RU2283367C1 - Распылительный катод для процессов нанесения покрытий - Google Patents
Распылительный катод для процессов нанесения покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2283367C1 RU2283367C1 RU2005104550/02A RU2005104550A RU2283367C1 RU 2283367 C1 RU2283367 C1 RU 2283367C1 RU 2005104550/02 A RU2005104550/02 A RU 2005104550/02A RU 2005104550 A RU2005104550 A RU 2005104550A RU 2283367 C1 RU2283367 C1 RU 2283367C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- cathode
- target
- vacuum chamber
- water pipe
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 24
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding 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
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/02—Permanent magnets [PM]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/3435—Target holders (includes backing plates and endblocks)
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3488—Constructional details of particle beam apparatus not otherwise provided for, e.g. arrangement, mounting, housing, environment; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/3497—Temperature of target
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
- Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к распылительному катоду для процессов нанесения покрытий в вакуумной камере, и может найти применение в машиностроении при изготовлении изделий с нанесенным покрытием. Катод содержит, по меньшей мере, одну цельную мишень (2), смонтированную на металлической мембране (3). На обращенной от мишени (2) стороне мембраны (3) находятся охлаждающий канал с приточной (9) и сливной (10) линиями для охлаждающей жидкости и полость (7), по меньшей мере, для одной магнитной системы (5). Магнитная система (5) расположена в герметизированной относительно мембраны (3) несущей ванне (6) и не подвержена воздействию охлаждающей жидкости. Катод расположен на несущей конструкции (12), которая содержит полое тело (13), герметично закрытое относительно внутреннего пространства вакуумной камеры (18), и связывает окружающую магнитную систему (5) и полость (7) с атмосферой вне вакуумной камеры (18). Охлаждающий канал выполнен в виде закрытой по периметру сечения водопроводной трубы (4), по меньшей мере, с одной плоской стороной (4а), находящейся в теплопроводящей связи с мембраной (3). Мембрана (3) и обращенные от мембраны (3) поверхности водопроводной трубы (4) через указанную несущую конструкцию (12) подвержены атмосферному давлению вне вакуумной камеры (18). Такое выполнение катода позволяет улучшить теплопередачу от мишени к охлаждающей жидкости простым, эффективным и экономичным образом и предотвратить опасности проникновения охлаждающей жидкости в вакуумную камеру. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к распылительному катоду для процессов нанесения покрытий в вакуумной камере, содержащему, по меньшей мере, одну цельную мишень, смонтированную на металлической мембране, на обращенной от мишени стороне которой находятся охлаждающий канал с приточной и сливной линиями для охлаждающей жидкости и полость, по меньшей мере, для одной магнетронной системы, причем магнетронная система расположена в герметизированной относительно мембраны несущей ванне и не подвержена воздействию охлаждающей жидкости, причем все устройство расположено на несущей конструкции.
Подобные распылительные катоды представляют собой высокопроизводительные распылительные катоды и называются также магнетронными катодами. При этом за мишенью расположена магнитная система, создающая на противоположной распылительной поверхности закрытый магнитный туннель, в который заключена необходимая для распылительного процесса плазма из ионизированного газа. За счет этого, с одной стороны, скорость распыления возрастает в двадцать-тридцать раз по сравнению с немагнитным катодом, а, с другой стороны, энергия концентрируется на участке под магнитным туннелем, и тем самым возрастают скорость удаления материала мишени и ввод тепла в нее. Это вызывает короткую периодичность замены мишени и крайне эффективное охлаждение. Проблемы возрастают с величиной распылительного катода.
Из ЕР 0476652 В1 известно, что кругообразные относительно маленькие корпуса катодов, в которых размещены магнитные системы, закрывают от вакуумной покрывающей камеры относительно толстой (6-7 мм) катодной плитой. За счет этой катодной плиты и огибающего круглого шнурового уплотнения корпус катода, в котором находится омывающая магниты охлаждающая жидкость, закрыт от покрывающей камеры. Подчеркивается, что проникновение охлаждающей жидкости в покрывающую камеру приводит к браку изделия, поскольку это нарушает покрывающую атмосферу - либо инертный, либо реактивный газ. В качестве охлаждающей жидкости указаны как пример вода и этиленгликоль. Катодная плита может быть выполнена либо однородной, либо ламинированной и состоять из алюминиевого основания, собственно мишени, и медного усиливающего слоя, при необходимости дополненного еще нагревательным слоем для дегазации катода перед нанесением покрытия. Указанные диаметры катода достигают 290 мм. Существенный недостаток состоит, однако, в том, что для замены катодной плиты охлаждающую жидкость приходится удалять, а уплотнение отделять и очищать, прежде чем после значительных потерь времени можно будет осуществить повторный пуск в эксплуатацию в обратном порядке.
