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作者：王铁渠上海交通大学

学位级别：硕士

本课题主要对金属层间介质薄膜的片内厚度均匀性这一重要的集成电路制造工艺指标展开研究,从金属层间介质薄膜的化学气相淀积（Chemical Vapor Deposition,CVD）和化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing,CMP）以及工艺整合三个... 详细信息

本课题主要对金属层间介质薄膜的片内厚度均匀性这一重要的集成电路制造工艺指标展开研究,从金属层间介质薄膜的化学气相淀积（Chemical Vapor Deposition,CVD）和化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing,CMP）以及工艺整合三个方面分析影响金属层间介质薄膜厚度均匀性的关键因素和提出改善方法。本课题首先研究等离子增强化学气相淀积（Plasma Enhanced CVD,PECVD）的中气体喷头与加热器的间距和晶圆在加热器上位置的具体影响,通过试验设计（Design of experiment,DOE）薄膜片内厚度均匀性可以优化到0.48%。其次研究高密度等离子化学气相淀积（High Density Plasma CVD,HDPCVD）中顶端硅烷气体流量和侧端硅烷气体流量分布的具体影响,通过DOE试验HDPCVD薄膜片内厚度均匀性可以优化到2.11%。再次研究CMP中抛光压力和平台转速的具体影响,通过DOE试验并结合CMP工艺的实际要求,薄膜去除率片内厚度均匀性可达2.01%。最后对PECVD薄膜用作金属层间介质时当PECVD薄膜厚度晶圆中间偏厚边缘偏薄而在CMP过程中填充空隙磨穿的情况,提出在PECVD薄膜淀积后可通过调节HDPCVD顶端的硅烷气体流量再淀积一层晶圆中间偏薄而边缘偏厚的HDPCVD薄膜,金属层间介质薄膜厚度片内均匀性可由从12.8%提高到4.07%,晶圆的良率提高5%～10%。本课题研究对于在实际集成电路生产中提高金属层间介质薄膜厚度片内均匀性工艺窗口和产品良率有很大帮助。

关键词：金属层间介质化学气相淀积化学机械抛光薄膜厚度均匀性

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eXTP望远镜用W/Si多层膜

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光学精密工程 2017年第11期25卷 2796-2802页

作者：齐润泽黄秋实杨洋张众王占山同济大学物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所教育部先进微结构材料重点实验室上海200092

针对增强型X射线时变与偏振探测卫星(eXTP)项目中嵌套式聚焦成像望远镜对柱面镜片上W/Si多层膜的要求,在掠入射角为0.5°,工作波段为1~30keV条件下,设计了非周期W/Si多层膜并优化了薄膜制备工艺。首先,利用分隔板和掩模板对溅射粒子进... 详细信息

针对增强型X射线时变与偏振探测卫星(eXTP)项目中嵌套式聚焦成像望远镜对柱面镜片上W/Si多层膜的要求,在掠入射角为0.5°,工作波段为1~30keV条件下,设计了非周期W/Si多层膜并优化了薄膜制备工艺。首先,利用分隔板和掩模板对溅射粒子进行准直,同时优化了本底真空度和溅射工作气压,提升了薄膜的成膜质量;然后,通过调整分隔板间距和公转速率提升了在柱面基底上薄膜的沉积均匀性;最后,利用幂指数算法设计了非周期多层膜,并在北京同步辐射光源上进行了多能点反射率测试,得到了与理论设计基本吻合的测试结果。基于优化的制备工艺制备了周期数为80,周期为3.8nm和W膜层厚度占比为0.47的W/Si周期多层膜,其界面粗糙度仅为0.29nm,柱面镜薄膜厚度误差可控制在3%以内,基本满足了eXTP项目中嵌套式掠入射望远镜镜片用多层膜对于成膜质量、沉积厚度均匀性和能谱响应宽度的需求。

