RU2026411C1 - Method for applying coating of preset thickness shape to flat substrate movable at a constant rate - Google Patents

Method for applying coating of preset thickness shape to flat substrate movable at a constant rate Download PDF

Info

Publication number
RU2026411C1
RU2026411C1 SU4940246A RU2026411C1 RU 2026411 C1 RU2026411 C1 RU 2026411C1 SU 4940246 A SU4940246 A SU 4940246A RU 2026411 C1 RU2026411 C1 RU 2026411C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substrate
coating
screen
coordinates
determined
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Вульфович Гутман
Original Assignee
Борис Вульфович Гутман
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Борис Вульфович Гутман filed Critical Борис Вульфович Гутман
Priority to SU4940246 priority Critical patent/RU2026411C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2026411C1 publication Critical patent/RU2026411C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

FIELD: microelectronics. SUBSTANCE: process in which a stationary adjusting screen placed intermediate of the source of the particles to be deposited and the substrate ensures that every point of the latter stays in the coating site sufficiently long for a coating of preset thickness to be applied. The screen has its configuration adapted to every type of the preset coating shape. For this purpose pre-measured is the thickness distribution of the coating applied on the stationary substrate without a screen this distribution being specific to the particular source of particles to be deposited. The necessary mathematical equations are included. EFFECT: preset thickness distribution of coating at the substrate surface in the direction perpendicular to the movement of the latter provided that in the direction of the substrate movement the coating thickness is constant. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к нанесению покрытий прямолинейно распространяющимся потоком частиц, например испарением в вакууме или ионным распылением, и может быть применено в технологии микроэлектроники, интегральной оптики и в технологии оптических покрытий тогда, когда требуется получение заданного профиля толщины покрытия по поверхности подложки. The invention relates to coating by a linearly propagating stream of particles, for example, evaporation in vacuum or ion sputtering, and can be applied in the technology of microelectronics, integrated optics and in the technology of optical coatings when it is necessary to obtain a given profile of the thickness of the coating on the surface of the substrate.

Известны изобретения (патенты NN 60-430, 59-40225, 59-40226, 53-39862, 53-33531, 63-60272 - Япония; 2476682 - Франция; 4315960 - США, 219044 - ГДР, авт. св. N 1093012 - СССР), в которых с целью получения требуемого профиля толщины покрытия на подложке используются подвижные или неподвижные относительно подложки экраны. Known inventions (patents NN 60-430, 59-40225, 59-40226, 53-39862, 53-33531, 63-60272 - Japan; 2476682 - France; 4315960 - USA, 219044 - GDR, ed. St. N 1093012 - USSR), in which, in order to obtain the desired profile of the thickness of the coating on the substrate, movable or stationary screens relative to the substrate are used.

Недостатками этих изобретений являются:
отсутствие метода точного определения формы экрана, необходимой для получения конкретного заданного профиля толщины покрытия;
ограниченность их применения только для некоторых видов заданного профиля, главным образом для равномерных по толщине покрытий;
ограниченность их применения только для частных случаев движения подложки, например только для вращательного или только для поступательного движения;
отсутствие учета естественного распределения плотности потока осаждаемых частиц в пространстве, свойственного данному источнику этих частиц, что приводит к увеличению погрешности полученного профиля по отношению к заданному.
The disadvantages of these inventions are:
the lack of a method for accurately determining the shape of the screen necessary to obtain a specific predetermined coating thickness profile;
the limitations of their use only for certain types of a given profile, mainly for coatings uniform in thickness;
the limitation of their use only for special cases of substrate motion, for example, only for rotational or only for translational motion;
the absence of taking into account the natural distribution of the flux density of the deposited particles in the space characteristic of this source of these particles, which leads to an increase in the error of the obtained profile with respect to the given one.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ нанесения покрытий, содержащийся в патенте N 33068870 (ФРГ), который учитывает исходное распределение толщины покрытия, полученное без экрана. Closest to the proposed invention is the coating method contained in patent N 33068870 (Germany), which takes into account the initial distribution of the thickness of the coating obtained without a screen.

