Оптимизация процесса напыления материала в магнетронной системе распыления
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
hCAD построим контурный график распределения толщины напыляемой пленки от радиуса пластины и расстояния до испарителя. Контурный график будем строить для радиуса пластины чуть больше заданного (r меняется в диапазоне от минус 5 до плюс 5 см) и для расстояния между пластиной и испарителем Н от 1 до 16 см.
Первоначально зададим время испарения равным 2500 секунд:
Рис. 4. Контурный график распределения толщины напыляемой пленки от радиуса пластины и расстояния до испарителя при = 2500с.
Из графика на этом рисунке видно, что наиболее равномерную пленку напыляемого материала на пластине радиусом 50 мм можно получить при расстоянии Н, лежащем в пределах от 3 до 12.5 см.
При этом толщина пленки будет принимать значения от 0.1 до 0.4 мкм, а требуется получить пленку толщиной 0.3 мкм. Поэтому следует уменьшить время напыления.
Методом подбора определим, что при времени напыления = 2000с можно получить пленку заданной толщины.
Рис. 5. Контурный график распределения толщины напыляемой пленки от радиуса пластины и расстояния до испарителя при = 2000с.
Выберем расстояние Н равное 5.5 см. Для него построим двумерный график зависимости толщины напыляемой пленки h от расстояния от центра пластины r.
Рис.6. График зависимости толщины напыляемой пленки h от расстояния от центра пластины r при Н = 5.5 см.
На графике определим точки, соответствующие максимальной и минимальной толщине пленки в пределах пластины (-5…5). Максимальное значение достигается при r равном 3 см, а минимальное - при r равном 5 см.
Напишем участок программы, выполняющий вычисление средней толщины пленки и ее неравномерности.
Таким образом, если выбрать время напыления = 2000 с и расстояние между пластиной и распылителем Н =5.5 см, то мы получим пленку толщиной 0.258 мкм с неравномерностью 4.078 %. Необходимо подогнать величину Н.
Рис. 7. График зависимости толщины напыляемой пленки h от расстояния от центра пластины r при Н = 5.2 см.
Таким образом, если выбрать время напыления = 2000 с и расстояние между пластиной и распылителем Н =5.2 см, то мы получим пленку толщиной 0.274 мкм с неравномерностью 2.732 %.
Заключение
В ходе выполнении данного домашнего задания были изучены теоретические сведения по вопросу выращивания пленок методом распыления в магнетронной системе.
В ходе выполнения практической части работы решалась задача оптимизации процесса напыления металла с помощью программы MathCAD. Цель оптимизации состояла в достижении заданных характеристик напыляемой пленки. Заданные характеристики и найденные оптимальные параметры техпроцесса получения пленки сведены в таблицу 3.
Таблица 3
Заданное значение характеристики (достигнутое значение характеристики)Параметр достижения заданной характеристикиНеравномерность3 % (2.732 %)Расстояние от мишени до пластины5.2 смТолщина напыляемой пленки0.3 мкм (0.274 мкм)Время напыления2000 с
Даже при незначительном нарушении выполнения техпроцесса получения пленки (при изменении времени напыления на единицы секунд), значение толщины и неравномерности пленки останутся в заданных пределах.
Литература
- Андреев В.В., Столяров А.А. Моделирование технологических процессов микроэлектроники. Методич. пособие. - КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. - 44с.
- Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем: Учеб. пособие. -2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1979.
- Никоненко В.А. Математическое моделирование технологических процессов: Моделирование в среде MathCAD. Практикум / Под ред. Г.Д. Кузнецова. - М: МИСиС, 2001. - 48с.