Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Однако этим системам свойственны некоторые специфические конструкционные ограничения, связанные с эффектами бомбардировки внутренних элементов камеры и ее стенок ионами н относительно большой алектропроводностью плазмы. Недостатком же испарительных систем, в свою очередь, является возможность внесения загрязнений н пленки нз-за хаотической диффузии в системе газов со сравнительно большими длинами свободного пробега молекул.
В результате на снойства пленок могут отрицательно влиять примеси, пришедшие нз других секций установки. Повтому нспарительные установки обычно обо. рудуются вакуумными шлюзовыми устройствами нли магазинами подложек и являются многофункциональными установками. В остальном техника монтажа всех систем непрерывного действия одинакова с техникой для разборных систем. Это означает, что для уплотнения вводов, промежуточных соединений, вентилей и съемных крышек для доступа в канеру в этан случае тоже используются прокладки нз властомеров. Збб б. Конструнции и рабочие характеристики вакуумных систем 2) Системы непрерывного действия н установки для многослойных покрмтий. Такие установки обычно бывают уникальными, поскольку проектируются, как правило, специально для какого.
либо определенного назначения. Ниже приведены примеры установок для различных практических применений. На рис. 91 иллюстрируется принцип действия серийной испарительной установки для нанесения алюминия на пластиковую ленту [3Щ. По мере перемотки лента проходит над испарителем и по. крывается пленкой металла. В конструкции могут быть Лента ггаанамающан бобини предусмотрены и другие виды обработки ленты, такие, например, как предварительный ее прогрев.
Использование гибких лент снимает возникаю- ьь' щие в других ситуациих проблемы загрузки подложек и их транспортировки в камере, обатаган бобина ягеаралель На рис. 92 схематически изображена система для нанесения покрытий на плоские стальные заготовки. Лента входит и протнгнвается с помощью роликовых уплотнений последовательно через серию дафференцированно откачиваемых камер. Для обеспечения непрерывности действия установки последние допускают прохождение участков ленты двойной толщины в ме. стах ес сварки.
В результате в установку постоянно проникают атмосфер. пые газы, но их влияние на уровень вакуума центральной камеры может быль сведено к минимуму за счет соответствующей конструкции уплотнения и подбора насосов [316, 317[ 7лорная Ггальглительная намела Рананобоа Рне. 99. МнегОКВМЕРНВн СИСтЕМа НЕНРЕРМВНОГо Ннннкекнв нв вкогнне Вкгаеовкн )е днФФеренннроввнноа огквккоа). Для изготовления многослойных микроэлектронных схем чаще всего используются разборные высоковакуумные системы последовательного типа. Их характерными элементами являются вращающиеся держатели масок и подложек и нсцарители большой емкости [3!3 — 320[.
На типичной установке, представленной ва рис. 93, источники закреплены, а держатель подложек может перемешаться. Конфигурации напыляемых плеВок задаются масками, закрепленными на нижнем поворотном устройстве, обеспечивающем нужную последовательность совмещения масок с подложКами. Часто в установке предусматриваются дополнительныс устройства для зкраяировки нспарителей [заслонки), нагревания подложек, измере- 307 Гл.
2. Техники высокого вакуума иия скорости напыления и очистки подложек в тлеющем разряде. Вакуумное оборудование такого назначения выпускается серийно. Лостоиистаом устройства, известного под названием «четырехкамерной линейки» (рис. 94) ]32 1], является то, что в ием уменьшена опасносгь внесения в пленку загрязнений при работе соседних источников, используемых для получения многослойной структуры. Кзждая из этих камер, предназначенных для проведения одного этапа процесса напыления, откачиваегся отдельно.
Между камерами установлены устройства, обеспечивающие прохождение подложек, а также перекрытие и изоляцию лз»»гв Яг а«~о"» камер одну от другой иа время провел»волг' деиия промежуточных операций. Испарители расположены а специальных отЛгдтвма'» секах ниже камер, которые могут изоли- «Г»т резаться от камер для загрузки н т. п. О ге«гнал»мл сг«дглл елв Входной н выходной вакуумные шлюзы обеспечивают ввод в систему и выгрузку О О одновременно двадцати четырех плоских о»ля»и»ливмя стеклянных поклон«ек. Передан»кение и фиксация подлонгек в заданных положениях осуществляется с помощью коивеерного механизма.
Каждая из камер снабжена устройствами для радиационного нагрева подложек, смены н автоматического совмещения масок с подложками. Такая система используется для массового изготовления тонкопленочных )гС-схем для вычислительных машин. Лостоинством системы является ее функциональная гибкость, обусловленная возможностью широкого варьирования наборов мисок, испарителей и подложек или даже включением в систему дополнительных модулей.
