Трубний пристрій магнетронного розпилення матеріалів

Номер патенту: 104556

Опубліковано: 10.02.2014

Автори: Кабін Євген Олександрович, Казіміров Микола Миколайович

Є ще 3 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Протяжний пристрій магнетронного розпилення матеріалів, що містить охолоджувану зсередини мішень з замкненою в ланцюг розпилюваною поверхнею, розміщеною між оберненими до цієї поверхні протилежними полюсами Ш-подібної магнітної системи, що розташовані на верхній поверхні периферійної і центральної стінок магнітопроводу, причому магнітні полюси на довгих периферійних стінках магнітопроводу нахилені до мішені ззовні її, який відрізняється тим, що мішень виконана у вигляді однієї труби, центральна стінка магнітопроводу розташована в порожнині цієї труби, вздовж її осі, і з'єднана з периферійними стінками зовнішнього магнітопроводу магнітним потоком через зазор до нижньої частини магнітопроводу.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що центральна стінка магнітопроводу обладнана пристроєм, що забезпечує її повертання і поступально-зворотній рух відповідно навколо та вздовж довгої осі труби.

3. Пристрій п. 1, який відрізняється тим, що мішень виконана у вигляді прямокутної труби

4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зовнішня частина магнітопроводу виконана у вигляді двотаврової балки.

5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що периферійні короткі стінки магнітопроводу і полюси на них також розташовані в порожнині довгої труби.

Текст

Реферат: Винахід належить до вакуумної техніки - нанесення тонких плівок на поверхню виробів. Пристрій містить мішень з замкненою в ланцюг поверхнею ерозії, розміщеною між оберненими до цієї поверхні протилежними полюсами магнітної системи, що розташовані на верхній поверхні периферійної і центральної стінок магнітопроводу, причому магнітні полюси на довгих периферійних стінках магнітопроводу нахилені до мішені ззовні її, мішень виконана у вигляді однієї труби, центральна стінка магнітопроводу розташована в порожнині цієї труби, і з'єднана з периферійними стінками зовнішнього магнітопроводу магнітним потоком через зазор до нижньої частини магнітопроводу. Технічний результат - підвищення ефективності пристрою, тобто - щонайменше збереження інтенсивності розпилення мішені, збереження рівномірності напилювання при зниженні витрат на виготовлення та експлуатацію пристрою. UA 104556 C2 (12) UA 104556 C2 UA 104556 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до вакуумної техніки - нанесення тонких плівок на поверхню виробів за допомогою устаткування для магнетронного розпилення в розріджених газах, переважно до протяжних магнетронних пристроїв для нанесення тонких покрить на поверхні з великою площею. Винахід може бути використаний підприємствами з гнучкою організацією виробництва, наприклад для нанесення декоративних, теплозберігаючих, фотокаталітичних та захисних покрить на полімерні листові вироби з великою площею, виготовлені невеликими партіями; при розробках та випробуванні нових технологічних процесів. Відомі протяжні магнетронні розпилювальні пристрої з циліндричними катодами, [1]. Відомий також пристрій, що містить мішень у вигляді циліндричної труби, розташовану в порожнині мішені Ш-подібну магнітну систему з набору магнітів, з охолодженням мішені і магнітів рідиною, що протікає всередині труби в порожнині між магнітами і мішенню, вздовж труби [2]. Вказані пристрої мають недоліки. Поверхня мішені, що розпилюється, (надалі поверхня ерозії) нагрівається до високих температур, розширюється, виникають механічні сили, що деформують мішень, згинають трубу, змінюють відстань від мішені до підкладки, яку напилюють, магнітне поле на поверхні мішені також змінюється, в цілому ці фактори погіршують рівномірність товщини покриття. Ці недоліки суттєві для протяжних пристроїв; механічні зміни форми та видовження труби можна частково компенсувати збільшенням міцності (потовщують стінки труби-мішені, діаметр мішені), або - для зменшення деформуючих сил шляхом поліпшення умов відведення тепла та зменшення температури поверхні мішені - збільшують швидкість обертання труби, додатково рухають магнітну систему. Ці шляхи збереження працездатності пристрою обмежені, оскільки ведуть до непомірного ускладнення, різкого зростання витрат на пристрій. Ці недоліки особливо суттєві при мініатюризації - зменшенні поперечного розміру, діаметру мішені тощо з одночасним збереженням довжини пристрою. Пристрої з малим поперечним розміром мають нові цінні якості - здешевлене їх виготовлення, експлуатація. Взагалі зменшення витрат на виготовлення пристрою, навіть при зменшенні ресурсу роботи до повного використання мішені, є важливою якістю, оскільки в економічних вакуумних камерах, розрахованих на масове виробництво, дозволяє дешево виготовити невеликі (малосерійні) партії виробів, провадити випробування нових матеріалів і процесів з мінімальним ризиком невиправданих витрат, - тобто збільшити гнучкість і оперативність виробництва. Як прототип обрано пристрій магнетронного розпилення матеріалів [3]. Цей пристрій містить охолоджувану зсередини мішень у вигляді щонайменше двох довгих труб з замкненою в ланцюг поверхнею ерозії, розміщеною між оберненими до цієї поверхні протилежними полюсами Ш-подібної магнітної системи, що розташовані на верхній поверхні периферійної і центральної стінок магнітопроводу, причому магнітні полюси на довгих стінках магнітопроводу нахилені до мішені і силові лінії цих полюсів перетинають зовнішню поверхню мішені під кутом не більше 30 градусів. Довгі труби можуть бути з'єднані з пристроєм, що забезпечує їх повертання чи обертання їх навколо осі. Пристрій може бути обладнаний тягами для кріплення довгих труб до стінок магнітопроводу. Короткі частини мішені пристрою виконані у вигляді напівторів, внутрішня порожнина і стінки яких по торцям відповідно сполучені с порожниною і стінками довгих труб, або у вигляді призм, бокові поверхні яких примикають до бокової поверхні довгих труб з тепловим контактом. Короткі частини мішені забезпечують замикання в ланцюг поверхні ерозії, а сполучення їх порожнин з порожнинами довгих труб, або тепловий контакт бокової поверхні забезпечує їх охолодження. Прототип забезпечує підвищення інтенсивності розпилення мішені при збереженні рівномірності напилювання, зниження витрат на виготовлення і використання пристрою. Комбінація Ш-подібного магнітопроводу протяжного пристрою і мішені, довга частина якої виконана у вигляді труб, дозволяє мати підвищену міцність на згин і скручування пристрою, підвищити питому потужність пристрою і його ефективність в цілому. Однак конструкція пристрою лишається складною. Велика вартість пристрою помітна при виготовленні невеликих партій листових виробів значної площі, при використанні в якості мішені труб з коштовних матеріалів (цирконій, хром, титан), - в усіх випадках, коли потрібно зменшення маси мішені і поперечного розміру (наприклад, для розміщення декількох пристроїв з різними мішенями в одній камері) з одночасним збереженням інтенсивності і рівномірності напилення. В основу винаходу покладено завдання подальшого вдосконалення протяжного пристрою магнетронного розпилення матеріалів шляхом нового розміщення полюсів периферійних і центральних магнітів відносно поверхні ерозії - при збереженні коефіцієнта використання 1 UA 104556 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мішені, рівномірності напилювання на підкладку, зменшенні витрат на виготовлення пристрою, що веде до підвищення ефективності пристрою. Технічним результатом, що досягається винаходом цієї заявки, є підвищення ефективності пристрою, тобто - збереження інтенсивності розпилення мішені (продуктивності), збереження рівномірності напилювання при зниженні витрат на виготовлення та експлуатацію пристрою - за рахунок застосування нових співвідношень форми мішені і розпилюваної поверхні, нового взаємного розташування магнітних полюсів, магнітопроводу і поверхні мішені. Вказаний технічний результат отримують за рахунок наступного. В протяжному пристрої магнетронного розпилення матеріалів, який містить мішень з замкненою в ланцюг поверхнею ерозії, розміщеною між оберненими до цієї поверхні протилежними полюсами магнітної системи, що