Данилин Б.С. - Вакуумное нанесение тонких плёнок (1051250), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Сопротивление слоя измеряется четырех- точечным пробннком. Критерием химической чистоты пленок является постоянство произведения сопротивления на толщину пленки. На рис. 3-98 показана конвейерная линия, предназначенная для производства многослойных тонкопленочных микросхем. Она состоит из восьми горизонтально расположенных цилиндрических камер, смонтированных на едином фундаменте.
Камеры при помощи боковых патрубков вакуумноплотно соединены друг с другом и связаны одним общим цепным конвейером, проходящим в вакуумном объеме через все камеры напылительной линии. В магазине первой камеры перемещаются 25 стеклянных подложек размером 100 Х 100 мм. Подложки, подлежащие напылению, перед загрузкой в магазин 30 — 361 497 а» ка а ~ а а а а а й а о 'а 3 а а х > о „ а ах а х а к В а ха а а а а хо а о» а"„х а оах аах аа аа ° 1ао а о Ка 1 а И" а о" а х а В о1 о х о о СС о а а а 3» а х о а аа а а а а а 1 а -в 1 закрепляются в специальные рамки-подложкоде"жатв.
и, (епной конвейер захватывает Рамки пз магазина н л>. транспортирует их на позиции напыления, где они фик- сируются специальным зажимным механизмом. В первой камере также осуществляется предвари- тельная очистка подложек прц пох>оши высокотемпе- ратурного прогрева. Нагрев осуществляется спиральны- ми нагревателями, расположенными по боковым стен- кам магазина. Во второй камере производится окончательная очист- ка подложек методом электронной бомбардировки.
Пять камер( с П! по И7) являются, рабочими, в ко- торых осуществляется напыление различных материа- лов. В последней камере иапыленные подложки соби- раются в магазин, Во всех камерах линни поддерживается рабочий вакуум около 1 1О-' мм рт. ст. Откачка линии осущест- вляется четырьмя паромасляными насосами с быстро- той действия каждого насоса 4000 л/сек (один насос на две камеры) и двумя механическими насосами с быст- ротой действия каждого насоса 3 л/сек, причем один механический насос работает на два паромасляных насоса. Каждый паромасляный насос имеет две ловушки. Нижняя ловушка, расположенная непосредственно над горловиной насоса, имеет водяное охлаждение, верхняя ловушка охлаждается фреоном. Прп этом каждая ло- вушка охлаждается при помощи индивидуальной двух- ступенчатой холодильной машины (на рисунке не по- казана).
Паромасляные насосы подсоединяются к каме- ре через тарельчатыс вентили, имеющие уплотнения из вптона. Все вводы в камеру осуществляются с передней сто- роны лпнии через объем с промежуточной откачкой. Уплотнение вводов между атмосферой и промежуточным вакуумом осуществляется с помощью резины. Из про- межуточного объема вводы проходят в камеру без уплот- нений через диффузионные зазоры. Откачка промежу- точных объемов осуществляется через общий вакуум- провод (коллектор) при помощи паромасляного насоса с быстротой действия 750 л/сек и механического насо- са с быстротой действия 20 л/сек. Вакуум в рабочем объеме линии измеряется двумя нонизационными вакуумметрами, установленными на камерах 8 и б, Вакуум в трубопроводе промежуточ- 20» 299 ной откачки измеряется при помощи магнитного электроразрядного манометра.
На форвакуумных магистралях установлены термопарные вакуумметрические лампы. На рис. 3-99 показан схематический разрез рабочей камеры. В каждой камере имеется карусель из пяти масок. Карусель, кроме вращения, имеет возможность Рис 3-99 Раареа рабочей камеры конвейерной линии 1 — наромаслянын насос (а 000 л!сек(, 2 — мехаинческин насос 080 л!сек(; 3 — ловушка с водяным охлажденаем, 4 — ловушка с фреоновым ахлажлением, б — испарнтель б — таречьчатын вентиль 7 — монтажна» плита,  — кронштейн, 3 — объем промежуточноа откачки, 10 — вакуум провод пред. аарительноа откачки 11 — блок электропитания и управлении на подвижной станине, М вЂ” паромасляныа насос (780 л!сек(, 13 — механичеснии насос продольного и поперечного перемещения. Юстировка при совмещении осуществляется вручную при помощи оптических приборов и достигает точности 50 мк.
