Пристрій магнетронного розпилення матеріалів
Номер патенту: 77061
Опубліковано: 16.10.2006
Автори: Кабін Олександр Вікторович, Казіміров Микола Миколайович, Бєрдиєв Курбан Ходжа огли, Кудлай Володимир Олександрович
Формула / Реферат
1. Протяжний пристрій магнетронного розпилення матеріалів, що містить систему охолодження, Ш-подібну магнітну систему з периферійних і центральних магнітів, які замкнені протилежними полюсами з магнітопроводом і розташовані на внутрішній боковій поверхні периферійної і центральної стінок магнітопроводу, екрани над магнітною системою, замкнену в ланцюг мішень, розпилювана поверхня якої розміщена між оберненими до неї полюсами магнітів, який відрізняється тим, що протяжна частина мішені виконана у вигляді щонайменше двох довгих труб, що з’єднані короткими частинами, осі цих труб напрямлені паралельно довгим стінкам магнітопроводу, а полюси магнітів на довгих стінках магнітопроводу нахилені таким чином, що силові лінії магнітного поля перетинають зовнішню поверхню довгих труб під кутом не більше 30 градусів.
2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що довгі труби з'єднані з пристроєм, що забезпечує повертання або обертання їх навколо осі.
3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що обладнаний тягами, що кріплять довгі труби до стінок магнітопроводу.
4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що короткі частини мішені виконані у вигляді півторів або коротких труб, внутрішня порожнина і стінки яких по торцях відповідно сполучені з порожниною і стінками довгих труб, а боковою поверхнею короткі частини мішені з'єднані з патрубками трубопроводу з охолоджуючою рідиною, причому вісь цих патрубків паралельна осям довгих труб.
5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що короткі частини мішені виконані у вигляді призм, бокові поверхні яких примикають до бокової поверхні довгих труб з тепловим контактом, а зовнішня поверхня цих призм виконана пласкою або циліндричною.
6. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що екрани виконані у вигляді ріжка або пластин з розпилюваного матеріалу і з'єднані з магнітопроводом тепловим контактом через теплопровідні немагнітні призми, при цьому бокові поверхні екранів перпендикулярні силовим лініям магнітного поля.
Текст
1. Протяжний пристрій магнетронного розпилення матеріалів, що містить систему охолодження, Ш-подібну магнітну систему з периферійних і центральних магнітів, які замкнені протилежними полюсами з магнітопроводом і розташовані на внутрішній боковій поверхні периферійної і центральної стінок магнітопроводу, екрани над магнітною системою, замкнену в ланцюг мішень, розпилювана поверхня якої розміщена між оберненими до неї полюсами магнітів, який відрізняється тим, що протяжна частина мішені виконана у вигляді щонайменше двох довгих труб, що з’єднані короткими частинами, осі цих труб напрямлені паралельно довгим стінкам магнітопроводу, а полюси магнітів на довгих стінках магнітопроводу нахилені таким чином, що силові лінії магнітно C2 2 77061 1 3 77061 4 мих навантажень. Приповерхневий об'єм мішені, тодом (непряме, опосередковане охолодження), незважаючи на сприятливі умови відведення тепабо катод і мішень з'єднують герметично, а о/р ла, нагрівається до значних температур, внаслідок охолоджуючу рідину - пропускають між напрямлечого розширюється; при збільшенні потужності ними одна до другої поверхнями монолітних катовиникають великі механічні сили, що деформують ду і мішені, при цьому рідина безпосередньо конмішень, згинають трубу, внаслідок змінюється відтактує з внутрішньою поверхнею мішені і відбирає стань від мішені до підкладинки, що напилюється, і тепло з цієї поверхні (пряме охолодження). Найчазмінюється магнітне