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    真空應用中的大流量系統

    并非所有的薄膜淀積工藝都需要高真空或超高真空環境。事實上,某些最感興趣的工藝是在中、低真空范圍內進行的,還有大流

    量的要求。

    濺射淀積的壓強范圍為0.5至10Pa。對某些材料來說,濺射是最合適的淀積方法。幾種等離子體工藝的壓強范圍為5至500Pa。等

    離子體淀積膜是在輝光放電條件下由蒸氣的化學反應形成的。當前最受重視的是等離子體蝕刻和反應離子蝕刻‘.聚合物膜是由諸

    如苯乙烯的單體經輝光放電聚合而成的。等離子體蝕刻是一種在放電巾采用了化學活性的中性物質的簡單的各向同性的化學蝕刻

    工藝。例如等離子體使CF,分解生成氟原子,這種氛原子和硅表面起反應生成一種揮發性產物—SiF4,而被抽除。反應離子蝕刻是

    一種在制造半導體微細結構方面很有用的定向加工工藝。這種定向性是由于高能離子經過一定電位梯度朝表面的加速運動形成的

    ;看來離子在表面上會因某種機制而加強化學活性中性物質與未用掩模屏蔽的那一部分薄膜的反應。由于離子激發的中性反應過程

    要比單純等離子體蝕刻的速率快十倍,所以薄膜的向下蝕刻要比側向蝕刻快得多,即它的蝕刻的開口較小。這樣就可以蝕刻出很

    細的線。反應離子蝕刻可在濺射和等離子體蝕刻所采用的整個壓強范圍內進行。任何壓強上的差別只是名詞術語上的差異而不是

    在原理上有什么不同。低壓強化學蒸氣淀積(LPCVD)和減壓外延都是低壓強下的熱的工藝過程。熱能通常由感應加熱供給。在5O至

    1OOPa范圍進行的低壓強化學蒸氣淀積已受到廣泛注意。受熱而活化的物質在低壓強下的高擴散能力促進了整個反應器內的蒸氣傳

    輸,并可比大氣壓下的化學燕氣淀積(CVD)在數量更多的更大的晶片上生長出更加均勻的膜層。減壓外延是在500Pa至大氣壓的壓

    強范圍內進行的。在減壓下所生長的外延膜的質量要比大氣壓下生長的膜的質童更高而且自摻雜量也更少。

    許多在中、低真空范圍進行的工藝還霜要使用有毒、有害或有腐蝕性的蒸氣。因而在設計、運轉和維護這類系統時要特別注意保

    障操作人員的安全和保護設備。

    這些薄膜的淀積和蝕刻工藝所跨越的壓強范圍和氣體的流量范圍遠遠超出任何一種泵的能力。每一種工藝的壓強范圍是由該工藝

    的物理性質所決定的。例如,要等到壓強高到能激發起自持輝光放電時才能開始進行濺射,但這種壓強又需要適當地低,使濺射

    材料在達到陽極之前不與氣體發生過多的碰撞。在這些工藝中,各種不同用途所需要的氣體流量范圍為10至106Pa·L/s。對某些

    工藝而言,大流量可以稀釋和補充反應物質并可及時沖洗掉反應生成物和其它雜質,而在另一些工藝中,大的流量主要是用來將

    雜質沖洗掉。機械泵、羅茨泵和節流的高真空泵的壓強一抽速范圍是很不相同的。旋片泵或滑閥泵能抽到濺射壓強范圍并且還能

    保留一定的抽速,但低于l5Pa時一般的小日徑粗抽管道已處于自由分子流狀態,此時可能會有大量的油燕氣返流。抽速高達200至

    300m3/h的旋片泵或滑閻泵都是經濟的,并能對抽速低于該值和壓強高予15至2OPa的范圍內的所有工藝提供有效的抽氣。


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