关键词： eXTP项目界面粗糙度薄膜厚度均匀性柱面镜非周期多层膜

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磁控溅射镀膜膜厚均匀性设计方法

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真空 2010年第6期47卷 6-9页

作者：宋青竹张以忱孙足来张峻豪陈旺沈阳真空技术研究所辽宁沈阳110042 东北大学辽宁沈阳110004 中海石油(中国)东海西湖石油天然气作业公司上海200030

镀膜工艺中的薄膜厚度均匀性问题是实际生产中十分关注的。本文在现有的理论基础之上,对溅射镀膜的综合设计方法进行了初步的建立和研究,系统的建立可以采用"整体到部分,再到整体"这一动态设计理念,不断完善设计方法,并将设计方法分为... 详细信息

镀膜工艺中的薄膜厚度均匀性问题是实际生产中十分关注的。本文在现有的理论基础之上,对溅射镀膜的综合设计方法进行了初步的建立和研究,系统的建立可以采用"整体到部分,再到整体"这一动态设计理念,不断完善设计方法,并将设计方法分为镀膜设备工程设计、镀膜工艺设计和计算机数值仿真三大部分。镀膜设备工程设计、镀膜工艺设计及二者的数值仿真这三者之间是相辅相成的,镀膜设备工程设计决定镀膜工艺过程的实现,镀膜工艺促进镀膜设备的升级,而高性能的计算机仿真设计给两者的设计提供了强有力的支持。

关键词：磁控溅射薄膜厚度均匀性综合设计系统数值仿真

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光学屏下指纹识别用超薄红外截止滤光片的研制

光学屏下指纹识别用超薄红外截止滤光片的研制

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作者：刘俊岐长春理工大学

学位级别：硕士

红外截止滤光膜目前在军事、医学及消费电子等领域中有着广泛应用,随着生活水平日益提高,智能手机、平板电脑以及摄影器材等电子产品飞速进入人们的视野并成为不可替代的工具。光学屏指纹识别系统作为消费电子产品的重要组件,可见光高... 详细信息

红外截止滤光膜目前在军事、医学及消费电子等领域中有着广泛应用,随着生活水平日益提高,智能手机、平板电脑以及摄影器材等电子产品飞速进入人们的视野并成为不可替代的工具。光学屏指纹识别系统作为消费电子产品的重要组件,可见光高透射近红外高截止滤光片发挥了重要作用。本文从靶材磁场均匀性、公-自转系统的转速比与基板夹具遮挡角度三个方面对薄膜厚度均匀性的影响展开研究,针对镀膜过程中热应力使基板面型变化的问题进行仿真分析,使用真空原位退火法对热应力进行有效释放,维持基板面型,为滤光膜的制备提供了重要参考价值。本文根据单层薄膜光学常数拟合理论,分别得到了以Nb和Si为靶材,采用反应磁控溅射技术沉积的单层NbO与Si O的光学常数,并分别以其作为高、低折射率膜料,采用Essential Macleod膜系设计软件,在考虑应力平衡的基础上,在基板上、下表面设计了红外截止滤光片。该方式设计的红外截止滤光膜在450～550 nm波段内平均透过率为99.55%,在570 nm处透过率为50%,590～1100 nm截止波段内平均透过率小于0.03%。针对靶材磁场对薄膜厚度均匀性的影响展开研究,以磁控溅射基本原理为指导,使用导磁片调节靶材磁场分布,减小靶材不均匀刻蚀程度,提高薄膜厚度均匀性;在研究公-自转系统转速比对薄膜厚度均匀性的影响时,利用计算机生成测试片运动轨迹,结合薄膜厚度分布模型,获得对薄膜厚度均匀性提升最大的5:4转速比;因存在公-自转系统结构上的限制,对于制备薄膜时溅射材料存在遮挡的问题找出对薄膜厚度均匀性影响最小的20°遮挡角;给出优化修正挡板形状的方法,并将Si O与NbO单层膜在300 mm直径范围内薄膜均匀性分别修正至0.45%、0.47%。结合薄膜应力计算理论与传热过程有限元分析理论,采用COMSOL Multiphysics软件,选用固体力学与壳传热两个物理场耦合对基板进行热应力仿真分析,模拟温度从25～125℃,根据仿真结果显示,基板热应力最大值约为6.32 MPa;对单层膜、多层膜同样做出热应力仿真分析,使用真空原位退火法可以有效改善热应力对基板面型造成的影响,恢复至室温25℃,多层膜热应力峰值约为7.47 MPa。对制备的红外截止滤光膜进行光谱测试,测试结果表明透过率为50%处波长为572.5 nm,450～550 nm波段处透过率为98.14%,590～1100 nm波段处透过率为0.042%,且滤光片翘曲程度为0.085 mm,验证了仿真分析的可靠性;对滤光膜做附着力、高低温与恒温恒湿测试,未出现膜裂与脱膜,光谱测试与环境测试均满足指标要求。

