RU2773032C1 - Подвижная заслонка подложки для формирования тонких пленок различной конфигурации, получаемых методом вакуумного напыления - Google Patents
Подвижная заслонка подложки для формирования тонких пленок различной конфигурации, получаемых методом вакуумного напыления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773032C1 RU2773032C1 RU2021116371A RU2021116371A RU2773032C1 RU 2773032 C1 RU2773032 C1 RU 2773032C1 RU 2021116371 A RU2021116371 A RU 2021116371A RU 2021116371 A RU2021116371 A RU 2021116371A RU 2773032 C1 RU2773032 C1 RU 2773032C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working chamber
- movable flap
- thin films
- movable
- windows
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title abstract description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 title abstract description 4
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003287 optical Effects 0.000 abstract description 2
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 15
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 101710005651 LRRFIP1 Proteins 0.000 description 1
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000002294 plasma sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к элементам внутрикамерных устройств установок вакуумного напыления и может быть использовано при нанесении металлических и полупроводниковых пленок для покрытия деталей и элементов, применяемых в изделиях электронной, приборостроительной и оптической промышленности, а также для получения экспериментальных и опытных образцов в научно-исследовательской деятельности. Подвижная заслонка установки вакуумного напыления для формирования тонких пленок различной конфигурации характеризуется тем, что она имеет отверстие для ее крепления к механизму ввода и движения внутри рабочей камеры, окна в виде продольной, круглой и поперечной прорезей и окно для напыления на подложку-свидетель, находящееся всегда в открытом положении, и механизм позиционирования, выполненный с возможностью размещения на крышке рабочей камеры установки вакуумного напыления. Механизм позиционирования содержит выполненную с возможностью прикрепления к упомянутой крышке шкалу позиционирования подвижной заслонки внутри рабочей камеры с метками, соответствующими позициям окон в виде продольной, круглой и поперечной прорезей, и стрелку-указатель, показывающую позицию, соответствующую положению подвижной заслонки внутри рабочей камеры и выполненную с возможностью соединения с ответной частью механизма ввода и движения подвижной заслонки снаружи рабочей камеры. Обеспечивается получение тонких пленок с заданной конфигурацией за один технологический цикл без развакуумирования установки, выемки образца и установки маски. 6 ил.
Description
Изобретение относится к элементам внутрикамерных устройств установок вакуумного напыления и может быть использовано при нанесении металлических и полупроводниковых пленок для покрытия деталей и элементов, применяемых в изделиях электронной, приборостроительной и оптической промышленности, а также для получения экспериментальных и опытных образцов в научно-исследовательской деятельности.
Известна установка для ионно-плазменного распыления [SU 247001, опубл. 26.01.1970], содержащая вакуумную камеру, подложку, мишень из распыляемого материала и ионизационную систему, выполненную в виде двух одинаковых электродов - термокатодов.
Недостатками указанного устройства являются отсутствие возможности напыления нескольких материалов в одном технологическом процессе, запыление катода распыляемым материалом, быстрое изнашивание термокатодов, отсутствие системы нагрева и контроля температуры подложек, загрязнение чистых подложек в процессе отпыления мишени, отсутствие магнитной системы, позволяющей создавать плазму высокой интенсивности, что снижает качество распыления.
Известно устройство для ионно-плазменного травления и нанесения тонких пленок [RU 2540318, опубл. 10.02.2015], содержащее вакуумную камеру, в которой расположены анод, выполненный в виде полого прямоугольного параллелепипеда, в отверстиях оснований которого находятся мишень и подложкодержатель, два спиральных термокатода, имеющие полукруглые отражатели, установленные параллельно мишени и подложке. Магнитная система представлена двумя соленоидами, связанными магнитопроводом и установленными рядом с отражателями снаружи камеры.
Недостатками указанного устройства являются отсутствие у подложкодержателя системы нагрева подложек, системы контроля их температуры и заслонок у термокатодов, что приводит к загрязнению распыляемыми материалами термокадодов, а также получаемых образцов при формировании многослойных структур. Отсутствие системы охлаждения мишеней не позволяет использовать данное устройство для работы с легкоплавкими материалами.
Наиболее близким техническим решением, является устройство для ионно-плазменного напыления [патент RU №2691357, приоритет изобретения 09.07.2018, гос. Регистрация 11.06.2019]. Предложена мишень, расположенная в корпусе, дополненная двумя компонентами различных по своим свойствам материалов. На корпусе, сверху имеется экран, оснащенный передвижной заслонкой, позволяющей перемещаясь вперед и назад, поочередно открывать позиции мишени, на которых расположены распыляемые материалы. Данная установка позволяет получать слоистые образцы из трех различных материалов, напыленных поочередно или одновременно в виде сплавов.
