Электроника

ВАКУУМНАЯ НАПЫЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА, устройства и оборудование для управляемого нанесения плёночных покрытий в вакууме методом направленного осаждения частиц из потока испаряемого или распыляемого вещества.  В. н. т.  используется  для  формирования  тонкоппёночных элементов ИС и ПП приборов, токопроеодя-щнх слоев на заготовках резисторов, металлнзнр. слоя на конденсаторной бумаге, отражающих поверхностей оптич. элементов лазеров, эмиссионных и антизмиссиои-ных покрытий деталей лазеров, эмиссионных и антизмне-сиониых покрытий деталей электровакуумных приборов. В технологии микроэлектроники для создания тонкопленочных элементов применяются вакуумные напылит, установки, в состав к-рых входят рабочие и шлюзовые камеры с транспортными механизмами, подложно держателями, испарителями и распылит, устр-вами, нагревателями, очистителями поверхности подложек, датчиками параметров плёнки. На св-ва плёнок в процессе их формирования значит, влияние оказывают ч-цы в-ва, содержащиеся в атмосфере рабочей камеры вакуумной напылит, установки и оседающие на подложку вместе с ч-цами материала плёнки. Чтобы уменьшить вредное влияние остаточной атмосферы на качество плёнок, воздух из камеры откачивают до давления Ю-4—10~7 Па с помощью вакуумной системы, включающей вакуумные насосы, ловушки, коммутац. аппаратуру, датчики контроля вакуума. В состав вакуумной напылит, установки входят также системы электропитания, контроля и управления, а также вспомогат. устр-ва.
По методу нанесения плёнки различают установки термнч. испарения, ионного распыления, комбиннр. типа, в к-рых системы термнч. испарения и ионного респыления совмещаются в едином конструктивном исполнении. В установках, термич. испарения используется либо тепло, выделяющееся при прохождении электрич. тока через нагреватель, либо кинетич. энергия электронного пучка (см. Испаритель). В установках ионного распыления используются диодные (катодные), триодные, магнетронные и ВЧ системы распыления (см. Ионное распыление). Комбиннр. установки предполагают наличие двух и более разл. источников для обраэоввния многослойных плёночных структур при последоеат. осаждении в едином вакуумном цикле. Наиболее полно совр. требованиям микроэлектроники удовлетворяют электронно-лучевые испарители повыш. мощности (св. 10 кВт) с локальной зоной испарения и магнетронные системы распыления.
По режиму работы различают вакуумные напылит, установки периодич., полунепрерывного и непрерывного действие. Наибольшее распространение по пучил и установки периодического действия, у к-рых рабочая камера открывается после каждого цикла напыления; они просты по   исполнению,   допускают   быструю   смену   технологич. процессов, удобны в обслуживании, имеют сравнительно невысокую стоимость при хорошем качестве изготовляемых пленок. Высокая производительность установок периодич. действия обеспечивается одноврем. обработкой большого числа подложек. Установки периодич. действия бывают кол паковые и камерные. Кол паковые имеют стеклянный или металлич. колпак, накрывающий рабочую зону во время нанесения плёнок. В камерных установках рабочая камера заключена в цилиндрич. или коробчатую конструкцию с подвижными фланцами или дверцами. Как правило, колпаковые установки имеют объём рабочей камеры до 150 л, у камерных установок — св. 150 л. Осн. недостаток установок периодич. действия — непронэводит. потеря времени на откачку воздуха нз рабочей камеры перед каждым циклом. На рис. 1 показана схема установки периодич. действия камерного типа с двумя электрон но-лучевыми испарителями.
Вакуумные напылит, установки полунепрерывного действия, снабжённые входными и выходными шлюзами, позволяют полностью или частично совмещать процессы откачки воздуха и осаждения плёнок в рабочей камере. Повыш. качество пленок, получаемых в таких камерах, обусловлено тем, что н система испарения (или распыления), и сама рабочая камера длит, время не контактируют с атмосферой. Необходимая производительность этих установок обеспечивается также за счёт групповой обработки подложек, хотя число этих подложек, вводимых одновременно в зону обработки, заметно меньше, чем в установках периодич. действия.
На рис. 2 приведена схема четырёхпозицнонной установки полунепрерывного действия с магнетрон ной системой распыления. Обработка пластин производится на планетарном подложкодержателе, к-рый последовательно переводится с позиции на позицию с помощью карусели. На первой позиции (шлюзовая камера) загружают подложки через откидную крышку. На этой же позиции производится предварит, плазмохим. очистка пластин в газовой (фреон с кислородом) среде. На второй позиции (на рис. не показана) подложки нагревают с помощью кварцевых ламп. На третьей и четвёртой позициях производится нанесение пленок маг нетронным распылением. Позиции распыления изолируются от общей камеры посредством вакуумной блокировки.
Пластины перед напылением укладывают в кассету, к-рая устанавливается во входном шлюзе, и после его откачки по одной подаются на общий конвейер. Пройдя рабочие позиции, пластины с нанесённой плёнкой попадают в выходной шлюз, загружаются в кассету и затем извлекаются нз шлюза после его разгерметизации. Перед напуском газа в шлюз последний изолируется от рабочей камеры затвором. Управление такой установкой производится от микропроцессора, обеспечивающего работу всех исполнит, механизмов по заданному циклу и поддержание заданных параметров магнетрона и нагревателя пластин.
Важным условием повышения качества получаемых пленок является контроль их параметров, осуществляемый непосредственно в процессе осаждения. Для этого в рабочих камерах размещают устройства, контролирующие толщину пленки, ее удельное сопротивление и отражательную способность (по к-рой судят о степени шероховатости поверхности пленки), состав рабочих газов. Сигналы с выхода устройств встроенного контроля подаются в систему управления вакуумной напылит, установки для активного регулирования параметров.