Испаритель

Испаритель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

" в

Г

«:ъ

Т.Н.Мартынова, В.П. Корчков, В.М. Гранкин и Н.С.Гудкова

3,-, „Д; °;..; ... f

Институт неорганической химии Сибирского

1 отделения АН СССР (72) Авторы изобретения (7!) Заявятель (54) ИСПАРИТЕЛЬ

Изобретение относится к технологии микроэлектроники, а именно к устройствам дпя напыпения покрытий в вакууме, в частности к технологии нанесения вакуумных фото- и электронно-чувствительных материалов, используемых в литографии субмикронного разрешения.

Известен испаритель, содержащий коробку из листового тугоплавкого материала, внутри которой расположе10 ны перегородки в направлении, перпендикулярном потоку пара, что позволяет раэдрабливатьп частицы материаII ла и исключает выброс частиц испаряемого вещества. Нагрев испарителя

15 ,осуществляется пропусканием тока через все детали испарителя (кроме перегородок, которые прогреваются за счет теплопроводности) (13.

Недостатками такой конструкции

20 испарителя являются градиент температуры от краев к центру, т.е. центральная часть имеет температуру seer." да выше, чем крайние за счет отбора тепла контактными узлами, подводящими энергию, что приводит к изменению состава пара, особенно в случае термически неустойчивых веществ, т.е. часть молекулярного потока термически полимеризуется, а это неизбежно сказывается на электронной чувствительности напыленных пленок, негерметич- ность стабильного во времени молекулярного потока, так как он зависит от количества испаряющегося материала.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному испарителю является испаритель, содержащий тигель с крышкой и нагреватель (2 3.

Недостаток этого испарителя состоит в нестабильности потока пара.

Цель изобретения - повьппение стабильности потока пара.

Поставленная цель достигается тем, что- в испарителе, содержащем тигель с крышкой и .нагреватель, на дне тигля

910842 выполнена втулка,а крьппка имеет вы.ступ, расположенный с зазором в отверстии втулки.

Толщина боковых стенок,дна и крьппки тигля находятся в отношении 1:4:6

1:5: 10.

На чертеже приведен испаритель> общий вид.

Испаритель состоит из тигля 1, в центральной части которого расположе- 10 на втулка 2 с конусным отверстием, выполненная совместно с дном 3, в дне тигля находится выходной канал 4. В верхней части тигля установлена крышка 5 с конусным выступом 6, входящим 15 с зазором 7 в конусное отверстие, и углублением для термопары 8. Снаружи тигель окружен нагревательным элемен» том 9, выполненным с дискретным шаroM. Толщина съемной крьппки в 1,5-2 раза больше толщины стенок тигля для создания перепада температур между нижней и верхней частью тигля, обеспечивающего "перекрытие" зазора в начале процесса испарения вещества, а толщина дна тигля в 4-5 раз больше толщины стенок тигля 1 для одновременного прогрева втулки тигля до той же температуры, что и боковые стенки тигля. Сечение зазора между конусным выступом крышки и втулкой тигля определяется необходимым условием молекулярного режима течения газа таким

I 1 образом, что — 71, где L — длина свободного пробега молекул, d - се3S чение зазора.

Испаритель работает следующим образом.

Ы тигель 1 .загружают вещество и

40 плотно закрывают крьппку 5. Ввиду то-. го,что толщина дна 3 тигля 1 больше .его стенок и наиболее интенсивный на грев происходит внизу тигля 1 за счет того, что более плотный шаг(плотная

45 намотка) расположен внизу нагревательного элемента 9 втулка 2.дно тигля 1 прогревают практически одно" временно до той же темпер атуры, что и боковые стенки тигля 1, в это же

50 время прогревается и испаряемое вещество, контактируемое с ними. Достигнув температуры сублимации, вещество начинает испаряться. Внутри тигля l создается давление паров испаряемого вещества, но истечение молекулярного потока через зазор 7 и выходной канан 4 не происходит, так как температура крышки 5 тигля

1 пока еще ниже,чем температура остальных элементов испарителя; за счет того, что толщина ее больше толщины дна З,а наиболее интенсивный нагрев происходит в нижней части тигля 1.

Это обеспечивает "перекрытие". зазора

7 сконденсированными молекулами испаряемого вещества. Образовавшееся в тигле 1 паровое облако испаряемого вещества создает дополнительный прогрев вещества и крышки 5. Когда температура крышки 5 уравняется со стенками испарителя, его дном 3 и втулкой

2 зазор "открывается и начинается истечение пара испаряемого вещества через зазор 7 и выходной канал 4. При этом истечение пара происходит не с поверхности испаряемого вещества, а из парового облака, образовавшегося над ним. Скорость истечения пара (молекул) нспаряемого вещества оказывается постоянной, так как сечение зазора между конусным выступом 6 и втулкой 2 определяется необходимым условием соблюдения молекулярного режима течения газа.

Приведенный пример подтверждает получение равномерных по толщине и однородных пленок вакуумных резисторов.

Пример 1 r октавинилсилсесквиоксана загружают в испаритель и устанавливают его в вакуумной камере. Кремниевые пластины (диаметром 40 мм) располагают на карусели, находящейся под испарителем на расстоянии 250 мм. Камера откачивается безмасляными средствами откачки до дав. пения 5 ° 10 6 мм рт. ст. В течение

20 мин испаритель с помощью температуры выводится на рабочий режим

185 f 0,5 С. При этом скорость осаждения пленки октавинилсилсесквиоксана составляет 100 а/с. За один технологический цикл напыляется поочередно шесть подложек. Толщина покрытий на всех подложках, каждая из ко- торых поочередно напыляется в течение 1 мин, составляет 6000 А

+ !80 R. (определено зллипсометричес-! ки ), С помощью ИК-, масс-спектрометрических исследований и ГЖХ анализом устанавливалось соответствие состава покрытий по отношению к исходному материалу, Определено, что ИК-спектр покрытий и исходного октавинилснлсесквиоксана содержит полосы ноглощеФормула изобретения

Составитель М. Серебрянникова . Редактор Л.Плисак Техред И.Гайду Корректор Г.Решетник, Заказ 1050/6 Тираж 1049 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 9 ния в области 400-600 см ", соответ-, ствующие колебаниям кремнекислородного каркаса, и полосы поглощения в области 1600, 3200 см ", соответствующие колебаниям винильной группы; молекулярный вес покрытия 632 (показано масс-спектрометрически), что соответствует молекулярному весу октавинилсилсесквиоксана; времена удерживания в хроматсграммах покрытий и исходного вещества, снятых в идентичных условиях, совпадают.!. Испаритель, содержащий тигель с крышкой и нагреватель, о т л и ч а10842 d ю шийся тем, что, с целью повйшения стабильности потока пара, на дне тигля выполнена втулка, а крышка имеет выступ, расположенный с зазором в отверстии втулки..

2. Испаритель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что, толщина боков вых стенок, дна и крышки тигля находятся в отношении 1:4:6 — 1:5: 0 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.1. Каталог фирмы" P.Д. Hathis

Company"Vacuum Evaporation sources

>S cata1oq, 1971, р.28.

2. Данилин Б.С. Вакуумная техника в производстве интегральных схем

М.,"Энергия"1972 (прототип).