КАТОДНЫЙ УЗЕЛ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ПУЧКОВО-ПЛАЗМЕННОГО НАНЕСЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК В ВАКУУМЕ Российский патент 1995 года по МПК C23C14/35 C23C14/04 

Изобретение относится к нанесению тонких пленок в вакууме путем пучково-плазменного распыления.

Известен катодный узел [1] преимущественно для пучково-плазменного нанесения тонких пленок в вакууме, содержащий катод, мишень анод, магнитную систему, нагреватель, расположенной со стороны анода, противолежащий рабочей поверхности катода.

Недостатком аналога является то, что распыляемый материал с мишени удаляется неравномерно, с образованием продолговатых лунок, мишень быстро срабатывается, в основном в межполюсном пространстве магнитов, а остальная часть материала мишени не удаляется, но мишень приходится снимать и заменять на новую.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является катодный узел [2] преимущественно для пучково-плазменного напыления тонких пленок в вакууме, содержащий катод-мишень, конструктивно с ним взаимосвязанную магнитную систему, экран и элементы охлаждения и напуска газа.

Недостатком прототипа является то, что распыляемый материал удаляется с мишени неравномерно, мишень быстро срабатывается в межполюсном пространстве магнитов, а остальная часть материала мишени не удаляется, мишень приходится снимать и ставить новую.

Цель изобретения повышение срока службы катода-мишени за cчет равномерного распыления материала со всех участков мишени.

Цель достигается тем, что катод-мишень установлен в направляющих с возможностью линейного перемещения от привода, а вдоль направляющих установлены электретно-магнитные улавливающие экраны, выполненные в виде последовательно расположенных на направляющих электретных и магнитных пластинах.

Введение в катодный узел преимущественно для пучково-плазменного нанесения пленок в вакууме направляющих линейного перемещения катода-мишени, привода перемещения катода-мишени, электретно-магнитных улавливающих экранов обеспечивает практически полное удаление материала с мишени, что и позволяет решить указанную в изобретении задачу повышение срока службы катода мишени за счет равномерного распыления материала со всех участков мишени, при одновременной локализации магнитных и диэлектрических частичек износа, возникающих в результате трения направляющих о катод-мишень.

На фиг. 1 показан катодный узел преимущественно для пучково-плазменного нанесения тонких пленок в вакууме, общий вид; на фиг. 2 то же, вид сверху.

Катодный узел (фиг. 1) преимущественно для пучково-плазменного нанесения тонких пленок в вакууме содержит катод-мишень 1, конструктивно с ним взаимосвязанную магнитную систему 2, экраны 3, элементы 4 охлаждения и напуска 5. Катод-мишень 1 установлен в направляющих 6 (фиг. 2) с возможностью линейного перемещения от привода 7. Вдоль направляющих 6 установлены электретно-магнитные улавливающие экраны 8, 9, выполненные в виде последовательно расположенных на направляющих 6 электретных 10 и магнитных 11 пластинах. Привод 7 выполнен, например, ручным в виде передачи винт-гайка 12 с герметизирующим сильфоном 13 и закреплен на камере 14 с использованием диэлектрической развязки 15.

Катодный узел преимущественно для пучково-плазменного нанесения тонких пленок в вакууме работает следующим образом.

При выполнении технологического процесса напыления происходит удаление материала с катода-мишени 1 только в межполюсном пространстве магнитной системы 2. Для того, чтобы удаление материала осуществлялось по всей мишени 1, необходимо линейно переместить ее относительно магнитной системы 2 вправо-влево. При перемещении катода-мишени 1 в направляющих 6 возникают в результате трения катода-мишени 1 о направляющие 6 частички износа, распыление которых нежелательно. Для их локализации используются электретно-магнитные улавливающие экраны 8, 9.

Электретами называются постоянно наэлектризованные диэлектрики, несущие на противоположных сторонах разноименные заряды и способные создавать в окружающем пространстве электрическое поле. Это аналоги постоянных магнитов.

Электретное состояние может быть вызвано как "внутренней" релаксационной поляризацией, так и захваченными инжекторными зарядами ("внешняя" поляризация).

Величина остаточной электризации в электретах составляет от 10^-9 до, 10^-5 Кл/см². С течением времени величина остаточной электризации меняется. Примерно через 10 недель индуцированные заряды становятся постоянными.

Наиболее стабильными электретами являются пленки из фторопласта-4, в них поверхностная плотность заряда составляет 10^-8 Кл/см² и сохраняется неизменной в течение нескольких лет.

Практически устройства на их основе можно использовать без подзарядки в течение трех лет с периодической чисткой.

Применение предлагаемого катодного узла преимущественно для пучково-плазменного нанесения тонких пленок в вакууме позволяет повысить срок службы катода-мишени 1 за счет равномерного распыления материала cо всех участков мишени в результате ее перемещения влево-вправо. Привод 7 может быть как ручной, так и электрический.

Использование: в области нанесения тонких пленок в вакууме путем пучково-плазменного распыления. Сущность изобретения: в результате предложенной реконструкции механизма размещения катода-мишени обеспечивается ее равномерное распыление по всей поверхности. Катод-мишень установлен в направляющих с возможностью линейного перемещения от привода, а вдоль направляющих установлены электретно-магнитные экраны. 2 ил.

КАТОДНЫЙ УЗЕЛ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ПУЧКОВО-ПЛАЗМЕННОГО НАНЕСЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК В ВАКУУМЕ, содержащий катод-мишень, конструктивно с ним взаимосвязанную магнитную систему, экраны и элементы охлаждения и напуска, отличающийся тем, что катод-мишень установлен в направляющих с возможностью линейного перемещения от привода, а экран размещен на направляющих вдоль траектории перемещения катода-мишени и выполнен в виде набора последовательно расположенных пластин из электромагнитного и магнитного материалов.