ВАКУУМНАЯ КАМЕРА УСТАНОВКИ ОСАЖДЕНИЯ ТОНКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПОДЛОЖКИ

Полезная модель относится к области производства полупроводниковых приборов путем осаждения тонких металлических пленок на полупроводниковые подложки.
Известна вакуумная камера установки осаждения тонких металлических пленок на полупроводниковые подложки, содержащая корпус, систему откачки воздуха из камеры, держатель подложек, испаритель магнетронного типа, US 5788825.
Недостатком данного технического решения является низкая производительность и отсутствие очистки подложек перед осаждением металлической пленки.
Известна также вакуумная камера установки осаждения тонких металлических пленок на полупроводниковые подложки, содержащая корпус с крышкой, держатель подложек и испаритель осаждаемого металла, US 6609877 B1.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Недостатком его является отсутствие очистки полупроводниковых подложек после откачки воздуха из вакуумной камеры непосредственно перед осаждением металлической пленки. На полупроводниковой подложке в присутствии воздуха всегда образуется оксидная пленка, которая уменьшает сцепление осажденной пленки с подложкой; это может повлечь за собой отделение пленки от подложки, а также ухудшает электрические свойства контакта между металлической пленкой полупроводниковой подложки, соответственно, характеристики полупроводниковых приборов.
Задачей настоящей полезной модели является обеспечение очистки полупроводниковых подложек перед осаждением металлической пленки.
Согласно полезной модели в вакуумной камере установки осаждения тонких металлических пленок на полупроводниковые подложки, содержащей корпус с крышкой, держатель подложек, а также размещенный в корпусе испаритель осажденного металла, в корпусе между испарителем осаждаемого металла и держателем подложек установлен вакуумный затвор, включающий шибер и затворную камеру, шибер размещен в затворной камере с возможностью возвратно-поступательного перемещения и герметичной изоляции части корпуса, в которой размещен испаритель осаждаемого металла, при этом в корпусе между держателем подложек и затвором размещена с возможностью возвратно-поступательного перемещения ионная пушка.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «Новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:
на фиг.1 - схема установки в исходном положении (в процессе загрузки полупроводниковых подложек на держатель);
на фиг.2 - схема установки в процессе очистки полупроводниковых подложек;
на фиг.3 - схема установки в процессе осаждения металлической пленки на полупроводниковую подложку.
Вакуумная камера установки осаждения тонких металлических пленок на полупроводниковые подложки 1 содержит корпус 2, выполненный из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Толщина стенок камеры - 1 мм. Камера снабжена герметичной крышкой 3 из того же материала. К крышке 3 прикреплен на оси 10 с возможностью поворота держатель 4 полупроводниковых подложек 1. Привод держателя подложек на чертежах не показан. В корпусе 2 в нижней его части установлен испаритель 5 осаждаемого металла, в конкретном примере «Испаритель электронно-лучевой», модель №281, производитель Telemark TFI, США.
В корпусе 2 между испарителем 5 и держателем 4 подложек 1 установлен вакуумный затвор, включающий шибер 6, размещенный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в затворной камере 7 в горизонтальной плоскости с обеспечением герметичной изоляции части корпуса 2, в которой находится испаритель 5, посредством уплотнений 8 шибера 6. В данном примере использован «Вакуумный затвор №19052-РЕ24», производитель - фирма VAT, Швейцария.
В корпусе 2 между держателем 4 подложек 1 и затвором размещена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости ионная пушка 9, в частности, типа KDC-40, производитель - Ion Beam Scientific, Великобритания.
Ионная пушка 9 уплотнена относительно стенок корпуса 2 вакуумной камеры посредством сильфона 11. Кроме того, в корпусе 2 имеются два фланца 12 и 13 для подключения вакуум-насосов (на чертежах не показаны).
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении крышка 3 вакуумной камеры вместе с держателем 4 полупроводниковых подложек 1 поднята; подложки 1 загружают на держатель 4; шибером 6 с уплотнениями 8 изолируют
нижнюю часть корпуса 2 вакуумной камеры (фиг.1). Затем крышку 3 вместе с держателем 4 с подложками 1 опускают и герметично соединяют с корпусом 2 вакуумной камеры.
-7
Из нижней части корпуса 2, где находится испаритель 5, постоянно через фланец 13 откачивается воздух до значений вакуума 1*10 мм рт.ст.
-5
Ионную пушку перемещают в положение под держателем 4 (фиг.2) подложек 1, при этом через фланец 12 откачивают воздух до достижения вакуума 1*10 мм рт.ст. После этого включают ионную пушку 9 и, поворачивая держатель 4 относительно оси 10, последовательно очищают все полупроводниковые подложки, находящиеся на держателе 4.
При этом благодаря тому, что нижняя часть корпуса 2 с испарителем 5 герметично закрыта в процессе очистки полупроводниковых подложек 1, предотвращается загрязнение продуктами очистки испарителя 5 и находящегося в нем металла, предназначенного для осаждения на полупроводниковые подложки 1.
-7
Затем выключают ионную пушку 9 и возвращают ее в исходное положение. Через фланец 12 дополнительно откачивают воздух до выравнивания давления в верхней и нижней частях корпуса 2 вакуумной камеры (1*10 мм рт.ст.). После этого отодвигают шибер 6 в положение на фиг.3, включают испаритель 5 и производят осаждение металлической пленки на полупроводниковые подложки 1.
После окончания этого процесса отключают испаритель 5, приводят шибер 6 в положение на фиг.1, герметично изолируя нижнюю часть корпуса 2 вакуумной камеры; прекращают откачку воздуха через фланец 12 и выпускают через него воздух с помощью впускного клапана в системе откачки воздуха. Затем поднимают крышку 3 и снимают подложки 1 с держателя 4.
Вакуумная камера готова к повторному циклу.
Настоящая полезная модель обеспечивает возможность очистки полупроводниковых подложек в условиях вакуума непосредственно перед
осаждением на них металлических пленок, что повышает их качество, улучшает сцепление с подложкой и, соответственно, улучшает характеристики полупроводниковых приборов.
Для изготовления устройства использованы обычные конструкционные материалы и заводское оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данная полезная модель соответствует критерию «Промышленная применимость».