Основные технические данные и характеристики системы

СДО-3/125-015

Система предназначена для производства изделий электронной промышленности при выполнении комплекса операций диффузии, окисления и других прецизионных процессов физико-термической обработки полупроводниковых пластин диаметром не более 100 мм, с автоматизацией операций загрузки и выгрузки пластин в диффузионный реактор, с плавной регулировкой скоростей загрузки и выгрузки.

Система изготовлена в исполнении УХЛ категории 4.2 ГОСТ 15150-69 и предназначена для работы при температуре от +10 до +35 ^ОС, относительной влажности от 65 до 80 % и атмосферном давлении от 86,66 до 106,66 кПа.

Для эксплуатации системы ее необходимо подсоединить к системе вытяжной вентиляции, имеющей электрическую блокировку по цепи питания системы, с расходом воздуха не менее 0,26 м/с (950 м/ч).

Питание системы от 4-х проводной с нулевым проводом сети переменного тока, напряжением 380/220В частоты 50 Гц. Нормы качества электрической энергии по ГОСТ 13109-67. Для эксплуатации системы в нее необходимо подавать напряжение питания, газы и воду. Емкость партий пластин в каждом реакторе 100 шт. Электрическая мощность, потребляемая системами при различных режимах должна быть не более значений, указанных в табл.8.1.

Таблица 8.1 – Энергетическая мощность установок

Основные параметры системы приведены в табл.8.2

Таблица 8.2 – Основные параметры системы СДО-3/125-015

Основой работы системы является автоматическая доставка кварцевых кассет с уложенными в них пластинами диаметром не более 100 мм от рабочей площадки модуля загрузки до загрузки в рабочую зону диффузионного реактора печи. Загрузку кассет в реактор осуществляет специальный механизм с помощью кварцевого толкателя, который в зоне реактора находится в зацеплении с кассетой. Во время процесса диффузии в реакторе осуществляется возвратно-поступательное движение кассеты с толкателем, чтобы избежать приварки кассеты к реактору. Реактор со стороны модуля загрузки закрыт заслонкой, которая поднимается в момент загрузки кассет в реактор, а затем снова опускается. Выгрузка кассеты из реактора производится в обратном порядке.

Оперативное управление системой осуществляется оператором с помощью пульта управления загрузкой, блока управления загрузкой и пульта программного управления.

Тема № 9

Оборудование для ионной имплантации

В настоящее время технология ионной имплантации получает широкое распространение в производстве СБИС. Наряду с совершенствованием существующих техпроцессов усиливается тенденция использования ионной имплантации в новом качестве. К таким областям нового применения метода можно отнести локальное окисление или нитродизацию кремния для создания межкомпонентной изоляции, формирование скрытых д/э и проводящих слоев, геттерирование примесей на дефектах, стимулирование травления диэлектрических и поликристаллических слоев, радиационно-стимулированная диффузия, ионно-пучковый отжиг легированных слоев, литографию.

Все это повышает требования к системам ионной имплантации, разработкой которых в настоящее время занимаются ведущие фирмы.

Чтобы осуществить процесс ионной имплантации необходимо:

- ионизировать рабочее вещество;

- сообщить иону необходимую энергию;

- отфильтровать ненужные ионы;

- сфокусировать ионный пучок;

- направить ионный пучок на подложку.

Современные системы ионной имплантации содержат, как правило, следующие устройства:

- ионный источник для ионизации рабочего вещества;

- экстрагирующая и фокусирующая оптика;

- сепаратор масс;

- ускорение пучка ионов;

- сканирование ионного пучка;

- приемная камера;

- вакуумная система;

- устройства контроля и управления;

- блоки питания.

По компоновке основных конструктивных элементов установки ионной имплантации можно разделить на 3 группы (рис.8.1):

I.

II.

III.

Рисунок8.1 – Компоновка установок ионной литографии

1 – ионный источник; 2 – приемная камера; 4 – ускоритель; 5 – система фокусировки; 6,7 – устройства сканирования.

Системы, относящиеся к I-й группе, осуществляют ускорение уже отсепарированного пучка. Это позволяет значительно снизить габариты и мощность магнитной системы. Эти системы предназначены для работы с пучками E > 100 кэВ

Системы II-й группы имеют ускоритель, расположенный между источником и сепаратором, т.о. работают в режиме ускорения несепарированного пучка. Поэтому такие системы используются для работы с энергиями < 100 кэВ.

К III-й группе можно отнести установки с комбинированным ускорением как несепарированного, так и сепарированного ионного пучка.

Ионные источники

Источник ионов является одним из наиболее существенных узлов, т.к. характеристики ионных источников в большей степени, чем характеристики остальных функциональных узлов определяют технологические возможность и эффективность работы системы в целом.

Требования к ионным источникам:

- возможность генерирования однородного высокоинтенсивного ионного пучка со стабильными во времени параметрами;

- возможность получения двухзарядных ионов с высоким выходом;

- получение предельной плотности ионного пучка при максимально низких экстрагирующих напряжениях;

- возможность ионизации как газообразных (BF₃, BCl₃, AlCl₃, AsF₃, PCl₃, O₂, N₂ и т.д.), так и твердых диффузантов;

- возможность легкой замены легирующего элемента;

- возможность первичной фокусировки ионного пучка заданной формы;

- простота управления;

- высокое время наработки на отказ.

Естественно, что удовлетворение всех перечисленных выше требований в одном источнике невозможно. Поэтому в системах ионной имплантации используется ряд разнообразных источников.