УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ

Полезная модель относится к устройствам для формирования покрытий в виде тонких пленок металлов, полупроводников и диэлектриков на различных подложках с заданным распределением толщины или свойств покрытия по площади подложки.
Известно устройство для формирования тонкопленочных покрытий, включающее источник ионов материала покрытия, вращающийся подложкодержатель и два последовательно установленных экранирующих элемента (см. патент JP 2006070330, кл. С23С 14/50, опубл. 16.03.2006). Недостатком известного устройства является невозможность формирования покрытий с заданным распределением толщины по периметру подложки или произвольному контуру на ее поверхности.
Задачей полезной модели является устранение указанного недостатка. Технический результат заключается в повышении точности формирования переменного по толщине покрытия заданной конфигурации на подложке. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве для формирования тонкопленочных покрытий, включающем источник ионов материала покрытия, вращающийся подложкодержатель и два последовательно установленных экранирующих элемента, ближайший к подложкодержателю экранирующий элемент выполнен в виде неподвижного диска, имеющего секторный вырез, над которым расположен второй экранирующий элемент, выполненный в виде шторки с отверстием, совмещаемым с участком указанного выреза, причем шторка снабжена толкателем, обеспечивающим возможность ее радиального перемещения вдоль секторного выреза.
На фиг.1 представлен экранирующий элемент с секторным вырезом;
на фиг.2 - два последовательно установленных элемента, вид сверху;
на фиг.3 - предлагаемое устройство в сборе.
Устройство для формирования тонкопленочных покрытий состоит из источника ионов материала покрытия (на чертежах не показан), подложкодержателя 1, соединенного через редуктор 2 с шаговым двигателем 3, и двух последовательно установленных экранирующих элементов 4-5. Элемент 4 представляет собой неподвижный металлический диск с секторным вырезом 6. Элемент 5 представляет собой шторку с отверстием 7, совмещаемым с участком выреза 6, и снабжен толкателем 8, который обеспечивает его радиальное перемещение вдоль выреза 6.
Устройство работает следующим образом.
На подложкодержатель 1 устанавливают подложку 9, на которой необходимо сформировать некое тонкопленочное покрытие. Подложкодержатель 1 с помощью редуктора 2 приводится во вращение с помощью шагового двигателя 3. Скорость вращения двигателя 3 в каждый момент времени рассчитывается и контролируется компьютером через устройство управления (на чертежах не показано). Непосредственно над поверхностью подложки 9 устанавливают экранирующий элемент 4, закрывающий почти всю ее поверхность. Величина зазора между поверхностью напыляемой подложки 9 и неподвижным элементом 4, ограничивающим поток поступающих на ее поверхность атомов напыляемого материала, определяется требованиями метода in-situ контроля параметров пленки в реальном времени ее формирования. Наиболее подходящими являются методы, основанные на рассеянии электромагнитного излучения (эллипсометрия, интерферометрия, PULSE, рентгеновская рефлектометрия). Вырез 6 в виде сектора обеспечивает поступление осаждаемых атомов на поверхность подложки в ограниченной угловой области.
Над экранирующим элементом 4 расположен второй, подвижный экранирующий элемент 5 в виде шторки с отверстием 7, которая имеет возможность перемещаться вдоль сектора выреза 6 с помощью привода-толкателя 8 от второго шагового двигателя 10 и обеспечивает осаждение ионов, прошедших через отверстие 7 шторки и сектор выреза 6, на локальных участках. Для обеспечения заданного изменения толщины покрытия по выбранному контуру на поверхности подложки 9 ее скорость вращения и положение 5 шторки изменяют по определенному закону, в каждый момент времени рассчитываемому и реализуемому компьютером в процессе напыления. Контур на поверхности подложки 9 может быть произвольным, однако ось вращения подложки 9 должна лежать внутри контура, а два его участка не могут одновременно пересекаться сектором выреза 6. Ширина отверстия 7 в экранирующем элементе 5 определяется шириной полосы контура, подлежащего напылению. В предельном случае может быть открыт весь сектор неподвижного элемента 4, что обеспечит заданное распределение толщины покрытия по периметру подложки произвольной формы. При этом толщина покрытия вдоль радиуса вращения будет постоянной.
Предложенное устройство обеспечивает возможность формирования тонкопленочных покрытий с заданным распределением толщины или свойств по выбранному контуру на поверхности подложки и при этом позволяет использовать методы in-situ контроля параметров покрытия в реальном времени его формирования.