Недостатками этого способа являются:
возможность применения только в случае аксиально-симметричных потоков осаждаемых частиц;
возможность применения только для случая вращения подложки вокруг собственной оси, совпадающей с осью потока.
The disadvantages of this method are:
the possibility of application only in the case of axially symmetric flows of deposited particles;
the possibility of application only for the case of rotation of the substrate around its own axis, coinciding with the axis of the flow.

Целью изобретения является расширение области применения способа получения покрытий заданного профиля и повышения его точности. Оно может быть использовано для произвольного вида заданного профиля толщины покрытия в направлении, перпендикулярном движению подложки, при постоянстве толщины в направлении ее движения; произвольного распределения плотности потока осаждаемых частиц в пространстве, т.е. для любых источников этого потока; поступательного и вращательного движения подложки, т.е. для широкого круга типов напылительного оборудования. The aim of the invention is to expand the scope of the method for producing coatings of a given profile and increase its accuracy. It can be used for any kind of a given profile of the thickness of the coating in the direction perpendicular to the movement of the substrate, with a constant thickness in the direction of its movement; arbitrary distribution of the flux density of the deposited particles in space, i.e. for any sources of this stream; translational and rotational motion of the substrate, i.e. for a wide range of types of spraying equipment.

Достигается это тем, что
1. Предварительно измеряется распределение (профиль) толщины покрытия (Q0), полученного на неподвижной подложке без экрана в стационарном режиме, т.е. при постоянном во времени потоке. Подложка при этом должна перекрывать всю зону нанесения, т.е. область в плоскости подложки, где интенсивность потока осаждаемых частиц не равна нулю, и должно быть зафиксировано время нанесения t0. Измерения производятся в точках (Xi, Yк) подложки с постоянным шагом ( ΔХ, ΔY) по обеим взаимно перпендикулярным обобщением координатам подложки, причем ось Y совпадает с направлением возможного движения подложки. При поступательном движении подложки X, Y совпадают с декартовыми координатами подложки X, Y при вращательном движении X = r, Y = α, где α - угол поворота подложки;
r - радиус вращения i-й точки подложки.
This is achieved by the fact that
1. The distribution (profile) of the thickness of the coating (Q 0 ) obtained on a stationary substrate without a screen in a stationary mode is previously measured, i.e. at a constant flow in time. In this case, the substrate should cover the entire application zone, i.e. the area in the plane of the substrate, where the flow rate of the deposited particles is not equal to zero, and the application time t 0 should be fixed. Measurements are made at points (X i , Y k ) of the substrate with a constant step (ΔX, ΔY) along both mutually perpendicular generalizations to the coordinates of the substrate, and the Y axis coincides with the direction of possible movement of the substrate. With the translational motion of the substrate, X, Y coincide with the Cartesian coordinates of the substrate X, Y with rotational motion X = r, Y = α, where α is the angle of rotation of the substrate;
r is the radius of rotation of the i-th point of the substrate.

2. По измеренной толщине Q0(xiyк) и времени вычисляется скорость осаждения покрытия
qo(xiyk) =

Figure 00000001

3. Полученные зависимости q0 (xiyк) для каждого значения Xi в общем случае аппроксимируются кусочно-линейным приближением, по которому вычисляются суммы вида
Δy
Figure 00000002
Figure 00000003
(xiyk) , где
Figure 00000004
(xiyк) - средняя скорость осаждения на k-ом промежутке,
n0 - количество интервалов разбиения по оси Y.2. Based on the measured thickness Q 0 (x i y k ) and time, the deposition rate of the coating is calculated
q o (x i y k ) =
Figure 00000001

3. The obtained dependences q 0 (x i y k ) for each value of X i in the general case are approximated by a piecewise linear approximation by which sums of the form are calculated
Δy
Figure 00000002
Figure 00000003
(x i y k ), where
Figure 00000004
(x i y k ) is the average deposition rate on the kth gap,
n 0 is the number of partitioning intervals along the Y axis.

