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sputter work.ppt

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    • 公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)SPUTTER SPUTTER 简介简介 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)Main contentÚ Sputter Sputter 在在ArrayArray的位置的位置Ú 溅射原理溅射原理Ú SMD-1200CX SMD-1200CX设备结构介绍设备结构介绍 Ú Sputter Sputter关键控制要素关键控制要素Ú Sputter Sputter常见不良及对策常见不良及对策 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)沉积沉积清洗清洗PRPR涂附涂附曝光曝光显影显影刻蚀刻蚀PRPR剥离剥离检查检查Wet EtchWet EtchDry EtchDry EtchSputter 在在Array的位置的位置---Array ---Array 工艺流程工艺流程 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)Sputter 在在Array的位置的位置---Array 工艺流程工艺流程 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传) 溅射原理溅射原理SputterSputter:通过:通过RF PowerRF Power或或DC DC PowerPower形成的形成的PlasmaPlasma内的具有高能内的具有高能量的量的Gas IonGas Ion,其撞击,其撞击TargetTarget表面表面, ,把靶材粒子从把靶材粒子从TargetTarget表面撞击出来,并贴附到基表面撞击出来,并贴附到基板表面的工程板表面的工程. .2 2次电子:入射离子和靶材碰撞,产生次电子:入射离子和靶材碰撞,产生了部分了部分2 2次电子。

      次电子2 2次电子的能量足够次电子的能量足够高的时候,就能够与气体分子碰撞,高的时候,就能够与气体分子碰撞,并将气体分子电离,从而产生雪崩放并将气体分子电离,从而产生雪崩放电,维持电,维持PlasmaPlasma的存在溅射出来的粒子主要以原子团的方式存在,并飞落到玻璃基板上,形成薄膜溅射出来的粒子主要以原子团的方式存在,并飞落到玻璃基板上,形成薄膜 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)溅射原理溅射原理Ú1 1汤生放电汤生放电Townsend Townsend dischargedischargeÚ2 2正常辉光放电正常辉光放电Ú3 3异常辉光放电异常辉光放电Ú4 4弧光(弧光(ArcArc)放电)放电Ú等离子体等离子体PlasmaPlasma:汤生放电阶段后,气体会突然发生放电击穿这时气体开始具备了:汤生放电阶段后,气体会突然发生放电击穿这时气体开始具备了相当的导电能力,这样具备一定导电能力的气体即称为等离子体相当的导电能力,这样具备一定导电能力的气体即称为等离子体Ú正常辉光放电电流密度太小,不利于产生更多二次电子正常辉光放电电流密度太小,不利于产生更多二次电子。

      Ú异常辉光放电(异常辉光放电(glow discharge)glow discharge)是一般薄膜溅射常用的放电形式,因为它可以提供面是一般薄膜溅射常用的放电形式,因为它可以提供面积较大,分布较均匀的等离子体有利于实现大面积的均匀溅射和薄膜沉积积较大,分布较均匀的等离子体有利于实现大面积的均匀溅射和薄膜沉积ÚArcArc放电特点:小的,孤立的电弧放电斑点导致结果:放电特点:小的,孤立的电弧放电斑点导致结果:①①容易导致容易导致SplashSplash;;②②形成形成物质蒸发,成膜性能难以控制物质蒸发,成膜性能难以控制 Ú与以前的型号相比,与以前的型号相比,SMD-1200SMD-1200根据功率以及根据功率以及magnet barmagnet bar的面积计算出的功率密度更的面积计算出的功率密度更低,因此发生低,因此发生arcarc的可能性很低的可能性很低 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传) 溅射原理溅射原理适当的适当的p*dp*d乘积,气体最容易发生放电击穿乘积,气体最容易发生放电击穿Ú在气体成分和电极材料一定的条件下,由巴邢(在气体成分和电极材料一定的条件下,由巴邢(PaschenPaschen) )曲线可知曲线可知, , 起辉电压起辉电压V V 只与压强只与压强P P 、电极距、电极距d d 乘积有关,电压有最小值。