поле на розпилюваній поверстіше з'єднання мішені і катоду виконують розбірхні, а ці фактори ведуть до погіршення рівномірноним, що спрощує заміну мішені і здешевлює екссті товщини покриття. Ці недоліки суттєві для проплуатацію пристрою. тяжних пристроїв, адже при довжині труби більше В протяжному пристрої при довжині мішені 2двох метрів видовження надто велике і не може 6м. важко (інколи взагалі неможливо) використати бути просто зкомпенсоване збільшенням міцності монолітну мішень; цьому перешкоджає складність пристрою (товщини стінок труби, діаметру труби), механічної обробки довгої деталі і деформування або поліпшенням умов відведення тепла - (швидмішені внаслідок нагріву її при розпиленні. Збірній кістю обертання труби, турбулентністю течії охомішені притаманні недоліки - на стиках погіршулоджувальної рідини). Величини вказаних фактоються умови і рівномірність розпилення, збірну рів мають обмеження, спроби подальшого їх мішень складно виконати з прямим охолодженням. збільшення (насамперед, довжини пристрою при Експерименти показують, що пряме охолозбереженні діаметра) ведуть до непомірного дження дозволяє, при однакових інших умовах, ускладнення пристрою в цілому. Використання вдвічі підняти питому потужність, що виділяється більш довгого пристрою потребує збільшувати на мішені, і цим- швидкість її розпилення, одночадіаметр труби, тобто маса пристрою і витрати на сно зберігаючи рівномірність товщини шару, що пристрій при цьому нелінійно і швидко зростають. напилюється. Але реалізація прямого охолодженГоризонтальне розміщення такого протяжного ня в протяжних пласких магнетронах наштовхупристрою веде до додаткових механічних напруг: ється на перешкоди, здебільшого вже вказані для з'являється угин по довжині внаслідок ваги та зааналога: тепловий градієнт на товщі мішені призкріплення труби як двоопорної балки. Розміри водить до деформації мішені, змінює форму і розелементів такого пристрою повинні бути виконані з мір мішені, знижує надійність вакуумного герметималими допусками, що також удорожчує пристрій. чного з'єднання мішені і катода, потребує Спроба втримати форму труби з розігрітим сегмедодаткових елементів для підтримання форми, нтом за рахунок товщини її стінки веде до ослабзбільшує витрати на виготовлення і експлуатації лення магнітного поля в просторі, зайнятому плапристрою в цілому. змою розряду, погіршення умов утримання В основу винаходу покладено завдання вдосплазми, неефективного використання магнітів - в коналення протяжного пристрою магнетронного цілому знижує ефективність і якість роботи прирозпилення матеріалів шляхом нової форми мішестрою, погіршує рівномірність товщини покриття, ні, нового розміщення периферійних і центральних що напилюється. магнітів відносно розпилюваної поверхні мішені Як прототип обрано пристрій магнетронного для підвищення інтенсивності розпилення мішені розпилення матеріалів - патент України № 52326, при збереженні коефіцієнта використання мішені, С23с 14/32, опубл. 16.12.2002р. Протяжний прирівномірності напилювання на підкладинку, зменстрій містить Ш-подібну МС з периферійних і шенні витрат на експлуатацію пристрою, що веде центральних магнітів, які замкнені протилежними до підвищення ефективності пристрою. полюсами з магнітопроводом, кільцеподібну міТехнічним результатом, що досягається винашень з катодом, розташовану паралельно площині ходом цієї заявки, є підвищення ефективності приверхніх країв магнітів у порожнині між стінками строю, тобто - підвищення інтенсивності розпиМС. В цьому пристрої магніти розташовані на внулення мішені (продуктивності пристрою) при трішній боковій поверхні периферійних стінок і збереженні рівномірності напилювання, зниженні боковій поверхні центральної стінки