4. По значениям Δy

Figure 00000005
Figure 00000006
(xiyk) и заданному профилю ( φ3(xi)) вычисляются отношения вида Δy
Figure 00000007
Figure 00000008
(xiyk)
Figure 00000009
(xi) наименьшее из которых принимается за коэффициент (постоянный) С.4. By the values of Δy
Figure 00000005
Figure 00000006
(x i y k ) and a given profile (φ 3 (x i )), relations of the form Δy
Figure 00000007
Figure 00000008
(x i y k )
Figure 00000009
(x i ) the smallest of which is taken as a coefficient (constant) C.

5. По полученным данным вычисляются координаты границы экрана (Yэi= Yэ(xi), обеспечивающего при движении подложки с постоянной скоростью заданный профиль толщины покрытия по формуле
yэi=

Figure 00000010
где
ai =
Figure 00000011

bi =
Figure 00000012

ni - предел суммирования, определяемый из неравенств
Figure 00000013
Figure 00000014

6. По расчетным значениям Yэi изготавливается плоский экран, который устанавливается в плоскости, параллельной плоскости подложки так, чтобы между экраном и подложкой оставался зазор, обеспечивающий отсутствие трения между ними.5. Based on the data obtained, the coordinates of the screen boundary are calculated (Y ei = Y e (x i) , which provides the specified profile of the thickness of the coating when the substrate moves at a constant speed according to the formula
y ei =
Figure 00000010
Where
a i =
Figure 00000011

b i =
Figure 00000012

n i is the summation limit determined from the inequalities
Figure 00000013
Figure 00000014

6. Based on the calculated values of Y ei , a flat screen is made, which is installed in a plane parallel to the plane of the substrate so that there is a gap between the screen and the substrate, ensuring no friction between them.

На фиг. 1 показана схема процесса нанесения с применением корректирующего экрана. In FIG. 1 shows a diagram of the application process using a correction screen.

Она содержит движущую подложку 1, корректирующий экран 2, границу зоны нанесения 3, поток осаждаемых частиц 4, источник осаждаемых частиц 5. It contains a moving substrate 1, a correction screen 2, the boundary of the deposition zone 3, the flow of the deposited particles 4, the source of the deposited particles 5.

7. Проводится нанесение покрытия при произвольной постоянной скоростью подложки и произвольном по стационарном режиме работы источника осаждаемых частиц. Скорость движения подложки ограничена неравенством U ≥ Uкр, где Uкр - такая скорость подложки, при которой заданный профиль толщины покрытия достигается за один проход зоны нанесения.7. Coating is carried out at an arbitrary constant substrate speed and a source of deposited particles that is random in a stationary mode of operation. The speed of movement of the substrate is limited by the inequality U ≥ U cr , where U cr is the speed of the substrate at which a given coating thickness profile is achieved in one pass of the deposition zone.

Каждая подложка должна проходить зону нанесения целое число раз. Each substrate must pass the application area an integer number of times.

8. Если при каких-то Xi оказывается ai = 0, то соответствующие значения Yэi определяются по формуле
yэi = yni +

Figure 00000015
.8. If for some X i it turns out a i = 0, then the corresponding values of Y ei are determined by the formula
y ei = y ni +
Figure 00000015
.

9. В некоторых частных случаях расчет формы экранов упрощается, а именно:
a) если имеет место симметрия потока осаждаемых частиц относительно прямой, перпендикулярной к направлению движения подложки и проходящей через центр зоны нанесения, то ось Х целесообразно совместить с этой прямой, причем индекс ni определяется из неравенств

Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
а искомые значения Yэi по формуле
yэi=
Figure 00000019
, что дает двойное сокращение измерений и вычислений. Экран при этом условии становится двойным, симметричным относительно оси Х (см. фиг.2 и пример расчета);
б) в случае аналитически выраженных зависимостей q0(xiy) от координаты Y, т.е. при
q0(XiY) = fi(y), где fi(y) - известная вычисленная функция или функция, полученная аппроксимацией измеренных значений, то искомые координаты границы экрана определяются из уравнений
Figure 00000020
f(y)dy = Cφз(xi),
в) если при тех же условиях (n "δ ") функции fi(y) имеют один и тот же вид для всех Xi, то yэ(x) определяется из уравнения
Figure 00000021
f(y)dy = Cφз(x),
г) наконец, если q0(xiy) = Ci = const, то значения Yэ(х) находятся по формуле
yэ(xi) = C
Figure 00000022
.9. In some special cases, the calculation of the shape of the screens is simplified, namely:
a) if there is a symmetry of the flow of the deposited particles with respect to a straight line perpendicular to the direction of motion of the substrate and passing through the center of the deposition zone, it is advisable to combine the X axis with this straight line, and the index n i is determined from the inequalities
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
and the desired values of Yei according to the formula
y ei =
Figure 00000019
, which gives a double reduction in measurements and calculations. The screen under this condition becomes double, symmetrical about the X axis (see figure 2 and an example of calculation);
b) in the case of analytically expressed dependences q 0 (x i y) on the Y coordinate, i.e. at
q 0 (X i Y) = f i (y), where f i (y) is a known calculated function or a function obtained by approximating the measured values, then the desired coordinates of the screen boundary are determined from the equations
Figure 00000020
f (y) dy = Cφ s (x i ),
c) if under the same conditions (n "δ") the functions f i (y) have the same form for all X i , then y e (x) is determined from the equation
Figure 00000021
f (y) dy = Cφ s (x),
d) finally, if q 0 (x i y) = C i = const, then the values of Y e (x) are found by the formula
y e (x i ) = C
Figure 00000022
.

В качестве примера рассмотрим определение формы экрана для случая аксиально-симметричного распределения потока (поток частиц, создаваемый круглым магнетроном), ось которого не совпадает с осью вращения подложки. As an example, we consider the definition of the screen shape for the case of an axially symmetric flow distribution (particle flux created by a round magnetron), whose axis does not coincide with the axis of rotation of the substrate.

На фиг.2 показана схема процесса. Figure 2 shows a diagram of the process.

Она имеет вращающую подложку 1, корректирующие экраны 2; границу зоны нанесения 3, поток осаждаемых частиц 4, круглый (симметричный) магнетрон 5. It has a rotating substrate 1, correction screens 2; the boundary of the deposition zone 3, the flow of deposited particles 4, round (symmetric) magnetron 5.

При этих условиях поток оказывается симметричным и относительно прямой, соединяющий центр симметрии потока с центром вращения подложки, и при форме зоны нанесения в виде сектора с центральным углом 90ооказывается достаточным измерение толщины пленки (Q0) только по половине зоны нанесения, т. е. в секторе с углом 45о (п.8а).Under these conditions, the flow is symmetrical and relatively straight line connecting the center of symmetry of the flow from the substrate rotation center, and shape of the zone of application in the form of a sector with a central angle 90 is sufficient measurement of the film thickness (Q 0) only by half of the application zone, ie. F . in a sector with an angle of 45 about (item 8a).

Все эти условия реализуются в установке SCM-600 с круглым магнетроном и вращением подложек с постоянной скоростью. Именно в этой установке для получения исходного распределения потока (q0(r,α ) было проведено нанесение пленки сплава Al + Ti на неподвижную подложку.All these conditions are realized in the SCM-600 setup with a round magnetron and substrate rotation at a constant speed. In this installation, in order to obtain the initial flow distribution (q 0 (r, α), an Al + Ti alloy film was deposited on a fixed substrate.

