ДЗ №1 - Установка электронно-лучевого напыления Temescal FC2000

Рубцов М. А. МТ11-18 (М)

ТО: Установка электронно-лучевого напыления Temescal FC2000

1. Потребность (Р): необходимо наносить тонкие плёнки на подложки большого диаметра (или квадратные пластины со стороной до 100 мм).

   1. Действие (D) – испарение и осаждение материала

   2. Объект (G) – пластина (подложка из кремния, нитрида алюминия и т.п.)

   3. Особые условия (H) – обработка большого количества пластин большого размера с большой точностью.

2. Техническая функция (F=(P, Q)): так как Р уже рассмотрена выше, необходимо рассмотреть Q(это было, но осталось незамеченным по всей видимости):

   1. Входной поток (Ат) – энергия, которая затрачивается на создание электронного луча, с помощью которого происходит испарение.

   2. Выходной поток (Ст) – Количества вещества, которое оседает на подложке.

   3. Операция Коллера (Е) – Преобразование и передача.

3. Функциональная структура (ФС) (Это конструктивная функциональная структура, где элементы имеют определённые связи друг с другом, а по заданию нет необходимости рассматривать так же потоковую функциональную структуру):

   1. Вакуумная система: А-В-С

   2. Электронная пушка: 3-4-5

   3. Объект (пластина): Н

1. Описание физического принципа действия (ФДП): в данном случае происходит преобразование электрического тока в поток электронов в вакууме, который с большей энергией ударяется о материал, после чего происходит его испарение за счёт повышения температуры до точки испарения. Испаряемый материал оседает на подложке в виде тонкого слоя (эффект падающего снега).

   1. Начальное состояние (N) – твёрдое тело (подложка)

   2. Конечный результат (R) – твёрдое тело с покрытием (подложка с тонкой плёнкой)

2. Описание физико-химических эффектов:

   1. В вакууме под действием электрического тока происходит эмиссия электронов

   2. С помощью магнитного поля электронный луч направляется в нужную точку (или происходит сканирование плоскости какой-то формы)

   3. Электроны с высокой энергией проникают в материал и вызывают нагрев.

   4. При большой температуре в вакууме материал имеет меньше диапазон температур, при котором он может оставаться в жидком виде, по сравнению с атмосферным давлением. Таким образом, при нагреве выше температуры плавления происходит испарение материала.

   5. Испарённый материал осаждается на подложку (эффект падающего снега).

3. Техническое решение (ТР): в данном случае целесообразно доработать установку под больший размер подложек (в остальном установка обеспечивает необходимые условия). Для этого будут рассмотрены различные варианты подложкодержателя и привода вращения, чтобы обеспечить максимальную точность при проведении процессов.

4. Проект увидим в конце семестра, когда он будет закончен. Запланировано 5 листов + РПЗ.