Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CZ34937U1 - Equipment for measuring and controlling the homogeneity of the ionic energy distribution function and the size of ion fluxes on the substrate during the deposition of dielectric optical thin films - Google Patents

Equipment for measuring and controlling the homogeneity of the ionic energy distribution function and the size of ion fluxes on the substrate during the deposition of dielectric optical thin films Download PDF

Info

Publication number
CZ34937U1
CZ34937U1 CZ202038316U CZ202038316U CZ34937U1 CZ 34937 U1 CZ34937 U1 CZ 34937U1 CZ 202038316 U CZ202038316 U CZ 202038316U CZ 202038316 U CZ202038316 U CZ 202038316U CZ 34937 U1 CZ34937 U1 CZ 34937U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
probe
plasma
power supply
distribution function
deposition
Prior art date
Application number
CZ202038316U
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Zdeněk Hubička
Hubička Zdeněk Mgr., Ph.D.
Vítězslav Straňák
Straňák Vítězslav doc. RNDr., Ph.D.
Martin ÄŚada
Čada Martin Mgr., Ph.D.
Jiří Olejníček
Olejníček Jiří RNDr., Ph.D.
Miroslav Hrabovský
DrSc. Hrabovský Miroslav prof. RNDr.
Petr Schovánek
Petr RNDr. Schovánek
Original Assignee
Univerzita Palackého v Olomouci
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univerzita Palackého v Olomouci filed Critical Univerzita Palackého v Olomouci
Priority to CZ202038316U priority Critical patent/CZ34937U1/en
Publication of CZ34937U1 publication Critical patent/CZ34937U1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/228Gas flow assisted PVD deposition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/542Controlling the film thickness or evaporation rate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3438Electrodes other than cathode

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Description

Zařízení pro měření a řízení homogenity iontové energetické distribuční funkce a velikosti toků iontů na substrát při depozici dielektrických optických tenkých vrstevEquipment for measuring and controlling the homogeneity of the ionic energy distribution function and the size of ion fluxes on the substrate during the deposition of dielectric optical thin films

Oblast technikyField of technology

Technické řešení spadá do oblasti depozice dielektrických optických vrstev pomocí naprašovacích plazmových zdrojů a iontových energetických svazků a řeší novou konstrukci zařízení pro měření a řízení parametrů nízkotlakého plazmatu a těchto iontových svazků přímo při depoziěním procesu, kdy jsou měřící sondy pokryty dielektrickou vrstvou.The technical solution falls into the field of deposition of dielectric optical layers using sputtering plasma sources and ion energy beams and solves a new design of equipment for measuring and controlling the parameters of low pressure plasma and these ion beams directly during the deposition process, where measuring probes are covered with dielectric layer.

Dosavadní stav technikyPrior art

Dielektrické optické vrstvy jsou připravovány pomocí vakuového naparování s asistencí iontových svazků již dlouhou dobu. Tato metoda je popsána např. ve spisu US 2002/0127438 AI (Christopher C. Cook, Controlled stress optical coatings for membranes). Další již vyvinutá metoda depozice optických vrstev používá iontové svazky společně s reaktivním plazmatickým naprašováním. Touto metodou se dosahuje lepší adheze dielektrické optické vrstvy a je možné připravovat více typů materiálů než v případě naparovaní. V současné době se použití kombinace této metody značně rozšiřuje. Je například popsána ve spisu US 6238537 B1 (James R. Kahn; Viacheslav VZhurin, lonassisted deposition surce) a dále ve spisu US 2008/0050910 Al (Gary Allen Hart, Robert LeRoy Maier, Jue Wang, Method for producing smooth dense optical films). Problémem opakovatelné depozice těchto typů dielektrických optických vrstev je spolehlivá diagnostika plazmatu aplikovatelná přímo při depoziěním procesu, a to zejména měření iontového toku na substrát a měření iontové distribuční funkce. Měření iontové distribuční funkce v plazmatu lze realizovat vhodnou metodou na bázi mřížkového analyzátoru s brzdným polem. Takový iontový analyzátor vhodný pro depoziční systém je popsán ve stati: S. G. Ingramt and N. St. J. Braithwaite, Ion and electron energy analysis at a surface in an RF discharge 1988 J. Phys. D: Appl. Phys. 211496, a dále dokonalejší verze tohoto analyzátoru s více mřížkami, která je popsána ve stati: C. Bohm and J. Perrin Retarding-fidd analyzer for measurements of ion energy distributions and secondary electron emission coefficients in low-pressure radio frequency discharges, Rev. Sci. Instrum. 64 (I), January 1993. Nevýhodou těchto mřížkových analyzátorů je přítomnost mřížek, na které je přiváděn stejnosměrný elektrický potenciál, který je odizolován od plazmatu v případě pokrytí mřížky dielektrickou vrstvou a senzor je pak nefunkční. Modifikace iontového analyzátoru pro tento typ plazmatu je způsob, který místo mřížky pro odpuzení elektronů od detekční elektrody iontů používá stacionární magnetické pole. Tento systém je popsán ve spise CZ 304493 (P. Adámek, M. Čada, Z. Hubička, L. Jastrabík, J. Adámek, J. Stóckel, Způsob měření iontové distribuční funkce v nízkoteplotním plazmatu, měřicí systém pro provádění tohoto způsobu a sonda pro měřicí systém). Tento systém sice nemá mřížku, ale póly magnetů musí být na stejném stejnosměrném potenciálu jako povrch detekční sondy, a to není možné zachovat, protože v reaktivním depozičním plazmatu je povrch magnetů také rychle pokryt dielektrickou vrstvou a systém přestane být funkční.Dielectric optical layers have been prepared by ion beam assisted vacuum evaporation for a long time. This method is described, for example, in US 2002/0127438 A1 (Christopher C. Cook, Controlled stress optical coatings for membranes). Another already developed method of deposition of optical layers uses ion beams together with reactive plasma sputtering. This method achieves better adhesion of the dielectric optical layer and it is possible to prepare more types of materials than in the case of vapor deposition. Currently, the use of a combination of this method is widespread. It is described, for example, in U.S. Pat. No. 6,238,537 B1 (James R. Kahn; Viacheslav VZhurin, lonassisted deposition surce) and in U.S. Pat. No. 2008/0050910 A1 (Gary Allen Hart, Robert LeRoy Maier, Jue Wang, Method for producing smooth dense optical films). . The problem of repeatable deposition of these types of dielectric optical layers is reliable plasma diagnostics applicable directly to the deposition process, especially the measurement of ion flux on the substrate and the measurement of the ion distribution function. The measurement of the ion distribution function in plasma can be realized by a suitable method based on a grid analyzer with a braking field. Such an ion analyzer suitable for a deposition system is described in S. G. Ingramt and N. St. J. Braithwaite, Ion and electron energy analysis at a surface in an RF discharge 1988 J. Phys. D: Appl. Phys. 211496, and a more advanced version of this multi-grid analyzer, which is described in C. Bohm and J. Perrin Retarding-fidd analyzer for measurements of ion energy distributions and secondary electron emission coefficients in low-pressure radio frequency discharges, Rev. Sci. Instrum. 64 (I), January 1993. The disadvantage of these grating analyzers is the presence of gratings to which a direct current electric current is applied, which is isolated from the plasma when the grating is covered by a dielectric layer and the sensor is then inoperative. A modification of the ion analyzer for this type of plasma is a method that uses a stationary magnetic field instead of a grid to repel electrons from the ion detection electrode. This system is described in CZ 304493 (P. Adámek, M. Čada, Z. Hubička, L. Jastrabík, J. Adámek, J. Stóckel, Method for measuring the ion distribution function in low-temperature plasma, measuring system for performing this method and probe for measuring system). Although this system does not have a grid, the poles of the magnets must be at the same DC potential as the surface of the detection probe, and this cannot be maintained, because in reactive deposition plasma the surface of the magnets is also quickly covered by a dielectric layer and the system ceases to function.

