圖一：本中心電子束蒸鍍機

般鍍膜方法分為物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition, PVD）及化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition, CVD）兩種。「物理氣相沉積」顧名思義是利用物理機制來進行薄膜堆積而不涉及化學變化。所謂物理機制是指蒸鍍源物質的相變化，如由固態轉化為氣態（蒸鍍），或由氣態轉變為電漿態（濺鍍）。早期蒸鍍使用熱電阻加熱法，但靶材坩鍋與加熱源直接接觸，能蒸鍍的材料種類有限，靶材耗損量大，得到的薄膜純度也不足，而利用電子槍產生的電子束轟擊靶材的電子束蒸鍍法則可有效地改善熱蒸鍍法的限制。電子束蒸鍍法是利用高能電子束的動能轉換為熔化靶材的熱能，並利用靶材在接近熔點時的飽和蒸汽壓進行鍍膜，蒸鍍機制請參見圖二。此法除了有很好的熱轉換效率外，蒸鍍速率亦能精準控制，靶材種類選擇的限制較少，除部分化合物及合金外，多數材料皆能蒸鍍。

圖一：電子束蒸鍍機制

本中心「奈米表面與磊晶技術」團隊擁有兩台電子束蒸鍍機（E-beam evaporator I & II），如圖一，分別用於金屬及介電材料之蒸鍍，並具備冷凍幫浦(Cryo-pump)，真空度能到1E-7 torr；樣品載台為可裝載三個5片4吋晶圓的傾斜式行星轉盤，利用載台自轉加公轉，降低樣品表面圖案化形成的遮蔽效應（Shadowing effect），增加成膜均勻性；介電材料蒸鍍另外附有基板加熱（溫度 <400°C）及氧氣導入（最大氧氣流量50sccm）裝置，使成膜更為緻密，並減少蒸鍍形成的材料氧空缺（參見圖三）。目前電子束蒸鍍機 I 常鍍的金屬材料包括Al、Cr、Ti、Au、Pt、Pd、Ni、Ag，電子束蒸鍍機 II 常鍍的介電材料包括SiO₂、TiO₂、Ta₂O₅、HfO₂、Al₂O₃、ITO。

圖三：介電材料蒸鍍膜折射率

電子束蒸鍍機的操作容易、鍍膜速率快、可鍍材料種類多、基板種類限制少，可應用於元件金屬電極製作、半導體製程之金屬遮罩、光學薄膜，或是元件的擋層墊層。成功大學微奈米科技研究中心提供24小時機台操作，及優秀的工程師協助操作服務，歡迎洽詢利用。

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