Недостатком данного устройства является невозможность получения образцов тонких пленок различной конфигурации.
Техническим результатом заявляемого изобретения является получение тонких пленок с заданной конфигурацией за один технологический цикл, без развакууммирования установки, выемки образца и установки «маски».
Данный технический результат достигается за счет того, что предложена подвижная заслонка для формирования тонких пленок с заданной конфигурацией, получаемых методом вакуумного напыления, оснащенная рабочей камерой с крышкой, контейнером для подложек образца и «свидетеля», контейнеродержателем и узлом ввода механизма движения подвижной заслонки. Заслонка представляет собой титановую пластину сложной конфигурациями со специальными окнами и отверстием для ее крепления к механизму ввода и движения внутри рабочей камеры. К крышке камеры дополнительно крепится шкала позиционирования подвижной заслонки с метками, соответствующими положению подвижной заслонки внутри рабочей камеры. Положение подвижной заслонки внутри рабочей камеры показывается стрелкой-указателем.
Предлагаемое изобретение объясняется чертежами.
На Фиг. 1 представлена схема подвижной заслонки.
На Фиг. 2 представлено расположение подвижной заслонки внутри рабочей камеры, вид сбоку.
На Фиг. 3 представлен контейнер, для подложки и свидетеля.
На Фиг. 4 представлен контейнеродержатель.
На Фиг. 5 представлены элементы механизма позиционирования подвижной заслонки, на крышке рабочей камеры (вид сверху).
На Фиг. 6 представлена схема работы подвижной заслонки внутри рабочей камеры.
1. Подвижная заслонка.
2. Проточка окна продольной конфигурации геометрии пленки (имеет те же геометрические размеры, что и проточка для поперечной конфигурации геометрии пленки).
3. Проточка окна круглой конфигурации.
4. Проточка окна для поперечной конфигурации геометрии пленки.
5. Окно для напыления «свидетеля».
6. Отверстие для крепления подвижной заслонки винтом МЗ, к механизму ввода движения подвижной заслонки внутри рабочей камеры.
7. Механизм ввода движения подвижной заслонки внутри рабочей камеры.
8. Контейнер для подложек образца и «свидетеля».
9. Посадочное место для подложки образца.
10. Посадочное место для подложки «свидетеля».
11. Рабочая камера.
12. Контейнеродержатель в рабочей камере.
13. Стойка контейнеродержателя.
14. Крышка рабочей камеры.
15. Винт М4 крепления шкалы позиционирования подвижной заслонки.
16. Шкала позиционирования подвижной заслонки.
17. Метки на поверхности шкалы, соответствующие положению подвижной заслонки внутри рабочей камеры.
18. Стрелка - указатель, показывающая положение подвижной заслонки внутри рабочей камеры в данный момент времени.
Пример конкретного выполнения:
На Фиг. 1 представлена подвижная заслонка 1, представляющая собой пластину из титана, толщиной 0,5 мм сложной конфигурации. Пластина имеет четыре окна: 2 - окно продольной конфигурации геометрии пленки, 3 - окно круглой конфигурации, 4 - окно для поперечной конфигурации геометрии пленки и окно для напыления «свидетеля» - 5. Также имеется отверстие 6, для крепления корпуса подвижной заслонки винтом МЗ, к механизму ввода движения 7 подвижной заслонки внутри рабочей камеры Фиг. 2. Подвижная заслонка, должна как можно ближе находиться к контейнеру 8, чтобы избежать возможного подпыления осаждаемого материала на подложки вне заданных конфигураций (выставляется и фиксируется по месту). Контейнер 8, Фиг. 3, имеет посадочное место 9 - для подложки образца и посадочное место 10, для подложки «свидетеля». Оба посадочных места имеют одинаковые геометрические размеры и представляют собой ячейки размером 12x12 мм, внутри которых концентрически расположены сквозные проточки - окна размером 10x10 мм. Контейнер 8 помещается внутри рабочей камеры 11, на контейнеродержатель 12, Фиг. 2. На Фиг. 4 представлен сам контейнеродержатель 12, который в свою очередь при помощи винта М4 жестко крепится к стойке контейнеродержателя 13, прикрепленной к крышке 14 внутри рабочей камеры 11, Фиг. 2. Механизм позиционирования подвижной заслонки представлен на Фиг. 5. На крышке 14 рабочей камеры 11 имеется винт М4, позиция 15, которым крепится шкала 16 с нанесенными на ее поверхность метками 17, в соответствии позициям прорезей 2, 3 и 4 окон заданной конфигурации, подвижной заслонки внутри рабочей камеры. Стрелка-указатель 18 показывает какой позиции, соответствует положение подвижной заслонки внутри рабочей камеры в данный момент времени. Настройка и нанесение меток 17 на шкалу 16, к соответствующему положению подвижной заслонки внутри рабочей камеры, производится вручную, по месту при снятой крышке рабочей камеры. Позиция 7, ответная часть механизма ввода движения подвижной заслонки, снаружи рабочей камеры.
