薄膜剝落

薄膜剝落是半導體製造中一種常見的現象。

基本介紹

• 中文名：薄膜剝落
• 外文名：film peeling

光學薄膜的損傷機制及其表現形式比較復，對於Nd：YAG基頻雷射（1064 nm）而言，基本的機制是膜層中的各類缺陷或膜層界面處吸收熱量產生溫升致使膜層熔化甚至氣化或者通過熱力耦合形成破壞。在雷射能量較低時，首先引起破壞的是各種缺陷。其中節瘤缺陷受熱噴出形成錐形坑，吸收性缺陷吸收熱量產生溫升致使其本身或周圍膜層化甚至氣化形成平底凹坑。此外，由於膜層結構缺陷以及各種雜質帶來的自由電子或者處於較淺裂谷態而被激發至自由態的電子，吸收熱量並通過電子/聲子作用將熱量轉移至晶格最終產生破損。業內學者對該類損傷的特性進行了較多的研究並提出了多種處理方法以消除損傷，提高損傷閾值。

輻照雷射能量稍高時，分層剝落成為主要的損傷形貌。關於分層剝落的產生機制已經進行了一些研究，普遍認為界面兩側材料熱物特性的差異導致了膜層內溫度場的形成，進一步產生應力使表層薄膜脫落形成損傷。雷射輻照時光束在膜層界面處多次反射、疊加從而在膜層內部形成駐波場，由於膜體材料以及界面處的吸收在膜層中形成溫度場，兼之不同膜層材料熱膨脹係數之間的差異產生應力最終導致分層剝落。

P. A. Temple通過實驗以及有限元模擬分析了帶保護層的高反膜內應力場強度與分層剝落之間的聯繫，實驗與模擬結果一致性較好；但也有一些例外，比如保護層厚度為λ/3時，雖然模擬得到的場強較大，實際實驗卻沒有觀察到分層剝落。