Ve spisu CZ 29907 U1 (Z. Hubička, M. Čada, J. Olejníček, S. Kment, V. Straňák, P. Adámek, Zařízení k vytváření tenkých depozičních vrstev pomocí nízkotlakého plazmatu) je popsáno plazmatické depoziční zařízení pro přípravu tenkých vrstev, které umožňuje pouze měřit tloušťku vrstvy během plazmatického depozičního procesu. Iontovou distribuční funkci ale měřit toto zařízení neumožňuje. V patentovém spisu CZ 307505 (Z. Hubička, M. Čada, J. Olejníček, S. Kment, V. Straňák, P. Adámek, Způsob měření impedance deponované vrstvy ve výbojovém plazmatu a zařízení kprovádění tohoto způsobu) je popsána vysokofrekvenční sonda umožňující měřit elektrickou impedanci polovodivé deponované vrstvy a impedance stěnové vrstvy prostorového náboje v plazmatu při procesu nanášení vrstvy. Z těchto změřených informací na tomto zařízení, není možné žádným způsobem určit energetickou distribuční funkci iontů v plazmatu. V patentovém spisu CZ 306980 (J. Olejníček, J. Šmíd, Z. Hubička, P. Adámek, M.CZ 29907 U1 (Z. Hubička, M. Čada, J. Olejníček, S. Kment, V. Straňák, P. Adámek, Device for the formation of thin deposition layers using low-pressure plasma) describes a plasma deposition device for the preparation of thin layers, which only allows the thickness of the layer to be measured during the plasma deposition process. However, this device does not allow the ion distribution function to be measured. The patent document CZ 307505 (Z. Hubička, M. Čada, J. Olejníček, S. Kment, V. Straňák, P. Adámek, Method of measuring the impedance of a deposited layer in a discharge plasma and a device for performing this method) describes a high-frequency probe enabling to measure the electrical impedance of the semiconducting deposited layer and the impedance of the wall layer of the space charge in the plasma during the layer deposition process. From this measured information on this device, it is not possible in any way to determine the energy distribution function of the ions in the plasma. In the patent document CZ 306980 (J. Olejníček, J. Šmíd, Z. Hubička, P. Adámek, M.

-1 CZ 34937 UI-1 CZ 34937 UI

Čada, Š. Kment, Způsob řízení rychlosti depozice tenkých vrstev ve vakuovém vícetryskovém plazmovém systému a zařízení k provádění tohoto způsobu) a ve spisu CZ 30018 Ul J. Olejníček, J. Šmíd, Z. Hubička, P. Adámek, M. Čada, Š. Kment, Zařízení k řízení depozice tenkých vrstev ve vakuovém vícetryskovém plazmovém systému) je popsána kontrolovaná plazmatická depozice vrstev, kde se proces plazmatického odprašování řídí pomocí měření teploty odprašované plazmové trysky pomocí soustavy pyrometrů. Toto zařízení ale není schopné žádným způsobem poskytnout informaci o charakteru iontové distribuční funkce v plazmatu. V patentovém spisu CZ 306799 (Z. Hubička, M. Čada, Š. Kment, J. Olejníček, P. Adámek, V. Straňák, Způsob měření depozičního nízkotlakého plazmatu s využitím vlnové rezonance elektronové cyklotronové vlny a zařízení kprovádění tohoto způsobu) je popsána diagnostická metoda parametrů plazmatu, která je schopná stanovit teplotu a koncentraci elektronů v plazmatu z charakteru vlnové rezonance elektronové cyklotronové vlny vybuzené v plazmatu, ale tato metoda není schopná žádným způsobem stanovit charakter iontové distribuční v plazmatu ani změřit iontový tok na substrát.A method of controlling the deposition rate of thin films in a vacuum multi - jet plasma system and a device for carrying out this method) and in the document CZ 30018 Ul J. Olejníček, J. Šmíd, Z. Hubička, P. Adámek, M. Čada, Controlled thin film deposition is described, where the process of plasma dedusting is controlled by measuring the temperature of the dedusted plasma nozzle using a system of pyrometers. However, this device is in no way able to provide information about the nature of the ion distribution function in the plasma. The patent document CZ 306799 (Z. Hubička, M. Čada, Š. Kment, J. Olejníček, P. Adámek, V. Straňák, A method for measuring deposition low-pressure plasma using wave resonance of an electron cyclotron wave and a device for performing this method) describes a diagnostic method of plasma parameters that is able to determine the temperature and concentration of electrons in the plasma from the wave resonance pattern of the electron cyclotron wave excited in the plasma, but this method is not able to determine the ionic distribution pattern in the plasma or measure the ion flux to the substrate.

