Берлин Е. - Вакуумная технология и оборудование для нанесения и травления тонких плёнок (1051243), страница 15
Текст из файла (страница 15)
6.10 представлен рисунок боковой проекции установки с «человеком» ростом 180 см, находящимся в чистой зоне. 63. » 75~) 6.2.5. Техноеогическое применение описанных магнетронных установок Описанные установки магнетронного напыления использовались в производстве гибридных ИС для нанесения в одном вакуумном процессе резистивных материалов типа РС-540б или РС-3710 [1[ и защитного слоя титана. Нанесение слоя с поверхностным сопротивлением 20 — !000 Ом/!3 занимало 2 — 25 мин. при токе разряда 0,8-2 А. Разброс значений поверхностного сопротивления пленок в одной партии обычно не превышал ~3%.
Системы металлизации ГИС тоже получали на этих установках, для чего наносили чередующиеся слои различных металлов, например, ванадия, меди и хрома [2[. Скорость нанесения меди была примерно 8 мкм/час. Нанесение слоев за один цикл позволило значительно улучшить межслойную адгезию и исключить расслоение структуры при дальнейших операциях. Дело в том, что в случае изготовления многослойной металлизации при сравнительно длительном перерыве между осаждением пленок в вакууме, материал верхней пленки конденсируется не на чистую поверхность нижней пленки, а на поверхность, покрьпую слоем окисла. Причем толщина окисла пропорциональна длительности паузы между нанесением слоев. Поэтому эта пауза должна быть как можно короче.
Описанные установки хорошо показали себя и в более сложных процессах, таких как реактивное нанесение пленок окислов и нитридов [3 — 4[. Особенно часто установки использовались для получения чередующихся слоев оксида и нитрида кремния. Эти слои получали методом реактивного магнетронного напыления, в котором кремниевая мишень распыляется в смеси аргона и реактивного газа, азота или кислорода. Такой метод позволяет наносить на движущиеся подложки слои упомянутых химических соединений с достаточно большой скоростью: до 2 мкм/ч (главы 9 — 11). 6.3. Резюме по напылительным установкам Рнс.
6.10. Боковая проекция установки «Каролина Д-12В» ''фд 1. Разработаны и выпускаются серийно вакуумные напылителъные установки дпя нанесения слоев металлов, резистивных сплавов и диэлектриков, и их многослойных комбинаций в едином вакуумном цикле. 2. Комплектация установок зависит от требований заказчика.
Установки оснащаются необходимым числом протяженных магнетронных источников, ионным источником для очистки поверхности Стб т г. г 6. и < зсм-В лмггф подложек, нагревателем подложек и вращающимся барабаном для крепления подложек. 3. Допустима работа источника ионов совместно с магнетроном на смеси газов. Предусмотрен вариант напыления с подачей смещения 100 кГц (13,56 МГц) на держатель подложек. Мощность генератора смещения ! КВт. 4. Предельное давление в рабочей камере 5 10 4 Па. Количество подаваемых (неагрессивных) газов до 3 шт. Расход подаваемых в камеру рабочих газов по одному каналу от 0 до 0,1 Вт.
Суммарное давление в камере при работе магнетронов от 0,07 до 0,3 Па. 5. Температура нагрева подложек 50-250 С, максимальная 300 С. Нестабильность поддержания температуры подложек +5%. 6. Диапазон контроля сопротивления свидетеля 20,0-0,2 кОм. Погрешность измерения сопротивления 3%. 7. Установки полностью автоматизированы. Они снабжены автономной замкнутой системой горячего водоснабжения. Время подготовки установки к работе с учетом времени подготовки высоковакуумного насоса не более 100 мин. 8.
Изготовленные к настоящему времени установки успешно эксплуатируются на многих предприятиях электронной промышленности. 9. Основные технические характеристики установок для сравнения сведены в таблицу: р Д,-!2Д» ' «Кр 300 ..050 1 3 440х100хб мм' 448х108х15ммз 00х850х2000, 1500х850х2700 до б00 ло 7ОО Литература к главе 6 1.
Кондратов Н.М. Резистивные материалы. — Обзоры по электронной технике, сер. Материалы, М., ! 979, вып. 4, Зб с. 2. Берлин Е.В., Сейдман Л.А. Установка для магнетрониого нанесения многослойных покрытий. — ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. 2003, вып. 7, 58-бО с. 3. Сейдман Л.А.
