ウェハーへの蒸着は、半導体製造における重要なプロセスである。主に誘電体や金属など、半導体デバイスを構成するのに不可欠な材料の薄層を形成する。
このプロセスは、相互接続、絶縁層、さまざまな電気部品など、集積回路内の複雑な構造を形成するために極めて重要である。
蒸着技術は、材料や製造されるデバイスの特定の要件によって異なります。
成膜プロセスにおける5つの主要ステップ
1.ウェハーの準備
ウェハーは蒸着チャンバー内の電極上に置かれる。
このセットアップにより、ウェハが蒸着材料を均一に受け取るために最適な位置にあることが保証される。
2.反応性ガスの導入
反応性ガスと蒸着エレメントをチャンバー内に導入する。
これらのガスには、酸化シリコンや窒化シリコン層用のシリコン含有化合物や、金属層用の金属含有化合物がある。
ガスの選択は、薄膜に必要な化学的特性によって決定される。
3.プラズマの形成
電圧を印加して電極間にプラズマを発生させ、反応性ガスを励起させる。
このプラズマは、反応性ガスを反応種に解離させるのに必要なエネルギーを供給するため、非常に重要である。
プラズマの特性を制御し、効率的な解離を確保するために、プラズマエンハンスト化学気相成長法（PECVD）や高密度プラズマCVD（HDP-CVD）などの技術が一般的に使用される。
4.膜形成
励起されたガスは解離し、ウェーハ表面と反応して薄膜を形成する。
この反応は、所望の膜厚と均一性を確保するために制御される。
反応の副生成物（膜の一部ではない）は、通常、拡散またはアクティブ・ポンピングによってチャンバーから除去されます。
5.追加ステップと考慮事項
成膜後、薄膜はアニールなどの熱処理を受け、密着性、抵抗率、安定性などの特性が改善される。
成膜された薄膜の特性は分析され、半導体デバイスに必要な仕様を満たしていることが確認されます。
この分析は、性能を最適化するための蒸着プロセスの調整につながる。
蒸着に使用される技術
誘電体材料の蒸着には、化学的気相成長法（CVD）と、PECVDやHDP-CVDのようなその変種が使用されます。
物理蒸着（PVD）は、金属や一部の誘電体に使用されます。
原子層堆積法（ALD）は、非常にコンフォーマルで精密な薄膜に使用される。
これらのプロセスは、制御された環境で材料を精密に蒸着することにより、複雑な半導体デバイスの製造を可能にします。
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