Keseragaman Deposisi Ketebalan
pengantar
Pelapisan magnetron sputtering diterapkan secara luas dalam pengendapan area yang luas, dan keseragaman ketebalan film tipis, rasio pengendapan, rasio pemanfaatan bahan target dan masalah lain dalam industri pelapisan mendapat perhatian besar.
Baik itu melapisi chip semikonduktor dengan film tipis pelindung atau menerapkan lapisan anti-reflektif pada lensa kacamata, teknisi proses harus mencapai spesifikasi ketebalan tertentu untuk memenuhi persyaratan kinerja. Sama pentingnya dengan ketebalan film itu sendiri adalah keseragaman ketebalan.
Laporan Uji untuk Model pelapis VPI: SD-900M
Gambar Samping Kanan
Mencapai Keseragaman untuk Spesifikasi Kinerja
Tanpa mencapai distribusi ketebalan yang tepat, akan sulit untuk memastikan bahwa spesifikasi akan terpenuhi sepenuhnya. Lapisan mungkin memenuhi persyaratan ketebalan pada area substrat tertentu, tetapi jika tidak diterapkan secara merata, area lain akan menjadi terlalu tebal atau terlalu tipis dan mungkin tidak memenuhi persyaratan kinerja. Misalnya, lapisan anti pantulan area besar akan memiliki reflektifitas yang berbeda pada titik yang berbeda pada substrat, yang kemungkinan akan berdampak pada kinerja keseluruhan.
Keseragaman pengendapan diperlukan untuk memenuhi spesifikasi kinerja dalam aplikasi apa pun, terlepas dari metode pengendapan. Anda mungkin memerlukan lapisan film yang sangat halus, dan jika terlalu tebal di area tertentu, ini dapat berdampak negatif pada kinerja. Dan beberapa substrat menampilkan topografi yang rumit, seperti step dan vias, tetapi masih memerlukan pemerataan untuk mencegah retakan yang tidak diinginkan dan kemungkinan kegagalan perangkat. Keseragaman ketebalan adalah kuncinya, mulai dari dampak sepele seperti distorsi gambar cermin hingga efek perubahan hidup dari penggantian pinggul yang tidak diperkuat dengan baik terhadap keausan dan degradasi.
Manfaat Di Luar Kinerja
Tetapi kinerja bukan satu-satunya perhatian para insinyur proses. Faktor produksi lainnya juga dibantu dengan mencapai keseragaman, seperti pengulangan dan tingkat hasil. Keseragaman ketebalan film memberikan keyakinan bahwa spesifikasi terpenuhi dan tidak akan ada fluktuasi ketebalan dari satu produk ke produk lainnya. Jika Anda menggunakan metode atau mesin yang memberikan keseragaman, Anda dapat yakin bahwa proses tersebut akan memberikan hasil yang tinggi.
Mencapai distribusi ketebalan yang seragam dan berulang, bagaimanapun, tidak cukup untuk menjamin proses yang layak. Biaya dan waktu aktif juga harus dipertimbangkan. Produk yang dirancang dengan baik akan menghasilkan film seragam yang dapat diulang sambil meminimalkan bahan yang terbuang.
Keseragaman ketebalan film tipis penting untuk proses pengendapan di setiap aplikasi. Ini dapat memengaruhi berbagai spesifikasi, mulai dari hasil kinerja hingga hasil produksi dan biaya. Anda akan menurunkan total biaya kepemilikan dengan mempertahankan hasil dan pengulangan sesuai target dan memastikan kinerja optimal terpenuhi.
Faktor-faktor yang Menentukan Kinerja Deposisi
Deposisi, proses yang digunakan untuk menyimpan lapisan tipis material (atau film) ke substrat, adalah praktik umum di industri seperti semikonduktor dan nanoteknologi. Deposisi film tipis dapat dicapai dengan berbagai teknologi yang dapat menyediakan film mulai dari isolator hingga semikonduktor hingga logam. Film-film tersebut dapat melayani peran yang sama beragamnya mulai dari dielektrik interlayer hingga interkoneksi.
