К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Источник "Радикал" широко применяется также в установках ппазменно-дугового нанесения тонко гпе ночных покрытий для очистки и активации поверхности перед и в нроцсссе нанесения пленок (установки УРМ3.279.051 и др.). Гааш 23. КОННО-ЛУЧВВАЯ ОБРАБОТКА 120 Энергия ионов, эВ ....................................................... Плотность тока ионов на подложке, мА/смз Неравномерность обработки на диаметре 175 мм, % Обрабатываемые материалы ........................................
Разрешение минимальных размеров элементов, мкм Селекгивность травления материалов ................ ,'...... по изменению тока в пепи подлшккодержатель— земги. Технологическая камера откачивается вьюоковакуумным турбомолекулярным насосом ТМН-3500, выполненным в химически стойком исполнении, и двумя механическими насосами НВР-16Д. Разработана установка реактивного конно-лучевого травления "Крейсер" (рио.
2.3.23) с индивидуальной обработкой пластин диаметром 100, 125 и 150 мм, предназначенная ди прецизионного травления пленок Ябь Язв, ФСС, кремния и других материалов. Дгш процессов РИЛТ применяются специализированные установки с многопучковыми источниками ионов "Радикал М". Установка "Каштан" (рис.
2.3.21) предназначена длл процессов РИЛТ и нанесения алмазоподобних пленок из пучков ионов. Установка включает в себя: многопучковый источник ионов "Радикал М200"; вращшощийся охлаждаемый подлоиходержатель диаметром 200 мм, устанавливаемый под углом 0 — 20' к оси пучка; высоковакуумную систему откачки с паромааиным насосом. Технические харюаеристики установки "Каштан" приведены нике: Рабочие вещества .. Скорость травления материалов, нм/с ........ Одновременная загрузка пластин, шгз О 60 мм ...
И 76 мм ..........,.......... Ф 100, 125, 150 мм ..... На установке "Каштан" могут быть получены алмазоподобные пленки (АПП), а также пленки карбида кремния, оксинитрида кремния и других соединений осаждением непосредственно из пучка ионов. При использовании в качестве рабочего вещества углеводородов, например С4Н4ь получены АПП, обладающие коррозионной стойкостью, износостойкоспю, малым коэффициентом трении, высокой адгезией к материалу. Эффективно применение пленок АПП в микроэлектронике (пассивирующие и маскирующие слои), оптике (защятиые покрытия), медицине и других областях. Создана установка РИЛТ "Каштан-5" (рис. 2.3.22) с двумя источниками ионов: "Радикал М-300" и низкоэнергетичным источником с высокочастотным разрядом.
Низкознергетичный односегочный источник формирует пучок ионов диаметром 200 мм с плотностью тока пучка 0,025 - 0,5 мА/смз при средней энергии ионов 0,05 — 0,4 кэВ. Установка состоит из технологической вакуумной камеры с двумя источниками ионов, четырех подложкодержателей диаметром 250 мм, каждьгй из которых охпаждаегся водой, вращается вокруг своей оси и может независимо устанавливаться под углом 0 - 60 ' к оси пучка.
Подложкодержатели изолированы от земли, что позволяет контролировать процесс окончания травления Рве. Х3.21. Уетааеааа РИЛТ Еаштав" Хлор- и фторсодержащие газы, угле- водороды, кислород, аргон и др. 300 - 600 2 х(2- 5) ЯОз, 513Х4, ФСС, Я, баАз, ВТСП, кварц, стеюю, Н)Ре и др. Менее 0,2 Например, для ЯОз . Я - 15: 1, ди ЯОз. баАз - 10; 1 Например, дпя ЯОз - 5 Рве.
2.3.22. Установка РНЛТ "Еавпав-~ ОБОРУДОВАНИЕ Рас. 2.3.23. Уегавеяа РЯЛТ "Щеясер" Установка оснащена многопучковым источником ионов с холодным катодом "Рздиюи М- 200", шлюзовой системой загрузки и вьпрузки пластин из кассеты в каасету; блоком когпроля момента окончания травления а помощью лазера и по изменению силы тока в цепи подложка - земля; охлалщаемым лодложкодержателем; системой автоматичеакого управления "Орион-3", установкой и технологическим процессом. Установка позволяет проводить РИЛТ неподвижных пластин диаметром до 150 мм с неравномерностью травления х 5 %. Поверхностный заряд на обрабатываемой подлсаюсе измеияетая потоком низкоэнергетичных алектранов, эюптируемъп а катода нейтрализации.
Таким образом, созданы различные титы оборудования ИЛО, обеспечивающие проведение прецизионных технологических процессов, связанных с очисткой, акгкаацией и полированием поверхности, михротрюшен нем структур, нанесением пленок на различные материалы. Качество изделий, обеспечиваемое ИЛО, в большинстве случаев недоапскимо какими-либо другими методами.
Совершенствование оборудования ИЛО идет в направлении повышения его прецизионности и создания установок для обработки крупногабаритных изделий. Прецизионное оборудование совершенствуется путем повышеюи разрешения, улучшенкя селекпиностя и однородности травления, снижения привносимой дефекпгости и зшрязнений, введения диагностики технологического процесса. Таков оборудование используется в производстве изделий микроэлектроники, акусто- и оптоэлектроники, пьезокварцевой техники, оптики, магнитных и оптомагнитных дисков, твердотельных лазеров и других изделий. Модернизация имеющегося оборудованияня ИЛО и создание новых типов оборудования позволит внедрить процессы ИЛО в производство практически всех иэделий, требующвх обработки их поверхности с целью уп- рочнения, повьппенкя износостойкостн, коррозионной стойкости, снижения коэффициента трения, изменения оптических свойств и т.д. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1.
