RU215101U1 - Катодный модуль магнетрона - Google Patents
Катодный модуль магнетрона Download PDFInfo
- Publication number
- RU215101U1 RU215101U1 RU2022124112U RU2022124112U RU215101U1 RU 215101 U1 RU215101 U1 RU 215101U1 RU 2022124112 U RU2022124112 U RU 2022124112U RU 2022124112 U RU2022124112 U RU 2022124112U RU 215101 U1 RU215101 U1 RU 215101U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- target
- longitudinal trapezoidal
- module
- width
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 abstract description 5
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- -1 indium-silver Chemical compound 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области плазменной техники и может быть использована в производстве магнетронных распылительных систем для вакуумного нанесения тонких пленок металлов.
Сущность полезной модели заключается в том, что в катодный модуль магнетрона, содержащий катод 1, выполненный в форме стакана, при этом катод 1 имеет полость 2, введена мишень 4 кольцеобразной формы с соединительным модулем мишени 5, распложенным со стороны внутренней поверхности мишени 4, при этом мишень 4 посредством соединительного модуля мишени 5 закреплена на катоде 1 через соединительный модуль катода 6, расположенный со стороны наружной цилиндрической поверхности катода 1, при этом соединительный модуль мишени и соединительный модуль катода выполнены в виде сопряженных последовательно расположенных продольных трапецеидальных пазов.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности катодного модуля магнетрона.
Description
Полезная модель относится к области плазменной техники и может быть использована в производстве магнетронных распылительных систем для вакуумного нанесения тонких пленок металлов.
Известно устройство вращения в вакууме для цилиндрического источника магнетронного распыления, в котором мишень и элементы мишени могут вращаться в вакууме. Это устройство включает расположенные вдоль продольной оси суппорт осевой ориентации, трубчатый элемент, мишень и катод. Оно предназначено для использования в вакуумно-плазменной технологии, где, например, плазменный разряд может формироваться в зоне мишени. При этом будет производиться нанесение покрытия или плазменная обработка объекта. Также это устройство может использоваться для магнетронного распыления, плазменной полимеризации, лазерной абляции и плазменного травления [US2015008120].
Недостаток этого устройства заключается в том, что мишень имеет малую площадь контакта с катодом из-за отсутствия идеального сопряжения цилиндрических поверхностей. Эффективность охлаждения при этом у этого устройства будет низкая, т.к. в нем невозможно распылять легкоплавкие металлы.
Известен также катодный модуль в магнетронной распылительной системе, содержащей камеру, анод и катод-мишень в форме стакана с полостью, представляющий собой катодный модуль, а также магнитный блок, содержащий магнитопровод и постоянные магниты. При этом магнитный блок выполнен протяженным и расположен внутри катода-мишени.
Магнитный блок содержит магнитопровод, на котором расположены три параллельных ряда постоянных магнитов с различной остаточной индукцией магнитного поля, боковые ряды магнитов замкнуты на концах концевыми магнитами и имеют полярность, обратную полярности центрального ряда магнитов. При этом катод-мишень в катодном модуле выполнен в виде вращающегося цилиндра, а магнитный блок неподвижно расположен внутри него [RU2242821].
Недостаток катодного модуля этого устройства заключается в том, что в катодном модуле мишень является одновременно и катодом, т.е. реализовано прямое охлаждение материала мишени. При эксплуатации данного устройства возможна полная выработка катода, что приведет к прорыву воды и полному выходу вакуумного оборудования из строя.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности катодного модуля магнетрона.
Сущность полезной модели заключается и технический результат достигается тем, что в катодный модуль магнетрона, содержащий катод, выполненный в форме стакана, при этом катод имеет полость, введена мишень кольцеобразной формы с соединительным модулем мишени, распложенным со стороны внутренней поверхности мишени, при этом мишень посредством соединительного модуля мишени закреплена на катоде через соединительный модуль катода, расположенный со стороны наружной цилиндрической поверхности катода.