Úkolem předkládaného technického řešení je představit zařízení, ve kterém je možno pomocí nové konstrukce vysokofrekvenčních iontových sond měřit přímo při depozicích dielektrických optických vrstev energetickou distribuční funkci toku iontů na substrát a celkovou velikost jejich toku zároveň v několika bodech před nosičem s povlakovanými substráty. Nové technické řešení měřící vysokofrekvenční sondy je navrženo tak, aby tato sonda plnila svojí funkci i v případě, že jsou její povrch a vnitřní komponenty pokryty dielektrickou vrstvou, což je unikátní vlastností této nové sondy.The task of the present technical solution is to present a device in which it is possible to measure the energy distribution function of ion flux on a substrate and their total flux at several points in front of a carrier with coated substrates directly during deposition of dielectric optical layers by a new design of high frequency ion probes. The new technical solution of the measuring high-frequency probe is designed so that this probe fulfills its function even if its surface and internal components are covered with a dielectric layer, which is a unique feature of this new probe.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Stanoveného cíle je dosaženo novým technickým řešením, kterým je zařízení pro měření a řízení homogenity iontové energetické distribuční funkce a velikosti toků iontů na substrát při depozici dielektrických optických tenkých vrstev, které je tvořeno vakuovým reaktorem, jehož vnitřní prostor je přes regulační ventil propojen s vakuovou vývěvou, kde vakuový reaktor je v horní části opatřen vstupním hrdlem pro umožnění přívodu pracovního plynu, který je do vnitřního prostoru vháněn přes průtokoměr, přičemž ve vnitřním prostoru jsou protilehle ustaveny řízený iontový zdroj a otočně uložený a vyhřívaný substrátový nosič, mezi nimiž je umístěna soustava naprašovacích plazmových zdrojů a iontový zdroj pro umožnění generace toku neutrálních a ionizovaných částic. Podstata technického řešení spočívá v tom, že nad substrátovým otočným nosičem je umístěna soustava alespoň dvou stacionárních vysokofrekvenčních sond pro umožnění v reálném čase měřit iontový tok a iontovou energetickou distribuční funkci dopadajících iontů v daném místě uložení vzorků substrátu na substrátovém nosiči, přičemž jednak iontový zdroj je propojen s první výkonovou napájecí jednotkou a naprašovací plazmové zdroje s druhou výkonovou napájecí jednotkou, když obě výkonové napájecí jednotky ajsou umístěny vně vakuového reaktoru, jednak substrátový nosič je propojen s ovládacím blokem, který je rovněž umístěn vně vakuového reaktoru, a jednak nedílnou součástí zařízení je vyhodnocovací a řídící jednotka, která je instalována vně vakuového reaktoru a která je paralelně propojena s první výkonovou napájecí jednotkou, s druhou výkonovou napájecí jednotkou a samostatně s každou stacionární vysokofrekvenční sondou, když propojení s jednotlivými stacionárními vysokofrekvenčními sondami je realizováno přes digitizéry uloženými vně vakuového reaktoru.The stated goal is achieved by a new technical solution, which is a device for measuring and controlling the homogeneity of ion energy distribution function and ion flux size on the substrate during deposition of dielectric optical thin films, which consists of a vacuum reactor whose interior is connected to a vacuum pump via a control valve. , wherein the vacuum reactor is provided in the upper part with an inlet neck to allow the supply of working gas, which is blown into the interior through a flow meter, in the interior a controlled ion source and a rotatably mounted and heated substrate carrier are arranged opposite, between which a set of sputtering plasma sources and an ion source to allow the generation of a flow of neutral and ionized particles. The essence of the technical solution lies in the fact that a system of at least two stationary high-frequency probes is placed above the substrate rotating carrier to allow real-time measurement of ion flux and ion energy distribution function of incident ions at a given location of substrate samples on substrate support. connected to the first power supply unit and the sputtering plasma source to the second power supply unit when both power supply units are located outside the vacuum reactor, the substrate carrier is connected to the control unit, which is also located outside the vacuum reactor, and evaluation and control unit, which is installed outside the vacuum reactor and which is connected in parallel with the first power supply unit, with the second power supply unit and separately with each stationary high-frequency probe, when connected to individual stationary high-frequency probes i is implemented via digitizers located outside the vacuum reactor.

Ve výhodném provedení se každá vysokofrekvenční sonda skládá ze severního (S) pólu permanentního magnetu a jižního pólu (J) permanentního magnetu pro umožnění generace stacionárního (B) magnetického pole kolmého na cylindrickou osu sondy a směr vstupujících iontů z plazmatu proudícího z řízeného iontového zdroje, přičemž pod horizontální úrovní umístění permanentních magnetů jsou uvnitř pláště vysokofrekvenční sondy uloženy za sebou mřížka a detekční elektroda, kde mřížka je elektricky spojená s póly permanentních magnetů a tyto jsou připojeny k vysokofrekvenčnímu zdroji přes oddělovací kondenzátor a detekční elektroda je jednak spojena se střídavým generátorem přes vazebný kondenzátor a vybíjecí odpor, a jednak přesIn a preferred embodiment, each high frequency probe consists of a north (S) pole of a permanent magnet and a south pole (J) of a permanent magnet to allow generation of a stationary (B) magnetic field perpendicular to the cylinder axis and direction of incoming ions from plasma flowing from a controlled ion source. below the horizontal level of the permanent magnets, a grid and a detection electrode are arranged one behind the other inside the high-frequency probe housing, the grid being electrically connected to the permanent magnet poles and connected to a high-frequency source via a decoupling capacitor and the detection electrode being connected to an AC generator via a coupling capacitor and discharge resistor, and through

- 2 CZ 34937 UI napěťovou sondu, přes proudovou sondu, přes digitizér a řídící jednotku s výkonovou napájecí jednotkou.- 2 EN 34937 UI voltage probe, via current probe, via digitizer and control unit with power supply unit.

