RU1610927C

RU1610927C - Device for coating in vacuum

Info

Publication number: RU1610927C
Authority: RU
Inventors: И.Ш. Абдуллин; И.Г. Гафаров; В.С. Желтухин; М.Я. Иванов
Original assignee: Научно-производственное объединение "Мединструмент"; Научно-Производственное Объединение Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1993-04-30

Abstract

Изобретение относитс к нанесению покрытий в вакууме. Целью изобретени вл етс повышение качества наносимых покрытий и расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит разр дную камеру с расположенными на ней кольцевыми электродами, внутри которой на графитовом блоке расположены подложки, а также узел подачи реагентов и систему откачки. При подаче высокочастотного напр жени от генератора на электроды между электродами возникает высокочастотный емкостный разр д. Изобретение позвол ет получать качественные покрыти как химическим путем, так и с помощью распылени . 1 ил.The invention relates to vacuum coating. The aim of the invention is to improve the quality of the applied coatings and expand the functionality of the device. The device comprises a discharge chamber with ring electrodes located on it, inside of which substrates are located on the graphite block, as well as a reagent supply unit and a pumping system. When the high-frequency voltage from the generator is applied to the electrodes between the electrodes, a high-frequency capacitive discharge occurs. The invention allows to obtain high-quality coatings both chemically and by spraying. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к нанесению покрытий в вакууме и может быть использовано дл получени тонких пленок.The invention relates to vacuum coating and can be used to produce thin films.

Целью изобретени вл етс повышение качества наносимых покрытий и расширение функциональных возможностей устройства.The aim of the invention is to improve the quality of the applied coatings and expand the functionality of the device.

На чертеже изображено устройство дл нанесени покрытий.The drawing shows a device for coating.

Устройство состоит из кварцевой камеры 1, внешних кольцевых высокочастотных электродов 2, высокочастотного генератора 3, графитового блока 4, узла 5 подачи плаз- мОобразующего газа и наносимого материала , системы 6 откачки. На графитовом блоке располагаютс подложки 7.The device consists of a quartz chamber 1, external ring high-frequency electrodes 2, a high-frequency generator 3, a graphite block 4, a plasma-forming gas and applied material supply unit 5, and a pumping system 6. On the graphite block are substrates 7.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

В зависимости от требуемого технологического процесса нанесени покрыти система 6 откачки обеспечивает в разр днойDepending on the required coating process, the pumping system 6 provides a discharge

камере давление от 1 до 500 Па, а узел 5 подачи - необходимый расход плазмообра- зующего газа и наносимого материала. Материал , наносимый на подложку, может подаватьс в твердой, жидкой и газовой фазе . При подаче высокочастотного напр жени от генератора 3 на электрод 2 между электродами в области 8 возникает высокочастотный емкостный разр д.the chamber pressure is from 1 to 500 Pa, and the supply unit 5 is the required flow rate of the plasma-forming gas and the applied material. The material applied to the substrate can be supplied in solid, liquid and gas phase. When a high-frequency voltage is applied from the generator 3 to the electrode 2, a high-frequency capacitive discharge occurs between the electrodes in region 8.

Напр женность магнитного пол разр да на оси разр дной камеры равна нулю, к стенкам разр дной камер возрастает, достигает своего максимума, а затем уменьшаетс . Максимальное значение напр женности магнитного пол достигаетс на рассто нии 0,6-0,8 радиуса разр дной камер от ее оси.The magnetic field strength of the discharge on the axis of the discharge chamber is zero, increases towards the walls of the discharge chamber, reaches its maximum, and then decreases. The maximum value of the magnetic field strength is reached at a distance of 0.6-0.8 of the radius of the discharge chamber from its axis.

При размещении графитового блока в разр дной камере в зоне максимальной напр женности магнитного пол (т.е. на рас- стО нии 0,6-0,8 радиуса разр дной камер от ее оси) вихревые токи, возникающие в граОWhen a graphite block is placed in the discharge chamber in the zone of maximum magnetic field strength (i.e., at a distance of 0.6-0.8 radius of the discharge chamber from its axis), eddy currents arising in