біля верхнього витрат на виготовлення та експлуатацію пристрою краю стінок, при цьому поверхні полюсів магнітів - за рахунок застосування нових співвідношень обернені до мішені. Прототип забезпечує високу форми мішені і розпилюваної її поверхні, та нового рівномірність напилювання шару матеріалу поряд взаємного розташування магнітів і поверхні мішез високим коефіцієнтом використання матеріалу ні. мішені і зменшеними витратами на виготовлення і Вказаний технічний результат отримують за використання пристрою. Продуктивність пристрою рахунок слідуючого. В протяжному пристрої магнестримується необхідністю ефективно відводити тронного розпилення матеріалів, що містить систепло від мішені, що розпилюється, і від верхньої тему охолодження, Ш-подібну магнітну систему з поверхні МС, що межує з простором, зайнятим периферійних і центральних магнітів, які замкнені плазмою. Загальні шляхи охолодження пласкої протилежними полюсами з магнітопроводом і розмішені відомі: катод, до якого притискають мішень, ташовані на внутрішній боковій поверхні перифевиконують з пристроєм охолодження, наприклад, з рійних і центральної стінок магнітопроводу, екрани подачею і витіком охолоджуючої рідини (далі над магнітною системою, замкнену в ланцюг міо/р). Тепло від мішені до рідини проходить крізь шень, розпилювана поверхня якої розміщена між тіло катода, для чого забезпечують тепловий конобернененими до неї полюсами магнітів, протяжну такт (паянням, карбоновою прокладкою, желеподічастину мішені виконують з розпилюваного матебною контактною пастою тощо) між мішенню і каріалу у вигляді щонайменше двох довгих труб, осі 5 77061 6 цих труб напрямлені паралельно довгим стінкам тами, і довжинами мішені,- бо мішень-дуга більше магнітопроводу, а полюси магнітів на довгих стінмішені-хорди) ках нахилені таким чином, що силові лінії магнітно- внаслідок можливості зменшити товщину міго поля перетинають зовнішню поверхню протяжшені при збереженні формостійкості мішені (більної частини мішені під кутом не більше 30 градусів. ше того, нова форма мішені разом з новим взаємКрім цього, протяжна частина мішені у вигляді доним розташуванням мішені, магнітів, вгих труб може бути з'єднана з пристроєм, що замагнітопроводу дозволяє додатково знизити вимобезпечує повертання, або обертання їх навколо ги до формостійкості мішені без погіршення якості осі. Пристрій розпилення матеріалів може бути покрить). обладнаний тягами, що кріплять довгі труби до Повертання мішені після виработки (ерозіі) тістінок магнітопроводу. Короткі частини мішені мола мішені до допустимо! величини, або обертання жуть бути виконані у вигляді напівторів, або коротдовгої труби навколо осі, додатково збільшує виких труб, внутрішня порожнина і стінки яких по користання матеріалу мішені, цим зменшує витраторцям відповідно сполучені з порожниною і стінти, оскільки подовжує термін експлуатації, зменками протяжної частини мішені (далі - довгих шує час на технічне обслуговування пристрою. труб). Боковою поверхнею напівтори або короткі Обладнання пристрою тягами, що кріплять труби з'єднані з патрубками трубопровода, що довгі труби до магнітопроводу, дозволяє зменшити відповідно підводять та виводять охолоджуючу зміну міжелементних відстаней внаслідок тепловорідину, причому вісь цих патрубків паралельна го нагріву мішені, як під час розпилення мішені, так осям довгих труб. Короткі частини мішені можуть і внаслідок періодичного вмикання і вимикання бути виконані у вигляді призм, бокові площі яких пристрою в роботу під час строку експлуатації. примикають до бокової поверхні довгих труб з теЗбереження положення мішені підвищує стабільпловим контактом, а розпилювана зовнішня повеність процесу напилення в часі і рівномірність шархня