К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Изменение параметров процессов в РПД влшкт как на абсолютные значения скорости осаждения, так и на ее распределение по длине рабочей зоны реактора. Влияние параметров процессов осаждения на абсолютные значения скоростей роста устанавливается экспериментально по концентрационным и температурным зависимостям скорости роста и др. Как правило, зги зависимости дця процессов осахсдення в РПД и РАД близки и многие закономерности могут соответствовать РПД на основании известной информации о РАД. Для обеспечения максимальной производительности процесса необходимо обеспечить однородный рост слоев по всей рабочей зоне.
Анализ экспериментальных результатов для большей части разработанных процессов позволил обобщить зависимости скоростей осаждения слоев (ч) по длине рабочей зоны реактора при изменении Т, Ро, рь (с (рис. 2.6.26). Сопюсно приведенным на риоунке данным при возрастании Т, ре и рс (величина (с'рст постоянна) происходит увеличение скорости осаждения в начале рабочей зоны, считая от входа газового потока.
При очень высо- Глава 2.6. ТЕХНОЛОГИД ИЗГОТОВЛЕНИИ ТОНКИХ ПЛЕНОК е) е) Рвс. 2.6.26. Обере)маме заммамеетв екереств реста т ве данае реаатера Ь врм взмевеавв деелеава р в темвератугаг У(а) в ебиеге газеееге еетеаа й ' (б) (стража - направление давленая газа пе реазпсру) 2.6.21. Периолнчююгь обработал узлов РПД ' Цифры означают толщину слоя (мкм), осюкденного в реакторе, при досппкении кото- боты. рого необходимо проводить профилактические ра ких значениях Т происходит резкое )щпение скорости осаждения в пределах рабочей зоны практически до нуля (штриховая линия), Выравнивание скорости осаждения по длине рабочей зоны реактора можно осуществюпь изменением температуры в рабочей зоне, давления, парциального давления реагентов и объемного потока газа.
Кроме того, выравнивание профилей скорости осаждении можно проводить изменением температурм по длине рабочей зоны, т.е, введением температурного градиента. Это наиболее простой способ регулирования профилей скорости осаждения, поскольку регулировка давлением не всегда целесообразна, а увеличение объемного потока газа ведет к его перерасходу. Для хорошей воспроизводимости скорости осюкления слоев РПД должен обеспечить: воспроизводимость температурного градиента по длине рабочей зоны реактора; воспронзводимость и регулирование рабочего давления; воспролзводнмость и регулирование расхода реа)читав и скорости дюпкення газа по реактору. Для воспроизводимости качества осаждаемых слоев важен контроль натекання воздуха в реактор.
Для изменения натекания проводят откачку реактора до достижения предельного остаточного давления и с помощью клапана отсекают рабочий объем от насоса. Вгледспие натекащи воздуха давление в реак- торе возрастает. Поток натекания вычисляют по формуле ще Ьр - изменение давления, Па; Р - обьем реактора и вакуумной линии до клапана, м); 1- время измерения, г,. Необходимо учитывать, что возможное шзоотделение со стенок реакгора может искажать измеряемое значение потока натекания. Обычно лоток натекания, не превышающий 5 10 4 - 10 4 м).Па/с, считеется приемлемым дпя щюведения процессов. Зхспауаюацпя усгнанааан.
Опыт работы на РПД показывает, что в процессе эксплуатации на установках должны проводиться периодические профилактические работы. Это связано с тем, что при достижении определенной толщины осажденных слоев на реакторе, оснастке и балластных пластинах эти слои растрескнвакпся, засоряя реактор и вакуумную систему.
Крорге того, дпя конкретных процессов в зависимости от используемых реагентов и образующихся продуктов реакций выход реактора и элементы вакуумной системы могут забиваться твердыми осадками нли вакуумное масло в насосах подвершсюя разрушению шзообразными химическими активными отходами. В табл. 2.6.21 приведена рекомендуемая периодичность профилактических работ дпя ус- ХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ ПЛЕНОК ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ 207 2.6.2К Перечеяь мвтериыюв, осаищаямых ПХО ври изюетоюмвви ИС Скорость асеждсива, вм/ивн Температура осаждения, К Материал ЯН4,' ЯР4 - Н2,' $2 тьН2 ЯН, - Н,; 8(Р4 - Нг; Я„Н, 523 - 573 523 - 673 6 - 60 6 - 60 О Н ОеН4 - Н2; Оетв - Н2 6 - 60 6 - 60 523 - 673 523 - 673 ~Н4; ВС1з - Н2 Ртв - Нг 6 - 60 673 293 - 473 я 6000 АЗНЗЗ Аазе - Н2 Ме - Нг М(СО)4,' )т)1(СО)4 373 Я 600 60 - 600 373 Селен, теллур, сурьма, висмут Молибден, никель Я(ОСгНЗ)41 ЗЗН4 - 1420 Ое(ОСЗНз)4; ОеН4 - Ог, )что А1С1з - Ог ПЗС)4- О, 6 - 600 6 - 600 523 523 Диоксид кремния Диоксид германия 523 - 773 473 - 673 6-60 6 Оксид юпомнния Оксид титана ЯН4 - Нг; )ЧНз А)С13 )т)2 ТЗС4- Нг- )чг В2Н4 - 14НЗ 6 - 60 573 - 773 1273 523 - 1273 673 - 973 Нзприд кремния Нитрид алюминия Нитрид титана Нитрид бора < 600 60 — 300 ЯН4 - СеНм Т(С)4 - СН4 - Нг 473 - 773 673 - 873 6 3 - 600 Карбид кремния Карбид титана " Индекс "тв" означает твердый.