В той же публикации раскрыто также основание, в котором вплотную за распыляемым материалом мишени расположены закрытые охлаждающие каналы. При этом возникает, однако, опасность того, что при отсутствии контроля материал мишени будет протравлен, а основание подтравлено до охлаждающих каналов, с чем, в свою очередь, связана опасность проникновения охлаждающей жидкости в покрывающую камеру. Средства для изготовления и связи охлаждающих каналов с окружающей средой не раскрыты.
Из DE 4301516 А1 известен распылительный катод описанного выше рода, у которого между упругой мембраной и массивной ванной с огибающей полостью и двумя огибающими уплотнениями образован охлаждающий канал. К мембране всей поверхностью прилегают мишени или их части. Фиксация охлаждающего канала и мишени или мишеней происходит за счет чередующихся снизу и сверху резьбовых соединений, которые, с одной стороны, через прихваты или гайки воздействуют на мембрану с ванной, а, с другой стороны, - на края мишени. При этом магниты лежат вне охлаждающей жидкости. Поскольку весь распылительный катод, однако, расположен внутри вакуумной камеры (не показана), вытекающая охлаждающая жидкость может проникнуть в вакуумную камеру и негативно повлиять на процесс нанесения покрытия.
Из DE 19622205 А1 и DE 19622606 С2 известно расположение между магнитной системой и мишенью, по меньшей мере, одной листовой выкройки из магнитопроводящего материала, с тем чтобы придать линиям поля, которые образуют магнитный туннель для вызывающей распыление плазмы, более плоский контур для расширения эрозионных канавок в мишени и повышения к.п.д. материала. В DE 19622606 С2 дополнительно раскрыто еще несущее мишень основание.
В основе изобретения лежит задача улучшения у распылительного катода описанного выше рода теплоперехода от мишени к охлаждающей жидкости простым, эффективным и экономичным образом и предотвращения опасности проникновения охлаждающей жидкости или ее паров в вакуумную камеру, а также ухудшения процесса нанесения покрытия.
Поставленная задача решается у распылительного катода описанного выше рода, согласно изобретению, за счет того, что
а) несущая конструкция для распылительного катода содержит полое тело, которое газоплотно закрыто относительно внутреннего пространства вакуумной камеры и связывает окружающую магнитную систему полость с атмосферой вне вакуумной камеры;
б) охлаждающий канал выполнен в виде закрытой по периметру сечения водопроводной трубы, по меньшей мере, с одной плоской стороной, находящейся в теплопроводящей связи с мембраной;
в) мембрана и обращенные от нее поверхности водопроводной трубы через указанную несущую конструкцию подвержены атмосферному давлению вне вакуумной камеры.
Благодаря изобретению у распылительного катода описанного выше рода теплопереход от мишени к охлаждающей жидкости улучшен простым, эффективным и экономичным образом, а также предотвращены опасность проникновения охлаждающей жидкости или ее паров в вакуумную камеру и ухудшение процесса нанесения покрытия.
При этом в ходе других выполнений изобретения особенно предпочтительно, если либо порознь, либо в комбинации
- водопроводная труба для охлаждающей жидкости имеет прямоугольное сечение, одна длинная сторона которого находится в теплопроводящей связи с мембраной;
- водопроводная труба для охлаждающей жидкости соединена с мембраной посредством процесса соединения;
- полое тело несущей конструкции закреплено на удерживающей плите, закрепленной на стенке вакуумной камеры, которая в пределах места соединения удерживающей плиты имеет отверстие относительно окружающей атмосферы;
- к обоим концам водопроводной трубы присоединены вертикальные патрубки, которые заканчиваются коленами и от которых через полое тело несущей конструкции до окружающей атмосферы проходят присоединительные линии;
- несущая ванна распылительного катода через закрытое по периметру опорное тело вакуумплотно соединена с полым телом несущей конструкции;
- несущая ванна распылительного катода и держатели мишени или мишеней окружены корпусом, который посредством первой рамки охватывает сверху держатели мишени или мишеней, а посредством второй рамки охватывает снизу несущую ванну вблизи опорного тела, и/или если
- водопроводная труба внутри распылительного катода проходит приблизительно посередине между разными полюсами магнитной системы.