Существует вариант, в котором соединительный модуль мишени выполнен в виде последовательно расположенных продольных трапецеидальных пазов мишени с шириной основания А1 и шириной полки А2, образующих продольные трапецеидальные выступы мишени, при этом А1 больше А2, соединительный модуль катода выполнен в виде последовательно расположенных продольных трапецеидальных пазов катода с шириной основания A3 и шириной полки А4, образующих продольные трапецеидальные выступы катода, при этом A3 больше А4, причем продольные трапецеидальные пазы мишени сопряжены с продольными трапецеидальными выступами катода, а продольные трапецеидальные пазы катода сопряжены с продольными трапецеидальными выступами мишени.
Существует также вариант, в котором ширина основания А1 продольных трапецеидальных пазов мишени равна ширине основания A3 продольных трапецеидальных пазов катода, а ширина полки А2 продольных трапецеидальных пазов мишени равна ширине полки А4 продольных трапецеидальных пазов катода.
Существует также вариант, в котором продольные трапецеидальные пазы катода и продольные трапецеидальные выступы катода покрыты пленкой на основе индия и серебра.
На фиг. 1 схематически изображен катодный модуль магнетрона.
На фиг. 2 схематически изображено осевое сечение катодного модуля магнетрона.
На фиг. 3 изображен соединительный модуль мишени. На фиг. 4 изображен соединительный модуль катода.
На фиг. 5 схематически изображен вариант использования катодного модуля магнетрона.
Катодный модуль магнетрона содержит катод 1, выполненный в форме стакана (фиг. 1, фиг. 2). В качестве материала катода 1 можно использовать медь. Наружный диаметр D1 катода 1 может быть в диапазоне 60 - 500 мм. Высота Н катода 1 может быть в диапазоне 300 - 2000 мм. Катод 1 имеет полость 2 с цилиндрической образующей 3. Диаметр полости 2 D2 (внутренний диаметр катода 1) может быть в диапазоне 280 - 1980 мм. В полость 2 может подаваться охлаждающая жидкость, в качестве которой преимущественно используют воду. Средства для доставки охлаждающей жидкости на фиг. 1 и фиг. 2 не показаны. Катодный модуль магнетрона содержит также мишень 4 цилиндрической формы с соединительным модулем мишени 5, распложенным со стороны внутренней поверхности мишени 4. В качестве материала мишени 4 можно использовать легкоплавкий металл (золото, серебро). Наружный диаметр D3 мишени 4 может быть в диапазоне 310 - 2020 мм. Мишень 4 посредством соединительного модуля мишени 5 закреплена на катоде 1 через соединительный модуль катода 6, расположенный со стороны наружной цилиндрической поверхности катода 1.
Существует вариант, в котором соединительный модуль мишени 5 (фиг. 3) выполнен в виде последовательно расположенных продольных трапецеидальных пазов мишени 7 с шириной основания А1 и шириной полки А2, образующих продольные трапецеидальные выступы мишени 8 высотой h1, при этом А1 больше А2. А1 может быть в диапазоне 5-15 мм, А2 может быть в диапазоне 3-10 мм, h1 может быть в диапазоне 3-10 мм. Соединительный модуль катода 6 (фиг. 4) выполнен в виде последовательно расположенных продольных трапецеидальных пазов катода 9 с шириной основания A3 и шириной полки А4, образующих продольные трапецеидальные выступы катода 10 высотой h2, при этом A3 больше А4. A3 может быть в диапазоне 5-16 мм, А4 может быть в диапазоне 3-11 мм, h2 может быть в диапазоне 3 - 10 мм. Продольные трапецеидальные пазы мишени 7 сопряжены с продольными трапецеидальными выступами катода 10. Продольные трапецеидальные пазы катода 9 сопряжены с продольными трапецеидальными выступами мишени 8.
Продольные трапецеидальные пазы мишени 7 и катода 9 могут быть изготовлены долблением или фрезерованием.
Существует также вариант, в котором ширина основания А1 продольных трапецеидальных пазов мишени 7 равна ширине основания A3 продольных трапецеидальных пазов катода 9. При этом ширина полки А2 продольных трапецеидальных пазов мишени 7 равна ширине полки А4 продольных трапецеидальных пазов катода 9.
Существует также вариант, в котором трапецеидальные пазы катода 9 и продольные трапецеидальные выступы катода 10 покрыты пленкой на основе индия и серебра. Толщина этой пленки может быть в диапазоне 3-5 мкм. Нанесена пленка на основе индия и серебра может быть гальваническим или вакуумным плазменным методом.
