Kalınlık Biriktirme Üniformite
giriiş
Magnetron püskürtme kaplama, geniş alan biriktirmede yaygın olarak uygulanır ve ince film kalınlığı tekdüzeliği, biriktirme oranı, hedef malzemenin kullanım oranı ve kaplama endüstrisindeki diğer problemlere büyük önem verilir.
İster yarı iletken bir çipi koruyucu bir ince filmle kaplayın, ister bir gözlük camına yansıma önleyici kaplama uygulayın, proses mühendislerinin performans gereksinimlerini karşılamak için belirli kalınlık özelliklerine ulaşması gerekir. Film kalınlığı kadar eşit derecede önemli olan, kalınlığın homojenliğidir.
VPI kaplayıcı Modeli için Test Raporu: SD-900M
Sağ Yan Resim
Performans Spesifikasyonları için Tekdüzeliğe Ulaşma
Uygun kalınlık dağılımı sağlanmadan, spesifikasyonların tam olarak karşılandığından emin olmak zor olabilir. Kaplama, alt tabakanın belirli alanlarında kalınlık gereksinimlerini karşılayabilir, ancak eşit şekilde uygulanmadığı takdirde, diğer alanlar çok kalın veya çok ince olacak ve performans gereksinimlerini karşılamayabilir. Örneğin, geniş alanlı bir yansıma önleyici kaplama, alt tabaka üzerinde farklı noktalarda farklı yansıtıcılığa sahip olacak ve bu da muhtemelen genel performans üzerinde bir etkiye sahip olacaktır.
Biriktirme yönteminden bağımsız olarak herhangi bir uygulamada performans özelliklerini karşılamak için biriktirme tekdüzeliği gereklidir. Çok ince bir film kaplamaya ihtiyaç duyabilirsiniz ve bazı bölgelerde biraz fazla kalın olması performansı olumsuz etkileyebilir. Ve bazı alt tabakalar, basamaklar ve yollar gibi karmaşık topografyaya sahiptir, ancak yine de istenmeyen çatlakları ve olası cihaz arızalarını önlemek için eşit dağılım gerektirir. Kalınlık tekdüzeliği, bir ayna görüntüsünün bozulması kadar önemsiz etkilerden, aşınma ve bozulmaya karşı uygun şekilde güçlendirilmemiş bir kalça protezinin yaşamı değiştiren etkilerine kadar anahtardır.
Performansın Ötesinde Avantajlar
Ancak süreç mühendislerinin tek kaygısı performans değildir. Tekrarlanabilirlik ve verim oranları gibi tekdüzeliğin sağlanması diğer üretim faktörlerine de yardımcı olur. Film kalınlığı tekdüzeliği, spesifikasyonların karşılandığına ve üründen ürüne kalınlıkta dalgalanma olmayacağına dair güven sağlar. Tekdüzelik sağlayan bir yöntem veya makine kullanıyorsanız, işlemin yüksek verim sağlayacağından emin olabilirsiniz.
Bununla birlikte, tekdüze, tekrarlanabilir kalınlık dağılımları elde etmek, uygulanabilir bir süreci garanti etmek için yeterli değildir. Maliyet ve çalışma süresi de dikkate alınmalıdır. İyi tasarlanmış bir ürün, malzeme israfını en aza indirirken tekrarlanabilir, tekdüze filmler sağlayacaktır.
İnce film kalınlığı homojenliği, her uygulamada biriktirme işlemi için önemlidir. Performans sonuçlarından üretim verimlerine ve maliyetlerine kadar çok çeşitli spesifikasyonları etkileyebilir. Veriminizi ve tekrarlanabilirliğinizi hedefte tutarak ve optimum performansın karşılanmasını sağlayarak toplam sahip olma maliyetinizi düşürürsünüz.
Biriktirme Performansını Belirleyen Faktörler
İnce malzeme katmanlarını (veya filmi) bir substrat üzerine biriktirmek için kullanılan bir işlem olan biriktirme, yarı iletkenler ve nanoteknoloji gibi endüstrilerde yaygın bir uygulamadır. İnce film biriktirme, yalıtkanlardan yarı iletkenlere ve metallere kadar çeşitli filmler sağlayabilen çeşitli teknolojilerle elde edilebilir. Filmler, ara katman dielektriklerinden ara bağlantılara kadar uzanan eşit derecede çeşitli rollere hizmet edebilir.