цих призм виконана пласкою або циліндричру матеріалу, що напилюється на підкладинки, ною і з'єднує в єдиний ланцюг зовнішню (верхню) зменшує допоміжний час на технологічні перевірки поверхню довгих труб. Пристрій може бути обладі наладки, цим також підвищує ефективність принаний екранами, що тепловим контактом з'єднані з строю. Жорстке закріплення труби тягами дозвомагнітопроводом. Ці екрани виконують з розпилюляє додатково зменшити товщину труби стінки ваного матеріалу у вигляді ріжка чи пластин, і теп(товста стінка надає розігрітій трубі формостійкослопровідних немагнітних призм, вказані ріжок чи ті), а зменшення товщини стінки, з іншого боку, пластини з'єднують тепловим контактом через корисно знижує тепловий опір, чим збільшує пропризми з магнітопроводом. Внутрішні бокові поведуктивність - одну з характеристик ефективності рхні екранів розміщені перпендикулярно силовим пристрою. лініям магнітного поля. Виконання коротких частин мішені у вигляді Технічний результат досягається таким чином. напівторів або коротких труб, що з'єднані з довгиВиконання протяжних частин у вигляді щонаймеми трубами так, що перерізи напівтора і довгої нше двох довгих труб з розпилюваного матеріалу, труби (або труб) у місці з'єднання співпадають, при які заповнені о/р і напрямлені паралельно довгим цьому коротка частина мішені боковою стороною стінкам магнітопроводу, дозволяє одержати заз'єднана для подачі або відтоку о/р з патрубком мкнену в ланцюг монолітну мішень, яка стійка до трубопровода, вісь якого паралельна осі довгої деформацій, забезпечити охолодження при найтруби,- дозволяє просто і з мінімальними затратапростішій конструкції (найменшій кількості детами одержати кільцеподібну мішень, що необхідно лей, бо труба одночасно є катодом, мішенню, тепдля роботи пристрою взагалі, до того ж формолообмінником), і мінімальних економічних стійку; також без переробки використати мішень, витратах, цим підвищити ефективність пристрою. на відміну від прототипа, двічі, - (після повного Нахил магнітів на довгих стінках, такий, що силові використання верхньої поверхні мішень розверталінії магнітного поля перетинають наріжну поверхють до об'єкту напилення протилежною, нерозпиню довгої труби під кутом не більше 30градусів, леною поверхнею, повторюють розпилення). забезпечує, разом з екранами, одночасну участь в Короткі частини мішені можуть бути виконані у ерозії значної долі труби (від 25 до 33% труби) за вигляді призми, нахилені (бокові) поверхні якої рахунок великої долі тангенційної до поверхні трупримикають з тепловим контактом (малим зазоби складової магнітного поля, що дозволяє зберером) до відповідної поверхні довгих труб, а верхгти переваги прототипу - рівномірність розпилення, ню, зовнішню поверхню, що є розпилюваною і ефективність використання енергії магнітів. Крім з'єднує в спільне кільце верхню поверхню довгих цього, нова сукупність ознак дозволяє поліпшити труб, виконують пласкою, або циліндричною. Така умови охолодження мішені, збільшити поверхню, форма коротких частин мішені дозволяє повертати що сприймає і передає о/р потік тепла, при однаабо обертати довгі труби навколо їх осі, одночасно кових з прототипом розмірах пристрою в ширину, зберігаючі умови, необхідні для підтримання розтакож сприяє ефективності пристрою. ряду ( плазми) над мішенню, легко замінювати Вдається зменшити тепловий опір між поверхвироблені короткі частини мішені, а в цілому - занею мішені і о/р: безпечує працездатність, низькі витрати на виго- за рахунок застосування прямого охолотовлення, ефективність використання пристрою. дження; Завдяки новому розташуванню магнітів (з на- внаслідок збільшення поверхні, що сприймає хилом) можуть бути використані екрани, що викоі передає