К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 61
Текст из файла (страница 61)
БТО, которую можно осущеспнпь в одной реакционной камере с различными ивами, включает: быструю термическую очистку; быстрое термическое окисление; быстрый термический отжиг, быстрое термическое получение ингрида; газофазное осаждение слоев. Требования, предъявляемые к оборудованию на базе БТО, заюпочаются в обеспечежелаемой цихлограммы нагрева и охлюкдения пластин; равномерности нагрева пластины; воспроизводимости параметров процесса от плаатины к пластине и от партии к партии; минимальной привносимой дефекпгости; высокой производительности; малой занимаемой площади; возможности применения разнообразных технологических газов и регулировании их расходов и давлений; манипулирования пластиной в течение процесса. Одним из наиболее важных требований дпя изготовления современного технапопиеского оборудовипи на основе БТО являются точность и повторяющиеая измерения температуры, выдерживание температурно- временной циклограммы процесса.
Гибкость управления температурой, достигаемая в установках на базе БТО, зависит в основном от характеристик источника излучения и конструхции рабочей камеры. Важным требованием к источнику являетая малая терДержатели пластин должны обладать низкими теплоемкостью и теплопроводностью. Конструхция реактора имеет сущеапенное значение для достихения основных преимуществ оборудования на основе БТО.
Макс ималъная температура стенок камеры не далхиа превюпать 150 - 200 'С. Это требует охлаждения всей внутренней поверхности камеры. В результате камера перестает быль источником загрязнений и представляет постоянный тепловой фон. Если кварц активно не охлахиать, то в камере будет наблюдаться эффект "термической намети", дпя устранения которого необходим предварительный нагрев кварца путем обработки нескольких пластин- спутников, прежде чем температурно- временная циклограмма процесса стабилизируется. Кроме того, высоюи температура камеры сниллет скорость охлащ~ения пластины вследствие высокой фоновой температуры, что ведет к сюпкению производительности оборуло ванна.
Рабочая камера долина иметь небольшие размеры, так как уменьшение объема уменьшает время очистки и скорость расхода газа. Материал рабочей камеры долхен быль инертным к коррозионным и реактивным гвзам. Система ивовой очистки также должна быль такой, чтобы газовые потоки не нарушали термичеакую однородность процесса. Поскольку оборудование на базе БТО предназначено для индивидуальной обработки пластин, следует свести к минимуму привносимые загрязнения пластин во время их транапортировки. Кроме того, оборудование на основе БТО должно удовпетворать требованиям соответствуюшнх стандартов в отношении времени запуска, надежности, простоты обслуживании, производительности и экологической безопасности.
Вахное значение имеет органиэация охлаждения. В большинстве случаев до температуры 700 - 600 'С охлаждение происходит за ачет теплового излучения пластины. Дальнейшее снижение температуры пластины производится путем абдуна ее инертным газом или помещения пластины на водо охлаждаемый столик. Для этого практически все установки имеют позицию оатывания, что позволяет избежать появление в пластине сильных температурных напряжений. В качестве источников излучения предпочтительны волъфрамовые галогенные лампы. Для обеспечения воспроизводимости цикла термообработки установки оснюцыатая замкнугымн системами контроля и регулирования температуры полупроводниковых пластин (точность поддержания температуры 1 - Э К).
В качестве материала рабочей камеры используются кварц (в большинстве установок), коррозионно-стойкая сталь, анюминий и карбид кремния. Для уменьшения загрязнения пластин ионами металлов стенки и детали реакционной камеры охлаждают, манипулирование пластинами осуществляют с помощью кварцевых держателей на вакуумных приаоаках. 174 Гаам 2.6.
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК Неконтролируемое мпрязнение газовых смесей устраняется продувкой камеры чистыми газами после юокдого цикла термообработки, а также поддержанием в камере избыточного давления для предотвращения натекания лза из атмосферм. Газовые каналы оснащают фильтрами для очистки от микрочастлц, каналы изготовляют из электрополированной коррозионностойкой стали. Мощность, потребляемая установками БТО, составляет 10 - 80 кВт. Системы управления установками БТО позволяют программировать многоступенчатые циклы термообработки и подачи технологических газов в рабочую камеру.
Область применения БТО постоянно расширяется в основном за счет обработки изделий в различных технологических средах. Оборудование двя БТО пригодно для использования в составе интегрированных многомодульных (юистерных) систем. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. А1шфьев В. Ю., Гревцев Н. В., Гриценко А. Л. Ренпенолитографня в производстве СВИС // Обзоры по электронной технике 'Технология, организация производства и оборудование", Сер. 7, 1988, вып.
10 (!362). С. 75. 2. Берстам Д. Прогноз развития электронной техники и технвютии на 1992 г. Совершенствование технологических процессов // Электроника. Т. 65, гй 9 - 10, 1992, С. 19 - 29. 3. Боков Ю. С., Берестеюш М. К., Аюков Л. А. Лазерная технолопш в микроэлектронике // Электронная промышленность, 1990, Р(г 11, С. 72 - 77. 4.
