Устройство для нанесения покрытий из газовой фазы Советский патент 1991 года по МПК C23C16/455 

Изобретение относится к области нанесения оптических и защитных покрытий из газовой фазы и касается устройства для нанесения тонких пленок на подложки, в частности устройств для получения зе ркальных покрытий с высокой отражательной способностью и механической прочностью, используемых в качестве оптических элементов лазеров.;

Целью изобретения является повышение качества покрытий и снижение потерь реагентов.

На фиг. 1 схематично изображено предложенное устройство, продольный разрез, на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для нанесения покрытий из газовой фазы содержит герметичный корпус 1, верхнюю крьпику 2, закрепленный в ней блок 3 с нагревателем 4, на который через шарикоподшипники 5 опирается массивный подложкодержатель 6 с подложкой 7 и

ср цилиндрическим экраном 8, установленным с возможностью вертикального перемещения. Через центральное отверстие в блоке 3 пропущен вал 9,свя10занный с подложкодержателем 6 для передачи ему вращательного движения. Соосно. с подложкой 7 установ&тено приспособление для ввода газа-реагента,; выполненное в виде полого перфорированного кольца 10, расположенного внутри экрана В и сообщенного с на- ружной трубкой 1 для подачи газареагента. В нижней крышке 12 соосно с подложкой 7 установлен вертикальный цилиндрической формы блок 13 подачи газов с встроенным в него нагревателем 14. К нижнему торцу блока 13 подведена трубка 15 для подачи газа-носителя, а на верхний торецj ограниченный горизонтальной кольцевой поверхностью, поставлена перфорированная тарелка 16, заполненная .пористым материалом типа стекловаты с нанесенным на него веществом для {покрытия. Сопрягаемые поверхности . . блока 13 и тарелки 16 взаимно пришли фованы. Тарелка 16вставлена в кольцевой захват 17, связанный со штоком 18, пропущенным через уппотненное отверстие в камере-шлюзе 19, имеющей направляющую 20 дпя движения тарелки 16 и задвижку 21 для закрывания полости во время зарядки тарелки 16 веществом дпя покрытия, В 2 закреплена трубка 22 для отвода отработанных газов. К наружному концу штока 18 присоединен привод продольного перемещения (не показан). В кор пус 1 вставлено смотровое окно 23 для наблюдения за процессом. Устройство работает след кмцим об разом. К подложкодержателю 6 крепят подложку 7 и устанавливают экран 8, затем крьш1ку 2 устанавливают на мест и корпус 1 герметизируют. Исходное вещество равномерно наносят на пористый материал, которым заполнена перфорированная тарелка 16 и устанавливают, ее в камеру-шлюз 19 и захват 17. Камеру-шлюз t9 герметизируют и посредством задвижки 21 сообщают с полостью корпуса 1. Устройство вакуумируют до остаточного давления 1 мм рт.ст,, затем напускают инертный газ до атмосферного давления, камеру-шлю,з 19 посредством задвижки 21 изолируют от корпуса 1 и в дальнейшем в нее и в корпус 1 постоянно подают аргон для создания небольшого избыточного давления. После установления Соответствующих режимов расхода газа-носителя включают нагреватель 4 подложки 7 и нагреватель 14 газа-носителя. При достижении заданной температуйы подложкой 7 и газомносителем включают вращение подложкодержателя 6, которое передается от внешнего привода (не показан) через вал 9, при этом нагреватель 4 остает ся неподвижным. Через полое перфорированное кольцо 10 под цилиндричес кий экран 8 подают необходимое для реакции количество газа-реагента. Затем открывают задвижку 21 и посредcTBOM штока 18 и захвата 17 перфорированную тарелку 16 с нанесенным исходным веществом по направляющей 20 ус-: танавливают на шлифованную поверхность блока 13, обеспечивая герметичНость соединения под собственным весом. Нагреваемое горячим газом-носителем исходное вещество испаряется и переносится на поверхность нагретой подложки 7, где происходит разложение исходного вещества, и с участием газа-реагента образуется материал покрытия, осаждающийся на подложке, а продукты разложения удаляют с потоком инертного газа через трубку 22 в крышке 2. По окончании процесса нанесения слоя покрытия тарелку 16 посредством штока 18 вьщвигают в камеру-шлюз 19, задвижку 21 закрывают, камеру-шлюз 19 разгерметизируют и использованную тарелку 16 извлекают и заменяют. Камеру-пшюз 19 герметизируют, промывают инертным газом и после установления соответствующих температурных режимов проводят процесс нанесения другого покрытия. При необходимости процесс можно повторить необходимое число раз. После остывания в инертной атмосфере корпус 1 разгерметизируют и подпожку 7 с нанесенным покрытием извлекают. Использование устройства позволит снизить расход ценных реагентов при обеспеггении высокого качества покрытий за счет сокращения потерь с отводящими газами и при осаждении паров на металлические элементы конструкции благодаря сокращению пути движения вещества покрытия от тарелки до поверхности подложки; улучшить качество покрытий и расширить область применяемых для покрытия веществ, т.е. на одном оборудовании применять как низкокипящие, так и высококипящие вещества, при этой с широким диапазоном регулирования толщины наносимых слоев, в том числе в многослойных покрытиях, что достигается благодаря вводу вещества покрытия непосредственно под подложку раздельно от газа-реагента, возможности изменения навески вещества и дозированной подачи газа-реагента, соответствующих толщине получаемого слоя и оптимальной скорости его наращивания.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ, содержащее вертикальный корпус, подпожкодержатель с приводом вращения и экраном, нагреватель и блок подачи газов, о тличающееся тем, что, с целью повышения качества покрытий и снижения потерь реагентов, оно снабжено перфорированной тарелкой со штоком, заполненной пористым инертным материалом, например стекловатой, нагревателем дпя подогрева газаносителя в блоке подачи газов и приспособлением для ввода газа-реагента, выполненным в виде полого перфорированного кольца, расположенного внутри экрана соосно с подложкодержателем.