EA009514B1 - Method of ion treatment of dielectric surface and device for implementing thereof - Google Patents
Method of ion treatment of dielectric surface and device for implementing thereof Download PDFInfo
- Publication number
- EA009514B1 EA009514B1 EA200601832A EA200601832A EA009514B1 EA 009514 B1 EA009514 B1 EA 009514B1 EA 200601832 A EA200601832 A EA 200601832A EA 200601832 A EA200601832 A EA 200601832A EA 009514 B1 EA009514 B1 EA 009514B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- cathode
- dielectric
- treated
- ion
- tunnel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
Description
Известны устройства, предназначенные для обработки поверхности материалов потоком ионов с нейтрализацией зарядов. Такие устройства включают в себя источник ионов, источник электронов и обрабатываемую поверхность подложки. Все они характеризуются тем, что в качестве источника электронов используется накальный катод.Known devices for treating the surface of materials with an ion flow with charge neutralization. Such devices include an ion source, an electron source, and a substrate surface to be treated. All of them are characterized in that a filament cathode is used as an electron source.
Основным недостатком упомянутых решений является малый ресурс работы катода.The main disadvantage of these solutions is the low resource of the cathode.
Кроме того, катод в них является источником интенсивного теплового излучения, которое воздействует на обрабатываемую поверхность и нагревает ее. При нагревании материал катода испаряется и тем самым происходил загрязнение обрабатываемой поверхности [1, 2, 3].In addition, the cathode in them is a source of intense thermal radiation, which acts on the treated surface and heats it. When heated, the cathode material evaporates and thereby contaminated the treated surface [1, 2, 3].
Известны также способ и устройство для обработки подложек потоком ионов, в котором источником электронов, используемым для нейтрализации зарядов, служит дуговой разряд [4].Also known is a method and apparatus for treating substrates with an ion stream, in which an arc discharge serves as a source of electrons used to neutralize charges [4].
Однако данное техническое решение обладает следующими недостатками:However, this technical solution has the following disadvantages:
малой эффективностью (низкий КПД) работы источника электронов по сравнению с затрачиваемой энергией;low efficiency (low efficiency) of the electron source compared to the energy expended;
малым ресурсом работы вследствие использования накального элемента;a small resource of work due to the use of a filament element;
сложность конструкции устройства и затруднительность его применения при обработке крупногабаритных поверхностей;the complexity of the design of the device and the difficulty of its use in the processing of large surfaces;
сложность обработки поверхностей, имеющих нелинейную геометрию [4].the complexity of processing surfaces with non-linear geometry [4].
Известны также способ и устройство для обработки и нейтрализации заряда, возникающего от ионного пучка на обрабатываемой поверхности, которое использует в качестве источника электронов СВЧ разрядное устройство.Also known is a method and apparatus for processing and neutralizing a charge arising from an ion beam on a surface to be treated, which uses a microwave discharge device as an electron source.
Однако упомянутое техническое решение также обладает целым рядом существенных недостатков, а именно: высокой стоимостью, сложностью конструкции, низким коэффициентом полезного действия, применимостью для обработки только малых площадей, а также рассчитано на работу с потоками ионов малой интенсивности.However, the mentioned technical solution also has a number of significant drawbacks, namely: high cost, design complexity, low efficiency, applicability for processing only small areas, and is also designed to work with low-intensity ion flows.
Наиболее близким аналогом заявляемых в качестве изобретения способа и устройства для его реализации является объект, по которому обработка поверхности подложки осуществляется источником ионов, который работает одновременно с магнетроном. Суть патента заключается в том, что магнетронный разряд является источником электронов, который необходим, как для функционирования источника ионов, так и для регулировки электрического потенциала, образующегося на поверхности подложки [6].The closest analogue of the claimed method and device for its implementation is the object according to which the surface treatment of the substrate is carried out by an ion source that works simultaneously with the magnetron. The essence of the patent is that the magnetron discharge is an electron source, which is necessary both for the functioning of the ion source and for adjusting the electric potential formed on the surface of the substrate [6].
Однако данное решение обладает рядом ограничений.However, this solution has several limitations.
Во-первых, оно предназначено только для ассистирования процесса нанесения покрытия, то есть устройство не позволяет эффективно проводить процесс очистки или травления поверхности подложки, поскольку наблюдается сильное загрязнение обрабатываемой поверхности продуктами распыления катода.Firstly, it is intended only to assist the coating process, that is, the device does not allow the cleaning or etching of the surface of the substrate to be carried out efficiently, since there is a strong contamination of the treated surface with cathode sputtering products.
Во-вторых, процесс нейтрализации зарядов на подложке не оптимален и требует применения высокой мощности катодного разряда.Secondly, the process of neutralizing charges on the substrate is not optimal and requires the use of a high cathode discharge power.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение всех вышеупомянутых недостатков, а также обеспечение ионной обработки поверхностей диэлектриков самых различных типоразмеров и конфигураций: от малых, используемых в приборостроении, до очень больших, используемых при строительстве архитектурных сооружений, а также имеющих линейную и криволинейную геометрию.The objective of the invention is to eliminate all of the above drawbacks, as well as providing ionic treatment of the surfaces of dielectrics of various sizes and configurations: from small, used in instrumentation, to very large, used in the construction of architectural structures, as well as having linear and curvilinear geometry.
Поставленная задача решена тем, что в заявляемом способе ионной обработки поверхности диэлектрика, включающем формирование направленного потока ионов и направленного потока электронов, воздействие ими на обрабатываемую поверхность диэлектрика и нейтрализацию положительного заряда, возникающего на поверхности диэлектрика поток электронов формируют с помощью плазменного катодного разряда с туннелеобразным магнитным полем, причем, часть магнитного потока туннелеобразного магнитного поля одновременно пересекает поверхность катода и обрабатываемую поверхность диэлектрика, а в качестве катода используют графит и /или бор.The problem is solved in that in the claimed method of ionic treatment of a dielectric surface, including the formation of a directed ion flow and a directed electron flow, their influence on the dielectric surface being treated and the neutralization of the positive charge arising on the dielectric surface, an electron flow is formed using a plasma cathode discharge with a tunnel-like magnetic field, moreover, part of the magnetic flux of the tunnel-like magnetic field simultaneously crosses the cathode surface and the dielectric surface to be treated, and graphite and / or boron are used as the cathode.
В предлагаемом способе часть туннелеобразного магнитного поля, одновременно пересекающая поверхность катода и обрабатываемую поверхность диэлектрика, составляет не менее 20% от общего магнитного потока, а зона воздействия потока ионов на обрабатываемую поверхность и зона пересечения части туннелеобразного магнитного поля с этой поверхностью взаимно перекрывают друг друга.In the proposed method, a part of the tunnel-like magnetic field that simultaneously intersects the surface of the cathode and the dielectric surface being treated is at least 20% of the total magnetic flux, and the zone of influence of the ion flux on the treated surface and the zone of intersection of part of the tunnel-like magnetic field with this surface mutually overlap.
Кроме того напряженность параллельной составляющей туннелеобразного магнитного поля на поверхности катода, обеспечивают в пределах 20-100 мТ, а в состав катода добавляют 0,1-5,0% материала с низкой работой выхода электронов, одного из ряда СТ. Ва, Ьа.In addition, the parallel component of the tunnel-like magnetic field on the cathode surface is provided within 20-100 mT, and 0.1-5.0% of material with a low electron work function, one of a number of CTs, is added to the cathode. Ba, ba.
Формирование направленного потока ионов осуществляют с помощью управляемого генератора ионов рабочего газа, в качестве которого используют ускоритель с замкнутым дрейфом электронов, при этом в состав рабочего газа включают кислород с содержанием 10-100%.The formation of a directed ion flow is carried out using a controlled ion generator of the working gas, which is used as an accelerator with a closed electron drift, while the composition of the working gas includes oxygen with a content of 10-100%.
