RU182457U1 - Установка для вакуумного магнетронного напыления тонких пленок - Google Patents
Установка для вакуумного магнетронного напыления тонких пленок Download PDFInfo
- Publication number
- RU182457U1 RU182457U1 RU2017146474U RU2017146474U RU182457U1 RU 182457 U1 RU182457 U1 RU 182457U1 RU 2017146474 U RU2017146474 U RU 2017146474U RU 2017146474 U RU2017146474 U RU 2017146474U RU 182457 U1 RU182457 U1 RU 182457U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum chamber
- target
- substrate
- magnetron sputtering
- installation
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 20
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002294 plasma sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000004148 curcumin Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области плазменной техники, в частности к устройствам магнетронного распыления, и может быть использована при производстве материалов электронной техники, а именно конденсаторов, суперконденсаторов, аккумуляторов и подобных изделий. Технической задачей данного решения является создание установки, которая позволяет расширить функциональные возможности, за счет получения на ленточной подложке нанометрического равномерного покрытия многокомпонентного состава, имеющего улучшенные механические свойства. Установка вакуумного магнетронного напыления тонких пленок содержит вакуумную камеру, вдоль которой расположены по крайней мере два магнетронных распылительных устройства, содержащих плоские катоды -мишени и магнитную систему, находящуюся за катодом-мишенью. Установка также включает систему откачки и напуска рабочего газа в вакуумную камеру и систему перемещения подложки вдоль вакуумной камеры с ленточным конвейером. Вдоль внешней боковой поверхности катодов-мишеней установлены экраны в виде металлических пластин, которые электрически изолированы от катода-мишени и выступают за их поверхность. Катоды-мишени выполнены из разных материалов. К ленточному конвейеру, перемещающему ленточную подложку многократно вдоль вакуумной камеры, подключен источник постоянного тока, создающий на подложке положительный относительно катода-мишени потенциал. Кроме этого ленточный конвейер перемещения подложки установлен на валах, перемещающих подложку вдоль вакуумной камеры, и закреплен на металлическом основании, а источник постоянного тока подключен к основанию ленточного конвейера. Катоды-мишени выполнены - один из металла, другой из углерода. 3 з.п.ф., 3 илл.
Description
Полезная модель относится к области плазменной техники, в частности к устройствам магнетронного распыления, и может быть использована для вакуумного ионно-плазменного напыления тонких пленок на поверхность подложки, для получения функциональных покрытий при производстве материалов электронной техники, а именно для конденсаторов, суперконденсаторов, аккумуляторов и подобных изделий.
Для нанесения тонких пленок методом вакуумного ионно-плазменного напыления используется явление распыления мишени в результате ее бомбардировки ионами инертного газа при низком давлении. При этом подложка размещается напротив мишени на некотором расстоянии, чтобы поток распыленных нейтральных атомов мишени попадал на подложку и осаждался на ее поверхности, образуя слой (тонкую пленку) из распыленного материала. Источником осаждаемого материала является магнетронное распылительное устройство (МРУ) или магнетронная распылительная система (МРС). Она содержит катод-мишень, анод и магнитную систему. Силовые линии магнитного поля располагаются вблизи поверхности мишени. При подаче постоянного напряжения между катодом и анодом зажигается тлеющий разряд. Эмитированные с поверхности мишени электроны под действием электрического и магнитного полей двигаются вдоль нее по сложным циклическим траекториям, многократно ионизируя атомы. Это приводит к росту концентрации ионов в плазме и увеличению скорости распыления катода. Магнитное поле локализует плазму непосредственно у поверхности мишени. Конструкции МРУ условно можно разделить на коаксиальные и планарные. Планарные магнетронные системы имеют более высокие скорости осаждения из-за направленной диаграммы распыленных частиц. При нанесении пленок на плоские поверхности относительно большой площади, например тонировании листового стекла, изготовлениизеркал и т.д., используют планарные МРУ с мишенями длиной до двух метров и шириной до двадцати сантиметров (Данилин Б.С, Сырчин В.К. Магнетронные распылительные системы. М.: Радио и связь, 1982, с. 57). Для обеспечения равномерности пленок создается несколько зон распыления мишени (или несколько изолированных катодов), относительно которых перемещается обрабатываемый образец, на который осаждается распыляемый материал.