      压强太低或乘积有关,电压有最小值压强太低或d d太小,电子很容太小,电子很容易跨越电极间的空间,而没有与气体分子发生碰撞;易跨越电极间的空间,而没有与气体分子发生碰撞;V V 太大时,电子和气体分太大时,电子和气体分子间的碰撞过于频繁,电子获得的能量较低,不足以引起气体分子电离子间的碰撞过于频繁,电子获得的能量较低,不足以引起气体分子电离Ú大多数辉光放电溅射过程中,要求气体压强低,压强和间距乘积一般都在最小大多数辉光放电溅射过程中,要求气体压强低,压强和间距乘积一般都在最小值右边,故起辉电压较高值右边,故起辉电压较高击穿电压击穿电压P*d巴邢(巴邢(PaschenPaschen) )曲线曲线 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)溅射原理溅射原理 定义定义: :溅射阈值是指将靶材原子溅射出来所需的入射离子的最小能溅射阈值是指将靶材原子溅射出来所需的入射离子的最小能量值量值Ú 溅射阈值与入射粒子的质量无明显依赖关系溅射阈值与入射粒子的质量无明显依赖关系, ,主要是与靶材有关;主要是与靶材有关;Ú 溅射阈值随靶材原子序数的增加而减小溅射阈值随靶材原子序数的增加而减小; ;Ú 对于大多数金属来说,溅射阈值为对于大多数金属来说,溅射阈值为1010~~40ev40evÚSMD1200cx targetSMD1200cx target的利用率在的利用率在3030%左右。

      %左右 SputterSputter的入射粒子与的入射粒子与出射粒子的比率出射粒子的比率S=Ns/Ni,S=Ns/Ni,与入射粒子的动能有一定的关系,动能与入射粒子的动能有一定的关系,动能需要超过一定的值,同时又不能太大,太大会使需要超过一定的值,同时又不能太大,太大会使ArAr离子打到离子打到targettarget里面,并不能使里面,并不能使targettarget原子打出,而是产生热量,使表面原子打出,而是产生热量,使表面丘化,易发生丘化,易发生splashsplash动能太大,打出的原子成团或使表面热熔动能太大,打出的原子成团或使表面热熔溅射阈值溅射阈值 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传) 溅射原理溅射原理左图是左图是45keV45keV的的XeXe离子入射离子入射时几种物质的溅射产额与温时几种物质的溅射产额与温度的关系曲线:度的关系曲线:在一定温度范围内溅射产额在一定温度范围内溅射产额与温度关系不大,但当温度与温度关系不大,但当温度达到一定程度后溅射产额会达到一定程度后溅射产额会急剧增加急剧增加原因:温度升高,物质原子原因:温度升高,物质原子间结合力减弱,溅射阈值减间结合力减弱,溅射阈值减小小. .措施:措施:①①SP ChSP Ch加热;加热; ② ②控制温升,以免控制温升,以免TargetTarget与与Backing PlateBacking Plate的的粘接剂熔化粘接剂熔化. .溅射产额溅射产额 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)溅射原理溅射原理☆☆ 等离子体等离子体鞘层电位:占了电极间鞘层电位:占了电极间外加电压的绝大部分。

      它可以将外加电压的绝大部分它可以将PlasmaPlasma中离子加速,从而获得高能中离子加速,从而获得高能量,并将靶材原子撞击出来量,并将靶材原子撞击出来☆☆工业中通常采用工业中通常采用ArAr气作离子源气作离子源 1 1)使用)使用ArAr,溅射率大;,溅射率大; 2 2))ArAr是惰性气体,不活跃,稳是惰性气体,不活跃,稳定;定; 3 3))ArAr价格便宜;价格便宜; 4 4))ArAr容易得到高纯度的气体;容易得到高纯度的气体; 5 5)安全性能好安全性能好 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)溅射原理溅射原理靶材:为阴极,加直流负电压;靶材:为阴极,加直流负电压;玻璃支撑座(玻璃支撑座(Platen,Platen,腔体):为阳极,接地,相对靶材为正电压腔体):为阳极,接地,相对靶材为正电压 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)磁控溅射原理磁控溅射原理磁控溅射原理:磁控溅射原理:F=--q((E+νХB)) 电子速度电子速度V V与磁场强度与磁场强度B B存在一定夹角时,电子将受到洛仑兹力的作用,存在一定夹角时,电子将受到洛仑兹力的作用,在电场的作用下加速,在磁场作用下螺旋前进。

