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.

Изобретение относится к устройствам для нанесения покрытий в вакууме. Устройство содержит плоскую мишень, установленную на основании, первую магнитную систему, расположенную внутри корпуса с первым каналом водяного охлаждения, источник питания электрического разряда и источник ионов газа. Основание установлено на корпусе. Источник ионов газа содержит внутренний полюсный наконечник с первой стенкой, внешний полюсный наконечник со второй стенкой, кольцевой анод со вторым каналом водяного охлаждения, плиту с третьим каналом водяного охлаждения, вторую магнитную систему и высоковольтный источник питания. Первая стенка и вторая стенка расположены напротив друг друга и образуют выходную апертуру, расположенную со стороны плоской мишени, а внутренний полюсный наконечник и внешний полюсный наконечник охватывают корпус с внешней стороны и отделены от него изолятором. В результате снижается рабочее давление и повышается качество наносимых покрытий. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу и системе для нанесения покрытий на подложку. В системе узел нанесения покрытия расположен внутри вакуумной камеры. Узел нанесения покрытия включает источник паров, обеспечивающий наносимый на подложку материал, подложкодержатель, удерживающий подложку, на которую наносят покрытие, таким образом, чтобы они располагались перед источником паров, узел катодной камеры и удаленный анод. Узел катодной камеры включает катод, необязательный первичный анод и экран, изолирующий катод от вакуумной камеры. Указанный экран имеет отверстия для пропускания тока электронной эмиссии от катода в вакуумную камеру. Источник паров расположен между катодом и удаленным анодом, а удаленный анод соединен с катодом. Система включает первичный источник питания, присоединенный между катодом и первичным анодом, и вторичный источник питания, присоединенный между узлом катодной камеры и удаленным анодом. Способ включает генерирование первичной дуги в испускающем электроны катодном источнике между катодной мишенью и первичным анодом, генерирование удаленной дуги, удерживаемой в зоне нанесения покрытия между узлом катодной камеры и анодом, соединенным с катодной мишенью, и генерирование потока паров металла из источника паров металла по направлению к по меньшей мере одной подложке, предназначенной для нанесения покрытия. Получаемые покрытия имеют улучшенную адгезию, гладкость, сверхтонкую микроструктуру, высокую плотность, низкую концентрацию дефектов и пористость и, соответственно, высокие функциональные характеристики.2 н. и 34 з.п. ф-лы, 29 ил.

Изобретение относится к агрегату для переноса радикалов, например для удаления отложений загрязнения.. Агрегат включает генератор плазмы и направляющее тело. Генератор плазмы включает камеру (2), в которой может быть образована плазма. Камера имеет впуск (5) для приема вводимого газа и один или более выпусков (6) для удаления по меньшей мере одного из плазмы и радикалов, созданных в ней. Направляющее тело является полым и выполнено с возможностью направления радикалов, образованных в плазме, к области или объему, в котором отложение загрязнения подлежит удалению. Впуск камеры соединен с устройством (40) давления для обеспечения пульсирующего давления в камере так, чтобы создавать поток в направляющем теле. Технический результат - повышение эффективности удаления загрязнений. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 13 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. 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.

Наверх