Biriktirme Oranı
Basitçe filmin ne kadar hızlı büyüdüğünün bir ölçüsü olan biriktirme hızı, tipik olarak kalınlık birimlerinin zamana bölünmesini kullanır. Aşındırmada olduğu gibi, uygulamalarla orantılı bir biriktirme hızı sağlayan bir teknoloji seçmek önemlidir. Örneğin, ince filmler için nispeten yavaş bir biriktirme hızı (tıpkı nispeten yavaş bir aşındırma hızının kullanıldığı ince filmlerin aşındırılmasında olduğu gibi) ve buna uygun olarak kalın filmler için hızlı bir biriktirme hızı kullanılacaktır. Fikir, kontrolü sürdürmek ve hız ihtiyacı ile film kalınlığının hassas kontrolü ihtiyacını dengelemektir. Ama tabii ki, film özellikleri ve proses koşulları arasında her zaman dengeler vardır. Daha hızlı işlemler genellikle tekdüzelik, stres veya yoğunluk gibi diğer film özelliklerini etkileyen veya sınırlayan daha yüksek güç, sıcaklıklar veya gaz akışları kullanır.
Biriktirme hızları birkaç on A/dak ile 10.000 A/dak arasında değişebilir. Kuvars kristal izleme ve optik girişim gibi çeşitli yöntemlerle film kalınlığı büyümesini gerçek zamanlı olarak izlemek için teknikler vardır.
tekdüzelik
Biriktirme homojenliği, bir substrat boyunca film tutarlılığının bir ölçüsüdür. Genellikle film kalınlığına atıfta bulunur, ancak kırılma indeksi gibi diğer film özelliklerine de atıfta bulunabilir. Bir gofret boyunca toplanan verilerin genellikle bir, iki veya üç sigma cinsinden ortalamadan sapmayı temsil eden bir standart sapma ile ortalaması alınır. Alternatif bir yaklaşım, ((maksimum değer – minimum değer)/2 x ortalama değerler) formülünü kullanmaktır. Kenetleme veya diğer kenar etkileri nedeniyle metrolojinin hariç tutulması gereken bir bölge belirlenmelidir.
Tekdüzeliği gereğinden fazla veya az belirtmekten kaçınmak için uygulamayı iyi anlamak faydalıdır. Geçit oksit veya kapasitör kalınlığı gibi cihazın çalışmasında doğrudan rol oynayan filmlerin, böyle olmayan filmlere göre daha sıkı bir tekdüzelik spesifikasyonuna ihtiyaç duyma olasılığı çok daha yüksektir. Tekdüzelik yalnızca cihaz performansında rol oynamakla kalmaz, aynı zamanda üretim açısından bakıldığında, diğer adımların zayıf tekdüzelikten etkilenebileceğini anlamak önemlidir. Tekdüzeliği zayıf olan bir film, filmin en kalın kısmına karşı en ince kısmının aşındırılması için geçen süreyi etkileyerek aşındırma adımlarını etkileyecektir.
Esneklik
Bir sistemin sahip olduğu yetenekler aralığı olan esneklik, hangi tür biriktirme sisteminin elde edileceğine karar vermede önemli bir faktör olabilir. Bu, belirli çözümlerin sıklıkla tercih edildiği endüstriyel uygulamalardan ziyade Ar-Ge ortamları için daha doğrudur. Biriktirilebilecek malzemeleri, substrat boyutlarını, sıcaklık aralıklarını, iyon akısını, biriktirme oranlarını, frekansları, son noktayı ve basınç çalışma rejimini anlamak, dikkate alınması gereken hususlardan sadece birkaçıdır. Esneklik aynı zamanda gelecek için planlamaya olanak sağlayan bir sistem kalitesidir. Ar-Ge'de öncelikler değişir ve bu değişiklikleri kaldırabilecek bir sisteme sahip olmakta fayda vardır. Bu değerlendirmelerin üzerine katmanlı bütçe gelir. Teknoloji seçeneklerinin türüne bağlı olarak, sistemlerin fiyatı önemli ölçüde değişebilir.
VPI kaplayıcı Modeli için Test Raporu:SD-900M
Sol Yan Resim
Adım Kapsamı
Substrat topografyasını kaplamak için bir biriktirme prosesi, adım kapsama veya doldurma kabiliyeti olarak nasıl tanımlanır. Adım kapsamı, özelliklerin yan duvarları veya tabanı boyunca biriken bir filmin, özellikleri olmayan açık alandaki biriken kalınlığa oranı olarak ölçülür. Örneğin, bir açmanın yan duvarı boyunca 0,1 um film bırakan ve açık alanda 0,15 um film bırakan bir özelliğin adım kapsamı %67'dir. Biriktirme mekanizması, adım kapsamının ve dolgunun belirlenmesinde önemli bir rol oynar. Buharlaşmalı biriktirme gibi bazı biriktirme teknolojilerinde, vakum basıncı çok düşüktür ve bırakılan malzemeler, biriktirme kaynağından görüş hattı yaklaşımıyla gelir. Diğer teknolojilerde, basınç önemli ölçüde daha yüksektir ve gaz fazı çarpışmaları nedeniyle malzeme yüzeye her açıdan ulaşır. Sıcaklık, özellik profili ve en boy oranı, adım kapsamı miktarını ve bir özelliği doldurma yeteneğini etkiler.
