Установка плазмохимической обработки

Двухкамерная установка 08 ПХО-ЮОТ-001 предназначена для трав­ления кремния, его диоксида и нитрида, а также хрома в кислородной и фреоновой плазме при производстве полупроводниковых приборов и микросхем и может использоваться автономно или в составе автоматизи­рованной поточной линии.

Принцип действия установки основан на взаимодействии реактивно­го (реакционного) газа с частицами поверхности обрабатываемых полу­проводниковых пластин. Основными частями установки являются реактивные камеры, вакуумная и газовая системы, пневматические за­творы, а также высокочастотный блок, блок управления и питания.

Каждая реакционная камера имеет реактор диаметром 200 мм и длиной 400 мм, внутри которого размещен перфорированный цилиндр, рас­считанный на одновременную загрузку не менее 25 полупроводниковых пластин диаметром от 76 до 100 мм. Система образования плазмы емко­стная безэлектродная.

Кварцевый реактор (рисунок ниже) служит для плазмохимической обра­ботки полупроводниковых пластин, смонтирован на плите 2 и представ­ляет собой цилиндрическую кварцевую трубу 1, закрываемую с рабочей стороны крышкой 4 с помощью пневмоцилиндра 3, а с противополож­ной, нерабочей, стороны - приваренным дном выпуклой формы с труб­кой в центре для присоединения к газовой системе. Снаружи кварцевой трубы расположены пластины конденсатора 5, служащего для возбужде­ния плазмы в реакторе.

Реакционная камера установки плазмохимической обработки: 1 - кварцевая цилиндрическая труба (реактор), 2 - плита, 3 - пнев­моцилиндр, 4 - крышка, 5 - пластина конденсатора

Вакуумная система предназначена для создания разрежения в объеме двух реакционных камер и состоит из механического вакуум­ного насоса ВНМ-18Г, системы клапанов, электромагнитного натекателя и сорбционной ловушки, необходимой для очистки газообразных про­дуктов реакции и отработанных реакционных газов от химически актив­ных компонентов и предохранения вакуумного масла от загрязнения и разложения. Ловушка может нагреваться для регенерации сорбента. При этом закрывают затвор реакционной камеры и включают вакуумный на­сос. Электромагнитный натекатель при включении механического насоса автоматически отключается.

Управляют вакуумным агрегатом с панели, расположенной на его боковой стороне. Кроме того, имеется панель, с которой управляют по­дачей смеси сжатого воздуха и частиц масла в пневмоцилиндры для сма­зывания их рабочих поверхностей и поршней. Используемый для этого

сжатый воздух подается через фильтр и стабилизатор давления в масло-распылитель, а затем в пневмоцилиндры.

Каждая из двух камер установки имеет свою газовую систему (рисунок ниже).

Газовая схема установки плазмохимической обработки: К1-К6 - пневматические клапаны, У1-У6 - электромагнитные клапаны, В1-В4 - вентили, ДРГ1-ДРГ4 - датчики расхода газа, РД1-РД4 - регуляторы давления, Ф1-Ф4 - фильтры, А1-А4 - натекатели

Для измерения расхода газа в каждой из четырех газовых каналов одной камеры служат четыре датчика расхода ДРГ. Контроли­руют расход по милливольтметру, установленному на панели управле­ния, а регулируют вентилями В1—В4. При открытии электромагнитных клапанов У1—У5 сжатый воздух поступает на соответствующие пневматические клапаны К1-К5, которые срабатывают и открывают доступ газов в реакционную камеру. Клапаны Кб и У6 служат для отвода газа из испарителя при его продувке.

Для согласования в ручном и автоматическом режимах выходного сопротивления высокочастотного блока с нагрузкой, которой является реакционная камера, служит специальное устройство, состоящее из конденсаторов переменной емкости и катушек индуктивности, парамет­ры которых изменяют используя электропривод.

Высокочастотный блок, блок управления и питания, а также выпря­митель предназначены для создания мощности на высокой частоте (13,56 МГц) при проведении плазмохимического процесса в реакцион­ной' камере. Программатор "Время-команда" ПВК15Х20м форми­рует команды во времени для управления установкой в автоматическом режиме.

При работе установки помещают в реакционную камеру пластины, откачивают ее вакуумным механическим насосом до давления 6,65 Па, подают реакционные газы, повышая давление до рабочего (133,32 Па), и включают высокочастотный генератор, зажигающий плазму тлеющего разряда. При этом на поверхности обрабатываемых пластин происходят плазмохимические реакции, в результате которых образуются летучие соединения, удаляемые вместе с отработанными реакционными газами вакуумным механическим насосом.

Установка может работать в ручном и автоматическом режимах. В ручном режиме исполнительными органами установки управляют нажатием соответствующих кнопок, расположенных на панелях шкафа, вакуумного агрегата и реакционных камер. В автоматическом режиме установкой управляет (мощностью генератора, исполнительными органа­ми) программатор "Время-команда" ПВК15Х20м.

8.3