Испарители для осаждения на большую площад

При использовании результатов предыдущего раздела для конструирования реальных испарителей возникают значительные трудности. Чтобы лучше представить себе эти трудности, рассмотрим следующий пример. Для того, чтобы получить скорость осаждения 10А с вещества с плотностью 10 г-см при скорости испарения массы Г =10 г-см с , что соответствует типичному для испарителей давлению р = 10 мм рт. ст., необходимо в соответствии с уравнением (61) использовать дисковый испаритель с радиусом 5 = 0,1Л. Поскольку в колпачной установке расстояние испаритель — подложка обычно бывает порядка 25 см и более, то попытки использовать испаритель диаметром в 20% от этого расстояния встречает определенные трудности. Во-первых, одну и ту же температуру испарения на столь большой площади выдерживать довольно трудно. Во-вторых, большие потери тепла на излучение требуют применения мощных источников питания. По этой причине будут нагреваться и выделять газы другие поверхности, находящиеся внутри системы. Вследствие этого обычно используют испарители относительно малой площади, и в этом случае часто в процессе испарения давление испаряемого вещества превосходит 10 мм рт. ст. Такие высокие плотности паров вблизи испарителя приводят к пониженной скорости испарения вследствие обратной диффузии. Столкновения молекул друг с другом приводит к отклонениям от основных законов испарения. Эти проблемы усугубляются в случае, если испаритель не плоский и имеет боковые стенки для увеличения емкости испарителя. [c.82]

Системы непрерывного действия более целесообразно использовать для нанесения пленок на всю площадь поверхности подложки, например, для металлизации лент, плоских заготовок и пластиковых изделий или для изготовления оптических покрытий линз. Если требуется определенная конфигурация слоя, то в процессе напыления применяют маски или используют метод травления уже напыленного слоя. Однако метод дифференциального травления, вообще говоря, не применим для получения многослойных пленочных структур методом напыления, ради которых, собственно, и были созданы рассматриваемые высокомеханизированные системы. Поэтому для изготовления многослойных микроэлектронных схем приходится применять маски и устройства для их смены. Большие трудности возникают при прецизионном совмещении последовательно серии масок с подложкой внутри вакуумной системы. Непосредственный контакт маски с подложкой может привести к нежелательному изменению маски из-за теплового расширения или коробления. Однако еще более существенно то, что по мере миниатюризации тонкопленочных элементов техника напыления оказывается уже не в состоянии обеспечить требуемую точность размеров, реализуемую лишь с помощью прецизионных фотолитографических методов (см. гл. 7). Именно поэтому в последние годы использование автоматизированных напылительных систем для микроэлектронных применений заметно снизилось. Растущий объем производства полупроводниковых микросхем, изготавливаемых методами полупроводниковой технологии, делает с экономической точки зрения все более привлекательным применение простых систем непрерывного действия для осаждения лишь одного слоя. Хотя стоимость таких систем пока еще в несколько раз больше, чем у обычных установок последовательного типа, их производительность выше. По мере накопления опыта работы с уже применяемыми в настоящее время такими элементами систем, как входные вакуумные шлюзы, испарители большой емкости и устройства для контроля процессов осаждения, представляется все более и более осуществимой идея использования вычислительных машин для контроля всем процессом изготовления объектов. [c.310]

Использование тиристоров для автоматического контроля скорости испарения началось недавно. Работа таких систем контроля была рассмотрена в обзоре Штекельмахера [279]. Бас с сотрудниками [343, 344] описали систему контроля как скорости осаждения, так и толщины пленки с использованием кварцевого датчика. Последняя статья представляет общий интерес, поскольку компоненты системы были сконструированы в виде модулей, которые рбладают большой гибкостью в осуществлении различных функций контроля процесса испарения. Например, управляющий сигнал может быть получен от датчика, отличного от кварцевого датчика. Более того, хотя сисг ёма первоначально и предназначалась для контроля прямонакальных испарителей, схема контроля является дo faтoчнo гибкой, чтобы стабильно работать с другими типами испарителей, имеющими иные зависимости скорости испарения от мощности. Например, скорость испарения при использовании нагрева электронным лучом заметно меняется при изменении электронного тока. Испарители с индукционным нагревом также могут управляться системой обратной связи. Однако высокая стоимость, а также необходимость большой площади и требования техники безопасности для генератора и дросселя насыщения обычно ограничивают использование таких испарителей. Турнер с сотрудниками [334] описал испаритель сплава никель — железо с индукционным нагревом, который автоматически управлялся от резисторного датчика. [c.162]

Использующиеся на практике сублимационные испарители хрома разработаны Робертсом и Виа [75]. Как показано на рис. 14, хромовый стержень крепится внутри цилиндра, имеющего две стенки. Последний изготовлен из листового тантала толщиной 0,05 мм (наружный цилиндр) и 0,13 мм (внутренний цилиндр) цилиндры для создания электрического контакта соединены точечной сваркой. Так как испаритель компактный и хорошо экранирован, то потребляемая им мощность меньше 750 Вт. Сублимация происходит со всей площади поверхности хромового стержня, который равномерно нагревается излучением. Поэтому отражения частиц хрома не происходит и скорости испарения в течение длительного периода времени постоянны. Увеличивая напряжение питания испарителя, можно получить скорости осаждения пленок до ЮОА/с и более для типичных расстояний обычной колпачной установки. Емкость испарителя составляет по крайней мере 50% от первоначального количества испаряемого вещества. Стержни могут быть приготовлены из порошка хрома путем спрессовывания и спекания, однако наиболее чистые пленки получают из стержней, очищенных зонной плавкой. Сублимационные испарители часто применяются для испарения термически стойких соединений. Эти соединения обычно существуют либо в виде порошков, либо в виде неплотно спеченных кусков, содержащих большие количества абсорбированных или акклюди- [c.60]

При проектировании испарительных ГН должен быть вьтолнен ряд специфических требований к их конструктивному исполнению. Необходимо эффективное экранирование откачиваемой камеры, предотвращающее ее запыление геттером. Площадь экранов должна быть минимальной, поскольку они снижают КЗ. Расстояние между испарителем и поверхностью осаждения следует выбирать возможно ббльшим во избежание лучистого перегрева напыленных геттерных пленок. Насосы всегда работают в циклическом тепловом режиме тренировочный нагрев — охлаждение (зачастую до криогенных температур) — лучистый нагрев при включении испарителя амплитуда температурных скачков достигает 600 К. Поэтому длина сварных цтов — потенциально наиболее вероятных источников течей при термоциклических нагружениях -должна быть сведена до минимума. По этой же причине следует избегать конструкций со встроенными в откачиваемую камеру панелями значительной площади, охлаждаемыми жидким азотом. В таких конструкциях сварные швы имеют большую протяженность нарушение их герметичности в теплоизолирующих полостях, т. е. в элементах чисто технологического назначения, вызьшает аварийную ситуацию для вакуумной системы в целом. Такая опасность исключена, если откачиваемая сверхвысоковакуумная камера и теплоизолирующие полости герметично разделены. [c.110]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология