[發明專利]解決電子束沉積多層膜龜裂的臨界層應力的調控方法

有效

• 申請號: 201710380376.3
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107099772B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 朱美萍;曾婷婷;易葵;柴英杰;許諾;孫建;王建國;邵建達
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: C23C14/08
• 分類號: C23C14/08;C23C14/10;C23C14/22;C23C14/30;C23C14/54
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 張寧展

1.一種解決電子束沉積多層膜龜裂的臨界層應力的調控方法，其特征在于：采用離子束輔助沉積應力臨界層，采用電子束沉積應力臨界層之外的其他膜層，包括以下步驟：

1)向計算機輸入參數：

包括設計波長λ_D、高折射率材料折射率n_H、低折射率材料折射率n_L、高折射率材料在沉積環境的應力σ_H、低折射率材料在沉積環境的應力σ_L、所需鍍制的膜系、多層膜的抗裂強度Г、取決于裂紋特性的無量綱參數Z、多層膜的楊氏模量E_f、多層膜的泊松比V_f；

2)計算機計算應力臨界層的層膜應力和臨界層厚度：

①根據公式(1)依次計算第j層膜沉積完成后的多層膜應力σ_Tj：

σTj=σ1t1/n1+σ2t2/n2+...+σjtj/njt1/n1+t2/n2+...+tj/nj---(1)]]>

其中：j＝1、2……M，M為總膜層數，t_j為第j層膜層的厚度系數，σ_j為第j層膜的應力，n_j為第j層膜的材料折射率；

②根據公式(2)計算第j層膜層的臨界層厚度h_cj：

hcj=ΓEfZσTj2(1-Vf2)---(2)]]>

當h_cj≤(t₁/n₁+t₂/n₂+...+t_j/n_j)×λ_D/4時，令臨界層的判據F_j＝1；否則，令F_j＝0；

③輸出每層膜的臨界層判據；

3)基底清洗：對基底進行清洗并晾干；

4)薄膜制備：

①將基底加熱至120℃～250℃；當真空度優于9.0×10^-3Pa時，開始鍍膜：

②令m＝1，

③開始鍍制第m層膜：

如果F_m＝0，采用電子束沉積技術鍍制該膜層，如該膜層為HfO₂層，氧分壓為1.5×10^-2Pa～5.0×10^-2Pa，沉積速率為0.05nm/s-0.3nm/s；如該膜層為SiO₂層，氧分壓為本底真空至3.0×10^-2Pa，沉積速率為0.3nm/s～1.0nm/s；

否則如果F_m＝1，采用離子束輔助沉積技術鍍制該膜層，打開等離子體源，將等離子體偏壓設置為70V～170V，鍍完該膜層后關閉等離子體源：

④令m＝m+1，當m+1>M時，進入步驟⑤，否則返回步驟③，

⑤完成鍍膜。