Tingkat Deposisi
Tingkat pengendapan, hanya ukuran seberapa cepat film tumbuh, biasanya menggunakan satuan ketebalan dibagi waktu. Seperti etsa, penting untuk memilih teknologi yang memberikan tingkat pengendapan yang sepadan dengan aplikasinya. Misalnya, seseorang akan menggunakan laju deposisi yang relatif lambat untuk film tipis (seperti pada etsa film tipis di mana seseorang menggunakan laju etsa yang relatif lambat) dan dengan demikian, laju deposisi cepat untuk film tebal. Idenya adalah untuk menjaga kontrol dan menyeimbangkan kebutuhan akan kecepatan dan kebutuhan akan kontrol ketebalan film yang tepat. Tapi tentu saja, selalu ada pertukaran antara properti film dan kondisi proses. Laju proses yang lebih cepat sering kali menggunakan daya, suhu, atau aliran gas yang lebih tinggi yang memengaruhi atau membatasi karakteristik film lainnya seperti keseragaman, tegangan, atau densitas.
Tingkat deposisi dapat berkisar dari beberapa puluh A/mnt hingga 10.000 A/mnt. Ada teknik untuk memantau pertumbuhan ketebalan film secara real time dengan berbagai metode seperti pemantauan kristal kuarsa dan interferensi optik.
Keseragaman
Keseragaman deposisi adalah ukuran konsistensi film di seluruh substrat. Biasanya mengacu pada ketebalan film tetapi juga dapat mengacu pada properti film lainnya seperti indeks bias. Data yang dikumpulkan melintasi wafer biasanya dirata-ratakan dengan standar deviasi yang mewakili deviasi dari rata-rata dalam satu, dua atau tiga sigma. Pendekatan alternatif adalah dengan menggunakan rumus ((nilai maksimum – nilai minimum)/2 x nilai rata-rata). Seseorang harus ingat untuk mengidentifikasi zona di mana metrologi harus dikecualikan karena penjepitan atau efek tepi lainnya.
Sangat berguna untuk memiliki pemahaman yang baik tentang aplikasi untuk menghindari keseragaman yang terlalu banyak atau terlalu sedikit. Film yang memainkan peran langsung dalam operasi perangkat seperti oksida gerbang atau ketebalan kapasitor, jauh lebih membutuhkan spesifikasi keseragaman yang lebih ketat daripada film yang tidak. Keseragaman tidak hanya berperan dalam kinerja perangkat, tetapi dari perspektif manufaktur, penting untuk menyadari bahwa langkah-langkah lain dapat dipengaruhi oleh keseragaman yang buruk. Film dengan keseragaman yang buruk akan memengaruhi langkah etsa dengan memengaruhi waktu yang diperlukan untuk mengetsa bagian tertipis dari film versus yang paling tebal.
Fleksibilitas
Fleksibilitas, kisaran kemampuan yang dimiliki suatu sistem, mungkin merupakan faktor penting dalam membuat keputusan tentang jenis sistem pengendapan yang akan diperoleh. Ini lebih benar untuk lingkungan Litbang daripada aplikasi industri di mana solusi spesifik sering lebih disukai. Memahami bahan yang dapat diendapkan, ukuran substrat, rentang temperatur, fluks ion, laju deposisi, frekuensi, titik akhir, dan rezim operasi tekanan hanyalah beberapa pertimbangan. Fleksibilitas juga merupakan kualitas sistem yang memungkinkan perencanaan untuk masa depan. Dalam R&D, prioritas berubah dan berguna untuk memiliki sistem yang dapat menangani perubahan tersebut. Berlapis di atas pertimbangan ini adalah anggaran. Bergantung pada jenis opsi teknologi, harga sistem dapat bervariasi secara signifikan.
Laporan Uji untuk Model pelapis VPI:SD-900M
Gambar Samping Kiri
Cakupan Langkah
Bagaimana proses pengendapan untuk menutupi topografi substrat digambarkan sebagai cakupan langkah atau kemampuan mengisi. Cakupan langkah diukur sebagai rasio dari film yang diendapkan sepanjang fitur dinding samping atau dasar dengan ketebalan yang diendapkan di area terbuka tanpa fitur. Sebagai contoh, fitur yang memiliki 0,1 um lapisan film yang diendapkan di sepanjang dinding samping parit dan memiliki 0,15 um lapisan film di area terbuka, memiliki cakupan langkah sebesar 67%. Mekanisme pengendapan memainkan peran penting dalam menentukan cakupan langkah dan isi. Dalam beberapa teknologi pengendapan seperti pengendapan evaporatif, tekanan vakum sangat rendah dan bahan pengendapan tiba dengan pendekatan saling berhadapan dari sumber pengendapan. Dalam teknologi lain, tekanannya jauh lebih tinggi dan karena tumbukan fase gas, material tiba di permukaan dari semua sudut. Suhu, profil fitur, dan rasio aspek semuanya memengaruhi jumlah cakupan langkah dan kemampuan untuk mengisi fitur.