      在电场的作用下加速,在磁场作用下螺旋前进 而螺旋运动的存在增大了电子在两极之间的运动路径,提高了电子而螺旋运动的存在增大了电子在两极之间的运动路径,提高了电子的碰撞几率,从而低压起辉变为可能;而碰撞几率的增加使得的碰撞几率,从而低压起辉变为可能;而碰撞几率的增加使得PlasmaPlasma中中气体分子的电离程度增加,有利于提高产率气体分子的电离程度增加,有利于提高产率 根据上述公式,如果根据上述公式,如果E E与与B B垂直垂直,则有可能将,则有可能将TargetTarget表面的电子轨迹束表面的电子轨迹束缚在缚在TargetTarget附近,提高了电子碰撞和电离的几率,从而提高沉积速率附近,提高了电子碰撞和电离的几率,从而提高沉积速率 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)2 溅射原理溅射原理实际的做法是实际的做法是:将永久磁铁或电磁线:将永久磁铁或电磁线圈放在靶材后面,磁力线先穿出圈放在靶材后面,磁力线先穿出TargetTarget,然后变成与电场垂直,最后,然后变成与电场垂直,最后返回靶材表面返回靶材表面假设平行于假设平行于TargetTarget的磁场为的磁场为B B,垂直,垂直TargetTarget的电场为的电场为E E,则电子运动路径为:,则电子运动路径为: (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)磁控溅射具有以下的特点:磁控溅射具有以下的特点:优点:优点: 1 1)低压强;)低压强; 电子碰撞几率增高,在低压下就能起辉。

      电子碰撞几率增高,在低压下就能起辉 2 2)低电压,大电流;)低电压,大电流; 电子碰撞几率增加,在同样的气压电下,气体电离度高,提高电子碰撞几率增加,在同样的气压电下,气体电离度高,提高了靶电流密度,电压随之下降了靶电流密度,电压随之下降 3 3)沉积速率增加;)沉积速率增加; 磁铁的使用提高了等离子体浓度;在低气压下溅射原子被散射的磁铁的使用提高了等离子体浓度;在低气压下溅射原子被散射的几率也减小了几率也减小了磁控溅射原理磁控溅射原理 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传) 4 4)改善了膜层性能;)改善了膜层性能; 一方面低压溅射提高了膜的纯度;另一方面提高了溅射原子的能量,一方面低压溅射提高了膜的纯度;另一方面提高了溅射原子的能量,改善薄膜的质量改善薄膜的质量 5 5)基板受到电子轰击少,升温可控基板受到电子轰击少,升温可控缺点:缺点:TargetTarget消耗不均匀;消耗不均匀;膜层污染可能性增大膜层污染可能性增大磁控溅射原理磁控溅射原理一般溅射沉积的两个缺点一般溅射沉积的两个缺点: : • • 沉积速度较低(约沉积速度较低(约0.30.3μμm) m) • • 工作气压较高(工作气压较高(10Pa10Pa左右)以维持放左右)以维持放电电 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍BOEOTBOEOT的的sputtersputter设备共八台,设备共八台, ITO ITO三台(三台(2 2台单台单sputter chambersputter chamber,,1 1台是双台是双sputter chambersputter chamber,):,):ATSP06,07,08ATSP06,07,08 S/D S/D 两台(都是双两台(都是双sputtersputter,,X X式的)式的):ATSP04,05:ATSP04,05 gate gate三台(双三台(双sputter chambersputter chamber,,X3X3))ATSP01,02,03ATSP01,02,03 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍L chL chT0 chSp chSp chCathodeCathode (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍L1 chL2 chT0 chS3 ch/ C1(BO)CA32CA42S4 ch/ C2(BO) (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍 Indexer Indexer 主要由主要由Cassette StageCassette Stage、、ATM RobotATM Robot、、Interface Touching PanelInterface Touching Panel等四个结等四个结构组成。

      构组成Úက ကStageStage::用于存放用于存放CassetteCassette,,可以在可以在MGVMGV模式下或模式下或AGVAGV模式下进行模式下进行CassetteCassette的投入或的投入或搬出Úက ကATM RobotATM Robot::用于在用于在CassetteCassette和和L/UL ChamberL/UL Chamber之间进行玻璃基板的搬送,可以实现之间进行玻璃基板的搬送,可以实现在四个方向上的运动在四个方向上的运动Úက ကInterface Touching PanelInterface Touching Panel::对整个对整个Transfer SystemTransfer System进行控制的一个操作界面,进行控制的一个操作界面,通过这个界面可以进行一些简单的手动操作通过这个界面可以进行一些简单的手动操作( (Initialize, Sorting)Initialize, Sorting),,并可以查看并可以查看设备相应各个部分的工作状态等设备相应各个部分的工作状态等Úက ကGlass Map SensorGlass Map Sensor::对对CassetteCassette的每一个玻璃基板进行探测,确定其有无。

