Проблемы металлизации и способы их устранения

К проблемам металлизации относятся:

• достижение равномерного распределения рельефа на поверхности подложки;
• осаждение пленок на основе сплавов металлов заданного состава;
• устранение подтравливания металла под слоем резиста;
• снижение сопротивления контакта;
• загрязнение пленок инородными частицами.

Способы решения проблем металлизации:

• Для обеспечения равномерности покрытия ступенек повышают температуру подложки до 300 °С, а также оптимизируют ориентацию подложек относительно источника. Последнее очень важно при использовании точечных источников, применяемых при электронно-лучевом или индукционном нагреве расплава.
• Пленки сплавов получают как осаждением из разных источников (при этом требуется высокая точность управления), так и из сплава. В последнем случае содержание пленки и сплава примерно идентичны.
• Для уменьшения внедрения в растущую пленку загрязняющих частиц устраняют турбулентные потоки газов при откачке и напуске газов в камеру. В системах стремятся свести к минимуму осаждение пленок на вращающихся деталях конструкции.
• Для уменьшения содержания паров масла в пленке, проникающими из механического и диффузионного насосов, используют криогенные ловушки и турбомолекулярные насосы.
• Для устранения процессов подтравливания металлов используют анизотропное травление (плазменное или реактивное ионное). При использовании сплавов нетрадиционного состава применяют "взрывную" металлизацию.

Методы металлизации

Химическое осаждение металлов из парогазовой смеси

Идея метода

Проводится химическое осаждение пленок из парогазовой смеси в реакторе пониженного давления. В технологии СБИС этим способом в основном наносят пленки тугоплавких металлов, таких как W, Mo, Ta, Ti. Данные материалы используются как в качестве самостоятельных покрытий, так и как составную часть при формировании пленок силицидов, например, WSi₂.

Реакции, лежащие в основе процесса металлизации, следующие:

2MoCl₅+5H2 2Mo+10HCl (T= 800 °C)
2TaCl₅+5H2 2Ta+10HCl (T= 600 °C)
TiCl₄+2H2 Ti+4HCl (T= 500 °C)

Нагрев происходит в реакторе с горячими или холодными стенками. В последнем случае проводят ВЧ нагрев подложек с подложкодержателем, а стенки реактора охлаждают. В реакторе с горячими стенками реакционная труба помещается в печь.

Схема реактора приведена на рисунке:

1 - газораспределительная система,
2 - система сброса газов,
3 - печь,
4 - подложки,
5 - реактор,
6 - выход к насосу,
7 - вентили,
8 - измерители расхода газа.