- 1 009514- 1 009514
На решение упомянутой задачи направлено также устройство, предназначенное для реализации заявляемого способа.A device designed to implement the proposed method is also aimed at solving the aforementioned problem.
Заявленный в качестве изобретения способ ионной обработки поверхности диэлектрика осуществляется следующим образом.Claimed as an invention, the method of ionic surface treatment of a dielectric is as follows.
Диэлектрик помещают в вакуумную камеру таким образом, чтобы на его обрабатываемую поверхность воздействовать направленными потоками заряженных частиц, а именно ионов и электронов.The dielectric is placed in a vacuum chamber so that it is exposed to directed flows of charged particles, namely ions and electrons, on its surface.
Перед началом процесса воздух из вакуумной камеры откачивают вакуумными насосами до предельного давления 5· 10-4-10-3 Па. После чего в вакуумную камеру подают кислород или его смесь с другими газами, причем, процентное содержание кислорода в смеси составляет от 10 до 100%.Before the start of the process, air is evacuated from the vacuum chamber by vacuum pumps to a maximum pressure of 5 · 10 -4 -10 -3 Pa. Then oxygen or its mixture with other gases is supplied to the vacuum chamber, moreover, the percentage of oxygen in the mixture is from 10 to 100%.
При достижении рабочего давления 5· 10-2-10-1 Па формируют направленный поток ионов и направленный поток электронов.Upon reaching a working pressure of 5 · 10 -2 -10 -1 Pa form a directed ion flow and a directed electron flow.
Первый формируют путем подачи положительного потенциала на анод генератора ионов рабочего газа, а второй путем подачи отрицательного потенциала на катод катодного разрядного устройства.The first is formed by applying a positive potential to the anode of the working gas ion generator, and the second by applying a negative potential to the cathode of the cathode discharge device.
При этом происходит одновременная обработка поверхности диэлектрика потоками ионов и электронов, что обеспечивает нейтрализацию положительного заряда, возникающего на его поверхности.In this case, the dielectric surface is simultaneously treated with flows of ions and electrons, which ensures the neutralization of the positive charge arising on its surface.
Для повышения эффективности обработки туннелеобразное магнитное поле, возникающее в приповерхностной области катода катодного разрядного устройства, профилируют таким образом, чтобы часть магнитного потока одновременно пересекала поверхность катода и обрабатываемую поверхность диэлектрика.To increase the processing efficiency, a tunnel-like magnetic field arising in the surface region of the cathode of the cathode discharge device is shaped so that a part of the magnetic flux simultaneously intersects the cathode surface and the dielectric surface being treated.
При этом электроны, находящиеся в области катодного разряда, перемещаются вдоль магнитных силовых линий, которые являются направляющими для их векторов скорости.In this case, electrons located in the region of the cathode discharge move along magnetic field lines, which are guides for their velocity vectors.
Для достижения эффективной нейтрализации, как показали расчеты и экспериментальные исследования, необходимо, чтобы не менее 20% от общего магнитного потока, ответственного за доставку электронов к поверхности диэлектрика, пересекало одновременно поверхность катода и обрабатываемую поверхность диэлектрика.To achieve effective neutralization, calculations and experimental studies have shown that it is necessary that at least 20% of the total magnetic flux responsible for delivering electrons to the surface of the dielectric intersects both the cathode surface and the dielectric surface being treated.
При этом пространственное перекрытие зоны воздействия потока ионов на обрабатываемую поверхность и зоны пересечения части туннелеобразного магнитного поля с этой поверхностью еще более усиливают эффект нейтрализации.At the same time, the spatial overlap of the zone of influence of the ion flux on the treated surface and the zone of intersection of a part of the tunnel-like magnetic field with this surface further enhance the neutralization effect.
Магнитное поле плазменного катодного разряда должно быть спроектировано не только в векторном пространстве, но и по абсолютной величине на поверхности катода в пределах 20-100 мТ. Это условие существования интенсивного катодного разряда при пониженных давлениях и условие совместимости работы с источником ионов.The magnetic field of a plasma cathode discharge should be designed not only in the vector space, but also in absolute value on the cathode surface within 20-100 mT. This is a condition for the existence of an intense cathode discharge at reduced pressures and a condition for compatibility with an ion source.
Высокая концентрация плазмы обеспечивает при этом значительный поток электронов.A high plasma concentration provides a significant electron flux.
В качестве источника ионов по предлагаемому способу могут быть использованы различные технологические устройства, но наиболее выгодным с технической и технологической точек зрения, является ускоритель с замкнутым дрейфом электронов.As a source of ions according to the proposed method, various technological devices can be used, but the accelerator with a closed electron drift is the most advantageous from a technical and technological point of view.
Используемый ускоритель позволяет формировать пучки ионов различной конфигурации, благодаря которым имеется возможность осуществлять ионную обработку плоских и криволинейных поверхностей. И, кроме того, позволяет формировать протяженные линейные пучки ионов, дающие возможность осуществлять обработку крупногабаритных поверхностей.The accelerator used allows the formation of ion beams of various configurations, due to which it is possible to carry out ion processing of flat and curved surfaces. And, in addition, it allows the formation of extended linear ion beams, making it possible to process large surfaces.
Введение в состав рабочих газов кислорода необходимо для минимизации загрязнений обрабатываемых диэлектрических поверхностей.The introduction of oxygen into the working gases is necessary to minimize contamination of the treated dielectric surfaces.
При использовании плазменного катодного разряда происходит распыление материала катода, который вызывает загрязнение диэлектрических поверхностей продуктами распыления.When using a plasma cathode discharge, the cathode material is sprayed, which causes pollution of the dielectric surfaces by spray products.
Однако при использовании в качестве материала катода графита или бора и в качестве рабочего газа кислорода или его смеси в процессе распыления катода образуются летучие соединения (СО, СО2, В2О3, ВО2), которые не конденсируются на обрабатываемой поверхности, а удаляются из камеры вакуумными насосами. Кроме того данные материалы характеризуются низкими коэффициентами распыления, поэтому предлагаемые решения сводят загрязнение обрабатываемой поверхности диэлектрика к нулю.However, when using graphite or boron as the cathode material and oxygen or its mixture as the working gas, volatile compounds (CO, CO 2 , B 2 O 3 , BO 2 ) are formed during cathode sputtering, which do not condense on the treated surface but are removed from the chamber with vacuum pumps. In addition, these materials are characterized by low atomization coefficients; therefore, the proposed solutions reduce the pollution of the dielectric surface to be treated to zero.
Эффект нейтрализации на поверхности диэлектрика усиливается еще в большей степени в том случае, когда в состав материала катода вводят элементы с низкой работой выхода электронов, такие как С§, Ва, Ьа.The neutralization effect on the surface of the dielectric is enhanced even more when elements with a low electron work function are introduced into the cathode material, such as Cg, Ba, Ba.
В этом случае значительно увеличивается плотность электронного потока, что позволяет работать с меньшими мощностями катодного разряда. При этом количественная величина таких добавок, установленная экспериментальными исследованиями, лежит в диапазоне 0,1-5,0%. При введении добавок выше этого диапазона происходит загрязнение обрабатываемой поверхности, поскольку данные материалы не образуют летучих соединений с кислородом.In this case, the electron flux density increases significantly, which allows working with lower cathode discharge powers. Moreover, the quantitative value of such additives, established by experimental studies, lies in the range of 0.1-5.0%. When additives are added above this range, the treated surface is contaminated, since these materials do not form volatile compounds with oxygen.
Окончание процесса ионной обработки поверхности диэлектрика определяют по суммарному времени экспозиции нахождения обрабатываемого изделия в зоне обработки ионного и электронного потоков и технологическими режимами.The end of the process of ionic treatment of the surface of the dielectric is determined by the total exposure time of the workpiece in the processing zone of ion and electron flows and technological conditions.