Předkládaným řešením se dosahuje nového a vyššího účinku v tom, že zařízení je schopné měřit iontovou distribuční funkci v plazmatu a iontový proud na substrát i v případě pokrytí všech jejích součástí, které jsou v kontaktu s plazmatem, elektricky nevodivou tenkou vrstvou.The present solution achieves a new and higher effect in that the device is able to measure the ion distribution function in plasma and ion current on the substrate even in the case of covering all its components that are in contact with plasma with an electrically non-conductive thin layer.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Konkrétní příklad provedení technického řešení je schematicky znázorněn na přiložených výkresech kde, obr. 1) znázorňuje celkové schéma nového zařízení obsahujícího trojici vysokofrekvenčních sond umístěných před nosičem substrátu, obr. 2a) je detailní nárysný pohled na otáčivý nosič substrátu z obr. 1 se znázorněním rozložení pěti povlakovaných vzorků substrátů při použití třech měřících vysokofrekvenčních sond uložených v řadě, obr. 2b) je detailní nárysný pohled na alternativní provedení otáčivého nosiče substrátu se znázorněním rozložení pěti povlakovaných vzorků substrátů při použití dvou měřících vysokofrekvenčních sond uložených ve středu a při okraji nosiče, obr. 2c) je detailní nárysný pohled na další alternativní provedení otáčivého nosiče substrátu se znázorněním rozložení pěti povlakovaných vzorků substrátů při použití tří měřících vysokofrekvenčních sond uložených ve trojúhelníku, kde jednaje ve středu a dvě při okraji nosiče, obr. 2d) je detailní nárysný pohled na další alternativní provedení otáčivého nosiče substrátu se znázorněním rozložení dvou povlakovaných vzorků substrátů při použití tří měřících vysokofrekvenčních sond uložených v řadě, obr. 2e) je detailní nárysný pohled na další alternativní provedení otáčivého nosiče substrátu se znázorněním rozložení tří povlakovaných vzorků substrátů uložených ve trojúhelníku a při použití tří měřících vysokofrekvenčních sond uložených v trojúhelníku, obr. 3) je příklad detailní konstrukce vysokofrekvenční iontové sondy se znázorněním elektrického zapojení jejích napájecích a detekčních obvodů, obr. 4) je příklad grafického znázornění detailu změřených časových průběhů napětí a proudů na detekční elektrodě, obr. 5) je příklad stanovené volt-ampérové charakteristiky ze změřených signálů na detekční elektrodě po odečtení kapacitních proudů sondou při znázornění i derivace sondového proudu podle sondového napětí d!p/dUp, která je úměrná energetické distribuční fúnkci iontů v depozičním plazmatu, a obr.6) znázorňuje příklad stanovených energetických distribučních funkcí iontů ze změřených signálů na detekční elektrodě pro dvě různé velikosti potenciálu plazmatu v depozičním zařízení.A specific example of an embodiment of the technical solution is schematically shown in the accompanying drawings where, Fig. 1) shows a general diagram of a new device comprising three high frequency probes placed in front of a substrate carrier, Fig. 2a) is a detailed front view of the rotating substrate carrier of Fig. five coated substrate samples using three high frequency measuring probes arranged in a row, Fig. 2b) is a detailed elevational view of an alternative embodiment of a rotating substrate carrier showing the distribution of five coated substrate samples using two high frequency measuring probes placed in the center and at the edge of the carrier; Fig. 2c) is a detailed elevational view of another alternative embodiment of a rotating substrate carrier showing the distribution of five coated substrate samples using three measuring high frequency probes placed in a triangle, one acting in the center and two at the edge of the carrier, Fig. 2d) is a detailed elevational view of the substrate; next a An alternative embodiment of a rotating substrate carrier showing the distribution of two coated substrate samples using three measuring high frequency probes arranged in series, Fig. 2e) is a detailed front view of another alternative embodiment of a rotating substrate carrier showing the distribution of three coated substrate samples placed in a triangle and using three measuring high-frequency probes placed in a triangle, Fig. 3) is an example of a detailed construction of a high-frequency ion probe showing the electrical connection of its power supply and detection circuits, Fig. 4) is an example of a graphical representation of detail of measured voltage and current time courses on the detection electrode; 5) is an example of the determined volt-ampere characteristic from the measured signals on the detection electrode after subtracting the capacitive currents by the probe, showing the derivation of the probe current according to the probe voltage d1 p / dU p , which is proportional to the energy distribution function of ions in the deposition plasma; 6) stmp shows an example of determined energy distribution functions of ions from measured signals on a detection electrode for two different magnitudes of the plasma potential in a deposition device.

Výkresy, které znázorňuj í představovaná technická řešení a následně popsané příklady konkrétních provedení v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu technického řešení.The drawings, which show the presented technical solutions and the subsequently described examples of specific embodiments, in no way limit the scope of protection stated in the definition, but only clarify the essence of the technical solution.