Известна установка, которая содержит вакуумную рабочую камеру (зону обработки), в которой расположена МРУ, систему питания МРУ, систему вакуумирования, систему напуска газа, т.е. создания рабочей газовой среды в зоне обработки, систему подачи образцов в зону обработки в виде шлюзовых камер на входе и выходе рабочей камеры и конвейеров перемещения подложек, загрузочных устройств и др. (Данилин Б.С., Сырчин В.К. Магнетронные распылительные системы. М.: Радио и связь, 1982, с. 56). Система питания МРС обычно представляет собой стабилизированный регулируемый источник постоянного тока с напряжением, не превышающим 1000 В (Данилин Б.С, Сырчин В.К. Магнетронные распылительные системы. М.: Радио и связь, 1982, с. 13).
Основными недостатками такой установки являются. При использовании многокатодных или протяженных МРС, имеющих геометрические параметры, сравнимые с размерами рабочей камеры, в разных ее точках общее и парциальные давления рабочего газа могут быть неодинаковыми, что изменяет условия осаждения и характеристики разряда, а следовательно, снижает качество и ухудшает однородность покрытия. Такая установка не пригодна для нанесения многослойных покрытий, особенно тех, процесс напыления которых выдвигает различные требования к рабочей газовой среде.
Известно устройство магнетронного распыления (Патент №123778, опубл. 10.01.2013), для нанесения тонких пленок, включающее вакуумную камеру, соединенную с системой напуска рабочего газа, расположенные в ней подложку, представляющую собой анод, тело катода, мишень, магнитную систему магнетрона, находящуюся за мишенью и предназначенную для генерации магнитного поля, и дополнительные магниты, предназначенные для генерации внешнего магнитного поля. Мишень выполнена с размерами, сопоставимыми с размерами подложки, дополнительные магниты закреплены стационарно за подложкой со стороны, противоположной телу катода, а тело катода неподвижно закреплено на проставке из немагнитного материала.
Недостатком данной установки является то, что на ней нельзя использовать ленточные, рулонные материалы в качестве подложки.
Известно устройство нанесения покрытия на ленточный рулонный материал - лавсановую пленку для использования в электронной промышленности и нанесения декоративных покрытий (Патент №2208658, опубл. 20.07.2003). Устройство содержит средство транспортирования пленки, вакуумную камеру, направляющую опору, напылительную станцию с термическим, или электронно-лучевым, или дуговым, или магнетронным испарителем, средство напуска балластного газа в пространство между пленкой и направляющей опорой. Устройство имеет шлюзовую систему, состоящую из дополнительной камеры, выполненной в направляющей опоре, и форвакуумный насос, откачивающий балластный газ из дополнительной камеры. Станция напыления состоит из испарителя, в котором расположено испаряемое вещество. Экраны предохраняют стенки камеры от загрязнения. Испаряемое вещество напыляется на пленку, которая движется с подающей катушки через ролик к направляющей опоре. После нанесения покрытия пленка движется от направляющей опоры через ролик к приемной катушке.
Недостатком является то, что в данном устройстве существует проблема охлаждения ленточного материала. Материал подложки во время напыления испытывает очень большую тепловую нагрузку из-за конденсации напыляемого материала и излучения испарителя за счет использования круглого барабана, на который натягивается рулонный материал при протяжке его через рабочую камеру. Материал подложки можно использовать только с одной стороны.
В качестве прототипа можно выбрать вакуумную установку магнетронного напыления тонких пленок УВНМ.Э-100/125-003 «Магна 2М» представленную в учебном пособии («Технология интегральной электроники», под общ. ред. А.П. Достанко и Л.И. Гурского. - Минск: «Интегралполиграф», 2009, стр 179-182, 190-192). Установка включает вакуумную камеру с системой откачки и напуска рабочего газа, вдоль которой расположены по крайней мере два плоских катода -мишени и магнитная система магнетронов, находящаяся за катодом-мишенью, а также подложка с системой перемещения вдоль рабочей камеры. «Магна-2М» предназначена для нанесения одно- и многослойных пленок из алюминия и его сплавов на кремниевые подложки диаметром 76, 100 и 125 мм магнетронным распылением. Установка имеет две шлюзовых камеры с кассетами для подложек и систему транспортных устройств с ленточным конвейером для перемещения полупроводниковых подложек между кассетами, три магнетронных распылительных устройств и микропроцессорную систему управления с дисплеем.
