisamment d'énergie pour briser l'adsorption physique (Van der Waals Force) et les liaisons d'adsorption chimique entre les molécules de gaz (en particulier les molécules d'eau) et la surface de la tranche, et même favoriser la diffusion et l'évasion des gaz dissous sur la surface superficielle du substrat. Mais la température ne doit pas être trop élevée, trop élevée affectera la couche métallique de la couche avant.
2. Temps: étroitement lié à la température

Principe: Le temps doit être suffisamment long pour permettre à la chaleur d'être entièrement menée dans le substrat (en particulier le substrat épais), de sorte que le gaz adsorbé a suffisamment de temps pour désorption et diffuser à la surface et être pompé par la pompe à vide.

3. Niveau de vide

Vacuum de base: Avant de commencer le chauffage, la chambre doit obtenir un vide de base suffisamment bon (par exemple, <10 ^ ⁻8 Torr) pour réduire l'interférence du gaz de fond et améliorer l'efficacité de la conduction thermique (la convection thermique est minime à un vide élevé, principalement par rayonnement et conduction).

 

0010-20351 6 pouce module de lampe degas 350c PVD

Iv.Comparaison de Degas vs Nettoyage du plasma pré-nettoyant

Degas: Il résout principalement l'adsorption physique des gaz (en particulier la vapeur d'eau) et s'appuie sur l'énergie thermique pour éliminer l'effet de dégazage interne des pores profonds et des structures complexes, qui est la principale méthode pour éliminer les gaz adsorbés internes.

Nettoyage du plasma (processus PCXT / RPC): résout principalement la pollution de la matière organique et la couche d'oxyde à la surface, en s'appuyant sur des particules chimiquement actives et un bombardement ionique. Il peut éliminer efficacement les polluants et les oxydes d'hydrocarbures.

Combinaison: Dans le processus PVD, Degas est généralement utilisé d'abord, puis le pré-nettoyant est utilisé en combinaison pour obtenir le meilleur effet de nettoyage.

V. Conclusion

Le procédé Degas (dégazage / cuisson) dans le prétraitement PVD est une étape critique pour éliminer efficacement les contaminants volatils, principalement la vapeur d'eau, adsorbé à la surface et à l'intérieur de la tranche en le chauffant dans un environnement à vide inférieur. Son objectif principal est d'améliorer l'adhésion, la pureté, la densité et l'uniformité du film, d'assurer le processus de dépôt stable sous vide élevé et enfin d'obtenir des revêtements de films hautes et fiables. Un contrôle précis de l'environnement de température, de temps et de vide Degas est essentiel pour traiter le succès.