Испарители закрепляются на специальных кронштейнах. Во всех напылительных камерах имеются нагреватели, обеспечивающие возможность прогрева подложек до 400' С. Регулирование температуры осуществляется при помощи специального трансформатора с ручным управлением. В каждой напылительной камере также имеется холодильник, заполняемьш жидким азотом, что дает воз- ЗОО можность при необходимости производить быстрое охлаждение подложки. Многие конструктивные элементы установки (карусель масок, испарительные устройства, оптические устройства, а также механизмы ручного управления этими устройствами) размещаются на монтажной плите, расположенной на передней стороне камеры.
Каждая камера имеет индивидуальный блок электропитания и управления. Монтажные плиты и блок питания крепятся на специальной подвижной станине, которая может откатываться по рельсам, обеспечивая хороший доступ к внутрикамерным устройствам. Прн проектировании конвейерных линий стараются обеспечить работу линии длительное время без вскрытия и сообщения с атмосферным воздухом (несколько суток). Этих( достигается получение в линии устойчивого вакуума, а следовательно, высокого качества пленок.
Однако при этом необходимо, помимо рабочих камер, в которых производится напыление пленок, иметь еще специальные камеры для шлюзования, а также предварительного и окончательного обезгаживания подложек и исходных материалов для напыления. Каждая камера должна быть типовой и взаимозаменяемой. Она должна иметь возможность встраиваться в конвейерную линию и вместе с тем быть использованной как индивидуальная напылительная установка. Устанавливаемые в рабочих камерах различного типа испарители должны быть также взаимозаменяемыми, причем координаты точки испарения относительного напыляемого изделия должны быть строго постоянными для всех видов испарителей.
При разработке автоматизированных установок напыления для непрерывного производства пленочных элементов и схем обычно предусматривается; загрузка и выгрузка готовых элементов и схем через шлюзовые камеры без нарушения вакуума в рабочих камерах, что обеспечивает непрерывную длительную работу пинии. возможность гибкого маневрирования операциями и передачи элементов из одной камеры в другую без нарушения вакуума; приборы для контроля скорости напыления и толщины пленок, а также контроля физических параметров элементов и схем, находящихся в вакуумном объеме; приборы для контроля вакуума; ЗО( приспособления, обеспечивающие точное совме!цение масок с подложками; устройства, обеспечивающие одновременное испарение различных материалов, в условиях вакуума с помощью сильноточных и электроннолучевых испарителей; очистка, прогрев и охлаждение подложек, а также стабилизация и контроль температуры в требуемых пределах; создание надежных источников испарения с большим сроком службы.
Следует иметь в виду, что производительность конвейерных линий зависит как от рабочего времени, в течение которого идет процесс напыления, так и от вспомогательного времени, которое на конвейерных лвниях занимает от 30 до 40о7п рабочего цикла. Вспомогательное время складывается из времени, необходимого для фиксации подложки, времени срабатывания механизмов шлюзования, времени, необходимого для нагрева или остывания подложки, н т. п. Напыление каждого слоя ведется непрерывно, а поэтому самое длителыюе по времени напыление по сути дела определяет ритм работы всей линии. В результате механизмы, установленные на позициях с меньшим временем напыления, вынуждены длительное время простаивать.
Значительные возможности в повышении производительности линии открываются при использовании ротор- ного принципа автоматизации производственного процесса. 'При этом любая операция напыления разбивается па несколько позиций, в результате чего ритм работы линии не определяется продолжительностью наиболее длительного напыления, а может быть значительно ускорен.
Прн использовании роторных линий производительность совершенно не зависит от вспомогательного времени, так как обработка изделия ведется также и в процессе его транспортирования. В процессе перемещения подложки с одной позиции напыления на другую может быть произведено измерение ее температуры, определена толщина пленки и измерены ее физические параметры. Одновременно может быть произведена дозировка напыляемого материала и подготовка нспарителсй к работе. Однако непременным условием, определяющим возможность построения линии напыления по роторному принципу, является четко отработанная технология напыления отдельных пленочных элементов илн микросхем.