      的每一个玻璃基板进行探测,确定其有无Úက က其它:各种其它:各种Sensor (CassetteSensor (Cassette方向,方向,Cassette ID Cassette ID 读取)、读取)、ClampClamp等Indexer (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍 ATM RobotATM Robot上有上有Glass Edge Glass Edge Detect SensorDetect Sensor,,用于确定用于确定RobotRobot取取GlassGlass时时A A、、X X轴的位置轴的位置က ကVacuum PadVacuum Pad要定时更换,否则会要定时更换,否则会导致真空不良,导致导致真空不良,导致Glass Glass BrokenBrokenက က机械手背面有显示真空机械手背面有显示真空度的压力表,可以观察真空度的度的压力表,可以观察真空度的情况,如果发现真空不良,要及情况,如果发现真空不良,要及时更换时更换Vacuum PadVacuum Padက က对机械手在对机械手在L/ULL/UL中的位置,可以通过中的位置,可以通过Setting DataSetting Data进行坐标设定,把进行坐标设定,把GlassGlass放回放回CassetteCassette的位置,也的位置,也是通过坐标定位的。

      是通过坐标定位的က က机械手的上机械手的上下手臂分别用于从下手臂分别用于从CassetteCassette到到L/ULL/UL和从和从L/ULL/UL到到CassetteCassette的功能ATM Robot (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍L Chamber L Chamber 结构结构 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍Úက ကHeat PlateHeat Plate::玻璃基板从玻璃基板从CassetteCassette进入设备后,首先要在这里进行预进入设备后,首先要在这里进行预热,预热使用的是热,预热使用的是6464个红外灯个红外灯Úက ကCooling PlateCooling Plate::玻璃基板成膜后的玻璃基板成膜后的温度比较高,不可以直接进入低温温度比较高,不可以直接进入低温的的ATMATM环境中,所以要进行冷却环境中,所以要进行冷却Úက ကSubstrate (glass) Up / Down Substrate (glass) Up / Down Motor Motor ::有可以使有可以使Heat PlateHeat Plate升降升降和使和使Cooling PlateCooling Plate的的PinPin升降的升降的MotorMotor。

      Úက ကIsolation Valve :Isolation Valve :和和T0 ChamberT0 Chamber及及ATMATM之间都有之间都有Door ValveDoor Valve来实现来实现ATMATM和真空的分隔和真空的分隔Úက ကGas Inlet and Vacuum PortGas Inlet and Vacuum Port::连接连接PumpPump以及以及N2N2,,实现真空和大气之间实现真空和大气之间的转换及的转换及Leak Test PortLeak Test PortL chamber L chamber 的构成及作用的构成及作用 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍L chamber L chamber 的加热灯的加热灯 加热灯的控制:为了玻璃基板能够均匀受热,加热灯的控制:为了玻璃基板能够均匀受热,6464根加热灯分为供根加热灯分为供6 6组(组(6 6个个zonezone),通过),通过 PIDPID控制,对不同的控制,对不同的zonezone加以不同的电流,让整个加热区域温加以不同的电流,让整个加热区域温度分布均匀,有利于提高沉膜质量。

      度分布均匀,有利于提高沉膜质量 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍T0 ChamberT0 Chamber((也可称为也可称为Transfer ChamberTransfer Chamber ),),用于在设备内部各用于在设备内部各个个ChamberChamber之间传送之间传送SubstrateSubstrate它里面有一个两层的机械手,可它里面有一个两层的机械手,可以在以在x x轴轴﹑﹑θθ轴和轴和Z Z轴三个方向上进行运动其作用就是把轴三个方向上进行运动其作用就是把L/UL L/UL ChamberChamber中预热好的玻璃基板运送到中预热好的玻璃基板运送到Sputter Chamber Sputter Chamber 并把并把Sputter ChamberSputter Chamber中已经完成的玻璃基板送到中已经完成的玻璃基板送到L/UL ChamberL/UL ChamberT0 Chamber (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍T0 chamberT0 chamber构成:构成:Úက ကVacuum Robot :由于处于真空室中,因而不能对其使用真空吸力来抓住Glass,而需要在每个Arm上使用vacuum pad来防止Glass滑落,SD:27ea/arm(Kalrez Pad) , Gate: 51ea/arm(Viton Pad)。

