Катодный узел Советский патент 1981 года по МПК C23C15/00 

( 54) К АТОД НЫ И УЗЕЛ

Изобретение относится к иаготовлен{1Ю устрсЛств апя катодного распыпени а более к жкретно к катоаам планерной магметрикой системы ионного распыления и межетбыть использовано в установках вля нанесения пленок на подложки ионным распылением. Известно устройство, гда катоо выполнен в випе осн юания, к которому С помощью винтов прикреплены магниты, полюс- тле наконечники И средства охлаждения:.. Мишень в виое пластины прикреплена к основанию катода с помснпью уплотнитель- шлх. так, что между обратной стороной мишени и деталями катода имеется полость, внутри которс аир- купирует вода Y. Недостатками данн конструкции аовпяются низкая производитега ность вследс1 еав саогююй опершгии смены мишеш и ма- поб надежности герметичности уппотнитель юа. колец и сложность ксккструкции и креп йвния мишени. Из известных технических решений наболее близким по технической сущности предлагаемому является катодный узел ля установок нанесения покрытий в вакуме, содержащий анод, П«юбразное основаие с полостью для хладагента, на торах которся о закреплен катод-мишень 2 Недостатком известного устройства являются низкие :9ффективность охлаждения производительность. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения и прсшзводительност Указанная цель достигается благодаря тому, что катодный узел для установок нанесения покрытий в вакууме, содержащий анод, П-обрааное основание с полостью для хладагента, на терцах которото закреплен катод - мишень, снабжен мембраной, закрепленной на выступах, которые выполнены на внутренней бсжовой поверхности основания. На чертеже изображена конструкция устройства. 38 Устройство содержит П-образное OCHO-I вание 1 с полостью для хладагента, пред- ставлякшее собой корпус цилиндрической или другой формы, изготовленное из немагнитного материала - меди или нержавеющей стали, 0 анод (на чертеже не показан) в виде замкнутой петли, изготов- иный из меди. Магнитные средства включают множество прямоугольных постоянных магнитов 2, расположенных под полюсным наконечником 3 по периметру внутри корпуса П-юбразного основания 1, и магнитопровод 4 с полюсным наконечником 5. Вода подается через полость между двумя коаксиапьными трубками 6 и 7 и выводится через трубу 7, расположенную в отверстии магнитсшровода 4. Трубка 6,. приваренная к П-обрааному основанию 1, служит также для подачи на него потенциала от источника питания {на чертеже не показан). На торцах П-образного основания 1 за креплен катод-мишень 8, выполненный в виде диска или пластины, который вклады вается в полость полюснсяО наконечника 3 и фиксируется с помощью зажима 9, прикрепленного к полюсному наконечнику 3 с помощью винтов 1О. Мембрана 11 закреплена на выступах, выполненных на внутренней боковой поверхности П-образного основания 1. Под давлением воды мембрана 11 прижимается всей полостью .к поверхности катода - мишени 8, создавая хороший тепловой контакт. Изоляция П-образного основания 1 катода от стенки вакуумной камеры 12 осу ществляется с помощью диэлектрических прокладок 13 и 14. Локализация плазмы над катодом - мишенью достигается с по мощью заземленного экрана 15, расположенного в непосредственной близости от П-образного основания 1. Экран изготавливается обычно из нержавеющей стали. . Предлагаемый катодный узел опробова поп чением титановых и алюминиевых по крытий на диэлектрических подложках. Испытания катодного узла показали высокую эффективность охлаждения катоца - мишени. Так, в случае катода - ми шени из титана 1ОО мм при постоянной мощности КВТ тё мпература на повер ности катода - мишени в 2 раза ниже, чем в известных устройствах (см. табл.1). 9 Т а б лица емпература а мишени, ®С 650-700 200-250 емпература ЗОО-35О 1OO-1SO а подложке, 0 В случае катода - мищени из алюминия, меюцего низкую температуру плавления, редельная допустимая мощность, а,слеовательно, и предельная скорюсть осажения покрытия может быть увеличена не енее, чем в 2 раза (см. табл. 2). Таблица 2 редельно допустимая мошность, КВТо, 9-1, о 1,8-2,0 Скорость осаждения, А/сек.35-4070-80 Увеличение скорости осаждения покрытия позволяет в конечном итого увеличить производительность процесса металлизации. Кроме того, снижение температуры катода - мишени решает проблему перегрева подложки, что особенно важно при получении толстых ппенок на полупроводниковых пластинах. Формула изобретения Катодный узел для установок нанесекия покрытий в вакууме, содержащий анод, П-образное основание с полостью для хлад, агента, на торцах которого закреплен ка«. тод-мишень, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и повышения производительности, он снабжен мембраноЛ, закрепленной на выступах, выполненных на внутренней боковой поверхности основания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США №3956093, кл.. 204-192, 1976. 2.Патент США № 3878085, кя. 204-192, 1975 (прототип).