Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Обоими методами измеряется скорость осаждения в данный момент времени. Зля измерения тре10э 147 буется эмпирическая калибровка, т, е, определение независимым способом толщины пленки, получаемой за известное время осаждения. Датичики, чунствительные к массе вещества, могут быть использованы для контроля скорости осаждения любых осаждаемых материалов. Эти датчики ре- 7 Ю у гнстрируют либо вес осажденно- го вещества, либо изменение чаРис. 6.14. Кварцевый кристаллический резостоты колебаний небольшого кристалла кварца, на поверхность которого осаждается вещество.
Кварцевые кристаллические резонаторы (рис. 6.14), используемые в датчиках, обычно представляют собой пластины 6 круглой или квадратной формы, Они монтируются на держателях ! и 7, которые фиксируют их положение и позволяют легко снимать. Для приложения к кристаллу электрического поля на обе поверхности пластины наносят тонкие пленки золота или серебра. Электрический ток подводится к электроду 2, поджимаемому пружиной 3. Датчик охлаждается водой, протекающей по трубке 4 и отбирающей тепло от экрана 5. Основными приборами, необходимыми для работы датчика, являются генератор и частотомер. Толщина пленки определяется нз соотношения гп й = — 51, (рр где гп — масса кварцевого кристалла, 1 — резонансная частота кварца, Р— площадь кристалла, покрытая пленкой осаждаемого вещества, р — плотность осаждаемой пленки, 51 — изменение (сдвиг) резонансной частоты. Поскольку 1, пло. щадь подложки и плотность пленки практически не изменяются, зависимость Ж(ш) графически выражается прямой линией, выходящей из начала координат.
Однако это допущение справедливо только для толщины пленки больше 20 ... ... 30 нм. К достоинствам метода следует отнести высокую точность измерения, высокую чувствительность и малую инерционность. К недостаткам — уход частоты, связанный с нестабильностью температуры кристалла. При получении тонких пленок часто бывает нажно, чтобы величина какого- нибудь одного параметра пленки достигала определенной конечной величины.
Это могут быть оптические илн электрические параметры, и их измерение лучше проводить непосредстненно во время осаждения. Оптические датчики могут использовать ряд явлений, таких как поглощение, пропускание и отражение света и интерференционные явления. Выбор вида измеряемой величины определяется типом подложек и материалом осаждаемой пленки. Оптические датчики используются главным образом для контроля диэлектрических пленок. Если удельное сопротивление пленки остается неизменным в течение процесса осаждения, то ее толщину можно непрерывно контролировать по ее сопротивлению.
Резнстивный датчик обычно включается в одно из плеч мостовой 148 схемы измерения. Когда сопротивление достигает заданной величины, сигнал с мостовой схемы включает питание электромагнита, поворачивающего заслонку, и осаждение пленки прекращается. Емкостные датчики используются для контроля процесса осаждения диэлектрических пленок. 6.4. ЭЛЕМЕНТЫ ГАЗОВЫХ СИСТЕМ И ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА В технологических установках для проведения диффузии, окисления, эпнтаксии, в элионном и плазмохнмическом оборудовании важная роль отведена газовым системам и химико-технологической аппаратуре.
Аппаратура для приготовления парогазовой смеси. Источниками паровой фазы в ПГС являются жидкие соединения, расход которых зависит от назначения технологического процесса и может меняться в широких пределах. Тзк, в эпитаксиальных процессах расходы основного реагента составляют (15 30) 10-' кг/с, а прн проведении процессов диффузии онн значительно меньше (0,03 ... 0,3).10 — з кг/с. Погрешность дозировання реагентов в обоих случаях не должна превышать ~5%.
В зависимости от назначения газовой системы в ней могут использоваться доваторы различного типа. В промышленных установках для наращивания эпитаксиальных слоев кремния применяются д о з а т о р ы барботажного типа (барботеры) . Они отличаются высокой производительностью, простотой конструкции, надежностью в работе. В барботере (рнс. 6.15) газ-носитель (обычно водород) подается распределителем 2 с прорезями 3 внутрь сосуда 1, проходит через слой жидкого реагента и создает сложную газожидкостную систему, состоящую нз пузырьков или струй газа и циркулирующих потоков жидкости.
