本發(fā)明涉及一種晶圓薄膜均勻性的裝置，具體為一種用于優(yōu)化大尺寸晶圓薄膜均勻性的裝置，屬于超導(dǎo)量子計(jì)算。

背景技術(shù)：

1、薄膜在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的重要性與日俱增，基本上各種技術(shù)都離不開薄膜，而實(shí)現(xiàn)薄膜沉積的主要方法包括物理氣相沉積(pvd)、化學(xué)氣相沉積(cvd)、溶液法以及原子層沉積(ald)，其中pvd技術(shù)是指在真空條件下采用物理方法，將某種物質(zhì)表面氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子，并通過低壓氣體(或等離子體)過程，在基板材料表面沉積具有某種特殊功能的薄膜材料的技術(shù)。

2、利用電子束蒸發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鍍膜過程的pvd設(shè)備中，都只放置了一個(gè)電子槍，因此只能產(chǎn)生一束高能電子束，其通過交變磁場(chǎng)到達(dá)坩堝表面，事實(shí)上這種高能電子束的能量是不均勻的，能量由中心向外降低呈擴(kuò)散分布，因此在坩堝表面的電子束光斑的能量也不均勻，加上電子束蒸發(fā)時(shí)材料由坩堝表面向晶圓面擴(kuò)散，這種擴(kuò)散是無規(guī)則無方向性，進(jìn)一步影響了晶圓的薄膜均勻性，對(duì)于小尺寸晶圓來講，由于能量分布均勻的蒸發(fā)區(qū)域能覆蓋小尺寸晶圓，因此小尺寸晶圓所沉積的薄膜均勻性受影響小，當(dāng)晶圓尺寸為8英寸、12英寸時(shí)，能量分布均勻的蒸發(fā)區(qū)域遠(yuǎn)小于晶圓尺寸，薄膜的均勻性明顯變差，為此，本發(fā)明提供了一種用于優(yōu)化大尺寸晶圓薄膜均勻性的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種用于優(yōu)化大尺寸晶圓薄膜均勻性的裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中能量分布均勻的蒸發(fā)區(qū)域遠(yuǎn)小于晶圓尺寸，薄膜的均勻性明顯變差的問題。

3、(二)技術(shù)方案

4、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種用于優(yōu)化大尺寸晶圓薄膜均勻性的裝置，包括真空腔室、控制電腦、遙控手柄和樣品臺(tái)，所述真空腔室的內(nèi)部固定連接有電子束蒸發(fā)設(shè)備、速率晶振和膜厚晶振，所述樣品臺(tái)和真空腔室的內(nèi)頂壁之間通過螺旋支撐桿相連接，所述電子束蒸發(fā)設(shè)備的頂部放置有坩堝，所述坩堝的內(nèi)部放置有鍍材，所述電子束蒸發(fā)設(shè)備的內(nèi)部固定連接有用于對(duì)電子束提供電壓電流的電子束高壓電源裝置、燈絲和電子加速裝置，所述真空腔室的內(nèi)部設(shè)有交變磁場(chǎng)，所述電子束蒸發(fā)設(shè)備的內(nèi)部固定連接有產(chǎn)生高能電子束的電子槍。

5、優(yōu)選地，所述控制電腦和遙控手柄通過數(shù)據(jù)線與電子束蒸發(fā)設(shè)備電連接，所述電子束蒸發(fā)設(shè)備上電連接有接地裝置，將pvd設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)與控制電腦和遙控手柄連接同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息傳輸，在接地裝置的作用下導(dǎo)走設(shè)備中的電荷，起到安全保護(hù)作用。

6、優(yōu)選地，所述電子束蒸發(fā)設(shè)備的頂部固定連接有坩堝臺(tái)，所述坩堝放置在坩堝臺(tái)的內(nèi)部，在坩堝臺(tái)的作用下來對(duì)坩堝進(jìn)行放置。

7、優(yōu)選地，所述坩堝臺(tái)的底部固定連接有隔板，所述坩堝臺(tái)的內(nèi)部鑲嵌有對(duì)坩堝臺(tái)進(jìn)行降溫的水冷裝置，通過水冷裝置來對(duì)坩堝進(jìn)行降溫。

8、優(yōu)選地，所述電子束蒸發(fā)設(shè)備的內(nèi)部固定連接有固定擋板，所述電子槍固定連接在固定擋板上，通過固定擋板來對(duì)電子槍進(jìn)行安裝固定。

