CS253547B1 - Itiagnetron pro deposlcl tenkých vrstev ve vakuu - Google Patents

Abstract

fílannetron nro magnetronovou deposlcl tenkých reaktivních i nereaktivních vrstev ve vakuu sestavený z tělesa magnetronu, z desky z feromagnetického materiélu, které je opatřena vybráními, na nichž jsou umístěny sady magnetů, magnety mají ve středové části opačnou polarizaci nežli magnety umístěné na obvodě desky. Nad magnety je target a polový nástavec, fílannetron může být noužlt i s anodickým pláštěm. (Ylagnetron lze noužit v zařízeních pro nanášení tenkých vrstev magnetronovou deposicí ve vakuu.

Description

Vynález řeší magnetron na magnetronovou deposici tenkých reaktivních i nereaktivních vrstev ve vakuu.

V současné době se využívá různých řešení magnetronů,jak pro kruhové targety,tak i pro targetybbdélníkové. Tato zařízení mají společný znak nutný pro vytvořeni magnetronového plasmatického výboje, a to negativní elektrické pole a k němu kolmé pole mag*» netické. Vlastnosti magnetronu jsou dány jednak jeho konstrukčním uspořádáním, především však velikostí a tvarem magnetického pole. Toto magnetické pole ovlivňuje pracovní volt - ampérovou charakteristiku magnetronu, deposiČní rychlost, rovnoměrnost odprašovaného materiálu, velikost oblaku horkého i studeného plasmatu, ale i využití targetu a tedy i účinnost procesu. Nejpoužívanějším řešením v současné době je řešení magnetického pole podle obr.2. Toto řešení, představující dosavadní stav techniky, má výhodu v jednoduchosti tvaru magnetického obvodu, jeho nevýhodou je ale nízká hodnota intenzity magnetického pole na povrchu targetu a vedlejší magnetické pole produkující ve vakuu para žitní výboje. Toto řešení neumožňuje umístění celého magnetronu do vakua neboť nepracovní část magnetronu a přívody chladící kapaliny a negativního napětí musí být na atmosférickém tlaku odděleně od deposiČní komory. Současně toto řešení neumožňuje bez náročných konstrukčních řešení změnu polohy magnetronu ve vakuové komoře při nutnosti změny vzdálenosti magnetron - substrát nebo magnetron - magnetron. Toto řešení je nevyhovující i z důvodu výrobní složitosti magnetického obvodu vzhledem k nutnosti provádět magnetizaci obvodu již v sestaveném stavu.

Výše uvedené nedostatky jsou z části odstraněny magnetronem dle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v tělese magnetronu je vložena deska z feromagnetického materiálu, jejíž horní část, na níž jsou umístěny magnety, je opatřena vybrání- 2 253 547 mi. Magnety ve středové části mají opačnou polarizaci nežli magnety umístěné po obvodu desky. Délka každého magnetu je 0,9 - 1,1 maximálního rozměru magnetu v příčném řezu, přičemž nad magnety a nad tělesem magnetronu je umístěn target, opatřený těsnícím kroužkem a déle je zde umístěn pólový nástavec. Těleso magnetronu je vloženo do anodického pláště a je od něho odděleno izolačními rozpěrkami.

Magnetron dle vynálezu má vyšší intenzitu magnetického po le,při použití stejných magnetů,a menší intenzitu pole vedlejšího, což vede k nižší náchylnosti magnetronu k parazitním výbojům. Magnetron dle vynálezu je vhodný,jak pro provedení přírubové z vnější části vakuové komory, tak i pro umístění přímo do vakuové komory s možností použití pohyblivých přívodů chladící kapaliny i negativního napětí, což má za následek možnost změny polohy magnetronu ve vakuové komoře.

Na připojeném výkrese je znázorněn příklad provedení magnetronu dle vynálezu, kde značí: obr.1 v řezu je zobrazen příklad provedení magnetronu dle vynálezu, na obr. 2 je v řezu příklad magnetronu podle dosavadního stavu techniky se znázorněným hlavním a vedlejším magnetickým polem.