Существует также вариант, в котором шероховатость поверхности продольных трапецеидальных пазов мишени 7 и шероховатость поверхности продольных трапецеидальных выступов катода 10 не превышает значения Ra 0,8. Это может быть обеспечено чистовым шлифованием.
Катодный модуль в сборе с магнитной системой 11 представляет собой магнетрон, расположенный в рабочей камере 12 (фиг. 5). Блок питания 13, модуль подачи охлаждающей жидкости 14 и блок вращения 15 соединены с магнетроном. Так же к рабочей камере 12, содержащей изделие 16 и магнетрон, присоединены откачной пост 17 и блок напуска газа 18. Подробно магнетрон в составе рабочей камеры описан в [RU2242821],
Катодный модуль магнетрона, расположенный в рабочей камере 12, функционирует следующим образом. На катод 1 подают отрицательный потенциал от блока питания 13. Под этим же потенциалом оказывается и мишень 4. Рабочая камера 12 при этом заземлена. Откачной пост 17 вакуумирует рабочую камеру 12. После подачи инертного газа, например аргона, с помощью блока напуска газа 18 в рабочей камере 12 возникает магнетронный разряд. Образующиеся при этом положительные ионы рабочего газа бомбардируют мишень 4 и распыленный материал 19 осаждается на изделие 16. Охлаждение мишени 4 обеспечивается развитой площадью ее контакта с катодом 1 и интенсивным потоком охлаждающей жидкости 20, поступающей из модуля подачи охлаждающей жидкости 14 в полость 2. Для эффективного использования материала мишени 4 катод 1 вращается относительно магнитной системы 11 за счет блока вращения 15 с использованием фланца 21.
То, что в катодный модуль магнетрона, содержащий катод 1, выполненный в форме стакана, при этом катод 1 имеет полость 2, введена мишень 4 кольцеобразной формы с соединительным модулем мишени 5, распложенным со стороны внутренней поверхности мишени 4, при этом мишень 4 посредством соединительного модуля мишени 5 закреплена на катоде 1 через соединительный модуль катода 6, расположенный со стороны наружной цилиндрической поверхности катода 1 приводит к повышению надежности катодного модуля магнетрона, так как реализовано косвенное охлаждение мишени 4 посредством закрепления ее на катоде 1.
То, что соединительный модуль мишени 5 выполнен в виде последовательно расположенных продольных трапецеидальных пазов мишени 7 с шириной основания А1 и шириной полки А2, образующих продольные трапецеидальные выступы мишени 8, при этом А1 больше А2, соединительный модуль катода 6 выполнен в виде последовательно расположенных продольных трапецеидальных пазов катода 9 с шириной основания A3 и шириной полки А4, образующих продольные трапецеидальные выступы катода 10, при этом A3 больше А4, причем продольные трапецеидальные пазы мишени 7 сопряжены с продольными трапецеидальными выступами катода 8, а продольные трапецеидальные пазы катода 9 сопряжены с продольными трапецеидальными выступами мишени 8, приводит к надежному креплению мишени 4 к катоду 1, т.к. нагрев мишени 4 и катода 2 увеличивает усилие взаимодействия между ними.
То, что ширина основания А1 продольных трапецеидальных пазов мишени 7 равна ширине основания A3 продольных трапецеидальных пазов катода 9, а ширина полки А2 продольных трапецеидальных пазов мишени 7 равна ширине полки А4 продольных трапецеидальных пазов катода 9, приводит к более развитой площади контакта мишени 4 и катода 1, что способствует эффективному охлаждению материала мишени 4 и также повышает надежность устройства.
То, что продольные трапецеидальные пазы катода 9 и продольные трапецеидальные выступы катода 10 покрыты пленкой на основе индия и серебра приводит к более плотному контакту катода 1 и мишени 4 за счет повышенной пластичности пленки и способствует эффективному охлаждению материала мишени 4, а также повышает надежность устройства.
