Напыление металлов

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Н. П. ОГАРЁВА»

ФАКУЛЬТЕТ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Кафедра электроники и наноэлектроники

 

 

 

 

 

Реферат

По оборудованию полупроводниковых приборов на тему

“Напыление металлов”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                            Выполнил: студент 312 группы Чичайкин  Н. А.

                                                             Проверил: Бухаров А. А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

         Саранск

2013

Содержание

                                                    Введение                                                                                                                    3

Covap II                                                                                                                       4

Atis                                                                                                                               6

    EvoVac                                                                                                                          7

    NexDep                                                                                                                         9

    Amod                                                                                                                          11

Заключение                                                                                                               14

Список использованных источников                                                                     15

 

Введение

 

Для напыления металлов на ИМС в наше время широко используются плазменные технологии, работающие по принципу вакуумного напыления.   Плазма — это ионизированный газ, содержащий ионы, электроны, атомы и нейтральные частицы - четвертое состояние вещества. Плазменные технологии в настоящее время широко используются для очистки и модификации различных поверхностей: изменяя только поверхностные свойства, они не затрагивают структуру материала.

Вакуумное напыление (Vacuum Spraying)— нанесение пленок или слоев на поверхность деталей или изделий в условиях вакуума. Вакуумное напыление основано на создании направленного потока частиц (атомов, молекул или кластеров) наносимого материала на поверхность изделий и их конденсации.

Вакуумное напыление используют в планарной технологии полупроводниковых микросхем, в производстве тонкопленочных гибридных схем, изделий пьезотехники, акустоэлектроники и др. (нанесение проводящих, диэлектрических, защитных слоев, масок и др.), в оптике (нанесение просветляющих, отражающих и др. покрытий), при металлизации поверхности пластмассовых и стеклянных изделий, тонировании стекол автомобилей. Вакуумное напыление подразделяется на два вида обработки:

Ионно-лучевая обработка материалов (ИЛО) осуществляется пучком ускоренных заряженных частиц, сформированных в автономных источниках ионов. Ускоренные ионы попадают в технологическую камеру и взаимодействуют с поверхностью обрабатываемого объекта, вызывая либо распыление материала, либо осаждение материала.

Процесс магнетронного напыления (Magnetron sputtering) позволяет осаждать пленки широкого спектра материалов с вариацией толщины от десятков нанометров до нескольких микрон.

В данном реферате мы рассмотрим основное оборудование, применяемое для напыления металлов на поверхность ИМС в наше время.

 

Covap II

 

Covap II — компактная экономичная установка для проведения множества процессов осаждения. Covap II конфигурируется устройством с обратной связью для управления процессами соосаждения, системой хранения рецептов и уникальной складной камерой для улучшенного доступа. Если процесс требует контроля окружающей среды, Covap II сконструирована таким образом, что на нее можно установить новый или существующий перчаточный бокс.

Процессы:

резистивное термическое испарение (resistive thermal evaporation) — до 4-х источников, магнетронное напыление (sputter deposition).

Обзор:

Вакуумный колпак системы позволяет легко открывать камеру для беспрепятственного доступа для снятия экранов (заслонок) и подготовки системы для следующего процесса. Конструкция готова к интегрированию в перчаточный бокс. Компактный дизайн (габариты размещения на полу — 600х1000 мм)

Возможность выбора из 2-ух или 4-х конфигураций источников.

Автоматическое управление процессами осаждения многослойных пленок на основе рецептов. Процесс последовательного или параллельного (co-deposition) напыления. Диаметр обрабатываемых подложек до 100 мм с возможностью обеспечения различных скоростей вращения. Обучение работе на системе на заводе. 2 года гарантии.

Контроль вакуума:

Автоматический форвакуумный насос. Сухие насосы (опция). Высокий вакуум обеспечивается турбомолекулярным насосом. Пневматически воздушный фильтр.

Управление процессом осаждения:

Теневая маска и выравнивание подложки. Легко и быстро устанавливаемые датчики для поддержки и контроля процесса. Датчики скорости осаждения для контроля и управления процессом. Конфигурация для реализации процесса соосаждения — co-deposition (параллельное осаждение нескольких материалов для получения сплава). QCM — изолированный датчик обеспечивает отсутствие интерференции при напылении от прилегающих источников. Широкополосный источник 2,5 кВА обеспечивает возможность контроля и управления как для процессов требующих низких температур при напылении (органически пленки) так и для процессов напыления металлов, проходящих при высоких температурах.

Изолирующие экраны из нержавеющей стали защищающие от загрязнения от перекрестного напыления.

Ниже приведены иллюстрации установки.

 

 

 

 

 

 

 

Atis

 

Вакуумная установка серии Atis предназначена для нанесения металлических покрытий методом магнетронного распыления, с предварительной ионно-лучевой очисткой, на подложки размером 60х48 мм.

Описание технических решений:

Установка циклического действия с цилиндрической камерой диаметром 500 мм и высотой 330 мм. Доступ в камеру осуществляется через откидывающуюся верхнюю крышку.

Камера оснащена криогенным насосом, обеспечивающим максимально быстрое вакуумирование и быструю откачку паров воды. Форвакуумная откачка осуществляется безмасленным механическим насосом.

В камере располагается держатель подложек на 9 позиций, одна из которых предназначена для отпыла магнетронов. Размеры держателя позволяют загружать для обработки до 8 подложек размером 60х48 мм для двустороннего напыления.

