К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 130
Текст из файла (страница 130)
Система подачи жидкого азота представтшет собой трубопровод с распределителями, в которой центразизо ванно подастся жидкий азот от ствтщии. Обезтыкивание вакуумного объема и внутрикамарньи устройств при получении сверхвысокого вакуума производится с помощью нагревателей, эакрепляемых на внешней поверхности камеры. Управление работой вакуумной системы, БМИ, нагревом подложек и аналитическими приборами оаущеспциется электронной аппаратурой, размещенной в отдецьньи стойках. Глана 3.4. СВЕРХВЫСОКОВАКУУЬГНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 416 Рвс. 3.4.19. Схема Рабатазяэаааааая аваля яза МЛЭ: 1 - модула очистки; 2- модули роста; 3- модули мегазллзацвл; 4- модули диэлектрических покрытий; 5- модуль аналатаческлй; б - юкуумние робсзи; 1- транспортные кассеты-нахователа; 8-система управления Модуль очистки подложек отличается от модугш роста конструкцией камеры и набором аналитических устройств.
В его состав входят: вакуумная камера диаметром 300 мм, насос НВГМ-2, прецизионный манипулятор, КФМ, ЭОС и ионная пушка. В качестве олсеспектромегра используется серийно выпускаемый прибор 09ИОС-З. Модуль очиспги предназначен для термической обработки поверхности подложки и анализа ее элементного состава методом ЭОС. Модуль металлизации отличается от модуля роста лишь наличием молекулярных источников с электронно-лучевым нагревом, расположенных на нижнем фланца камеры. Загрузочно-транспортная система состоит из вакуумного конвейера, устройств для загрузки и вьпрузки подложек, передающих манипуляторов, агрегата вакуумного откачного (АВО) и системы питания и управления. Вакуумный конвейер (см.
Рис. 3.4.17) выполнен из отдельных цилиндрических секций (одна секция на модуль). кавэгая секция снабжена насосом НМДИ-0,25 и приводом для перемещения каретки. В секции предусмотрены датчики контроля положения каретки и датчики контроля вакуума, а также окна для наблюдения. Внутри секций расположены направляющие для карепси, которая может передвигаться по всей длине конвейера. На каретке имеются две позиции, обеспечивающие загрузку и вьпрузку подложек при одном подходе каретки к модулю. В начале и конце конвейера установлено по одной кассете с 10 подложками каждая.
Кассеты соединяются с вакуумным конвейером через шиберный затвор. На каждой из секций расположены передающие манипуляторы для перемещения подложек в конвейер и обратно. Предварительная откачка всего конвейера, а также откачха кассет при их установке на конвейер производятся с помощью АВО. Магистрально-модульный комплекс для МЛЭ обеспечивает параллельное выполнение технологических операций в отдельных модулях и может доукомллектовываться, например, модулем метзллизации, модулем диэлектрических покрытий, вторым модулем роста и т.д. Модификация комплекса для МЛЭ с двумя модулами роста представлена на рис.
3.4.17. Для организации массового производства изделий электронной. техники при использовании сверхвысоковакуумной технологии целесообразно создание поточных линий на основе роботизированных сверхвысоковакуумных установок (шрегатов или "кластеров") с передачей изделий между ними в вакуумированных кассетах-накопителях (рис. 3.4.19). Такая структура сверхвысоковакуумного оборудования позволяет варьировать технологический процесс в широких пределах, обеспечивая высокий коэффициент использования всех технологических модулей за счет возможности дублирования их работы. Более высокий уровень автоматизации может быль обеспечен в роботизированных комплексах (рис. 3 4.20), в которых загрузочно-транспортная система выполнена из последовательно расположенных вакуумных роботов, соединенных между собой герметичными каналами, в каждом из которых в зоне действия соседних вакуумных роботов раоположена позиция передачи подложек.
Такое решение позволяет сочетать по- штучный и кассетный способы передачи подложек в вакууме по всему комплексу без выноса нх "иа атмосФеру". При поштучном мешде передачи подложки транспортируются из одного ырегата в другой с помощью вакуумных роботов, минуя кассеты-накошпели. Вакуумный канал, соединяющий роботы, может шрметнчно перекрываться о каждой стороны позиции передачи, что позволяет выключать любой ырегат без остановки всего комплекса. ОБОРУДОВАНИЕ ДДЙ ФОРМИРОВАНИЙ ПОВЕРХНОСТИ И МИКРООБЪЕМОВ ТЕЛА 417 Рае.
3.4.30, Схема Вебетазарееаааеге ееиваима Иы МЛРл 1- модули счаепи; г - модули веста, Я - модули метазлезаааи; 4- модули диэаевтвичеахнз иехрмгиа; 5- модули внвйнтегескве; е ° имуумиме Робетм; У - ЗШУ взя звгрузхи1 8- ЗШУ злэ вытрупи; 9- вахуумине канали; 10 - мзицяз передачи; 11- юибзрине запори; 13- рсбетюизеввнизэ теаенка; 13 -система гзгзевавииз !4 зее ла В процессе работы комплекса поштучный метод передачи подложек обеспечивает минимальное время транспортирования нх иэ одной камеры в другую по всему технологическому маршруту, что в значительной мере сокращает длительность полного цикла него. товления структуры, аагл овоуудовання для осаждвиия слоев Основные схемы ионно-лучевой технологии (ИЛТ) представлены на рис. 3,4.21, Типы ионных пучков - ионизированнме потоки собственно материала плеикк, инертные и активные шзы.