Изобретение работает следующим образом:
С рабочей камеры 11 снимают съемную крышку 14. Предварительно подготовленные к использованию подложки образца и «свидетеля», помещают в контейнер 8, на позиции 9 и 10 Фиг. 6. Затем, контейнер 8 размещают на контейнеродержателе 11, Фиг. 2. При необходимости следует отрегулировать точность позиционирования подвижной заслонки 1 относительно шкалы позиционирования 16, Фиг. 5. При правильном позиционировании прорезей окон 2, 3 и 4 подвижной заслонки 1, Фиг. 6, во время последовательного перемещения подвижной заслонки 1 от одной позиции до другой и в обратную сторону, должны строго совпадать с позицией окна напыления образца, посадочное место 9. В то же время стрелка-указатель 18, показывающая положение подвижной заслонки 1 внутри рабочей камеры 11, должна указывать на соответствующее положение 17 на шкале 16, Фиг. 5. Во время данных манипуляций с подвижной заслонкой относительно позиции 9, позиция 10 посадочное место подложки «свидетеля» должна быть всегда в открытом состоянии, о чем будет свидетельствовать открытое окно позиции 5, Фиг. 6. При невыполнении вышеуказанных условий, необходимо провести настройку позиционирования подвижной заслонки 1 и стрелки-указателя 18 в ручном режиме при снятой крышке рабочей камеры. После регулировки подвижной заслонки, нужно убедиться в строгом выполнении условий позиционирования, и только после этого устанавливать съемную крышку 14 на рабочую камеру 11. Произвести откачку воздуха до базового вакуума в рабочей камере 11, при достижении всех нужных параметров рабочей среды и начале процесса напыления пленки подвижная заслонка 1 в данный момент времени, должна находиться в том положении, которое предусмотрено технологическим процессом в приоритете первой позиции т.е. на позиции 9 должна быть открыта прорезь той конфигурации, которая будет напыляться в первую очередь Фиг. 6. Затем, перед тем, как напылить другой материал, необходимо перевести подвижную заслонку 1 на нужную позицию. Для этого достаточно передвинуть стрелку-указатель 18 на соответствующую позицию 17 на шкале 16, Фиг. 5. Таким образом, на подложку образца, позиция 9 можно будет напылить три различных материала с разными геометрическими конфигурациями, а подложка «свидетеля» позиция 10, Фиг. 6 всегда будет в открытом положении при напылении всех трех материалов и следовательно будет иметь толщины всех напыленных материалов во время данного технологического процесса. По толщине материалов «свидетеля», можно судить о толщине напыленного материала образца.
Предложенная подвижная заслонка позволяет сократить затраты на изготовления тонких пленок на вакуумных установках и последующем их изучении. Так, например, для проведения исследования электросопротивления материалов, связанных с толщиной полупроводниковых прослоек между контактами образца, необходимо проводить большое количество технологических манипуляций во время подготовки данного образца к эксперименту. В нашем случае, достаточно получать образцы с переменной толщиной слоев прослойки полупроводника и исследовать их характеристики.
Подвижная заслонка разработана для устройства для ионно-плазменного напыления патент RU №2691357. Использование предложенной подвижной заслонки позволяет получать многослойные тонкие пленки с различной геометрией напыленных слоев различных материалов, за один технологический цикл. То есть, нет необходимости получать многослойные тонкие пленки с нужными материалами, а затем проводить сложнейшие технологические действия по приготовлению необходимой конфигурации изучаемого образца. Например, по химическому травлению, когда возникает риск «перетравить» или «недотравить» напыленные слои определенного материала пленки, а так же возможно нежелательное внедрение в «тело» образца инородных химических элементов. Или проводить ионизационное травление с использованием частичного «маскирования» образца с риском попадания материала «маски» в тело исследуемого образца. Или проведение дорогостоящей фотолитографии.