-3CZ 34937 UI-3CZ 34937 UI

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solution

Zařízení pro realizaci technického řešení je v základním provedení znázorněném na obr. 1 tvořeno vakuovým reaktorem jehož vnitřní prostor 101 je přes regulační ventil 2 propojen s vakuovou vývěvou 3. Vakuový reaktor 1 je v horní části opatřen vstupním hrdlem 102 pro umožnění přívodu pracovního plynu, který je do vnitřního prostoru 101 vháněn přes průtokoměr 4. Ve vnitřním prostoru 101 jsou protilehle ustaveny řízený iontový zdroj 5 a otočně uložený a vyhřívaný substrátový nosič 6, mezi nimiž jsou umístěny soustava naprašovacích plazmových zdrojů 7, které společně s iontovým zdrojem 5 generují tok neutrálních a ionizovaných částic, a soustava stacionárních vysokofrekvenčních (RF) sond 8, které jsou schopny v reálném čase měřit iontový tok a iontovou energetickou distribuční funkci dopadajících iontů v daném místě uložení vzorků 9 substrátu. Iontový zdroj 5 je propojen s první výkonovou napájecí jednotkou 10 anaprašovací plazmové zdroje 7 s druhou výkonovou napájecí jednotkou 11, když obě výkonové napájecí jednotky 10 a 11 jsou umístěny vně vakuového reaktoru 1. Substrátový nosič 6 je pak propojen s ovládacím blokem 12. který je rovněž umístěn vně vakuového reaktoru 1 a který řídí jeho rotační pohyb a vyhřívání. Nedílnou součástí zařízení je vyhodnocovací a řídící jednotka 13, která je instalována vně vakuového reaktoru 1 a která je paralelně propojena s první výkonovou napájecí jednotkou JO, s druhou výkonovou napájecí jednotkou 11 a samostatně s každou stacionární vysokofrekvenční sondou 8, když propojení s jednotlivými stacionárními vysokofrekvenčními sondami 8 je realizováno přes digitizéry 14 uloženými vně vakuového reaktoru 1.The device for implementing the technical solution in the basic embodiment shown in Fig. 1 consists of a vacuum reactor whose inner space 101 is connected via a control valve 2 to a vacuum pump 3. The vacuum reactor 1 is provided in the upper part with an inlet 102 to allow the supply of working gas. is injected into the inner space 101 via a flow meter 4. In the inner space 101 a controlled ion source 5 and a rotatably mounted and heated substrate carrier 6 are arranged opposite, between which a set of sputtering plasma sources 7 are placed, which together with the ion source 5 generate a flow of neutral and ionized particles, and a set of stationary radio frequency (RF) probes 8, which are able to measure in real time the ion flux and the ionic energy distribution function of the incident ions at a given location of the substrate samples 9. The ion source 5 is connected to the first power supply unit 10 and the dusting plasma source 7 to the second power supply unit 11 when both power supply units 10 and 11 are located outside the vacuum reactor 1. The substrate carrier 6 is then connected to the control block 12. also located outside the vacuum reactor 1 and which controls its rotational movement and heating. An integral part of the device is an evaluation and control unit 13, which is installed outside the vacuum reactor 1 and which is connected in parallel to the first power supply unit JO, to the second power supply unit 11 and separately to each stationary high frequency probe 8 when connected to individual stationary high frequency the probes 8 are realized via digitizers 14 located outside the vacuum reactor 1.

Jak je znázorněno na všech alternativních provedeních obr. 2), není nutno na substrátovém nosiči 6 umístit pět vzorků 9 substrátu a nad ním tři iontové vysokofrekvenční sondy 8 v jedné řadě jako na obr. 2a), ale pro různá rozdělení prostorových vlastností plazmatu nebo iontového svazku musí být vysokofrekvenční sondy 8 alespoň dvě. Pokud je sond více, tím je lépe, protože je měření prostorového rozdělení přesnější. Vzorků 9 substrátů může být více, ale měření má smysl pro dva a více, přičemž by neměla vysokofrekvenční sonda 8 při měření zastiňovat substrát, tedy neměly by se vysokofrekvenční sondy 8 a vzorky 9 substrátu při otáčení substrátového nosiče 6 potkat. Pokud se použijí tři iontové vysokofrekvenční sondy 8 znázorněné na obr. 2c), obr. 2d) a obr. 2e), tak nemusí být v jedné rovině, i když to pak může zjednodušit vyhodnocení výsledků měření.As shown in all alternative embodiments of Fig. 2), it is not necessary to place five substrate samples 9 on the substrate carrier 6 and three ionic high-frequency probes 8 in a row as in Fig. 2a), but for different distributions of plasma or ionic spatial properties. the beam must have at least two high-frequency probes 8. If there are more probes, the better, because the measurement of the spatial distribution is more accurate. There may be several samples 9 of substrates, but the measurement makes sense for two or more, and the high-frequency probe 8 should not overshadow the substrate during the measurement, i.e. the high-frequency probes 8 and the substrate samples 9 should not meet when rotating the substrate carrier 6. If the three ionic high-frequency probes 8 shown in Fig. 2c), Fig. 2d) and Fig. 2e) are used, they do not have to be in one plane, although this can then simplify the evaluation of the measurement results.

Vysokofrekvenční (RF) sonda 8 znázorněná na obr. 3 se skládá ze severního pólu S permanentního magnetu 81 a j ižního pólu J permanentního magnetu 82, které generuj í stacionární magnetické pole 83 kolmé na cylindrickou osu sondy 8 a směr vstupujících iontů z plazmatu proudícího z řízeného iontového zdroje 5. Pod horizontální úrovní umístění permanentních magnetů 81 a 82 jsou uvnitř pláště 84 vysokofrekvenční sondy 8 uloženy za sebou mřížka 85 a detekční elektroda 86, kde mřížka 85 je elektricky spojená s póly permanentních magnetů 81 a 82 a tyto jsou připojeny k vysokofrekvenčnímu zdroji 23 přes oddělovací kondenzátor 22. Detekční elektroda 86 je jednak spojena se střídavým generátorem 24 přes vazebný kondenzátor 25 a vybíjecí odpor 26, a jednak přes napěťovou sondu 27, přes proudovou sondu 28, přes digitizér 14 a řídící jednotku 13 s výkonovou napájecí jednotkou 11.The radio frequency (RF) probe 8 shown in Fig. 3 consists of the north pole S of the permanent magnet 81 and the south pole J of the permanent magnet 82, which generate a stationary magnetic field 83 perpendicular to the cylindrical axis of the probe 8 and the direction of incoming ions from plasma flowing from the controlled. Below the horizontal level of placement of the permanent magnets 81 and 82, a grid 85 and a detection electrode 86 are arranged one behind the other inside the housing 84 of the high frequency probe 8, where the grid 85 is electrically connected to the poles of the permanent magnets 81 and 82 and these are connected to the high frequency source. 23 via a separating capacitor 22. The detection electrode 86 is connected to the AC generator 24 via a coupling capacitor 25 and a discharge resistor 26, and via a voltage probe 27, a current probe 28, a digitizer 14 and a control unit 13 with a power supply unit 11.