Кремний аморфный Кремний мнкрокристалличе- ский Германий аморфный Германий микрохристаллнче- схнй Бор аморфный Фосфор аморфный и микро- кристалэический Мышыпс тано в о к, предназначенных ди реализации некоторых процесаов. Дги процессов, использующих токсичные, юрыво - и пожароопааные вещества, необходимо предпринимать меры, обеспечивающие надежность работы оборудования и безопасность работающего и обслузкивающего персонала. Плизмтммитасксс осаждсиис слоев а РЦЦ. Развитие технологии изготовления БИС и СБИС, а также использование ди них полупроводниковых материалов типа АщВУ потребовали совериенствоваюи технологических процессов осаждения различных слоев и анижения температуры получении этих слоев до 300 'С.
Поэтому перспективными юиюотая метод плаэмохимического осажденйя (ПХО) слоев в РПД и плазмохимические процессы, дополюпощие обычные СУП-процессы (особенно когда требуется снижение температуры осаждения слоев). Кроме того, ПХО позволяет увеличить производпсльность, воспроизводимоиь и улучшить качество осаждаемых слоев. Разработан рзщ конструкций РПД для ПХО, в которых газовая смесь реагентов возбуждается до плазменного состояния, что облегиет протекание стадий химических реакций в процессе осаждения слоев. В табл. 2.6.22 приведен перечень материалов, осаждаемых ПХО при изготоююнии ИС.
В промьпяленности используютса два типа реакторов для ПХО слоев при пониженном давлении: план арнмй с "холодными" стенками и трубчатый с "горячими". При ПХО слоев, как и в обычных РПД, в основном применяют грутщовой метод обработки подложек. Для планарных реысгоров характерна тенденция перехода к конвейерному методу обработки подложек. Эти реакторы имеют низкую производительность и ограниченное применение (шавным обрезом - для получения и р з ).
З чителыви ВЧ мощность отрицательно сказываются на параметрах изготовляемых приборов. Трубчатые реакторы с "горячими" стенками имеют преимущества перед планарными: они универсальны (пригодны для получения пракгичеаки всех материалов); их производи- 20В Глава 2К ТЕХНОЛОГОГЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК тельносп в 2 - 3 раза выше; требуется значительно меньшая ВЧ - мощность для одинаковых с планарными системами скоростей осазсдення слоев. Трубчатые реакторы можно изготовить путем несложной модернизации обычных РПД. Недостаток реакторов этого типа- сложность загрузки и выгрузки большого количества подложек в многоэлекгродной системе возбуждения плазмм. Для ПХО слоев в промьплленных установках всех типов в основном используются генераторы с частотой 50 - 450 кГц, реже - с частотой 13,56 МГц, Разрабатываются реакторы с СВЧ - активацией плазмы и с вынесенной за пределы области протекания реакции зоны горения плазмы.
2.6.7. НАНЕСЕНИЕ ТОНЕНХ ПОЕНОЕ В ВАЕУУМЕ мктодами тш мнчесеого испАРення н НОННО-ПЛАЗМЕННОГО РАСПЫЛЕНИЯ Методы получения тонкопленочных покрытий испарением и физичесхим распылением металлов в вакууме начали развиваться с поюшением полупроводниковой технологии, в настоящее время во многих отраслях промьпплвнности тонкопленочные покрытия нашли широкое применение, например, в качестве: декоративных покрытий на стекле, металле, пластмассе и других материалах; упрочняющих покрытий на инструментах н деталях машин; автнкоррозионных покрытий; отражающих, просвепшющих и других слоев в оптических системах; проводящих, резистивных, изолирующих слоев для радиоэлектронных приборов различного назначенюг.
Их используют таске для создания композшщонных материалов, получение которых другими методами невозможно. В зависимости от назначения и области применения к наносимым покрыпшм предъявляются специфические требования. Существуют общие требования: заданные парциальное и предельное давление в рабочей камере, высокие равномерность толщины наносимых пленок на всей поверхности обрабатываемого изделия, алгезня слоя, скорость и воспроизводимо сть процесса, рациональная конструкшгя, обеспечивающая непрерывный и циклический процесс производства, ойтимизируя которые можно обеспечить минимальную себестоимосп процесса. При испол ъво ванин технологических процессов нанесения тонких пленок методами вакуумного испарения или распъшения, применяемыми в производстве интегральных микросхем, предьяюшются жесткие требования к конструкции установки, вакуумным сисгемам, чистоте используемых материалов, воспроизводимости и оптимальности режимов нанесения.
Материалы рабочей югмеры. В большинстве случаев - это коррозионно-стойкая сталь, которая дос2вточно хорошо обрабатывается и позволяет формировать сложные конструкции с требуемыми геометрическими параметрами Имеет достаточно низкое газоотделение при рабочих температурах, достигаощих 500 700 'С, хорошо полируется, что способствует уменьшению привносимой дефектности рабочей поверхности обрабатываемых изделий до 0,03 см 2 при размере часпщ 0,3 мкм и более. Откачвые ередстюь Применяют два основных типа вакуумных насосов: 1) масляные диффузионные, в которых в качестве рабочей жидкости использувпся вазелиновые масла с давлением собственных паров лри 20 'С около 10'О Па, синтетические кремний оршничвские жидкости с давлением паров около 10 2О Па; 2) безмасляные турбомолекулярные и криогенные.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