- 2 009514- 2 009514
При реализации процесса обработки в установках проходного типа после окончания процесса изделие перемещают на следующую позицию, а на его место помещают очередное изделие для ионной обработки.When the processing process is implemented in installations of the through-type type, after the end of the process, the product is moved to the next position, and another product for ion treatment is placed in its place.
После окончания процесса вакуумную камеру заполняют воздухом, доводят значение давления до атмосферного и производят перезагрузку изделий.After the end of the process, the vacuum chamber is filled with air, the pressure value is adjusted to atmospheric and the products are reloaded.
Пример конкретного выполнения способа ионной обработки поверхности диэлектрика.An example of a specific implementation of the method of ionic surface treatment of a dielectric.
На фиг. 1 схематически представлено устройство, поясняющее работу заявляемого способа, где 1 обрабатываемая поверхность; 2 - источник ионов; 3 - источник электронов, состоящий из катода 4 катодного разрядного устройства и 5 - магнитной системы; 6 - туннелеобразный магнитный поток, создаваемый магнитной системой 5.In FIG. 1 is a schematic representation of a device explaining the operation of the proposed method, where 1 is the surface to be treated; 2 - ion source; 3 - an electron source consisting of a cathode 4 of a cathode discharge device and 5 - a magnetic system; 6 - tunnel-like magnetic flux generated by the magnetic system 5.
Изделие с обрабатываемой поверхностью 1 (например, стеклянная пластина 1260x940 мм), помещенное на транспортную кассету, поступает в вакуумную камеру ионной обработки, в которой, напротив обрабатываемой поверхности 1 расположены устройства предназначенные для формирования потоков ионов и электронов, соответственно 2 и 3.A product with a treated surface 1 (for example, a 1260x940 mm glass plate) placed on a transport cassette enters an ion processing vacuum chamber, in which, opposite to the treated surface 1, there are devices designed to generate ion and electron flows, respectively 2 and 3.
Воздух из вакуумной камеры откачивают вакуумными насосами до предельного давления 5-10-4 10-3 Па, после чего в вакуумную камеру подают смесь кислорода и аргона в соотношении 70:30%.The air from the vacuum chamber is evacuated by vacuum pumps to a maximum pressure of 5-10 -4 10 -3 Pa, after which a mixture of oxygen and argon is supplied to the vacuum chamber in a ratio of 70: 30%.
На анод источника 2 ионов подают положительный потенциал 4,2 кВ.A positive potential of 4.2 kV is supplied to the anode of the source of 2 ions.
При зажигании разряда формируют пучок ионов ленточного типа с общим током 1,4 А. Одновременно на катод 4 источника 3 электронов подают отрицательный относительно земли потенциал 550 В, который зажигает плазменный разряд 5,5 А. При этом магнитная система 5 формирует туннелеобразное магнитное ноле 6 катодного разрядного устройства.When a discharge is ignited, a ribbon-type ion beam with a total current of 1.4 A is formed. At the same time, a potential of 550 V, negative relative to the earth, is supplied to the cathode 4 of a 3 electron source, which ignites a 5.5 A plasma discharge. In this case, the magnetic system 5 forms a tunnel-like magnetic field 6 cathode discharge device.
Далее осуществляют одновременную обработку поверхности стеклянной пластины 1 потоками ионов и электронов и таким образом обеспечивают нейтрализацию положительного заряда, возникающего на ее поверхности.Then, the surface of the glass plate 1 is simultaneously treated with flows of ions and electrons and thus neutralizes the positive charge arising on its surface.
При этом скорость перемещения пластины 1 относительно газоразрядных устройств 2 и 3 устанавливают 1,5 м/мин.The speed of movement of the plate 1 relative to the gas-discharge devices 2 and 3 is set to 1.5 m / min.
Туннелеобразное магнитное поле 6 возникающее на поверхности катода 4 катодного разрядного устройства, профилируют таким образом, чтобы часть магнитного потока (например, 25%) одновременно пересекала поверхность катода 4 и обрабатываемую поверхность 1 стеклянной пластины. При этом электроны, находящиеся в области катодного разряда, перемещаются вдоль магнитных силовых линий, которые являются направляющими для их векторов скорости.A tunnel-shaped magnetic field 6 arising on the surface of the cathode 4 of the cathode discharge device is shaped so that a part of the magnetic flux (for example, 25%) simultaneously intersects the surface of the cathode 4 and the surface 1 of the glass plate. In this case, electrons located in the region of the cathode discharge move along magnetic field lines, which are guides for their velocity vectors.
Экспериментальным путем установленный процент части магнитного потока 6 (25%), создаваемою магнитной системой 5, способствует достижению эффективной нейтрализации, поскольку обеспечивает доставку электронов к поверхности 1 диэлектрика, в данном случае стеклянной пластины, и одновременное пересечение поверхности катода 4 и обрабатываемой поверхности 1 стекла упомянутой частью магнитного потока 6.Experimentally, the established percentage of part of the magnetic flux 6 (25%) created by the magnetic system 5 contributes to the achievement of effective neutralization, since it ensures the delivery of electrons to the surface 1 of the dielectric, in this case the glass plate, and at the same time the surface of the cathode 4 and the processed surface 1 of the glass mentioned part of the magnetic flux 6.
При этом пространственное перекрытие зоны воздействия потока ионов на обрабатываемую поверхность 1 и зоны пересечения части туннелеобразного магнитного потока 6 с этой поверхностью еще более усиливают эффект нейтрализации.At the same time, the spatial overlap of the zone of influence of the ion flux on the treated surface 1 and the zone of intersection of part of the tunnel-like magnetic flux 6 with this surface further enhance the neutralization effect.
Напряженность магнитного поля плазменного катодного разряда спроектирована не только в векторном пространстве, но и по абсолютной величине и на поверхности катода 4 в данном конкретном примере составляет 40 мТ.The magnetic field strength of the plasma cathode discharge is designed not only in the vector space, but also in absolute value and on the surface of the cathode 4 in this particular example is 40 mT.
Высокая концентрация плазмы обеспечивает поток электронов с плотностью тока до 10 мА/см2. При этом в качестве источника 2 ионов использован ускоритель с замкнутым дрейфом электронов. Это дает возможность формировать пучки ионов различной конфигурации: как для обработки плоских, так и для обработки криволинейных диэлектрических поверхностей, а также формировать протяженные линейные пучки ионов для обработки крупноформатных изделий.A high plasma concentration provides an electron flux with a current density of up to 10 mA / cm 2 . In this case, an accelerator with a closed electron drift was used as a source of 2 ions. This makes it possible to form ion beams of various configurations: both for processing flat and for treating curved dielectric surfaces, as well as to form extended linear ion beams for processing large-format products.
Для минимизации загрязнений, имеющихся и возникающих в результате конденсации продуктов распада при использовании плазменного катодного разряда на поверхности стеклянной пластины 1 в состав рабочих газов вводят кислород. Его процентное содержание в данном конкретном случае составляет 70%.In order to minimize contaminants present and resulting from the condensation of decay products when using a plasma cathode discharge on the surface of the glass plate 1, oxygen is introduced into the working gas composition. Its percentage in this particular case is 70%.
Используемый в качестве катода 4 материал (в данном случае графит) и в качестве рабочего газа кислород, в процессе распыления катода 4 образуют летучее соединение СО2, которое не конденсируется на обрабатываемой поверхности, а удаляется из камеры вакуумными насосами.The material used as cathode 4 (in this case graphite) and oxygen as the working gas, during the sputtering of cathode 4 form a volatile CO 2 compound, which does not condense on the treated surface but is removed from the chamber by vacuum pumps.
Кроме того, данный материал (графит) характеризуется низким коэффициентом распыления в связи с чем сводит загрязнение обрабатываемой поверхности 1 стеклянной пластины практически к нулю.In addition, this material (graphite) is characterized by a low atomization coefficient, and therefore reduces the contamination of the treated surface 1 of the glass plate to almost zero.