Při provozu zařízení pracuje stacionární magnetické pole 83 jako elektronový filtr, který téměř eliminuje tok elektronů na detekční elektrodu 86, přičemž vyššího účinku eliminace toku elektronů na detekční elektrodu 86 se dosahuje tím, že je před tuto detekční elektrodu 86 umístěna mřížka 85 připojená k vysokofrekvenčnímu zdroji 23. Vysokofrekvenční zdroj 23 musí pracovat na frekvenci f vyšší, než je plazmatická frekvence iontů v plazmatu fpi. Vysokofrekvenční napětí z vysokofrekvenčního zdroje 23 způsobí generaci stejnosměrného záporného předpětí Udc na vrstvě prostorového náboje existujícího okolo mřížky 85 pólech 81 a 82 magnetu, a to i v případě, kdy budou póly 81 a 82 magnetu a mřížka 85 pokryty dielektrickou vrstvou. Vysokofrekvenční (VF) napětí se dostane do plazmatu kapacitní vazbou přes tuto dielektrickou vrstvu. Velikost Udc bude přibližně stejná jako velikosti amplitudy Vrf na výstupu RF vysokofrekvenčního zdroje 23 a bude orientováno tak, že povrch mřížky 85 bude záporný vůči plazmatu. V tomto případě bude eliminováno elektrické pole mezi mřížkou 85 a póly 81, 82 magnetu a nebude tak existovat tok elektronů směrem k mřížce 85 a detekční elektrodě 86 díky ExB driftu. Tato funkce zůstaneIn operation, the stationary magnetic field 83 acts as an electron filter that nearly eliminates the flow of electrons to the detection electrode 86, with a greater effect of eliminating the flow of electrons to the detection electrode 86 by placing a grid 85 connected to a high frequency source in front of the detection electrode 86. 23. The high frequency source 23 must operate at a frequency f higher than the plasma frequency of the ions in the plasma f pi . The high frequency voltage from the high frequency source 23 causes a DC negative bias voltage Udc to be generated on the space charge layer existing around the grid 85 of the magnet poles 81 and 82, even if the magnet poles 81 and 82 and the grid 85 are covered with a dielectric layer. The high frequency (HF) voltage enters the plasma by capacitive coupling through this dielectric layer. The magnitude of Udc will be approximately the same as the magnitude of the amplitude Vrf at the RF output of the high frequency source 23 and will be oriented so that the surface of the grating 85 will be negative to the plasma. In this case, the electric field between the grating 85 and the poles 81, 82 of the magnet will be eliminated and thus there will be no electron flow towards the grating 85 and the detection electrode 86 due to the ExB drift. This function remains

-4CZ 34937 UI zachována i v případě pokrytí pólů 81. 82 magnetu a mřížky 85 dielektrickou vrstvou. Navíc je potenciál povrchu mřížky 85 vždy záporný vůči plazmatu a bude tak dále odpuzovat elektrony. Detekční elektroda 86 je přitom spojena se střídavým generátorem 24 přes vazebný kondenzátor 25 a vybíjecí odpor 26. Proudová sonda 28 a napěťová sonda 27 detekují střídavé napětí Ua proud I detekční elektrodou 86. Tyto signály jsou zpracovány digitizérem 14 dále řídící jednotkou 13. která předá tuto informaci ovládání první výkonové napájecí jednotce 10 naprašovacích plazmových zdrojů 7 a druhé výkonové jednotce 11 ovládání iontového zdroje 5. Jelikož je elektronový proud na detekční elektrodu 86 zcela eliminován, je proud na detekční elektrodu 86 tvořen pouze ionty. Ze signálů I a U získaných na napěťové sondě 27 a proudové sondě 26 lze získat volt-ampérové charakteristiky iontového plynu před detekční sondou 86, z kterých lze určit známým postupem celkový iontový tok a iontovou distribuční funkci z derivace detekovaného proudu podle napětí z voltampérové charakteristiky. Frekvence fpr střídavého generátoru 24 musí být menší než plazmatická frekvence fpi iontů v plazmatu.-4EN 34937 UI maintained even in case the poles 81. 82 of the magnet and the grid 85 are covered with a dielectric layer. In addition, the potential of the surface of the grid 85 is always negative to the plasma and will thus further repel electrons. The detection electrode 86 is connected to the AC generator 24 via a coupling capacitor 25 and a discharge resistor 26. The current probe 28 and the voltage probe 27 detect the AC voltage Ua current I through the detection electrode 86. These signals are processed by the digitizer 14 and passed by the control unit 13. control information of the first power supply unit 10 of the sputtering plasma sources 7 and the second power unit 11 of the control of the ion source 5. Since the electron current on the detection electrode 86 is completely eliminated, the current on the detection electrode 86 is formed only by ions. From the signals I and U obtained on the voltage probe 27 and the current probe 26, the volt-ampere characteristics of the ionic gas before the detection probe 86 can be obtained, from which the total ionic flux and ion distribution function can be determined in a known manner by deriving the detected current according to the volt-ampere characteristic voltage. The frequency f pr of the alternator 24 must be less than the plasma frequency f pi of the ions in the plasma.