Недостатком данной установки является то, что она предназначена для нанесения многослойных пленок из алюминия и его сплавов на кремниевые подложки и не обеспечивает напыление на ленточную подложку смешанного покрытия с комбинированным составом, т.е. нанесение одного комбинированного слоя.
Технической задачей данного решения является создание установки, которая позволяет расширить функциональные возможности, за счет получения на ленточной подложке нанометрического равномерного покрытия многокомпонентного состава, имеющего улучшенные механические свойства.
Поставленная задача достигается тем, что установка вакуумного магнетронного напыления тонких пленок содержит вакуумную камеру, вдоль которой расположены по крайней мере два магнетронных распылительных устройства, содержащих плоские катоды -мишени и магнитную систему, находящуюся за катодом-мишенью. Установка также включает систему откачки и напуска рабочего газа в вакуумную камеру и систему перемещения подложки вдоль вакуумной камеры с ленточным конвейером. Новым является то, что вдоль внешней боковой поверхности катодов-мишеней установлены экраны в виде металлических пластин, которые электрически изолированы от катода-мишени и выступают за их поверхность. Катоды-мишени выполнены из разных материалов. К ленточному конвейеру, перемещающему ленточную подложку многократно вдоль вакуумной камеры, подключен источник постоянного тока, создающий на подложке положительный относительно катода-мишени потенциал. Кроме этого ленточный конвейер перемещения подложки установлен на валах, перемещающих подложку вдоль вакуумной камеры, и закреплен на металлическом основании, а источник постоянного тока подключен к основанию ленточного конвейера. Катоды-мишени выполнены - один из металла, другой из углерода.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг 1 представлен общий вид предлагаемой установки, на фиг. 2 представлено магнетронное распылительное устройство, фиг. 3 - представлено изображение слоя напыляемой пленки на стеклянный образец.
Вакуумная установка магнетронного напыления тонких пленок содержит (фиг. 1) рабочую вакуумную камеру 1, соединенную с системой откачки 2 и системой напуска 3 рабочего газа. Для высоковакуумной откачки используют, например, паромасляный насос. В качестве рабочего газа может быть использован, например, аргон. Корпус рабочей камеры имеет прямоугольную форму с фланцами, установленную на четырех стойках на платформе. Сверху вакуумная камера имеет крышку 5. На передней панели расположены смотровые окна, предназначенные для визуального контроля за процессом в камере. В средней части вакуумной камеры расположены магнетронные распылительные устройства (МРУ) 4. В оптимальном случае используют два МРУ, но при необходимости может быть использовано три и больше. МРУ расположены последовательно вдоль рабочей камеры и закреплены через изоляторы на верхней части крышки 5 вакуумной камеры 1. Каждое магнетронное распылительное устройство включают (фиг. 2) плоский катод-мишень 6, выполненный из распыляемого материала, за которым, по отношению к подложке 7, расположена магнитная система 8. Катоды-мишени 6 каждого МРУ выполнены из разных материалов, например, - один выполнен из металла, а другой из углерода. Из металлов для изготовления катода-мишени может быть использован титан, серебро, медь, магний, алюминий. Анод соединен и примыкает к верхней части крышки 5 вакуумной камеры. Вдоль внешней боковой поверхности катодов-мишеней 6 относительно центральной линии вакуумной камеры установлены экраны 9 в виде металлических пластин. Таким образом при использовании двух МРУ вдоль внешней стороны каждого катода-мишени расположен один экран. При использовании трех МРУ экраны установлены на крайних катодах-мишенях с внешней стороны (со стороны вакуумной камеры). Пластины экранов 9 электрически изолированы от катода-мишени 6, например, расположены с зазором, образованным между поверхностью пластины и катодом-мишенью. Пластины