Тонкослойные материалы в современных ИМС. Важная особенность тонкослойных материалов для технологии ИМС. Физико-химические основы ХОГФ, страница 15

В процессах осаждения слоев при пониженном давлении контролируют предельное остаточное давление в рабочем объеме, обычно составляющее 1×10^-2 мм рт.ст. и рабочее давление, величина которого может составлять 0.1-500 мм рт.ст. Есть несколько типов датчиков, пригодных для измерения давления в этом диапазоне. За рубежом широко используется высокоточный датчик емкостного типа фирмы MKSInstruments, известный под названием “Baratron”. 

                                             (а)                                                                                  (б)

Рис.2.22. Датчики для измерения давления в форвакуумном диапазоне: (а) и (б) термопарные датчики ПМТ-2 и ПМТ6-3. 

Среди отечественных измерителей давления, обеспечивающих достаточно высокую точность измерения, можно выделить механотронные датчики и датчики на основе кремниевых тензопреобразователей. Были описаны отечественные деформационные вакуумметры ВД-1 с преобразователем ПДД-1-10А (т.н. “Мембровак”), предназначенного для измерения давления в пределах 14 - 1000 Па. Показания прибора не зависят от рода газа. 

Наиболее часто используются выпускаемые серийно дешевые измерители давления - термопарные датчики ПМТ-2 и ПМТ-6-3, которые используются с вакуумметрами ВТБ-1, 13ВТЗ-003 и вакуумным реле РВТ-2М. Точность этих приборов, по паспортным данным, составляет ±60%, что для измерения остаточного давления при откачке вполне достаточно, но совершенно неприемлемо для измерения рабочего давления. Однако, точность можно повысить, учитывая, что они откалиброваны по сухому воздуху, а также зная состав напускаемой в реактор газовой смеси, и/или состав продуктов реакции. Уточненную величину давления для смеси (P_mixture) в этом случае рассчитывают по формуле:

                                                             Pmixture =ζ×Pair ,                                                        (2.13)

где P_air – давление, показываемое прибором, а величины и порядок расчета коэффициента ζ можно найти в литературе по вакуумной технике.

При измерении давления термопарными преобразователями необходимо учитывать: а) при размещении датчика на выходе из реактора точность измерения давления будет зависеть от температуры газа и состава продуктов реакции; возможно также влияние накапливающегося в реакторе и вакуумной системе осажденного на холодных частях (в том числе и на датчике) осадка, например, хлористого аммония; б) давление выше ~4.5 мм рт.ст. с помощью этого датчика измерить практически невозможно (при этих давлениях датчик используется только как индикатор).

Достоинства термопарных датчиков — простота и надежность в эксплуатации. Кроме того, эти датчики обеспечивают высокую воспроизводимость показаний на уже отработанных процессах осаждения в производстве. Несмотря на то, что точность измерения давления даже с учетом пересчетных коэффициентов составляет ±10-15%, воспроизводимость показаний дает возможность использовать эти датчики для систем регулировки рабочего давления.

2.11. Соотношение единиц измерения в вакуумной технике

Соотношения между различными единицами давления (а также потока и быстроты откачки), встречающиеся в отечественной и иностранной литературе, приведены в табл.2.4.

Таблица 2.4