1、RF Sputter SOP-1-國立清華大學奈微與材料科技中心射頻濺鍍系統(RF Sputter)操作手冊Update:2010/12/17RF Sputter SOP-2-RF Sputter 操作步驟簡介一、 用途：使用射頻功率與氬氣產生電漿轟擊鋁靶，使鋁與氮氣結合產生氮化鋁。二、 適用範圍：（1）6 吋以下晶圓含 1cm2 以上之破片。（2）每次製程限用一片晶圓。（3）本機台限鍍氮化鋁化合物。（4）本機台目前接受底材為 Pt、Al、Mo、Si、Oxide 、Nitride 之晶片，含有光阻、Au、Cu 等鐵電材料之底材不可進入以避免污染。三、 使用設備：ULVAC四、 製程使用材料、氣
2、體：靶材：6 吋鋁靶 氣體：氬氣(Ar)、氮氣(N 2)五、 使用限制：1. 機台參數壓力、溫度、流量及功率不可任意調整，違者取消使用資格(如需調整，請向奈材中心提出書面申請) 。2. 含有光阻、Au、Cu 等鐵電材料之底材不可進入以避免污染。3. 機台操作時禁止離開（不包含降溫） 。RF Sputter SOP-3-操作前檢查1. 查無塵室溼度與溫度是否正常。溫度 25以下,濕度 65以下2. 查機台有無發生異常警示。3. 查 CDA 0.4 kg/cm2，N 2 1 kg/cm2 (圖 1)。4. 查冰水機外，循環入水與出水是否正常 (圖 2) 。5. 查冰水機內，循環水高度是否高於 Lo
3、w 白線 (圖 2)。6. 查廠務冰水是否啟動。(圖 3)。7. 查 N2 1 kg，Ar 1 kg (圖 4)，及查看廠務之氣體鋼瓶壓力。8. cryo pump 溫度低於 18 K，cryo temp 值小於-6.7 mV (圖 5)9. 確認機台於 pump down 高真空狀態。(IG5.310 -4Pa) (圖 6) ArN2Cryu temp 溫度1 2 3 45 6RF Sputter SOP-4-Low 片1. 確認機台在 Pump down start 高真空狀態。2. 執行 Pump downstop。此動作為 關閉 MV3. 執行 Ventstart。此動作為 開 VV，
4、讓 N2破 chamber 真空 。 。4. 執行 Ventstop，停吹氮氣。將腔門開啟，以門擋擋住腔門。a. 執行螢幕 shutter(檔片 )Openb. 若鍍破片，六吋 wafer 需放在試片座上作檔片，不用時，放在黃光室之烘箱去除水氣，烘箱溫度 120 即可。c. 切換 JIG Rotation controler 面板之switch，由 Auto 切至 Manual 模式，再 按鍵 A，檢查試片旋轉是否正常。若可正常旋轉，再切換至 Auto 模式。(圖 7)d. 執行螢幕 shutter(檔片 )Closee. 將門擋移開，關閉腔門。5. 執行 Semiauto(半自動模式)，Pu
5、mp downstart 抽 chamber。開始建真空。RF 模式 製程步驟RF Controller電源開關RF TUNE MATCHON/OFF UPDOWN UPDOWNPOWER功率= 反射功率=T=% N=%圖八所示為 RF Controller 面板，面板說明如下：1. 打開電源開關，即可開啟控制器電源，需抽達真空標準，面板才會開始運作。2. 從顯示器左邊依序為功率、反射功率之數值。7按鍵 ARF Sputter SOP-5-3. 操作機台過程中，需注意反射功率不可超過 5，盡量維持在 0。RF 升溫製程 （製程時不得離開）1. 確認機台狀態，壓力值達 5.7x10-4Pa，會”
6、嗶”一聲。升溫需要氣體(Ar)，利用氣體分子達到 chamber 內熱平衡，抽氣效能須降低，以免氣體大量被抽走。3. 溫度設定：(a) 加熱前需確認 3 個地方(1) ion gauge 切到 Manual 模式。(2) HVclose（將閥門關小） 。(3) 通 Ar:Vb1Vf3Gas EnableMFC 旋鈕調整通氣量 。(Open)如圖 9Substrate Heater Controller 面板(b) 加熱設定： 不要按手 。循環鍵 ：SP 模式，及(設定溫度 )。(b) 加熱按鍵按下( 按鍵 B)，開始升溫。4. 升溫完成，執行(1) MFC 旋鈕歸零關閉 Gas EnableV
7、f 2Vb1(close)。與開啟時為反順序(2) 螢幕 HVopen。5. IG 顯示紅色，將 ion gauge 切到 Auto。6. 壓力值達 5.3x10-4 Pa，會”嗶”一聲。7. 確認 pre sputter、 main sputter、N 2 歸零，Ar 設定 180 sccm。8. Semiauto 模式關閉，執行 auto sputter 模式。9. 設定製程選項：Heat(OFF)、Heat(Hold)、Gas(N 2、Ar) 、Power(RF)、Vent(Main)、Per. Sputter：600 sec。Main Sputter ：依製程而定。9按鍵 BRF Sp
8、utter SOP-6-10. 設定完成，按 Start 開始鍍膜製程。11. 當程式執行到 HI-V 時，達 5.3x10-4Pa，Ion GaugeManual。12. Per. Sputter:300 sec 內：(chamber 內壓力必需維持在 8.0x10-1 以下及從腔門觀察電漿是否有起來)開啟 RF controller 開關。(0) 依序執行下列動作：（隨時注意反射功率不要超過 5，維持0）A. 前 100 sec，轉動 pre sputter，使功率由 0 W500 W，及調整Ar 流量。達 500 W 後，轉到 Main 旋鈕，使 Pre 旋鈕上的數值與 Main 上的數
