蒸鍍屬於 PVD 製程中的一種, 是在真空下將材料加熱到具有足夠的蒸氣壓, 使材料自然蒸發, 在基材上凝結成膜. 這種方式的優點是簡單方便, 成膜快, 效率高, 有效面積大, 成本低, 但因蒸發原子的能量低, 離化率不高, 與基材的結合性較差. 多應用在 3” 以下的小尺寸基板, 比如 LED, 也可用在半導體晶圓背面鍍金等要求成本的場合. 通常分為熱蒸鍍及電子槍蒸鍍二種.
蒸鍍材料大部份是規則或不規則的顆粒, 這樣材料的使用率最高. 在電子槍蒸鍍中, 也使用可直接放進水冷銅座的錠狀, 這樣可減少操作初期顆粒預熔成塊的時間.
Al
Ag
Au
Cr
Cu
Ni
Ti
Sn
Al2O3
SiO2
MgO
Ti3O5
Ta2O5
Al-0.5Si
熱蒸鍍 是把線狀材料放在鎢絲上, 或把顆粒狀材料放在鎢舟上加熱, 若是鍍 Cr, 可直接加熱表面已有電鍍 Cr 層的鎢絲, 俗稱水銀條. 以鎢絲加熱的通常是 Al, In, Sn.
W Boat
W Heating Coil
Al Coil
Cr Rod
Al
In
Sn
捲取式蒸鍍機 (Roll to Roll) 要求鍍率快, 蒸鍍舟持久耐用, 因 W Boat 的壽命短, 因此改用 TiB2 + BN (+AlN) 製作的陶磁導電蒸發舟, 常用鍍材為 Al, Cu, Ag, ZnS.
電子槍蒸鍍 是把材料放入水冷銅座中, 再以電子束加熱材料. 此法的能量高, 各種材料都可蒸鍍, 膜層的附著性也較佳. 通常為了避免水冷銅座受到污染, 會在水冷銅座中放入襯堝 (坩堝), 但若材料會與襯堝產生合金反應, 就必須直接放在水冷銅座中蒸鍍.
襯堝 Crucible (W / Mo / Ta / Cu / Carbon / Al2O3 / YSZ/BN)
蒸鍍機中都設有膜厚監測器, 這是利用石英振盪片 (Crystal) 的頻率變動來測量膜厚, 通常分為 5MHz 和 6MHz.
某些蒸鍍機使用空心陰極放電 (HCD, Hollow Cathode Discharge) 產生電漿來加熱材料, 會使用 Ta 點火管來引發電漿.
Boron Nitride (BN) Spray: 一般鍍 TiN / ZrN /...等裝飾工具鍍的機台, 都會遇到腔體內部被鍍上一層而後難以清除的困擾. 不管是用手工具機械式的清除, 或是在腔體內貼 Al箔, 效果都不很好.
BN粉末混在酒精類發性溶劑中, 使用時像殺蟲劑噴罐一樣, 噴在真空腔體內易被鍍的表面 (腔體內壁, 零件表面,..), 惰性的 BN 粉末就會附著在上面, 其粗糙的表面可吸附 TiN 等鍍層材料, 要清除時用擦拭布輕易就可擦拭乾淨.
使用 BN 的好處是簡化腔體的清潔, 保持工件不受掉落粉塵的影響. 維持鍍膜的品質. 是低成本高效益的輔助器材.
