Устройство свч плазменной обработки материалов


 

H01J37/00 - Разрядные приборы с устройствами для ввода объектов или материалов, подлежащих воздействию разряда, например с целью их исследования или обработки (H01J 33/00,H01J 40/00,H01J 41/00,H01J 47/00,H01J 49/00 имеют преимущество; исследование или анализ поверхностных структур на атомном уровне с использованием техники сканирующего зонда G01N 13/10, например растровая туннельная микроскопия G01N 13/12; бесконтактные испытания электронных схем с использованием электронных пучков G01R 31/305; детали устройств, использующих метод сканирующего зонда вообще G12B 21/00)

Владельцы патента RU 2555743:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники Российской академии наук (ИСВЧПЭ РАН) (RU)

Изобретение относится к устройствам СВЧ плазменной обработки материалов и может быть использовано при создании твердотельных приборов микро- и наноэлектроники, мощных дискретных твердотельных электронных приборов, в производстве подложек для электронных приборов, работающих в экстремальных условиях. Технический результат - повышение эффективности введения энергии в кремниевую пластину, а значит улучшается управляемость процессом нагрева. Это достигается за счет использования плоской спиральной антенны для ввода в реакционно-разрядную камеру СВЧ-энергии для поджига плазмы и проведения с ее помощью технологических процессов. Устройство дополнительно содержит вторую плоскую спиральную СВЧ-антенну, используемую для нагрева обрабатываемой пластины.1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам СВЧ плазменной обработки материалов и может быть использовано при создании твердотельных приборов микро- и наноэлектроники, мощных дискретных твердотельных электронных приборов, в производстве подложек для электронных приборов, работающих в экстремальных условиях.

Из предшествующего уровня техники известно устройство СВЧ плазменной обработки материалов с использованием электронного циклотронного резонанса, состоящее из СВЧ-генератора, прямоугольного волновода, круглого волновода, диэлектрической разрядной трубы, электромагнита и реакционной камеры [K. Suzuki et al. “Microwave Plasma Etching”, Japanese Journal of Applied Physics, Vol.16, 1977, pp.1979-1984]. Однако это устройство очень громоздко и не дает возможность проводить нагрев пластины с помощью СВЧ.

Известно устройство для СВЧ плазменной обработки материалов, содержащее СВЧ-генератор, соединенный через магистральные прямоугольный волновод с плазмотроном волноводного типа на волне Н10, который содержит прямоугольный волновод плазмотрона и диэлектрическую разрядную трубку, расположенную перпендикулярно широкой стенке этого волновода и проходящую через его середину, а также подсоединяемую к ней рабочую реакционную камеру [«Теоретическая и прикладная плазмохимия» Полак Л.С.и др. Наука, 1975, стр.21]. Однако это устройство обладает теми же недостатками, что и устройство, описанное выше.

Известно устройство СВЧ плазменной обработки материалов, позволяющее проводить двустороннюю плазменную обработку материалов. В устройстве установлен СВЧ-генератор, соединенный посредством магистрального волновода и Е-тройника с двумя плазмотронами волноводного типа на волне H10, который содержит прямоугольный волновод, диэлектрическую разрядную трубку, расположенную перпендикулярно широкой стенке этого волновода и проходящую через его середину, а также подсоединяемую к плазмотронам рабочую реакционную камеру [RU 2157061 C1, H05H 1/30, 27.09.2000]. Принято за прототип. К недостаткам этого устройства следует отнести громоздкость и низкую эффективность (из-за способа подвода) СВЧ-нагрева обрабатываемой пластины при условии, что предпринимаются специальные действия по предотвращению поджига плазмы, что, в свою очередь, очень неудобно.

Техническим результатом является отсутствие громоздкого волноводного тракта и построение компактной реакционно-разрядной камеры, а также отсутствие резистивно нагреваемого предметного столика, что способствует повышению эффективности введения энергии в кремниевую пластину, а значит улучшается управляемость процессом нагрева.

