Способ ионно-плазменного напыления и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК а 14 С 23 С 14/3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 9 ькин ачев ппленность с. 50-53. ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О 1 ЙРЫТИЙ(54) (57) СПОСОБ ИОННО-ПЛАЗКЕННО НАПЫЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1. Способ ионно-плазменного напыления, включающий загрузку подложек в вакуумную камеру, предварительную откачку газов, отсечку насоса предварительной откачки, откачку -активных газов из вакуумной камеры до ра" бочега давления, напуск инертного газа в вакуумную камеру и напыление покрытия на подложкио т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества напыляемых покрытий, увеличения производительности иФ упрощения процесса, напуск инертного э газа производят перед откачкой активных газов, а предварительную откачку осуществляют до давления 6-66 Па. С:2. Устройство для ионно-плазменного напыления, содержащее вакуумную камеру с размещенным в ней ионнопчаэменным источником напыляемого Материала, насос предварительной откачки, соединенный с вакуумной ка" Мерой через клапан-отсекатель, маг" нетронный насос, соединенный с вакуумной камерой, натекатель инертНого газа и натекатель для напуска воздуха в вакуумную камеру, о т л иа ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества напыляемых покрытий, увеличения производительностиупрощения конструкции, магнетроный насос соединен с вакуумной каерой через дополнительный клапанотсекатель и снабжен блоком контроляостаточной атмосферы,3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено узлом предварительной высокочастотной очистки подложек, размебеннымв вакуумной камере,4, Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено узлом нагрева подложек, размещенным в вакуумной камере,5. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля остаточной атмосферы выполненв виде зеркальной системы, снабженнойсмотровым блоком.Изобретение относится к вакуумнойтехнике, а именно у кстройствам и спо,собам магнетронного распыления, приме,няемым в технологии вакуумного напы"ления материалов, и может использоваться при нанесении тонких пленок в производстве интегральных схем,Цель изобретения - повышение ка;чества напыляемых слоев за счет увеличения чистоты вакуумной среды в процессе нанесения покрытий, а следовательно, уменьшения загрязнения покрытий, увеличение производительност эа счет сокращения времени предварительной откачки газов из вакуумной камеры, упрощение процесса за счет исключения необходимости откачки активных газов до глубокого вакуума, , а такжеза счет упрощения конструк 20 ции узла высоковакуумной откачки.П р и м е р, После загрузки подложек в вакуумную камеру осуществляют предварительную откачку воздуха из нее с помощью механического насоса до давления Ь-ЬЬ 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 мишенью. Для этого на магнетрон подают рабочее напряжение 400-500 В и устанавливают ток разряда 1-1,2 А,Так как титан обладает геттерирующимдействием по отношению к активнымгазам, в течение 30-40 мин обеспечивается откачка вСех остаточных газов,кроме аргона, при этом о степениоткачки судят по цвету разряда в магнетроне. Зелено-голубой цвет плазмыразряда свидетельствует о полномпоглощении остаточных газов, кромеаргона, после чего ток разряда целесообразно понизить до 0,2-0,3 А дляобеспечения экономичного иснользова"ния татановой мишени. Если послеудаления активных остаточных газовдавление в вакуумной камере понижается, то производят дополнительныйнапуск аргона до рабочего давления(0,7-0,9 Па), Затем осуществляетсянапыление покрытия на подложки тремямагнетронами,На чертеже показано устройстводля ионно-плазменного напыления,Устройство содержит вакуумнуюкамеру 1, с размещенными в нейтремя магнетронами 2, которые являются ионно-плазменнымн источникаминаносимого материала, насос 3 предварительной откачки, соединенный свакуумной камерой 1 через клапан-отсекатель 4, магнетронный насос 5 с магнетронном Ь с титановой мишенью 7,соединенный с вакуумной камерой 1через дополнительный клапан-отсекатель 8, натекатель 9 для напуска14148 Устройство работает следующим 15образом.Открывается передняя крышка вакуумной камуры 1, производится загрузка барабана 16 с напыпяемыми 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 ваку умной камере порядка 6-66 Па закрывается клапан-отсекатель 4 отключается механический насос 3, открывается дополнительный клапан-отсека- тель 8 и производится напуск аргона 30 О Составитель И. ЩербаковТехред А.Кравчук Корректор Г, Решетник Редактор А. Коэориз Тираж 992 Подписное Заказ 4447 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 инертного газа и натекатель 10 для напуска воздуха в вакуумную камеру, блок контроля остаточной атмосферы9 выполненный в виде зеркальной сист мь 11 и смотрового блока 12, Кроме того, устройство снабжено узлом 13 предварительной высокочастотной очистки под". ложек и узлом 14 нагрева подложек, размещенными в вакуумной камере 1 10Э термопарным вакуумным манометром 15 и барабаном 16 с напыляемыми подложками. 784натекателем 9 до давления (7-9)10Па,после чего натекатель 9 закрывается,Контроль давления вакуумной средыосуществляется термопарным манометром 15. Откачка активных газов осуществляется магнетронным насосом 5.Для этого на магнетрон 6 с титановоймишенью 7 подается рабочее напряжение и устанавливается ток разряда1-1,2 А. Степень откачки активныхгазов контролируется через смотровойблок 12 и зеркальную систему 11. Барабан 14 приводится во вращение.Включается узел 14 для нагрева подложек, после нагрева подложек до20010 С в течение 10-15 мин осуществляется очистка подложек узлом 13магнетронной высокочастотной очисткив течение 5-10 мин, затем производится их напыление тремя магнетронами 12, производящими последовательное напыпение тремя материалами,например ванадием, медью и никелем,После напыления производится закрытиедополнительчого клапана-отсекателя 8и осуществляется напуск воздуха натекателем 10 только в вакуумную камеру1. Магнетронный насос 5 остается приэтом в откачанном состоянии,