УСТРОЙСТВО для НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ С ПЕРЕМЕННОЙТОЛП^ИНОЙ Советский патент 1971 года по МПК C23C14/24 

Изобретение может быть применено в приборостроении, в частности в производстве ослабителей электромагнитного или корпускулярного излучения с переменной толщиной поглощающего покрытия, а также для нанесения тонких пленок или гонкопленочных систем с переменными параметрами для электронных устройств.

Известно устройство для нанесения на подложки покрытий с переменной толщиной, содержащее диск с секторным вырезом, который помещается непосредственно перед подложкой и выполняет роль заслонки. Для получения покрытий с линейным законом изменения толщины от угла в процессе нанесения покрытия вакуумным распылением или пульверизатором заслонка-диск медленно и равномерно поворачивается на 180° (т. е. делает один полуоборот) таким образом, чтобы .подложка с одного края медленно открывалась или закрывалась потоку наносимого вещества. Тогда время экспозиции потоку наносимого вещества каждого участка подложки оказывается различным и линейно зависит от угла, в результате получается слой, толщина которого зависит от угла.

В известном устройстве из-за неравномерности во времени потока наносимого вещества линейный закон изменения толщины покрытия от угла нарущается.

Цель изобретения - получить равномерный слой испаряемого вещества на подложке. Достигается это тем, что .заслонка выполнена в виде сооспо расположенных вращающихся с различными скоростями дисков с секторными вырезами.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для нанесения покрытий с переменной толщиной путем напыления в вакууме; на

фиг. 2 показаны возмол{пый вариант формы подложки ослабителя, вид свер.ху (а) форма верхнего диска, вид сверху (б) и форма нижнего диска, вид сверху, (в). Изображенные формы дисков соответствуют варианту,

который обеспечивает линейное из.мепепие толщииы покрытия на подложке от нуля при Ф 0° до заданной толщины при .

Оси дисков 1 и 2 расположены па одной линии, проходящей через центр неподвижно

закреиленпой подложки 3. (Центром подложки называется точка, вокруг которой вращается изготовляемый ослабитель излучения). Угол ф отсчитывается от края 4 подложки 3 до радиуса, проходящего через цептр

подлол-ски и рабочую точку на подложке. Толщина поглощающего покрытия должна линейно возрастать с увеличением угла (вдоль радиуса толщина быть постоянной). Зубчатая передача 5 обеспечивает

скорость вращения диска 1 вдвое больше скорости вращения диска 2. Ведущая ось 6 пропущена через вакуумнонлотный ввод 7. Все устройство накрыто вакуумным колпаком 8 и откачивается выооковакуумным насосом через отверстие 9 в плите основания 10. Наносимый материал напыляется из термического испарителя 11.

Расстояние между дисками, а также между диском 1 и подложкой 3 должно быть минимальным. Диски можно поменять местами, но следует сохранять состояние скорости вращения. Специальной стабилизации скорости вращения не требуется. Скорость вращения дисков вьгбирается такой, чтобы за время нанесения заданной иолщины они сделали по меньщей мере несколько сот оборотов. При этом она должна быть тем больше, чем нестабильнее поток 12 наносимого вещества, с тем, чтобы во время одного оборота диска 2 можно было с заданной точностью считать поток постоянным.

Расположение дисков на осях должно быть таким, чтобы в некоторый момент времени края 4 подложки 3 и секторных вырезов дисков находились в одной плоскости.

Во время вращения дисков за каждый период обращения медленного диска 2 происходит полный цикл постепенного открывания и закрывания подложки 3 потоку 12 наносимого вещества, где соблюдается нужный линейный закон изменения времени экспозиции подложки потоку от угла ф. Если скорость вращения дисков установлена достаточно большой, чтобы за время одного оборота можно было считать поток постоянным, .на подложку наносится слой, толщина которого линейно зависит от угла ф (если поток наносимого вещества и коэффициент аккомодации равномерны по площади подложки). За время следующего оборота на подложку наносится следующий слой с таким же законом распределения толщины (абсолютная толщина слоя, нанесенного за время одного оборота, может изменяться, если изменился поток или скорость вращения дисков). Таким, образом, за время некоторого числа оборотов дисков набирается нужная толщина слоя, и напыление прекращается.

Минимально необходимая скорость вращения дисков зависит от степени неравномерности потока во времени и требуемой точности выдерживания линейного закона изменения

толщины пленки на подложке. Число оборотов дисков за время напыления пленки зависит от установленной скорости вращения, средней интенсивности потока и заданной толщины пленки.

Если диски имеют форму, показанную на фиг. 2,6 и б (диск /- форму полукруга, диск 2 -секторный вырез 1/4 круга), и диск / вращается вдвое быстрее диска 2, то толщина покрытия на подложке может быть выражена формулой

d

47t

где d - толщина покрытия, ф - азимут (угол) па подложке,

t - время от начала нанесения, k - толщина покрытия, которая обра;ювалась бы на -подложке за единицу времена в случае отсутствия дисков. Возможны и другие формы дисков. Так, например, если оба диска имеют форму полукруга и один вращается вдвое быстрее, то закон изменения толщины покрытия от угла на подложке может быть представлен как kt /

4 VТ. е. у одного края подложки (при ) покрытие вдвое больше, чем у другого ().

Устройство пригодно также при других способах нанесения покрытия, например катодным распылением или пульверизацией.

Предмет изобретения

Устройство для нанесения пoкpыfий с переменной толщиной слоя, оостойщ.ее из вакуумной камеры, испарителя и заслойки испарителя, отличающееся тем, что, с целью получения равномерного слоя испаряемого вещества на подложке, упомянутая заслонка выполнена в виде соосно расположенных вращающихся с различными скоростями дисков с секто.рными вырезами.