Данные измерений толщины (в мкм) для ширины подложки приведены в табл. 1. The thickness measurements (in microns) for the width of the substrate are given in table. 1.

rmax - rmin = 220 - 120 = 100 мм, где ΔY = Δ α = 5o = 0,087266 рад;
ΔХ = Δ r = 10 мм;
n0 = 9 ( αno = 45о)
t0 = 540 c
В табл. 2 для каждого ri подсчитаны суммы

Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
= Δα
Figure 00000026
Figure 00000027
и найдены отношения
Δα
Figure 00000028
Figure 00000029
Figure 00000030
для φ3(r), вид которой приведен на фиг.3,б.r max - r min = 220 - 120 = 100 mm, where ΔY = Δ α = 5 o = 0.087266 rad;
ΔX = Δ r = 10 mm;
n 0 = 9 (α no = 45 о )
t 0 = 540 s
In the table. 2 for each ri sums are calculated
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
= Δα
Figure 00000026
Figure 00000027
and found relationships
Δα
Figure 00000028
Figure 00000029
Figure 00000030
for φ 3 (r), the form of which is shown in figure 3, b.

Из данных таблицы видно, что наименьшие значения этих отношений соответствуют ri = 120 мм и составляют С = 2,061 ˙10-3 с-1.The table shows that the smallest values of these ratios correspond to r i = 120 mm and amount to C = 2.061 × 10 −3 s −1 .

На основании данных табл. 1 и 2 рассчитаны значения ai, bi, ni и по формуле п.8а найдены искомые значения αэi, приведенные в табл. 2. Форма экранов показана на фиг.3, а. Экспериментальная проверка способа проводилась соответственно в той же установке SCM-600 и с той же мишенью магнетрона (Al + Ti). Было изготовлено два образца пленок на подложках размером 90 х 60 мм2, установленных на расстоянии от центра вращения rmin = 125 мм, rmax = 215 мм.Based on the data table. 1 and 2, the values of a i , b i , n i are calculated and, using the formula in p.8a, the desired values of α ei are found , which are given in table. 2. The shape of the screens is shown in figure 3, a. An experimental verification of the method was carried out respectively in the same SCM-600 setup and with the same magnetron target (Al + Ti). Two samples of films were produced on substrates measuring 90 x 60 mm 2 installed at a distance from the center of rotation r min = 125 mm, r max = 215 mm.

В табл. 3 приведены в абсолютных и относительных единицах заданные и измеренные толщины пленок, полученных нанесением на вращающуюся подложку при наличии экрана. В этой таблице: φ3max - максимальная заданная толщина, мкм; Qи - измеренная толщина полученной пленки, мкм; Qиmax - максимальная измеренная толщина, мкм; Δ - абсолютное отклонение полученной толщины от заданного значения (в относительных единицах); δ - относительное отклонение толщины полученной пленки от заданного значения, %.In the table. Figure 3 shows in absolute and relative units the set and measured thicknesses of the films obtained by applying to a rotating substrate in the presence of a screen. In this table: φ 3max - maximum specified thickness, microns; Q and - the measured thickness of the obtained film, microns; Q and max - maximum measured thickness, microns; Δ is the absolute deviation of the obtained thickness from a given value (in relative units); δ is the relative deviation of the thickness of the obtained film from a given value,%.

Из данных табл. 3 видно, что максимальная относительная погрешность получения заданного профиля не превышает 8% при средней величине погрешности

Figure 00000031
= 2,41%.From the data table. Figure 3 shows that the maximum relative error in obtaining a given profile does not exceed 8% with an average error
Figure 00000031
= 2.41%.

В качестве второго примера рассмотрим плазменное напыление резистивной пленки, для которой необходимо постоянство удельного поверхностного сопротивления (ρ ), а следовательно, и толщины по всей поверхности подложки, движущейся поступательно с постоянной скоростью. As a second example, we consider plasma deposition of a resistive film, which requires constant surface resistivity (ρ), and hence the thickness over the entire surface of the substrate, moving translationally at a constant speed.