потік тепла (порівнюючи прототип і рінують свої функції - формування електростатичношення заявки з однаковими відстанями між магніго поля, захист і відведення тепла від магнітів, 7 77061 8 запобігання паразитним зонам ерозії і розпиленню рми поля над мішенню. Цю відстань бажано вибив них небажаних матеріалів, наприклад, відмінних рати не більше відстані між нижніми краями полювід матеріалу мішені - при менших їх розмірах і сів магнітів 6 і 7, оскільки подальше збільшення меншому тепловому опорі, більш оптимальному висоти не веде до поліпшення характеристик прикуті вильоту розпилюваних кластерів матеріалу, строю внаслідок зростання магнітного опору магнітобто більш ефективно, ніж це мало б місце в протопроводу і неефективного перерозподілу поля в тотипі, що підвищує ефективність пристрою в ціпросторі. лому. Вказані якості досягають тим, що екрани На Фіг.2 зображений варіант мішені, в якому виконують у вигляді ріжка чи пластин з розпилюкороткі частини мішені виконані у вигляді напівтованого матеріалу і з'єднують через теплопровідні рів 12, стінки яких і внутрішня порожнина з'єднані немагнітні призми тепловим контактом з магнітопвідповідно з стінками і порожниною довгих труб 11, роводом пристрою, внутрішні бокові поверхні екздебільшого однакового діаметру і здебільшого за ранів розміщують перпендикулярно силовим лінідопомогою зварювання; до цих напівторів (або ям полюсів магнітів. одного з них) приєднані патрубки 13 трубопровоМожливість здійснення винаходу пояснюється дів, що підводять і відводять о/р, при цьому вісь кресленнями, де на Фіг.1 зображено пристрій, що вказаних патрубків паралельна осям довгих труб. заявляється, на Фіг.2, Фіг.3, Фіг.4 - варіанти викоНа Фіг.3 зображений варіант мішені, в якому нання кільцеподібної мішені пристрою. короткі частини мішені 14 виконані у вигляді На Фіг.1 схематично зображений поперечний призм, бокові поверхні яких примикають до бокової переріз запропонованого пристрою. Цифрою 1 і поверхні довгих труб 11 з тепловим контактом, а пунктирними лініями позначені силові лінії магнітрозпилювана поверхня 15 цих призм виконана ного поля поблизу мішені 2 - труби, яка одночасно пласкою і з'єднує в ланцюг верхню поверхню довє катодом, усередині труби знаходиться охологих труб. Поверхня 15 може мати іншу форму, наджуюча рідина 3. На мішені 2 показана верхня приклад, циліндричну, головна вісь якої перпендиповерхня 4, що розпилюється. Мішень 2 нижньою кулярна осям довгих труб. поверхнею притиснута до магнітопроводу 5. МагніМожливий також пристрій, в якому між магнітна система пристрою складається з Ш-подібного тами розташовано більше ніж дві труби 11, замагнітопроводу 5, центральних 6 і периферійних 7 мкнені в ланцюг короткими частинами 14 мішені, магнітів, що розташовані біля верхнього краю внунаприклад, як це показано на Фіг.4. Таке розмітрішньої бокової поверхні центральної і перифещення довгих труб дозволяє підвищити ефективрійної стінок магнітопроводу 5. Стінки магнітопроність пристрою при додатковому зменшенні витрат воду виконують з магнітом'якого матеріалу (сталі), на виготовлення за рахунок зменшення діаметра з можливістю охолодження, наприклад, за рахунок труб і габаритів пристрою. їх контакту з нижньою поверхнею труб (2), або Пристрій працює таким чином. Магніти 6 і 7 додатковим трубопроводом з о/р (на кресленні не створюють на поверхні 4 мішені 2 магнітне поле, в показаний). Полярність магнітів 6 і 7 вказана стрілякому радіальна (тобто перпендикулярна до верхками на тілі магнітів. Периферійні і центральні маньої поверхні мішені) складова поля мінімальна, а гніти на; довгих стінках магнітопроводу нахилені тангенційна до поверхні 4 складова поля превадо мішені і силові лінії магнітів перетинають верхлює. В