半導体製造において金属を蒸着する場合、使用される技術は製造されるデバイスの特定のニーズによって大きく異なる。
5つの主なテクニックの説明
1.電気化学蒸着（ECD）と金属めっき
電気化学蒸着（ECD）は、特に集積回路のデバイスを相互接続する銅の「配線」を形成するために使用される。
この技術は、マイクロエレクトロニクスの導電路を形成するのに非常に重要です。
ECDに似た金属メッキもまた、銅のような金属を析出させるために使用され、特にシリコン貫通ビアやウェハレベル・パッケージングなどの用途に使われます。
これらの方法は、デバイスの電気的機能に不可欠な導電層を形成するのに効果的である。
2.化学気相成長法（CVD）と原子層堆積法（ALD）
化学気相成長法（CVD）と原子層堆積法（ALD）は、高精度で薄い層を堆積させるために使用される。
CVDは、基板表面で化学物質を分解して膜を堆積させる。
ALDは一度に数層の原子層を加えるだけなので、極めて精密で制御された成膜が可能である。
これらの技術は、高い精度と均一性が要求される極小のタングステン・コネクターや薄いバリアの形成に用いられている。
3.電子ビーム蒸着
電子ビーム蒸着は、電子ビームを使って真空中で目的の材料を加熱し、気化させて基板上に蒸着させる。
この方法は、蒸発速度を個別に制御することで蒸気圧の異なる材料を扱うことができるため、金属や合金の蒸着に特に有用である。
電子ビーム蒸着は、半導体製造におけるメタライゼーションプロセスに不可欠な、金属薄膜の表面への蒸着に有効である。
4.スパッタリング
スパッタリングは、金属、特に合金の成膜に用いられるもう一つの方法である。
スパッタリングは、通常真空中で、高エネルギー粒子による砲撃によって固体ターゲット材料から原子を放出させる。
この技法は、蒸着法で直面する課題を克服し、異なる特性を持つ材料を均一に蒸着できるため、合金に効果的である。
5.ハイブリッド真空蒸着プロセス
用途によっては、異なる蒸着技術を組み合わせて特定の特性を得ることができる。
例えば、金属のスパッタ蒸着と低圧プラズマエンハンストCVDを組み合わせることで、耐摩耗性コーティングに使用される金属炭化物や炭窒化物を蒸着することができる。
このハイブリッド・アプローチにより、単一の蒸着技術では達成できない、カスタマイズされた特性を持つ材料を作り出すことができる。
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