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1、PLASMA物質的第四態物質的第四態=等離子體等離子體=電漿電漿 什麼是電漿什麼是電漿(plasma)n n藉由外加的電場能量來促使氣體內的藉由外加的電場能量來促使氣體內的電子電子獲獲得得能量能量並加速撞擊不帶電並加速撞擊不帶電的中性粒子，由於的中性粒子，由於不帶電中性粒子受加速電子的撞擊後會產生不帶電中性粒子受加速電子的撞擊後會產生離子與另一帶能量的加速電子，這些被釋出離子與另一帶能量的加速電子，這些被釋出的電子，在經由電場加速與其他中性粒子碰的電子，在經由電場加速與其他中性粒子碰撞。如此反覆不斷，進而使氣體產生崩潰效撞。如此反覆不斷，進而使氣體產生崩潰效應應(gas breakdown)(
2、gas breakdown)，形成電漿狀態。，形成電漿狀態。n n電漿電漿的形成有點類似於原子彈爆炸機理的形成有點類似於原子彈爆炸機理.n nSputterSputter就是利用電漿原理來實現濺鍍的就是利用電漿原理來實現濺鍍的!電漿性質電漿性質 n n1.整體來說，電漿的內部是呈電中性的狀態，也就是帶負電粒子的密度與帶正電粒子的密度是相同的。n n2.電漿是由一群帶電粒子所組成，所以當有一部分受到外力作用時，遠處部份的電漿，乃至整群的電漿粒子都會受到影響，這叫做電漿的群體效應。n n3.具有良好的導電性和導熱性。物理成膜物理成膜(EVA VS SPUTTER)蒸鍍(EVA)&濺鍍(sputte
3、r)成镆等效形式成镆等效形式(EVA VS SPUTTER)1噴塗Substrate材料l2電鍍基質,底物(被鍍物)材料,原料陽極陰極3蒸鍍材料被鍍材料加热真空罩材料蒸汽4溅镀材料被鍍材料Plasma=等離子體濺鍍(Sputter)原理n n1.1.ArAr 氣體原子的解離氣體原子的解離Ar Ar Ar Ar+e e2.2.電子被加速至陽極，途中電子被加速至陽極，途中產生新產生新的的解離。解離。3.3.e e 撞擊中性撞擊中性ArAr原子形成原子形成ArAr+和和e e4.4.此過程不斷發生此過程不斷發生,也就是電漿也就是電漿的形成的形成n n3.Ar 3.Ar 離子離子被加速至陰極撞擊靶被加
4、速至陰極撞擊靶材，靶材粒子及二次電子被擊出，材，靶材粒子及二次電子被擊出，前者到達基板表面進行前者到達基板表面進行薄膜成長，薄膜成長，而後者被加速至陽極途中促成更而後者被加速至陽極途中促成更多的多的解離。解離。陽極陰極濺鍍(Sputter)工作要點真空泵浦抽真空1靶材形成負電壓3兗氬氣2離子沖擊靶材並把靶材原子從靶材中打飛出來6靶材原子打到被鍍材料上形成一層金屬溥漠也就是我們所說的電極7靶材=陰極被鍍材料=陽極Energy離子在電漿中移動5GasPlasma氬氣被電離成電漿4薄膜薄膜生成生成(Thin Film Deposition)n n對於我們來說對於我們來說,不管是蒸鍍還是賤不管是蒸鍍還
5、是賤鍍鍍,都很簡單都很簡單,就是給晶片鍍上一層就是給晶片鍍上一層鎳鎳/金或者鎳金或者鎳/銀銀,使我們的晶片經使我們的晶片經過適當的加工通電後能夠起振過適當的加工通電後能夠起振,並並輸出規格頻率輸出規格頻率,滿足客戶要求滿足客戶要求.n n而現在我們廠內有兩種鍍鏌原理而現在我們廠內有兩種鍍鏌原理的機器的機器 a)a)蒸鍍機台蒸鍍機台,也就是老式的機台也就是老式的機台.b)SPH-2500,b)SPH-2500,也就是濺鍍也就是濺鍍-sputteringsputtering機台機台此兩種機台的鍍鏌機理是完全不此兩種機台的鍍鏌機理是完全不一樣的兩種一樣的兩種,但是目的是一樣的但是目的是一樣的.物理氣
6、相沈積物理氣相沈積-PVD（Physical Vapor Deposition）n nPVD顧名思義是以物理机理來進行薄膜堆積而不涉及化學反應的製程技術，所謂物理機理工科是物質的”轉移”現象n n蒸鍍蒸鍍(Evaporation)n n濺鍍濺鍍(Sputtering)最常見的最常見的物理成膜製程物理成膜製程1蒸鍍蒸鍍材料被鍍材料加热真空罩材料蒸汽2溅鍍濺鍍材料被鍍材料Plasma=等離子體蒸鍍蒸鍍(Evaporation)蒸鍍材料被鍍材料加热真空罩蒸鍍蒸汽濺鍍濺鍍(Sputter)Showa SPH-2500濺鍍濺鍍製程技術製程技術的特點的特點n n成長速度快n n大面積且均勻度高n n附著性
7、佳可改變薄膜應力n n金屬或絕緣材料均可鍍製n n適合鍍製合金材料各種各種PVD法的比較法的比較 PVDPVD蒸鍍法蒸鍍法真空蒸鍍真空蒸鍍濺射蒸鍍濺射蒸鍍離子蒸鍍離子蒸鍍粒子生成機構粒子生成機構熱能熱能動能動能熱能熱能膜生成速率膜生成速率可提高可提高快快可提高可提高粒子粒子原子、離子原子、離子原子、離子原子、離子原子、離子原子、離子蒸鍍均勻性蒸鍍均勻性複雜形狀複雜形狀佳佳良好良好良好，但膜厚分佈不均良好，但膜厚分佈不均平面平面佳佳優優佳佳蒸鍍金屬蒸鍍金屬可可可可可可蒸鍍合金蒸鍍合金可可可可可可蒸鍍耐熱化合物蒸鍍耐熱化合物可可可可可可粒子能量粒子能量很低很低0.10.5eV0.10.5eV可提高
8、可提高1100eV1100eV可提高可提高1100Ev1100Ev惰性氣體離子衝擊惰性氣體離子衝擊通常不可以通常不可以可，或依形狀不可可，或依形狀不可可可表面與層間的混合表面與層間的混合通常無通常無可可可可加熱（外加熱）加熱（外加熱）可可通常無通常無可，或無可，或無蒸鍍速率蒸鍍速率1010-9-9m/secm/sec1.6712501.6712500.1716.70.1716.70.508330.50833蒸鍍蒸鍍&濺鍍濺鍍物理氣相沈積法之比較物理氣相沈積法之比較 性質性質沈積速率沈積速率大尺寸厚度控制大尺寸厚度控制精確成份控制精確成份控制可沈積材料之可沈積材料之選用選用整體製造成本整體製造成本方法方法蒸鍍蒸鍍(Evaporation)(Evaporation)慢慢可可佳佳多多佳佳濺鍍濺鍍(Sputter)(Sputter)佳佳佳佳佳佳多多佳佳蒸鍍與濺鍍製程蒸鍍與濺鍍製程產能與成本比較產能與成本比較(以惠明為例以惠明為例)n n濺鍍有效面積濺鍍有效面積 蒸鍍有效面積蒸鍍有效面積n n一般濺鍍產能一般濺鍍產能:40 40分鐘分鐘50pcs50pcsn n一般蒸鍍產能一般蒸鍍產能:30:30分鐘一爐分鐘一爐,可放可放10pcs10pcs治具治具表面的形核過程表面的形核過程