Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 118
Текст из файла (страница 118)
В тех случаях, когда температура подложки не превышает 150'С, можно получить хорошие результаты, используя силиконовую вакуумную смазку. Если же для улучшения теплопередачн вспомогательную жидкость б. Распылительное оборудование и роль параметров нанесения пленок применять нельзя, то менее эффективный, но часто вполне приемлемый результат можно получить, если между подложкой н держателем подложки поместить фольгу из мягкого металла, типа индия, олова или свинца, и ° зажать зту прокладку между подложной и держателем подложки [46[. В некоторых случаях бывает не так важна температура подложки, как однородность температуры ее поверхности. Этого можно добиться полной тепловой изоляцией держателя подложки, что способствует установлению 'равновесия между энергией, рассеиваемой разрядом, и теплом, отводимым от подложки излучением.
Тогда при воспроизводимых условиях тлеющего разряда можно будет получить на подложке однородную температуру, ко. горан будет зависеть от режима разряда, Обычно несмотря на то, что коэффициент распыления для большинства материалов с ростом температуры увеличивается, любое повышение температуры катода считают нецелесообразным из-эа возможности нежелательного газовыделения.
Однако охлаждение высоковольтных катодов является сложной задачей, поскольку используемый хладагент также должен находиться под высоким напрвкением. Если используется жидкий хладагент, следует убедиться, что эффекты электролиза не вызывают внутренней коррозии места крепления катода [44) Эту частную проблему можно решить, если в качестве хладагента использовать газ, такой как, например, формир-газ. Так как большая часть тепла, выделяющегося на подложке, является результатом бомбардировки быстрыми электронами, то любая мера, предпринятая с целью отклонить этн электроны от подложки, окажется эффективной для уменьшения температуры подложки. Одной нз таких мер является использование магнитного поля, параллельного плоскости подложки [47).
Отметим, что в случае цилиндрической конфигурации электродов с осевым магнитнызз полем это достигается автоматически. 3) Системы откачКи. Из-за больших количеств рассеиваемого тепла и возможности нонной бомбардировки любых открытых для ионов поверхностей, в распылнтельных устройствах при ионном распылении происходит значительно более интенсивное газовыделение, чем в устройствах термического испарения. Эта проблема еше больше осложняется нз-за того, что любые малые увеличения давления атмосферы остаточных газов, происхо.
дяшие в результате газовыделения (или какой-либо другой причины), могут оказаться незамеченными в сравнении с высоким давлением распыляющего газа, Для большинства систем вместо отпайки системы и уста. вовки в ней нужного давления распыляющего газа целесообразно осуществить постоянный напуск свежего газа и его откачку во время распыле. ния. Непрерывное прохождение через рабочий объем относительно больших количеств чистого свежего газа предназначено н основном для умень. щения концентрации выделяющихся газовых примесей, Оно способствует также охлаждению системы.
Ввиду того, что со временем газовыделение уменьшается, между подложкой и иатодом принято помещать заслонку, открывая ее после начала распыления спустя некоторое время, в течение которого произойдет достаточно хорошая очистка системы, см. равд. 6 В. Прохождение через систему. больших количеств газа при относительно высоком давлении является все же тяжелой нагрузкой для большинства насосов.
Ионные вакуумные насосы, например, не подходят для систем ионного распыления, за исключением скстем низкого давления. В установках для ионного распыления наиболее широко используются диффузион. ные насосы, которые можно считать вполне пригоднымн, если в них отсутствует значительный обратный поток паров диффузионного масла. Двумя основнымн критериями, определяющими скорость обратного потока паров в диффузионном насосе при данных давлении и скорости откачки, являются наибольшее выпускное давление и пропускная способность (более подробно Гл. 4.
Палуеянвв пленок методам ношюго распыления сн. в гл. 2). Если диффузионный насос вносит в распылительную атмосферу «ввпе-либо примеси, то их можно свеспг к минимуму путем частичного дросселирозания системы, чтобы динамическое давление иа самом днффузи. оином насосе снизилось до приемлемой зеличины. Было также показзно, что если к рэсимлительной камере подключен титановый насос, распыление можно прозодгтть прн полностью перекрытом глазном вентиле.
Й этом случае давлеяие в камере регулируется прн помощи слабого натекания распыллюшето газа (З8З. Преимуществом такой системы является то, что титановый насос не откачивает инертные газы и имеет значнтельиые скорости откамш для кислорода, водорода, азота и ряда других газов. Для вфполиеяня почти тех же функций э смежкой камере можно поддерживать Вспомо. гвтельиый тлыошпй разряд с катодом из химически активного металла, см. рава. б В. Б.
