Магнітна система магнетронного розпилювального пристрою

1. Магнітна система магнетронного розпилювального пристрою, яка містить установлені з зазором один щодо іншого, із нерозпилюваного боку мішені, три концентричне розташованих магнітних елементи у виді постійних магнітів, яка відрізняється тим, що магнітний елемент, розташований між внутрішнім і зовнішнім магнітними елементами, складається з двох частин, що представляють пару єдиного магніту, переріз яких у напрямку, перпендикулярному поверхні поділку, всіх точках постійний, а поверхня поділу має форму циліндра, що концентричне розташований стосовно елементів магнітної системи. 2. Магнітна система по п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішня пара магнітів, що складається з внутрішнього циліндричного магніту і внутрішньої частини пари єдиного магніту, і зовнішня пара магнітів, що складається з зовнішнього магнітного елемента і зовнішньої частини пари єдиного магніту, мають незв'язані між собою магнітопроводи, A (54) МАГНІТНА СИСТЕМА МАГНЕТРОННОГО РОЗПИЛЮВАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ 33751 поверхню полюсного наконечника виконанано з внутрішньою фаскою, причому кут конусності і кут нахилу фаски збігаються. Крім цього на торцевій поверхні магнітів установлені конічні накладки з кутом конусності щодо поверхні мішені 3-5° (див. патент України №5226, М. кл. С23С14/35, 28. 12. 94). Запропонована магнітна система також не дозволяє одержувати плівки з перемінним по товщині хімічним складом, тому що не має можливість робити переключення розряду з однієї зони ерозії на іншу. Крім того, при використанні зазначеної магнітної системи в процесі роботи розпилювача не представляється можливим робити розпилення при більш низьких тисках інертних газів, а також використовувати більш товсті мішені, тому що неможливо досягти максимального виходу магнітного поля над поверхнею мішені , що розпилюється , при мінімальних розмірах магнітної системи. Це пояснюється тим, що перетин магнітів поверхнею, паралельної поверхні тримача мішені плавно не зростає від мінімального значення поблизу тримача мішені до максимального - поблизу магнітопроводу. В основу винаходу поставлена задача створення магнітної системи МРП за допомогою якої можна в процесі одержання плівки робити переключення розряду з однієї зони ерозії на іншу, створюючи при цьому плівки з перемінним за товщиною хімічним складом, а також досягти максимальний вихід магнітного поля над поверхнею мішені, що розпилюється, при мінімальних розмірах магнітної системи, що дозволить робити розпилення при більш низьких тисках інертних газів, використовуючи більш товсті мішені. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій магнітній системі магнетронного розпилювального пристрою, що містить установлені з зазором один щодо іншого, із нерозпилюваного боку мішені, три концентричне розташовані магнітні елементи у виді постійних магнітів, відповідно до винаходу, магнітний елемент, розташований між внутрішнім і зовнішнім магнітними елементами, складається з двох частин, що представляють пару єдиного магніту, перетин яких у напрямку перпендикулярному поверхні поділу у всіх точках постійний, а поверхня поділу має форму циліндра, що концентричне розташований стосовно елементів магнітної системи. При цьому внутрішня пара магнітів, що складається з внутрішнього циліндричного магніту і внутрішньої частини пари єдиного магніту, і зовнішня пара магнітів, що складається з зовнішнього магнітного елемента і зовнішньої частини пари єдиного магніту, мають незв'язані між собою магнітопроводи, що прилягають до віддалених від тримача мішені торцевим поверхням магнітів. Внутрішня або зовнішня пара магнітів забезпечена механізмом віддалення у напрямку перпендикулярному поверхні мішені, причому та з пар, що забезпечена механізмом переміщення є рухомою парою щодо відповідної нерухомої. Співвідношення між магнітними індукціями в області ерозії нерухомої і рухомої пар магнітів при контакті останньої з тримачем мішені вибирають з умови шунтування іонним струмом, то виникає в області ерозії рухомої пари магнітів, іонного стру му, що виникає в області ерозії нерухомої пари магнітів. Максимальне переміщення рухомої пари магнітів від поверхні тримача мішені вибирають з умови шунтування іонним струмом, що виникає в області ерозії нерухомої пари магнітів, іонного струму в області ерозії, максимально віддаленої від поверхні тримача мішені, рухомої пари магнітів. Перетин постійних магнітів поверхнею, паралельною поверхні тримача мішені, плавно зростає від мінімального значення поблизу тримача мішені, до максимального поблизу магнітопроводів. Використання магнітної системи , що заявляється , у сукупності з усіма істотними ознаками, включаючи відмітні, при роботі