Используютая моноэнервтические и масшсепарирозаиные потоки, а диапазон энергии - от единиц элекгройвольт до 2 - 3 югВ, в редких случаях - десятки килоэлектронвольт. В сшшн о высокой степенью контролируемости ИЛТ применшот разветвленные средства автоматизации. В обычном термическом осаждении испаренные атомы имеют энергию 0,01 - 1 эВ. Распыленные ионным лучком атомы мишени имеют энергию 1-20 эВ с максимальным числом атомов в диапазоне 5 - 10 зВ. Таким образом, конденснруюшнеся атомы приносят энергию, значительно превышаюшую тепловую, что и определяет специФику гетерогенных процессов.
При осажденки с использованием плазмы ВЧ-разряда (рис. 3,4.21, а) на подложку подается постоянное напрюхенне смешения, так что ионы из плазмы бомбардируют подложку в течение всего процесса роста. При магнетронном распылении (рис. 3.4.21, б) аномальный тлеющий разряд происходйт в окрашенных электрическом и маппгтном полях. Электроны, эмитгируемые нз мишени под действием ионной бомбардировки, захватываются магнитным полем н совершают сложное цнклоидальное движение по замкнутым траек- ториям вблизи поверхности мишени. В результате многократных отолкновений электронов с атомами рабочего газа (обычно аргона) резко увеличивается степень ионизации плазмы и возрастаег плотность ионного тока, что приводит к оушественному увеличению скорости распыления материала.
Основные достоинства магиетронного распыления - универсальность процесса, высокая скорость осаждения, сохранение соотношения основных компонентов при распылении вешеотв сложного состава, высокая чистота пленок, высокая адгезия. К недостаткам относятся сравнительно невысокий коэффициент использования материела мишени, высокая неравномерность осаждаемой пленки цо толшине, появление сильноточных дуг на поверхности мишени, наличие потока высокоэнергетичных электронов, высокое рабочее давление в камере.
Электронно-лучевые методы испарения (рис. 3.4.21, е, д) не универсиьиы и трудно совместимы с процессамк получения оксидов, Фторидов, ннтридов. Накболее универсальными методами ионно-лучевого осаждения яюшются методы, основанные на нонно-лучевом распылении мишени (рис. 3,4.21, е, в), В этих методах попользуются автономные источники ионов, что позволяет создав в технологическом пространспю установки сравнительно высокий вакуум и не подвергать подложку воздействкю плазмы разряда.
Энерпш ионов, плотность тока и угол падения так же, как общее давление в камере и состав газа в источнике, могут изменяться в течение технологического процеоса в широком диапазоне в зависимости от свойств испаряемого материала, состава остаточной газовой среды, температуры. Глава 3.4. СВЕРХВЫСОКОВАКУУЫНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 418 П '(мф ~г /~~ Х е) ,1 бг — 63 1:ааааа-3 3) 443 Ряс.
3.4.21. Освеавые свесы яевве-лучевая техысааия: а - высокочастотное раслыаеняе; б - матнетрониое распыление; е - терноионное ссазденве; г — полно-лучевое ссыаленяе распылением; д — полно-стимулированное ссаалеиве испарением; е - двутлучевое ионное осалдение; ж — прямое ионно-лучевое осезшенае; з - поило-кластерное осаилеине; и — полно-лучевое осалдение кз масс-сепауированиого лучка; 1- плазма; 1- ВЧ-генератор; 1- ыгаиень; 4- элеюрснаый пучок; 5- полхолма; б- источник смешения; 7- эаектвеиыи пушка; 8- манный источник; У - лыжный пучок; 1О- воино-молекулярный поток; П - исгочнвк кластеров; 11- маса-сепаратор; 11- система тормолеиги ионов В процессе реактивного распыления соединения синтезируются или на мишени, или на лоллолже, или в пространстве между ними. При пенно-лучевом распылении возможность синтеза соединений в пространстве мншеньподложка можно полностью исключить, так как средняя данна свободного пробста частиц больше внутренних размеров вакуумной камеры.
Прямое оса;кдение пленок из ионных или частично ионизированных пучков (рис. 3.4.21, э, и) является весьма перспективным методом, так как появляется возможность управлять пучком с помощью электромагнитных полей. Но при этом не обеспечивается универсальносгь соединений ввиду того, что получение мнотокомпонеитных ионных потоков с сохранением необходимого соотношении элементов - исключительно трудная техническая задача, которая может решаться только в технически и экономически обоснованных случаях.
Для создания перспективных устройств микроэлектроники на основе соединений АВ1ВУ разработана установка двухлучевото ионного осаждения расла)пением ЦНА-6. Установка может работать как автономно, так и в комплексе МЛЭ. Конструктивно установка (рис. 3.4.22) представляет собой вертикально расположенный цилиндр, в нижней части которопз находится рабочая камера с двумя ионными источниками, манипулятором для держателя подложки, манипулятором держателя четырех вращающихся мишеней, КФМ. В камере досппается остаточное давление не более 310 а Па, а прн работе ионных источншсов 101- 10зПа.
Ионные источники на основе несамостоятельного разряда с полым катодом по конструкции идентичны, их располагают так, чтобы ионные потоки были направлены на подлохасу и на противоположную по отношению к подложке мишень. Мишени могут меняться непосредственно в процессе работы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