просторі над мішенню силові лінії магнітноню поверхню 4 мішені під кутом не більше 30 граго поля мають вигляд арки, в електричному полі дусів. До верхнього краю магнітопроводу примипереважає складова, радіальна до поверхні мішекають екрани 8, що виконані у вигляді ріжка з того ні. Між анодом (на кресленні не показаний) і міматеріалу, що і мішень, і контактують з магнітопшенню подають напругу 300-700 вольт, внаслідок роводом через теплопровідні призми 9. Екрани 8 чого з'являється розряд, що формує прикатодну знаходяться на відстані від магнітопроводу, що плазму. Властивості плазми і процесу розпилення обумовлено необхідністю знизити величину індукрегулюють, змінюючи хімічний склад і тиск газів ції поля на поверхні екранів до такого значення, (10-1-10-3Па), електричну потужність розряду, фопри якому розпилення екрану під час роботи можрму напруги в часі. Іони плазми бомбардують міна так зменшити, щоб час до повного розпилення шень і цим викликають розпилення. Підвищують екранів був не менше, ніж час експлуатації мішені, електричну потужність пристрою і цим підвищують (або щоб розпиленням можна знехтувати, напришвидкість розпилення матеріалу мішені, наприклад, - до 10мТ). Магніти 6 та 7, екрани 8 можуть клад, титану або нержавіючої сталі. За рахунок бути розташовані з щілиною між ними, що захиспротікання в порожнині мішені о/р мішень охолотить магніти від тепла плазми за рахунок великого джується; нагріта о/р витікає з мішені, а втікає нотеплового опору щілини в умовах розрідженого ва, з сталою температурою. газу. Мішень 2 може бути додатково закріплена до Довгі труби можуть бути нерухомі і прикріплені магнітопроводу тягами 10, які на кресленні показадодатково тягами до магнітопроводу, що відповіні у вигляді пластин з отворами, з різьбою в отводає мішені, зображеній на Фіг.2. В цьому випадку рах, і шпильок, що вкручені в отвір і притискують мішень повертають нижньою стороною догори кожну з двох труб. Відстань між нижнім краєм магпісля розпилення мішені до допустимої товщини нітів і нижньою стінкою магнітопровода вибрана стінки (наприклад, з 4 до 1,5мм), після чого розпитак, щоб вона була не менша половини відстані люють ту сторону, що була внизу. Довгі труби, між нижніми краями магнітів 6 і 7, інакше поле в виконані так, як це показано на фіг.3 або 4, можуть області мішені впливом нижньої стінки викривляповертатися періодично, наприклад, на 120 градується настільки, що потужність магнітів стає недосів через 16 годин роботи, або обертатися під час статньою для утворення потрібної величини і фонапилення. В останньому випадку їх під'єднують 9 77061 10 до пристрою, що обертає, наприклад, до п'єзоелепилення. Пристрій, що забезпечує повертання ктричного двигуна (на кресленні не показаний). довгих труб, у найпростішому випадку може бути Пристрій найбільшої переваги, згідно Фіг.1 і виконаний як швидкороз'ємний гнучкий з'єднувач, Фіг.3, обладнаний екранами і тягами, що кріплять розташований в вакуумній камері, що дозволяє довгі труби до магнітопроводу. Довгі труби прибагаторазово герметизувати патрубок після його строю повертають імпульсно-періодично, в інтервідокремлення від трубопровода і повертання вали часу між розпиленням. Для цього тяги 10 труб, наприклад, гумовий шланг. Можливий випаослаблюють (можливе обладнання їх механізмом док, коли сама труба або цґліндричний патрубок з кулачками або ексцентриком, на кресленні не трубопроводу, з'єднаний з трубою мішені, безпопоказаний), за декілька (3-10) секунд труби поверсередньо проходить через отвір в стінці вакуумної тають навколо осі на 5-12 градусів, знов закріплюкамери, з ущільненням труби або патрубка як увоють, подають напругу на пристрій, об'єкт напиленду обертання (руху). ня вводять в простір