Устройство для магнетронного распыления материалов в вакууме

Устройство для магнетронного распыления материалов в вакууме

Реферат

 

Изобретение относится к нанесению покрытий в вакууме и может быть использовано в технологических вакуумных установках для создания изделий электронной техники, радиотехники, оптики и др. Сущность: устройство для магнетронного распыления материалов в вакууме содержит подложкодержатель с приводом для его вращения, анод, магнетронную систему с двумя катодами и расположенными под углом к оси подложкодержателя дисковыми усеченными со встречных сторон мишенями, оси которых пересекаются со стороны подложкодержателя, магнитными системами с полюсными наконечниками противоположной полярности, имеющими подковообразную форму со встречным расположением концов и размещенными с зазором между собой и нераспыляемых сторон мишеней, что позволяет повысить скорость нанесения покрытий и увеличить коэффициент использования материала мишени. 2 ил.

Изобретение относится к нанесению покрытий в вакууме и может быть использовано в технологических вакуумных установках для создания изделий электронной техники, радиотехники, оптики и др. Цель изобретения повышение скорости распыления и увеличение коэффициента использования материала мишеней. Полюсные наконечники создают на дисковых усеченных мишенях эрозионные зоны, центральные части которых совпадают со средней линией этих наконечников и представляют собой совокупность двух дуг, вставленных друг в друга и соединенных своими концами. Такое расположение эрозионных зон приводит к тому, что их участки, соответствующие меньшим дугам, всегда будут ближе к подложкодержателю, чем соответствующие участки эрозионных зон дисковых мишеней в прототипе, что увеличивает скорость нанесения пленок, обеспечивая при этом высокую равномерность их толщины. Перемещение малой дуги в ту часть мишени, из которой на подложку попадает большая часть ее распыленного материала, повышает коэффициент использования распыленного материала мишеней. Увеличение этого коэффициента приводит, в свою очередь, к росту скорости напыления. Кроме того, выполнение полюсных наконечников вышеописанным способом, а дисковых мишеней усеченными позволяет создать эрозионные зоны большей протяженности на меньшей поверхности, чем у дисковых мишеней при использовании концентричных полюсных наконечников как у прототипа, что приводит к повышению коэффициента использования материала мишеней при высокой равномерности толщины напыляемых пленок. На фиг.1 схематически изображен общий вид предлагаемого устройства в разрезе; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Устройство для магнетронного распыления материалов в вакууме содержит выполненные с возможностью взаимного вращения подложкодержатель 1 с приводом для его вращения (на чертеже не указан) и магнетронную систему с анодом 2 и двумя катодными узлами 3, симметрично расположенными под углом к оси подложкодержателя, включающими дисковые мишени 4 (оси 5 которых пересекаются со стороны подложкодержателя) и концентрично расположенные с нераспыляемой стороны мишеней полюсные наконечники противоположной полярности 6. На подложкодержателе 1 закреплена подложка 7. Устройство работает следующим образом. После закрепления мишеней 4 на катодах 3 производят откачку подколпачного объема до технологического вакуума. Затем производят напуск рабочего газа, например, аргона, до давления 0,66 Па и включают привод подложкодержателя 1. На катоды 3 подают воду (подача воды на чертеже указана стрелками) для их охлаждения и отрицательное высокое напряжение относительно анода 2. Происходит распыление мишеней 4 ионами рабочего газа и осаждение пленки на подложку 6. По достижении необходимой толщины пленки процесс напыления прекращают, отключая высокое напряжение, а затем выключают привод подложкодержателя. После остывания подложкодержателя 1 с подложкой 6 и отключения подачи холодной воды на катоды 3, производят разгерметизацию подколпачного объема. В течение всего процесса напыления скорость вращения подложкодержателя 1 должна быть постоянна. При напылении пленки алюминия диаметром 200 мм с мишеней, центр каждой из которых удален от подложкодержателя на 80 мм и смещен относительно оси вращения подложкодержателя на 38 мм, угол между осями дисковых мишеней 27^o, радиусы дуг средней линии полюсных наконечников меньшей и большей протяженности 90 и 70 мм соответственно, а длина хорды, стягивающей концы этих дуг, 95 мм, при мощности разряда 1,8 кВт скорость напыления 8,64 нм/с, коэффициенты использования распыленного материала и материала мишеней равны соответственно 47,8 и 30% а неравномерность толщины пленки по всей поверхности подложки не более 5

Формула изобретения

Устройство для магнетронного распыления материалов в вакууме, содержащее выполненные с возможностью взаимного вращения подложкодержатель и магнетронную систему с анодом и двумя катодными узлами, симметрично расположенными под углом к оси подложкодержателя и включающими дисковые мишени и концентрично расположенные с нераспыляемой стороны мишеней полюсные наконечники противоположной полярности, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости распыления и увеличения коэффициента использования материала, мишени выполнены с отсеченной частью со стороны оси подложкодержателя, при этом каждый полюсный наконечник образован пересечением двух дуг окружностей с сохранением у дуги, удаленной от плоскости отсечения, прежнего радиуса полюсного наконечника, а точки пересечения дуг внешнего полюсного наконечника лежат в плоскости отсечения мишени.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2