Magnetron na obr. 1 je tvořen tělesem magnetronu 1, které je z neferomagnetického materiálu. V tělese magnetronu χ je vybrání, do kterého je vložena deska nragsnrtak 2 s magnetickým obvodem složeným z jednotlivých magnetů χ. Deska 2 musí být z feromagnetického materiálu. Na těleso magnetronu X je přiložen target £ z odprašovaného materiálu a pólový nástavec j>. Target £ a pólový nástavec % jsou připevněny šrouby ( neznázorněno) k tělesu magnetronu χ přes těsnící kroužek Tím je isolován chladící obvod magnetronu od vakuového pro253 547

- 3 storu. Chladící kapalina se přivádí přívodem 2 a odvádí odvodem 8 . Celé zařízení je zakryto anodickým pláštěm 6, který je isolovaně od katody uložen přes isolační rozpěrné vložky 10. Anodický plášť 6 je z neferomagnetického materiálu a může být chlazen. Magnetron může být použit i bez tohoto anodického pláště 6. Těleso magnetronu i může mít tvar kruhu, čtverce nebo i obdélníku. Důležitým prvkem je zde hloubka vybrání 11 v desce 2, které ovlivňuje délku siločar. U obdélníkového tvaru magnetronu má vybrání v desce 2 tvar obdélníku, u kruhového magnetronu má vybrání tvar mezikruží.

Magnetický obvod je složen z jednotlivých magnetů 2» které jsou již ve zmagnetovaném stavu a u nichž poměr charakteristických rozměrů délky k maximálnímu rozměru v příčném řezu je 0,9 - 1,1· Tím jsou zajištěny optimální vlastnosti obvodu bez nutnosti magnetizace až po složení obvodu. Magnetický obvod je uležen na desce 2 z feromagnetického materiálu, která mé mezi opačně polovanými řadami magnetů ,3 vybrání takové, že délka siločar do desky 2 je delší, nežli vzdálenost mezi řadami magnetů 2· ^To umožňuje přednostní uzavírání magnetických siločar v horní oblasti směrem k targetu 2 ® tím i zvýšení intenzity magnetického pole v tomto směru. Pro omezení vlivu vedlejšího magnetického pole je před targetem 2 vložen pólový nástavec £ z feromagnetického materiálu, stahující magnetické siločáry z obvodové oblasti magnetronu před target 2· Toto řešení zvyšuje poměr mezi intenzitou hlavního magnetického pole a vedlejšího magnetického pole a tím zvyšuje odolnost magnetronu proti vzniku parazitních výbojů. Současně tento pólový nástavec roztahuje magnetické siločáry ze středu targetu 2 k okrajům a tím se rozšiřuje i erosní oblast, zvyšuje využití targetu £ i účinnost procesu. Vzhledem k tomu, že okolo magnetronu je vytvořeno po celém obvodu anodické stínění ve vzdálenosti 2-8 mm, je vliv vedlejšího mag- 4 253 547 netického pole zcela potlačen a to umožňuje vložení celého magnetronu do vakuové komory bez nutnosti utěsnění zadní části magnetronu a přívodu chladící kapaliny přívodem 2 a také přívodu negativního napětí tak, aby kolem nich byl atmosférický tlak·

Ne obr. č.2 je schematicky znázorněno hlavní a vedlejčí magnetické pole u magnetronu podle dosavadního stavu techniky·

Magnetron dle vynálezu je vhodný pro reaktivní i nere aktivní naprašování kovových, nemagnetických elektricky vodivých materiálů, jako jsou např. Ti, Cu, Ta, V, W, Cr atd. Lze jej umístit jak z vnějšku vakuové nádoby tak uvnitř vakuové nádoby·

Claims (2)

1. PŘEDMÉT VYNÁLEZU

   1· Magnetron pro magnetronovou depozici tenkých vrstev ve vakuu opatřený přívodem záporného stejnosměrného napětí, přívodem a vývodem chladící kapaliny,vyznačující se tím,že v tělese magnetronu (1) je vložena deska (2) z feromagnetické ho materiálu, jejíž horní část, na níž jsou umístěny magnety . (3) je opatřena vybráními(11), přičemž magnety (3) ve středové části mají opačnou polarizaci nežli magnety (3) umístěné po obvodu desky (2) a délka každého magnetu (3) je 0,9 - 1,1 maximálního rozměru magnetu (3) v příčném řezu, přičemž nad magnety (3) a nad tělesem magnetronu (1) je umístěn target (4), opatřený těsnícím kroužkem (9) a pólový nástavec (5).
2. 2« Magnetron pro magnetronovou depozici tenkých vrstev ve vakuu podle bodu 1,vyznačující se tím, že těleseo magnetronu (1) je vloženo do anodického pláště (6) a je od něho odděleno izolačními rozpěrkami (10)·