iM«hiM “h

о о юoh oh

VIVI

фиговом блоке, нагревают его и наход щ11- ес на нем подложки. Это позвол ет осуществл ть очистку поверхности подложки до нанесени покрыти , проводить термообработку пол -ченного покрыти . Выбор зоны размещени графитового блока а разр дной камере, равной 0,&-0,8 радиуса разр дной камеры от ее оси, обусловлен максимальным тепловыделением в данной зоне. При этом одновременно с обычной термообработкой происходит и обработка в плазме высокочастотного емкостного разр да, что позвол ет реализовать комбинированную обработку. Пример конкретного выполнени . - В разр дную камеру 1 помещают подложки 7 из стали марки 40X13, после чего производ т откачку форвакуумными насосами до достижени давлени 1 П.fig block, heat it and the substrates on it. This allows the surface of the substrate to be cleaned before coating is applied, and heat treatment of the polished coating is carried out. The choice of the location zone of the graphite block and the discharge chamber equal to 0, & -0.8 radius of the discharge chamber from its axis, is due to the maximum heat release in this zone. In this case, simultaneously with conventional heat treatment, plasma processing of a high-frequency capacitive discharge takes place, which allows implementing combined processing. An example of a specific implementation. - In the discharge chamber 1, substrates 7 are made of steel grade 40X13, after which they are pumped by fore-vacuum pumps until a pressure of 1 P. is reached.

Через узел 5 подачи подают плазмооб- разующий газ, представл ющий собой смесь аргонас кислородом. На электроды 2 подаетс ВЧ-Г1оле, в р взультате чего возникает ВЧ-емкостный разр д, с помощью которого и термонагрева графитового блока 4 пpoизвoдиtc очистка подложки в течение 5-10 мин. Затем ультрадисперсный порошок подаетс в область 8 емкостного разр да и под комплексным воздействием низкотемпературной плазмы и термонагрева происходит его сублимаци , в результате пары наносимого материала осаждаютс на поверхность ибдйожки со скоростью (5-10) Ю А c Одновременно с ростомA plasma-forming gas, which is a mixture of argonas oxygen, is supplied through the supply unit 5. An RF-G1ole is applied to the electrodes 2, as a result of which an RF capacitive discharge arises, by which the thermal heating of the graphite block 4 results in the substrate being cleaned for 5-10 minutes. Then the ultrafine powder is supplied to the region 8 of the capacitive discharge, and under the combined action of low-temperature plasma and thermal heating, its sublimation takes place, as a result, pairs of the deposited material are deposited on the surface of the bag at a rate of (5-10) 10 A c Simultaneously with growth

толщины покрыти происходит непрерывно обработка растущей пленки ВЧ.-плазмой. После получени заданной толщины пленки в течение 5 мин происходит ее плазменна of the thickness of the coating, the growing film is continuously treated with RF plasma. After obtaining the specified film thickness for 5 min, its plasma occurs

обработка с целью повышени качества покрыти .processing to improve coating quality.

Изобретение позвол ет в едином цикле проводить напыление пленок, очистку подложки и получаемой пленки, термообработ«су после нанесени покрыти .The invention allows for the deposition of films in a single cycle, the cleaning of the substrate and the resulting film, and heat treatment after the coating is applied.

Устройство позвол ет реализовать получение покрытий как химическим путем, так и с помощью физического распылени . Кроме того, возможна обработка послойна иThe device makes it possible to obtain coatings both chemically and by physical spraying. In addition, layering and

после получени покрыти дл повышени качества покрыти и уменьшени пористо- cw.after coating to improve coating quality and reduce porous cw.

Формул а и 3обретени Устройство дл нанесени покрытий вFormulas and 3 inventions Coating device

вакууме, содержащее цилиндрическую разр дную камеру; графитовый блок, с размещенными на нем подложками, узел подачи реагентов, системы откачки и ВЧ-генератор, отличающеес тем, что, с цельюa vacuum containing a cylindrical discharge chamber; graphite block, with substrates placed on it, a reagent supply unit, a pumping system and an RF generator, characterized in that, for the purpose of

пйвышени качества покрыти и расшире- ни функциональных возможностей, с в(1ешней стороны разр дной камеры установлены подключены к КЧ-генератору два соосных с ней емкостных электрода, а подложки расположены на рассто нии L от оси цилиндрической камеры, выбранном из выражении L 0,6-0,8R, где R - радиус основани разр дной камеры, м.To increase the quality of the coating and to expand the functionality, two capacitive electrodes coaxial with it are connected to the RF generator on the first side of the discharge chamber, and the substrates are located at a distance L from the axis of the cylindrical chamber selected from the expression L 0.6 -0.8R, where R is the radius of the base of the discharge chamber, m.

//