302 .Е и и »о е н =. о, пи н по и о гл с Температура н па ренан 1прн лаепенап перон ~оуе нм рпь е~пж 'С а о„и оп, температура ппанаенпн, 'С Нанненоаанпе иатернапа о г Во г 2 060 ! 640 2 970 1 2 1О-' 7,6 10-' 1,95 !О-' 660 717 1284 2 300 1 697 271 3 382 ЗО 959 1 535 1 063 !57 2 454 1 477 321 996 629 ! 246 1 365 1888 698 3 309 1 093 1 251 1 447 1 465 952 2 556 1 649 264 (сублнмацви) 207 605 ! 649 1 342 1 38! 514 443 (сублгамиции) 980 1 273 2 533 280 282 ! 5!О 2 700 1 !89 2 667 1 566 2 090 2!49 48 165 2 430 718 234 1 047 0,85 2,3 0,45 4,75 2,7 1,45 1,32 1,27 1,02 1,95 Ал~омпннп .
Барий Бериллий . 2 550 Бор Ванадий Висмут Вольфрам . Галлнй Германии Железо . Золото Индий! Ирндий Итирнй . Калмий . 3 527 1 560 5 900 2 050 2 700 2 740 2 960 3 527 3 227 765 1,2 10 $е 1,7 1О-' 0 4,5 Цг-' 3,7.10-' 6 1О-' !О-а 2,65 9,8.10-' 8,7 10-' 0,8.10"' З,о.10-а 705 1 440 3 000 2 360 2 727 1 367 1 1!О 63,6 810 1 478 1 414 885 179 651 Калий Кальций Кобальт Кремний Лагпан . Литий Магний .
1,67 1,25 1,02 0,77 1,08 2,2 10 9,0 10-' 3,0 1О-' 2,2.10-' 8,0 !О-' 4,4 10-' 0 8,7. 10-а 1 б 10 2,5 10-' 2 100 2 590 4 750 885 2 730 2 400 4 627 4 000 4 400 3 877 357 679 4 227 1 740 680 2 210 Мв рганец . Медь . Молибден . Мышьяк Натрий . Никель . Ниобий .
Олово Осмнй Палладнй, Платина Родий Ртуть . Рубнднй Ругенни Свинец, Селин Серебро 1 244 1 083 2 622 616 97,7 1 455 ! 950 232 2 700 1 555 ! 774 1 967 — 38,8 39 2 500 328 2!7 961 1,22 1,18 1,05 1,18 1,06 1 65 1,4 1,68 4,6 5,4 ° 1О- а 1,8 10-' 2,65 1,67 77 ли ложа чп е Температуры плавления, кипения и испарения, и также данные относительно давления паров и скорости испарения некоторых материалов Продолж«нате приложения ой и до с. мо » и . о ой" ет й с;Р с яи йи т н .я « ° и о. о й Те шература испарении !при Лав. ленни паров !а' мм ртп.
ст.~. 'С Наименование материала Температура и ~велении, 'С Стронций . Сурьма . Таллий Тантал Теллур Титан Торий Углерод Уран . Хром. Цезий Церий Цинк . 549 678 606 3 070 - 670 1 546 2 !96 2 68! ! 898 ! 205 153 1 305 343 (сублимация) 2 001 771 630 304 2 996 452 1 727 1 827 3 700+100 1 132 1 900 29 785 419 1 384 1 635 1 650 5 300 ! 390 3 300 3 000 3 500 3 527 2 200 670 900 2,8.10-а 5 6 1О-' 2,95 1,35 0,95 0,37 1,1 3,18 1,9 8,4 !О-' 6,4 1О 1,5 !О-' 1,6 10"' 4,! ° 10- ' Цирконий... 2 127 5 ООО 1,52 ЛИТЕРАТУРА 1. В е к ш и и с к н й О А..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
