SI 500 PTSA ICP

Установка плазменного травления SI 500
PTSA ICP с источником на основе
индуктивно связанной плазмы
Спецификация
1 Общее описание
Установка обеспечивает выполнение широкого спектра программ: от
процессов травления ионным пучком до процессов высокой плотности.
Особенности системы: индуктивно связанная плазма, электрод подложки с
гелиевым охлаждением и высокопроводная вакуумная система. Все параметры
процесса контролируются автоматически.
Назначение установки: научно-исследовательские разработки, пилотное
производство.
Источник индуктивно связанной плазмы PTSA 200 (Планарная тройная
спиральная антенна) генерирует высоко диссоциированную плазму с помощью
генератора мощностью 13.56 МГц. Плотность плазмы достигает 5*1011 см-3 (аргон)
при низком потенциале.
Электрод рассчитан на работу с образцами диаметром до 4‘’ (на носителе
при размере менее 4’’). Рабочая температура варьируется от -30°C до +80°C с
помощью контура охлаждения.
Для поддержания низкой температуры образцов при высокой плотности
плазмы применяется гелиевое охлаждение под давлением с нижней стороны
образцов. Образцы удерживаются с помощью механических зажимов.
Дополнительный генератор мощностью 13.56 МГц используется на электроде
подложки
для
высокочастотного
подмагничивания,
благодаря
чему
осуществляется независимое регулирование энергии и плотности ионного пучка.
Использование высокочастотного подмагничивания позволяет осуществлять
травление методом ионного пучка
Конфигурация вакуумной системы с вращательным и турбомолекулярным
насосом обеспечивает выполнение процессов в условиях низкого давления и
высокой скорости потока, с учетом коррозийности гелиевой среды.
Автоматический дроссельный клапан обеспечивает постоянное давление в
камере реактора независимо от потока газа. Датчики расхода обеспечивают
высокоточную
подачу
газа,
благодаря
чему
достигается
высокая
воспроизводимость параметров процесса травления.
Образцы загружаются из вакуумного шлюза, а система подъема-загрузки с
помощью пневматических штифтов гарантирует безопасность при обработке
образцов.
Управление установкой осуществляется в режиме реального времени с
помощью ПО и удаленного пульта управления.
Установка комплектуется специальным ПО для управления процессом,
устранения операционных ошибок, визуализации, выбора режимов травления и
т.п.
Установка состоит их следующих модулей:
- реакторный блок
- контрольный блок
- насосный блок
- блок подключения
2 Реакторный блок
2.1 Камера реактора
Внутренняя цилиндрическая камера для выполнения процессов отлита из
алюминия. Отсутствие сварных швов гарантирует блокировку утечек.
материал: AlMgSi 0.5
внутренний диаметр: 298 мм
источник плазмы PTSA 200 установлен на верхнем фланце
боковой фланец DN40 KF для электрода подложки
 боковой фланец для бокового клапана 46 x 236 мм к камере загрузки
смотровые отверстия DN 63 ISO и DN 40 KF
два фланца DN 16 KF
подключение VCR для Баратрона
фланец DN 160 ISO-K для вакуумной системы
2.2 Электрод подложки
Алюминиевый электрод с пневматическим подъемным центральным
штифтом и фиксатором. Защитный экран вокруг электрода.
размер образцов: 4“ / 103 мм
отступ для зажима: 5 мм
диаметр электрода: 240 мм
диапазон температур: -30° - +80°C (контур охлаждения)
гелиевое охлаждение с нижней стороны под давлением 500 - 1200 Па
заземление
2.3 Вакуумная система
Вакуумная система сконструирована специально для обеспечения
соответствующей скорости подачи газа и низкого давления при травлении с
высокой
степенью
анизотропности.
Для
продления
срока
службы
турбомолекулярный насос продувается азотом.
турбомолекулярный насос для работы в коррозийной среде, LH 1100 C
(1000 л/сек.), DN 160 ISO, с водным охлаждением
дублирующий насос, LH D 65 BCS-PFPE, для работы в коррозийной среде
дроссельный клапан с шаговым двигателем DN 160 ISO
датчик давления Баратрон, 0.1 мбар
контроллер вакуума
начальное давление < 10-6 мбар
2.4 Система подачи газа
Газовый блок располагается в реакторном блоке у реакторной камеры.