Filmin Özellikleri
Bir filmin özellikleri uygulamaya bağlıdır. Uygulama gereksinimlerini kabaca fotonik, optik, elektronik, mekanik veya kimyasal gibi kategorilere ayırabiliriz ve genellikle filmler birden fazla kategorideki gereksinimleri karşılamalıdır. Örneğin, Apple ürünlerinde yüzeyleri nem hasarından (kimyasal gereklilik) korumak için kullanılanlar gibi hidrofobik filmlerin de şeffaf (optik) olması gerekir. Bu nedenle, uygun filmi yerleştirmenin ilk adımı, uygulamayı ve film özelliklerinin uygulamadaki nihai performansı nasıl etkilediğini anlamaktır. Tüm uygulamalar için tüm film özelliklerini belirtmek gerekli değildir.
Proses Sıcaklığı
Film özellikleri proses sıcaklığından büyük ölçüde etkilenir. Bununla birlikte, uygulama, kullanılabilecek sıcaklığa sınırlar getirebilir. Örneğin, sıklıkla polimerik substratlar kullanan esnek elektroniklere olan son ilgi, bu polimerlerin erime noktası veya yeniden akış sıcaklığı ile sınırlıdır. Bazı bileşik yarı iletkenler, daha yüksek sıcaklıklarda bozulan omik kontaklarla sınırlıdır. Çeşitli biriktirme teknolojileri sınırlı sıcaklık aralıklarında en iyi şekilde çalışır.
üretkenlik
Üretkenlik, filmlerin kendisinden çok sistem performansı özelliklerine hitap eder. Güvenilirlik, kararlılık ve bakım gibi konuların ele alındığı yer burasıdır. Güvenilirlik, üretken çalışma süresiyle ölçülürken kararlılık, sistemin çalıştırmadan çalıştırmaya tekrar üretilebilirliğiyle ölçülür.
Biriktirme sistemleri kapalı sisteme malzeme eklediğinden, zamanla parçacık sayılarında artış olabilir. Temizlemenin ne zaman yapılması gerektiğini belirlemede denklemin bir parçası olarak uygulamanın parçacıklara duyarlılığı. Bu, temizleme arasındaki ortalama sürenin (MTBC) mümkün olduğu kadar uzun ve ortalama temizleme süresinin (MTTC) mümkün olduğunca kısa olmasının istendiği bir sistemin sürdürülebilirliğine yol açar. Biriktirme sistemleri için temizlik, PECVD sistemlerinde bulunan bir plazma temizliği kadar basit olabilir veya püskürtmeli biriktirme sistemlerinde olduğu gibi kalkanların yerinde temizliğe ihtiyaç duyduğu durumlarda daha karmaşık olabilir. Hızlı bir temizlik sonrası yeniden kalifikasyon ile hızlı, verimli bir temizlik döngüsü açıkça bir artıdır.
Zarar
Özellikler sürekli olarak küçüldükçe, genellikle işlem hasarına karşı daha hassas hale gelirler. Her biriktirme teknolojisi, üzerine bırakılan malzemeye zarar verme potansiyeline sahiptir. Ancak hasar basit bir konu değildir. Hasar mekanizmaları karmaşık olabileceğinden ve hasarın kendisi çok ince olabileceğinden, hasarı anlamak ve ölçmek oldukça zor olabilir. Hasar, iyon bombardımanı, kirlenme veya ultraviyole radyasyondan olabilir ve aynı anda birden fazla hasar kaynağı olabilir. Çoğu zaman gereklilik "hasar yok" şeklindedir, ancak tamamlanmış bir cihaz yapmak ve başka eserler ortaya çıkarmamak gibi uzun bir görev olmadan hasarın nasıl gözlemlenebileceğine dair çok az düşünce vardır. Ekipmanınızın ve malzemelerinizin kısıtlamalarını anlamak önemlidir. İhtiyaçlarınızı görüşmek üzere bir toplantı ayarlamak için bugün VPI ile iletişime geçin.
Kalınlık biriktirme tekdüzeliği hakkında daha fazla bilgi edinmek için VPI'nin Model SD-900M kaplayıcı için Test Raporuna bir göz atalım.