розпилення. Розпилення Виявлено, що перегрів поверхні екранів внамішені виконують від десятків хвилин до кількох слідок випромінювання плазми та дії частини елегодин, вмикаючи і вимикаючи напругу, потім повектричного струму між катодом і анодом - струму на ртання труб повторюють. екрани, в будь-якому аналогічному пристрої магВластивості і характеристики цього пристрою нетронного розпилення призводить до спонтанних обумовлені ознаками його виконання. Виконання пробоїв ("іскрінь"), що порушують рівномірність протяжної частини мішені у вигляді труб з розпинапилення, стримують підвищення потужності люваного матеріалу, які заповнені о/р, і напрямлепристрою. ні паралельно довгим стінкам магнітопроводу, доЕксперименти виявили, що екрани пристрою, зволяє підвищити інтенсивність розпилення мішені що заявляється, локалізують струм розряду на з при збереженні рівномірності напилювання за раповерхню мішені, запобігають збільшенню долі хунок меншого теплового опіру між поверхнею потужності розряду на екранах під побічною аркою мішені і о/р, при більшій формостійкості, ніж місилових ліній магнітного поля; для цього поверхня шень прототипу. Інтенсивність підвищується в пеекранів віднесена від магнітів на деяку відстань, ршу чергу внаслідок збільшення поверхні, що моде діє ослаблене магнітне поле. Побічний розряд же розпилюватися, а також зменшення товщини полегшує умови виникнення основного розряду мішені і перехідного теплового опору, що дає монад мішенню, але здебільшого його потужність не жливість подати на пристрій більшу електричну повинна бути більше кількох (0,5-5) процентів від потужність. основного. Виконання екранів у вигляді ріжка чи Виконання магнітів на довгих стінках нахилепластин з розпилювального матеріалу, що з'єднані ними до мішені таким чином, що силові лінії магнічерез теплопровідні немагнітні призми тепловим тного поля перетинають наріжну (верхню) поверхконтактом з магнітопроводом, при цьому бокові ню довгих труб під кутом не більше 30 градусів, поверхні екранів перпендикулярні силовим лініям також напрямлене на підвищення інтенсивності магнітного поля, напрямлене на підвищення швидрозпилення, оскільки при цьому розпилюється кості розпилення шляхом збільшення електричної майже вся поверхня мішені між магнітами, а збіпотужності пристрою. Розташування внутрішньої льшення розпилюваної поверхні веде до зменбокової поверхні екранів перпендикулярно силошення теплового опору мішені. Якщо силова лінія вим лініям магнітного поля, що з цих екранів витіперетинає наріжну поверхню труби під кутом бікають, забезпечує "електронне дзеркало" - електльше 30 градусів, індукція радіальної складової рони розряду не бомбардують цю поверхню, а магнітного поля більше половини індукції загальміняють напрямок руху і повертаються в простір ного поля, розпилення мішені в цьому місці просрозряду. За рахунок такого розташування зменшутору практично припиняється, умови розпилення ється виділення тепла на екрані, підвищується наріжної поверхні мішені перестають бути оптимагустина плазми, підсилюється розпилювання мільними. Оптимальні координати магнітів відносно шені. Тепловий контакт екранів з магнітопроводом, перерізу труби можуть бути знайдені експерименякий охолоджується, забезпечує зниження темпетальним або математичним моделюванням. ратури екранів, підвищує питому потужність приЗ'єднання довгих труб в кільцеподібний ланстрою. Нове взаємоположення стінок магнітопроцюг призмами, бокові поверхні яких примикають до воду і магнітів дозволяє ізолювати побічну арку поверхні довгих труб з тепловим контактом, забезсилових ліній між різними полюсами магнітів однієї печує можливість повертання або обертання довстінки, розміщенням в просторі, де ця арка має гих