电子束蒸镀机原理与技术资料

1、E-Gun原理與技術資料一 原理: 在早期的IC製程中，只有鋁被採用在金屬薄膜製程中，用加熱的方式用來沉積鋁金屬薄膜的方式也被廣泛的使用。電子束蒸鍍系統的開發就是為了要沉積高純度的鋁與其他金屬。(一)Thermal Evaporation 鋁的熔點很低，大約是攝氏660度左右與其沸點為攝氏2519鍍都相當的低，所以在低壓下就很容易將鋁氣態化。早期用熱蒸鍍的方式來沉積鋁金屬膜用以形成閘極和連線之金屬層。如圖(一)。 圖一(二)電子束蒸鍍 (E-Gun Evaporation)相較於熱蒸鍍的方式電子束蒸鍍的方法有其下列的優點。1.可聚焦的電子束，能局部加溫元素源，因不加熱其他部分而避免污染。2.

2、高能量電子束能使高熔點元素(附錄一)達到足夠高溫以產生適量的蒸氣壓。圖（二）為蒸鍍機的坩鍋,圖（三）為整個E-GUN的結構示意圖。 圖(二)圖(三)圖（四）圖（四）為電子束電位與坩鍋示意圖，一組可變直流電源供應給燈絲，當燈絲啟動後，在真空下的游離熱電子便因為電場的吸引而加速的射出來，如圖（四）中加速的電場為10KVDC，我們只要改變加速電場的大小就可以改變電子束射擊到坩鍋的位置,假設與電子束平行的位置為X軸方向，如果與交插電子束的位置加裝一組磁場,我們便能控制電子束左右的方向,以此我們稱為Y軸。以電場和磁場的控制，我們便能控制電子束掃描的區域及面積的大小。當遇到金屬其熔點很高的時後,便要使用小

3、CC數的襯鍋,以幫助熱度的集中當遇到金屬其熔點很高的時後，便要加長其坩鍋預熱的時間與電流。每次使用坩鍋時請把坩鍋裝9分滿。為防止坩鍋與蒸鍍材化合的問題，請再加入新的蒸鍍材之前先查明用何種鍋較為適當與合用。當蒸鍍製程完成時請確定坩鍋上的金屬材料已經冷卻,並且看不到暗紅色的狀況下才可以做Venting chamber 的動作。當反應室打開後，請勿用手指碰觸坩鍋，以免造成手指部位的燙傷。二.膜厚機的原理 基本上膜厚機是使用crystal去量測蒸鍍時每秒的速率與控制E-GUN 電子束Emission Current 的大小，以達到每秒所設定的蒸鍍速率。如圖(五)，在Crystal上下方加上一組5MHz

4、的電源,其由膜厚機所提供，當下電極的部位沉積一些金屬層之後,由於壓電效應的原故，造成輸出信號的改變，利用其變化量去折算目前的鍍率。圖(五)附錄(一)各金屬之熔點Ag Pellet Melting Point : 961.93 CAu Pellet Melting Point : 1064.43 CPt Pellet Melting Point : 1763 CPd Pellet Melting Point : 1552 CAl Pellet Melting Point : 660.37 CTi Pellet Melting Point : 1650-1670 CNi Pellet Meltin

5、g Point : 1455 CCo Pellet Melting Point : 1493 CTa Pellet Melting Point : 2996 CCr Pellet Melting Point : 1860 CW Pellet Melting Point : 3370 CMo Pellet Melting Point : 2617 CNiCr(80/20) Slug Melting Point : 1435 CZn Pellet Melting Point : 419.58 CIn Pellet Melting Point : 156.61 CSn Pellet Melting

6、Point : 231.98 CITO(90/10) Slug Melting Point : 1900 C附錄(二)個種金屬電阻率長度1（米）、截面積a （米2）的均勻物質的電阻為：R=l/a()，式中，是物質的電阻率*，單位：歐姆米（. m)。令0時的電阻率為o，100時的電阻率為100，則0到100之間的平均溫度系數為o，100 =（100o）/100o下表給出各種金屬的電阻率和平均溫度系數o,100。溫度欄中無數據的為室溫。金 屬溫度（0）o , 100鋅2010-310-35.94.2鋁（軟）202.754.2鋁（軟）781.64阿露美爾合金20331.2銻038.75.4銥206.

7、53.9銦08.25.1殷鋼0752鋨209.54.2鎘207.44.2鉀206.95.1鈣204.63.3金202.44.0銀201.624.1鉻（軟）2017鎳鉻合金（克露美爾）70110.11.54鈷a06.376.58康銅50.041.01鋯30494.0黃銅571.42水銀094.080.99水銀2095.8錫2011.44.5鍶030.33.5青銅13180.5銫20214.8鉍201204.5鉈20195鎢205.55.3鎢100035鎢3000123鎢783.2鉭20153.5金屬溫度（0）o , 100杜拉鋁（軟）3.4鐵（純）209.86.6鐵（純）784.9鐵（鋼）10201.55鐵（鑄）57114銅（軟）201.724.3銅（軟）1002.28銅（軟）781.03銅（軟）1830.30釷20182.4鈉204.65.5鉛20214.2鎳鉻合金（不含鐵）20109.10鎳鉻合金（含鐵）2095104.3.5鎳鉻林合金2745.2.34鎳（軟）207.246.7鎳（軟）783.9鉑2010.63.9鉑100043鉑786.7鉑銠合金20221.