УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПЫЛЕНИЯ В ВАКУУМЕ ТОНКИХ СЛОЕВ МНОГОСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ
DEVICE FOR SPUTTERING THIN LAYERS IN MULTI-LAYER ITEMS IN VACUUM

Изобретение относится к области производства электронных компонентов и может быть использовано, в частности, в микроэлектронике для совмещения ферромагнитных свободных масок при формировании прецизионного топологического рисунка тонких пленок органики, металлов и диэлектриков, наносимых на пластины в вакууме, например, в производстве органических светоизлучающих диодов (ОСИД), интегральных схем, гибридных интегральных схем, изделий индикаторной техники.
При создании прецизионных топологических рисунков заданной конфигурации в многослойных тонких пленках, получаемых вакуумным напылением на подложку через ферромагнитную маску, в том числе и на подложку с нанесенными ранее слоями, возникает проблема обеспечения равномерного и плотного контакта ферромагнитной маски с поверхностью подложки и проблема совмещаемости топологических рисунков из-за наличия привнесенных дефектов в виде рисок и царапин.
Известно устройство для напыления в вакууме многослойных изделий, включающее маску из ферромагнитного материала, располагаемую с лицевой стороны подложки, и магнит, располагаемый с противоположной по отношению к маске стороны подложки [заявка Японии № 1-242768].
Устройство обеспечивает отсутствие дефектов типа "подпылов" в получаемом топологическом рисунке. Однако описанное устройство обладает следующими недостатками. Использование плоского магнита возможно для масок толщиной более 150 мкм и зазором между окнами маски более 200 мкм. При использовании масок толщиной 40 мкм с элементами типа "струны" происходит изгиб "струны" за счет градиента напряженности магнитного поля вдоль плоскости маски, что приводит к искажению топологического рисунка и наличию "подпылов".
Кроме того, материал, из которого изготовлен применяемый в устройстве плоский магнит, имеет твердость, превышающую твердость пластины, выполненной, например, из стекла, германия, кремния, арсенида галлия и т.п. и легко повреждает (царапает) поверхность пластины при наложении пакета "маска-подложка" на магнит, что приводит в негодность полученный продукт (подложку с рисунком, напыленным через маску). При снятии с устройства (при отрыве) пакета "маска-подложка" приходится сдвигать этот пакет параллельно плоскости магнита, что ведет к травмированию обратной стороны подложки и появлению рисок и царапин, что в конечном итоге приводит в негодность конечный продукт.
Наиболее близким по технической сущности и взятым за прототип является устройство для напыления в вакууме тонких слоев многослойных изделий, включающее маску из ферромагнитного материала, располагаемую с лицевой стороны подложки и плоский магнит в виде полос с чередующимися полюсами и с плоской верхней поверхностью, располагаемый с противоположной по отношению к маске стороны подложки [патент России №2063473].
Прототип позволяет улучшить качество рисунка, напыляемого через маску, путем исключения повреждения подложки твердым магнитом за счет разделения подложки и магнита прокладкой из диамагнитного материала, толщина которой не превышает половины ширины полюса магнита.
Основным недостатком прототипа является предварительная сборка пакета устройства, при которой на диамагнитную прокладку помещается рабочая пластина, сверху накладывается маска из ферромагнитного материала, и собранный пакет помещается на плоский магнит с чередующимися полюсами в виде полос. Такое конструктивное решение не позволяет проводить смену масок без разборки пакета и снятия магнита.
Техническим результатом изобретения является обеспечение смены ферромагнитных масок без разборки всего пакета и снятия магнита.
Технический результат достигается тем, что устройство для напыления в вакууме тонких слоев многослойных изделий включает маску из ферромагнитного материала, располагаемую с лицевой стороны подложки, и магнит в виде полос с чередующимися полюсами и с плоской верхней поверхностью, располагаемый с противоположной по отношению к маске стороны подложки. Устройство включает также корпус с плоской верхней поверхностью и плоским гнездом для подложки, глубина которого выполнена такой, чтобы нижняя поверхность маски, верхняя поверхность подложки и верхняя плоская поверхность корпуса были расположены в одной плоскости. Дно плоского гнезда образовано плоской верхней поверхностью встроенного в корпус вышеупомянутого магнита. На боковых поверхностях плоского гнезда по периметру выполнены упоры и расположенные с противоположных сторон относительно упоров прижимные винты, фиксирующие положение подложки в гнезде. На верхней плоской поверхности корпус имеет выступы, фиксирующие положение маски, которая имеет посадочные отверстия под вышеупомянутые выступы.