Пусть распределение ρo(xiyк) по пленке, напыленной на неподвижную подложку с круглой мишени, имеет вид параболоида вращения с осью, совпадающей с осью симметрии мишени. Тогда
1) для всех Х:
ρoiy) = ay2 + b(x) (фиг.4, а)
2) коэффициенты "а" парабол не зависят от Х, а коэффициенты "b" есть функция х: b(x) = ax2 + b(o)
3) коэффициенты "а" и "b" зависят от времени, но решения зависит только от

Figure 00000032
= α , которое не зависит от времени.Let the distribution ρ o (x i y k ) over the film sprayed onto a fixed substrate with a circular target have the form of a paraboloid of revolution with an axis coinciding with the axis of symmetry of the target. Then
1) for all X:
ρ o (x i y) = ay 2 + b (x) (Fig. 4, a)
2) the coefficients “a” of the parabolas are independent of X, and the coefficients “b” are a function of x: b (x) = ax 2 + b (o)
3) the coefficients "a" and "b" depend on time, but the solution depends only on
Figure 00000032
= α, which does not depend on time.

В этом случае скорость осаждения для всех х выражается как
qoi =

Figure 00000033
= f (y) , где ρo(xiyк) - удельное поверхностное сопротивление пленки, напыленной за единицу времени;
Со - постоянная.In this case, the deposition rate for all x is expressed as
q oi =
Figure 00000033
= f (y), where ρ o (x i y k ) is the specific surface resistance of the film deposited per unit time;
C o is a constant.

Согласно формуле п.8в

Figure 00000034
f(y)dy = Co
Figure 00000035
Figure 00000036
= C
Figure 00000037
arctg
Figure 00000038
y
Figure 00000039
Figure 00000040
= Cφз(x)
Figure 00000041
f(y)dy = Co
Figure 00000042
= C
Figure 00000043
arctg
Figure 00000044
y
Figure 00000045
Figure 00000046
= Cφз(x),
где Y0 - координата границы зоны нанесения;
Х0 - полуширина подложки (см. фиг.4б), и, следовательно;
Figure 00000047
arctg
Figure 00000048
y
Figure 00000049
Figure 00000050
=
Figure 00000051
arctg
Figure 00000052
y
Figure 00000053
Figure 00000054
,
откуда
yэ(x) = ±
Figure 00000055
tg(φ
Figure 00000056
), где
φ =
Figure 00000057
, при х0 = 5 и y = 7; φ = 0,0593.According to the formula p.8v
Figure 00000034
f (y) dy = C o
Figure 00000035
Figure 00000036
= C
Figure 00000037
arctg
Figure 00000038
y
Figure 00000039
Figure 00000040
= Cφ s (x)
Figure 00000041
f (y) dy = C o
Figure 00000042
= C
Figure 00000043
arctg
Figure 00000044
y
Figure 00000045
Figure 00000046
= Cφ s (x),
where Y 0 is the coordinate of the border of the application zone;
X 0 is the half-width of the substrate (see fig.4b), and therefore;
Figure 00000047
arctg
Figure 00000048
y
Figure 00000049
Figure 00000050
=
Figure 00000051
arctg
Figure 00000052
y
Figure 00000053
Figure 00000054
,
where from
y e (x) = ±
Figure 00000055
tg (φ
Figure 00000056
) where
φ =
Figure 00000057
, at x 0 = 5 and y = 7; φ = 0.0593.

Данные измерений ρo(х, y) приведены в табл. 4. Там же даны расчетные значения коэффициентов "а" и "b" и среднее значение а.The measurement data ρ o (x, y) are given in table. 4. The calculated values of the coefficients "a" and "b" and the average value of a are also given there.

В табл. 5 приведены расчетные значения

Figure 00000058
tg(
Figure 00000059
) и искомые значения Yэ(х). Схема процесса и вид соответствующих экранов показаны на фиг.4,а,б, где все обозначения аналогичны обозначениям на фиг.1.In the table. 5 shows the calculated values
Figure 00000058
tg (
Figure 00000059
) and the desired values of Y e (x). The process diagram and view of the respective screens are shown in Figs.

По сравнению с известным предлагаемое изобретение обладает следующими преимуществами:
является универсальным, т.е. позволяет получать любые профили толщины покрытия в направлении, перпендикулярном движению подложки;
может быть применено при любых источниках потока осаждаемых частиц, если только эти частицы распространяются прямолинейно как при поступательном, так и при вращательном движении подложки, т.е. для широкого круга типов оборудования.
Compared with the known, the present invention has the following advantages:
is universal, i.e. allows you to get any profiles of the thickness of the coating in the direction perpendicular to the movement of the substrate;
can be applied to any sources of the flow of the deposited particles, provided that these particles propagate linearly both during translational and rotational motion of the substrate, i.e. for a wide range of equipment types.