Эффект нейтрализации на обрабатываемой стеклянной поверхности 1 усиливается еще в большей степени в том случае, когда в состав материала катода вводят элемент с низкой работой выхода электронов, такой как С§.The neutralization effect on the treated glass surface 1 is enhanced even more when an element with a low electron work function, such as Cg, is introduced into the cathode material.
В этом случае в 2-3 раза увеличивается плотность электронного потока, что позволяет работать с меньшими мощностями катодного разряда. При этом количественная величина такой добавки, установIn this case, the electron flux density increases by a factor of 2–3, which allows working with lower cathode discharge capacities. Moreover, the quantitative value of such an additive
- 3 009514 ленная экспериментальными исследованиями, составляет 3%.- 3 009514 Lena experimental research is 3%.
Окончание процесса ионной обработки поверхности диэлектрика определяют по суммарному времени экспозиции нахождения обрабатываемого изделия в зоне обработки потоками ионов и электронов и технологическими режимами, которое составило в данном конкретном случае 2,5 мин.The end of the process of ionic treatment of the dielectric surface is determined by the total exposure time of the workpiece in the treatment zone by the flows of ions and electrons and technological modes, which amounted to 2.5 minutes in this particular case.
При реализации процесса обработки в установках проходного типа после окончания процесса изделие перемещают на следующую позицию, а на его место помещают очередное изделие для ионной обработки.When the processing process is implemented in installations of the through-type type, after the end of the process, the product is moved to the next position, and another product for ion treatment is placed in its place.
После окончания процесса вакуумную камеру заполняют воздухом, доводят значение давления до атмосферного и производят перезагрузку изделия.After the end of the process, the vacuum chamber is filled with air, the pressure value is adjusted to atmospheric and the product is rebooted.
Заявляемый способ ионной обработки поверхности диэлектрика позволяет осуществлять ионную обработку поверхностей диэлектриков самых различных типоразмеров: от малых, используемых в приборостроении, до очень больших, используемых при строительстве архитектурных сооружений;The inventive method of ionic surface treatment of a dielectric allows ionic surface treatment of dielectrics of various sizes: from small, used in instrumentation, to very large, used in the construction of architectural structures;
производить обработку диэлектрических поверхностей, имеющих линейную и криволинейную геометрию;to process dielectric surfaces having linear and curvilinear geometry;
обеспечить высокий КПД работы источников ионов и электронов по сравнению с затрачиваемой энергией;provide high efficiency of ion and electron sources in comparison with the expended energy;
обеспечить высокий ресурс работы катода;provide a high cathode life;
работать с потоками ионов и электронов большой интенсивности, обеспечивая тем самым эффективность очистки поверхности;work with fluxes of ions and electrons of high intensity, thereby ensuring the effectiveness of surface cleaning;
свести практически к нулю загрязнение поверхности диэлектрика, возникающее в процессе ионной обработки поверхности за счет осаждения продуктов распыления на ее поверхности.to reduce practically to zero pollution of the surface of the dielectric arising in the process of ion surface treatment due to the deposition of sputtering products on its surface.
Предлагаемое в качестве изобретения устройство, предназначенное для реализации заявленного способа ионной обработки диэлектрических поверхностей, существенным образом отличается от известных устройств аналогичного назначения.Proposed as an invention, a device designed to implement the claimed method of ionic processing of dielectric surfaces, significantly differs from known devices of similar purpose.
Задачей заявляемого устройства для реализации способа ионной обработки диэлектрических поверхностей является устранение всех недостатков, перечисленных в вышеупомянутых устройствах аналогичного назначения [1, 2, 3, 4, 5, 6].The objective of the claimed device for implementing the method of ionic processing of dielectric surfaces is to eliminate all the disadvantages listed in the above-mentioned devices for similar purposes [1, 2, 3, 4, 5, 6].
Поставленная задача решена тем, что в устройстве, предназначенном для осуществления способа ионной обработки поверхности диэлектрика, содержащем вакуумную камеру с размещенной в ней поверхностью диэлектрика, относительно обрабатываемой поверхности которого расположены источник ионов рабочего газа, источник электронов и магнитная система, предназначенная для создания магнитного потока, в качестве источника электронов используют катодное разрядное устройство, катод которого выполнен из графита и/или бора, а магнитная система установлена под поверхностью катода для создания на его поверхности магнитного потока туннелеобразной формы, при этом катодное разрядное устройство расположено относительно поверхности диэлектрика и выходной апертуры источника ионов таким образом, что зона воздействия потока ионов на обрабатываемую поверхность и зона пересечения магнитного потока с этой поверхностью образуют зону взаимного перекрытия.The problem is solved in that in a device designed to implement a method of ionically treating a dielectric surface comprising a vacuum chamber with a dielectric surface disposed therein, a working gas ion source, an electron source and a magnetic system for creating a magnetic flux are located relative to the surface to be treated, as an electron source, a cathode discharge device is used, the cathode of which is made of graphite and / or boron, and the magnetic system is set len under the surface of the cathode to create a tunnel-shaped magnetic flux on its surface, while the cathode discharge device is located relative to the surface of the dielectric and the output aperture of the ion source so that the zone of influence of the ion flux on the treated surface and the zone of intersection of the magnetic flux with this surface form a zone of mutual overlap.
При этом зона взаимного перекрытия включает но крайней мере 20% магнитного потока, создаваемого магнитной системой. А напряженность параллельной составляющей туннелеобразного магнитного потока на поверхности катода лежит в пределах от 20 до 100 мТ.In this case, the mutual overlap zone includes at least 20% of the magnetic flux generated by the magnetic system. And the intensity of the parallel component of the tunnel-like magnetic flux on the cathode surface lies in the range from 20 to 100 mT.
Материал катода катодного разрядного устройства включает в себя добавки элементов из ряда С§, Ва, Ьа и/или их соединений в количестве 0,1-5,0 вес.%, а в качестве источника ионов рабочего газа используют ускоритель с замкнутым дрейфом электронов.The cathode material of the cathode discharge device includes the addition of elements from the series of Cg, Ba, La and / or their compounds in an amount of 0.1-5.0 wt.%, And an accelerator with a closed electron drift is used as a source of working gas ions.
При этом обрабатываемая поверхность диэлектрика имеет либо плоскую геометрию, либо криволинейную геометрию.In this case, the dielectric surface being treated has either plane geometry or curvilinear geometry.
Выходная апертура источника ионов размещена параллельно или под углом к обрабатываемой поверхности диэлектрика, а угол между выходной апертурой источника ионов и обрабатываемой поверхностью диэлектрика составляет от 0 до 90°.The output aperture of the ion source is placed parallel or at an angle to the treated surface of the dielectric, and the angle between the output aperture of the ion source and the treated surface of the dielectric is from 0 to 90 °.
Кроме того поверхность катода в заявляемом устройстве установлена параллельно или под углом к обрабатываемой поверхности диэлектрика. При этом угол между поверхностью катода и обрабатываемой поверхностью диэлектрика составляет от 0 до 90°.In addition, the surface of the cathode in the inventive device is installed parallel or at an angle to the surface of the dielectric. In this case, the angle between the cathode surface and the dielectric surface being treated is from 0 to 90 °.
На фиг. 2 представлен общий вид устройства, предназначенного для реализации способа ионной обработки поверхности диэлектрика, где 1 - обрабатываемая поверхность диэлектрика; 2 - источник ионов; 3 - источник электронов, включающий катод 4 катодного разрядного устройства и магнитную систему 5; 6 - магнитный поток туннелеобразной формы.In FIG. 2 shows a General view of a device designed to implement the method of ionic treatment of the surface of the dielectric, where 1 is the surface of the dielectric; 2 - ion source; 3 - an electron source including a cathode 4 of a cathode discharge device and a magnetic system 5; 6 - tunnel-shaped magnetic flux.
