集成电路中的PVD技术路线——从long...
- 深圳涛哥V
- 2025-01-18 04:02:41
集成电路中的PVD技术路线——从long throw到IMP
早期PVD工艺，由于粒子（原子或离子）到wafer表面没有较好的方向性。contact顶部接触角比底部大，而且由于侧壁对底部的遮挡效应（shadow effect），顶部沉积的原子会比底部多，会在顶部形成严重的悬凸（over hang）。
随着制程的逐渐减小，overhang的问题变得日益严重。为了解决这个问题，业界实行了两种路线（图1），一种是通过增加准直器（collimator）的方式来过滤入射角度较大的粒子，来提高底部的覆盖率，二是通过增加腔体高度的方式，增加垂直入射到wafer表面的粒子量。
2000年的时候，Applied materials推出了新一代的PVD技术，它将其命名为SIP(TM) (self-ionized plasma) PVD (physical vapor deposition) technology，其新闻稿中这样写道：”SIP腔室的新磁控溅射系统增加了腔室中金属原子的电离，这为微小的几何结构形成比较好的台阶覆盖率提供了基础。新一代的腔体还配备了具有偏置电压和更优控温性能的静电吸盘，确保了出色的热控制和最小的薄膜 overhang。“
SIP腔体（图2）在long throw的基础上使用了非平衡式磁铁（unbalanced magnetic），进一步提高了腔体等离子体的密度，并且使用了ESC（静电吸盘），Pedestal上接了RF电源以产生自偏压（bias）吸引离子。
不同于SIP，另外一种改进方式称为IMP（ionized metal plasma，图3），除了在晶圆表面增加bias牵引离子，腔体还内置了RF线圈来提高金属的离化率。对于Ti而言，IMP的离化率可以提高至40%~60%，其入射角分布最为集中（图4）。
以上是对集成电路中PVD腔体发展的简要概述，如今的PVD技术发展也已远超三言两语可以讨论清楚的范围。对于Ti来说，IMP可以将其离化率提高至40%，而对于Cu的离化率则要少的多，同时随着制程难度的不断提高以及先进封装中TSV技术的需求，PVD技术仍然在持续发展中。涨知识
早期PVD工艺，由于粒子（原子或离子）到wafer表面没有较好的方向性。contact顶部接触角比底部大，而且由于侧壁对底部的遮挡效应（shadow effect），顶部沉积的原子会比底部多，会在顶部形成严重的悬凸（over hang）。
随着制程的逐渐减小，overhang的问题变得日益严重。为了解决这个问题，业界实行了两种路线（图1），一种是通过增加准直器（collimator）的方式来过滤入射角度较大的粒子，来提高底部的覆盖率，二是通过增加腔体高度的方式，增加垂直入射到wafer表面的粒子量。
2000年的时候，Applied materials推出了新一代的PVD技术，它将其命名为SIP(TM) (self-ionized plasma) PVD (physical vapor deposition) technology，其新闻稿中这样写道：”SIP腔室的新磁控溅射系统增加了腔室中金属原子的电离，这为微小的几何结构形成比较好的台阶覆盖率提供了基础。新一代的腔体还配备了具有偏置电压和更优控温性能的静电吸盘，确保了出色的热控制和最小的薄膜 overhang。“
SIP腔体（图2）在long throw的基础上使用了非平衡式磁铁（unbalanced magnetic），进一步提高了腔体等离子体的密度，并且使用了ESC（静电吸盘），Pedestal上接了RF电源以产生自偏压（bias）吸引离子。
不同于SIP，另外一种改进方式称为IMP（ionized metal plasma，图3），除了在晶圆表面增加bias牵引离子，腔体还内置了RF线圈来提高金属的离化率。对于Ti而言，IMP的离化率可以提高至40%~60%，其入射角分布最为集中（图4）。
以上是对集成电路中PVD腔体发展的简要概述，如今的PVD技术发展也已远超三言两语可以讨论清楚的范围。对于Ti来说，IMP可以将其离化率提高至40%，而对于Cu的离化率则要少的多，同时随着制程难度的不断提高以及先进封装中TSV技术的需求，PVD技术仍然在持续发展中。涨知识