Claims (2)

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ЗАДАННОГО ПРОФИЛЯ ТОЛЩИНЫ НА ПЛОСКУЮ ПОДЛОЖКУ, ДВИЖУЩУЮСЯ С ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТЬЮ, заключающийся в том, что между источником осаждаемых частиц и подложкой параллельно плоскости ее движения устанавливают корректирующий экран, предварительно рассчитав координаты его границ, и наносят покрытие, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа и повышения его точности, расчет координат границы экрана Yэ(Xi), ггде (X, Y) - система ортогональных обобщенных координат, ось Y которой совпадает с направлением движения подложки, ведут на основании заранее измеренного распределения толщины покрытия Q0(Xi,Yk), нанесенного на неподвижную подложку без экрана в стационарном режиме источника за время t0 при постоянном шаге точек измерения ΔY = Yk+1-Yk, по которому вычисляют скорость осаждения покрытия
Figure 00000060

и отношения вида
Figure 00000061

где
Figure 00000062
- средняя скорость осаждения покрытия на интервале [Yk - 1, Yk];
n0 - количество интервалов между точками измерения Q0(Xi, Yk) по оси Y;
φ3(Xi) - значение заданной толщины покрытия при X = Xi,
и наименьшие из этих отношений принимает за постоянный коэффициент C в формуле вычисления искомых координат границы экрана
Figure 00000063

где
Figure 00000064

Figure 00000065

ni - предел суммирования, определяемый из неравенства
Figure 00000066

Figure 00000067

причем, если при некоторых Xi
ai = 0,
то вычисление Yэ(Xi) производят по формуле
Figure 00000068

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае симметрии потока осаждаемых частиц относительно прямой, перпендикулярной к направлению движения подложки и проходящей через центр зоны нанесения, ось X совмещают с этой прямой, индекс ni определяют из неравенства
Figure 00000069

а искомые координаты Yэ(Xi) - по формуле
Figure 00000070

причем экран становится двусторонним, симметричным относительно оси X.
A METHOD FOR APPLYING A COVER OF A PROPOSED THICKNESS PROFILE ON A PLANE SUBSTRATE, MOVING WITH A CONSTANT SPEED, consisting in the fact that between the source of the deposited particles and the substrate parallel to the plane of its motion, a corrective screen is installed, having previously calculated the coordinates of its boundaries, and then applied, the purpose of expanding the scope of the method and increasing its accuracy, the calculation of the coordinates of the screen boundary Y e (X i ), where (X, Y) is a system of orthogonal generalized coordinates, the Y axis of which coincides with the direction the motion of the substrate, based on a pre-measured distribution of the coating thickness Q 0 (X i , Y k ) deposited on a fixed substrate without a screen in the stationary mode of the source for a time t 0 with a constant step of the measurement points ΔY = Y k + 1 -Y k by which the deposition rate of the coating is calculated
Figure 00000060

and relationships of the kind
Figure 00000061

Where
Figure 00000062
- the average deposition rate of the coating on the interval [Y k - 1 , Y k ];
n 0 is the number of intervals between measurement points Q 0 (X i , Y k ) along the Y axis;
φ 3 (X i ) is the value of a given coating thickness at X = X i ,
and the smallest of these relations is taken as a constant coefficient C in the formula for calculating the desired coordinates of the screen boundary
Figure 00000063

Where
Figure 00000064

Figure 00000065

n i is the summation limit determined from the inequality
Figure 00000066

Figure 00000067

moreover, if for some X i
a i = 0,
then the calculation of Y e (X i ) is performed according to the formula
Figure 00000068