труб, дозволяє без переробки використати для напруженість (індукцію) поля, достатню для виникрозпилення майже всю поверхню довгих труб (до нення розряду (побічної зони розпилення), тепло80% об'єму стінки труби), що сприяє підвищенню провідних немагнітних призм. Об'єм такого проспродуктивності пристрою за рахунок зменшення тору менший, ніж в прототипі, тому в технічному часу на допоміжні роботи (технічне обслуговуванрішенні заявки екрани дозволяють забезпечити ня), підвищує ефективність пристрою, бо дозволяє умови мінімального розпилення їх поверхні при нанести покриття на більшу кількість підкладинок. менших габаритах екранів. Застосування теплопКрім цього, можливе періодичне обертання труб ровідних немагнітних призм зменшує тепловий через такі проміжки часу, за які умови розпилення опір від екранів до магнітопроводу. Матеріал мізмінюються достатньо мало. В цьому випадку шені найчастіше має погану теплопровідність (типроцес розпилення не потребує коригування, ефетан, нержавіюча сталь), або чимало коштує (кремктивність пристрою додатково підвищується за ній), - екрани ж можуть бути виготовлені тонкими, рахунок довгострокової стабільності процесу роза теплопровідні призми (з міді, алюмінію) забезпе 11 77061 12 чать тепловий контакт і додаткове зменшення тепри довжині пристрою 2-6 метрів. Пристрій може мператури екранів за рахунок меншого магнітного бути використаний як при вертикальному, так і поля і меншого електричного струму на верхній горизонтальному розташуванні довжини мішені. поверхні екранів. Як показують експерименти, Збільшується ефективність пристрою за рахуоскільки екран і найближча до об'єкта напилюваннок можливості підвищення його питомої потужноня точка мішені внаслідок нового взаємоположенсті, в порівнянні з прототипом однакових габаритів, ня магнітів і стінок магнітопроводу можуть бути (до 45-70Вт на кв.см мішені) внаслідок сукупної дії виконані на одному рівні, а побічна зона розпиленнових ознак, що ведуть до зменшення теплового ня більш віддалена від робочої зони, розряд над опіру мішені і екранів. побічною зоною і взагалі його доля потужності, в Ефективність пристрою підвищується і в напорівнянні з прототипом, значно (2-4 рази) зменслідок зменшення витрат на його виготовлення, шена, що підвищує ефективність пристрою. експлуатацію. Для розпилення можуть бути викоЗастосування запропонованого пристрою заристані стандартні труби, що виготовляються для безпечує наступне. хімічної промисловості по існуючим ТУ. В порівКомбінація Ш-подібного магнітопровода пронянні з прототипом, можливість використання затяжного пристрою і мішені, довга частина якої випропонованого пристрою, підвищує якість напилюконана у вигляді труб, дозволяє одержати підвиваних шарів, наприклад, плівок металів, щену міцність на згин і скручення пристрою, інтерметалідів, оксидів, деяких хімічних сполук, використати в якості мішені труби, „які за співіддекоративних та теплозберігаючих покрить архітеношенням товщини стінки довжини і діаметру не ктурного скла великих розмірів. могли б бути використані аналогом, насамперед, Комп’ютерна верстка М. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMechanism for magnetron sputtering of materials
Назва патенту російськоюУстройство магнетронного распыления материалов
МПК / Мітки
МПК: H01J 25/00, C23C 14/35
Мітки: пристрій, розпилення, матеріалів, магнетронного
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-77061-pristrijj-magnetronnogo-rozpilennya-materialiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій магнетронного розпилення матеріалів</a>
Попередній патент: Спосіб роботи машини об’ємного витиснення
Наступний патент: Ходове колесо крана
Випадковий патент: Пристрій для розтягування куп гною та кротовин