Реализация метода магнетронного распыления в установке ВУП-5
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?тывает не общее время включения питания на магнетрон, а именно суммарное время его свечения (прохождения тока), что обеспечивает одинаковость времени напыления и толщины плёнок от одного цикла напыления к другому.
Рис. 6. Рекомендуемая схема вакуумной откачки камеры
Общая схема вакуумной откачки камеры, рекомендуемой для самостоятельного построения для магнетрона, показана на рис. 6.
Возможна и более простая схема вакуумной откачки, где из насосов можно обойтись только форвакуумным насосом. Камера при этом соединяется одним клапаном с форвакуумным насосом, а другим клапаном с баллоном аргона. После установки образца и откачки до давления 1-10 мТорр форвакуумным насосом закрывается клапан форвакуумного насоса и открывается клапан баллона аргона, которым надо напустить в камеру чуть меньше одной атмосферы, чтобы, с одной стороны, аргон явился основным газом в камере, но, с другой стороны, чтобы сохранялось присасывающее крышку камеры давление. Закрыв клапан от баллона аргона, надо открыть клапан форвакуумного насоса. Камера снова откачивается до давления 1-10 мТорр - предельного давления, достижимого для форвакуумного насоса. После этого включается поджег магнетрона, и магнетрон сразу загорается на остаточной атмосфере аргона. Данная схема вакуумной откачки имеет большой расход аргона, на ней нельзя добиться сплошной плёнки с толщиной меньше 20-30 Ангстрем, но эта схема вакуумной откачки дёшева, проста и доступна для самостоятельного повсеместного изготовления.
3.2Замена и тип мишеней в системе напыления
Мишень магнетрона должна представлять собой диск толщиной от 10 мкм (фольга) до 4 мм и диаметром в пределах 49тАж49.5 мм. При толщине больше 4 мм нет достаточного выхода силовых магнитных линий за поверхность мишени, и магнетрон может не зажечься. Одна из поверхностей мишени (диска) должна плотно прилегать к поверхности магнетрона (через токопроводящую пасту типа КТП-8, прилагающуюся в комплекте магнетрона), поэтому она должна иметь довольно хорошую плоскостность (отклонение от плоскостности не более 0.1 мм) и малую шероховатость (средняя шероховатость Ra должна быть менее 3.2 мкм). При использовании фольги необходимо так прикатывать её с пастой к поверхности магнетрона, чтобы в пасте не образовывалось пузырьков воздуха. Ввиду бомбардировки мишени ионами фольга в том месте, где под ней нет контакта с магнетроном из-за пузырька воздуха, фольга может сильно нагреться и расплавиться, т.к. у неё нет оттока тепла также и вдоль самой фольги из-за её малой толщины.
Для установки или смены мишени необходимо проделать следующие операции.
1.Снять экран магнетрона - отвернуть четыре винта М3 по кругу экрана и, не отворачивая винт с проводом (единственный винт с гайкой), снять и откинуть в сторону экран, отогнув провод.
2.Отвернуть накидную гайку, прижимающую мишень (диск диаметром 49тАж49,5 мм и толщиной до 4мм) к медному основанию магнетрона
.Снять мишень (если она была), очистить основание магнетрона от теплопроводящей пасты (если она была нанесена).
.Нанести теплопроводящую пасту равномерным слоем на основание магнетрона и новую мишень, прижать мишень к магнетрону, крутящими и давящими движениями руки, если мишень толстая, выдавить пасту, снять эту пасту, и прижать мишень накидной гайкой. Стремиться к минимальной толщине слоя пасты необходимой для лучшего теплового контакта мишени с магнетроном.
.Привинтить экран четырьмя винтами М3.
Опыты с применением различных материалов в качестве мишеней дали следующие результаты. Некоторые материалы, например, тантал, несмотря на то что стоят в периодической таблице рядом с работающими в качестве мишеней элементами, пылятся плохо из-за большой работы выхода. С точки зрения хорошего распыления с мишени хорошо работают следующие материалы (из протестированных):
.Вольфрам (толщина сплошной плёнки от 8 Ангстрем, зерно около 5 Ангстрем)
2.Графит (толщина сплошной плёнки от 10 Ангстрем, зерно около 5 Ангстрем)
3.Золото
.Алюминий
.Медь
.Кремний (немного легированный, например, пластины КДБ-10)
Вольфрам даёт наиболее тонкую и жёсткую плёнку, однако быстро окисляется. На некоторых вакуумных установках из-за значительных течей в камере и подсоса атмосферного кислорода атомы вольфрама мишени, осаждающиеся на образец, окисляются, не успевая долететь до образца. При этом на образце, например, из стекла, наблюдается затемнение, говорящее о напылении какой-то плёнки, но электропроводности плёнки при измерении тестером нет. Окисление вольфрамовой плёнки, даже если она и сформировалась без окисления в камере, неудобно и для последующего использования - она может окислиться в процессе исследования образца в СТМ или АСМ. Однако всё-таки воспользоваться хорошими свойствами вольфрама по толщине и твёрдости можно - для этого на вольфрамовую мишень (диск диаметром 49 мм) можно приклеить токопроводящим клеем на эпоксидной основе пластинку графита толщиной 0.5..1.5 мм и размерами 10/10 мм, отчистив после отвердевания клея облой клея, вылезший из-под графита. Край графитовой пластинки должен находиться в 10 мм от края мишени (диска), т.к., во-первых, край мишени используется для её крепления и, во-вторых, из мишени выбиваются атомы только в кольце между диаметрами от 30 до 40 мм, где есть выход силовых магнитных линий и куда и нужно поместить графит. Пластинка графита размерами 10/10 мм будет занимать примерно 10% от используемой площади мишени, и на образец будут падать атомы вольфра