9、值相同。B. 101200 sec，轉動 pre sputter，使功率由 500 W1000 W。1000 W 後，轉到 Main 旋鈕，使 Pre 旋鈕上的數值與 Main 上的數值相同。C. 201300 sec，轉動 pre sputter，使功率由 1000 W1400 W。500W1000W1400WRF Sputter SOP-7-1400 W 後，轉到 Main 旋鈕，使 Pre 旋鈕上的數值與 Main 上的數值相同。調整功率同時，將 N2 流量加大，Ar 慢慢減小，一加一減，使 N2:Ar 比例在 4:1。D. 301600 sec 待其穩定試鍍。 7. Main. Spu
10、tter 下。控制 main sputter 維持在 1400 W，反射功率5W 內，若反射功率超過 5W，則按 stop，抽真空( 離開 Main. Sputter 模式，執行 pump downstart)一段時間後再重新操作一次。8. 製程結束後，將 auto sputter 模式 stop。9. 關閉加熱之 A 按鍵開關。10. 歸零 pre sputter 旋鈕、 Ar，N 2、關閉 RF controller 開關11. 將 auto sputter 關閉，開啟 semiauto，執行 pump downstart。12. 等待 chamber 溫度低於 80 度、IG5.310
11、-4Pa。13. 關閉 MV：執行 pump downstop。14. 破真空：執行 Ventstart。15. 取片。若有使用加熱器，取 wafer 時勿觸碰其它部份，因加熱此仍處於高溫狀態。需在短時間內取片，避免水氣進入影響真空。RF Clean-類似 RF 不加溫製程Clean 參數：功率：1400WAr：180 sccm不加熱N2 ArRF Sputter SOP-8-ModifyDC Controller1 2 3 4 5V A W10Pre sputter：300 secMain sputter：600 sec。DC 模式 製程步驟圖 10 所示為 DC Controller 面板
12、，面板說明如下：1. 顯示板上 V 代表電壓，A 代表電流，W 代表其功率2. 按綠色按鈕 4，使數字閃動，旋轉 Modify 調整 DC 功率大小，其值也可在顯示器上看到。勿調整其參數，如有需求，請向奈材中心提出書面申請。DC 升溫製程 （製程時不得離開）1. 確認機台狀態，Ion GaugeAuto 模式，壓力值達 5.3x10-4 Pa，會”嗶”一聲。升溫需要氣體(Ar)，利用氣體分子達到 chamber 內熱平衡，抽氣效能須降低，以免氣體大量被抽走。 刷卡後，可先調整其所需功率大小。如圖 10 所示說明。2. 溫度設定： (a) 加熱前需確認 3 個地方(1) ion gauge 切到
13、 Manual 模式。(2) HVclose（將閥門關小） 。(3) 通 Ar:Vb1Vf3Gas EnableMFC 旋鈕調整通氣量 。(Open)如圖 9 之 Substrate Heater Controller 面板(b) 加熱設定： 不要按手 。循環鍵 ：SP 模式，及( 設定溫RF Sputter SOP-9-度)。(c) 加熱按鍵按下( 按鍵 B)，開始升溫。3. 升溫完成，執行(1) MFC 旋鈕歸零 關閉 Gas EnableVf 2Vb1(close)。與開 啟時為反順序(2) 螢幕 HVopen。4. IG 顯示紅色，將 ion gauge 切到 Auto。5. 壓力值達
14、 5.3x10-4 Pa，會”嗶”一聲。6. 確認 pre sputter、main sputter、N 2 歸零，Ar 設定 180 sccm(chamber 壓力不超過 8.0x10-1 為原則) 。7. Pump downstop，Semiauto 模式關閉，執行 auto sputter 模式。8. 設定製程選項:Heat(OFF)、Heat(Hold)、Gas(N 2、Ar) 、Power(DC)、Vent(Main)、Per. Sputter：300 sec (DC 模式不需要 300 sec 作升功率) 。Main Sputter：依製程而定。9. 設定完成，按 Start 開始
15、鍍膜製程。10.當程式執行到 HI-V 時，達 5.3x10-4Pa，Ion GaugeManual。11. 回到主畫面，觀察製程。12. Per. Sputter：300 sec 內:(chamber 內壓力必需維持在 8.0x10-1 以下)DC controller 會自動開啟，按綠色按鈕，使數字閃動，旋轉Modify 調整 DC 功率。Per. Sputter 100 sec 後將 N2 流量加大，Ar 慢慢減小，一加一減，使 N2:Ar 比例在 4:1。11. T = 4.5 s F = 20 KHz Power = 700 W12. Main. Sputter 時間依製程而定。13
16、. 製程結束後，將 auto sputter 模式 stop。14. 關閉加熱之 按鍵 B 開關。15. 歸零 Ar，N 2 旋鈕、DC controller 會自動關閉。16. auto sputter stop，開啟 semiauto，約 10min 後，執行 pump downstart。17. 等待 chamber 溫度低於 80 度。18. 關閉 MV：執行 pump downstop。19. 破真空：執行 Ventstart。RF Sputter SOP-10-20. 取片。若有使用加熱器，取 wafer 時勿觸碰其它部份，因加熱此仍處於高溫狀態。需在短時間內取片，避免水氣進入影響真空。DC Clean-類似 DC 不加溫製程Clean 參數：T = 0 s F = 0 KHz Power = 750 WAr：180 sccm 不加熱Pre sputter：300 sec Main sputter：900 sec。