розташовані на верхній поверхні периферійної і центральної стінок магнітопроводу, причому магнітні полюси на довгих периферійних стінках магнітопроводу нахилені до мішені ззовні її, мішень виконана у вигляді однієї труби, центральна стінка магнітопроводу розташована в порожнині цієї труби, і з'єднана з периферійними стінками зовнішнього магнітопроводу магнітним потоком через зазор до нижньої частини магнітопроводу. Під зазором розуміється середовище з відносною магнітною проникністю, близькою до 1. Крім цього, центральна стінка магнітопроводу може бути обладнана пристроєм, що забезпечує її повертання і поступально-зворотній рух відповідно навколо та вздовж довгої осі труби. Мішень може бути виконана у вигляді прямокутної труби. Зовнішня частина магнітопроводу виконана у вигляді двотаврової балки. Периферійні короткі стінки магнітопроводу і полюси на них також можуть бути розташовані в порожнині довгої труби. Технічний результат досягається таким чином. Виконання мішені у вигляді однієї довгої труби з розпилюваного матеріалу дозволяє при розташуванні в її порожнині центральної стінки магнітопроводу, одержати замкнену в ланцюг розпилювану поверхню (зону ерозії) безпосередньо на поверхні однієї цієї труби, що спрощує конструкцію і дозволяє зменшити поперечні розміри пристрою при мінімальних економічних витратах. Центральна стінка магнітопроводу розташована в порожнині цієї труби, і з'єднана з периферійними стінками зовнішнього магнітопроводу магнітним потоком через зазор до нижньої частини магнітопроводу. З'єднання центральної стінки магнітопроводу з периферійними стінками магнітопроводу, що ззовні труби (мішені), магнітним потоком через зазор до нижньої частини магнітопроводу дозволяє зменшити діаметр труби і одночасно забезпечити найменший вигин труби і незмінність відстані всіх точок розпилюваної поверхні мішені до підкладки під час розпилення, оскільки на трубу діє розподілена сила в усіх точках контакту труби з центральною стінкою і магнітопроводом. Вищевказана сукупність ознак дозволяє змінити головний кут падіння молекул та кластерів розпилюваного матеріалу до підкладки на більш пологий, що подекуди є важливим, оскільки знижує питоме теплове навантаження на підкладку, веде до більш рівномірного розпилення і на більшу площу за рахунок збільшення зіткнень кластерів з молекулами газового середовища (дифузне розсіювання) та напилення на мікронерівності підкладки з різних сторін. Зміщення верхнього полюса центральної стінки упоперек і вздовж подовжньої осі симетрії пристрою дозволяє найбільш повно використати матеріал мішені за рахунок вирівнювання ерозії поверхні в різних точках мішені і цим підвищити рівномірність напилення і ефективність пристрою. Періодичне повертання мішені також напрямлене на збереження рівномірності нанесення покриття і повне використання матеріалу мішені. Виконати ці умови для однієї труби можна простіше і з меншими витратами, ніж в прототипі, де обертається щонайменш дві труби. Мішень може бути виконана у вигляді прямокутної, наприклад, квадратної труби. В цьому випадку забезпечується додаткова жорсткість мішені за рахунок більш вдалого поєднання мішені з Ш-подібним магнітопроводом; поверхня ерозії мішені наближена до пласкої при збереженні вищевказаних переваг. В деяких технологічних випадках розпилення пласкої поверхні є більш прийнятним, ніж циліндричної. (Краще розподіл рівномірності плівки по довжині, переваги використання у якості подвійного магнетрона, використання пристрою з контролем процесу по оптичній емісії і т.п.). Квадратна труба може бути використана для роботи не менш як двократно, шляхом повороту відпрацьованої мішені. Периферійна і нижня стінки магнітопроводу одночасно виконують функції балки і забезпечують жорсткість форми пристрою. Для пристроїв з великим відношенням довжини до ширини, коли механічні напруження, згин, дія ваги мішені суттєві, можливе використання в якості магнітопроводу двотаврової балки. 