CS272408B1 - Magnetronová katoda - Google Patents

Abstract

Magnetronová katoda s nepřímým chlazením pro pokovování rozprašováním je pravoúhlého tvaru a je určena pro výrobu integrovaných obvodů. K vnitřní straně základní desky (1) je připevněn alespoň jeden terč (61, 62) podélnými přídržnými lištami (81, 82, 83), které tvoří polové nástavce permanentních magnetů (51, 52), zasunutých do drážek na vnější straně základní desky (1), Permanentní magnety (51, 52) jsou umístěny vždy mezi dvěma terči (61, 62) a okrajem základní desky (1). Nezasunuté konce permanentních magnetů (51, 52) jsou spojeny magnetickou spojkou (7). Volbou pracovních podmínek a geometrických rozměrů katody se dosáhne toho, že se plazma vybudí vždy jen pod jedním terčem, zatímco ostatní terče jsou inertní. Pouze přesunutím permanentních magnetů do jiných drážek je možné naprašovat různé materiály.

Description

Vynález se týká magnetronové katody s nepřímým chlazením pro pokovování rozprašováním zejména při výrobě integrovaných, obvodů.

Je známa magnetronová katoda s dvěma prstencovými terči. Vnitřní prstenec je plochý, vnější prstenec má zkosené vnitřní stěny. Nevýhodou je obtížnost vyrobit prstencové terče se zkosenými hranami a náročnost na přesnost jejich opracování. Jiná známá magnetronová katoda odstraňuje tuto nevýhodu. Skládá se ze dvou terčů, z nichž první je kruhový a druhý tvoří mezikruží v prvním terči. Nevýhodou je nutnost přesného nastavení elektrického a magnetického pole, aby nastalo rozprašování vždy pouze z jednoho terče. Nevýhodou obou těchto řešení je, že při činnosti zařízení dochází k silnému tepelnému sálání s povrchu terče, takže se podložky a elektromagnety značně ohřívají. Voltampérová charaktirištika se v průběhu naprašování mění. Není zaručena rovnoměrnost magnetického pole, což má vliv na rychlost naprašování a kvalitu naprašované vrstvy.

Uvedené nedostatky odstraňuje magnetronová katoda podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k vnitřní straně základní desky, opatřené kanály chladicího systému, jsou připevněny alespoň dva terče podélnými přídrŽnými lištami, které tvoří pólové nástavce permanentních magnetů, zasunutých do drážek na vnější straně základní desky, umístěných vždy mezi dvěma terči nebo mezi terčem a okrajem základní desky. Nezasunuté konce permanentních magnetů jsou spojeny magnetickou spojkou.

Magnetronová katoda podle vynálezu umožňuje naprašování ze dvou terčů z různých buď po sobě nebo i současně v různé kombinaci. Dovoluje použít více terčů, jejichž počet je omezen pouze velikostí naprašovacího zařízení. Využití materiálu terčů dosahuje hodnot srovnatelných s dosavadním stavem, ale terče nejsou náročné na výrobní přesnost, a proto je jejich cena nižší. Použití permanentních magnetů zaručuje konstantní rychlost naprašování. Pouhým přestavením magnetů do jiných drážek lze měnit naprašovaný materiál.

Příklad vynálezu se dvěma terči je dále popsán pomocí výkresu. Základní deska 2 z mědi je opatřena kanály 21, 22 chladicího systému. Na spodní straně základní desky £ je proti prvnímu kanálu 21 připevněn první terč 61. první krajní přídržnou lištou 81 a společnou přídržnou lištou 82. Druhý terč 62 je připevněn proti druhému kanálu 22 společnou přídržnou lištou 82 a druhou krajní přídržnou lištou 83. Přídržné lišty 8T, 82, 83 tvořící pólové nástavce permanentních magnetů 51., 52 jsou připevněny šroubem ze spodní strany k základní desce 1. V horní straně základní desky £ jsou proti nim vytvořeny drážky pro zasunutí permanentních magnetů 51,, 52. Permanentní magnety 5£, 52 jsou na svých, druhých koncích spojeny magnetickou spojkou 7· Magnetronová katoda je připevněna k vakuové nádobě 4 s vloženým izolačním těsněním 3 z teflonu. Anoda 9 je vodivě spojena s vakuovou - nádobou 4 a je uzemněna.