Пример выполнения объекта изобретения, принцип его действия и преимущества более подробно поясняются ниже с помощью прямоугольного катода, изображенного на фигурах 1-6, где:
- фиг.1: вертикальный разрез полной катодной системы с несущей конструкцией внутри фрагмента вакуумной камеры с плоскостью разреза перпендикулярно продольной оси катода;
- фиг.2: частично вертикальный продольный разрез того конца катодной системы, к которому присоединена водопроводная труба для питания охлаждающей жидкостью, однако без несущей конструкции и в увеличенном масштабе;
- фиг.3: другой конец катодной системы из фиг.2, на котором водопроводная труба отклонена на 180°;
- фиг.4: вид сверху на магнитную систему после снятия мишени в уменьшенном масштабе;
- фиг.5: вид сверху на конец катодной системы;
- фиг.6: вертикальное сечение катодной системы по фиг.2, 3 и 5.
Предварительно следует подчеркнуть, что распылительный катод изображен в виде прямоугольного катода, длина которого для нанесения покрытия большой площади посредством относительного продольного движения стекла может составлять несколько метров, однако конструктивный принцип может быть вполне применен к круглым катодам произвольной величины. Использование возможно, конечно, и в перевернутом положении, т.е. «вверх ногами», или же в любых наклонных положениях, например при нанесении пленочных покрытий на валки.
На фиг.1 изображен распылительный катод, функционально важной частью которого является мишень 2, которая при работе выделяет материал покрытия или его компонент в зависимости от того, протекает ли процесс в инертной (например, аргон) или реактивной (например, кислород или азот) атмосфере. Мишень 2 может быть выполнена монолитной или многослойной, что, однако, известно.
Под мишенью 2 находится упругая мембрана 3 из металла, которая также может быть выполнена одно- или многослойной. Например, один из слоев 3а может состоять из железа, стали и/или высококачественной стали, а другой слой 3b - из меди. Слой 3а служит для придания дугообразным линиям поля, которые образуют магнитный туннель, более плоской формы, чтобы расширить эрозионные канавки в мишени и повысить к.п.д. материала. В теплопроводящей связи со слоем 3b находится приблизительно U-образный охлаждающий канал из водопроводной трубы 4 прямоугольного сечения, верхняя плоская сторона 4а которой находится в хорошей теплопроводящей связи с мишенью 2. Это соединение создают преимущественно за счет способа соединения пайкой, сваркой или склеиванием с помощью теплопроводящего клея. Позади на расстоянии расположена магнитная система 5 (фиг.4), из которой здесь показан только внешний ряд 5а магнитов. Слои 3а, 3b имеют общую толщину 2-4 мм, однако преимущественно соединены между собой непрочно, с тем чтобы за счет относительной перемещаемости достичь максимальной упругости.
Мембрана 3 и магнитная система 5 удерживаются несущей ванной 6, которая имеет ступенчатую полость 7 соответствующей формы и сквозное отверстие 8 для приточной 9 и сливной 10 линий для охлаждающей жидкости. Все устройство с помощью закрытого на периферии опорного тела 11 удерживается на несущей конструкции 12, которая содержит полое тело 13 и охватывает параллелепипедообразную полость 14 с верхним отверстием 14а. Эта полость 14 более подробно описанным ниже образом связана с внешней атмосферой. Короткие толстые направленные к мембране 3 и водопроводной трубе 4 стрелки обозначают усилия прижима за счет внешнего атмосферного давления, проникающего в полость 7 несущей ванны 6.
Линии 9, 10 выполнены в виде патрубков 9а, 10а и заканчиваются коленами 15, к которым присоединены другие линии (не показаны), проходящие в продольном направлении сквозь полость 14 до внешней атмосферы. Для соблюдения расстояния между патрубками 9а, 10а служат зажимные устройства 16, 17. Уплотнения для вакуумплотного запирания между покрывающей и внешней атмосферами обозначены черными прямоугольниками и не имеют ссылочных позиций.