МРП дозволяє одержувати якісні плівки з перемінним за товщиною хімічним складом. Це пояснюється наступним. Рухома і нерухома пари магнітів створюють поблизу поверхні мішені, що розпилюється, магнітну індукцію, що паралельна поверхні мішені і перпендикулярна вектору напруженості електричного поля. Електрони, що знаходяться в цій області, рухаються по циклоїді поблизу поверхні мішені, і іонізують залишкові гази. Прискорені електричним полем іони бомбардують і при цьому розпилюють мішень. Більш високі значення індукції магнітного поля поблизу поверхні, що розпилюється, приводять до відповідного локального підвищення іонного струму, що обумовлює шунтування іонних струмів в інших областях поверхні мішені, що розпилюються. Нерухома пара магнітів створює поблизу поверхні, що розпилюється, постійне магнітне поле. Рухома пара магнітів дозволяє змінювати магнітне поле поблизу поверхні, що розпилюється, від максимального до мінімального значення. При цьому, у випадку максимального значення магнітного поля виникає розряд в області ерозії рухомої пари магнітів, а у випадку мінімального значення розряд переміщується в область ерозії нерухомої пари магнітів. Такий варіант можливий якщо рухома і нерухома пари магнітів слабко зв'язані один з одним, тобто мають роздільні магнітопроводи. Якщо в області ерозії, створюваної нерухомою парою магнітів, розмістити мішень із матеріалу А, а в області ерозії, створюваної рухомою парою магнітів, розмістити мішень із матеріалу Б, то переміщуючи рухому пару магнітів з одного крайнього положення в інше можна одержати плівки з перемінним хімічним, складом. Плавне зменшення перетину магнітів поверхнею, що паралельна поверхні мішені, сприяє збільшенню виходу магнітного поля над поверхнею мішені , що розпилюється, тому що в цьому випадку різнойменні полюса магнітів поблизу тримача мішені віддаляться один від одного, а об'єм магнітів, що визначає магнітну індукцію над поверхнею мішені, зберігається. Це дозволяє використовувати більш ефективно для розпилення товсті мішені, а також одержувати розряд при більш низьких тисках інертних газів. На фіг. 1 схематично зображена запропонована магнітна система з введеною рухомою парою магнітів. На фіг. 2 зображена магнітна система з виведеною рухомою парою магнітів. Магнітна система МРП містить, установлені з неразпилюваного боку мішені 1 із зазором один 2 33751 щодо іншого 2, 3, 4 магнітних елементи, виконаних у виді постійних магнітів. Магнітний елемент 3, що розташований між зовнішнім елементом 2 і внутрішнім елементом 4 складається з двох частин: внутрішньої частини 5 і зовнішньої частини 6 і являють собою пару одного магніту 3. Частини 5 і 6 цієї пари розділені поверхнею у виді циліндра 7, що концентричне розташований щодо елементів магнітної системи. Внутрішня пара магнітів, що складається з циліндричного магніту 4 і внутрішньої частини 5 магніту 3, і зовнішня пара магнітів, що складається з зовнішнього магніту 2 і зовнішньої частини 6 магніту 3, забезпечені незалежними один від одного магнітопроводами 8 і 9, відповідно. Наприклад, внутрішня пара магнітів (4 і 5) забезпечена механізмом 10 переміщення і є рухомою парою, а зовнішня пара (2 і 6) у цьому випадку є нерухомою парою магнітів. Механізм переміщення 10 може зміщувати рухому пару 4, 5 магнітів у напрямку, перпендикулярному поверхні тримача 11 мішені 1. Магніти 2, 3, 4 мають конусність, що спрямована у бік тримача 11 мішені 1. Області 12, 13 ерозії рухомої і нерухомої пари магнітів, відповідно. Магнітна система є складовою частиною МРП і працює наступним чином. При контакті рухомої пари магнітів 4 і 5 із поверхнею тримача 11 мішені (див. фіг. 1) магнітне поле області 12 ерозії рухомої пари 4 і 5 магнітів перевищує магнітну індукцію в області 13 ерозії нерухомої пари 2 і 6 магнітів. Це приводить до того, що розряд виникає тільки в області 12 рухомої пари (4 і 5) магнітів ерозії. У цій же зоні відбувається розпилення мішені 1. При переміщенні рухомої пари 4 і 5 магнітів від поверхні тримача 11 мішені 1 магнітне поле в області 13 ерозії нерухомої пари (2 і 6) магнітів стає переважним, що створює передумови до переключення розряду з області 12 ерозії в область 13 ерозії. Конусність магнітів 2, 3, 4, спрямована у бік тримача 11 мішені 1 дозволяє розвести полюси магнітів 2, 3, 4, поблизу тримача 11 мішені 1 і зберегти при цьому об'єм магнітів 2, 3, 4. Це підсилює вихід магнітного поля над поверхнею мішені 1, що розпилюється, при мінімальних розмірах магнітної системи. У свою чергу посилення магнітного поля над поверхнею мішені 1, що розпилюється, дозволяє використовувати для розпилення більш товсті мішені і створювати розряд при менших тисках інертних газів. 3 33751 4 33751 Фіг. 2 5 33751 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6