Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий

Если удавалось изолировать манипулятор 3, то повторялся предыдущий вариант и ток шел на напыленный вольфрам втулки 1. То есть при изготовлении вроде простого модуля высокотехнологичной установки возникает огромное количество проблем. Как уже отмечалось ранее, чем больше проблем, тем проще защитить конечное изделие, решающее эти проблемы.

Решение нашлось благодаря экранирующим буртику 1 (рис. 8.2) и выступу 2, выполненных на втулке 3. При этом иглу 4 с U-образной пружиной закрепляли во втулке 3 с возможностью точной осевой подвижки и только вполне определенное соотношение размеров А и В обеспечило экранирование зоны С и работоспособность устройства, а это позволило привести в описание изобретения [1] их расширенные диапазоны и скрыть ноу-хау.

Также большое количество проблем возникло при подготовке образца к измерению и очистке его методом нагрева. Первый подход заключался в использовании вольфрамовой спирали нагрева 1 (рис. 8.3), расположенной с обратной стороны от поверхности 4 образца 2, закрепленного в держателе 3 [2]. Температуру поверхности 4 образца 2 контролировали термопарой 5, закрепленной в изоляторе 6. Уже используя опыт с испарением вольфрама, были предприняты меры для экранирования поверхности 4 от прямого попадания на нее вольфрама со спирали 1.

Рис. 8.3. Нагреватель образца: 1 – спираль; 2 – образец; 3 – держатель; 4 – поверхность образца; 5 – термопара; 6 – изолятор

Рис. 8.4. Устройство прямого нагрева образца: 1 – образец; 2 – держатель; 3 – пружина; 4 – электрод; 5 – оптический пирометр

Пока измерения проводились с невысокой точностью, такой нагреватель обеспечивал необходимую чистоту измеряемой поверхности 4 образца 2. Когда же измерения вышли на атомарный уровень (в качестве образца использовался кремний), то выяснилось, что молекулы вольфрама, вылетевшие со спирали 1 по сложным траекториям, ударяясь о стенки вакуумной камеры, выбивают из них остаточные загрязнения, которые оседают на поверхности 4. Пришлось кардинально менять схему нагрева и пропускать ток непосредственно через образец.

Во втором случае образец (кремний) был изготовлен в виде полоски 1 (рис. 8.4) и закреплялся первым концом в держателе 2 пружиной 3. При этом второй конец образца 1 присоединяли к электроду 4.

Между держателем 2 и электродом 4 пропускали электрический ток, образец 1 нагревался, а его температура контролировалась оптическим пирометром 5. При кажущейся простоте схемы обеспечить ее работоспособность оказалось очень сложно. При увеличении тока до необходимого уровня образец 1 приваривался к электроду 4. При уменьшении тока образец 1 не нагревался до нужной величины. Для уменьшения теплоотвода от образца 1 ослабляли пружину 3, но образец 1 при этом недостаточно надежно держался в держателе 2. При увеличение силы прижатия пружиной 3 увеличивалась неравномерность зоны нагрева образца 1, прилегающей к пружине 3.

Рис. 8.5. Зонд на основе кварцевого резонатора: 1 – первая игла; 2 – первое плечо; 3 – кварцевый резонатор; 4 – вторая игла; 5 – второе плечо