      ÚကDoor Valve For Vacuum / Vacuum (T0/Sp ch):如果一个Sputter Chamber出现问题或者材料交换,通过Valve把它与T0 隔绝,使设备其它chamber可以继续工作Ú玻璃基板有无传感器:在各个Chamber的入口处,都有一对可以感知玻璃基板边缘的传感器,可以感知玻璃基板的有无以及是否发生破碎如果发生broken,则发出T0 robot sensor alarm.ÚLeak Test Port: 用于检漏ÚView Port:改装后,常用于Pyro test(检测玻璃基板温度) (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍Sputter ChamberSputter Chamber的主要构成有:的主要构成有:က ကPlatenPlaten:用来放玻璃基板:用来放玻璃基板((Gate Gate 有有2 2个个,SD,SD、、ITOITO为为1 1个)个)က ကCathodeCathode:: 包括包括Target Target 、、Shield Shield 、、Magnet BarMagnet Bar等构成部分(等构成部分(Gate Gate 有有2 2个,个, SDSD、、ITOITO为为1 1个)个) 。

      က ကMotor: Motor: 有有PlatePlate转动的转动的Motor Motor 、、Plate Plate 升降的升降的CylinderCylinder、、CathodeCathode开关的开关的Motor Motor 、、Magnetic BarMagnetic Bar运动的运动的MotorMotor等Sp Chamber是是SubstrateSubstrate最后进最后进行行depdep 的的ChamberChamber (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍Sputter ChamberSputter Chamber内部结构内部结构 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍Sp ChamberSp Chamber外部结构外部结构 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)设备结构及功能介绍设备结构及功能介绍ÚMagnetic Control MotorMagnetic Control Motor,,控制控制Magnetic BarMagnetic Bar即可以在即可以在X X轴方向轴方向运动进行运动进行ScanningScanning也可以在也可以在Z Z轴轴运动调节运动调节TMTM值。

      在量产时,值在量产时,GateGate的的Magnetic BarMagnetic Bar在在Z Z方向不运动,方向不运动,而是每次更换而是每次更换TargetTarget后后MonitoringMonitoring,,选择一个最佳的选择一个最佳的Z Z轴位置Úက ကSubstrate Up/Down MotorSubstrate Up/Down Motor用于用于S/CH Substrate L/ULS/CH Substrate L/UL时使用Úက ကCathode Up/Down MotorCathode Up/Down Motor用于用于TargetTarget、、MaskMask、、ShieldShield进行更换进行更换时,时,CathodeCathode的的OpenOpen和和CloseCloseSp ChamberSp Chamber外部结构外部结构 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)工艺参数:工艺参数:本本底底真真空空和和压压力力上上升升,,气气体体压压力力,,气气体体流流量量,,溅溅射射功功率率,,溅溅射射时时间间,,加热温度,加热温度,TMTM值,值,mask gap ,Targetmask gap ,Target纯度纯度Sputter关键控制要素关键控制要素质量控制:质量控制: Rs,, PI,,Thickness,,Stress (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)本底真空和压力上升本底真空和压力上升:: 本本底底真真空空((base base pressurepressure)),,它它指指的的是是在在没没有有工工艺艺气气体体通通入入,,同同时时冷冷凝凝泵泵开开启启足足够够长长的时间后所获得的腔体真空度。

      它是我们设备能够开始沉膜的前提的时间后所获得的腔体真空度它是我们设备能够开始沉膜的前提 本底真空的获得主要有两个步骤:本底真空的获得主要有两个步骤: 粗抽真空:通过粗抽真空:通过Dry PumpDry Pump来实现;来实现; 高真空:通过高真空:通过CryoCryo Pump Pump (冷凝泵)来实现冷凝泵)来实现 压力上升:指关闭冷凝泵,在一定的时间内(压力上升:指关闭冷凝泵,在一定的时间内(10min or 30min)10min or 30min),腔体的压力上升腔体的压力上升我们一般要求的本底真空和压力上升分别如下:我们一般要求的本底真空和压力上升分别如下: Sputter关键控制要素关键控制要素L L chchT0 T0 chchSp Sp chch 本底真空本底真空(Pa)(Pa)<<1.3E-31.3E-3<<5.0E-45.0E-4<<6.5E-56.5E-5压力上升压力上升(Pa*(Pa*㎥㎥/sec)/sec)<<1.3E-51.3E-5<<5.0E-45.0E-4<<1.3E-51.3E-5 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)气体压力和气体压力和气体流量气体流量 :: 气气体体压压力力指指的的是是在在沉沉膜膜时时sputter sputter chamberchamber和和T0 T0 chamberchamber的的压压力力。