экранов 9 выступают на 20-30 мм за поверхность катодов-мишеней 6. В рабочей камере расположен ленточный конвейер 10 перемещения ленточной подложки вдоль рабочей камеры 1, который предназначен для передачи возвратно-поступательного движения и многократной протяжки ленточного материала подложки 7 через рабочую зону вакуумной камеры для получения одностороннего покрытия на материале подложки. Ленточный конвейер 10 установлен и перемещается на валах 11 вдоль вакуумной камеры и закреплен на основании 12 в виде металлической рамы. Рама конвейера через изоляторы закреплена на корпусе вакуумной камеры. На конвейере 10 натянут, закреплен и перемещается - вращается вдоль рабочей камеры - материал ленточной подложки 7, которая выполнена, например, из нетканого волокнистого или эластичного материала.Такая конструкция ленточного конвейера позволяет несколько раз перемещать ленточный материал подложки 7 вдоль рабочей камеры 1 под магнетронными распылительными устройствами 4 в одном направлении, а также выполнять возвратно-поступательные движения. На ленточном конвейере 10 установлен датчик перемещения подложки 13, например, герконовый датчик. К металлическому основанию ленточного конвейера 10 подключен источник постоянного тока 14, создающий на подложке положительный относительно катода-мишени 6 потенциал. МРУ подключены к источнику питания постоянным током 15 и имеют систему охлаждения 16. Установка вакуумного магнетронного напыления имеет блок управления 17 для управления ленточным конвейером, напуском рабочего газа в зоны распыления, режимами работы магнетронных распылительных устройств 4.
Установка работает следующим образом. Включают источники питания 15 постоянным током МРУ. При подаче постоянного напряжения между катодом и анодом МРУ зажигается тлеющий разряд. Запускают ленточный конвейер 10 перемещения подложки вдоль рабочей камеры 1. В рабочей камере системами откачки 2 и напуска 3 предварительно производят откачку воздуха и напуск рабочего газа - аргона. На основание 12 ленточного конвейера от источника постоянного тока 14 подают напряжение и создают положительной относительно мишени 6 потенциал. Может быть подано напряжение >1000 В. В процессе напыления при прохождении ленточной подложки 7 через зону работы магнетронных распылительных устройств 4 на поверхности подложки формируют тонкий слой покрытия, содержащий элементы (молекулы и атомы) материалов, из которых выполнены мишени 6. Использование двух и более МРУ, имеющих мишени, выполненные из разных материалов, например, одна мишень выполнена из титана, а другая - из углерода, позволяет создать смешение этих материалов в плазме и получить двухкомпонентное металл-углеродное покрытие. За счет использования экранов 9 сбоку от катодов-мишеней 6 плазма, образуемая МРУ, концентрируется на определенном участке, т.е. потоки частиц с разных мишеней перенаправляют навстречу друг другу и задают определенную ограниченную геометрию плазмы. При этом плазма распыляемых материалов с разных мишеней смешивается в процессе напыления в пространстве между экранами и осаждается на участке подложки, расположенной под мишенями, создавая равномерное однородное покрытие многокомпонентного состава. Компоненты разных материалов создаются каждый из определенной мишени, а осаждаются на подложку совместно, образуя заданное многокомпонентное покрытие. Положительный потенциал, создаваемый источником постоянного тока 14 на ленточном конвейере 10 перемещения подложки по отношению к мишени 6 при напылении на подложку слоя материала, содержащего ионы металла, заряжает подложку и напыляемый слой также положительно по отношению к мишени. Это увеличивает разницу потенциалов и способствует ускорению процесса осаждения частиц распыляемого материала на участок подложки под мишенями. За счет этого увеличивается равномерность и плотность заполнения частицами материала подложки, а также обеспечивается стабильность механических свойств образуемого покрытия во