抽氣極限是指真空泵所能達到的低壓力值,其高低對半導體制造工藝有著多方面的具體影響,以下是詳細介紹:
提高分辨率:光刻工藝需要高的真空度來避免光線散射。抽氣極限高(即所能達到的真空度低)時,光刻系統(tǒng)中殘留氣體較多,光線在傳播過程中容易與氣體分子發(fā)生散射,導致光刻圖案的分辨率下降。而抽氣極限低(可達到高真空度)能減少光線散射,使光刻圖案更加清晰,有助于實現更小尺度的芯片制造。
防止透鏡污染:在高真空環(huán)境下,透鏡等光學元件表面吸附的雜質氣體少,可避免雜質在高溫或高能輻射下揮發(fā)并沉積在透鏡表面,從而保證透鏡的光學性能穩(wěn)定,減少因透鏡污染導致的光刻誤差。
提升薄膜純度:在化學氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)等薄膜沉積工藝中,抽氣極限低可有效降低腔室內雜質氣體的分壓。例如,在沉積金屬薄膜時,高真空度能減少氧氣等雜質氣體,防止金屬氧化,提高薄膜的純度和電學性能。
改善薄膜均勻性:低抽氣極限能營造穩(wěn)定的真空環(huán)境,使沉積粒子在晶圓表面均勻分布。如果抽氣極限高,腔室內氣體殘留多且分布不均勻,會導致沉積粒子在傳輸過程中與氣體分子碰撞幾率增加,從而使薄膜沉積不均勻。
精確控制刻蝕深度:刻蝕過程中,需要通過精確控制反應氣體的濃度和壓力來實現對刻蝕深度的精確控制。抽氣極限低有助于維持穩(wěn)定的真空環(huán)境,使刻蝕氣體的濃度和壓力穩(wěn)定,從而實現精確的刻蝕深度控制。若抽氣極限高,真空度不穩(wěn)定,會導致刻蝕氣體濃度和壓力波動,難以精確控制刻蝕深度。
提高刻蝕選擇性:高真空度能減少刻蝕過程中副反應的發(fā)生,提高刻蝕的選擇性,即只對需要刻蝕的材料進行有效刻蝕,而不影響其他不需要刻蝕的材料。這對于制造復雜的半導體結構,如多層布線結構和三維集成結構非常重要。