FI76123C - Magnetronkatod-foerstoftningsanordning. - Google Patents

Description

, 76123

Magnetronikatodi-sputterointilaite Tämä keksintö koskee yleensä katodi-sputterointilaitetta ja erikoisesti patenttivaatimuksen i johdannon mukaista magnetro-nikatodi-sputterointilaitetta.

Tämän tyyppisiä laitteita tunnetaan ennestään esim. US-paten-teista 3 Θ97 325 ja 4 125 530. Näillä samoin kuin muilla aikaisemmin tunnetuilla laitteilla on kuitenkin haittapuolena verraten pieni kapasiteetti tai heikohko tulos kun useita esineitä kerralla pinnoitetaan.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada magnetronikatodi-eput-terointilaite, joka tekee mahdolliseksi suuren esine- tai substraattimäärän samanaikaisen päällystämisen.

Tämän saavuttamiseksi on keksinnön mukaiselle laitteelle tun-nueomasta se, että kammioon on lisäksi asennettu useita sy-1 interimäisiä apukatodeja keskuskatodin ympärille yhdensuuntaisiksi sen kanssa ja että laite käsittää välineet keekuska-todin ja kunkin apukatodin pyörittämiseksi, keskuskatodin ja apukatodien välille sijoitetun pyöritettävän kannatusvälineen päällystettäviä esineitä varten, välineet mainitun kannatus-välineen kierrättämiseksi keskuskatodin ympäri sekä välineet kannatusvälineen kannattamien esineiden samanaikaisesti pyörittämiseksi .

Keksintö koskee myös menetelmää useiden esineiden pinnoittamiseksi sputteroimalla samanaikaisesti, joka menetelmä tunnetaan siitä, että se käsittää keskeisen pitkänomaisen sylinte-rimaisen magnetronikatodin sekä useiden pitkänomaisten sylin-terimäisten apu-magnetronikatodien, jotka ympäröivät keskus-katodia, sijoittamisen kaasuista tyhjennettävään pinnoitus-kammioon, kunkin katodin pyörittämisen pituusakselinsa ympäri, useiden pinnoitettavien esineiden asettamisen kannattimiin 2 76123 keskuskatodin ja apukatodien välille tiettyyn etäisyyteen niistä, esineiden pyörittämisen sekä samanaikaisesti niiden kierrättämisen planetaarisesti keskuskatodin ympäri ja apukatodien ohitse.

Nämä ja muut keksinnön piirteet ja edut ilmenevät seuraavasta selostuksesta, jossa viitataan oheisiin piirustuksiin.

Piirustuksissa kuvio 1 on pystysuora pitkittäisleikkaus keksinnön mukaisesti konstruoidusta sputterointilaitteesta, kuvio 2 on leikkaus laitteen yksityiskohdasta olennaiset! pitkin kuvion 1 viivaa 2-2, kuvio 3 on poikkileikkaus laitteesta olennaisesti pitkin kuvion 1 viivaa 3-3, kuvio 4 on poikkileikkaus keskuskatodista olennaisesti pitkin kuvion 1 viivaa 4-4, ja kuvio 5 on poikkileikkaus yhdestä apukatodista olennaisesti pitkin kuvion 1 viivaa 5-5.

Keksinnön piirustuksissa esitetty edullinen sovellutusmuoto käsittää kaasuista tyhjennettävissä olevan pinnoituskammion 10, jonka muodostaa pitkänomainen sylinterimäinen seinämä 11, jonka päissä sijaitsevat päätyseinämät 12 ja 13 sulkevat.

Pinnoituskammion 10 keskelle on asennettu pitkittäin ulottuva sylinterimäinen keskuskatodi 14. Useita sylinterimäisiä apu-katodeja 15 on myös asennettu pinnoituskammioon tasavälein keskuskatodin 14 ympärille yhdensuuntaisiksi sen kanssa ja tiettyyn etäisyyteen siitä.

Keskuskatodi 14 käsittää pitkänomaisen putkimaisen kohde-elimen 16, jonka ulkopinnalle on viety sputteroitava pinnoi-tusainetta oleva kerros 17 <kuvio 4). Putkimainen elin 16 on suljettu yhdestä päästään kannella 1Θ ja tuettu vastakkaisesta päästään kannattimeen 19, joka on kiinnitetty päätyseinä-mään 12 ruuveilla 20. O-renkaita 21 tai sentapaisia on eijoi- 3 76123 tettu kannattimen 19 ja päätyseinämän 12 pintojen väliin. Kannatin 19 on varustettu kaulaosalla 22, joka ulottuu pääty-seinämässä 12 olevan aukon läpi.