Описанное выше устройство размещено в вакуумной камере 18, из которой здесь показаны только фрагмент и дно 18а. Для этой цели полое тело 13 несущей конструкции 12 закреплено на удерживающей плите 19, которая вакуумплотно закреплена на стенке вакуумной камеры 18. Названная стенка имеет в пределах удерживающей плиты 19 или места соединения отверстие (не показано) относительно окружающей или внешней атмосферы.
Показано также, что распылительный катод 1 со своей несущей ванной 6 окружен корпусом 20, который посредством первой верхней рамки 20а охватывает сверху держатели и края мишени 2, а посредством второй нижней рамки 20b охватывает снизу несущую ванну 6 вблизи опорного тела 11.
На фиг.2-6 с сохранением и продолжением прежних ссылочных позиций в увеличенном масштабе изображено следующее:
На фиг.2 изображен частичный вертикальный продольный разрез того конца катодной системы, на котором к водопроводной трубе 4 присоединены патрубки 9а, 10а для питания охлаждающей жидкостью, однако без несущей конструкции 12. Продольный разрез проходит через не показанный прежде средний ряд 5b магнитов, стяжной винт 21 зажимного устройства 16 и частичную периферию одного из уплотнений 22, перегородку 23 между концами водопроводной трубы 4 со стороны присоединения и одну из обозначенных штриховой линией присоединительных линий 24, которые проходят до внешней атмосферы.
На фиг.3 изображен другой конец катодной системы на фиг.2, на котором водопроводная труба 4 отклонена на 180°. Ступенчатая выемка 25 служит для размещения опорного устройства (не показано) относительно несущей конструкции 12.
На фиг.4 изображен вид сверху на магнитную систему 5 или 5а, 5b после снятия мишени 2. Эта магнитная система вырабатывает пронизывающее мишень 2 магнитное поле с дугообразными линиями и похожей по форме на беговую дорожку конфигурацией, которое заключает равномерную плазму, образуемую за счет разности потенциалов между распылительным катодом 1 и анодом (не показан), возбуждаемой телом анода и/или имеющей потенциал массы держателем подложек (не показан). Упомянутая плазма распыляет с высоким вводом энергии материал мишени 2 и обеспечивает конденсацию удаленного материала или его соединения на подложках. Такие причинные взаимосвязи, обуславливающие эффективное охлаждение, однако, известны и потому более подробно не поясняются.
На фиг.5 изображен вид сверху на конец катодной системы. Мишень 2 удерживается за счет Z-образного выполнения разделительных швов рамкой из свинченных с несущей ванной 6 прихватов 26, которые зажимают также мембрану 3 относительно несущей ванны 6.
На фиг.6 в увеличенном по сравнению с фиг.1 виде изображено вертикальное сечение катодной системы по фиг.2, 3 и 5. Еще раз толстыми черными стрелками показаны силовые воздействия внешнего атмосферного давления на мембрану 3 и водопроводную трубу 4. Внешние ряды 5а магнитов расположены зеркально-симметрично внутреннему ряду 5b магнитов. В промежутке 7 на расстоянии от внешних 5а и среднего 5b рядов магнитов расположены оба колена водопроводной трубы 4. За счет этого мембрану 3 и мишень 2 можно крайне эффективным образом охлаждать и после нагрева поддерживать их постоянную температуру. Следует еще подчеркнуть, что между верхними ограничительными поверхностями рядов 5а, 5b магнитов имеются расстояния или воздушные зазоры.
