Geum.ru


Реализация метода магнетронного распыления в установке ВУП-5

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное



3Инструкция по работе с магнетронной системой МАГ-2000

Все работы по реализации метода магнетронного распыления проводились на вакуумном универсальном посту (ВУП-5).

Вакуумный универсальный пост ВУП-5 предназначен для препарирования объектов в вакууме. Универсальность вакуумного поста ВУП-5 определяется устройствами, поставляемыми вместе с ним для резистивного испарения материалов, контроля толщины осаждаемого слоя испаряемого вещества, обработки поверхности исследуемого вещества ионной бомбардировкой, испарения веществ электронным лучом, нагрева исследуемого вещества до высоких температур, охлаждения исследуемого вещества до низких температур, приварки нитей катодов в электронных пушках, получения многослойных покрытий, равномерных по толщине, испарения многокомпонентных веществ.

Схема вакуумного универсального поста

Рис.5. Схема вакуумного универсального поста

CN - объем рабочий; ND - насос диффузионный; NL - насос форвакуумный;

BF - баллон форвакуумный; V1-V8 - клапаны коммутации вакуумной системы;

P1,P2,P4 - датчики термопарные ПМТ-2; P3 - датчик ионизационный ПМИ-2

В предоставленной установке для получения низкого вакуума используется форвакумный насос следующей модели: BHP-55 УХЛЧ, на рис.5 обозначен как NL. С помощью данного насоса создается начальный вакуум (форвакуум) порядка 10-2 мм. рт. ст. Откачка проводится по верхней вакуумной магистрали (рис. 5) через клапан V7. По достижению низкого вакуума клапан V4 перекрывается и открывается клапан V8 при этом включается диффузионный насос модели НД-160, на рис. 5 обозначен как ND, который откачивает камеру CN до высокого вакуума порядка 10-5 мм. рт. ст. Включение и получение высокого вакуума на ВУП-5 производится в соответствии с инструкцией (Пост вакуумный универсальный ВУП-5. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 2.950.122.ТО. Книга 3.). После проведения данных операций можно непосредственно прейти к реализации метода магнетронного распыления.

3.1Последовательность работы с системой напыления

Возможны 2 режима работы система магнетронного напыления МАГ-2000.

режим:

Если в вакуумной посте имеется клапан, закрывающий объём камеры от системы откачки(как в нашем случае), что предпочтительнее, последовательность работы с магнетроном следующая:

  1. Установить образец, закрыть колпак камеры, откачать камеру до вакуума 10 в степени - 5 Торр
  2. Отсечь клапанами камеру от системы вакуумной откачки.
  3. Включить электронный блок включателем сети (начальное состояние - не горит индикатор режима поджига и экспозиции) и нажать на кнопку запуска, удерживая её около 3 секунд как подтверждение запуска до загорания индикатора режима поджига и экспозиции - при этом на магнетрон подаётся напряжение поджига 1000 - 1200В (может зашкаливать индикатор напряжения на магнетроне). Ток через магнетрон пока отсутствует, так как нет аргона, и магнетрон не поджигается. Установить или проверить что установлены переключатели задатчика экспозиции на нужное время экспозиции (от 5 до 80 секунд), дополнительные времена экспозиции включаются при переводе переключателей в положение 0.
  4. Осторожно приоткрывать тонкий натекатель аргона. Как только количества аргона будет достаточно для поджига магнетрона (при давлении примерно 10 в степени -3 Торр), магнетрон подожжётся и от него вниз возникнет язык светло-синего свечения (это будет видно в окно камеры), натекатель при этом надо сразу закрыть, напущенного аргона будет достаточно (если камера не отсекается от системы вакуумной откачки, натекатель закрывать не надо). После поджига электроника переходит в режим поддержания постоянной мощности, падает напряжение на магнетроне (примерно до 300В) и появляется ток через магнетрон. Ток магнетрона рекомендуется один раз установить регулятором тока на уровне примерно 100 мА и в дальнейшем регулировать только при его значительном изменении.
  5. Электроника выдерживает заданную экспозицию и выключает напряжение на магнетроне, при этом гаснет индикатор режима поджига и экспозиции, снимается напряжение с магнетрона, и включается режим охлаждения магнетрона - загорается кнопка запуска поджига магнетрона. Время охлаждения - около 5 - 10 минут, в режиме охлаждения запуск поджига блокируется, напряжение с магнетрона убрано, и оператор может безопасно для себя открывать камеру и доставать образец. Время выдержки экспозиции зависит от окружающей температуры в комнате и меняется почти в 2 раза при изменении температуры с 15С до 30С, что необходимо учитывать. Кроме того, время выдержки экспозиции отрабатывается корректно только когда оператор корректно дожидается окончания режима охлаждения магнетрона.
  6. Можно, не раскрывая камеры, сделать повторное напыление. Или можно, начиная с момента начала режима охлаждения, напустить воздух в камеру и достать образец.

2 режим:

В случае, если в вакуумной системе нет возможности отсечки камеры от системы откачки, в п.4. после открывания натекателя и поджигания магнетрона закрывать натекатель не надо, т.к. иначе откачается аргон и магнетрон погаснет. Натекатель в таком случае отключается только после напыления. Такой режим, когда происходит напыление при динамическом поддержании давления аргона (натекатель подаёт аргон, а насосы его откачивают), менее стабилен, даёт худшие параметры равномерности плёнки. Иногда даже происходят кратковременные моменты угасания магнетрона, при которых, однако, электроника отсч