Putkimaisen kohde-elimen 16 sisälle on asennettu keskeisesti erillinen toinen putkimainen elin 23, jota yhdestä päästä kannattaa kanteen 18 kiertyvästi tuettu kara 24 ja vastakkaisesta päästä akseli 25, joka ulottuu kannattimen 19 ja pääty-seinämän 12 läpi ja jota ympäröi tiiviste 26. Sisempää put-kielintä 23 pyörittää päätyseinämään 12 tuettu moottori 27 sen akseliin 29 kiilatun hammaspyörän 28 välityksellä, joka hammaspyörä hammastuu akselin 25 päähän kiilattuun hammaspyörään 30.

Keskuskatodi 14 on sovitettu jäähdytettäväksi sisäpuolisesti sisemmän putkielimen 23 ja ulomman kohde-elimen 16 välisen tilan kautta kiertävällä jäähdytysväliaineella, kuten vedellä. Jäähdytysväliaine voidaan johtaa sisään kannattimen 19 lävitse ulottuvan putken 32 kautta, sen poistuessa putken 33 kautta.

Keskuskatodi 14 on magnetronikatodi, ja niinpä sisemmän putkielimen 23 sisään on asennettu magneettiyhdistelmä, jonka muodostaa U-muotoisten kestomagneettien 34 järjestelmä. Kuten kuviosta 4 ilmenee, magneetit on sijoitettu neljään riviin a, b, c ja d tasavälein putkielimen 23 sisäkehän ympäri, rivien ulottuessa putkielimen pitkittäissuuntaan. Kunkin rivin magneettien haarat on kiinnitetty vastaavasti magneettisiin liuskoihin 37 ja 38 ruuveilla 39. Liuskojen 37 ja 38 ulkopinnat 40 ja 41, jotka ovat kosketuksissa putkielimen 23 sisäpintaan, on muotoiltu tämän pinnan kaarevuuden mukaisiksi. Katodin varustaminen magneeteilla parantaa sen suorituskykyä lisäämällä ruiskupäällystysnopeutta.

Myös kukin keskuskatodia 14 ympäröivistä apukatodeista 15 käsittää pitkänomaisen sylinterimäisen kohde-elimen 42, jonka ulkopintaan on viety kerros sputteroitavaa pinnoitusainetta 76123 4 43 (kuvio 5). Putkielimen 42 sisälle on asennettu sisempi putkielin erilleen siitä ja yhdensuuntaiseksi sen kanssa. Putkimainen kohde-elin 42 on kiinnitetty yhdestä päästään kannatueelimeen 45 ja vastakkaisesta päästään samanlaiseen kannatuselimeen 46. Kannatuselimet 45 ja 46 on varustettu va-taavasti jatkeilla 47 ja 46, jotka on kiertyvästi tuettu pin-noituskammion sylinterimäiseen seinämään 11 kiinnitettyihin vastaaviin kannattimiin 49 ja 50.

Apukatodin 15 putkimaista kohde-elintä 42 pyörittää moottori 51, joka on tuettu pinnoituskammion sylinterimäiseen seinämään 11 kiinnitettyn kannattimeen 52. Moottori 51 käyttää nimittäin hihnaa 53, joka vuorostaan pyörittää sylinterimäisen seinämän 11 läpi ulottuvan akselin 55 ulkopäähän kiilattua hihnapyörää 54, jolle akselille on kiilattu kannatuselimen 45 jatkeeseen 47 kiinnitettyyn ruuvipyörään 57 hammastuva kierä 56 .

Myös kukin apukatodeista 15 on sovitettu sisäpuolisesti jäähdytettäväksi kierrättämällä sen läpi jäähdytysväliainetta, kuten vettä, jota väliainetta johdetaan katodin yhteen päähän putken 59 kautta sen poistuessa vastakkaisesta päästä putken 60 kautta, näiden putkien mennessä vastaavasti kannatuseli-mien 45 ja 46 lävitse.

