最後更新:2026年10月8日薄膜沉積(CVD / ALD / PVD)薄膜沉積(CVD/PVD/ALD)中國大陸:悬垂(Overhang)

懸突(Overhang)是什麼

Overhang

懸突(Overhang)是在溝槽或孔洞上沉積薄膜時,開口上端沉積過厚的膜像屋簷一樣向內側突出的狀態。主要發生於濺鍍等 PVD,因斜向飛來的原子集中在肩部而形成。會使溝槽底部與側壁的膜變薄,持續惡化會封住開口而成為孔洞的原因,因此以離子化 PVD 或再濺鍍加以抑制。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

懸突(Overhang)是在溝槽或孔洞上沉積薄膜時,開口上端(肩部)的膜沉積過厚,像屋簷一樣向內側突出的狀態。英文意為「突出」,與登山時指頭頂上方突出岩壁的是同一個詞。在半導體中主要是濺鍍等 PVD(物理氣相沉積)的問題,有時也用來指光阻圖案截面上寬下窄的形狀。

懸突之所以形成,是因為被濺出的原子從各種角度飛來。開口肩部可從上方與斜向接收原子,相對地,溝槽底部與側壁下部只能接收從開口可見的狹窄方向範圍內的原子。結果肩部沉積較多膜,突出的膜又進一步形成陰影,減少往內部的供應(遮蔽效應,shadowing effect)。懸突持續惡化時,溝槽底部與側壁的膜變薄,階梯覆蓋率(step coverage)變差,最後開口被封住,內部封入孔洞。

在銅導線中,先以 PVD 在溝槽內沉積阻障金屬與晶種層,再以電鍍填入銅。此時若晶種層有懸突,開口就會變窄,電鍍無法完全填滿而殘留孔洞。對策包括:將濺出的原子離子化、以基板偏壓垂直吸引的離子化 PVD,以離子削除肩部的膜並使其轉移到底部的再濺鍍,以及拉開靶材與基板距離以減少斜向成分的長距濺鍍(long throw sputtering)等。在微細孔洞中,以能順著形狀均勻沉積的 ALD 形成襯層的方法也逐漸普及。

懸突(Overhang)的常見問題

為什麼懸突會成為問題?
突出的膜會形成陰影,使膜難以到達溝槽底部與側壁,導致階梯覆蓋率變差。進一步惡化時會封住開口,之後填入的銅等無法進入內部而殘留孔洞,造成導線電阻上升或斷線。
抑制懸突的方法有哪些?
有將濺出原子離子化並垂直吸引的離子化 PVD、以離子削除肩部的膜並轉移到底部的再濺鍍、拉開靶材與基板距離的長距濺鍍等。在微細孔洞中,也會使用能在表面均勻沉積的 ALD 形成薄膜。

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