Перечень ссылочных позиций
1 - распылительный катод
2 - мишень
3 - мембрана
3а - слой
3b - слой
4 - водопроводная труба
4а - плоская сторона
5 - магнитная система
5а - внешний ряд магнитов
5b - внутренний ряд магнитов
6 - несущая ванна
7 - полость
8 - сквозное отверстие
9 - приточная линия
9а - патрубок
10 - сливная линия
10а - патрубок
11 - опорное тело
12 - несущая конструкция
13 - полое тело
14 - полость
14а - отверстие
15 - колено
16 - зажимное устройство
17 - зажимное устройство
18 - вакуумная камера
18а - дно
19 - удерживающая плита
20 - корпус
20а - рамка
20b - рамка
21 - стяжной винт
22 - уплотнения
23 - перегородка
24 - присоединительная линия
25 - выемка
26 - прихваты
Claims (8)
1. Распылительный катод для процессов нанесения покрытий в вакуумной камере, расположенный на несущей конструкции (12) и содержащий, по меньшей мере, одну цельную мишень (2), смонтированную на металлической мембране (3), на обращенной от мишени (2) стороне которой находятся охлаждающий канал с приточной (9) и сливной (10) линиями для охлаждающей жидкости и полость (7), по меньшей мере, для одной магнитной системы (5), причем магнитная система (5) расположена в герметизированной относительно мембраны (3) несущей ванне (6) и не подвержена воздействию охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что несущая конструкция (12) для распылительного катода (1) содержит полое тело (13), которое герметично закрыто относительно внутреннего пространства вакуумной камеры (18) и связывает окружающую магнитную систему (5) полость (7) с атмосферой вне вакуумной камеры (18), охлаждающий канал выполнен в виде закрытой по периметру сечения водопроводной трубы (4), по меньшей мере, с одной плоской стороной (4а), находящейся в теплопроводящей связи с мембраной (3), а мембрана (3) и обращенные от мембраны (3) поверхности водопроводной трубы (4) через указанную несущую конструкцию (12) подвержены атмосферному давлению вне вакуумной камеры (18).
2. Катод по п.1, отличающийся тем, что водопроводная труба (4) для охлаждающей жидкости имеет прямоугольное сечение, одна длинная сторона которого находится в теплопроводящей связи с мембраной (3).
3. Катод по п.1, отличающийся тем, что водопроводная труба (4) для охлаждающей жидкости соединена с мембраной (3) посредством метода стыковки.
4. Катод по п.1, отличающийся тем, что полое тело (13) несущей конструкции (12) закреплено на удерживающей плите (19), закрепленной на стенке вакуумной камеры (18), которая в пределах места соединения удерживающей плиты (19) имеет отверстие относительно окружающей атмосферы.
5. Катод по п.4, отличающийся тем, что к обоим концам водопроводной трубы (4) присоединены вертикальные патрубки (9а, 10а), которые заканчиваются коленами (15) и от которых через полое тело (13) несущей конструкции (12) до окружающей атмосферы проходят присоединительные линии.
6. Катод по п.1, отличающийся тем, что несущая ванна (6) распылительного катода (1) через закрытое по периметру опорное тело (11) вакуумплотно соединена с полым телом (13) несущей конструкции (12).
7. Катод по п.6, отличающийся тем, что несущая ванна (6) распылительного катода (1) и держатели мишени или мишеней (2) окружены корпусом (20), который посредством первой рамки (20а) охватывает сверху держатели мишени или мишеней (2), а посредством второй рамки (20b) охватывает снизу несущую ванну (6) вблизи опорного тела (11).