Технический результат достигается за счет того, что в прототипе волноводные плазмотроны как таковые, заменены плоским кварцевым окном в рабочей реакционной камере и расположенной на нем плоской спиральной СВЧ-антенной. Вторая плоская антенна располагается в непосредственной близости от обрабатываемой пластины, что позволяет производить эффективный нагрев и управлять процессом ее нагрева. В результате таких изменений получается очень компактное устройство СВЧ плазменной обработки и нагрева пластины.

Изобретение поясняется чертежом. Устройство состоит из СВЧ-генератора 1, волноводного тракта с Е-тройником 2, двух коаксиально-волноводных переходов 3, двух коаксиальных (50-омных) кабелей 4, двух аттенюаторов 5, двух спиральных антенн 6, разрядно-реакционной камеры 7, кварцевого окна 8 с расположенной на нем спиральной антенной для поджига и поддержания плазмы и спиральной антенной для нагрева обрабатываемой пластины 9. В устройстве имеются газовводы 10 для подачи технологических газов, система откачки 11 для создания вакуума требуемой степени.

Устройство работает следующим образом: СВЧ-энергия от генератора 1 распространяется по волноводному тракту с Е-тройником 2, где разветвляется на два направления (со сдвигом фаз относительно друг друга на 180°), далее в каждом плече располагаются аттенюаторы 5 и следом коаксиально-волноводные переходы 3. Аттенюаторы возможно размещать и после коаксиально-волноводного перехода (определяется тем, какие имеются у потребителя аттенюаторы - волноводные или коаксиальные). Далее СВЧ-энергия по коаксиальным кабелям 4 поступает на спиральные антенны 6, одна из которых располагается на кварцевом окне 8 и вводит СВЧ-энергию в разрядно-реакционную камеру 7, где поджигается технологическая плазма, состав которой определяется газами, подаваемыми по газовводам 10. Вторая спиральная антенна служит для нагрева обрабатываемой пластины 9, а требуемая степень вакуума создается с помощью системы откачки 11.

Устройство СВЧ плазменной обработки материалов, содержащее СВЧ-генератор, соединенный магистральным волноводом с Е-тройником, отличающееся тем, что с помощью аттенюаторов, коаксиально-волноводных переходов и коаксиальных кабелей СВЧ-энергия от генератора передается к плоским спиральным антеннам, одна из которых размещена на диэлектрическом окне и служит для поджига технологической плазмы, а другая размещена вблизи обрабатываемой пластины и служит для ее нагрева.



 

Похожие патенты:

Устройство для ионной обработки внутренних поверхностей изделий миллиметрового диапазона предназначено для нанесения внутреннего электропроводящего покрытия из дорогостоящих материалов с малым удельным сопротивлением, в котором толщина скин-слоя должна быть 3…4 мкм.

Изобретение относится к технике испытаний и может быть использовано при наземной экспериментальной отработке радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов в диапазоне давлений окружающей среды от атмосферного до соответствующего глубокому вакууму.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для обработки материалов в среде низкотемпературной плазмы газового разряда, а именно к индукционным генераторам плазмы, размещаемым внутри технологического объема (рабочей камеры).

Изобретение относится к устройствам подачи порошкообразного материала в плазму и может быть использовано для подачи порошковых проб при спектральном анализе. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству подготовки поверхности образца и камеры для последующих воздействий и анализа, и может быть использовано в высоко- и сверхвысоковакуумных установках для анализа или исследования твердых тел.
Изобретение относится к металлургии высокочистых металлов, конкретно - к производству распыляемых металлических мишеней для микроэлектроники. .
Изобретение относится к области производства распыляемых металлических мишеней для микроэлектроники. .

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при производстве распыляемых металлических мишеней для нанесения тонкопленочной металлизации СБИС различного назначения в микроэлектронике.

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано в лесоводстве для подготовки семенного материала к посеву, в частности для стимулирования проращивания семян хвойных деревьев.