V místech, kde je magnetický obvod uzavřen, a to prostřednictvím vložených permanentních magnetů 5j., 52, magnetické spojky 7 a pólových nástavců tvořených první krajní přídržnou lištou 82 a společnou přídržnou lištou 82, dochází po připojení napětí na základní desku 1 k vybuzení plazmy. První terč 61 je rozprašován. Pod druhým terčem 62 není magnetické pole a k vybuzení plazmy nedojde. Po přesunutí prvního permanentního magnetu 52 do drážky nad druhý terč 62 se vytvoří magnetické pole pod druhým 'terčem 62, kde se vybudí plazma. Druhý terč 62 se rozprašuje, první terč 61 zůstává v klidu. Volbou tlaku plynu a geometrických rozměrů, jako je osová vzdálenost permanentních magnetů 51, 52, šířka výřezu anody 9, tloušťka přídržných. lišt §2, 82, 83, lze pracovní poměry nastavit tak, že lze zaručit naprostou ínertnost terčů, které nemají být právě naprašovány, přestože jsou pod napětím. Proto může být na základní desce 2 upevněno více terčů z různých materiálů. Jejich počet je omezen pouze plochou té části vakuové nádoby, která je určena pro umístění katody. Intenzitou magnetického pole lze řídit rychlost naprašování. Přitom není vyloučeno ani využití elektromagnetů.

Celá magnetronová katoda je uložena v plášti vakuové nádoby 4, který je intenzivně ochlazován. Anoda 9, zhotovená z nemagnetického, ale tepelně dobře vodivého materiálu, odvádí značnou část sálavého tepla z povrchu terče 62, 62. Volbou výřezu v anodě 9 lze toto

CS 272 408 B1 2 o sálání dále snižovat. Při nezměněném výkonovém zatížení, daném ve W na cm plochy, kterým lze ovlivňovat strukturu nanášených vrstev, se celkové tepelné vyzařování terčů 6£, 62 sníží prostým zmenšením Jejich povrchu. Tlak plynu, kterým bývá nejčastěji argon, dusík nebo kyslík, je volen s ohledem na to, aby na terčích nezapojených do magnetického obvodu nedošlo k vybuzení plazmy. Vzhledem k maximálně použitelnému napětí - 400 V je rozsah pracovních tlaků plynu 5.10“^ až 5.10³ Pa. Při takto nízkém pracovním tlaku je střední volná dráha elektronů větší než 0,5 m. činitel naprašování je vysoký. Bombardování povrchu katody je nižší a úměrně tomu je i její ohřev menší. Využitelnost materiálu terčů je až 75 %.

iíagnetronová katoda podle vynálezu je určena pro pokovovací zařízení rozprašováním. Zejména je vhodná pro vytváření kontaktů při výrobě integrovaných obvodů, na výrobu transparentních vodivých povlaků a pro pokovování za různými dalšími účely.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Magnetronová katoda pravoúhlého tvaru s nepřímým chlazením, vyznačující se tím, že k vnitřní straně základní desky (1), opatřené kanály (21, 22) chladicího systému, jsou připevněny alespoň dva terče (61, 62) podélnými prídržnými lištami (81, 82, 83), které tvoří pólové nástavce permanentních magnetů (51, 52), zasunutých do drážek na vnější straně základní desky (1), umístěných vždy mezi dvěma terči (61, 62) nebo mezi terčem (61, 62) a okrajem základní desky (1), přičemž nezasunuté konce permanentních magnetů (51, 52) jsou spojeny magnetickou spojkou (7).