Nové technické řešení popisuje zařízení, které je schopné měřit iontovou distribuční funkci v plazmatu a iontový proud na substrát i v případě pokrytí všech jejích součástí, které interagují s plazmatem, elektricky nevodivou tenkou vrstvou. Splnění této funkce se dosahuje umístěním kovové mřížky 85 před detekční elektrodu 86. Tato mřížka 85 je dále elektricky spojená s póly 81., 82 stacionárních magnetů a tyto jsou pak spojeny s vysokofrekvenčním zdrojem 23 přes oddělovací kondenzátor 22. Po přivedení tohoto RF napětí na mřížku 85 a póly 81, 82 magnetů se díky usměrnění tohoto RF napětí na povrchové vrstvě prostorového náboje indukuje na této vrstvě prostorového náboje stejnosměrné předpětí, které je orientováno tak, že povrch mřížky 85 a pólů 81 a 82 magnetů je záporný vůči potenciálu plazmatu. Toto indukované záporné předpětí na mřížce 85 a pólech 81 a 82 magnetů J a S způsobí odpuzení elektronů od povrchu detekční elektrody 86 a takto orientované stejnosměrné elektrické pole vzniklé mezi póly 81 a 82 magnetu dále nasměruje ExB drift elektronů směrem pryč od povrchu detekční elektrody 86. Detekční elektroda 86 tak sbírá pouze ionty a může měřit jejich energetickou distribuční funkci. Podstatnou výhodou tohoto nového technického uspořádání je fakt, že toto indukované stejnosměrné předpětí se vytvoří okolo povrchu mřížky 85 a pólů 81 a 82 magnetu i v případě existence dielektrické vrstvy na jejich površích, protože RF napětí z vysokofrekvenčního zdroje 23 se na stěnovou vrstvu prostorového náboje dostane kapacitní vazbou přes tuto dielektrickou vrstvu a správná funkce zařízení zůstane zachována. Funkce detekční elektrody 86 bude zachována pro měření distribuční funkce iontů také v případě pokrytí dielektrickou vrstvou, protože je napájena brzdným napětím ze střídavého generátoru 24 střídavého charakteru. To se dostane do plazmatu střídavou vazbou přes kapacitu této dielektrické vrstvy. Možné indukované stejnosměrné předpětí na této detekční elektrodě 86 není žádoucí pro měření iontové distribuční funkce a to nevznikne, protože bude zkratováno přes vybíjecí odpor 26.The new technical solution describes a device that is able to measure the ion distribution function in plasma and ion current on the substrate even if all its components that interact with plasma are covered with an electrically non-conductive thin layer. This function is achieved by placing a metal grid 85 in front of the detection electrode 86. This grid 85 is further electrically connected to the poles 81, 82 of the stationary magnets and these are then connected to a high frequency source 23 via a decoupling capacitor 22. After applying this RF voltage to the grid 85 and the poles 81, 82 of the magnets, by directing this RF voltage on the surface layer of the space charge, a DC bias is induced on this layer of the space charge, which is oriented such that the surface of the grid 85 and the poles 81 and 82 of the magnets is negative to the plasma potential. This induced negative bias at the grid 85 and the poles 81 and 82 of the magnets J and S causes the electrons to repel the surface of the detection electrode 86, and the thus directed DC electric field generated between the magnet poles 81 and 82 further directs ExB drift of the electrons away from the detection electrode surface 86. Thus, the detection electrode 86 collects only ions and can measure their energy distribution function. A significant advantage of this new technical arrangement is the fact that this induced DC bias is created around the surface of the grid 85 and the poles 81 and 82 of the magnet even in the presence of a dielectric layer on their surfaces, because the RF voltage from the high frequency source 23 reaches the wall charge layer. capacitive coupling through this dielectric layer and the correct function of the device will be maintained. The function of the detection electrode 86 will be retained for measuring the ion distribution function also in the case of dielectric layer coverage, since it is supplied with a braking voltage from an alternating current generator 24. This enters the plasma by alternating coupling through the capacitance of this dielectric layer. A possible induced DC bias on this detection electrode 86 is not desirable for measuring the ion distribution function and will not occur because it will be shorted across the discharge resistor 26.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení pro měření a řízení homogenity iontové energetické distribuční funkce a velikosti toků iontů na substrát při depozici dielektrických optických tenkých vrstev je určeno a plánováno především pro využití pro optické a optoelektronické aplikace, kdy jsou měřící sondy pokryty dielektrickou vrstvou.The device for measuring and controlling the homogeneity of the ionic energy distribution function and the size of ion fluxes on the substrate during the deposition of dielectric optical thin films is intended and planned primarily for use in optical and optoelectronic applications where measuring probes are covered with a dielectric layer.

Claims (2)

