Лабораторная работа №6.
Какой процесс называют реактивным магнетронным распылением?
Нанесение пленок химических соединений магнетронными распылителями называют реактивным магнетронном распылением (РМР).
Как изменяется скорость магнетронного распыления металлических катодов с напуском в вакуумную камеру реактивного газа?
Скорость распыления уменшается.
В чем проявляется неустойчивость процесса РМР?
Неустойчивость этой системы приводит к самопроизвольному ее переходу в одно из двух устойчивых состояний процесса даже при сохранении на постоянном уровне давления в камере и мощности разряда. Первое состояние – это распыление с «металлической» мишенью, когда доля химического соединения MR в осаждаемом покрытии низка, т.е. реализуется осаждение практически металлического покрытия. Второе состояние – это распыление с «реактивной» мишенью, когда поверхность катода-мишени полностью покрыта пленкой соединения MR и осаждаемое покрытие состоит из MR и растворенных в нем молекул и атомов реактивного газа.
В чем сущность алгоритмов оптического управления расходом реактивного газа в процессах рмр?
Он сводится к одновременной регистрации интенсивности элементов эмиссионного спектра разряда (атомных линий, молекулярных полос), ответственных за состав осаждаемого потока, и выработке сигналов в реальном времени, управляющих внешними параметрами разряда (расход газов, мощность разряда). При этом управляющие сигналы должны обеспечивать вывод состава плазмы на требуемый режим нанесения и его поддержание с необходимой точностью. Если расположить внешние параметры разряда по степени их влияния на точность поддержания требуемого режима, следовательно, на воспроизводимость свойств покрытия, то, в первую очередь, необходимо управлять расходом реактивного газа, затем мощностью разряда и далее давлением в вакуумной камере.
Какова структура систем оптического управления расходом реактивного газа в процессах РМР?
Датчиками контроллера являются: аналоговые выходы вакуумметров и оптические датчики (устройства, содержащие светофильтр, фотоприемник и предварительный усилитель). В качестве датчиков возможно использование других источников напряжения. Исполнительными устройствами контроллера являются электрически управляемые натекатели газов. В основу регулятора обратной связи датчики – натекатели положен ПИД-регулятор. На рис. показана структурная схема двух систем управлении расходом газов процессов РМР.
Лабораторная работа №7.
1. Как классифицируются процессы травления?
Классификация процессов травления с использованием плазмы.
Травление – это удаление поверхностных атомов и молекул самого материала. По физико-химическому механизму взаимодействия частиц НГП с поверхностью обрабатываемого материала процессы травления можно разделить на три группы.
Ионное травление (ИТ), при котором поверхностные слои материала удаляются только в результате физического распыления. Распыление производится энергетическими ионами газов, химически не реагирующими с обрабатываемым материалом (обычно ионами инертных газов).
Плазмохимическое травление (ПХТ), при котором поверхностные слои удаляются в результате химических реакций. Химические реакции происходят между химически активными частицами (ХАЧ) и поверхностными атомами с образованием летучих продуктов, покидающих поверхность.
Реактивное ионное или ионно-химическое травление (ИХТ), при котором поверхностные слои материалов удаляются как физическим распылением энергетическими ионами, так и в результате химических реакций между ХАЧ и атомами материала. В качестве условной границы для разделения этих процессов можно использовать значение энергии ионов Eи, бомбардирующих поверхность. При Eи < 100 эВ травление следует считать плазменным, так как при такой низкой энергии ионов физическое распыление не может заметно воздействовать на скорость удаления материала. При Eи>100эВ основной вклад в процесс удаления материала могут вносить как химические реакции на поверхности, так и физическое распыление.