Karakteristik Film
Properti film bergantung pada aplikasinya. Kami secara kasar dapat mengelompokkan persyaratan aplikasi ke dalam kategori seperti fotonik, optik, elektronik, mekanik, atau kimia dan seringkali film harus memenuhi persyaratan di lebih dari satu kategori. Misalnya, film hidrofobik seperti yang digunakan pada produk Apple untuk melindungi permukaan dari kerusakan akibat kelembapan (persyaratan bahan kimia) juga harus transparan (optik). Jadi, langkah pertama untuk menyetorkan film yang sesuai adalah memahami aplikasinya dan bagaimana properti film mempengaruhi performa akhir dalam aplikasi. Tidak perlu menentukan semua properti film untuk semua aplikasi.
Suhu Proses
Properti film sangat dipengaruhi oleh suhu proses. Namun, aplikasi tersebut dapat memberikan batasan suhu yang dapat digunakan. Misalnya, minat baru-baru ini pada elektronik fleksibel yang sering menggunakan substrat polimerik, dibatasi oleh titik leleh atau suhu reflow dari polimer tersebut. Beberapa semikonduktor majemuk dibatasi oleh kontak ohmik yang terdegradasi pada suhu yang lebih tinggi. Berbagai teknologi pengendapan beroperasi paling baik dalam rentang suhu terbatas.
Produktifitas
Produktivitas membahas aspek kinerja sistem daripada film itu sendiri. Di sinilah orang mempertimbangkan masalah seperti keandalan, stabilitas, dan pemeliharaan. Keandalan diukur dengan waktu aktif produktif sementara stabilitas diukur dengan reproduktifitas run-to-run sistem.
Karena sistem pengendapan menambahkan material ke sistem tertutup, seiring waktu dapat terjadi peningkatan jumlah partikel. Sensitivitas aplikasi terhadap partikel sebagai salah satu bagian dari persamaan dalam menentukan kapan pembersihan harus dilakukan. Hal ini mengarah pada pemeliharaan sistem di mana diinginkan untuk memiliki waktu rata-rata-antara-pembersihan (MTBC) selama mungkin dan waktu sesingkat mungkin untuk waktu rata-rata-ke-bersih (MTTC). Pembersihan untuk sistem pengendapan mungkin sesederhana pembersihan plasma seperti yang ditemukan dalam sistem PECVD atau lebih rumit di mana pelindung memerlukan pembersihan ex situ seperti dalam sistem pengendapan sputter. Siklus pembersihan yang cepat dan efisien dengan kualifikasi ulang pasca-pembersihan yang cepat jelas merupakan nilai tambah.
Kerusakan
Karena fitur terus menjadi lebih kecil, mereka umumnya menjadi lebih sensitif terhadap kerusakan proses. Setiap teknologi pengendapan berpotensi menimbulkan kerusakan pada material yang diendapkan. Namun, kerusakan bukanlah topik yang sederhana. Memahami dan mengukur kerusakan bisa sangat menantang karena mekanisme kerusakan mungkin rumit dan kerusakan itu sendiri sangat halus. Kerusakan mungkin dari pemboman ion, kontaminasi, atau radiasi ultraviolet dan mungkin ada beberapa sumber kerusakan sekaligus. Seringkali persyaratannya adalah "tidak ada kerusakan" tetapi ada sedikit pemikiran tentang bagaimana kerusakan dapat diamati tanpa tugas yang panjang untuk membuat perangkat yang lengkap dan tidak memasukkan artefak lainnya. Sangat penting untuk memahami batasan peralatan dan material Anda. Hubungi VPI hari ini untuk mengatur pertemuan guna mendiskusikan kebutuhan Anda.
Mari kita lihat Laporan Uji untuk pelapis Model SD-900M VPI untuk menemukan lebih banyak tentang keseragaman pengendapan ketebalan.