Claims (1)
- Подвижная заслонка установки вакуумного напыления для формирования тонких пленок различной конфигурации, характеризующаяся тем, что она имеет отверстие для ее крепления к механизму ввода и движения внутри рабочей камеры, окна в виде продольной, круглой и поперечной прорезей и окно для напыления на подложку-свидетель, находящееся всегда в открытом положении, и механизм позиционирования, выполненный с возможностью размещения на крышке рабочей камеры установки вакуумного напыления, при этом механизм позиционирования содержит выполненную с возможностью прикрепления к упомянутой крышке шкалу позиционирования подвижной заслонки внутри рабочей камеры с метками, соответствующими позициям окон в виде продольной, круглой и поперечной прорезей, и стрелку-указатель, показывающую позицию, соответствующую положению подвижной заслонки внутри рабочей камеры и выполненную с возможностью соединения с ответной частью механизма ввода и движения подвижной заслонки снаружи рабочей камеры.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2773032C1 true RU2773032C1 (ru) | 2022-05-30 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2794157C1 (ru) * | 2022-07-19 | 2023-04-12 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Поворотный контейнер подложки с "маской" для формирования тонких пленок различной конфигурации |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2264953B (en) * | 1992-03-10 | 1995-06-28 | Leybold Ag | High-vacuum coating apparatus |
| CN1322162C (zh) * | 2003-07-07 | 2007-06-20 | 株式会社神户制钢所 | 真空蒸镀装置 |
| RU2662914C2 (ru) * | 2016-07-26 | 2018-07-31 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Динамический испаритель твердых растворов |
| RU2691357C1 (ru) * | 2018-07-09 | 2019-06-11 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) | Устройство для ионно-плазменного напыления |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2264953B (en) * | 1992-03-10 | 1995-06-28 | Leybold Ag | High-vacuum coating apparatus |
| CN1322162C (zh) * | 2003-07-07 | 2007-06-20 | 株式会社神户制钢所 | 真空蒸镀装置 |
| RU2662914C2 (ru) * | 2016-07-26 | 2018-07-31 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Динамический испаритель твердых растворов |
| RU2691357C1 (ru) * | 2018-07-09 | 2019-06-11 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) | Устройство для ионно-плазменного напыления |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2794157C1 (ru) * | 2022-07-19 | 2023-04-12 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Поворотный контейнер подложки с "маской" для формирования тонких пленок различной конфигурации |
| RU2818099C1 (ru) * | 2023-07-10 | 2024-04-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Подвижная заслонка подложки для формирования тонких ступенчатых пленок |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107636374B (zh) | 一种波纹管和阀门组件 | |
| USRE41989E1 (en) | Method and apparatus for electronic device manufacture using shadow masks | |
| US20070089676A1 (en) | Arrangement for the vapor deposition on substrates | |
| US10920319B2 (en) | Ceramic showerheads with conductive electrodes | |
| WO2010121931A1 (en) | Pulsed laser deposition with exchangeable shadow masks | |
| CN107039303A (zh) | 通过颜色感测估计晶片上氧化物层还原效率的方法和装置 | |
| RU2773032C1 (ru) | Подвижная заслонка подложки для формирования тонких пленок различной конфигурации, получаемых методом вакуумного напыления | |
| WO2014193100A1 (en) | Method of manufacturing multi-layer thin film, member including the same and electronic product including the same | |
| TW202114016A (zh) | 用於將光罩與基板對準的系統及方法 | |
| JP2011127136A (ja) | スパッタリング装置および、該スパッタリング装置を用いた半導体デバイスの製造方法 | |
| US6808391B2 (en) | Baking apparatus for manufacturing a semiconductor device | |
| US8920618B2 (en) | Combinatorial processing using high deposition rate sputtering | |
| CN108456856B (zh) | 用于基材的真空涂布的箱式涂布设备 | |
| US8974649B2 (en) | Combinatorial RF bias method for PVD | |
| US20140174910A1 (en) | Sputter Gun Shield | |
| US11387085B2 (en) | Multicathode deposition system | |
| US20140174911A1 (en) | Methods and Systems for Reducing Particles During Physical Vapor Deposition | |
| JP2002033283A (ja) | コンビナトリアルデバイス作製装置 | |
| US6444103B1 (en) | Method and apparatus for thin film deposition using an active shutter | |
| US20140174907A1 (en) | High Deposition Rate Chamber with Co-Sputtering Capabilities | |
| US20140147593A1 (en) | Liquid Cooled Sputter Apertured Shields | |
| RU2754147C1 (ru) | Подвижная заслонка для формирования тонких пленок переменной толщины, получаемых методом вакуумного напыления | |
| Hsing | Design, fabrication, and characterization of a compact magnetron sputtering system for micro/nano fabrication | |
| SU603701A1 (ru) | Установка дл ионного распылени | |
| EP1022561A2 (en) | Manufacturing method for integrated sensor arrays |