Устройство, предназначенное для реализации способа, работает следующим образом.A device designed to implement the method works as follows.
Изделие, например стеклянную подложку размером 630x470 мм, помещают в транспортную кассету и устанавливают в вакуумной камере таким образом, чтобы обрабатываемая поверхность 1 диэлектрика находилась напротив источника 2 ионов и источника 3 электронов, содержащего катод 4 и магнитную систему 5. При этом катод 4 источника 3 электронов выполнен из графита и/или бора.The product, for example a 630x470 mm glass substrate, is placed in a transport cassette and placed in a vacuum chamber so that the dielectric surface 1 being machined is opposite the ion source 2 and electron source 3, containing cathode 4 and magnetic system 5. In this case, cathode 4 of source 3 Electrons made of graphite and / or boron.
Магнитная система 5 источника 3 электронов установлена под поверхностью катода 4 и создает наThe magnetic system 5 of the electron source 3 is installed below the surface of the cathode 4 and creates on
- 4 009514 его поверхности магнитный поток 6 туннелеобразной формы. При этом само катодное разрядное устройство расположено относительно поверхности 1 диэлектрика и выходной апертуры источника 2 ионов таким образом, что зона воздействия потока ионов на обрабатываемую 1 поверхность и зона пересечения магнитного потока 6 с этой поверхностью образуют зону взаимного перекрытия. Зона взаимною перекрытия включает 40% туннелеобразного магнитного потока 6, создаваемого магнитной системой 5.- 4 009514 its surface magnetic flux 6 tunnel-shaped. In this case, the cathode discharge device itself is located relative to the surface 1 of the dielectric and the output aperture of the ion source 2 in such a way that the zone of influence of the ion flux on the treated surface 1 and the zone of intersection of the magnetic flux 6 with this surface form a zone of mutual overlap. The zone of mutual overlap includes 40% of the tunnel-like magnetic flux 6 created by the magnetic system 5.
Напряженность параллельной составляющей туннелеобразного магнитного потока 6 на поверхности катода 4 составляет 65 мТ. В качестве источника 2 ионов использован ускоритель с замкнутым дрейфом электронов.The parallel component of the tunnel-like magnetic flux 6 on the surface of the cathode 4 is 65 MT. An accelerator with a closed electron drift was used as a source of 2 ions.
Для проведения процесса ионной обработки воздух из вакуумной камеры откачивают вакуумными насосами до остаточного давления 5х10-1 Па.To carry out the ion treatment process, the air from the vacuum chamber is pumped out with vacuum pumps to a residual pressure of 5x10 -1 Pa.
В источник 2 ионов подают смесь кислорода и аргона в соотношении 90:10% и доводят рабочее давление в камере до 6,0х10-2 Па. На анод источника 2 ионов подают положительный относительно земли потенциал 4,0 кВ и формируют пучок ионов с общим током 0,9 А.A mixture of oxygen and argon is supplied to the source of 2 ions in a ratio of 90: 10% and the working pressure in the chamber is adjusted to 6.0x10 -2 Pa. A positive potential of 4.0 kV relative to the ground is supplied to the anode of a source of 2 ions and an ion beam with a total current of 0.9 A is formed.
Одновременно на катод 4 источника 3 электронов подают отрицательный относительно земли потенциал 500 В, который зажигает плазменный разряд 1,8 А.At the same time, a potential of 500 V, which ignites a 1.8 A plasma discharge, is applied to the cathode 4 of a source of 3 electrons.
Далее осуществляют одновременную обработку стеклянной полложки потоками ионов и электронов, при этом контроль уровня нейтрализации заряда на поверхности 1 диэлектрика осуществляют при помощи зонда, помещенного в зону обработки.Next, the glass shelf is simultaneously treated with flows of ions and electrons, while the level of charge neutralization on the surface 1 of the dielectric is monitored using a probe placed in the processing zone.
Скорость перемещения стеклянной подложки относительно газоразрядных устройств составляет 1,5 м/мин, а технологическое время процесса 40 с (фиг. 2).The speed of movement of the glass substrate relative to gas-discharge devices is 1.5 m / min, and the technological process time is 40 s (Fig. 2).
После окончания процесса нейтрализации вакуумную камеру заполняют воздухом, доводят значение давления до атмосферного и производят перезагрузку изделия.After the neutralization process is completed, the vacuum chamber is filled with air, the pressure value is brought to atmospheric pressure and the product is rebooted.
На фиг. 3-10 представлены различные компоновочные схемы взаимного расположения обрабатываемой поверхности 1 диэлектрика, источника 2 ионов, источника 3 электронов, включающего катод 4 катодного разрядного устройства и магнитную систему 5, формирующую магнитный поток 6 туннелеобразной формы.In FIG. 3-10, various layout diagrams of the mutual arrangement of the dielectric surface 1 to be treated, an ion source 2, an electron source 3, including a cathode 4 of a cathode discharge device and a magnetic system 5 forming a tunnel-shaped magnetic flux 6 are shown.
На фиг. 3-6 представлены компоновочные схемы обработки поверхностей диэлектриков, имеющих плоскую поверхность.In FIG. Figures 3-6 show layout schemes for surface treatment of dielectrics having a flat surface.
Так на фиг. 3 представлена компоновочная схема, в которой источник 2 ионов размещен внутри охватывающего его источника 3 электронов, а выходная апертура источника 2 ионов и поверхность катода 4 с магнитной системой 5, формирующей туннелеобразный магнитный поток 6, установлены параллельно обрабатываемой поверхности 1 диэлектрика.So in FIG. 3 is a layout diagram in which an ion source 2 is placed inside an electron source 3 enclosing it, and an output aperture of an ion source 2 and a cathode surface 4 with a magnetic system 5 forming a tunnel-like magnetic flux 6 are mounted parallel to the dielectric surface 1 being machined.
На фиг. 4 представлена компоновочная схема, в которой источник 3 электронов находится внутри охватывающего его источника 2 ионов, апертура которого размещена под углом к обрабатываемой поверхности 1 диэлектрика, а поверхность катода 4 с магнитной системой 5 установлены параллельно этой поверхности.In FIG. 4 is a layout diagram in which an electron source 3 is located inside an ion source 2 surrounding it, the aperture of which is placed at an angle to the dielectric surface 1 being machined, and the surface of the cathode 4 with magnetic system 5 is installed parallel to this surface.
На фиг. 5 представлена компоновочная схема, в которой источник 2 ионов находится внутри охватывающего его источника 3 электронов, при этом апертура источника 2 ионов размещена под углом, а поверхность катода 4 с магнитной системой 5 источника 3 электронов параллельно обрабатываемой поверхности 1 диэлектрика.In FIG. 5 is a layout diagram in which the ion source 2 is located inside the electron source 3 surrounding it, while the aperture of the ion source 2 is placed at an angle, and the surface of the cathode 4 with the magnetic system 5 of the electron source 3 is parallel to the dielectric surface 1 being machined.
На фиг. 6 представлена компоновочная схема, в которой источник 2 ионов находится одновременно и внутри и снизу источника 3 электронов, состоящего из катода 4 катодного разрядного устройства и магнитной системы 5, формирующей туннелеобразный магнитный поток 6.In FIG. 6 is a layout diagram in which the ion source 2 is located both inside and below the electron source 3, consisting of a cathode 4 of a cathode discharge device and a magnetic system 5 forming a tunnel-like magnetic flux 6.
При этом апертура источника 2 ионов размещена параллельно обрабатываемой поверхности 1 диэлектрика, а угол между поверхностью катода 4 и обрабатываемой поверхностью диэлектрика 1 составляет 90°.Moreover, the aperture of the ion source 2 is placed parallel to the dielectric surface 1 being machined, and the angle between the surface of the cathode 4 and the dielectric 1 being machined surface is 90 °.
