金屬Cr詳解

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中，金屬鉻（Cr）的作用不可或缺。從光刻過(guò)程中的掩膜制造到薄膜沉積技術(shù)，鉻的應(yīng)用貫穿了芯片的整個(gè)制造流程。Cr有哪些應(yīng)用？有哪些優(yōu)秀的性質(zhì)呢？

金屬Cr的性質(zhì)？

鉻（Cr）是一種在元素周期表中位于第六副族的過(guò)渡金屬。

物理性質(zhì)

1. 外觀：鉻是一種有光澤、銀白色的金屬。

2. 密度：約為7.19g/cm3。

3. 熔點(diǎn)：大約為1907°C。

4. 沸點(diǎn)：約為2671°C。

5. 硬度：鉻是一種非常硬的金屬。鉻（Cr）>鈦（Ti）>鎳（Ni）>銅（Cu）

6. 電導(dǎo)性：銀（Ag）>銅（Cu）>鋁（Al）>鎢（W）>鉻（Cr）>鎳（Ni）

7. 磁性：在室溫下，無(wú)磁性。

8. 
   

化學(xué)性質(zhì)

鉻對(duì)氧化的抵抗性非常強(qiáng)，能夠在表面形成一層穩(wěn)定的氧化鉻（Cr2O3），這層薄膜可以防止進(jìn)一步的腐蝕。

金屬Cr在半導(dǎo)體中的應(yīng)用

掩膜版

在光刻過(guò)程中，鉻被用作掩膜版的關(guān)鍵材料。鉻在紫外光下表現(xiàn)出高光學(xué)密度，可以有效阻擋光線。在石英基板上通過(guò)PVD等方法均勻地沉積一層薄的鉻，在其上涂覆一層光刻膠，再使用電子束光刻，顯影，在光刻膠上做出預(yù)期的圖形，之后進(jìn)行Cr的刻蝕，最后去除光刻膠，即可得到掩膜版。

擴(kuò)散阻擋層

在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，不同材料層之間可能會(huì)發(fā)生原子擴(kuò)散，特別是在高溫加工過(guò)程中。鉻作為擴(kuò)散阻擋層，通常很薄，足以阻擋金屬原子的擴(kuò)散，防止金屬離子污染硅基底或改變介電層的導(dǎo)電性。

導(dǎo)電層

鉻由于其良好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，當(dāng)在高溫或需要黏附性較好的場(chǎng)景，通?？梢赃x擇鍍Cr。

如何測(cè)量Cr薄膜的厚度？

橢偏儀

橢圓儀是一種非接觸、非破壞性的測(cè)量技術(shù)，用于測(cè)量薄膜的厚度和光學(xué)性質(zhì)的機(jī)臺(tái)。一般常用來(lái)測(cè)量介質(zhì)厚度或折射率，但是由于Cr的厚度較薄，一般在幾十納米左右，因此可以測(cè)量非常薄的Cr薄膜。

X射線熒光光譜（XRF）

XRF技術(shù)的基本原理是通過(guò)射線激發(fā)樣品中的原子，這些原子在返回基態(tài)時(shí)會(huì)發(fā)出特定能量的X射線熒光，這些熒光可以用來(lái)識(shí)別和定量樣品中的元素。XRF是一種非接觸、非破壞性的測(cè)量方法，適用于在線監(jiān)控。

AFM

AFM不僅可以用來(lái)測(cè)量粗糙度，也可以用來(lái)測(cè)量高度差，一般情況下用來(lái)測(cè)粗糙度的場(chǎng)景更多。

文章來(lái)源：Tom聊芯片制造