Данилин Б.С. - Вакуумное нанесение тонких плёнок (1051250), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Предварительная откачка до 10-а мм рт. сг. обеспечивается адсорбционными цеолитовымн насосами, н В соединенными с камерой 'н " г !- ' г через металлические прогреваемые вентили (на рисунке не показаны), Прогрев рабочей камеры с целью обезгаживания о осуществляется двумя раздельными группами + -г- нагревателей. Температу"г— ра прогрева верхней части камеры составляет 250 'С, в нижней части 180'С. Об— щая мощность прогрева 5 квт.
В данной системе гарантируется предельное разрежение 5 !О " мм рт, от. На рис. 3-93 показаны кривые откачки в коорди. натах «давление †вре», из которых видно, что разрежение 5 10-" млв рт. ст. возможно получить после непрерывной откачки в течение !О и. Одной из больших сложностей при эксплуатации этой установки является уплотнеяие рабочей камеры после вскрытия. Эта операция треоует определенного навыка, так как малейший перекос или незначительное повреждение прокладки нарушает герметичность вакуумноплотного соединения. 292 Кроме того, после каждого подъема колпака приходится менять металлические прокладки, а также тщательно проверять надежность уплотнения при помощи чувствительного течеискателя (например, масс-спектрометрического).
Все эти операции занимают значительное время. На установках колпакового типа бывает затруднительно обеспечить замкнутый цикл технологического процесса напыления, вследствие чего приходится часто разгервиетизировать рабочие объемы, что сопровождается окислительными процессами и в результате вызывает большой разброс и нестабильность параметров пленок. Кроме того, процесс производства каждого элемента и тем более микросхем па этих установках занимает чрезвычайно большое время. Массовый выпуск унифицированных электронных блоков на основе пленочных схем потребовал резкого повышения производительности напылительиого оборудования.
Желание повысить производительность напылительного оборудования, а также обеспечить возможность изготовления компонентов в однородных условиях привело к созданию автовиатизированных установок непрерывного действия со шлюзовой загрузкой.
Непрерывная подача подложек в рабочую камеру устраняет необходимость в остановке работы вакуумной системы и сообщении рабочей камеры с атмосферой при переходе от одной партии изделий к другой. Это, во-первых, обеспечивает однородность технологических процессов, во-вторых, повышает производительность. Установки н линии непрерывного действия имеют довольно сложные конструкции, так как они требуют применения целого ряда устройств, обеспечивающих манипуляцию в вакууме.
Кроме того, для получения стабильности и воспроизводимости результатов напыления необходим строгий технологический контроль режима осаждения и электрических параметров пленки непосредственно в процессе ее формирования. Если при лабораторных методах изготовления допустимо сравнительно большое время напыления каждого элемента, которое в отдельных случаях достигает нескольких минут, то при использовании конвейерных линий, оно может быть снижено до нескольких секунд. Так, например, одна из ведущих американских фирм по производству микросхем — фирма 1ВМ разработала ма- 293 кет производственной установки, обеспечива)ощен получение на одной подложке 104 тонкопленочных схем. Изготовленная на предприятиях этой фирмы конвейерная линия обладает пр<гизводительиостью до 750 схемных панелей в час, которые могут содержать до 3 000 деталей элементов. На рис.
3-94 показана схема автоматизированной установки непрерывного действия для изготовления тонкопленочных резисторов. Установка имеет входные (1 в 2) 1 3 У 6 (7 11 Х Ю 1 !У У 4 ,'1 ' ! ~ Г1 =-49! )Р 1( ( 13.и",чае !ее 4/сел) Рис. 3.9 . 3.94. Схсыа автоматизированной установки дли изготовлении резисторов. 1 — птолнан камера (ЗО мм лм сг.); 2 — вхолааи камера (3 лм рт. сг.); 3 †негревательнав камера (3 (О-' лл лг. сг.); 4 — нагревательиал камера ((О-' мм рг. ст.); 3 — рвбочан камера (!ОЛ лм рг. сг.); б — камера дли нанесении аа- 3 — анхо иан щитной пленки (3 ° !О-' мл рт. гп); 7 — выходная камера (3 мм рг..); д камеРа (30 мл рг. си); У вЂ” каыера газового охлаждении; 10 — нагреватели; 11 — лолложка. наносится защитная пленка из двуокиси кремния В обеих рабочих камерах применены электроннолучевые испарители, Данная установка может выпускать каждые 3 сек подложку с резистором.
После выходной камеры подложка подвергается охлаждению. Контрольное устройство, находящееся на выходе установки, обнаруживает и удаляет негодные изделия. Для непрерывной подачи изделий из атмосферы в рабочую камеру применена шлюзовая безуплотнитель- Рис. 3-93. Транспортирующий механизм. 1 — транспортирующий блок (спутник); 2 — подложки с маска. мн; 3 — вход в систему откачки; 4 — направляющий канал; 3 — поперечина полача; 6 — продольиаи подача. и выходные (7 и 8) камеры, а также основную (5) и вспомогательную (б) рабочиие камеры, в которых использу)отся электроннолучевые испарители для непрерывного испарения напыляемого материала в течение длительного времени (конструкция подобного испарителя показана на рис.