На фиг. 7-10 представлены схемы обработки диэлектриков, имеющих криволинейную поверхность.In FIG. 7-10 are schematics of processing dielectrics having a curved surface.
Так на фиг. 7 представлена компоновочная схема, в которой обрабатываемая внешняя цилиндрическая поверхность 1 диэлектрика охвачена источником 2 ионов и источником 3 электронов, а апертура источника 2 ионов и поверхность катода 4 с магнитной системой 5, представляющих собой источник 3 электронов, параллельны обрабатываемой поверхности 1 диэлектрика.So in FIG. 7 is a layout diagram in which the treated outer cylindrical surface 1 of the dielectric is surrounded by a source of 2 ions and a source of 3 electrons, and the aperture of the source of 2 ions and the surface of the cathode 4 with a magnetic system 5, representing a source of 3 electrons, are parallel to the treated surface 1 of the dielectric.
На фиг. 8 представлена компоновочная схема, в которой обрабатываемая внешняя цилиндрическая поверхность 1 диэлектрика также охвачена источником 2 ионов и источником 3 электронов, но апертура источника 2 ионов размещена под углом, а поверхность катода 4 с магнитной системой 5 параллельно обрабатываемой поверхности 1 диэлектрика.In FIG. 8 is a layout diagram in which the treated outer cylindrical surface 1 of the dielectric is also surrounded by a source of 2 ions and a source of 3 electrons, but the aperture of the source of 2 ions is placed at an angle, and the surface of the cathode 4 with the magnetic system 5 is parallel to the treated surface 1 of the dielectric.
На фиг. 9 представлена компоновочная схема, в которой обрабатывается внутренняя цилиндрическая поверхность диэлектрика. При этом источник 2 ионов и источник 3 электронов расположены внутри нее, причем апертура источника 2 ионов и поверхность катода 4 с магнитной системой 5 параллельны обрабатываемой поверхности диэлектрика 1.In FIG. 9 is a layout diagram in which an inner cylindrical surface of a dielectric is machined. The source of 2 ions and the source of 3 electrons are located inside it, and the aperture of the source of 2 ions and the surface of the cathode 4 with the magnetic system 5 are parallel to the treated surface of the dielectric 1.
На фиг. 10 представлена компоновочная схема, в которой внутренняя цилиндрическая поверхность диэлектрика 1 обрабатывается также расположенными внутри нее источником 2 ионов и источником 3In FIG. 10 is a layout diagram in which the inner cylindrical surface of a dielectric 1 is also treated by an ion source 2 and a source 3 located therein
- 5 009514 электронов, но апертура источника 2 ионов размещена под углом, а поверхность катода 4 катодного разрядного устройства с магнитной системой 5 параллельно обрабатываемой поверхности диэлектрика 1.- 5 009514 electrons, but the aperture of the ion source 2 is placed at an angle, and the surface of the cathode 4 of the cathode discharge device with the magnetic system 5 is parallel to the surface of the dielectric 1.
Принцип работы устройств, компоновочные схемы которых представлены на фиг. 3-10, аналогичен принципу работы устройства, описанному выше на примере фиг. 2. Отличия касаются компоновочных размеров и эффективности применения их в реальных технических схемах.The principle of operation of devices whose layout diagrams are presented in FIG. 3-10, similar to the principle of operation of the device described above in the example of FIG. 2. The differences relate to the layout dimensions and the effectiveness of their use in real technical schemes.
На предлагаемом устройстве, входящем в состав технологического оборудования, проводили ионную обработку поверхности стеклянных подложек площадью 2322 см2 (540x430мм), используемых в дисплейном производстве.The proposed device, which is part of the technological equipment, carried out ion surface treatment of glass substrates with an area of 2322 cm 2 (540x430 mm) used in display production.
Ионная обработка стеклянной поверхности проводилась непосредственно перед нанесением прозрачного проводящего покрытия методом магнетронного распыления керамической 1ТО-мишени.Ion processing of the glass surface was carried out immediately before applying a transparent conductive coating by magnetron sputtering of a ceramic 1TO target.
Для получения бездефектных пленочных 1ТО-покрытий необходимым условием является полная нейтрализация заряда на поверхности при проведении ионной очистки.To obtain defect-free 1TO film coatings, a necessary condition is the complete charge neutralization on the surface during ion cleaning.
В противном случае заряженная поверхность притягивает микрочастицы из плазмы противоположного заряда. Эти микрочастицы размером от 0,1 до 10 мкм при нанесении 1ТО-пленки являются источниками возникновения дефектов - проколов, пор, микронеровностей и т. д.Otherwise, the charged surface attracts microparticles from the plasma of the opposite charge. These microparticles with a size of 0.1 to 10 μm when applying a 1TO film are sources of defects - punctures, pores, microroughnesses, etc.
С целью устранения упомянутых дефектов или их минимизации, проводилась оптимизация режимов работы устройства с последующим анализом дефектности покрытий.In order to eliminate the aforementioned defects or to minimize them, we optimized the operating modes of the device with the subsequent analysis of the defects of the coatings.
Примеры конкретного применения устройства.Examples of specific application of the device.
Пример 1. Для проведения процесса ионной обработки стеклянной пластины воздух из вакуумной камеры откачивают вакуумным криогенным насосом до остаточного давления 5,5х 10-2 Па.Example 1. To carry out the process of ionizing a glass plate, the air from the vacuum chamber is pumped out with a vacuum cryogenic pump to a residual pressure of 5.5 x 10 -2 Pa.
В источник 2 ионов (фиг. 2) подают чистый кислород, при этом рабочее давление в камере составляет 8,0х10-2 Па.Pure oxygen is supplied to the source of 2 ions (Fig. 2), while the working pressure in the chamber is 8.0 x 10 -2 Pa.
На анод источника 2 ионов подают положительный относительно земли потенциал 4,2 кВ и формируют пучок ионов с общим током 0,8 А.A potential of 4.2 kV, positive with respect to earth, is supplied to the anode of a source of 2 ions and an ion beam with a total current of 0.8 A is formed
При отключенном источнике 3 электронов, состоящем из катода 4 катодного разрядного устройства и магнитной системы 5, формирующей туннелеобразный магнитный поток 6, потенциал зонда имеет положительную величину и составляет 390 В.With the source of electrons 3 turned off, consisting of the cathode 4 of the cathode discharge device and the magnetic system 5 forming a tunnel-like magnetic flux 6, the probe potential has a positive value and is 390 V.
При подаче на катод 4 источника 3 электронов отрицательного относительно земли потенциала 500 В зажигается плазменный разряд 2,0 А, при общей подаваемой мощности в 1000 Вт. При этом потенциал зонда становится отрицательным и составляет 35 В.When a source of 3 electrons of a negative potential of 500 V relative to the ground is supplied to cathode 4, a plasma discharge of 2.0 A is ignited, with a total supplied power of 1000 watts. In this case, the probe potential becomes negative and amounts to 35 V.
Скорость перемещения стеклянной пластины 1 относительно газоразрядных устройств 2 и 3 составляет 1,5 м/мин, а технологическое время процесса 30 с.The speed of movement of the glass plate 1 relative to the gas-discharge devices 2 and 3 is 1.5 m / min, and the technological process time is 30 s.
Далее пластина переметается на позицию магнетрона, где происходит нанесение пленки 1ТО толщиной 0,15 мкм. После извлечения изделия с обработанной поверхностью 1 из вакуумной камеры проводится анализ величины дефектов на поверхности 1 под микроскопом в темном поле.Then the plate is transferred to the position of the magnetron, where the 1TO film is deposited with a thickness of 0.15 μm. After removing the product with the treated surface 1 from the vacuum chamber, an analysis of the magnitude of the defects on the surface 1 is carried out under a microscope in a dark field.
