Тонкослойные материалы в современных ИМС. Важная особенность тонкослойных материалов для технологии ИМС. Физико-химические основы ХОГФ, страница 6

                                            (а)                                                                                            (б)

                                            (в)                                                                                            (г)

Рис.2.6. Пример баллонов для хранения газов под высоким давлением (а), редуктора (б), шкафа для хранения и подачи токсичных газов (в), анализатор газа (г).

2.6.2. Конструкция реакционных камер 

В микроэлектронной технологии параллельно с уменьшением размеров элементов происходило планомерное увеличение диаметра полупроводниковых подложек: от нескольких десятков миллиметров в начале 70-х годов к 100 мм в 80-х годах и, далее, к 200 мм в 90-х годах прошлого столетия. В настоящее время производство ИМС начато на подложках размером 300 мм, а к 2012 году планируется появление подложек диаметром 450 мм. В одной стороны это означает, что оборудование для производства ИМС претерпевает определенную эволюцию. С другой стороны, обозначенная выше задача получения тонких слоев состоит как в определении принципиальных условий получения материалов с заданными свойствами, так и в воспроизведении свойств материала на все более и более возрастающей площади подложек.  

Некоторые важнейшие, выдержавшие испытания временем, конструкции реакционных камер для ХОГФ применительно к технологии микроэлектроники схематично в сечении показаны на рис.2.7. 

Согласно общепринятой практике установки могут классифицироваться по давлению, способу нагрева подложек и производительности. 

По давлению выделяются следующие типы реакторов: реакторы атмосферного давления (РАД, P~760 мм.рт.ст), реакторы пониженного давления (РПД, Р<760 мм.рт.ст), реакторы низкого давления (РНД, Р~ 0.1-5 мм.рт.ст), плазмохимические реакторы (ПХО), реакторы с плазмой высокой плотности (ПВП). 

По способу нагрева подложек они могут быть также разделены на реакторы с т.н. “горячими” или ”холодными” стенками; в первом случае осуществляется прогрев всего реакционного объема, во втором – только подложки. 

С точки зрения количества одновременно обрабатываемых подложек реакторы для ХОГФ, используемые в технологии микроэлектроники, могут быть классифицированы на “индивидуальные” и “групповые”. В первом типе реакторов осаждение выполняется на одной подложке в камере, рассчитанной на одну подложку, см. рис.2.7(а,д,з). Во втором типе одновременно может устанавливаться, более, чем одна подложка, т.е. группа, например, из 100 подложек, см. рис.2.7(в,г). 

                                            (а)                                                                                       (б)

                                            (в)                                                                                       (г)

                                            (д)                                                                                       (е)

                                           (ж)                                                                                       (з)

Рис.2.7. Основные конструкции реакторов, применяемые для осаждения тонких слоев из газовой фазы в суб-полумикронных ИМС: а – конвейерная система фирмы Watkins-Johnson и (б) распределение скорости осаждения в такой установке в статическом режиме; в,г – проточные трубчатые реакторы низкого давления с плотной коаксиальной постановкой подложек; д – индивидуальный реактор Precision 5000 фирмы Applied materials, Inc.; е – кластерная компоновка индивидуальных камер Applied Materials Inc.; ж – двойные камеры и компоновка установки Producer фирмы Applied Materials, Inc.; з – реакционная камера для осаждения с плазмой высокой плотности фирмы Novellus Systems, Inc.