Плотное прижатие маски гарантирует отсутствие дефектов, так называемых "подпылов", т.е. искажения заданной конфигурации напыляемого топологического рисунка. Фиксация рабочих пластин в трех точках и совмещаемость масок с высокой точностью исключают дефектность в виде рисок и царапин, что приводит к исключению брака готовых изделий.
Устройство позволяет вести работы с прецизионными масками с точностью совмещения до 10 мкм каждой последующей маски с исходным топологическим рисунком без травмирования пластины с двух сторон и отсутствия "подпылов". Количество масок определяется технологическим процессом на изделие.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где
на фиг.1 показано устройство для напыления в вакууме тонких слоев многослойных изделий без подложки и маски;
на фиг.2 показано устройство для напыления в вакууме тонких слоев многослойных изделий в сборе с подложкой и маской.
Устройство для напыления в вакууме тонких слоев многослойных изделий включает (фиг.1) корпус 1 с плоским гнездом 2 для подложки 3 и плоской верхней поверхностью, магнит 4 в виде полос с чередующимися полюсами. Магнит 4 встроен в корпус 1 таким образом, что дно плоского гнезда 2 образовано верхней плоской поверхностью магнита 4. На боковых поверхностях плоского гнезда 2 по периметру выполнены упоры 5 и расположенные с противоположных сторон относительно упоров 5 прижимные винты 6, фиксирующие положение подложки 3 в плоском гнезде 2. На верхней плоской поверхности корпус 1 имеет выступы 7, фиксирующие положение маски 8, которая имеет посадочные отверстия 9 под вышеупомянутые выступы 7 и заданную конфигурацию рисунка (фиг.2). Глубина плоского гнезда 2 выполнена такой, чтобы нижняя поверхность маски 8, верхняя поверхность подложки 3 и верхняя плоская поверхность корпуса 1 были расположены в одной плоскости.
Устройство для напыления в вакууме тонких слоев многослойных изделий используется следующим образом.
На магнит 4 устройства (фиг.2) в плоское гнездо 2 углом в область упоров 5 кладется подложка 3 рабочей стороной вверх и окончательно фиксируется прижимными винтами 6, при этом прижимные винты 6 подпружинены, а все упоры 5 расположены ниже верхнего уровня или на верхнем уровне подложки 3. Сверху на верхнюю плоскую поверхность корпуса 1 накладывается маска 8 таким образом, чтобы выступы 7 вошли в посадочные отверстия 9 в маске 8. После установки маски 8 осуществляют процесс напыления в вакууме тонкого слоя многослойного изделия. Магнит 4 притягивает маску 8 равномерно по всей поверхности подложки 3, при этом маска 8 не перемещается по поверхности подложки 3 даже при ее смене при необходимости получения совмещенных или рядом расположенных рисунков из других материалов. Соответственно отсутствуют царапины и прочие дефекты с обеих сторон подложки 3. Отсутствие "подпылов" гарантируется качественным прижатием маски 8 к подложке 3 магнитом 4 в виде полос с чередующимися полюсами.
Таким образом, предложенное техническое решение позволит обеспечить смену ферромагнитных масок без разборки всего пакета и снятия магнита.
Следует отметить, что хотя в описании изобретения был представлен и проиллюстрирован только предпочтительный вариант выполнения изобретения, в конструкцию могут быть внесены различные модификации и изменения, не затрагивающие существа и объема изобретения, определяемого формулой изобретения.
Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемое устройство для напыления в вакууме тонких слоев многослойных изделий может быть изготовлено в соответствии с предлагаемым описанием и чертежами на основе известных комплектующих изделий при использовании современного технологического оборудования и использовано по прямому назначению.