Методические указания к выполнению лабораторной работы «Исследование термовакуумного метода нанесения тонких пленок», страница 2

ЛИТЕРАТУРА

1. Коледов Л.А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. – СПб.: Издательство «Лань», 2008.- 400 с.

ОПИСАНИЕ

установки термовакуумного нанесения

тонких пленок УВН-7-3 и измерительных

приборов

2012

    Установка УВН-7-3 предназначена для исследования технологии напыления и серийного производства ИС. Оно позволяет наносить тонкие пленки в высоком вакууме методом резистивного испарения материала.

    Установка состоит из следующих основных частей (рис. 1):

установка универсальная автоматическая вакуумной откачки 1, подколпачное устройство 2, шкаф питания и управления 3.

                                                            4

                 2

                                                                                                                                    3

                 1

Рис. 1

     Откачка подколпачного устройства производится последовательно двумя насосами. Вначале до давления   10^-1 Па откачка осуществляется механическим насосом. Затем вместо механического насоса подключается паромасляный (диффузионный) насос, который обеспечивает получение вакуума   10^-4 Па.

      Контроль вакуума в установке осуществляется вначале термопарным датчиком, затем ионизационным.

       Термопарный датчик предназначен для измерения вакуума в пределах 5*10^-1 . . . 1*10^{-1 мм.рт.ст. (Па). Принцип действия термопарного вакуумметра (рис. 2) основан на зависимости температуры нити 1, нагреваемой стабильным электрическим током, от давления газа. При изменении давления меняется тепловое сопротивление нить-среда, это приводит к изменению температуры нити. Для изменения температуры (эта зависимость прокалибрована в единицах вакуума) в тепловом контакте с нитью находится термопара 2.}

Рис. 2

     Ионизационный вакуумметр предназначен для измерения вакуума в пределах 1*10^-3 . . . . .1*10^{-8 мм рт.ст. Он представляет собой трехэлектродную лампу (рис. 3), содержащую термокатод 1, электрод 2 в виде сетки, выполняющий роль анода, коллектор положительных ионов 3.}

      При пролете электронов от катода 1 до электрода 2 они сталкиваются с атомами остаточных газов и ионизируют их. Положительные ионы притягиваются коллектором, на который подается отрицательный потенциал.

      Ток, текущий через коллектор положительных ионов 3, зависит от концентрации атомов остаточных газов, то есть от степени вакуума. Прибор, измеряющий этот ионизационный ток, прокалиброван в единицах давления (вакуума).

     Подколпачное устройство (рис. 4) состоит из следующих основных элементов:

1. двух позиций напыления 1, оборудованных мощными токоподводами к испарителям,
2. одной позиции напыления для нанесения тонкого подслоя для обеспечения адгезии основного металлического слоя,
3. заслонки 2 с электромагнитным проводом 3. Заслонка предназначена для предотвращения загрязнения подложки в процессе обезгаживания испарителей и прекращения процесса напыления. Она перекрывает поток пара на подложку 4, управляется от шкафа управления, может открываться и закрываться вручную, закрываться от реле времени, закрываться по напылению сопротивления необходимой величины на размещаемом рядом с подложкой свидетеле,

                                                     5

                            7

4  6

             3

                    2

                   8

            1

Рис. 4

4. карусели подложек 5, которая может вращаться электромотором или передвигаться шагом вручную с помощью рукоятки 4 (рис.1),
5. системы ионной отчистки. Ионная очистка подложки проводится перед напылением. Для ионной очистки подложка подводится к электроду ионной очистки 6, при этом вакуумный объем откачивается до давления 10 Па. Между электродом 6 и всей подколпачной арматурой прикладывается напряжение величиной несколько киловольт. При этом в области подложки возникает тлеющий разряд. Подложка подвергается ионной бомбардировке и очищается от загрязнений,
6. нагревателя подложки 7. Нагрев подложек производится для повышения адгезии пленок и улучшения их электрофизических характеристик. Для нагрева под колпаком установлен нагреватель, обеспечивающий радиационный нагрев неподвижной подложки или нагрев подложек при их вращении. Температура подложки поддерживается с точностью ±1,5% при помощи блока измерения и регулирования температуры, установленного в шкафе управления,
7. системы экранов 8, защищающих внутреннюю арматуру под колпаком от напыления.

     Подъем и опускание колпака в установке осуществляется гидроприводом. Кнопки управления находятся в верхней левой области установки вакуумной откачки 1 (рис.)