关键词：光学薄膜磁控溅射热应力仿真分析薄膜厚度均匀性

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大口径反射镜片镀膜技术研究

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冶金与材料 2018年第6期38卷 39-40页

作者：石澎张宁王丽荣许光明中山火炬职业技术学院广东中山528436

文章以大口径反射镜片的镀膜技术为主要研究内容,对大口径反射镜的膜系进行了理论分析,对薄膜牢固性、保护膜技术以及薄膜厚度均匀性等关键技术进行了探讨。

关键词：光学薄膜金属膜薄膜厚度均匀性

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平板基片溅射镀膜的膜厚均匀性研究(英文)

平板基片溅射镀膜的膜厚均匀性研究(英文)

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第九届真空冶金与表面工程学术会议

作者：张以忱宋青竹东北大学真空与流体工程研究所沈阳真空技术研究所

磁控溅射镀膜是现代工业中不可缺少的技术之一,广泛应用于电子,建筑,汽车等行业中,尤其适用于大面积镀膜。镀膜工艺中的薄膜厚度均匀性,沉积速率,靶材利甩率等方面的问题是实际生产中十分关注的。薄膜厚度均匀性是检验溅射沉积过程的最... 详细信息

磁控溅射镀膜是现代工业中不可缺少的技术之一,广泛应用于电子,建筑,汽车等行业中,尤其适用于大面积镀膜。镀膜工艺中的薄膜厚度均匀性,沉积速率,靶材利甩率等方面的问题是实际生产中十分关注的。薄膜厚度均匀性是检验溅射沉积过程的最重要参数之一,因此相关问题的研究具有重要的理论和应用价值。本文在现有理论基础上,分析了溅射镀膜膜厚分布的基本理论,采用了快、慢两种运动粒子作为沉积粒子的模型,并将其应用在矩形平面磁控溅射靶上。应用Matlab软件,对一种矩形平面磁控溅射靶的沉积膜层厚度的均匀性进行了数值计算,得到如下结论:膜厚的均匀性随靶基距的增加而降低,随靶端部刻蚀面积的减小而降低,当靶端部刻蚀面积增大到一定程度后,膜厚的均匀性随靶基距的增加先升高后降低;膜厚的均匀性随靶刻蚀区长宽比的增加有两种变化趋势:当刻蚀区域的长度不变时,膜厚均匀性略有降低,当其宽度不变时,膜厚均匀性有显著升高。在一定范围内,膜厚均匀性分别随功率降低和气体温度的升高(或气压的降低)而降低。薄膜沉积速率分别随靶基距的降低,电源功率和气体温度的升高(或气压的降低)而增加。

关键词：磁控溅射薄膜厚度均匀性靶基距数值计算

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磁控溅射膜厚均匀性设计方法

磁控溅射膜厚均匀性设计方法

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中国真空学会真空工程学术交流会

作者：张以忱张峻豪宋青竹东北大学沈阳真空技术研究所

关键词：磁控溅射薄膜厚度均匀性综合设计系统

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