Apukatodit 15 ovat myös magnetronikatodeja, ja niinpä kunkin katodin putkielimen 44 sisälle on asennettu magneettiyhdis-telmä, jonka muodostaa U-muotoisten kestomagneettien 61 järjestelmä (kuvio 5). Magneetit 61 on sijoitettu kahteen suoraan riviin A ja B, jotka ulottuvat putkielimen pituussuuntaan. Kummankin rivin magneetit 61 ovat suorassa linjasa toistensa suhteen, yhden rivin magneettien sijaitessa vuorotellen limittäin toisen rivin magneettien kanssa. Magneettien haarat 62 ja 63 on kiinnitetey magneettisiin liuskoihin 64, 65 ja 66 ruuveilla 67. Myöskin tässä tapauksessa magneettisten liuskojen ulkopinnat 68, jotka liittyvät putkielimen 44 sisäpintaan, on muotoiltu tämän pinnan kaarevuuden mukaisiksi.

5 76123

Sputteroitavat esineet tai substraatit on tuettu kiertyvään kannat tiineen, joka käsittää useita tankoja 70, joihin esineet 71 on kiinnitetty pidikkeiden 72 tai sentapaisten avulla. Kunkin tangon 70 yksi pää on tukematon, kun taas sen toinen pää on varustettu kauluksella 73, jonka kavennettu pääteosa 74 sopii kiertyvästi pyöreässä kantolevyssä 76 olevaan hoikkiin 75. Esineitä kannattavat tangot 70 ulottuvat yhdensuuntaisina katodien 14 ja 15 kanssa, ja ne ovat tasavälein erillään toisistaan .

Pyöreää kantolevyä 76 tukee aksiaalisesta varsi 77, joka ulottuu päätyseinämäesä 13 olevan hoikin 76 läpi ja on ympäröity tiivisteellä 79. Holkki 78 on varustettu päätyseinämän 13 sisäpuolella sijaitsevalla rengasmaisella laipalla 80, ja tämän laipan ja päätyseinämän väliin on asetettu O-renkaita 81 tai muita tiivietysvälineitä.

Varsi 77 ulottuu hoikin 78 ulkopuolelle ja siihen on kiilattu hammaspyörä 82, joka hammastuu moottorin 85 akseliin 84 kiilattuun hammaspyörään 83, moottorin ollessa asennettu pääty-seinämään 13 varren 77 ja siten kantolevyn 76 pyörittämistä varten.

Kunkin esineidenkannatustangon 70 päähän lähelle kantolevyä 76 on kiilattu hammaspyörä 86, joka hammastuu päätyeeinämään 13 ruuveilla 88 kiinnitetyn planeettahampaiston 87 kanssa. Moottorin 85 käyntiinpanon jälkeen kantolevy 76 alkaa pyöriä kierrättäen kannatustenkoja 70 planetaarisesta keskuskatodin 14 ympäri, samalla kun itse kannatustangot pyörivät akselien-sa ympäri johtuen hammaspyörien 86 pyörimisestä niiden kulkiessa pitkin planeettahampaistoa 87. Tällä tavalla pinnoitettavat esineet tai substraatit tulevat sekä pyörimään itsensä ympäri että kiertämään keskuskatodia 14 siten, että kaikki päällystettävät pinnat ja alueet tulevat alttiiksi katodeista 14 ja 15 sputteroidulle pinnoitusaineelle. Tänä aikana keskuskatodi ja myös apukatodit pyörivät.

6 7 61 2 3

Pinnoituskammio 10 on asennettu lattiatukiin 89 ja 90. Pääty-seinämä 13 on irrotettavaeti kiinnitetty eylinterimäiseen seinämään 11 pulteilla 91, ja tuki 90 on varustettu pitkin ohjaustankoja 94 liukuvilla muhveilla 92 ja 93, jotka tekevät mahdolliseksi päätyseinämän siirtämisen ulospäin pulttien 91 poiston jälkeen, sallien siten pääsyn pinnoituskammion sisälle pinnoitettavien esineiden asettamiseksi paikoilleen ja niiden poistamiseksi.

Katodijännite, joka on riittävä aikaansaamaan sputteroinnin, johdetaan keskuskatodin 14 kohdeaineeseen 17 tasavirtalähtee-tä (ei esitetty piirustuksissa) johdon 95 kautta, johon johtoon kiinnitetty kontakti 96 liukuu kosketuksissa mainitun kohdeaineen kanssa (kuvio 4). Samanlainen sähköliukukontakti 97 voi olla liitetty kunkin apukatodin 15 yhteyteen (kuvio 5).