Изобретение относится к приборам для измерения содержания летучих веществ в воздухе, в частности к фотоионизационным газоанализаторам. Фотоионизационный газоанализатор содержит ионизационную камеру (1), лампу вакуумного ультрафиолетового излучения (4) с окном (5) для вывода излучения в ионизационную камеру, две газовые линии (8) и (9), одна из которых служит для подвода анализируемого газа, а вторая - для подвода агента, используемого для очистки ионизационной камеры от загрязнений, и электронный блок (10), служащий для настройки газоанализатора, измерения сигнала ионизационной камеры и формирования управляющих воздействий. Во второй газовой линии (9) установлен источник паров фтористого водорода, на выходе которого установлен запорный клапан (12). Технический результат - повышение чувствительности фотоионизационного детектора газоанализатора путем исключения загрязнений на окне и электродах ионизационной камеры, связанных с отложением кислородсодержащих соединений кремния. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов, например пор, раковин, трещин, волосовин, закатов, непроплава и т.д. Технический результат - упрощение процесса дефектоскопии и повышение производительности за счет высокой скорости перемещения катодных пятен. В способе дефектоскопии металлических изделий при их поверхностной обработке, заключающемся в нагреве поверхности изделий высокоэнергетическим источником тепла и визуальном ее осмотре, нагрев поверхности производят в вакууме за счет энергии, локализованной в перемещающихся по поверхности изделия катодных пятнах вакуумно-дугового разряда, горящего между изделием, являющимся катодом, и анодом. Использование вакуумно-дугового разряда позволяет производить в вакууме обработку стальных изделий различной геометрической формы. 4 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения коэффициентов диффузии водорода в различных конструкционных материалах, используемых в космической и атомной технике, в изделиях, подвергаемых наводороживанию и облучению в процессе эксплуатации. Для управления электронным пучком в вакуумной камере расположены отклоняющие пластины, проходя которые, электронный пучок облучает с определенной частотой различные места поверхности металлической мембраны-образца. одна сторона которого, находящаяся в электролитической ячейке, насыщается водородом, диффундирующим к противоположной стороне образца-мембраны, встроенной герметично в торец вакуумной камеры и одновременно облучаемой отклоняемым пучком электронов от электронной пушки. Технический результат - повышение точности измерения. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ионно-плазменной технике и предназначено для нанесения покрытий металлов и их соединений на поверхности тел вращения, в частности изделий цилиндрической формы в вакууме. Магнетронная распылительная система содержит вакуумную камеру, анод, протяженные катод, выполненный в виде полого цилиндра с возможностью вращения, и магнитную систему, причем магнитная система состоит из внутренней части магнитной системы, неподвижно расположенной внутри катода вдоль его оси и состоящей из магнитопровода с тремя параллельными рядами постоянных магнитов, периферийные ряды магнитов замкнуты на концах концевыми магнитами и имеют полярность, обратную полярности центрального ряда магнитов, и внешней части магнитной системы, которая неподвижно расположена равноудаленно от внутренней части магнитной системы, охватывая катод со стороны, противоположной зоне распыления, и состоит из магнитопровода с двумя параллельными рядами постоянных магнитов, имеющих полярность, одинаковую с полярностью периферийных рядов магнитов внутренней части магнитной системы. Технический результат - экономия материала катода и повышение производительности процесса нанесения покрытий на внешние поверхности тел вращения. 2 ил.

Изобретение относится к диагностике профилей (распределения плотности тока по сечению пучка) пучков ионов и атомов в мегаваттных квазистационарных (десятки и сотни секунд) инжекторах, предназначенных для нагрева плазмы и поддержания тока в термоядерных установках типа токамак. Способ измерения профиля стационарных мегаваттных пучков ионов и атомов в инжекторах путем измерения относительной плотности тока по сечению пучка, направленного на калориметр, выполненный из двух параллельно расположенных слоев водоохлаждаемых трубок, которые в каждом слое расположены относительно друг друга с зазором, меньшим диаметра трубки, а трубки второго слоя смещены относительно трубок первого слоя на величину, равную половине расстояния между осями трубок, при этом относительную плотность тока по сечению пучка определяют по измерению коллекторами тока ионно-эмиссионных электронов, образующихся в результате бомбардировки пучком ионов и атомов трубок калориметра, при этом коллекторы, расположенные между трубками калориметра второго слоя, устанавливают так, что трубки калориметра первого слоя перекрывают падающий на них пучок. Технический результат - измерение полного профиля стационарных пучков ионов и атомов, плотность мощности которых составляет десятки МВт/м2. 6 ил.
Наверх