Продувается N2. Включает 4 линии, каждая из которых укомплектована фильтром
для улавливания частиц и датчиком-расходомером. Рабочий диапазон датчиков
устанавливается в соответствии с задаваемым процессом.
Опция: подключение до 8 линии или 4 линий с обходными каналами. Линии
продуваются N2 . Все линии отключаются с помощью пневматических клапанов.
Материал линий: нержавеющая сталь, электрополировка (внешний диаметр 6 мм),
орбитальная сварка.
Контрольные значения датчиков-расходомеров устанавливаются с ПК. На
мониторе отображаются установленные контрольные значения и текущий расход.
Независимо от общего расхода дроссельный клапан автоматически поддерживает
установленной значение давления в камере.
2.5 Индуктивно связанный источник плазмы PTSA 200
С помощью тройной планарной антенны плазме сообщается высокая
мощность при низком значении электрического поля ортогонально к стенам
камеры. Благодаря достижению высокой гомогенности данный принцип особенно
подходит для выполнения процессов с высокой анизотропностью.
диапазон давлений: 0.2 Па ... 10 Па
диапазон мощности: 100 ... 1200 Вт
плотность плазмы: до 5*1011 см-3
неоднородность: < 5% (6“)
температура электронов: 2eV
минимальная ионная энергия: 10 eV
водное охлаждение
(параметры плазмы приведены для Ar)
2.6 Высокочастотный источник
Два генератора для высокочастотного смещения на электроде подложки и
источника PTSA.
Генератор смещения:
Выход: 50 ohm. Мощность генерируется согласно заданному значению.
Система автоматического сопоставления минимизирует значение отраженной
мощности.
13.56 МГц, 600 Вт
предварительная установка и регулировка подаваемой мощности
воздушное охлаждение
генератор на источнике плазмы
13.56 МГц, 1200 Вт
предварительная установка и регулировка подаваемой мощности
 воздушное охлаждение
2.7 Вакуумный шлюз
Шлюз соединяется с камерой реактора с помощью прямоугольной
задвижки. Шлюз снабжен пневматическим механизмом загрузки и прозрачной
крышкой. Загрузка и разгрузка осуществляется автоматически. Продув азотом.
Материал камеры: AlMg 0.5
прямоугольная задвижка, 46 x 236 мм
Уплотнительные кольца
Вакуумный вращательный насос Triscoll 300 (12 m3 h-1)
Давление< 10 па
Время цикла: ввод образца 2:20 (с вакуумизацией)
вывод образца 3:00 (с вентилированием)
3 Контрольный блок
3.1 Оборудование
Удаленный пульт управления для наблюдения за процессом в режиме
реального времени через шину данных. Операционные ошибки отслеживаются с
помощью ПО.
A 19" контрольный блок состоит из:
ПК
Монитор и клавиатура
Удаленный пульт управления
высокочастотный генератор
контроллер для дроссельного клапана
датчик давления
источник питания
переключатель/предохранитель
Расположен у реакторного блока
3.2 Программное обеспечение
ПО работает в среде Windows NT, дружественный интерфейс. Процесс
осуществляется автоматически, до полной остановки, при нарушении параметров
процесса или необходимости возможна досрочная остановка процесса
пользователем или системой.
Поддерживается функция запоминания заданных процессов.
Возможно,
одновременное
управление
несколькими
реакторами
независимо друг от друга. В ручном режиме возможно пошаговое управление
процессом с помощью компьютерной мыши.
4 Прочее
Габариты: (ширина x длина x высота)
реакторный блок 655 x 1800 x 1400 мм
контрольный блок 600 x 800 x 1750 мм
блок подключения 400x 210 x 500 мм
насосный блок Triscoll 300 840 x 620 x 1100 мм
Требования к работе:
Питание: 3 x 400 V +/- 5%, 16 A, 50 Hz
сжатый воздух 5 бар
вода для охлаждения 4 - 6 бар (отфильтрованная), 2 л/мин.-1, 15 –22 °C
азот 3 - 4 бар, 5 л/цикл
выхлоп газового блока A 80 мм
выхлоп насосов DN 40 KF
Ориентировочный вес:
реакторный блок 270 кг
контрольный блок 200 кг
насосный блок 180 кг
блок подключения 20 кг