Для очистки подложек перед покрытием в целях улучшения адгезии установлены два ионных источника очистки линейного типа апертурой 140 мм.

Для нанесения подслоя и основного металлического слоя, в камере устанавливаются 4 магнетрона постоянного тока, с диаметром мишени 150 мм.

Обработка:

Подложки обрабатываются пошагово. Последовательность обработки задается оператором (например, сначала на все подложки подслой, потом основной слой, либо для каждой подложки подслой и сразу нанесение основного слоя). Установка снабжается замкнутой системой водяного охлаждения (в обязанность заказчика входит только обеспечение дистиллированной водой).

ПО установки позволяет вести техпроцесс как вручную, путем выдачи команд оператором, так и в автоматическом режиме по введенному рецепту. Предлагаемое оборудование обеспечивает производительность 40 подложек с двусторонним напылением в смену, например, для структуры Сr-Cu-Cr.

 

 

EvoVac

 

Установка EvoVac самая большая из серии установок компании Angstrom Engineering Inc. и имеет наибольшие возможности по конфигурирования системы для задач заказчика. Может оснащаться перчаточным боксом.

Система EvoVac — самая большая по размерам установка популярной линейки Åmod, имеющая большую гибкость по сравнению с другими. Большая дверь и увеличенные размеры камеры позволяют устанавливать большие по размеру источники. EvoVac предназначена для исследований, требующих установки большего количества различных источников в одной камере.

Процессы:

резистивное термическое испарение (resistive thermal evaporation), магнетронное напыление (sputter deposition), электронно-лучевое испарение (electron beam evaporation), ионное напыление (ion-assisted deposition).

Обзор:

Продвинутая система управления на базе ПК.

Камера из алюминия или нержавеющей стали (опция).

Длинная дистанция между источниками и подложкой.

Конструкция готовая к интегрированию в перчаточный бокс (опция).

Наполнение различными источниками PVD процессов согласно требованиям заказчика. Поддержка нескольких разных PVD процессов в одной камере 1600х1000 мм — площадь занимаемая системой 660x660x500 мм высотой камера с выдвижной дверью на петлях (возможна D-образная камера). Автоматическое управление процессами осаждения многослойных пленок на основе рецептов.

Процесс последовательного или параллельного (co-deposition) напыления.

Диаметр обрабатываемых подложек до 300 мм (пластины большего диаметра по запросу). Оснащение вакуумный загрузочным шлюзом (опция).

Обучение работе на системе на заводе. 1 год гарантии.

Контроль вакуума:

Автоматический форвакуумный насос.

Сухие насосы (опция).

Высокий вакуум обеспечивается турбомолекулярным насосом.

Крио насосы (опция).

Пневматически воздушный фильтр.

Управление процессом осаждения:

Теневая маска и выравнивание подложки. Легко и быстро устанавливаемые датчики для поддержки и контроля процесса. Датчики скорости осаждения для контроля и управления процессом. Конфигурация для реализации процесса соосаждения- co-deposition (параллельное осаждение нескольких материалов для получения сплава). QCM — изолированный датчик обеспечивает отсутствие интерференции при напылении от прилегающих источников. Изолирующие экраны из нержавеющей стали защищающие от загрязнения от перекрестного напыления. Нагрев подложки, охлаждение и доп. смещение на подложку.

Планетарное вращение, напыление под углом.

Ниже приведены иллюстрации установки.

 

 

 

 

 

 

 

NexDep

 

Компактная установка вакуумного напыления NexDep компании Angstrom Engineering Inc. для различных применений. Система может быть сконструирована согласно требованиям заказчика.

Система NexDep может быть адаптирована под любой процесс:

1. резистивное термическое испарение,
2. магнетронное распыление или электронно-лучевое напыление,
3. ионное напыление.

Предусмотрена возможность установки нескольких разных процессов в одной камере.

Процессы:

резистивное термическое испарение (resistive thermal evaporation),

магнетронное напыление (sputter deposition),

электронно-лучевое испарение (electron beam evaporation),

ионное напыление (ion-assisted deposition).

Обзор:

Камера D-образной формы с закрепленной на петлях дверью, габариты: ø400 мм, высота 475 мм.

Камера из алюминия или нержавеющей стали (опция).

Дизайн согласно требованиям заказчика к процессам.

Поддержка нескольких разных PVD процессов в одной камере.

Площадь занимаемая системой — 600х1000 мм.

Автоматическое управление процессами осаждения многослойных пленок на основе рецептов.

Процесс последовательного или параллельного (co-deposition) напыления.

Диаметр обрабатываемых подложек до 200 мм (пластины большего диаметра по запросу).

Обучение работе на системе на заводе.

1 год гарантии.

Контроль вакуума:

Автоматический форвакуумный насос.

Сухие насосы (опция).

Высокий вакуум обеспечивается турбомолекулярным насосом.

Пневматически воздушный фильтр.

Управление процессом осаждения:

Теневая маска и выравнивание подложки.

Легко и быстро устанавливаемые датчики для поддержки и контроля процесса.

Датчики скорости осаждения для контроля и управления процессом.

Конфигурация для реализации процесса соосаждения — co-deposition (параллельное осаждение нескольких материалов для получения сплава).

QCM — изолированный датчик обеспечивает отсутствие интерференции при напылении от прилегающих источников.