дисс.МАГИСТРА. Оптимизация процесса плазмохимического травления монокристаллического кварца
 Скачать 1.74 Mb.
|
|
4.8 Выводы из части «Охрана труда» 1. Исследованы лабораторные опасности и вредности, влияющие на здоровье персонала при эксплуатации установки плазмохимического травления кварца, придуманы способы защита от этих видов опасности. 2. Выполнен инженерный расчет шума на рабочем месте. Выявлено, что шум на рабочем месте превышает норму на 8,2 дБ, для того что бы уменьшить его до ПДУ, необходимо механический насос поместить в звукоизолирующий корпус. 3. Проведен анализ экологической безопасности, на установке ОПХТ, рассмотрены методы очистки отходящих газов. 79 Заключение Монокристаллический кварц является исключительно важным материалом в микроэлектронной промышленности и используется во множестве устройств электронной техники. Процесс травления монокристаллического кварца является неотъемлемой частью производства различных устройств основанных на явлении пьезоэффекта. В процессе выполнения настоящей диссертационной работы был изучен большой объем литературы, посвященной газовым разрядам и взаимодействию частиц в плазме с поверхностью обрабатываемого материала. Был изучен метод планирования экспериментов разработанный Тагучи. Согласно выбранному методу был разработан план экспериментов. В соответствии с подготовленным планом была проведена серия экспериментов, полученные образцы были изучены на электронном микроскопе. Полученные данные были обработаны в пакете Minitab 17 по методу Тагучи. Обработанные данные позволили проранжировать технологические параметры по степени их влияния на скорость травления монокристаллического кварца. По результатам экспериментов и обработки данных было выявлено, что фактором, оказывающим наибольшее влияние на скорость травления монокристаллического кварца с использованием установки плазмохимического травления с источником ВЧ индуктивно связанной плазмы, было напряжение смещения. Скорость повышается вследствие увеличения вклада физической составляющей в процесс травления. Вторым фактором по степени влияния является положение подложкодержателя относительно нижней стенки реакционной камеры. 80 Возрастание скорости происходит из-за увеличения количества ХАЧ попадающих на поверхность обрабатываемого материала. Третьим фактором по степени влияния на скорость травления является мощность ВЧ источника, повышение скорости происходит из-за увеличения количества электронов в разрядном промежутке и увеличения их температуры. Расход кислорода в газовой смеси является наименее влияющим фактором. Был проведены контрольные эксперименты. Они заключались в получение структур монокристаллического кварца с окнами, протравленными насквозь и на глубину 30 мкм. Согласно проведенной серии экспериментов был выбран режим травления: 1. Напряжение смещение: -180 В 2. Расстояние от подложкодержателя до нижней границы разрядной камеры: 30 см 3. Мощность генератора: 750 Вт 4. Расход кислорода: 0,107 л/ч Значение скорости для процесса сквозного травления составило 375 нм/мин, а при травлении на 30 мкм скорость составила 495 нм/мин. 81 Список использованных источников 1. K. Kolari. Deep plasma etching of glass with a silicon shadow mask. — Technical Research Center of Finlan //Sensors and Actuators A 141— 2008. — P. 677–684. 2. Александров С. Е. Плазмохимические процессы и оборудование: учеб. пособие / С. Е. Александров, А. А. Уваров — СПб.:Изд-во Политехн.ун- та, 2012 — 400с. — (Вакуумная техника) 3. Вакуумно-плазменные процессы и технологии: Учеб. пособие/А.М. Ефремов, В.И. Светцов, В.В. Рыбкин; — ГОУВПО Иван. гос. хим.- технол. ун-т. Иваново, 2006 — 260 с— ISBN 5-9616-0155-2 4. Структура барьерного разряда и синтез озона/ Ю.П. Пичугин; — г. Чебоксары.; Чувашский гос. уни-т, УДК 541.13 5. Экспериментальная установка для исследования вакуумно-плазменных процессов обработки кварца: Дисс. на соиск. уч. степ. к.т.н. / Ветошкин В.М. — Удмурт. гос. уни-т., 2009 — 138с. 6. Plasma etching of Si and SiO2 in SF6–O2 mixtures/ Riccardo d’Agostino , Daniel L. Flamm // Journal of Applied Physics 52 — 1981— 162p. — doi: 10.1063/1.328468 7. Quartz Crystal Theory/ AT Quartz spec. — Jauch Quartz GmbH — 2013 — 6p. 8. Fabrication of Quartz Microcapillary Electrophoresis Chips Using Plasma Etching . —T. UJIIE, T. KIKUCHI, T. ICHIKI , Y.HORIIKE// Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 (2000) pp. 3677–3682 Part 1, No. 6A, June 2000 9. Plasma etching of Si and SiO2—The effect of oxygen additions to CF4 plasmas/ C. J. Mogab, A. C. Adams, D. L. Flamm //Journal of Applied Physics 49— 3796 (1978) — doi: 10.1063/1.325382 10. Optimum reactive ion etching of x-cut quartz using SF6 and Ar/ M.D.Minnick, G.A. Devenyi, R.N. Kleiman// J. Micromech. Microeng 23 — 2013 —7p. 11. Пьезоэлектрические монокристаллы, используемые в резонаторах, генераторах, фильтрах и датчиках, на объемных акустических волнах/ 82 П.Миленин, А. Медведев, В. Грузиненко// Компоненты и технологии 1 — 2009 — 114-115 стр. 12. Кварцевые резонаторы : Описание задачи спецпрактикума МГУ. Им Ломоносова/ Белов А.А., Степанов А.В.// М. — 2009 — 18 стр. 13. Пьезоэлектрический эффект [Электронный ресурс] // http://engineering- solutions.ru/ultrasound/piezomaterials/#piezoceramic 14. Некоторые итоги работ по синтезу и выращиванию кристаллов гидротермальным методом/ Бутузов В.П., Лобачев А.Н..// Рост кристаллов, т.9. М.:Наука — 1972 — 13- 24 стр. 15. Structural devices [Электронный ресурс] // http://www.open.edu/openlearn/ocw/mod/oucontent/view.php?id=3445&printa ble=1 16. Обзор газовой химии используемой для плазмохимического травления Si, SiO 2 и Si 3 N 4 [Электронный ресурс] // http://web.snauka.ru/issues/2014/06/35784 17. Design of experiments via taguchi methods: orthogonal arrays/ S. Fraley, M. Oom, B. Terrien, J. Zalewski // 2009 – 15 p. 18. Технологическая установка плазмохимического травления полупроводниковых материалов в с источником индуктивносвязанной плазмы/ Уваров А.А., Александров С.Е., Янкевич Г.А.// Электротехнич.ун-т./ Вакуумная техника и технология 23 (1) , СПб— 2013 — 162-163 стр. 19. Оптимизация технологических параметров процесса плазмохимического травления монокристаллов кварца/ А.А. Осипов, С.Е. Александров, А.А. Осипов.// Политехн. ун-т, Инст. менер-ии УрО РАН /Том 89 (6) — СПб, Миасс — 2016 — 12 стр. 20. High Speed Anisotropic Etching of Quartz using SF6/C4F8/Ar/O2 based chemistry in Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching system/ A. Goyal, V. Hood, S. Tadigadapa.// Department of Electrical Engineering, Penn State University, University Park – 2013 - 10p. 83 21. Никулина И. М.Методические указания по выполнению домашних заданий по курсу «Безопасность жизнедеятельности» Москва 2007. 22. Каракеян В. И. , Никулина И. М. Безопасность жизнедеятельности для вузов и ссузов. Москва, Юрайт 2010. 23. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность). Москва, Юрайт 2012. |