Лля производства танталовых пленочных резисторов Рнс. ЕЗ. установка для напыления много«левина структур с вражажжнмнся держателями масок н водаоже к. Втодиойиалазлгг Р РГРР»ГЯ , лбгулблгтпгггг г» В гг гглз Р об»пыла»гя РРаЮМ»ЛЛГГГ Рбтпбта В СУРРЛ»4»РГГ Ф ггплгРРйг Рнс, Ос. Четмреккамерная линейка длн наин»енин многослойных структур (наеавру жжне аатворм между маге»иванн и вамервмн не вова»аим!. была использована однннадцатикамернаи распылнтвльная открытая система с дифференцированной откачкой ]3! 4, 322, 323]. Схема откачки ана. логична представленной на рис. 92. Подложки закрепляются на трансвортере, который затем проводится через систему внешним механизмом подачи, Входные шлюзы должны обеспечнвать оптимальное соотношений между скоростью натекания газа в систему н требуемой свободой движения транспортера.
Натекание газа через ати шлюзы может быть уменьшено за счет удлинения уплотняющега устройства, через которые траиснортер б. Конструкцнн н рабочне характернстнкн вакуумных сястем вводится в камеру (н выводится нз нее). Как сообщалось, производительность снстеыы равна двум подложкам в минуту. На рнс. 95 нллюстрнруется аще один способ шлюзования на концах системы.
Поскольку данная система для своей работы не требует дифференцированной откачки, то камеры для ввода н вывода объекта должны попеременно то заполняться воздухом, то откачиваться. Стоимость такой системы существенно ниже, чем открытой, но для Кее, очевидно, характерны трудностн уплотнення н обеспечения необходимы» перемещений движущихся элементов самогб шлюза.
Если основная рабочая камера имеет достаточно большие размеры, необходимые для размещения большого числа подложек, то для ввода н вывода подложек достаточно одной вспомогательной шлюзовой камеры. Все остальные нз известных автоматизированных систем являются по раррра;.й зузгуа,р я Иьплалующггй тталтраа.,~рд~~р заатууаа дтади гя аа мазза Рис. За. Леееаез с ззеуумлмми шлюзами аля лериоалеесеоа ззтрузел язртеа оея- ,зошее.
существу вариантами перечисленных выше основных. Незавнсимо от прияцнпа откачки нлн способа шлюзования практнческая ценность,системы определается в основном корректностью решения конструкторских' в технологнческих проблем. Детальное сравнение рабочнх характеристик систем обоих типов н анализ свойственных им недостатков проведены Ханфманом (324). Методы автоматического контроля параметров процессов напыления обсуждались также в равд. 7Г, гл. !. 3) Спецнальные проблемы. Все типичные для напылнтельных систем непрерыввого действия проблемы обусловлены налнчвем в нях двнжущнхся элементов, например, устройств для переноса подложек нлн для смены н совмещения масок с подложками. Трудности возникают в связи с тем, что трение в вакууме существенно выше, чем на воздухе.
В результате в вакууме часто возникают различные мйханнческне ненсправностн типа ааедання, плохого контакта маски с подложкой нлн невозможности нх точного совмещения. Этн трудности усугубляются, если подложка подогревается, что почта всегда имеет место. Использованне антнфрнкцноняой смаэкн из-за ее большой скорости газовыделения следует избегать, особенно если рассматриваемый элемент подвергается нагреву.
В вакуумных системах для снижения тренин используют днсульфнд молнбдена нля пленкн тефлона, но н нх способность аыдержнвать нагрев без значительного увеличения газовыделения ограничена. Определенные трудности возникают также в связн с контролем параметров процессов. Измерение таких важных параметров, как электро. проводность нлн температура подложки, требует непосредственного контакта датчика (или термопары) с подложкой. А это сделать не так просто, поскольку пра каждом передвнженнн подложки контакт должен разры- Гл. 2.
1ехника высокого вакуума ваться. И кан правило, температура подложек обычно колеблется в донель. но широких прсделах, Поэтому для контроля температуры более предпочтительны раднационные методы измерения, не требующие непосредственного контакта с подложкой. Предметом неустанного внимания конструкторов систем непрерывного действия является вопрос разработки специальных испарителей большой емкости, не требующих частой загрузки.
Для этой цели были сконструированы увеличенные экранированные сублимационные н тигельныс нспарнтели. Чтобы избе кать повышенного газовыделепия из.за нагрева стенок камеры за счет большой рассеиваемой такими испарителями мощности, необходимо использовать радиациоппые экраны, по возможности охлаждземыс водой. Лльгсрнзтнвой источникз с увеличенными размерами яв. лается небольшой испзрнтсль с механизмом подзарядки.
Уже разработаны конструкции различных типов проволочных, порошковых н грзиульных фндеров, см. равд. бВ, 3), гл. !. В линейках типа представленной нз рис. 94 с успехом используется загрузка в испаритель металлических гранул с помощью манипулятора (например, качающегося ввода). Манипулятор захватывает заранее размещенные возле испарителя грзнулы и сбрасывает их в тигель. Системы непрерывного действия более целесообразно использовать для нанесенвя пленок иа всю площадь поверхности подложки, например, для металлизацин лент, плоских заготовок и пластиковых изделий или для изготовления оптических покрытий линз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