      气气体体流流量指量指沉膜时通入的工艺气体流量沉膜时通入的工艺气体流量 Sp Sp chch: : 在在沉沉膜膜时时sputter sputter chamberchamber由由于于PlasmaPlasma的的形形成成,,ArAr+ + 离离子子不不停停产产生生,,ArAr持持续续消消耗耗,,因因此此需需要要持持续续向向SP SP chamberchamber中中通通入入适适当当流流量量的的ArAr气气在在ITO ITO depdep中中,,除除了了通通入入ArAr气气外外,,还还需需要要持持续续通通入入O2O2因因为为ITOITO靶靶材材为为氧氧化化物物靶靶,,受受到到PlasmaPlasma轰轰击击时时,,ITO ITO 靶靶材材容容易易产产生生分分解解通通入入O2O2,,可可以以提提高高O2O2分分压压,,从从而抑制而抑制ITOITO靶材的分解靶材的分解 T0 T0 chch: : 向向T0 T0 chch中中通通入入ArAr的的目目的的是是为为了了维维持持sp sp chch和和T0 T0 chch 间间的的压压力力差差每每当当sp sp chch和和T0 T0 chch 间间的的door door valvevalve打打开开的的时时候候,,就就需需要要向向T0 T0 chch中中通通入入适适量量的的ArAr。

      Sputter关键控制要素关键控制要素 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)气体压力控制:气体压力控制:PIG (PIG (PiraniPirani皮拉尼真空计皮拉尼真空计) ),,IG(IG(离子真空计离子真空计),),BaratronBaratron( (薄膜真薄膜真空计)空计) 气体流量控制:气体流量控制:MFCMFCBaratronBaratron( (薄膜真空计)薄膜真空计)MFCMFCSputter关键控制要素关键控制要素 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)溅射功率和溅射时间:溅射功率和溅射时间: 溅溅射射功功率率主主要要由由PinnaclePinnacle电电源源提提供供,,Pinnacle Pinnacle 电电源源为为直直流流源源针针对对不不同同的的工工艺艺可可以以设设定定不不同同的的溅溅射射功功率率预预溅溅射射的的时时候候,,采采用用Power Power stepstep的的方方式式,,逐逐步步增增大大溅溅射射功功率率,,降降低低靶靶材材ArcArc产产生生的的几几率率。

      镀镀膜膜的的时时候候,,采采用用恒恒功功率率溅溅射射一一定定时时间间时时,,如如果果溅溅射射功功率率越越大大,,沉膜效率就越高沉膜效率就越高 溅溅射射时时间间::溅溅射射时时间间可可以以在在reciperecipe中中任任意意设设定定但但是是考考虑虑到到金金属属膜膜溅溅射射后后的的应应力力都都比比较较大大,,因因此此溅溅射射时时间间不不宜宜太太长长目目前前溅溅射射时时间间最长的为最长的为120s120sSputter关键控制要素关键控制要素 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)加热温度:加热温度:玻玻璃璃基基板板的的加加热热对对薄薄膜膜性性能能有有着着十十分分明明显显的的影影响响,,适适宜宜的的温温度度可可以以显显著著提提高高薄薄膜膜附附着着力力,,改改善善薄薄膜膜的的电电学学和和力力学学性性能能玻玻璃璃基基板板的的加加热主要分为两个地方:热主要分为两个地方:L L chch heat plate heat plate加热:玻璃基板预热,用红外线加热灯加热加热:玻璃基板预热,用红外线加热灯加热Sp Sp chch Platen Platen加热:玻璃基板加热,用电阻加热丝加热。