времени. При напылении тонких пленок ионно-плазменным распылением атомы металла или молекулы углерода обладают, благодаря характерной для процессов ионно-плазменного распыления энергией соударения, высоким сцеплением с подложкой и покрытие получается плотным и с хорошей адгезией. Положительный потенциал на подложке увеличивает энергию соударения атомов и молекул, поэтому образующийся слой покрытия имеет еще более высокую плотность и адгезиею между поверхностью подложки и образовавшейся пленкой. Ленточный конвейер 10 с натянутой и закрепленной на нем ленточной подложкой 7 непрерывно с постоянной скоростью перематывает многократно материал подложки вдоль рабочей камеры 1. На подложке оседают слои напыляемого покрытия, равномерно распределяясь по всей длине подложки. МРУ расположены последовательно вдоль рабочей камеры 1 и ленточная подложка перемещается вдоль линии расположения МРУ, что позволяет получать по всей подложке равномерный по толщине напыляемый слой. Скорость перемещения ленточной подложки 7 относительно мишеней 6 и количество проходов под мишенями определяют с помощью герконового датчика перемещений 13. Скорость перемещения контролируют блоком управления (БУ) 17. На фиг. 3 представлено изображение слоя напыления, которое выполнено на стеклянном образце (использованы пластины силикатного монолитного материала), где представлено изображение морфологии образца с напылением при увеличении 20000 крат, указана толщина слоя напыления 247 нм. Определение толщины нанесенного слоя осуществляют методом интерференции с помощью интерферометра МИИ-4. Стеклянные образцы-свидетели выбраны потому, что определить толщину наноразмерной пленки на неровной пористой поверхности материала весьма сложно. Покрытия на стекле доступны для идентификации и тщательного исследования. Стеклянные образцы размещают в рабочей камере в процессе напыления на ленточной подложке или параллельно ей. Визуальный осмотр стеклянных образцов «на просвет» показывает, что полученный слой имеет хорошее качество напыления - плотность и равномерность наносимого покрытия. Адгезию полученного комбинированного покрытия проверяли с помощью скотча. Скотч наклеивали на покрытие и затем отрывали, при этом скотч почти не окрашивался, т.к. покрытие практически не отслаивалось. Таким образом предлагаемая установка позволяет получить на ленточной подложке нанометрическое покрытие многокомпонентного состава с улучшенными механическими свойствами - адгезией, равномерностью распределения напыляемого материала и плотностью покрытия при заполнении материала подложки, а также обеспечивает стабильность свойств покрытия во времени.
Claims (4)
1. Установка для вакуумного магнетронного напыления тонких пленок, содержащая вакуумную камеру с системой откачки и напуска рабочего газа, магнетронные распылительные устройства, расположенные в вакуумной камере и содержащие плоские катоды -мишени и магнитную систему, ленточный конвейер перемещения ленточной подложки в вакуумной камере и источник постоянного тока, отличающаяся тем, что она снабжена экранами в виде металлических пластин, установленных вдоль внешней боковой поверхности катодов-мишеней и электрически от них изолированных, при этом катоды-мишени выполнены из разных материалов, а ленточный конвейер выполнен с возможностью многократного перемещения ленточной подложки в вакуумной камере и подключен к источнику постоянного тока с возможностью создания на подложке положительного относительно катода-мишени потенциала.
2. Установка для вакуумного магнетронного напыления тонких пленок по п. 1, отличающаяся тем, что ленточный конвейер перемещения ленточной подложки выполнен в виде металлического основания, закрепленного на корпусе упомянутой вакуумной камеры, и валов с установленным на них ленточным конвейером.
3. Установка для вакуумного магнетронного напыления тонких пленок по п. 2, отличающаяся тем, что источник постоянного тока подключен к металлическому основанию ленточного конвейера.