Максимальный размер дефектов не превышает в данном конкретном случае 0,2-0,3 мкм. (При проведении обработки изделия только ионным пучком без нейтрализации заряда на его поверхности размер дефектов достигает 5-10 мкм и количество дефектов в 5 раз больше, чем при использовании предлагаемого устройства).The maximum defect size does not exceed 0.2-0.3 microns in this particular case. (When processing the product only with an ion beam without neutralizing the charge on its surface, the size of the defects reaches 5-10 microns and the number of defects is 5 times greater than when using the proposed device).
Пример 2.Example 2
Для проведения процесса ионной очистки воздух из вакуумной камеры откачивают вакуумным криогенным насосом до остаточного давления 5,5х 10-4 Па.To carry out the ion cleaning process, the air from the vacuum chamber is pumped out with a vacuum cryogenic pump to a residual pressure of 5.5 x 10 -4 Pa.
В источник 2 ионов (фиг. 3) подают чистый кислород, при этом рабочее давление в камере составляет 8,0х10-2 Па. После этого на анод источника 2 ионов подают положительный относительно земли потенциал 4,2 кВ и формируют пучок ионов с общим током 0,8 А.Pure oxygen is supplied to the source of 2 ions (Fig. 3), while the working pressure in the chamber is 8.0 x 10 -2 Pa. After that, a 4.2 kV potential positive with respect to the ground is supplied to the anode of a source of 2 ions and an ion beam is formed with a total current of 0.8 A.
При отключенном источнике 3 электронов, состоящем из катода 4 катодного разрядного устройства и магнитной системы 5. формирующей туннелеобразный магнитный поток 6, потенциал зонда имеет положительную величину и составляет 390 В.When the source of electrons 3 is switched off, consisting of the cathode 4 of the cathode discharge device and the magnetic system 5. forming a tunnel-like magnetic flux 6, the probe potential has a positive value and is 390 V.
При подаче па катод 4 источника 3 электронов отрицательного относительно земли потенциала 500 В зажигается плазменный разряд 1,0 А при общей подаваемой мощности в 500 Вт. При этом потенциал зонда становится отрицательным и составляет 5 В.When a source of 3 electrons of a negative potential of 500 V relative to the ground is fed to the cathode 4, a plasma discharge of 1.0 A is ignited at a total supplied power of 500 W. In this case, the probe potential becomes negative and amounts to 5 V.
Скорость перемещения стеклянной пластины 1 относительно газоразрядных устройств 2 и 3 составляем 1,5 м мин, а технологическое время процесса 30 с.The speed of movement of the glass plate 1 relative to the gas-discharge devices 2 and 3 is 1.5 m min, and the technological process time is 30 s.
Далее пластина перемещается на позицию магнетрона, где происходит нанесение пленки 1ТО толщиной 0,15 мкм. После извлечения изделия из вакуумной камеры под микроскопом в темном поле проводится анализ обрабатываемой поверхности изделия на наличие дефектов на его поверхности и их величины. Анализ показал, что максимальный размер дефектов не превышает 0,1-0,2 мкм.Next, the plate moves to the magnetron position, where the 1TO film is deposited with a thickness of 0.15 μm. After removing the product from the vacuum chamber under a microscope in a dark field, the processed surface of the product is analyzed for defects on its surface and their magnitude. The analysis showed that the maximum defect size does not exceed 0.1-0.2 microns.
Таким образом, общий анализ работы устройства показывает его эффективность как с точки зрения возможности управления величиной заряда на поверхности диэлектрика, так и с точки зрения снижения дефектности тонкопленочных покрытий в процессе дальнейшей обработки этой поверхности при нанесении 1ТО-покрытий.Thus, a general analysis of the operation of the device shows its effectiveness both from the point of view of the possibility of controlling the amount of charge on the surface of the dielectric, and from the point of view of reducing the defectiveness of thin-film coatings during further processing of this surface when applying 1TO coatings.
- 6 009514- 6 009514
Построение устройства на базе выбранного источника является оптимальным по своей многофункциональности, поскольку позволяет реализовывать различные геометрические варианты системы.The construction of the device based on the selected source is optimal in its multifunctionality, since it allows you to implement various geometric options for the system.
Существенным является тот факт, что предлагаемая в качестве изобретения конструкция дает возможность исполнения данного типа устройств в линейной геометрии, что позволяет обрабатывать крупногабаритные детали.It is significant that the design proposed as an invention enables the execution of this type of device in linear geometry, which allows the processing of large-sized parts.
Предлагаемые в качестве изобретений способ ионной обработки диэлектрической поверхности и устройство для его реализации уникальны и универсальны. Они позволяют осуществлять ионную обработку поверхностей диэлектриков самых различных типоразмеров от малых, используемых в приборостроении, до очень больших, используемых при строительстве архитектурных сооружений;Proposed as inventions, the method of ionic processing of the dielectric surface and a device for its implementation are unique and universal. They allow ionic treatment of surfaces of dielectrics of various sizes from small ones used in instrumentation to very large ones used in the construction of architectural structures;
обеспечить высокое качество ионной обработки поверхности;provide high quality ion surface treatment;
обеспечить обработку поверхностей, имеющих линейную и криволинейную геометрию; минимизировать возникновение дефектов на обрабатываемой поверхности;to provide processing of surfaces having linear and curvilinear geometry; minimize the occurrence of defects on the treated surface;
производить обработку поверхности, обеспечивая высокий КПД работы источников ионов и электронов по сравнению с затрачиваемой энергией;perform surface treatment, providing high efficiency of ion and electron sources in comparison with the expended energy;
обеспечить, высокий ресурс работы;provide a high resource of work;
обеспечить, простоту конструкции устройства, предназначенного для реализации данного способа; работать с потоками ионов и электронов большой интенсивности, обеспечивая тем самым эффективность очистки поверхности;to ensure the simplicity of the design of the device designed to implement this method; work with fluxes of ions and electrons of high intensity, thereby ensuring the effectiveness of surface cleaning;
свести практически к нулю загрязнение поверхности диэлектрика, возникающее в процессе ионной обработки поверхности за счет концентрации продуктов распыления на ее поверхности;to reduce practically to zero pollution of the dielectric surface arising in the process of ion surface treatment due to the concentration of spray products on its surface;
обеспечить высокое качество очистки обрабатываемых поверхностей и высокое качество нанесения тонкопленочных покрытий на предварительно обработанные поверхности.ensure high quality cleaning of the treated surfaces and high quality application of thin-film coatings on pre-treated surfaces.
Заявляемые способ и устройство для его реализации промышленно применимы и соответствуют современному уровню техники в области вакуумной обработки диэлектрических поверхностей, освоены в производственных условиях и просты в осуществлении процессов нейтрализации зарядов и очистки обрабатываемых диэлектрических поверхностей.The inventive method and device for its implementation are industrially applicable and correspond to the current level of technology in the field of vacuum treatment of dielectric surfaces, mastered in a production environment and are simple to carry out processes of charge neutralization and cleaning of treated dielectric surfaces.
