Способ ионно-плазменного напыления и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК C23C14/32 

г

1е

Jib

00

00

I 2. Устройство для ионно-плазмен- нрго напыления, содержащее вакуумную камеру с размещенным в ней ионно- пЬаэменным источником напыляемого материала, наСос предварительной откачки, соединенный с вакуумной ка- йерой через клапан-отсекатель, маг- четронный насос, соединенный с вакуумной камерой, натекатель инерт 1|ого газа и натекатель для напуска воздуха в вакуумную камеру, отливающееся тем, что, с целью ijioBbjmeHHH качества напыляемых покрытий, увеличения производительности $ упрощения конструкции, магнетрон- йый насос соединен с вакуумной ка- ерой через дополнительный клапанотсекатель и снабжен блоком контроля остаточной атмосферы.

3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно снабжено узлом предварительной высокочастотной очистки подложек, размей;енным в вакуумной камере.

4.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно снабжено узлом нагрева подложек, размещенным в вакуумной камере.

5.Устройство по п. 2, о т л ичающееся тем, что блок контроля остаточной атмосферы выполнен в виде зеркальной системы, снабженной смотровым блоком.

t .

; Изобретение относится к вакуумной :технике, а именно у кстройствам и сп ;собам магнетронного распыления, приме няемым в технологии вакуумного напы- ления материалов, и может исполь- ;зоваться при нанесении тонких пленок :В производстве интегральных схем. ; Цель изобретения - повьщ1ение качества напыляемых слоев за счет увеличения чистоты вакуумной среды в процессе нанесения покрытий, а следовательно, уменьшения загрязнения покрытий, увеличение производительност за счет сокращения времени предварительной откачки газов из вакуумной камеры, упрощение процесса за счет исключения необходимости откачки активных газов до глубокого вакуума, а также за счет упрощения конструкции узла высоковакуумной откачки.

Пример. После загрузки подложек в вакуумную камеру осуществляют предварительную откачку воздуха из нее с помощью механического насоса до давления 6-66 Па, Затем механический насос отсекается от вакуумной камеры и отключается. После напуска в вакуумную камеру инертного газа аргона до давления 0,7-0,9 Па производят . откачку активных газов посредством магнетронного насоса с титановой мищенью. Для этого на магнетрон подают рабочее напряжение 40Cf-500 В и устанавливают ток разряда 1-1,2 А.

0

5

5

5

0

Так как титан обладает геттерирующим действием по отнощению к активным газам, в течение 30-40 мин обеспечивается откачка вйех остаточных газов, кроме аргона, при этом о степени откачки судят по цвету разряда в магнетроне. Зелено-голубой цвет плазмы разряда свидетельствует о полном поглощении остаточных газов, кроме аргона, после чего ток разряда целесообразно пон изить до 0,,3 А для обеспечения экономичного использования татановой мишени. Если после удаления активных остаточных газов давление в вакуумной камере понижается, то производят дополнительный напуск аргона до рабочего давления (0,7-0,9 Па). Затем осуществляется напьтение покрытия на подложки тремя магнетронами.

На чертеже показано устройство для ионно-плазменного напыления.

Устройство содержит вакуумную камеру 1 . с размещенными в ней тремя магнетронами 2, которые являются ионно-плазменными источниками наносимого материала, насос 3 предварительной откачки, соединенньтй с вакуумной камерой 1 через клапан-отсекатель 4, магнетронный насос 5 с маг- нетронном 6 с титановой мишенью 7, соединенный с вакуумной камерой 1 через дополнительный клапан-отсекатель 8, натекатель 9 для напуска

инертного газа и натекатель 10 для напуска воздуха в вакуумную камеру, блок контроля остаточной атмосферы,

выполненный в виде зеркальной системы с осуществляется термопарным маномет11 и смотрового блока 12, Кроме того, устройство снабжено узлом 13 предварительной высокочастотной очистки ПОД-1. ложек и узлом 14 нагрева подложек, размещенными в вакуумной камере 1, термопарным вакуумным манометром 15 и барабаном 16 с напыляемыми подложками.. - Устройство работает следующим образом.

Открывается передняя крышка вакуумной камуры 1, производится загрузка барабана 16 с напыляемыми подложками. Производится откачка воздуха в вакуумной камере 1 механическим насосом 3. Натекатели воздуха 10 и аргона 9 до выключения механического насоса 3 находятся в закрытом состоянии. По достижении давления в вакуумной камере порядка 6-66 Па закрывается клапан-отсекатель 4,. отключается механический насос 3, открывается дополнительный клапан-отсека- „ тель 8 и производится напуск аргона

ром 15. Откачка активных газов осу ществляется магнетронным насосом 5. Для этого на магнетрон 6 с титаново мишенью 7 подается рабочее напряже10 ние и устанавливается ток разряда 1-1,2 А. Степень откачки активных газов контролируется через смотрово блок 12 и зеркальную систему 11. Ба рабан 14 приводится во вращение.

15 Включается узел 14 для нагрева подл

200±10°С в течение 10-15 мин осуществляется очистка подложек узлом 13 магнетронной высокочастотной очистк

10 в течение 5-10 кин, затем производится их напыление тремя магнетрона ми 12, производящими последовательное напыление тремя материалами, например ванадием, медью и никелем.

25 После напыления производится закрыт дополнительного клапана-отсекателя и осуществляется напуск воздуха нат кателем 10 только в вакуумную камер 1. Магнетронный насос 5 остается пр

30 этом в откачанном состоянии.

натекателем 9 до давления (7-9) Па, после чего натекатель 9 закрывается. Контроль давления вакуумной среды

ром 15. Откачка активных газов осуществляется магнетронным насосом 5. Для этого на магнетрон 6 с титановой мишенью 7 подается рабочее напряжение и устанавливается ток разряда 1-1,2 А. Степень откачки активных газов контролируется через смотровой блок 12 и зеркальную систему 11. Барабан 14 приводится во вращение.

Включается узел 14 для нагрева подло200±10°С в течение 10-15 мин осуществляется очистка подложек узлом 13 магнетронной высокочастотной очистки

в течение 5-10 кин, затем производится их напыление тремя магнетронами 12, производящими последовательное напыление тремя материалами, например ванадием, медью и никелем.

После напыления производится закрытие дополнительного клапана-отсекателя 8 и осуществляется напуск воздуха натекателем 10 только в вакуумную камеру 1. Магнетронный насос 5 остается при

этом в откачанном состоянии.