      加热:玻璃基板加热,用电阻加热丝加热Sputter关键控制要素关键控制要素 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)GlassTargetBacking Plate共同板Magnet Bar TMTM值值对对溅溅射射的的影影响响非非常常大大,,而而随随着着TargetTarget的的使使用用,,TargetTarget会会变变薄薄,,从从而而使使TMTM值值变变小小,,这这时时往往往往表表现现为为RsRs均均匀匀性性变变差差这这就就要要求求Magnet Magnet BarBar在在Z Z轴轴上上随随着着TargetTarget的的使使用用量量而而进进行行相相应应的的调调整整刚刚换换完完靶靶材材后后,,TMTM值值比比较较小小,,当当靶靶材材消消耗耗到到一一定定程程度度后后,,需需要要适当调整适当调整TMTM值,从而改善值,从而改善RsRs均匀性 Sputter关键控制要素关键控制要素TMTM值:值:Target-Magnet Target-Magnet 间距离间距离 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)Ú不同靶材,需要采用不同的不同靶材,需要采用不同的Magnet Bar ;Magnet Bar ;ÚITOITO采用的是强磁石,采用的是强磁石,MetalMetal层采用的是弱磁石,主要是因为层采用的是弱磁石,主要是因为ITOITO不不能采用高功率的方式溅射,在高功率的情况下能采用高功率的方式溅射,在高功率的情况下ArAr+ +打击打击ITOITO靶材,靶材,使得使得ITOITO靶材靶材InOInO化,而氧化铟是绝缘的化,而氧化铟是绝缘的. .Magnet Bar: Magnet Bar: Sputter关键控制要素关键控制要素 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)Sputter关键控制要素关键控制要素mask gap:mask gap: 指的是指的是floating maskfloating mask和和susceptorsusceptor 间的距离。

      在间的距离在沉膜的时候,有下式成立:沉膜的时候,有下式成立: floating mask floating mask和玻璃基板间的距离和玻璃基板间的距离 = = mask gap-mask gap-玻璃基板厚度玻璃基板厚度 mask gap mask gap的大小显著影响着玻璃基板沉膜区域的大的大小显著影响着玻璃基板沉膜区域的大小,更为重要的是,它也严重影响着薄膜性能的分布小,更为重要的是,它也严重影响着薄膜性能的分布另外,如果另外,如果mask gapmask gap太小,还有可能导致太小,还有可能导致clampclamp将玻璃将玻璃压碎,从而压碎,从而glass brokenglass broken Mask GapMask Gap要求为要求为3.5mm-4.5mm3.5mm-4.5mm (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)ÚMaskMask作用是作阳极,作用是作阳极,TargetTarget作阴极 MaskMask设计成腔体是将设计成腔体是将PlasmaPlasma封锁在封锁在特定区域里。

      特定区域里Ú传统的是传统的是Mask+Substrate+Target,Mask+Substrate+Target,由于电荷累积和由于电荷累积和MaskMask接地或处于一定接地或处于一定电位,电位差较小,电位,电位差较小, PlasmaPlasma变形变形ÚFloating MaskFloating Mask主要是作用是产生悬浮电位,将主要是作用是产生悬浮电位,将PlasmaPlasma和和MaskMask之间集中区之间集中区向外引,使其均匀成膜向外引,使其均匀成膜Ú在在ITOITO中增加中增加MO BAR MO BAR 也是改变也是改变PlasmaPlasma形状,但降低了成膜效率和增加了形状,但降低了成膜效率和增加了成本 Sputter关键控制要素关键控制要素 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)Sputter关键控制要素关键控制要素质量控制:质量控制: Rs测量的是薄膜的电学性能,测量仪器为测量的是薄膜的电学性能,测量仪器为4探针设备(探针设备(4-probe)控制值为制值为Rs平均值(单位为方块电阻),均匀性平均值(单位为方块电阻),均匀性。

      PI是采用光学的方法测量薄膜上的是采用光学的方法测量薄膜上的defect,主要为,主要为dep中产生的中产生的particle数量,数量,Gate要求小于要求小于50ea,SD要求小于要求小于100ea,,ITO要求小于要求小于150ea. Thickness是采用机械的方法测量薄膜厚度,测量仪器为是采用机械的方法测量薄膜厚度,测量仪器为a-step设备它是检测非透明薄膜厚度的常用手段它是检测非透明薄膜厚度的常用手段Sputter所所dep的三层薄膜均可以用的三层薄膜均可以用a-step设备来测试另外,由于设备来测试另外,由于ITO为透明膜,它也可以用光学方法(为透明膜,它也可以用光学方法(K-mac)来测试 Stress测量的是薄膜应力,薄膜应力太大,容易引起玻璃基板弯曲乃测量的是薄膜应力,薄膜应力太大,容易引起玻璃基板弯曲乃至至broken质量控制中的质量控制中的Rs和和PI为经常测试项目,为经常测试项目,Thickness和和Stress为非经常测试为非经常测试项目 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)ÚDep 前前ParticleÚDep 后后ParticleÚGlass ChipÚScratchÚSplashÚRs 不良不良ÚDO((Data line Open)SputterSputter的常见不良及对策的常见不良及对策的常见不良及对策的常见不良及对策 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)ÚDepDep 前前Particle Particle ::SputterSputter的常见不良及对策的常见不良及对策的常见不良及对策的常见不良及对策Ú原因:原因: Pre CleanPre Clean没有清洗干净没有清洗干净;sputter ;sputter 腔体中太脏,有腔体中太脏,有ParticleParticle产生产生;SD lot ;SD lot 在在pre cleanpre clean后等待时间过长或进入了后等待时间过长或进入了stockerstocker。