2 UA 104556 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Можливість здійснення винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено пристрій, що заявляється, на фіг. 2 варіант виконання стінок магнітопроводу, на фіг. 3 картина силових ліній магнітного поля пристрою, на фіг. 4 наведений результат розрахунку нормальної та тангенціальної складової індукції на поверхні труби пристрою фігури 3. На фіг. 5 - фіг. 10 наведені інші варіанти форми і розміщення труби і результати розрахунку картини магнітного поля та відповідно складові поля на поверхні мішені. На фіг. 1 зображені дві проекції пристрою та поперечний переріз запропонованого пристрою в ізометрії. Цифрою 1 і пунктирними лініями позначені силові лінії магнітного поля поблизу мішені 2 - труби, яка одночасно є катодом; усередині труби знаходиться охолоджуюча рідина 3 (далі о/р). На мішені 2 лініями обмежена верхня поверхня 4, що розпилюється. Мішень 2 нижньою поверхнею притиснута до магнітопроводу 5. Магнітна система пристрою сформована у вигляді Ш-подібного магнітопроводу 5, що складається з периферійних магнітів 6 та центральних - 7, які відповідно розташовані біля верхнього краю периферійних і центральної стінок магнітопроводу 5, при цьому центральна стінка магнітопроводу знаходиться всередині труби (мішені 2). Периферійні стінки магнітопроводу виконують з магнітом'якого матеріалу (сталі), з можливістю охолодження, наприклад, за рахунок їх контакту з нижньою поверхнею труби (мішені 2), або додатковим трубопроводом з о/р (на кресленні не показаний). Полярність магнітів 6 і 7 вказана стрілками на тілі магнітів. Периферійні магніти на довгих стінках магнітопроводу, в залежності від геометричних розмірів периферійних стінок та мішені 2, можуть бути нахилені до мішені, напрям силових ліній цих магнітів над значною частиною мішені (зони ерозії) наближаються до дотичної, силові лінії перетинають поверхню 4 зони ерозії під кутом не більше 30 градусів. До верхнього краю периферійних стінок магнітопроводу примикають екрани 8, що виконані у вигляді ріжка з того матеріалу, що і мішень, і контактують з магнітопроводом через теплопровідні призми 9. Екрани 8 знаходяться на відстані від магнітопроводу, що обумовлено необхідністю знизити величину індукції поля на поверхні екранів до такого значення, при якому розпилення екрану під час роботи можна так зменшити, щоб час до повного розпилення екранів був не менше, ніж час експлуатації мішені, або щоб розпиленням можна знехтувати, (наприклад, на боковій зовнішній поверхні екранів - до 8-12 мТ, а безпосередньо над магнітами в областях простору, де магнітне та електричне поле одночасно мають напрям нормальний до поверхні, матеріал поверхні майже не розпилюється). Висоту периферійних стінок з магнітами бажано вибирати таку, щоб сегмент труби, над яким може виникнути розряд, наближався до половини труби, оскільки подальше його збільшення не веде до поліпшення характеристик пристрою внаслідок неефективного перерозподілу поля в просторі, зменшення загальної індукції на поверхні та збільшення складової індукції, нормальної до поверхні, що в цілому зменшує площу поверхні 4, що розпилюється. Магніти на коротких периферійних стінках магнітопроводу утворюють арку силових ліній індукції на край центральної стінки та підсилюють величину індукції в цьому проміжку, що забезпечує замкнений дрейф електронів та замкнення в ланцюг розпилюваної поверхні. Центральна стінка магнітопроводу з'єднується з магнітопроводом через товщу труби (зазор) магнітною силою притягання (магнітним потоком), утримується в вертикальному положенні, тягами 10, що закріплені по торцям центральної стінки та виведені з пристрою по осі труби 2 через трубки подачі-виводу о/р 11 (засоби виведення цих трубок з вакуумного середовища та тяг не показані). Підсиленого з'єднання - механічного і магнітного - центральної стінки і периферійних можна досягти при використанні додаткового магніту, напрямленого як і верхній магніт центральної стінки і розташованого внизу цієї стінки, або, враховуючи невеликі розміри цієї стінки, виготовленням центральної стінки цілком з магніту. На фіг. 2 зображений варіант пристрою магнетронного розпилення, в якому нижня частина магнітопроводу 5 виконана з підвищеною формостійкістю, складеною з рухомими магнітом'якими або магнітними