Источники известности:Sources of fame:
1. Патент США № 4731540, МПК Н 011 37/30, опубл. 15 марта 1988 г.1. US patent No. 4731540, IPC H 011 37/30, publ. March 15, 1988
2. Патент США № 5136171, МПК Н 011 37/317, опубл. 04 августа 1992 г.2. US Patent No. 5136171, IPC H 011 37/317, publ. August 4, 1992
3. Патент США № 6724160, МПК Н 011 23/00, опубл. 20 апреля 2004 г.3. US patent No. 6724160, IPC H 011 23/00, publ. April 20, 2004
4. Патент США № 6313428, МПК В 23К 10/00, опубл. 06 ноября 2001 г.4. US patent No. 6313428, IPC 23K 10/00, publ. November 6, 2001
5. Патент США № 5576538, МПК Н 051Н 3/00, опубл. 19 ноября 1996 г.5. US Patent No. 5576538, IPC H 051H 3/00, publ. November 19, 1996
6. Патент США № 6454910, МПК С 23С 14/34, опубл. 24 сентября 2002 г.6. US patent No. 6454910, IPC C 23C 14/34, publ. September 24, 2002
Claims (19)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200601832A EA009514B1 (en) | 2006-08-16 | 2006-08-16 | Method of ion treatment of dielectric surface and device for implementing thereof |
| TW96117921A TWI419193B (en) | 2006-08-16 | 2007-05-18 | Method of beam treatment of dielectric surface and device for implementing this method |
| CN 200710107941 CN101126147B (en) | 2006-08-16 | 2007-05-18 | Ion beam treating dielectric surface method and device for applying the same |
| JP2007211954A JP5241169B2 (en) | 2006-08-16 | 2007-08-15 | Method for ion beam treatment of dielectric surface and apparatus for performing the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA200601832A EA009514B1 (en) | 2006-08-16 | 2006-08-16 | Method of ion treatment of dielectric surface and device for implementing thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200601832A1 EA200601832A1 (en) | 2008-02-28 |
| EA009514B1 true EA009514B1 (en) | 2008-02-28 |
Family
ID=39094280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200601832A EA009514B1 (en) | 2006-08-16 | 2006-08-16 | Method of ion treatment of dielectric surface and device for implementing thereof |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5241169B2 (en) |
| CN (1) | CN101126147B (en) |
| EA (1) | EA009514B1 (en) |
| TW (1) | TWI419193B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU170626U1 (en) * | 2016-10-31 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Installation of local ion etching of dielectric surfaces |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102751154A (en) * | 2011-04-22 | 2012-10-24 | 上海凯世通半导体有限公司 | Real-time detection and control device for ion implantation |
| GB201216138D0 (en) * | 2012-09-11 | 2012-10-24 | Gencoa Ltd | Plasma source |
| CN109003940A (en) * | 2018-07-18 | 2018-12-14 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Tft array substrate and preparation method thereof |
| CN112867574A (en) * | 2019-01-30 | 2021-05-28 | 应用材料公司 | Method for cleaning vacuum system, method for vacuum-processing substrate, and apparatus for vacuum-processing substrate |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2058428C1 (en) * | 1990-07-24 | 1996-04-20 | Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.В.И.Ульянова (Ленина) | Device for vacuum plating |
| US6454910B1 (en) * | 2001-09-21 | 2002-09-24 | Kaufman & Robinson, Inc. | Ion-assisted magnetron deposition |
| US20030183780A1 (en) * | 2002-03-27 | 2003-10-02 | Sumitomo Eaton Nova Corporation | Ion beam charge neutralizer and method therefor |
| RU2224050C2 (en) * | 1998-03-31 | 2004-02-20 | Н.В.Бекарт С.А. | Method and apparatus for deposition of biaxially oriented textured coatings |
| EA200600112A1 (en) * | 2003-06-27 | 2006-06-30 | Сэн-Гобэн Гласс Франс | SUBSTRATE COATED BY A LAYER DIELECTRIC, AND METHOD AND DEVICE FOR ITS MANUFACTURE |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0742586B2 (en) * | 1988-05-10 | 1995-05-10 | 松下電器産業株式会社 | Thin film manufacturing method |
| US5136171A (en) * | 1990-03-02 | 1992-08-04 | Varian Associates, Inc. | Charge neutralization apparatus for ion implantation system |
| US5466929A (en) * | 1992-02-21 | 1995-11-14 | Hitachi, Ltd. | Apparatus and method for suppressing electrification of sample in charged beam irradiation apparatus |
| US6313428B1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-11-06 | Advanced Ion Beam Technology, Inc. | Apparatus and method for reducing space charge of ion beams and wafer charging |
| US6740894B1 (en) * | 2003-02-21 | 2004-05-25 | Axcelis Technologies, Inc. | Adjustable implantation angle workpiece support structure for an ion beam implanter utilizing a linear scan motor |
-
2006
- 2006-08-16 EA EA200601832A patent/EA009514B1/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-05-18 CN CN 200710107941 patent/CN101126147B/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-05-18 TW TW96117921A patent/TWI419193B/en not_active IP Right Cessation
- 2007-08-15 JP JP2007211954A patent/JP5241169B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2058428C1 (en) * | 1990-07-24 | 1996-04-20 | Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.В.И.Ульянова (Ленина) | Device for vacuum plating |
| RU2224050C2 (en) * | 1998-03-31 | 2004-02-20 | Н.В.Бекарт С.А. | Method and apparatus for deposition of biaxially oriented textured coatings |
| US6454910B1 (en) * | 2001-09-21 | 2002-09-24 | Kaufman & Robinson, Inc. | Ion-assisted magnetron deposition |
| US20030183780A1 (en) * | 2002-03-27 | 2003-10-02 | Sumitomo Eaton Nova Corporation | Ion beam charge neutralizer and method therefor |
| EA200600112A1 (en) * | 2003-06-27 | 2006-06-30 | Сэн-Гобэн Гласс Франс | SUBSTRATE COATED BY A LAYER DIELECTRIC, AND METHOD AND DEVICE FOR ITS MANUFACTURE |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU170626U1 (en) * | 2016-10-31 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Installation of local ion etching of dielectric surfaces |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101126147B (en) | 2012-12-05 |
| EA200601832A1 (en) | 2008-02-28 |
| JP2008047535A (en) | 2008-02-28 |
| TW200847216A (en) | 2008-12-01 |
| JP5241169B2 (en) | 2013-07-17 |
| TWI419193B (en) | 2013-12-11 |
| CN101126147A (en) | 2008-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6570172B2 (en) | Magnetron negative ion sputter source | |
| JP3860954B2 (en) | Plasma processing apparatus with real-time particle filter | |
| JP6652255B2 (en) | Ion implantation system | |
| EA009514B1 (en) | Method of ion treatment of dielectric surface and device for implementing thereof | |
| US20140124367A1 (en) | Sample preparation apparatus, sample preparation method, and charged particle beam apparatus using the same | |
| RU2653581C2 (en) | Method and device for directing neutral particles beam | |
| JP2008047535A6 (en) | Method for ion beam treatment of dielectric surface and apparatus for performing the method | |
| JP2003073814A (en) | Film forming apparatus | |
| JP2006253190A (en) | Neutral particle beam processing apparatus and method of neutralizing charge | |
| Fadeev et al. | Cleaning of the dielectric surfaces using a controlled gas-discharge source of fast neutral particles | |
| Borisov et al. | Effective processes for arc-plasma treatment in large vacuum chambers of technological facilities | |
| KR101358551B1 (en) | Method of ion beam treatment of dielectric surface and device for implementing this method | |
| JP2003226955A (en) | Method and apparatus for modification surface | |
| RU170626U1 (en) | Installation of local ion etching of dielectric surfaces | |
| KR20130025224A (en) | Sputtering equipment using high density plasma and method thereof | |
| JPH11195397A (en) | Low energy heavy ion three-dimensional radiation method | |
| JPH10242072A (en) | Method and apparatus for preventing laser entrance window from contamination | |
| RU2433081C1 (en) | Method of ion-beam treatment | |
| KR101368573B1 (en) | Multiprocess surface treatment apparatus using linear ion beam source | |
| Kozlov et al. | Vacuum technological equipment for microphotoelectronic production | |
| KR102243549B1 (en) | Apparatus for generating heavy-ion beam and the method of the same | |
| RU2620534C2 (en) | Method of coating and device for its implementation | |
| KR20230050023A (en) | Apparatus for Emitting Ion-beam of Positive Electric Charge | |
| CN114182212A (en) | Method for improving ionization rate in vapor deposition process by using vacuum ultraviolet light | |
| KR20210029072A (en) | Method for cleaning ion beam irradiation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY RU |