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第二章 文獻探討

2.2 半導體製程簡介

2.2.11 CVD 反應器的類型

的要求是低介電質常數、無空洞間隙填充以及表面平坦化。由於鋁連線存在 的緣故,IMD 的沉積溫度大約是攝氏 400 度。

鈍化保護介電質層(Passivation Dielectric,PD):大部分的工廠都使 用塑膠封裝來減少 IC 晶片的後段成本,但塑膠對溼氣及可移動梨子而言並不 是很好的阻擋材料,ㄧ個在低溫成長且具有高介電質常數及高機械強度的良 好阻擋層是必要的。PECVD 氮化矽能滿足所有要求,密封住積體電路晶片,

以防止微小電路受到溼氣與移動離子所造成的化學損壞。它也能保護積體電 路晶片在測試與封裝期間免於受到機械性破壞。

介電質抗反射層鍍膜(Antireflective coating,ARC):用來降低從鋁與 多晶矽表面的高反射率以符合微影技術製程中的高解析度需求。

圖 2.15 LPCVD 反應器 資料來源:本研究整理

APCVD : APCVD 代 表 常 壓 化 學 氣 相 沉 積 法 (Atmospheric Pressure CVD),操作壓力在 760 Torr,如圖 2.16 所示,為 APCVD 反應器示意圖。

如圖 2.16 所示,APCVD 有三個區域,ㄧ個製程區域以及位於兩旁的氮 氣緩衝區(Buffer Zones)。兩旁的氮氣緩衝區的功用為利用氮氣幕將製程氣體 隔離以避免洩漏到空氣中,而加熱氣會將晶圓加熱,傳送帶會不斷地將晶元 傳送到製程區內。

源材料的化學氣體會在製程區內加熱的晶圓表面反應,而在晶圓的表面 形成ㄧ層薄膜,沉積後的晶圓就會被傳送帶移走。而當傳送帶通過製程區時,

壓力計

加熱線圈

晶圓

石英管

至幫浦

製程氣體 晶圓裝

載門

溫度

距離 中心區

本身也會被長上一層薄膜,因此就需要定期的清洗以保持穩定的製程環境。

APCVD 製程是由溫度、氣體流量與傳送帶速度所控制。

圖 2.16 LPCVD 反應器 資料來源:本研究整理

PECVD : PECVD 代 表 電 漿 增 強 型 化 學 氣 相 沉 積 法 (Plasma Enhance CVD),操作壓力通常在 1 至 10 Torr 之間,PECVD 的優點是所需的製程溫度 低,且沉積速率快。因為從電漿產生的自由基提供能量會使化學反應急速的 增加,所以 PECVD 就可以在相對的低溫達到較高的沉積速率。

如圖 2.17 所示,為 PECVD 反應器示意圖,PECVD 的另一個優點是可經 由射頻功率(RF power)來控制沉積薄膜的應力(Stree),卻不會對沉積速率造成 太大的影響,沉積製程主要是由氣體流量的大小所控制。

加熱器

N2 製程氣體 N2

晶圓

排氣口 傳送帶清 傳送帶

潔裝置

圖 2.17 PECVD 反應器 資料來源:本研究整理

如圖 2.18 所示,為晶圓上收縮型與伸張型應力定義的示意圖。

裸晶圓 薄膜沉積後

收縮型應力負曲率 伸張型應力正曲率 圖 2.18 收縮型與伸張型應力定義

資料來源:本研究整理

基片 基片

基片

製程氣體 RF 功率產生器

電漿 晶圓

製程反應室

加熱器

真空幫浦

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