Pinnoituskammio 10 on varustettu tyhjöpumpulla 98 sen tyhjentämiseksi haluttuun paineeseen. Jos kammioon halutaan johtaa kaasuja, se voidaan suorittaa venttiilin 100 säätämänä putken 99 kautta.

Claims (7)

7 76123

1. Magnetronikatodi-sputterointilaite, joka sisältää sylinterimäisen keskuskatodin (14) kaasuista tyhjennettävässä pinnoituskammiossa (10), tunnettu siitä, että kammioon (10) on lisäksi asennettu useita sylinterimäisiä apukatodeja (15) keskuskatodin (14) ympärille yhdensuuntaisiksi sen kanssa ja että laite käsittää välineet (27) keskuskatodin (14) ja kunkin apukatodin (15) pyörittämiseksi, keskuskatodin ja apukato-dien välille sijoitetun pyöritettävän kannatusvälineen (70) päällystettäviä esineitä varten, välineet (85) mainitun kan-natusvälineen kierrättämiseksi keskuskatodin (14) ympäri sekä välineet (86) kannatusvälineen kannattamien esineiden samanaikaisesti pyörittämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen magnetronikatodi-sput-terointilaite, tunnettu siitä, että mainittu kannatusväline käsittää useita esineidenkannatuselementtejä (70), jotka on asetettu tietyin välein keskuskatodin (14) ympärille, ja että laite käsittää välineet (86) esineidenkannatuselementtien (70) pyörittämiseksi kannatusvälineen kiertäessä keskuskatodia (14) .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen magnetronikatodi-sput-terointilaite, tunnettu siitä, että kannatusväline käsittää pyöritettävän tukilevyn (76), johon esineidenkannatuselemen-tit (70) on kiertyvästi tuettu, ja että laite käsittää välineen (85) tukilevyn (76) pyörittämiseksi kierrättämään esi-neidenkannatuselementtejä keskuskatodin (14) ympäri, ja että väline esineidenkannatuselementtien (70) samanaikaisesti pyörittämiseksi käsittää kuhunkin kannatuselementtiin (70) kiilatun hammaspyörän (86) sekä pinnoituskammion (10) seinämään kiinnitetyn planeettahampaiston (87), johon kannatuselement-tien hammaspyörät (86) hammastuvat ja jonka ympäri ne pyörivät elementtien (70) kiertäessä keskuskatodia (14). e 76123

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen magnetronikatodi-sput-terointilaite, tunnettu siitä, että esineidenkannatusele-mentit koostuvat useista tangoista (70), jotka on yhdestä päästään tuettu kiertyväeti mainittuun tukilevyyn (76) ja jotka on sijoitettu tietyin välein keskuskatodin (14) ympärille yhdensuuntaisiksi sen kanssa.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen magnetronikatodi-sput-terointilaite, tunnettu siitä, että se käsittää välineet (31, 32, 33, 59, 60) keskuskatodin (14) ja kunkin apukatodin (15) sisäpuolisesti jäähdyttämiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen magnetronikatodi-sput-terointilaite, tunnettu siitä, että keskuskatodi (14) ja kukin apukatodeista (15) käsittää pyöritettävän putkimaisen kohde-elimen (16; 42), jonka ulkopinnalle on viety kerros (17; 43) sputteroitavaa pinnoitusainetta.

7. Menetelmä useiden esineiden pinnoittamiseksi sputte-roimalla samanaikaisesti, tunnettu siitä, että se käsittää keskeisen pitkänomaisen sylinterimäieen magnetronikatodin (14) sekä useiden pitkänomaisten sylinterimäisten apu-magnetroni-katodien (15), jotka ympäröivät keskuskatodia (14), sijoittamisen kaasuista tyhjennettävään pinnoituskammioon (10), kunkin katodin pyörittämisen pituusakselinsa ympäri, useiden pinnoitettavien esineiden (71) asettamisen kannattimiin keskuskato-din (14) ja apukatodien (15) välille tiettyyn etäisyyteen niistä, esineiden (71) pyörittämisen sekä samanaikaisesti niiden kierrättämisen planetaarisesti keskuskatodin (14) ympäri ja apukatodien (15) ohitse. 9 76123