вкладишами у вигляді призм вздовж труби 2, а короткі периферійні стінки розміщені в порожнині труби-мішені. При обертанні труби і ерозії її поверхні діаметр труби зменшується. Оскільки не завжди бажано, щоб труба зсувалася до магнітопроводу, можливо наближати до труби магнітопровід із збереженням відстані між магнітами. Вкладиш 12 забезпечує мінімальний магнітний сталий опір між центральною і довгими периферійними стінками магнітопроводу, а вкладиш 13 підтримує, - шляхом зміни відстані (зазору) між ним і нижньою частиною магнітопроводу 5,- незмінну відстань між полюсом центральної стінки і полюсами довгих периферійних стінок. Внаслідок вказаного параметри електричного розряду змінюються мінімально. Елементами регулювання зазору можуть бути штифти або гвинти (на фіг. 2 не показані), що відтискують вкладиші 13 від магнітопроводу 5 через отвори 14. При довжині магнітопроводу значно більшій за його ширину, жорсткість 3 UA 104556 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пристрою може бути підсилена подовженням периферійних стінок в сторону, протилежну напряму напилення, тобто використанням форми двотаврової балки, як це показано на фіг. 2. Особливістю пристрою фіг. 2 є розташування периферійних коротких стінок 15 магнітопроводу з магнітом 16, поле якого напрямлене по радіусу труби 2, в порожнині цієї труби. Коротка стінка 15, з'єднана з магнітом 16, виконаним у вигляді напівкільця, утворює диск, через який по осі проходить і з'єднана з ним, тяга 10. Для подачі (виводу) о/р в порожнину труби, стінки 15 мають отвори, як показано на фіг. 2, між вищевказаним диском і трубою 2 є зазор, внаслідок чого труба не заважає диску обертатись, а сама стінка 15 жорстко закріплена немагнітною тягою 10 з центральною стінкою магнітопроводу з магнітами 7, має можливість зворотно-поступального руху вздовж труби 2 і повороту в деяких межах. На фіг. 3 наведені дані розрахунку форми силових ліній і на фіг. 4 величини складових магнітного поля, нормальної і тангенціальної до поверхні циліндричної труби, виконані методом кінцевих різниць. Існують комп'ютерні програми, що реалізують цей метод тим чи іншим шляхом (Kosmos, Elcut, FlexPDETa інші), можуть визначити розподіл магнітного поля при заданій геометрії елементів та фізичних якостей (величина і напрям індукції магнітів, магнітна проникність матеріалів, коерцитивна сила і т.п.). Результати розрахунку двомірної моделі для конкретних випадків розмірів запропонованого пристрою підтверджують наявність широкої зони ерозії поверхні і збереження ефективності пристрою при його тривалій роботі. На фіг. 3 наведений розрахований варіант конструкції з розташуванням периферійних магнітів під кутом до труби, близьким до 90 градусів. Справа біля магніту всередині труби закріплена тонка призма 17 з магнітом'якого матеріалу. Порівнюючи картину поля цієї частини труби з лівою, можна відмітити, що таке розміщення є засіб додаткового регулювання розподілу поля на поверхні ерозії. Графіки складових поля на фіг.4 пристрою по фіг.3 підтверджують наявність широкої зони ерозії мішені, оскільки є зона графіка, де горизонтальна складова превалює над вертикальною, а краї зони замкнені пасткою для плазми, - вертикальна складова превалює і співпадає по напряму з електричним полем. На фігурах 5, 7 і 9 наведені варіанти пристрою з прямокутною трубою і у вигляді арки, вигляд ліній магнітного поля; відповідно на фігурах 6, 8, 10 - графіки нормальної і тангенціальної складових поля, що підтверджують наявність широкої зони ерозії мішені цих варіантів. Пристрій працює таким чином. Магніти 6 і 7 створюють на поверхні 4 мішені 2 магнітне поле, в якому радіальна (тобто перпендикулярна до верхньої поверхні мішені) складова поля мінімальна, а тангенційна до поверхні 4 складова поля превалює. В просторі над мішенню силові лінії магнітного поля мають вигляд арки, в електричному полі переважає складова, радіальна до поверхні мішені. Між анодом (на кресленні не показаний) і мішенню подають напругу 300-600 вольт, внаслідок чого з'являється розряд, що формує прикатодну плазму. Властивості плазми і процесу розпилення регулюють, змінюючи