Способ ионно-плазменного напыления и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 С 23 С 14/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О 1МРЫТИЙ (21) 3821699/24-21 (22) 20. 12.84 (46) 07.08.88. Бюл. 9 29 (72) В.П. Петраков, Г.П.Минькин, В.А.Шагун, П.С.Балыкин, Д.И.Баркдон и В.А.Домрачев (53) 621.382.002(088.8) (56) Электронная промьппленность, 1980, Ф 5, с. 52-54.

Там me, 1983, И 5, с. 50-53.

„„SU„„1414878 А1 (54) (57) СПОСОБ ИОННО-ПЛАЗМЕННОГО

НАПЫЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ ионно-плазменного напыления, включающий загрузку подложек в вакуумную камеру, предварительную откачку газов, отсечку насоса предварительной откачки, откачку активных газов из вакуумной камеры до ра" бочего давления, напуск инертного газа в вакуумную камеру и напыление покрытия на подложки,,о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества напыляемых покрытий, увеличения производительности и упрощения процесса, напуск инертного газа производят перед откачкой активных газов, а предварительную откачку осуществляют до давления 6-66 Па.

1414878

2. Устройство для ионно-плазменного напыления, содержащее вакуумную камеру с размещенным в ней ионнопйаэменным источником напыляемого

Материала, насос предварительной откачки, соединенный с вакуумной ка"

Мерой через клапан-отсекатель, магнетронный насос, соединенный с вакуумной камерой, натекатель инертНого газа и натекатель для напуска воздуха в вакуумную камеру, о т л иа ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества напыляемых покрытий, увеличения производительности ф упрощения конструкции, магнетроный насос соединен с вакуумной каерой через дополнительный клапан!

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно у кстройствам и спо,собам магнетронного распыления, приме,няемым в технологии вакуумного напыления материалов, и может использоваться при нанесении тонких пленок в производстве интегральных схем.

Цель изобретения — повышение ка;чеcTBB напыляемых слоев за счет увеличения чисготы вакуумной среды в процессе нанесения покрытий, а следовательно, уменьшения загрязнения покрытий, увеличение производительност эа счет сокращения времени предварительной откачки газов из вакуумной камеры, упрощение процесса за счет исключения необходимости откачки активных газов до глубокого вакуума,, а также за счет упрощения конструк20 ции узла высоковакуумной откачки.

Пример. После загрузки подложек в вакуумную камеру осуществляют предварительную откачку воздуха из нее с помощью механического насоса до давления 6-66 Па, Затем механический насос отсекается от вакуумной камеры и отключается. После напуска в вакуумную камеру инертного газа аргона до давления 0,7-0,9 Па производят . откачку активных газов посредством магнетронного насоса с титановой мишенью. Для этого на магнетрон подают рабочее напряжение 4017-500 В и устанавливают ток разряда 1-1,2 A. отсекатель и снабжен блоком контроля остаточной атмосферы.

3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено узлом предварительной высокочастотной очистки подложек, размейенным в вакуумной камере.

4. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено узлом нагрева подложек, размещенным в вакуумной камере, 5. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля остаточной атмосферы выполнен в виде зеркальной системы, снабженной смотровым блоком.

Так как титан обладает геттерирующим действием по отношению к активным газам, в течение 30-40 мин обеспечивается откачка всех остаточных газов, кроме аргона, при этом о степени откачки судят по цвету разряда в магнетроне. Зелено-голубой цвет плазмы разряда свидетельствует о полном поглощении остаточных газов, кроме аргона, после чего ток разряда целесообразно понизить до 0 22-0,3 А для обеспечения экономичного использования татановой мишени. Если после удаления активных остаточных газов давление в вакуумной камере понижается, то производят дополнительный напуск аргона до рабочего давления (0,7-0,9 Па), Затем осуществляется напыление покрытия на подложки тремя магнетронами, На чертеже показано устройство для ионно-плазменного напыления.

Устройство содержит вакуумную камеру 1, с размещенными в ней тремя магнетронами 2, которые являются ионно-плазменными источниками наносимого материала, насос 3 предварительной откачки, соединенный с вакуумной камерой 1 через клапан-отсекатель 4, магнетронный насос 5 с магнетронном 6 с титановой мишенью 7, соединенный с вакуумной камерой i через дополнительный клапан-отсекатель 8, натекатель 9 для напуска

14148

Устройство работает следующим 15 образом.

Открывается передняя крышка вакуумной камуры 1, производится загрузка барабана 16 с напыпяемыми подложками. Производится откачка воздуха в вакуумной камере 1 механическим насосом 3. Натекатели воздуха 10 и аргона 9 до выключения механического насоса 3 находятся в закрытом состоянии. По достижении давления в вакуумной камере порядка 6-66 Па закрывается клапан-отсекатель 4,, отключается механический насос 3, открывается дополнительный клапан-отсекао тель 8 и производится напуск аргона 30

?О

Составитель И. Щербаков

Техред А.Кравчук Корректор Г, Решетник

Редактор А. Коэориз

Тираж 992

Подписное

Заказ 4447

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 инертного газа и натекатель 10 для напуска воздуха в вакуумную камеру, блок контроля остаточной атмосферы

У выполненный в виде зеркальной сист мь

11 и смотрового блока 12. Кроме того, устройство снабжено узлом 13 предварительной высокочастотной очистки под". ложек и узлом 14 нагрева подложек, размещенными в вакуумной камере 1 10

t термопарным вакуумным манометром 15 и барабаном 16 с напыляемыми подложками.

78

4 натекателем 9 до давления (7 9)10 Па, после чего натекатель 9 закрывается, Контроль давления вакуумной среды осуществляется термопарным манометром 15. Откачка активных газов осуществляется магнетронным насосом 5.

Для этого на магнетрон 6 с титановой мишенью 7 подается рабочее напряжение и устанавливается ток разряда

1-1,2 А. Степень откачки активных газов контролируется через смотровой блок 12 и зеркальную систему 11. Барабан 14 приводится во вращение.

Включается узел 14 для нагрева подложек, после нагрева подложек до

200=10 С в течение 10-15 мин осуществляется очистка подложек узлом 13 магнетронной высокочастотной очистки в течение 5-10 мин, затем производится их напыление тремя магнетронами 12, производящими последовательное напыпение тремя материалами, например ванадием, медью и никелем.

После напыления производится закрытие дополнительчого клапана-отсекателя 8 и осуществляется напуск воздуха натекателем 10 только в вакуумную камеру

1. Магнетронный насос 5 остается при этом в откачанном состоянии.