PL216712B1 - Zespół doprowadzania gazu w obszar technologiczny urządzenia do łukowego naparowywania próżniowego z katodą kolumnową - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół doprowadzania gazu w obszar technologiczny urządzenia do łukowego naparowywania próżniowego z katodą kolumnową, służącego do nanoszenia cienkich warstw metali i ich związków na różnego rodzaju podłożach, szczególnie elementów elektronicznych.

W urządzeniach do łukowego naparowania próżniowego z katodą kolumnową w celu wytworzenia możliwie jednorodnych warunków procesu naparowywania stosowane są płytowe separatory fazy kropelkowej, ograniczające zasięg kątowy emitowanej fazy mikrokropelkowej. Separator wykonany przykładowo według rozwiązania przedstawionego w opisie polskiego zgłoszenia wynalazku nr P-382787, stanowi zestaw płytowych przesłon metalowych, koncentrycznie zamocowanych wokół katody w położeniach radialnych, równomiernie rozstawionych na obwodzie w pewnej odległości od powierzchni katody. Jakość nanoszonych warstw w sposób istotny zależy również od jednorodnego rozkładu gęstości gazu reaktywnego w obszarze ładunku przestrzennego, który emitowany jest z katody kolumnowej. W urządzeniach z katodą kolumnową objętą separatorem, dotychczasowe rozwiązania z dyszą doprowadzającą gaz nie zapewniają uzyskania jednorodnych własności naparowanych warstw na podłoża, różniących się zwłaszcza w zależności od położenia wzdłuż długości katody.

Niniejszy wynalazek ma zwiększyć jednorodność gęstości plazmy na całej długości katody kolumnowej w wyniku specjalnego rozwiązania doprowadzenia gazu reaktywnego w obszar ładunku przestrzennego między separatorem a podłożami. Istota wynalazku polega na tym, że kanał zasilający gazu połączony jest z kolektorem pierścieniowym obejmującym współosiowo, w odstępie i przy końcu katodę kolumnową. Kolektor pierścieniowy ma w płaszczyźnie prostopadłej do osi katody kolumnowej wiele wyprowadzonych w kierunkach promieniowych i symetrycznie rozstawionych na obwodzie rurowych odgałęzień. Końce odgałęzień połączone są z rurowymi króćcami wylotowymi, które usytuowane są równolegle wzdłuż osi w kierunku drugiego końca katody kolumnowej. Króćce wylotowe mają zaślepione końce a na stronie zewnętrznej dysze, rozstawione na całej długości. Po stronie wewnętrznej na ściankach odgałęzień i króćców wylotowych zamocowane są prostokątne przesłony separatora fazy kropelkowej.

Korzystnym jest by średnice kolejnych dysz na króćcach wylotowych miały wymiar zwiększający się w kierunku zaślepionego końca, w celu zapewnienia zgodnego z prawem ciągłości strugi jednorodnego rozpływu gazu w całym obszarze dozowania.

Wynalazek wyjaśniony jest opisem przykładowego wykonania zespołu doprowadzania gazu w urządzeniu do łukowego naparowywania próżniowego z katodą kolumnową, pokazanego na rysunku w ujęciu perspektywicznym.

Gaz reaktywny lub mieszanka gazowa doprowadzane są do komory próżniowej 1 urządzenia przez kanał zasilający 4, przeprowadzony przepustem gazowym 3 przez ścianę komory. Kanał zasilający 4 połączony jest ze stacją dozowania gazu 12. Kanał zasilający 4 doprowadzony jest do kolektora pierścieniowego 5, który współosiowo i w odstępie obejmuje koniec katody kolumnowej 2. W płaszczyźnie prostopadłej do osi katody kolumnowej 2 od kolektora pierścieniowego 5 wyprowadzone są w kierunkach promieniowych i w symetrycznym rozstawieniu na obwodzie rurowe odgałęzienia 6, które połączone są na końcach pod kątem prostym z rurowymi króćcami wylotowymi 7. Króćce wylotowe 7 prowadzone równolegle na długości katody kolumnowej 2 mają zaślepione końce a w ściance zewnętrznej, w płaszczyźnie wyznaczonej osiami odgałęzień 6 i króćców wylotowych wykonane mają otwory dysz 8, rozstawione w odstępach na długości króćców 7. Średnice kolejnych w kierunku zaślepionego końca króćca wylotowego 7 dysz 8 mają zwiększający się wymiar. Po wewnętrznej stronie, na ściankach odgałęzień 6 i króćców wylotowych 7 zamocowane są prostokątne, metalowe przesłony separatora 9 fazy kropelkowej. W wyniku wyładowania łukowego z krateru roztopionej katody kolumnowej 2 zostają odparowane jony metalu oraz wyrzucone mikrokropelki fazy kropelkowej. Niekorzystne dla procesu mikrokropelki w większości osiadają na przesłonach 9 separatora. Do obszaru ładunku przestrzennego 11 docierają jony metalu o równomiernym rozkładzie gęstości, gdzie zostają unoszone w jednakowych na całej wysokości katody kolumnowej 2 strumieniach gazu reaktywnego wypływającego z dysz 8 w kierunku podłoży 10, na których osiadają tworząc warstwę o dobrych własnościach mechanicznych.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół doprowadzania gazu w obszar technologiczny urządzenia do łukowego naparowywania próżniowego z katodą kolumnową, którego kanał zasilający, połączony z zewnętrzną instalacją dozowania gazu, wprowadzony jest przepustem gazowym przez ścianę komory, znamienny tym, że kanał zasilający (4) połączony jest z kolektorem pierścieniowym (5) obejmującym współosiowo, w odstępie i przy końcu katodę kolumnową (2), oraz który w płaszczyźnie prostopadłej do osi katody kolumnowej (2) ma wiele wyprowadzonych w kierunkach promieniowych i symetrycznie rozstawionych na obwodzie rurowych odgałęzień (6), które połączone są na końcach z rurowymi króćcami wylotowymi (7) usytuowanymi równolegle wzdłuż osi w kierunku drugiego końca katody kolumnowej (2) i zaślepione są na końcach, przy czym na każdym króćcu wylotowym (7) w płaszczyźnie osi odgałęzień (6) i króćców wylotowych (7) wykonane są dysze (8) - usytuowane na stronie zewnętrznej i w odstępach wzdłuż króćców wylotowych (7), natomiast po wewnętrznej stronie, na ściankach odgałęzień (6) i króćców wylotowych (7) zamocowane są prostokątne przesłony separatora fazy kropelkowej (9).
2. 2. Zespół doprowadzania gazu według zastrz. 1, znamienny tym, że średnice kolejnych dysz (8) na króćcach wylotowych (7) zwiększają się w kierunku zaślepionego końca.