хімічний склад і тиск газів (0,10,001 Па), електричну потужність розряду, форму напруги в часі. Іони плазми бомбардують мішень, цим викликають її розпилення і перенесення частинок матеріалу мішені на розташовану поблизу корисну поверхню, наприклад, лист скла або металу. Перенесені частинки утворюють плівку, характеристики якої залежать від температури поверхні, енергії іонів, процесу перезарядки іонів та атомів, характеру збудження молекул, явищ сорбції, хімічної активності газового середовища та таке інше. Підвищують електричну потужність пристрою і цим підвищують швидкість розпилення матеріалу мішені, наприклад, титану або сплаву титансрібло. За рахунок протікання і заміни в порожнині мішені о/р мішень охолоджується, що дозволяє підвищити швидкість її розпилення без небажаних наслідків (десорбції з мішені розчинених газів, непотрібних хімічних перетворень на поверхні мішені і т.п.). Нижня частина магнітопроводу може бути виконана складеною з рухомим магнітом'яким або магнітним вкладишем, що забезпечує мінімальним магнітний опір між центральною та периферійними стінками магнітопроводу. Довга труба може бути прикріплена додатково тягами до магнітопроводу, що відповідає мішеням, зображеним на фіг. 1, 5, 7. В цьому випадку мішень повертають нижньою стороною догори після розпилення мішені до допустимої товщини стінки (наприклад, з 4 до 1,5 мм), після чого розпилюють ту сторону, що була внизу. Розпилення мішені виконують від десятків хвилин до кількох годин, вмикаючи і вимикаючи напругу. Властивості і характеристики цього пристрою обумовлені ознаками його виконання. Виконання протяжної частини мішені у вигляді однієї труби з розпилюваного матеріалу, яка заповнена о/р, і напрямлена паралельно довгим стінкам магнітопроводу, дозволяє підвищити інтенсивність розпилення мішені при збереженні рівномірності напилювання за рахунок меншого теплового опору між поверхнею мішені і о/р, при більшій формостійкості, ніж мішень прототипу. Інтенсивність підвищується в першу чергу внаслідок збільшення поверхні, що може 4 UA 104556 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 розпилюватися, а також зменшення (при мініатюризації пристрою) товщини мішені і перехідного теплового опору, що дає можливість подати на пристрій більшу електричну потужність. Виявлено, що перегрів поверхні екранів внаслідок випромінювання плазми та дії частини електричного струму між катодом і анодом - струму на екрани, в будь-якому аналогічному пристрої магнетронного розпилення призводить до спонтанних пробоїв ("іскрінь"), що порушують рівномірність напилення, стримують підвищення потужності пристрою. Експерименти виявили, що екрани пристрою, що заявляється, локалізують струм розряду на, поверхню мішені, запобігають збільшенню долі потужності розряду на екранах під побічною аркою силових ліній магнітного поля; для цього поверхня екранів віднесена від магнітів на деяку відстань, де діє ослаблене магнітне поле. Побічний розряд полегшує умови виникнення основного розряду над мішенню, але здебільшого його потужність не повинна бути більше кількох (0,5-5) процентів від основного. Виконання екранів у вигляді ріжка чи пластин з розпилювального матеріалу, що з'єднані через теплопровідні немагнітні призми тепловим контактом з магнітопроводом, при цьому бокові поверхні екранів перпендикулярні силовим лініям магнітного поля, також напрямлене на підвищення швидкості розпилення шляхом збільшення електричної потужності пристрою. Розташування поверхні екранів перпендикулярно силовим лініям магнітного поля, що з цих екранів витікають, забезпечує "електронне дзеркало" електрони розряду не бомбардують цю поверхню, а міняють напрямок руху і повертаються в простір розряду. За рахунок такого розташування зменшується виділення тепла на екрані, підвищується густина плазми, підсилюється розпилювання мішені. Тепловий контакт екранів з магнітопроводом, який охолоджується, забезпечує зниження температури екранів, підвищує питому потужність пристрою. Нове взаємоположення стінок магнітопроводу і магнітів дозволяє ізолювати побічну арку силових ліній, розміщенням в просторі, де ця арка має напруженість (індукцію) поля, достатню для виникнення розряду (побічної зони розпилення), теплопровідних немагнітних призм. Об'єм такого простору менший, ніж в прототипі, тому в технічному рішенні заявки екрани дозволяють забезпечити умови мінімального розпилення їх поверхні при менших габаритах екранів. Застосування теплопровідних немагнітних призм зменшує тепловий опір від екранів до магнітопроводу. Матеріал мішені найчастіше має погану теплопровідність (титан, нержавіюча сталь), або чимало коштує (молібден), - екрани ж можуть бути виготовлені тонкими, а теплопровідні призми (з міді, алюмінію) забезпечать тепловий контакт і додаткове зменшення температури екранів за рахунок меншого магнітного поля і меншого електричного струму на верхній поверхні екранів. Можливе обладнання пристрою тягами зменшує зміну відстані між мішенню і підкладкою при напиленні і сприяє рівномірності покриття. Застосування запропонованого пристрою забезпечує наступне. Пристрій може бути використаний як при вертикальному, так і горизонтальному розташуванні довжини мішені. Збільшується ефективність пристрою не тільки за рахунок можливості підвищення його питомої потужності, в порівнянні з прототипом однакових габаритів, (до 0,45-0,7 Вт на кв.мм мішені), внаслідок сукупної дії нових ознак, що ведуть до зменшення теплового опору мішені, але і зменшення, в деяких випадках, енергії розпилюваних молекул і кластерів, що є наслідком можливості роботи при підвищених тисках робочого газу. Ефективність пристрою підвищується і в наслідок зменшення витрат на його виготовлення, експлуатацію. Для розпилення можуть бути використані як стандартні труби, так і труби, виготовлені уваркою, пайкою, безпосередньо для пристрою. Такі труби при необхідності можуть бути різної товщини і форми стінок - товщі для розпилюваної поверхні, з виступами над магнітами для захисту від додаткової зони ерозії, з виступами, що покращують роботу пастки плазми. В порівнянні з прототипом, можливість використання запропонованого пристрою, підвищує якість напилюваних шарів, наприклад, плівок металів, інтерметалідів, оксидів. Джерела інформації: 1. Патент Росії, №2242821, МПК 7 H01J37/317, H01J37/34, С23С14/35, опубл 20.12.2004г. 2. Патент США № 5.571.393, С23с 14.34, USC1 204/298.21, опубл. 05.11.1996 р. 3. Патент України № 77061, С23с 14/35, опубл. 16.10. 2006р. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 1. Протяжний пристрій магнетронного розпилення матеріалів, що містить охолоджувану зсередини мішень з замкненою в ланцюг розпилюваною поверхнею, розміщеною між оберненими до цієї поверхні протилежними полюсами Ш-подібної магнітної системи, що розташовані на верхній поверхні периферійної і центральної стінок магнітопроводу, причому магнітні полюси на довгих периферійних стінках магнітопроводу нахилені до мішені ззовні її, 5 UA 104556 C2 5 10 який відрізняється тим, що мішень виконана у вигляді однієї труби, центральна стінка магнітопроводу розташована в порожнині цієї труби, вздовж її осі, і з'єднана з периферійними стінками зовнішнього магнітопроводу магнітним потоком через зазор до нижньої частини магнітопроводу. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що центральна стінка магнітопроводу обладнана пристроєм, що забезпечує її повертання і поступально-зворотній рух відповідно навколо та вздовж довгої осі труби. 3. Пристрій п. 1, який відрізняється тим, що мішень виконана у вигляді прямокутної труби. 4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зовнішня частина магнітопроводу виконана у вигляді двотаврової балки. 5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що периферійні короткі стінки магнітопроводу і полюси на них також розташовані в порожнині довгої труби. 6 UA 104556 C2 7 UA 104556 C2 8 UA 104556 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: C23C 14/00

Мітки: розпилення, магнетронного, трубний, матеріалів, пристрій

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/11-104556-trubnijj-pristrijj-magnetronnogo-rozpilennya-materialiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Трубний пристрій магнетронного розпилення матеріалів</a>

Подібні патенти