9、優(yōu)選地，所述燈絲為鎢燈絲，通電后鎢燈絲受熱，成為發(fā)射電子的熱陰極。

10、本發(fā)明提供了一種用于優(yōu)化大尺寸晶圓薄膜均勻性的裝置，其具備的有益效果如下：

11、1、該裝置通過速率晶振實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)材料蒸發(fā)時(shí)的速率，便于及時(shí)調(diào)整電流大小，利用膜厚晶振用來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)材料沉積到晶圓面的速率，在鍍膜過程中，膜厚晶振和速率晶振同時(shí)運(yùn)行，其監(jiān)測(cè)結(jié)果可通過控制電腦上，便于記錄、工藝調(diào)試，多個(gè)高能電子束在交變磁場(chǎng)的作用下到達(dá)坩堝表面，通過控制電腦和遙控手柄控制電子束光斑在坩堝面的位置，通過多個(gè)電子束光斑的同時(shí)運(yùn)行，可使坩堝中的材料熔化得更好，其蒸發(fā)時(shí)蒸發(fā)材料擴(kuò)散的范圍變大變密集變均勻，因此大尺寸晶圓薄膜的均勻性得到明顯改善。

技術(shù)特征：

1.一種用于優(yōu)化大尺寸晶圓薄膜均勻性的裝置，包括真空腔室(1)、控制電腦(11)、遙控手柄(12)和樣品臺(tái)(5)，其特征在于：所述真空腔室(1)的內(nèi)部固定連接有電子束蒸發(fā)設(shè)備(2)、速率晶振(3)和膜厚晶振(4)，所述樣品臺(tái)(5)和真空腔室(1)的內(nèi)頂壁之間通過螺旋支撐桿(6)相連接，所述電子束蒸發(fā)設(shè)備(2)的頂部放置有坩堝(7)，所述坩堝(7)的內(nèi)部放置有鍍材(9)，所述電子束蒸發(fā)設(shè)備(2)的內(nèi)部固定連接有用于對(duì)電子束提供電壓電流的電子束高壓電源裝置(13)、燈絲(14)和電子加速裝置(15)，所述電子束蒸發(fā)設(shè)備(2)的頂部固定連接有坩堝臺(tái)(18)，所述坩堝(7)放置在坩堝臺(tái)(18)的內(nèi)部，所述坩堝臺(tái)(18)的底部固定連接有隔板(17)，所述坩堝臺(tái)(18)的內(nèi)部鑲嵌有對(duì)坩堝臺(tái)(18)進(jìn)行降溫的水冷裝置(16)，所述真空腔室(1)的內(nèi)部設(shè)有交變磁場(chǎng)(21)，所述電子束蒸發(fā)設(shè)備(2)的內(nèi)部固定連接有產(chǎn)生高能電子束的多個(gè)電子槍(22)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于優(yōu)化大尺寸晶圓薄膜均勻性的裝置，其特征在于：所述控制電腦(11)和遙控手柄(12)通過數(shù)據(jù)線(10)與電子束蒸發(fā)設(shè)備(2)電連接，所述電子束蒸發(fā)設(shè)備(2)上電連接有接地裝置(23)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于優(yōu)化大尺寸晶圓薄膜均勻性的裝置，其特征在于：所述電子束蒸發(fā)設(shè)備(2)的內(nèi)部固定連接有固定擋板(24)，所述電子槍(22)固定連接在固定擋板(24)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于優(yōu)化大尺寸晶圓薄膜均勻性的裝置，其特征在于：所述燈絲(14)為鎢燈絲。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種用于優(yōu)化大尺寸晶圓薄膜均勻性的裝置，涉及超導(dǎo)量子計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域。一種用于優(yōu)化大尺寸晶圓薄膜均勻性的裝置，包括真空腔室、控制電腦、遙控手柄和樣品臺(tái)，所述真空腔室的內(nèi)部固定連接有電子束蒸發(fā)設(shè)備、速率晶振和膜厚晶振，所述樣品臺(tái)和真空腔室的內(nèi)頂壁之間通過螺旋支撐桿相連接，所述電子束蒸發(fā)設(shè)備的頂部放置有坩堝。多個(gè)高能電子束在交變磁場(chǎng)的作用下到達(dá)坩堝表面，通過控制電腦和遙控手柄控制電子束光斑在坩堝面的位置，通過多個(gè)電子束光斑的同時(shí)運(yùn)行，可使坩堝中的材料熔化得更好，其蒸發(fā)時(shí)蒸發(fā)材料擴(kuò)散的范圍變大變密集變均勻，因此大尺寸晶圓薄膜的均勻性得到明顯改善。

技術(shù)研發(fā)人員：董曉君,宿非凡,鄧輝,嚴(yán)凱,張海斌,秦文斌,燕軍祥,孫瀟瑩,宗華,張富榮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海量子科學(xué)研究中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30