Вакуумное_напыление (1245585), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Она имеет внутри камерное устройствокарусельного типа. В каждой из восьми позиций карусели можно установитьподложку о трафаретом или без него. Имеется возможность подогревать всеподложки при вращении карусели о помощью отражательного нагревателя,нa нижнем основании рабочего объема закреплены 6 пар токовводов, накоторых могут быть установлены испарители. Каждая пара токовводовразделена секторальными экранами.Подколпачное устройство, рабочий объем установки УВН-2Мпозволяет производить финишную ионную очистку подложек. Для этогоимеются необходимые электроды, между которыми возбуждается тлеющийразряд.

После очистки производят напыление пленок.Материал, подлежащий испарению, загружается в испарительлодочного или спирального типа, который нагревается до требуемойтемпературы при пропускании через него электрического тока.Лодочные испарители предназначены для испарения сыпучихматериалов (например, моноокись кремния, стекло) и металлов, несмачиваюших вольфрам, (например, медь, хром и т.п.).Спиральные испарители из вольфрама обычно используют дляиспарения металлов, при плавлении хорошо смачивающих вольфрам(например, алюминий, хром и т.п.).Технологические возможности установки в основном заключаются внапылении элементов одного слоя через трафареты или в напылении двухсплошных слоев (например: резистивного и проводящего с последующейдвойной фотолитографией).Внутрикамерное устройство включает в себя датчики контролясопротивления и толщины пленки.Контроль сопротивления осуществляется с помощью «свидетеля» контрольной подложки с заранее нанесенными на нее пленочнымиконтактами.

Свидетель устанавливается рядом с рабочей подложкой и спомощью прижимных контактов подключается к измерительному прибору(рис.5). В процессе осаждения резистивного материала на рабочие подложкипроисходит рост пленки и на «свидетеле». По мере роста пленкисопротивление квадрата уменьшается, соответственно уменьшаетсясопротивление «свидетеля» Rсв . При достижении некоторого заранее7рассчитанного Rсв напыление прекращается. Сопротивление Rсврассчитывается по следующей формуле:LRсв  R0  св 1  dT  ,Всвгде Lсв И Bсв  расстояние между контактами и ширина свидетеля;R0  заданное расчетное значение удельного поверхностногосопротивления (сопротивление квадрата из конструкторских расчетоврезисторов микросхемы), Ом;d  температурный коэффициент сопротивления резистивногоматериала, 1/ град;Т  разность значений температуры подложки при напылении икомнатной температурой, град.Рисунок 5.

Функциональная схема контроля пленок методом свидетеляПрибор КС-2 измеряет сопротивление в диапазоне до 1 МОмс погрешностью до 5% и одновременно фиксирует время напыления.Толщину осаждаемой пленки можно контролировать с помощьюкварцевого измерителя толщины. Кварцевый измеритель толщины (КИТ)контролирует определенную толщину как металлических, так идиэлектрических материалов косвенным способом. Принцип его работыоснован на зависимости резонансной частоты кварцевого резонатора отмассы, осаждённой на кристалл пленки.8Кварцевый датчик-резонатор представляет собой определенный срезмонокристалла кварца в виде пластины, заключенной междуметаллическими контактами (рисунок 6, а).Рисунок 6.

Кварцевый измеритель толщины: а)  кварцевыйрезонатор; б)  градуировочный график; в)  блок - схема прибораКИТ-1При толщине пленки не более 1% от толщины кварцевой пластинысправедливо равенство:f  пл d плf0  к dк,(1)f 0  резонансная частота кварца, Гц;f  изменение частоты кварца, вызванное накоплением материалаосажденного слоя на грани кварца, Гц;гдек3 плотность кварцевого кристалла, кг-м ;d к  начальная толщина кварцевой пластины, м; пл  плотность осажденного материала пленки, толщина осажденнойпленки, м.

Выражение (1) перепишем в следующем виде:f f0γ кd γ пл  d пл  С f  γ пл  d пл ,к9(2)гдеСf f0γ кdпостояннаяданногоприбора,характеризующаякчувствительность, Гц  м 2 /кг.Известно, что толщина пленки при осаждении в вакууме обратнопропорциональна квадрату расстояния от испарителя до приемнойповерхности. Поэтому, задавая по шкале прибора частотный сдвиг, нужноучесть, что расстояние от испарителя до подложки Lп не равно расстояниюот испарителя до кварцевой пластины Lк . Поэтому:L2f  10 6   пл  d пл пL2к.(3)Если массовая плотность пленки γ пл постоянная величина, то имеетместо линейная зависимость.При вакуумном осаждении плотность пленки зависит от условийосаждения и не поддается предварительному расчету. Поэтому на практикеобычно используют тарировочный график f  dпл  (рис.

6, б), которыйстроят экспериментально для каждого вида напыляемого материала иконкретных условий напыления с применением оптических средствизмерения. Наиболее крутой участок графика соответствует наивысшейчувствительности прибора и определяет максимальную суммарную толщинупленки dmax , после которой нанесенная пленка должна быть удалена с кварцас помощью избирательного травителя.

Чувствительность прибора можноизмерять в (нм/Гц) и определять по графику.Для таких приборов, как КИТ-1, КИТ-2 C f = 10 6 Гцм 2 /кг.Структурная схема прибора КИТ-2 приведена на рис.6, в. Кварцевый датчикразмещается в вакуумной камере над испарителем и входит в составизмерительногогенератора.Частотаизмерительногогенератора,снижающаяся по мере напыления пленки, сравнивается с частотойэталонного генератора. Путем последовательных преобразований по мередостижения ее частоты, соответствующей заданной толщине пленки (всоответствии с тарировочным графиком), срабатывает привод заслонки.Напыление прекращается.Частотный метод контроля можно применять в процессе термическоговакуумного напыления, когда в рабочем объеме отсутствуют заряженныечастицы, способные создавать помехи. Более универсальным являетсябесконтактный фотометрический метод контроля толщины пленки.

Оноснован на зондировании растущей пленки лучом лазера, анализеинтерференционной картины света, отраженного от системы «подложка –пленка» и от системы «рабочая среда – пленка». Коэффициент отражениялинейно поляризованного света в такой системе зависит от толщины пленкии изменяется периодически. Количество всплесков для данной длины волны10света будет пропорционально толщине пленки. Оно определяется покалибровочной кривой и заранее предусматривается. По достижении нужнойтолщины сигнал подается на исполнительное устройство, прерывающеепроцесс осаждения.ЛИТЕРАТУРА1.

Технология тонких пленок: Справочник / Под ред. Л.Майссел иД.Глэнга. Т.1 М.: Сов. Радио,1977.2. Парфенов О.Д. Технология микросхем. М.: Высшая школа, 1986.3. ОСТ4Г0.058.028.Микросхемы интегральные гибридныетонкопленочные первой и второй степениинтеграции.Типовыетехнологические процессы.4.Конструированиеитехнологиямикросхем.Курсовоепроектирование / Под ред. Л.А.Коледова. М.: Высшая школа, 1984. 232 с.11.

Характеристики

Список файлов учебной работы