Способы управления процессом реактивного магнетронного распыления с помощью вольтамперных характеристик разряда. — Труды постоянно действующего семинара «Электровакуумная техника и технология», пол рел. А.В. Горина, М., !999, 1бв с. 4. Берлин Е.В., Воробьев А.Н. и Ссйдман Л.А. Получение чередующихся слоев диэлектриков на основе кремния. — ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес.
2002, вып. 5, 50-52 с. 5, Берлин Е.В. и Сейдман Л.А. Напылительные установки для многослойных покрытий. — ЭЛЕКТРОНИКА; Наука, Технология, Бизнес. 200б, вып. 2, 88-91 с, ГЛАВА 7 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НАНЕСЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СЛОЕВ НА МАГНЕТРОННОЙ УСТАНОВКЕ 7.1. Технологические особенности нанесения резистивного слоя на магнетронной установке 7.1.1. Подготовка новой мишени из силицидного сплава к работе Мишени большого размера из силицидного сплава выполнякпся из отдельных фрагментов, которые изготавливакпся методом порошковой металлургии. Для получения равномерной по поверхностному сопротивлению пленки необходимо иметь однородную мишень. Поэтому после вскрытия упаковки с фрагментами новой мишени из резистивного сплава необходимо по сертификатам убедиться, что все фрагменты принадлежат одной партии.
В противном случае вернуть упаковку изготовителю. Фрагменты мишени устанавливаются на ее держатель так, чтобы они составили единую мишень без шелей и ступенек. Далее проводится контрольный процесс, в котором предварительное распыление мишени при токе разряда 2 А должно быть не менее 20 минут (во избежание растрескивания мишени ток вводить плавно, в течение 80- 100 сек). Если время нанесения слоя с заданным сопротивлением отличается от времени нанесения при старой мишени более чем на 10% повторить контрольный процесс с предварительным распылением мишени при токе разряда 2 А не менее 20 минут.
Если результаты контрольного процесса по качеству резистивного слоя удовлетворительны, то можно приступить к проведению рабочих процессов. гг» «79Г' 7.1.2. Особенности проведения процесса нанесения резистивного слоя В установках периодического действия мишень подвергается действию атмосферы, в результате чего ее поверхность покрывается тонким слоем окисла.
Для получения воспроизводимых результатов его необходимо удалять непосредственно перед нанесением пленки на подложку в каждом рабочем процессе. Для этого мишень предварительно распыляют на закрытую заслонку Время очистки выбирается экспериментально по графику зависимости поверхностного сопротивления пленок, нанесенных в одном и том же режиме, от времени предварительного распыления мишени на заслонку. Время предварительного распыления, после которого поверхностное сопротивление полученных пленок перестает изменяться, принимают в дкчьнейшем за время очистки.
Режим очистки выбирается равным рабочему режиму распыления или берется несколько более жестким (с большей мощности магнегрона). 7.1.3. 11олучение заданной величины поверхностного сопротивления пленки Обычно «свидетель» имеет отношение ширины к длине 1:4. Тогда, например, если необходимо получить поверхностное сопротивление К =1 кОм/П, то напыление ведут до достижения сопротивления свидетеля К по измерительному прибору 4 кОм.
Используемый измерительный прибор должен иметь несколько диапазонов измерения. В начале осаждения пленки сопротивление свидетеля будет изменяться быстро, затем медленно. Учитывая, что при последующей стабилизации К будет уменьшаться, то напыление заканчивают несколько ранее заданной величины. Для выравнивания получаемых значений К, по образующей барабана используют экран-диафрагму, прикрывающего края зоны нанесения резистивного слоя. Для определения формы экрана-диафрагмы необходимо провести несколько предварительных процессов. Для этого на один держатель подложек устанавливают 8- 1О шт. свидетелей, равномерно распределенных по высоте.
После проведения процесса осаждения измеряют Кг И по результатам замера обычно увеличивают ширину открытой зоны экрана в тех местах, где К, имеет повышенное значение. Операцию повторяют несколько раз до достижения требуемого разброса по К, по всей образуюшей барабана. СВО % ств я. Глава 7. Технгяниичесиие особенности нанесения различнмяслоев 7г. ~ «, . ВД~~ Величина поверхностного сопротивления резистивной пленки определяется: толщиной пленки, ее микроструктурой и микрорельефом поверхности подложки. Так как толщина пленки не велика (50-80 нм), то К, в значительной степени зависит от микронеровностей поверхности подложки (для ситалла СТ-50 отдельные пики достигают высоты 30 нм).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
