解 晗，夏久龙，申 强

(中国电子科技集团公司第五十五研究所，南京210016)

半导体领域蒸发工艺采用自动化蒸发台实现。首先为蒸发台建立高真空环境，通过对坩埚内目标材料源迅速加热使其熔化为液态，使一部分原子蒸发为气态逃逸至高真空腔体，最终沉积在晶圆上。从宏观角度看，蒸发是物体由固态转为气态，再由气态转为固态的物理过程。在微观角度上，则是被蒸发的高能原子在高真空环境下的运动并最终被附着的过程。蒸发工艺真空度一般要求为1e-4 Pa及以下，此时腔体内原子的平均自由程可达到50 m，远大于腔体内坩埚与晶圆之间的距离（0.58 m左右）。在这种情况下，原子在腔体内运动相互碰撞的概率极低，可认为蒸发原子的运动轨迹为无碰撞直线运动，被蒸发原子以坩埚为基点呈发散放射状扩散至腔体内[1]。

1 问题分析

针对BAK双源蒸发台用于元器件金属电极蒸发工艺，薄膜质量对器件性能的影响尤为重要。晶圆被放置在腔体顶部行星盘的空心槽内，在蒸发过程中行星盘会以一定速度旋转，同时晶圆和坩埚之间有一块平面挡板作为均匀性校正板。

在实际镀膜过程中，金属薄膜边缘存在台阶分层现象，在扫描电子显微镜下观察金属薄膜形貌如图1所示，薄膜上有明显的分层痕迹且痕迹间偏移量在100～700 nm不等。此金属图形化工艺形成的薄膜包括4层金属，分置在2个坩埚源内。

图1 金属薄膜的分层台阶现象

作为lift-off工艺的一部分，在蒸发之前，晶圆上会涂布一层一定厚度的光刻胶。……