ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Применения интерференционной термометрии из "Лазерная термометрия твердых тел " В настоящее время метод ЛИТ применяется чаще всего для термометрии кристаллов и стекол, помещенных в газоразрядную плазму низкого давления, включая и химически активную плазму фтор- и хлорсодержащих газов (СР4, 8Рб, СЬ и т.д.). Исследовательская часть проблемы, включающая изучение кинетики и механизмов теплообмена неравновесной плазмы с поверхностью, экспериментальную оценку различных способов теплоотвода от кристалла, в основном успешно решается. Однако проблемы технологического контроля и управления температурой подложек в плазме решить пока не удается. [c.176] Установившаяся температура кристалла в химически нейтральной плазме близка к температуре нейтрального газа в разряде. При протекании химических реакций на поверхности температура кристалла может превышать температуру газа вследствие экзотермического эффекта реакции. Такой температурный режим нежелателен при проведении технологических процессов, поэтому предпринимались попытки уменьшить нагрев пластин путем введения в реактор перфорированного цилиндра, расположенного коаксиально с корпусом реактора. Перфорированный цилиндр выполнен из алюминиевого листа толш,иной 1 мм. В цилиндре имеется несколько тысяч отверстий диаметром 2-ЬЗ мм, коэффициент прозрачности цилиндра (отношение плош,ади отверстий к плош,ади стенки цилиндра) обычно составляет 0,4-ь0,5. Подложки помеш,ают внутри перфорированного цилиндра. Считается, что сквозь отверстия проникают в основном химически активные частицы. Однако фактически цилиндр не приводит к снижению установившейся температуры подложек вследствие своей большой теплоемкости он просто увеличивает время нагревания подложек и при этом замедляет скорость химической реакции. На рис. 6.34 показана температурная кинетика монокристалла 81 диаметром 100 мм и толш,и-ной 0,46 мм в кварцевом цилиндрическом реакторе без цилиндра и с цилиндром. Постоянные времени нагревания кристалла суш,ественно отличаются т 150 с для края и т 170 с для центра кристалла в реакторе без цилиндра, тогда как для кристалла в цилиндре т 540 с. Установившаяся температура кристалла в обоих случаях примерно 220 °С. [c.177] В настоящее время основным способом термостабилизации считается снижение теплового сопротивления зазора между пластиной и держателем, работы идут в двух направлениях напуск в зазор гелия при давлении 3-Ь10 Topp [6.59, 6.60] и применение электростатического прижима [6.61, 6.62]. [c.178] Проводится изучение тепловыделения в ходе экзотермических плазмохимических реакций на поверхности кристаллов [6.63]. Обнаружено самоускорение нагревания (тепловой взрыв) при взаимодействии неравновесной плазмы с поверхностью [6.64, 6.65]. На рис. 6.36 приведены зависимости T[t) для монокристаллов кремния в плазме F4 + Ог-Разряд выключается через 70 с после включения. Часть поверхности кристалла покрыта защитной пленкой S1O2, скорость травления которой в 30 раз ниже скорости травления кремния. Даны кривые для различных значений доли открытой поверхности 6. [c.178] Метод ЛИТ применяется также для термометрии подложек при осаждении пленок в разряде [6.14, 6.21, 6.38, 6.66]. Создаются автоматизированные установки для измерения температуры монокристаллов в технологических процессах [6.67]. [c.179] Имеется ряд признаков, указывающих на перспективность развития и применения лазерной интерференционной термометрии полупроводников и диэлектриков. [c.179] Во-вторых, получен ряд новых результатов по кинетике и механизмам теплообмена неравновесной плазмы с поверхностью и по тепловым эффектам плазмохимических реакций на поверхности. Проведение систематических исследований теплообмена было недоступно при использовании традиционных методов термометрии вследствие очень высокой трудоемкости измерений. [c.180] В-третьих, метод активно применяется для контроля температуры полупроводниковых и диэлектрических подложек в процессах осаждения пленок и травления структур в плазменной микротехнологии. Наличие развивающейся и широкой области применения является наиболее важным стимулом для дальнейшего усовершенствования метода. [c.180] Интерференционная термометрия оптически анизотропных твердых тел [6.69-6.71] является естественным продолжением ЛИТ. В данном случае выражение для разности фаз двух пучков содержит температурно-зависимую разность показателей преломления Дп (обыкновенного и необыкновенного пучков в кристалле или различных мод в оптическом волокне). Например, для кристаллической кварцевой пластинки толщиной около 2 мм в температурном диапазоне 0-Ь180 °С достигнута разрешающая способность по температуре 5в 0,05 °С. При увеличении толщины пластинки 5в уменьшается. Температурная зависимость сдвига фазы является линейной. [c.180] Одной из основных проблем, препятствующих распространению ЛИТ, является отсутствие полной и достоверной базы данных по температурным зависимостям показателя преломления различных материалов в широком диапазоне температур и длин волн. [c.180] Вернуться к основной статье