2. The method according to p. 1, characterized in that in the case of symmetry of the flow of the deposited particles relative to a straight line perpendicular to the direction of motion of the substrate and passing through the center of the deposition zone, the X axis is combined with this straight line, index n i is determined from the inequality
Figure 00000069

and the desired coordinates Y e (X i ) according to the formula
Figure 00000070

moreover, the screen becomes two-sided, symmetrical about the X axis.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае аналитически выраженных зависимостей q0(XiY) = fi(Y), где fi(Y) - известная функция, координаты границы экраны определяют из уравнений
Figure 00000071

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае, когда функции fi(Y) имеют один и тот же вид для всех Xi, значения Yэ(X) определяют из уравнения
Figure 00000072

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при q0(XiY) = C1 = const значения Yэ(X) определяют из уравнения
Figure 00000073
3. The method according to claim 1, characterized in that in the case of analytically expressed dependencies q 0 (X i Y) = f i (Y), where f i (Y) is a known function, the coordinates of the screens are determined from the equations
Figure 00000071

4. The method according to claim 1, characterized in that in the case when the functions f i (Y) have the same form for all X i , the values of Y e (X) are determined from the equation
Figure 00000072

5. The method according to claim 1, characterized in that when q 0 (X i Y) = C 1 = const, the values of Y e (X) are determined from the equation
Figure 00000073
SU4940246 1991-05-31 1991-05-31 Method for applying coating of preset thickness shape to flat substrate movable at a constant rate RU2026411C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4940246 RU2026411C1 (en) 1991-05-31 1991-05-31 Method for applying coating of preset thickness shape to flat substrate movable at a constant rate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4940246 RU2026411C1 (en) 1991-05-31 1991-05-31 Method for applying coating of preset thickness shape to flat substrate movable at a constant rate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2026411C1 true RU2026411C1 (en) 1995-01-09

Family

ID=21576638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4940246 RU2026411C1 (en) 1991-05-31 1991-05-31 Method for applying coating of preset thickness shape to flat substrate movable at a constant rate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2026411C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1093012, кл. C 23C 14/00, 1980. *
2. Заявка Японии N 62-7264, кл. C 23C 14/26, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6524449B1 (en) Method and system for producing sputtered thin films with sub-angstrom thickness uniformity or custom thickness gradients
RU2026411C1 (en) Method for applying coating of preset thickness shape to flat substrate movable at a constant rate
Rattunde et al. Surface smoothing by energetic cluster impact
EP0966006B1 (en) Method for manufacturing a capacitor
Lindau The groove profile formation of holographic gratings
Broadway et al. Achieving desired thickness gradients on flat and curved substrates
US6447653B1 (en) Method of shaping a flux mask and process of sputtering with the shaped flux mask
TW593725B (en) Coating device and method
Rasigni et al. Study of surface roughness for thin films of CaF2 deposited on glass substrates
Broadway et al. Controlling thin film thickness distribution in two dimensions
KR970003828B1 (en) Collimator
Hong et al. A simulation model for thickness profile of the film deposited using planar circular type magnetron sputtering sources
US20220074038A1 (en) Method of manufacturing a linearly variable optical filter
Bruijn et al. Automatic deposition of multilayer X-ray coatings with laterally graded d-spacing
WO2016149560A9 (en) Anode shield
Abzalova et al. Depositing uniform-thickness coatings on large surfaces by means of electron-beam evaporation in vacuum
RU2087861C1 (en) Method testing parameters of film coat in process of change of film thickness on backing and device for its implementation
Martsinukov et al. Distribution of coating thickness applied by magnetron sputtering
James et al. An investigation into the use of a simple model for thickness uniformity on horizontal surfaces to describe thickness variations on vertical substrates
Karasev et al. Possibilities of forming optical coatings by vacuum evaporation
Morawe et al. X-ray mirror figure correction using differential deposition
Albertinetti et al. Sputter distribution of a large scale ion beam coater
James et al. A simple model for the prediction of coating thickness uniformity from limited measured data
Hoffman et al. Depth profiling of an ion plated interface by ion scattering spectrometry
EP0041083A1 (en) Method of making a thin film