3-61, к). Внизу каждой камеры на рнс. 3-94 указана скорость откачки. Вращательный насос обслуживает первую входную и последнюю выходную камеры, другой вращательный насос обслуживает вторую входную и предпоследнюю выходную камеры, Остальные четыре камеры установки обслуживаются автономными паромаслянымп насосами. Две нагревательные камеры,3 и 4 предназначены для обезгаживания и очистки подложек, масок п приспособлений для их крепления. В основной рабочей камере при вакууме!О-Ол(х( рт. ст.
наносится резистивная пленка, во второй (вспомогательной) рабочей камере при вакууме 3 !Π— 4 мл(. рт, ст. 294 ная система с электромагнитным транспортирующим механизмом (рнс. 3-95). Подложки (!ОХ!5 л!2() и маски загружаются в транспортирующие блоки (спутники), которые двигаются через систему в направляющем устройстве по прямоугольному треку с помощью электромагнитных приводов, расположенных по сторонам трека. Зазор между транспортирующими блоками н стенами трека составляет О,! — 0,2 мм. Приводы и напыляющие устройства управляются централизованной сннхронизирующей и программирующей аппаратурой.
На рис. 3-96 показана схема напылительной линии непрерывного действия, предназначенной для произ. водства пассивных тонкопленочных элементов, Для непрерывной загрузки изделий в данной линии используются вакуумные шлюзовые камеры; подложки в них подаются с помощью специального транспортирующего механизма, обеспечивающего минимальное натекаипе из одноц камеры в другую, 29$ Линии состоит из 11 камер, Назначение камер следующее: 1 — понижение давления от атмосферного до 3 жм Рт, ст.; 2 — понижение давления до 4.10-ч 21,я рт. ст.; 3 — понижение дав.пения до 1О и жм рт. ст., прогрев подложек; 4 — прогрев подложек; 5 — напыление танталовых резисторов в атмосфере аргона при давлении 3 1Π— ' л424 дт.
От.; б — понижение давления до 10-а мм рт. ст.; 7 — напыление проводников из золо- лблб пш сир, „0 10' 55 бх10 ! 10110 "040гаи1 10 ' 10 б 10 ! 10 '441!У ' Рис. 3-96. Схема напылительной лннпн для производства резисторов. ! — У вЂ” входные шлюзовые камеры; 4 — б — рабочие камеры, У вЂ” Ц вЂ” выходные шлюзовые камеры, М вЂ” заслонки; М вЂ” кран форвакуумното насоса; 14 — краны предварительной откачки; 1б — паромаслнный йасо«; 1б — механический насос; 0 — высоковакуумный кран, 12 — механический бустерный насос; !У вЂ” клапан давленна, 22 — хололпльник; 2! — расширительный «папан.
та при давлении 10 — ' жж рт. ст.; 8 — 1! — постепенный подъем давления до атмосферного и понижение температуры подложек до комнатной. Первые четыре камеры оборудованы кварцевыми пампами, Специальные рефлекторы облучают инфракрасными лучами проходящие под ними стеклянные или керамические подложки. Благодаря облучению и нагреву с подложек удаляются сорбированные газы и другие поверхностные загрязнения. Получающаяся химически чистая поверхность обеспечивает хорошую адгезию и чистоту пленок из тантала и золота. Откачка каждой высоковакуумной камеры осуществляется индивидуальной вакуумной системой, состоящей из механического насоса, паромасляного насоса, охлаждаемой фреоном,ловушки и высоковакуумного вентиля.
Охлаждение всех ловушек осуществляется от одной холодильной машины путем пропускания холод- 396 Рис. 3-97. Устройство для транспортировки подложек. 1 — рельсовые направлхюшие; 2 — подложка с лершателем; 2 — диффузионный зазор: 4— корпус камеры; б — фланеп камеры; б — ва. куумпое уплошзенне ного фреона последовательно через все ловушки. При запуске линии первоначальная откачка камер производится через вакуум-провод предварительной откачки, Устройство для транспортировки подложек показано на рис. 3-97.
Перед помещением в транспортирующее устройство подложки закрепляются в специалшчыс держатели, которые одновременно являются ползунами. Подложки с пол. зунами вертикально устанавливаются между верхней и нижней рельсовыми направляющими, по которым они перемешаются через все камеры напылительной линии. Зазор между ползунами, рельсами и о торцевой стенкой корпуса камеры выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить свободное перемещение ползунов.
В то же время ондолжен оказывать достаточное сопротивление воздушному потоку, необходимое для поддержания требуемого разрежения в напылительных камерах. Физическая однородность и толщина пленки измеряются механическим нробником с непосредственным отсчетом в разшшных участках поверхности подложки. Разброс по толщине не превышает .+15%' от средней толщины слоя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