8. Катод по п.1, отличающийся тем, что водопроводная труба (4) внутри распылительного катода (1) проходит приблизительно посередине между разными полюсами магнитной системы (5).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP04014534A EP1609880B1 (de) | 2004-06-22 | 2004-06-22 | Zerstäubungskatode für Beschichtungsprozesse |
| EP04014534.4 | 2004-06-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2283367C1 true RU2283367C1 (ru) | 2006-09-10 |
Family
ID=34925430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005104550/02A RU2283367C1 (ru) | 2004-06-22 | 2005-02-17 | Распылительный катод для процессов нанесения покрытий |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7771574B2 (ru) |
| EP (1) | EP1609880B1 (ru) |
| JP (1) | JP4490257B2 (ru) |
| KR (1) | KR100616327B1 (ru) |
| CN (1) | CN1712558A (ru) |
| AT (1) | ATE395447T1 (ru) |
| DE (1) | DE502004007133D1 (ru) |
| PL (1) | PL1609880T3 (ru) |
| RU (1) | RU2283367C1 (ru) |
| TW (1) | TWI241352B (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2501886C1 (ru) * | 2012-09-19 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный индустриальный университет" | Катод установки для ионной имплантации |
| RU2631571C2 (ru) * | 2012-04-04 | 2017-09-25 | Эрликон Серфиз Солюшнз Аг, Пфеффикон | Мишень, приспособленная к устройству опосредствованного охлаждения |
| RU2786268C1 (ru) * | 2022-07-07 | 2022-12-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Планарный магнетрон с равномерной эрозией мишени |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2912864B1 (fr) * | 2007-02-15 | 2009-07-31 | H E F Soc Par Actions Simplifi | Dispositif pour generer un plasma froid dans une enceinte sous vide et utilisation du dispositif pour des traitements thermochimiques |
| CN101736300B (zh) * | 2008-11-19 | 2012-04-11 | 中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司 | 一种磁控溅射靶 |
| KR20140027558A (ko) * | 2009-05-15 | 2014-03-06 | 고쿠리츠다이가쿠호진 도호쿠다이가쿠 | 회전 마그넷 스퍼터 장치, 스퍼터 방법 및, 회전 마그넷 스퍼터 장치의 냉각 방법 |
| CN102108490B (zh) * | 2009-12-29 | 2012-10-03 | 中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司 | 一种磁控溅射靶 |
| CN102560401A (zh) * | 2012-03-01 | 2012-07-11 | 上海福宜新能源科技有限公司 | 大功率密度的磁控溅射阴极 |
| CZ2014436A3 (cs) * | 2014-06-25 | 2016-01-13 | Tesla Electrontubes S.R.O. | Zařízení pro povlakování vnitřních dutin malého příčného průřezu a velkých podélných rozměrů metodou magnetronového naprašování |
| CN107663632B (zh) * | 2017-10-30 | 2023-10-03 | 杭州比凡科电子科技有限公司 | 一种分布式磁控溅射靶 |
| TWI641712B (zh) * | 2017-12-04 | 2018-11-21 | 國家中山科學研究院 | Heating stage device applied to sputtering target gun |
| JP6552590B2 (ja) * | 2017-12-20 | 2019-07-31 | キヤノントッキ株式会社 | スパッタ装置及びその使用方法 |
| SE542687C2 (en) | 2018-06-27 | 2020-06-23 | Impact Coatings Ab Publ | Arc source system for a cathode |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59215485A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-05 | Hitachi Ltd | プレ−ナマグネトロン型スパツタ装置 |
| JPH08321497A (ja) | 1988-01-11 | 1996-12-03 | Tadahiro Omi | 薄膜形成装置のターゲット保持機構 |
| DE4015388C2 (de) * | 1990-05-14 | 1997-07-17 | Leybold Ag | Kathodenzerstäubungsvorrichtung |
| DE4018914C1 (ru) * | 1990-06-13 | 1991-06-06 | Leybold Ag, 6450 Hanau, De | |
| JPH0774436B2 (ja) * | 1990-09-20 | 1995-08-09 | 富士通株式会社 | 薄膜形成方法 |
| US6689254B1 (en) * | 1990-10-31 | 2004-02-10 | Tokyo Electron Limited | Sputtering apparatus with isolated coolant and sputtering target therefor |
| DE59208623D1 (de) * | 1991-05-08 | 1997-07-24 | Balzers Hochvakuum | Verfahren zur Montage bzw. Demontage einer Targetplatte in einem Vakuumprozessraum, Montageanordnung hierfür sowie Targetplatte bzw. Vakuumkammer |
| DE4301516C2 (de) * | 1993-01-21 | 2003-02-13 | Applied Films Gmbh & Co Kg | Targetkühlung mit Wanne |
| DE19755448A1 (de) * | 1997-12-13 | 1999-06-17 | Leybold Systems Gmbh | Zerstäubungskathode zum Aufbringen dünner Schichten auf Substrate in einer Vakuumkammer |