Гревцев Н. В. Тенденции и перспективы развития способов и оборудовюпш литографии // Электронная техника, Сер. 3. Микроэлектроника, 1987, вып. 4 (124), С. 162- 170. 5. Мевушевков А. П., Неволни В. Н. Лазерная технолопи. Мз Изд. МИФИ, 1993. 167 с. 6, На188 з., Ваугегз М. Р)готе-ппба1еб перозубоп апб еГс)пв8 ог оитепай и1егагя 1о зеппсоивзсгог деисез // Рго8.
Ооап1. Е1есП., 1988, ПОЬ. К Р. 1 - 85. Глава 2.6 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК з.ал. Фиэичесеая сущносгь ФОРмиРОВАния . тонких пленОк и ОвлАсги их пвименения Общая характер испив. Под тонкими пленками подразумевают нанесенные в вакууме или газовой среде слои, толщина которых состаюшет не более 3 мкм. Условия формирования тонкой пленки значительно отличаются от условий изготовления массивных материа- лов, что обусловливает и различие их физико- химических свойств. Рост тонкой пленки начинаегся с образования зародышей-островков на поверхности подложки, и в начале процесса они не связаны друг с другом. Постепенно уваличивись в размере и численно, зародъппи образуют сплошную пленку.
Металлические слои до образования сплошного покрытия обладают туннельной проводимостью. Сплошные слои приобретают метэлвичеокую проводимость, однако из-за меньшей длины свободного пробега электронов в направлении, перпендикулярном подложке, удельное электр о сопротивление их сильно увеличивается с уменьшением толщины, причем, как правило, превосходит по абсолютному значению удельное сопротивление массивных материалов. Толщина влияет и на другие харюсгеристики тонких пленок. При изменении условий нанесения характер этого влияния и различия между свойспими тонких пленок и массивных образцов мозно измеВажиыми характеристиками тонких пленок явлавггся их толщина, химический состав, структура. Они определяют различные свойства пленок. Требования к характеристикам слоев зависят от области нх применения и назначения.
Наиболее многогранное применение тонкие пленки находят в планеркой технологии изготовления интегральных схем (ИС). К харюперисгикам пленок, методам их формирования и используемому оборудованию предъявляются очень высокие требования. Технологический процесс изготовления ИС является очень наглядной иллюстрацией методов формирования тонких пленок и особенностей построения технологического оборудования. На рис. 2.6.1 показано сечение фрагмента кремниевой биполярной ИС. Изготовление ИС - это создание многослойной структуры путем последовательного формированзи на ~оверхности полупроводниковой (кремниевой) пластины диэлектрических, полупроводниковых, проводящих слоев, включая нх селевтивное травление, окисление, легирование, эпнтаксиальное наращивание н т.д. На рис.
2.6.2 схематически показано сечение фрюмента современной ИС, полученной с использованием ряда перспективных процессов и минимальными размерами элементов 0,25 мкм. Сравнив рис. 2.6.1 и 2.6.2, можно сделать вывод, что перспективная технология включает в себя формирование отдельных слоев с плвнаризованной поверхностью. Отсутствуют частично заполненные металлом контактные окна, а на поверхности слоя мюкуровневой изоляции отсутствует рельеф проводников нижележащего уровня, используется более широкая номенклатура материалов.
Несмотря на изменение размера элементов в плане, толщина слоев обычно не изменяется. ФИЗИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК 175 Рис. 2.6.!. Сечение ф(нгмеата бвищмраий СВИС: 1- подложка; 2- скрнтмй слой л+ типа (и + сс); 3- эпитаксюльньгй слой; 4- щелеааа изоляция; 5- р+ коллектор; б- скрытий слой р+ типа и и+ глубокий коллектор; 7- пасямная база; 8- активная база; У - эъпптер; 10- оксид, полученный термическим окислением; 11, 12- полихремний; 13, 16- металл; 14, 15- изолирующий диэлектрик (ИД); В - база; В- эмитмр; С - холлехтор б) Рис.
2.6.2. Сечевве $1агмевта ИС: а - тенденции изменения гонкопленочннл межсо- единений; 1- диэлектрик; 2- сплав А1; 3- переход- ный металл; 4- З((ч; 5- Цг; б- Со; 6 - варианпг многоуровневой металлизации ИС; 1 - Со; 2 - А1 нлн Со; 3 - днэлехтрюс; Е - гн а) Процессы изготовления ИС, схемы которых изображены на рис. 2.6.1 и 2.6.2, вюпочают в себя несколько сотен операций, и каждая из них может быль выполнена только с определенной точностью и с внесением в каждый кристалл определенного числа случайно распределенных дефектов (А). Выход годных кристаллов ИС или отдельного элемента ИС зависит от точности выполнения операции или отработанности технологического процесса, качества работы технологического оборудования, качеспю используемых материалов и т.д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
