ВАКУУМНАЯ НАПЫЛИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1996 года по МПК C23C10/00 C23C14/32 

Изобретение относится к нанесения покрытий в вакууме и может быть использовано для получения прецизионных зеркал телескопов высокоскоростным магнетронным распылением.

Известна вакуумная напылительная установка, содержащая электроды источник тока и подложкодержатель.

Недостаток данной вакуумной напылительной установки неравномерность наносимого покрытия.

Известны вакуумные напылительные установки фирмы содержащие корпус, систему подвижных магнетронов, механизмов перемещения и ориентации подложки (Вакуумные напылительные установки, ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М. 1983), взятые в качестве прототипа.

Недостаток данных вакуумных напылительных установок неоднородность состава пленки по толщине при получении прецизионных зеркал телескопов.

Цель изобретения улучшение качества покрытия.

Цель достигается тем, что в вакуумной напылительной установке, содержащей корпус, крышку с магнетронами, механизмы перемещения и ориентации подложки, где диск механизма ориентации подложки расположен перпендикулярно оси механизмов перемещения, при этом плоскости двух катодов-мишеней магнетронов расположены под углом 25 35^o к плоскости диска и установлены на периферии крышки, а один установлен в центре таким образом, что плоскость катода-мишени параллельна плоскости диска.

Принцип действия магнетронных систем ионного распыления основан на распылении материала катода-мишени путем ионной бомбардировки его поверхности. Магнитная система своим полем удерживает плазму вблизи поверхности мишени.

При подаче постоянного напряжения между мишенью (напыляемым металлом) и анодом возникает тлеющий разряд. Под действием магнитного поля электроны, эмиттированные с катода, многократно совершают дугообразные движения вдоль распыляемой подложки, в результате чего возрастают плотность и скорость распыления.

При расположении магнетронов параллельно плоскости механизма, возможно получение "тени" на плоскости зеркала ввиду параболического профиля зеркал, что приводит к изменению толщины наносимого покрытия по поверхности зеркал.

Сопоставительный анализ технического решения с прототипом показывает, что предлагаемая установка отличается совокупностью признаков, среди которых диск ориентации расположен перпендикулярно оси механизмов перемещения, причем плоскости двух катодов-мишеней магнетронов расположены под углом 25 - 35^o к плоскости диска, а один магнетрон установлен в центре крышки параллельно плоскости диска, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения с аналогами в данной и смежных областях техники, имеющимися в патентной, научной и технической литературе, показало отличие признаков в решении от возможных и имеющихся, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Вакуумная напылительная установка представлена на чертеже 1. Установка состоит из корпуса 1, крышки 2, магнетронов 3, имеющих плоскую катод-мишень 4, магнитную систему 5, механизм ориентации подложки 6, механизм перемещения подложки 7, состоящий из винтовой пары 8 и привода 9. Крепление зеркал осуществляется на диске 10.

Вакуумная напылительная установка работает следующим образом: установка откачивается до давления 2,10^-2 мм рт.ст. 2,66 Па, затем включается ионная очистка тлеющим разрядом. После очистки поверхности зеркала дается напуск инертного газа, далее включаются магнетроны 3, путем ионной бомбаpдировки поверхности катода-мишени 4 происходит распыление металла на поверхность подложки.

При этом с помощью механизма 6 ориентации подложки, совершают поступательное движение зеркала с одновременным его вращением. Предлагаемое расположение элементов обеспечивает качество наносимого покрытия. Для определения оптимальной величины угла наклона зеркала и равномерности наносимого покрытия были проведены следующие испытания: макеты зеркал сферические 5 штук выпуклых и 5 штук вогнутых диаметром 500 мм с радиусом кривизны были подготовлены и закреплены на механизм перемещения и оpиентации подложки, плоскость среза зеркал выверена в вертикальной плоскости.

Поверхность зеркал была проверена в соответствии с ГОСТ 8.506-84. Напыление металлом осуществляли при разных углах наклона магнетронов, расположенных на периферии крышки: 20, 25, 30, 35, 40^o.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно из таблицы, при углах наклона магнетронов менее 25^o и более 35^o, происходит изменение толщины покрытия от 0,2 мкм в середине зеркала до 0,13 мкм на периферии зеркала. В то же время коэффициент отражения составил 0,78 и 0,63 соответственно.

При углах наклона магнетронов 25 35^o толщина покрытия составляет 0,2 0,19 мкм. Коэффициент отражения 0,78, 0,77.

Таким образом, оптимальная величина угла наклона магнетронов, расположенных на периферии крышки, составят 25 35^o. На предприятии "Вакууммаш" изготовлена установка для напыления в вакууме зеркал телескопов.

Применение предлагаемого решения в данной установке позволит получить зеркала с равномерным покрытием и обеспечить равномерность полученного покрытия, что определит высокие эксплуатационные свойства зеркал телескопов.

Изобретение относится к вакуумным напылительным установкам. Сущность изобретения: установка содержит корпус 1, крышку 2, магнетроны 3, имеющие плоские катоды-мишени К-М 4, магнитную систему 5, механизм М ориентации подложки 6, включающий диск Д 10. М перемещения в виде винтовой пары 8 и привода 9, Д 10 расположен перпендикулярно оси М перемещения. Плоскости П двух К-М размещены под углом 25 - 35^o к ПД 10, а один К-М установлена в центре крышки параллельно ПД 10. 1 ил. 1 табл.

Вакуумная напылительная установка, содержащая корпус, крышку с магнетронами с катодами-мишенями, механизм перемещения подложки и механизм ориентации подложки, включающий диск, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества покрытия, диск механизма ориентации расположен перпендикулярно к оси механизма перемещения, плоскости двух катодов-мишеней магнетронов размещены под углом 25 35^o к плоскости диска, а один катод-мишень установлен в центре крышки параллельно плоскости диска.