      在后工序中常常发生在后工序中常常发生ITO OpenITO Open或或者者Data Open.Data Open.Ú对策:对策: 通知前工序重新通知前工序重新clean;clean; 打开打开SputterSputter腔体进行腔体进行CleanClean,重点为,重点为T0 T0 chch 和和L L chch. . 对对SD lot, SD lot, 要求要求cleanclean后不能进入后不能进入Stocker. Stocker. 对对ITO lotITO lot,需要对设备降温,对靶,需要对设备降温,对靶材进行材进行half clean.half clean. (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)ÚDepDep 后后Particle Particle ::SputterSputter的常见不良及对策的常见不良及对策的常见不良及对策的常见不良及对策Ú原因:原因: sputter sputter 腔体中太脏或者靶材使用周期太长,有腔体中太脏或者靶材使用周期太长,有ParticleParticle产生。

      产生Ú对策:对策: 打开打开SputterSputter腔体进行腔体进行CleanClean,重点为,重点为T0 T0 chch 和和L L chch. . 对对ITO ITO 靶材,可以进行靶材,可以进行half cleanhalf clean,将靶材打开,打磨以后重新使用将靶材打开,打磨以后重新使用 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)ÚGlass Chip: SputterSputter的常见不良及对策的常见不良及对策的常见不良及对策的常见不良及对策Ú原因:原因: 有有Glass brokenGlass broken发生Ú对策:对策: 如果腔体中有如果腔体中有glass broken, glass broken, 打开打开SputterSputter腔体进行腔体进行CleanClean,,chch中相关的中相关的glassglass需要用需要用N2 PurgeN2 Purge后重新后重新clean,clean,然后才能作然后才能作redepredep. . 相关的相关的T0 T0 chch 和和L L chch也需要做也需要做clean.clean. (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)ÚScratch: SputterSputter的常见不良及对策的常见不良及对策的常见不良及对策的常见不良及对策Ú原因:原因: robot arm robot arm 和和glassglass间有间有scratch scratch 发生。

      发生Ú对策:对策: 检查相关的检查相关的ATM RobotATM Robot和和vacuum robotvacuum robot,检查相应的,检查相应的Lift PinLift Pin位置是否正确,位置是否正确,避免避免robot armrobot arm和和glassglass发生摩擦发生摩擦 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)ÚSplash: 仅在仅在Gate中容易出现中容易出现 SputterSputter的常见不良及对策的常见不良及对策的常见不良及对策的常见不良及对策Ú原因:原因: Pre SputterPre Sputter不充分;不充分;maskmask上薄膜脱落上薄膜脱落Ú对策:对策: 材料交换完成后,如果材料交换完成后,如果Pre sputterPre sputter不充分,量产的时候就可能产生不充分,量产的时候就可能产生splashsplash对策为重新对策为重新dummydummy;; 如果在生产过程中出现了如果在生产过程中出现了splashsplash,应该为,应该为maskmask上薄膜脱落。

      相应对策为打开腔上薄膜脱落相应对策为打开腔体,体,maskmask更换 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)ÚRsRs 不良不良 主要表现为主要表现为RsRs平均值或者均匀性平均值或者均匀性UnifUnif不好Ú对策:对策: 如果如果targettarget寿命还比较多,可以调整寿命还比较多,可以调整TMTM值,从而改善值,从而改善RsRs平均平均值或者均匀性值或者均匀性SputterSputter的测试标准及不良的测试标准及不良的测试标准及不良的测试标准及不良 (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传)SputterSputter的测试标准及不良的测试标准及不良的测试标准及不良的测试标准及不良Ú原因:原因: 在在PIPI或者或者Array TestArray Test发现发现 DODO主要是由于主要是由于DepDep Particle Particle产生Ú对策:对策: CleanClean腔体;避免腔体;避免Pre clean3Pre clean3后的后的LotLot进入进入StockerStocker。

      ÚDO (Data line OpenDO (Data line Open (公司保密信息(公司保密信息 ,仅供内部学习,不得外传),仅供内部学习,不得外传) 。

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