| JPH11323542A (ja) | 1998-05-13 | 1999-11-26 | Sony Corp | スパッタリング装置 |
| US6146509A (en) * | 1999-06-11 | 2000-11-14 | Scivac | Inverted field circular magnetron sputtering device |
| US6328856B1 (en) * | 1999-08-04 | 2001-12-11 | Seagate Technology Llc | Method and apparatus for multilayer film deposition utilizing rotating multiple magnetron cathode device |
| US6494999B1 (en) * | 2000-11-09 | 2002-12-17 | Honeywell International Inc. | Magnetron sputtering apparatus with an integral cooling and pressure relieving cathode |
-
2004
- 2004-06-22 AT AT04014534T patent/ATE395447T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-06-22 DE DE502004007133T patent/DE502004007133D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-06-22 PL PL04014534T patent/PL1609880T3/pl unknown
- 2004-06-22 EP EP04014534A patent/EP1609880B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-07-13 US US10/889,996 patent/US7771574B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-08-16 CN CNA2004100577532A patent/CN1712558A/zh not_active Withdrawn
- 2004-08-17 TW TW093124602A patent/TWI241352B/zh not_active IP Right Cessation
- 2004-12-27 JP JP2004378098A patent/JP4490257B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-01-18 KR KR1020050004451A patent/KR100616327B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2005-02-17 RU RU2005104550/02A patent/RU2283367C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2631571C2 (ru) * | 2012-04-04 | 2017-09-25 | Эрликон Серфиз Солюшнз Аг, Пфеффикон | Мишень, приспособленная к устройству опосредствованного охлаждения |
| RU2501886C1 (ru) * | 2012-09-19 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный индустриальный университет" | Катод установки для ионной имплантации |
| RU2786268C1 (ru) * | 2022-07-07 | 2022-12-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Планарный магнетрон с равномерной эрозией мишени |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7771574B2 (en) | 2010-08-10 |
| TW200600598A (en) | 2006-01-01 |
| PL1609880T3 (pl) | 2008-10-31 |
| KR20050121637A (ko) | 2005-12-27 |
| ATE395447T1 (de) | 2008-05-15 |
| TWI241352B (en) | 2005-10-11 |
| EP1609880A1 (de) | 2005-12-28 |
| CN1712558A (zh) | 2005-12-28 |
| DE502004007133D1 (de) | 2008-06-26 |
| US20050279629A1 (en) | 2005-12-22 |
| JP4490257B2 (ja) | 2010-06-23 |
| EP1609880B1 (de) | 2008-05-14 |
| JP2006009139A (ja) | 2006-01-12 |
| KR100616327B1 (ko) | 2006-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2283367C1 (ru) | Распылительный катод для процессов нанесения покрытий | |
| KR100881692B1 (ko) | 향상된 ｐｖｄ 타겟 | |
| TWI470101B (zh) | 濺鍍成膜裝置及防附著構件 | |
| US20110005923A1 (en) | Sputtering system, rotatable cylindrical target assembly, backing tube, target element and cooling shield | |
| JP2008001988A5 (ru) | ||
| EP2785152A1 (en) | Plasma generation source and vacuum plasma processing apparatus provided with same | |
| JP2009293089A (ja) | スパッタリング装置 | |
| JP5265149B2 (ja) | マルチカソード設計用冷却暗部シールド | |
| JP4717887B2 (ja) | スパッタリング装置 | |
| JP2008019508A (ja) | 冷却アノード | |
| JP2015101777A (ja) | 成膜装置 | |
| JP2008081763A (ja) | ターゲット組立ユニットおよびスパッタリング装置 | |
| JP2017115215A (ja) | 有機ｅｌ表示装置の製造装置 | |
| KR102102812B1 (ko) | 스퍼터링 장치용 성막 유닛 | |
| CN102634762B (zh) | 复合屏蔽 | |
| US20180195163A1 (en) | Cooling and utilization optimization of heat sensitive bonded metal targets | |
| WO2015090373A1 (en) | Electrode assembly for deposition apparatus and method for assembling said electrode assembly | |
| TW202405209A (zh) | 用於半導體設備組件之塗覆系統及方法 | |
| JPH10332898A (ja) | イオン・プラズマ型電子銃とその製造方法 | |
| KR20210072601A (ko) | 냉각 기능의 선택적 이용이 가능한 물리 기상 증착 장치 | |
| JP5950789B2 (ja) | プラズマ発生源の冷却機構及び冷却方法 | |
| KR100631120B1 (ko) | 액정표시패널의 제조장치 | |
| KR20140126519A (ko) | 스퍼터링 장치 | |
| CN102117735A (zh) | 狭缝阀隧道支撑件 | |
| JPH01312071A (ja) | スパッタリング装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090218 |