Для доваторов барботажного типа могут быть рекомендованы следующие конструктивные параметры: диаметр бар- Гаэ Рис. 6.15. Схема доватора барботажного типа 149 пгс газ та яе Рнс. 6.17. Объемный доза. тор поршневого типа Рис. 6.16.
Схема дозато. ра испарительного типа 150 ботера Оэ~0,1 ... 0,12 м, прорези в распределителе газа треугольного сечения с шириной основания Ь=(2...3) 10-з м, высотой Ь,=(15...20) 1О-з и и ша. том 6, в 3 — 5 раз превышающим ширину прорези у основания, т. е. б (3 ... ... 5)Ь. При получении диффузионных слоев наиболее широкое распространение получили доваторы испарительного типа. Принцип их работы основан на испарении жидкого диффузанта в поток газа-носители. В доваторе испарительного типа (рис.
6.16) предусмотрена возможность регулирования дозы диффузанта в ПГС. В этом доваторе подача диффузанта осуществляется принудительно по тонкой трубочке или пористому стержню 1 за счет капиллярных сил. Нагреватель 2 позволяет изменять температуру и парциальяое давление диффузанта, давая возможность управлять рабочей концентрацией ПГС камере смешения 3 в автоматическом режиме.
Для получения ПГС применяют также объемные доваторы, обеспечивающие постоянную скорость истечения реагента из отверстия малого диаметра с последующим полным его испарением. Объемный дозатор поршненого типа (рис. 6.17) выполнен по схеме меди. цинского шприца. Электродвигатель 1 через редуктор 2 и винтовую передачу 3, 4 перемещает шток 5 и поршень 6, который через объем глицерина воздействует на тонкостенную оболочку 7 камеры 8 с жидким диффуэантом.
Непрерывное дозирование осуществляется электромагнитным клапаном 10, открывающим с заданной частотой канал 9 камеры с диффузантом. Важным преимуществом дозатора является возможность управления расходом диффузанта, что позволяет ньменять концентрацию ПГС во время технологического процесса и использовать дозатор в АСУТП. С м ес иге ли предназначены для получения однородных газовых и парогазовых смесей заданного состава. Для смешения газов и паров при атмосфер.
ном давлении наиболее широко используются струйные смесители. Быстрое н Рис. 6.18. Схема смесителя газов при Рис. 6.19. Электромагнитный клапан пониженном давлении тщательное перемешивание обеспечивается в том случае, когда скорость газаразбавители в 2 — 3 раза превышает скорость технологических газов. При этом гаэ-разбавитель инжектирует (подсасывает) технологический газ в смесительную камеру. Для смешения газовых потоков при пониженных давлениях (10з ... !Π— ' Па) в дополнение к смесительной камере используются также демпферные камеры (рис. 6.18). Для приготовления газовой смеси демпферные камеры 3 и смесительная камера 5 откачиваются через вентили 7 механическим насосом 6 до требуемого давления. Компоненты газовой смеси в заданных пропорциях подаются в демпферные камеры через впускные электромагнитные клапаны 1.
Дознроаочные натекателн 4 обеспечивают заданное количество газов, пропускаемых в смесительную камеру. Давление газа в камере измериется злектроконтактным мановакуумет- 151 ром 2. Подача приготовленной смеси н технологический объем произнодится с помощью игольчатого натекателя 4. 3 ало р но-регул ир ующая апп ар а тур а. В газовых системах применяются разнообразные клапаны, нентили, дроссели, натекатели, посредстном которых ведется распределение газов по каналам, регулировка пх давления расхода.
Эта аппаратура делится на две группы. К первой группе относится аппаратура, устанавливаемая на трубопроводах технических и продувочных газов: обеспыленного воздуха, азота, аргона, нодо- рода. Эта аппаратура изготавливается по ГОСТ 5761 — 74, ГОСТ !0421 — 75 из нержавеющей стали с уплотияющнми элементами из кислотостойких резин и фторопласта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