Виноградов М. И., Маиплю Ю. П. Вакуумные процессы и оборудование ионной и электронно-лучевой технологии. Мз Машиностроение, 1990. 360 а. 2. Макеев Ю. П. Источники ионов для реакпиного ионна-лучевого травления и нанесения пленок // Элекгронная промышленность, 1990. М 15. С. 15 - 18. 3. Малшев Ю. П. Источники ионов и ионна-лучевое оборудование для нанесения' и травлении материалов // Вакуумная техника и технология, 1992. Т.
2. М 4. С. 53 - 58. 4. Мнтрафзшав Е. А., Малшев Ю. П. Маса-апекгрометрнчеакие методы контроля технологических процессов травления и формирования пленок //Вакуумны техника и техиолопи, 1992. Т. 2. М 4. С. 59 - 68. 5. Симавин С. В. Микропроцессорная система контроля ионного травления функциональных слоев СВИС // Вакуумная техника и технолопи, 1992. Т. 2. М 4.
С. 89 - 90. 6. Кавйвап Н. В., Сяашо 3.3., Нюрег ЗМ. Е. Теайпо1ояу алб аррйаайооз оу Ьтаб Ьеаи 1оп 8ошсеа пзеб М зрппеппя. Рак 1. // 1оп 8ошсе 1есйло)ову. 3. Часпшп $сюпсе апб Тесйпо!ояу. 1992. Ч. 2. )4 3. Р. 725 - 736. Глава 2.4 ИОННАЯ ИМПЛАНТАЦИЯ глл.
юизичвсюгя суцщость Ионны имплантаюи (ионное легирование) - это внелрение ионов примеси внутрь твердого тела (мишени). Она позволяет вводить в различные мишени (металлические, полупроводюпсовые, диэлекгричеакие) ионы различных элементов и получать требуемые значения и заданные распределения концентрации примеси. Сравюпельно низкая температура обработки мишени, достаточно точный контроль глубины и профиля распределения примеси, гибкосп и универсальность, возможность автоматизации процесса способствуют расширению применения технологии ионной ямплакиции в различных областях современного производства. Впервые взаимодействие ионов с твердым телом изучал Резерфорд в 1911 г. (рассеяние а-частнц - ионов Не++ на кристалле), лишь в 50-х годах 20-го века а развитием полупроводниковой микроэлектроники и поиском новых методов создания полупроводниковых приборов начались исследования возможности промышленного применения технологии ионного лвгироваиия.
122 Гаева 24. ИОННАЯ ИМПЛАИТАДИЯ Первые исследования в этой области были выполнены в лаборатории фирмы Вей в 1952 и Баии получены р-и-переходы при внедрении в германий некоторых ионов, а в 1957 1962 г. были изготовлены р-и-переходы в германии и кремнии внедрением щелочных ионов. Однако на этом этапе ие было ясно, чем обусловлен эффект: ионами, внедренными в кристалл, нли дефектами решетки, возникающими при внещзении.
Люпь в начале 60-х ходов было установлено, что ускоренные ионы, проникая в твердое тело, встраиваются в его решетку, создавая определенный тил проводимости в полупроводнике. К преимуществам ионной имплантации по сравнению с друпеми методами введения примесей отновпся следующие: универ сально оп, метода, возможность вводить атомы любото элемента в любое твердое тело, когда обычные способы легировюпш непригодны или затрудненьи низкая температура, при которой осущестюшется процесс: мишень находится практически при 20 'С, а отжиг, необходимый для устранения возникающих при облучении радиационных дефектов, может проводиться при относительно низких (600 - 900 'С) температурах, котла диффузионные процессы в кристаллах замедлены н электрические параметры исходного мшериала благодаря этому остаются практически неизменными; гибкость технологии, позволяющая утшавлязь распределением примеси сразу в трех измерениях, проводя локальное легирование через диэлектрическую или мешллнческую маску.
При этом профиль распределения примеси ретуляруется энергией ионов, а дозировка концентрации обеспечивается точным контролем плотности ионного тока и времени облучения; высокая экологическая чистота процесса, поскольку он проводится в высоком вакууме прн стротом контроле за всеми параметрами в течение нужного времени, которое варьируется от нескольких секунд до нескольких минут. Все зто обеспечивает возможность полной автоматизации процесса внедрения, достюаэния высокой производительности и воспроизводимости характеристик легированных слоев, близкой к 100 %.
Основным недостатком ионной имплантации яюшется возникновение в облучаемом кристалле большого количества радиационных дефектов, вшвль до полной аморфизацни поверхностното слоя. Ориг (ншрев) мишени после или в процессе ионного внедрения эффективно восстанавливает структуру решепси. Раопределение имплантнрованных ионов по глубине проникновения ионов в кристалл и их концентрация определшотся энертией и дозой внедряющихся ионов. Энерпш .ЕО (эВ) приобретается ионами под действием разности потенциалов У ускоршацето устройства ЕО = ие(Г, Где и = 1 ...3 - кратность ионизации; е - заряд электрона. Доза (Е опредютяетая плотностью тока ионов / и временем облучения ф ее можно выразить также числом чаопщ, приходшцихся на единицу площади (м-з): Д =// (изе). В процессе движения в веществе ион тормозится и после многократных соударений с атомами мишени останавливается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