4. Установка для вакуумного магнетронного напыления тонких пленок по п. 1, отличающаяся тем, что катоды-мишени выполнены - один из металла, другой из углерода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017146474U RU182457U1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Установка для вакуумного магнетронного напыления тонких пленок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017146474U RU182457U1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Установка для вакуумного магнетронного напыления тонких пленок |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU182457U1 true RU182457U1 (ru) | 2018-08-17 |
Family
ID=63177623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017146474U RU182457U1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Установка для вакуумного магнетронного напыления тонких пленок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU182457U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2691166C1 (ru) * | 2018-08-22 | 2019-06-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ нанесения защитных покрытий и устройство для его осуществления |
RU2792977C1 (ru) * | 2022-07-12 | 2023-03-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук | Планарный магнетрон с ротационным центральным анодом |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2167955C2 (ru) * | 1999-02-12 | 2001-05-27 | ТОО "Симпла" | Установка для нанесения покрытий на ленту |
RU2203979C2 (ru) * | 2000-07-14 | 2003-05-10 | Дочернее государственное предприятие "Институт ядерной физики" Национального ядерного центра Республики Казахстан | Установка для нанесения покрытий на широкую ленту |
WO2003058672A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-17 | Applied Materials, Inc. | Method of fabricating a coated process chamber component |
EP1359236A1 (en) * | 2001-02-07 | 2003-11-05 | Asahi Glass Company Ltd. | Spatter device and spatter film forming method |
RU2471015C2 (ru) * | 2007-03-02 | 2012-12-27 | Эрликон Солар АГ | Вакуумная установка для нанесения покрытий |
-
2017
- 2017-12-27 RU RU2017146474U patent/RU182457U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2167955C2 (ru) * | 1999-02-12 | 2001-05-27 | ТОО "Симпла" | Установка для нанесения покрытий на ленту |
RU2203979C2 (ru) * | 2000-07-14 | 2003-05-10 | Дочернее государственное предприятие "Институт ядерной физики" Национального ядерного центра Республики Казахстан | Установка для нанесения покрытий на широкую ленту |
EP1359236A1 (en) * | 2001-02-07 | 2003-11-05 | Asahi Glass Company Ltd. | Spatter device and spatter film forming method |
WO2003058672A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-17 | Applied Materials, Inc. | Method of fabricating a coated process chamber component |
RU2471015C2 (ru) * | 2007-03-02 | 2012-12-27 | Эрликон Солар АГ | Вакуумная установка для нанесения покрытий |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"Технология интегральной электроники", под редакц. А.П.ДОСТАНКО и др., Минск, Интегралполиграф, 2009, 179-182,190-192. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2691166C1 (ru) * | 2018-08-22 | 2019-06-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ нанесения защитных покрытий и устройство для его осуществления |
RU2811325C2 (ru) * | 2021-10-11 | 2024-01-11 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Изовак" | Вакуумная установка для изготовления многослойных интерференционных покрытий на оптическом элементе |
RU2792977C1 (ru) * | 2022-07-12 | 2023-03-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук | Планарный магнетрон с ротационным центральным анодом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8460522B2 (en) | Method of forming thin film and apparatus for forming thin film | |
US5855686A (en) | Method and apparatus for vacuum deposition of highly ionized media in an electromagnetic controlled environment | |
KR100325513B1 (ko) | 스퍼터링을위한진공챔버내장치및스퍼터링방법 | |
US4946576A (en) | Apparatus for the application of thin layers to a substrate | |
US20100276283A1 (en) | Vacuum coating unit for homogeneous PVD coating | |
US7347919B2 (en) | Sputter source, sputtering device, and sputtering method | |
EP1554412B1 (en) | Plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus | |
EP1905865B1 (en) | Sputtering apparatus and method for manufacturing transparent conducting film | |
WO2013178288A1 (en) | Method for sputtering for processes with a pre-stabilized plasma | |
TWI427170B (zh) | Film forming method and thin film forming apparatus | |
US6337001B1 (en) | Process for sputter coating, a sputter coating source, and sputter coating apparatus with at least one such source | |
DK157563B (da) | Anordning ved forstoevningskatode og system til paafoering af overtraek paa store substratarealer | |
US20070068794A1 (en) | Anode reactive dual magnetron sputtering | |
JP2014189890A (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
KR101386200B1 (ko) | 스퍼터 코팅 장치 및 진공 코팅 장치 | |
RU182457U1 (ru) | Установка для вакуумного магнетронного напыления тонких пленок | |
KR101724375B1 (ko) | 나노구조 형성장치 | |
KR20010005515A (ko) | 산화 마그네슘 스퍼터링 장치 | |
KR101105842B1 (ko) | 환상형 타겟 마그네트론 스퍼터링 장치 | |
TWI665324B (zh) | 濺射沉積源、濺射沉積設備及操作濺射沉積源之方法 | |
CN205710902U (zh) | 增强型磁控溅射卷绕镀膜设备 | |
RU111138U1 (ru) | Катодно-распылительный узел магнетрона (варианты) | |
EP0263880B1 (en) | Continuous ion plating device for rapidly moving film | |
US20240194462A1 (en) | Sputtering apparatus | |
US20140083841A1 (en) | Thin film-forming method |