濺鍍(Sputtering)是物理氣相沉積(PVD)的代表性方法之一。在真空腔體內將氬(Ar)等惰性氣體電漿化,使產生的離子以高能量撞擊靶材(金屬或化合物)。撞擊時被撞出的原子、分子附著在晶圓表面,形成薄膜。
主要的濺鍍方式包括:使用直流電源的 DC 濺鍍(適用導電性靶材)、使用射頻電源的 RF 濺鍍(適用絕緣性靶材),以及在靶材背面放置磁鐵以提高電漿密度的磁控濺鍍。磁控方式沉積速率高,是目前半導體製造的主流。
代表性用途為形成導線金屬(鋁、銅晶種層)、阻障金屬(鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭)、接觸窗材料(鎢的附著層)等。特別是在鑲嵌(damascene)銅導線製程中,TaN/Ta 阻障層及其上方銅晶種層的濺鍍是不可或缺的步驟。
與 CVD(化學氣相沉積)相比,濺鍍可在低溫(室溫~300℃左右)下成膜,具有膜純度高、附著力強的優點。另一方面,對高深寬比孔洞或溝槽內部的覆蓋性(階梯覆蓋率)不如 CVD 或 ALD,因此隨著微縮推進,部分用途正逐步改用 ALD。
在先進節點中,採用離子化 PVD(i-PVD)與高功率脈衝磁控濺鍍(HiPIMS)等高指向性濺鍍技術,以提升在深通孔內的成膜性能。主要設備廠商為應用材料(Endura 系列)、Canon Anelva等。