Claims (3)
1. Катодный модуль магнетрона, содержащий катод, выполненный в форме стакана с соединительным модулем, расположенный со стороны наружной цилиндрической поверхности катода, мишень кольцеобразной формы с соединительным модулем, распложенным на внутренней цилиндрической поверхности мишени, при этом мишень посредством соединительного модуля мишени закреплена на катоде через соединительный модуль катода, отличающийся тем, что соединительный модуль мишени выполнен в виде последовательно расположенных продольных трапецеидальных пазов мишени с шириной основания А1 и шириной полки А2, образующих продольные трапецеидальные выступы мишени, при этом А1 больше А2, соединительный модуль катода выполнен в виде последовательно расположенных продольных трапецеидальных пазов катода с шириной основания A3 и шириной полки А4, образующих продольные трапецеидальные выступы катода, при этом A3 больше А4, причем продольные трапецеидальные пазы мишени сопряжены с продольными трапецеидальными выступами катода, а продольные трапецеидальные пазы катода сопряжены с продольными трапецеидальными выступами мишени.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ширина основания А1 продольных трапецеидальных пазов мишени равна ширине основания A3 продольных трапецеидальных пазов катода, а ширина полки А2 продольных трапецеидальных пазов мишени равна ширине полки А4 продольных трапецеидальных пазов катода.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что продольные трапецеидальные пазы катода и продольные трапецеидальные выступы катода покрыты пленкой на основе индия и серебра.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU215101U1 true RU215101U1 (ru) | 2022-11-29 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2242821C2 (ru) * | 2002-10-17 | 2004-12-20 | Институт сильноточной электроники СО РАН | Магнетронная распылительная система |
RU52272U1 (ru) * | 2005-08-29 | 2006-03-10 | Открытое акционерное общество "Концерн Энергомера" | Клеммная колодка |
RU2312437C2 (ru) * | 2002-09-13 | 2007-12-10 | Магкоде Аг | Способ и устройство для изготовления электрического соединения узлов и модулей |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2312437C2 (ru) * | 2002-09-13 | 2007-12-10 | Магкоде Аг | Способ и устройство для изготовления электрического соединения узлов и модулей |
RU2242821C2 (ru) * | 2002-10-17 | 2004-12-20 | Институт сильноточной электроники СО РАН | Магнетронная распылительная система |
RU52272U1 (ru) * | 2005-08-29 | 2006-03-10 | Открытое акционерное общество "Концерн Энергомера" | Клеммная колодка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7520965B2 (en) | Magnetron sputtering apparatus and method for depositing a coating using same | |
KR100559285B1 (ko) | 캐소우드아크증착장치 | |
US20060076231A1 (en) | Method for magnetron sputter deposition | |
US20080138529A1 (en) | Method and apparatus for cathodic arc ion plasma deposition | |
EP0538363B1 (en) | Device for magnetron sputtering having slotted cylindrical hollow cathode | |
KR100569044B1 (ko) | 캐소우드아크증착장치 | |
CA2305938A1 (en) | Filtered cathodic arc deposition method and apparatus | |
EP2855729B1 (en) | Method for coating a substrate and coater | |
JP2015148015A (ja) | 大電力パルス化マグネトロンスパッタリング方法および大電力電気エネルギー源 | |
EP2365515A1 (en) | Rotatable target, backing tube, sputtering installation and method for producing a rotatable target | |
KR101435515B1 (ko) | 회전식 타겟 및 스퍼터링 장치를 지지하기 위한 디바이스 | |
US9127356B2 (en) | Sputtering target with reverse erosion profile surface and sputtering system and method using the same | |
JPWO2010134346A1 (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
CN112176292A (zh) | 一种磁过滤弧镀膜装置 | |
RU215101U1 (ru) | Катодный модуль магнетрона | |
US4927515A (en) | Circular magnetron sputtering device | |
KR100530545B1 (ko) | 캐소우드아크증착장치 | |
TWI507557B (zh) | 磁控管以及磁控濺射設備 | |
CN110137070B (zh) | 抑制充电效应的多层厚型气体电子倍增器及其制备方法 | |
WO2015105711A1 (en) | Endblock for rotatable target with electrical connection between collector and rotor at pressure less than atmospheric pressure | |
US20020148941A1 (en) | Sputtering method and apparatus for depositing a coating onto substrate | |
US9728382B2 (en) | Evaporation source | |
JP2794744B2 (ja) | コーティング方法 | |
CN213924990U (zh) | 一种磁过滤弧镀膜装置 | |
CN217324268U (zh) | 一种二极溅射靶枪 |