»8»ццторьг, нлняюгнне на скорость нцнесеннн пленок 'г'г Так в иащжженяе. В используемом для получения большинства плынж диапазоне энергий коэффициенты распыления с повышением энергии ионов увеличиваются относительно медленно. С другой стороны, число часпмь вадаяяцик яз катод, пропорционально плотности тока. Следовательно, пж яалнется значительно более вззгиым параметрам, определяющим скорость нанесения, чем напряжение на электродах.
Примером этого служит гтиу »гЮ МФ Жзталимчлн лгг лцтлалф',Ю Э»с. И. З»»»»»»»ст»»»»З»»т» «мя»»я»» т»»т»ле»м»»»»»0» е»»»»Е»м»»»»»»»»т»Л» »З» л»»т»»мм» т»»». рнс. И, на котором приведена заеяснмасгь скорости нлнесенва танталовых плеяек от напряжения при постоянном токе ионов (Щ Видно.
что при напрнжеинвх выше 2%0 В увеличение скорости нанесения пленок незначительно, пажа если мощность, подаоднмая к устрейстзу, непрерывно возрастает. Таким образсщ, если мощность вета«вика питания ограничена, то лучше проводить яонное распыление прн большой плотности така в вязком напряжении. Этого можно дестцгиугь лвба с помощью разряда с гарма. 6. Раснылнтельнее вйпрудаванве н раль параметров нанесеяня пленок 05 йа К5 г.а !гааачгаагаа глзш / електроняой эмиссией нлн в магнитном поле, либо повыпгением давления распмляюшего газа (см. далее). 2) )хавлеяне и расстояние ммшень — подложка.
Прк поэышенвн дав. пеняя в распылнтельной системе концентрация ионов, а значит н плотность тока будут возрастать. Следовательно, согласно вышеизложенному ско. рость нанесения (прн постянной подводнмой мощности) будет также возрастать 5а гаа с давленнем, прячем линейно, если толь- / ко последнее не слишком велико. Эту е::[ (й г зависимость иллюстрирует рнс. 12, который, кроме того, показывает, что катод- 3 га г'л г55 ч ный ток тоже возрастает линейно с дав- Я 4~ лением, только с несколько большей ско- л ° реО ростью [49[. Это объясняется тем, что ч гг С" х е количество распыленных ионов, которое $ уа „а 5 5а возвращается на катод в результате обратной дяффузнв, также увелнчнвается т гаа'а а с давлением, Однако прн давлениях га- ф-аггее за, меньших 2!О-' мм рт.
ст., обратная Ф днффузня пренебрежнмо мала', лишь прн ета 5а га давлениях, превышающих примерно . Даагггаиадагагга, 13 !О-е мм рт. ст., на катод путем днф- Уа линдтсш фуэин будет возвращаться более половнны распыляемого материала [ЬО[, Итак, рне. и, зеененмоеге еиороетн нлнедо тех пор, пока давленне не достигнет генно нелнаденоеыл олене» от дае. аеннн рееоылнююего геле. такой величины, скорость нанесения будет возрастать с увеличением давления.
При еще большнх давленнях (порядка ъ 5аа нескольких мм рт. ст.) скорость канесення, как н следовало ожндать, быстро спадает с увеличением давления [61[. ъ 25а Оптимальное давление газа прн распыле- Нт нин на практике обычно ниже только что помянутого значения 13 1О-е мм рт. ст. ъ гаа Не то объясняется осложнениями, связаннымн с обсуждавшейся ранее проблемой обратного потока паров масла, а также От тем, что с повышением давления умень. ~~ гга шенне толщнны катодного темного пространства делает более трудной задачу эффектнвного зкрэннровання катода.
Для самостоятельного разряда постоян- рне. гз. влненш ин не н о, не ного тока в атмосфере аргона многими енороеть нанеееннн аленон шо* наследователями найдена наилучшая компромнссная для ионного распыления величина давлення— (6 — б) 10-' мм рт. ст. 3) Примесн газов, Если ао время ионного распыления в атмосфере ар-' гона присутствует несколько прнмесных газов, то каждый нэ янх может прнвестн к значительному уменьшенню скорости нанесеяня пленка. Иа рвс.
13 приведены некоторые данные по влнянню раэлнчногэ процентнвго содержания водорода, гелия я кислорода в раснылнтельной атмосфере яа скорость ианесення пленен Ь!Ол (высокочастотное распыление). Двуокнсь углерода и пары воды, разлагаясь в зоне тлеющего разряда н освобождая кнслород, прнводилн к результатам, подобным действию чистого кнелорода„тогда нэк моноокнсь углерода несколько повьнвалэ скорость на- Гл. 4. Получение пленок методом ионного распыления несения, возможно, вследствие удаления ею из рабочего газа остаточного кислорода. Азот по существу на скорость нанесения не влияет.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
