close

    УСТАНОВКА ИОННОГО НАПЫЛЕНИЯ С ПЛАЗМЕННЫМ АССИСТИРОВАНИЕМ

    В связи с ростом объема работ по разработке новых технологий изготовления полупроводниковых приборов, возможности стандартных вакуумных установок часто становятся недостаточными, из-за разнообразных требований к наносимым покрытиям и их свойствам.

    Особенно не хватает возможностей напыления в одном вакуумном цикле многослойных покрытий, включая диэлектрические и магнитные слои с точно контролируемой толщиной и периодичностью. Для решения этой задачи была создана установка ионного распыления с ассистированием распыляемого материала высокоплотной плазмой безэлектродного ВЧ разряда.

    Описание установки

    Установка вакуумного напыления Ника 2012 ИН создана на базе универсального базового поста Ника 2012 и предназначена для напыления пленок произвольного состава (металлы, диэлектрики, полупроводники) на подложки диаметром до 100 мм. с контролем толщины с помощью кварцевого измерителя толщины.

    Основной метод напыления  - ионно-лучевой.

    Ионным источником служит газоразрядный источник с холодным катодом ИИ-52 (рис. 1), имеющий малую расходимость ионного пучка трубчатого сечения. Исходный диаметр пучка — 20 мм.

    Малая расходимость пучка позволила увеличить расстояние от ионного источника до мишени, что существенно увеличило промежутки между обслуживанием ионного источника.

                

    ток разряда — 100 мА при напряжении на аноде -  3..5 кВ.

    В рабочей камере из нержавеющей стали расположен поворотный водоохлаждаемый шестипозиционный мишенедержатель.

    Диаметр мишеней — до 100 мм.

    Размер проекции ионного пучка на мишени — 25х50 мм.

    Толщина мишени — до 6-ти мм.

    Угол падения ионного пучка на мишень — 36 градусов к плоскости мишени.

    Для увеличения скорости распыления проводящих мишеней, на мишенедержатель может подаваться отрицательное смещение напряжением до 800 В.

    В качестве ассистирующего плазменного генератора используется РПГ-128 (рис. 2). Это устройство может создавать в произвольном составе газов безэлектродную плазму высокой концентрации [1-2]. Оно питается от высокочастотного генератора через автоматическое согласующее устройство СУРА.

    Поток распыленного материала дополнительно ионизируется, проходя через плазму высокой плотности (ionized physical vapor deposition, IPVD).

    В сочетании с ионно-лучевым распылением такая плазма значительно улучшает параметры напыляемых пленок, в том числе в реактивных режимах [3].

    Раздельная подача газов в ионный источник и генератор плазмы позволяет оптимизировать процессы реактивного напыления при максимальной скорости процесса напыления.

    Установка шлюзовая с индивидуальной загрузкой подложек. Подложка располагается в вертикальной плоскости на подложкодержателе, имеющем возможность нагрева до 400 С. 

    Подложкодержатель может вращаться с регулируемой скоростью вокруг продольной оси.

    Установка может в автоматическом режиме производить напыление неограниченного количества слоев 6-ти различных материалов мишени и их соединений в программируемой последовательности.

    Приведем сравнительные скорости напыления некоторых материалов при фиксированных параметрах ионного источника.

    При токе ионного источника 100 мА и напряжении 3 кВ скорость напыления составила:

    Cu – 8 нм/мин

    Ni – 4,5 нм/мин

    Cr — 4,75 нм/мин

    Al — 5.5 нм/мин

    Скорости вполне достаточные для контролируемого нанесения покрытий и формирования тонкопленочных структур контролируемого состава с ангстремной точностью.

    Литература

    Berlin E.V., Grigoriev V.U. Radio frequency plasma generator for technological purposes // 10th CMM Proceedings. Tomsk: , 2010.

    Berlin E.V., Grigoriev V.U., Shchelkanov I.A. Advanced ICP plasma source for high density plasma generation // 11th CMM Proceedings. Tomsk: , 2012a.

    Berlin E.V., Grigoriev V.U., Shchelkanov I.A. Nitride and oxide film deposition in high density plasma of a radio frequency plasma generator // 11th CMM Proceedings. Tomsk: , 2012b.

    Навигация по сайту