Устройство для нанесения покрытий в вакууме
Изобретение может быть использовано для получения активных и пассивных слоев методом термического испарения материала в вакууме. Цель изобретения - улучшение качества покрытия и увеличение коэффициента использования материала покрытия. Устройство содержит подложкодержатель 1, испаритель 3, установленный напротив него, формирователь 4 потока пара, выполненный в виде коаксиально расположенных усеченных конусов 5, стенки 6 которых образуют каналы 7 для выхода пара. Совпадение оси формирователя 4 с центром подложкодержателя 1, схождение осей каналов 7 в кольцевой зоне на подложкодержателе 1, радиус которой равен (0,6-0,9)R, где R - радиус подложкодержателя 1, размещение подложкодержателя 1 на расстоянии L
2R от формирователя 4 и уменьшении длины стенок 6 соседних каналов 7 от центра к периферии формирователя в 1,1-1,4 раза, позволяет получить равномерное покрытие на неподвижной подложке, уменьшив при этом количество испаряемого материала покрытия. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано для получения активных и пассивных слоев при изготовлении микроэлектронных приборов, для нанесения оптических покрытий и т.п. Цель изобретения - улучшение качества покрытий и увеличение коэффициента использования материала покрытия за счет оптимизации зоны разлета паров, что позволяет получить равномерное покрытие при минимальном расходе материала покрытия. На чертеже схематично изображена конструкция устройства. Устройство содержит подложкодержатель 1, на котором закреплена подложка 2, испаритель 3, расположенный напротив подложкодержателя 1, формирователь 4 потока пара закреплен на испарителе 3 и выполнен в виде коаксиально расположенных полых усеченных конусов 5, стенки 6 которых образуют каналы 7 для выхода пара. Количество каналов 7 формирователя 4 может быть различным, для подложек диаметром 125-150 мм достаточно 2-3 каналов. Ось формирователя 4 направлена в центр подложкодержателя 1. Испаряемый материал 8 расположен в испарителе 3. Конструктивные параметры испарителя 3 выбираются следующим образом. Центры подложкодержателя 1 и формирователя 4 совпадают, оси каналов 7 на подложкодержателе 1 с подложкой 2 сходятся в кольцевой зоне, радиус которой равен (0,6-0,9)R, где R - радиус подложкодержателя, мм, расстояние L - от подложкодержателя 1 до формирователя 4 выбирается из выражения L 2R, а длина стенок соседних каналов 7 уменьшается от центра к периферии формирователя в 1,1-1,4 раза. Равномерность покрытия по толщине достигается тем, что на периферию подложки направляют поток пара испаряемого вещества более интенсивный, чем на ее центр. Для этого оси всех каналов формирователя направлены в одну зону подложкодержателя за пределами его центра. Кроме того, длины стенок каналов уменьшаются к периферии формирователя. Удлиненные стенки центральных каналов отклоняют часть потока к периферии подложки. Повышение коэффициента использования материала покрытия обеспечивается за счет того, что каналы формирователя фокусируют поток пара в основном на подложку, а не вне ее. Когда оси каналов направлены в зону подложкодержателя, расположенную на расстоянии ближе 0,6R от его центра, то перекрытие потоков пара от каналов формирователя в центре подложки велико и там наблюдается максимальная толщина покрытия, при этом разница толщины в центре и у краев превышает 30%. Когда оси каналов направлены в зону подложкодержателя, расположенную на расстоянии более 0,9R от его центра, то перекрытие потоков пара в центре подложки и неравномерность толщины покрытия уменьшаются, но разница толщин в центре и у краев все еще не ниже 15%, и при этом возрастают непроизвольные потери испаряемого материала за счет его осаждения за пределами подложки. Когда длины стенок соседних каналов уменьшаются от центра к периферии формирователя менее чем в 1,1 раза, то удлиненные стенки каналов недостаточно отклоняют потоки пара к периферии и в центре подложки наблюдается увеличение толщины покрытия до 15% по сравнению с толщиной на краях. Когда длины стенок соседних каналов уменьшаются более чем в 1,4 раза, то в центре подложки наблюдается уменьшение толщины (провал) до 10% и более и, кроме того, возрастает расход испаряемого материала из-за чрезмерного отклонения потоков пара за пределы подложки. При L < 2R не удается достичь оптимальной равномерности толщины покрытия (2-5%). Устройство работает следующим образом. Испаряемый материал 8 в виде порошка, гранул или таблеток, например, фталоцианина помещают в испаритель 3 и с помощью механизма подачи (на чертеже не показан) перемещают в прогреваемую зону испарителя 3, примыкающую к формирователю 4 потока пара. С помощью внешнего нагревателя (на чертеже не показан) температуру прогреваемой зоны испарителя доводят до 720 К. При этой температуре фталоцианин интенсивно сублимирует, его пары проходят через каналы 7 формирователя 4 и фокусируются им на подложку 2. По достижении необходимой толщины покрытия испаряемый материал 8 с помощью механизма подачи выводят из зоны прогрева и нагреватель выключают. Устройство позволяет экономно расходовать дорогостоящие испаряемые материалы при получении из них равномерных по толщине маскирующих покрытий.
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ В ВАКУУМЕ, содержащее подложкодержатель, испаритель, установленный напротив подложкодержателя, формирователь потока пара, расположенный на испарителе и выполненный в виде коаксиально расположенных усеченных конусов, стенки которых образуют каналы для выхода пара, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества покрытий и увеличения коэффициента использования материала покрытия, формирователь потока пара размещен так, что его ось совпадает с центром подложкодержателя, а каналы для выхода пара выполнены так, что оси пересекают подложкодержатель в кольцевой зоне с радиусом R, выбираемом из выражения R=(0,6-0,9)R, где R - радиус подложкодержателя, мм, при этом расстояние L от подложкодержателя до формирователя потока пара выбрано из выражения L 2R, а стенки соседних каналов выполнены разновысокими, причем высота стенок от центра к периферии формирователя уменьшается в 1,1-1,4 раза.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 02.07.1996
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002
Извещение опубликовано: 27.12.2002