NÁROKY NA OCHRANUCLAIMS FOR PROTECTION 1. Zařízení pro měření a řízení homogenity iontové energetické distribuční funkce a velikosti toků iontů na substrát při depozici dielektrických optických tenkých vrstev, které je tvořeno vakuovým reaktorem (1), jehož vnitřní prostor (101) je přes regulační ventil (2) propojen s vakuovou vývěvou (3), kde vakuový reaktor (1) je v horní části opatřen vstupním hrdlem (102) pro umožnění přívodu pracovního plynu, který je do vnitřního prostoru (101) vháněn přes průtokoměr (4), přičemž ve vnitřním prostoru (101) jsou protilehle ustaveny řízený iontový zdroj (5) a otočně uložený a vyhřívaný substrátový nosič (6), mezi nimiž je umístěna soustava naprašovacích plazmových zdrojů (7) a iontový zdroj (5) pro umožnění generace toku neutrálních a ionizovaných částic, vyznačující se tím, že nad substrátovým otočným nosičem (6) je umístěna soustava alespoň dvou stacionárních vysokofrekvenčních sond (8) pro umožnění v reálném čase měřit iontový tok a iontovou energetickou distribuční funkci dopadajících iontů v daném místě uložení vzorků (9) substrátu na substrátovém nosiči (6), přičemž jednak iontový zdroj (5) je propojen s první výkonovou napájecí jednotkou (10) a naprašovací plazmové zdroje (7) s druhou výkonovou napájecí jednotkou (11), když obě výkonové napájecí jednotky (10) a (11) jsou umístěny vně vakuového reaktoru (1), jednak substrátový nosič (6) je propojen s ovládacím blokem (12), který je rovněž umístěn vně vakuového reaktoru (1), a jednak nedílnou součástí zařízení je vyhodnocovací a řídící jednotka (13), která je instalována vně vakuového reaktoru (1) a která je paralelně propojena s první výkonovou napájecí jednotkou (10), s druhou výkonovou napájecí jednotkou (11) a samostatně s každou stacionární vysokofrekvenční sondou (8), když propojení s jednotlivými stacionárními vysokofrekvenčními sondami (8) je realizováno přes digitizéry (14) uloženými vně vakuového reaktoru (1).An apparatus for measuring and controlling the homogeneity of the ionic energy distribution function and the magnitude of ion fluxes on a substrate during the deposition of dielectric optical thin films, comprising a vacuum reactor (1) whose interior (101) is connected to a vacuum reactor via a control valve (2). pump (3), where the vacuum reactor (1) is provided in the upper part with an inlet neck (102) to allow the supply of working gas, which is blown into the inner space (101) through a flow meter (4), while in the inner space (101) a controlled ion source (5) and a rotatably mounted and heated substrate carrier (6) are arranged opposite each other, between which a set of sputtering plasma sources (7) and an ion source (5) are arranged to allow the generation of a flow of neutral and ionized particles, characterized in that a set of at least two stationary high-frequency probes (8) is placed above the substrate rotating carrier (6) to allow real-time measurement of ionic flux and ionic energy distribution function incident h ions at a given location of the substrate samples (9) on the substrate carrier (6), wherein on the one hand the ion source (5) is connected to the first power supply unit (10) and the sputtered plasma source (7) to the second power supply unit (11) when both power supply units (10) and (11) are located outside the vacuum reactor (1), on the one hand the substrate carrier (6) is connected to the control block (12), which is also located outside the vacuum reactor (1), and on the other hand an integral part of the device is an evaluation and control unit (13), which is installed outside the vacuum reactor (1) and which is connected in parallel with the first power supply unit (10), with the second power supply unit (11) and separately with each stationary high frequency probe (8), when the connection to the individual stationary high-frequency probes (8) is realized via digitizers (14) placed outside the vacuum reactor (1). 2. Zařízení pro měření a řízení homogenity iontové energetické distribuční funkce a velikosti toků iontů na substrát při depozici dielektrických optických tenkých vrstev podle nároku 1, vyznačující se tím, že každá vysokofrekvenční sonda (8) se skládá ze severního pólu (S) permanentního magnetu (81) a jižního pólu (J) permanentního magnetu (82) pro umožnění generace stacionárního (B) magnetického pole (83) kolmého na cylindrickou osu sondy (8) a směr vstupujících iontů z plazmatu proudícího z řízeného iontového zdroje (5), přičemž pod horizontální úrovní umístění permanentních magnetů (81) a (82) j sou uvnitř pláště (84) vysokofrekvenční sondy (8) uloženy za sebou mřížka (85) a detekční elektroda (86), kde mřížka (85) je elektricky spojená s póly permanentních magnetů (81) a (82) a tyto jsou připojeny k vysokofrekvenčnímu zdroji (23) přes oddělovací kondenzátor (22) a detekční elektroda (86) je jednak spojena se střídavým generátorem (24) přes vazebný kondenzátor (25) a vybíjecí odpor (26), a jednak přes napěťovou sondu (27), přes proudovou sondu (28), přes digitizér (14) a řídící jednotku (13) s výkonovou napájecí jednotkou (11).Device for measuring and controlling the homogeneity of the ionic energy distribution function and the magnitude of ion fluxes on a substrate during the deposition of dielectric optical thin films according to claim 1, characterized in that each high-frequency probe (8) consists of a north pole (S) of a permanent magnet ( 81) and the south pole (J) of the permanent magnet (82) to allow the generation of a stationary (B) magnetic field (83) perpendicular to the cylindrical axis of the probe (8) and the direction of incoming ions from the plasma flowing from the controlled ion source (5). the horizontal level of placement of the permanent magnets (81) and (82) j is a grid (85) and a detection electrode (86) arranged inside the housing (84) of the high-frequency probe (8), the grid (85) being electrically connected to the poles of the permanent magnets (81) and (82) and these are connected to the high-frequency source (23) via an isolating capacitor (22) and the detection electrode (86) is connected to the AC generator (24) via a coupling capacitor (25) and a discharge resistor (26), and on the one hand via a voltage probe (27), via a current probe (28), via a digitizer (14) and a control unit (13) with a power supply unit (11).
CZ202038316U 2020-12-07 2020-12-07 Equipment for measuring and controlling the homogeneity of the ionic energy distribution function and the size of ion fluxes on the substrate during the deposition of dielectric optical thin films CZ34937U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202038316U CZ34937U1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Equipment for measuring and controlling the homogeneity of the ionic energy distribution function and the size of ion fluxes on the substrate during the deposition of dielectric optical thin films

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202038316U CZ34937U1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Equipment for measuring and controlling the homogeneity of the ionic energy distribution function and the size of ion fluxes on the substrate during the deposition of dielectric optical thin films

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ34937U1 true CZ34937U1 (en) 2021-03-23

Family

ID=75159036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ202038316U CZ34937U1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Equipment for measuring and controlling the homogeneity of the ionic energy distribution function and the size of ion fluxes on the substrate during the deposition of dielectric optical thin films

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ34937U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5015596B2 (en) Plasma processing system and method for measuring plasma boundary characteristics in the system
JP5366413B2 (en) Dose measurement using emission spectroscopy / residual gas analyzer related to ion current
KR100499229B1 (en) Plasma processing apparatus for processing semiconductor wafer using plasma
Verdeyen et al. Modulated discharges: Effect on plasma parameters and deposition
JP3937453B2 (en) Method and apparatus for measuring ion flow in plasma
US8242789B2 (en) Plasma system and measurement method
KR19990087819A (en) Plasma processing equipment
JP2008041651A (en) Ion analysis system based on ion energy distribution analyzer using delayed electric field
Sobolewski Measuring the ion current in electrical discharges using radio-frequency current and voltage measurements
CZ34937U1 (en) Equipment for measuring and controlling the homogeneity of the ionic energy distribution function and the size of ion fluxes on the substrate during the deposition of dielectric optical thin films
Ivanov et al. Electron energy distribution function in a dc magnetron sputtering discharge
Sobolewski Monitoring sheath voltages and ion energies in high-density plasmas using noninvasive radio-frequency current and voltage measurements
Cruden et al. Detection of chamber conditioning by CF 4 plasmas in an inductively coupled plasma reactor
WO2022117130A1 (en) Device for deposition of dielectric optical thin films by the help of sputtering plasma sources and sources of energy ions
de Castro et al. End-point detection of polymer etching using Langmuir probes
Rauf et al. Diagnostic technique for measuring plasma parameters near surfaces in radio frequency discharges
CZ31194U1 (en) An impedance spectrograph for impedance measurement of a deposited layer in discharge plasma
CZ2017613A3 (en) A method of measuring the impedance of the deposited layer in the discharge plasma using and a device for performing this method
Snodgrass et al. Gridless ionized metal flux fraction measurement tool for use in ionized physical vapor deposition studies
KR20230092941A (en) Non-invasive measurement of plasma systems
KR20220090469A (en) Device for High Speed Sensing of RF Signals from RF Plasma Processing Equipment
EP4416753A1 (en) Method and system for plasma diagnostics
KR20230140538A (en) System and Method for Non-Invasive Sensing of Radio-Frequency Current Spectra Flowing in a Plasma Processing Chamber
Sharma Electrical plasma diagnostics for the measurement of ion related parameters at the substrate surface
Hebner et al. Overview of plasma diagnostic techniques

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20210323