Настроечная шкала составной магнетронной мишени

Полезная модель относится к магнетронному оборудованию и может быть использована в качестве съемного проградуированного средства контроля настроечного смещения относительно нижней базовой части составной мишени верхних накладных частей этой мишени, изготовленных каждая из соответствующего отдельного компонента из числа компонентов осаждаемого на подложку многокомпонентного материала пленки, в конструкции распыляемой составной магнетронной мишени - катода для качественного и экономичного осаждения на подложку многокомпонентного материала пленки.
Рассмотрение предлагаемой настроечной шкалы составной магнетронной мишени ограничено рамками технологических потребностей магнетронного оборудования на основе составных мишеней для магнетронного распыления с нижней сплошной дисковой базовой частью, изготовленной из первого компонента осаждаемого на подложку материала пленки, и верхними накладными частями, изготовленными из остальных компонентов (каждая из своего компонента) материала осаждаемой на подложку пленки и выполненными с возможностью настроечного изменения площади их распыляемых поверхностей, влияющего на получаемый состав осаждаемого на подложку материала пленки, без их повторного (подгоночного) изготовления с подгонкой размеров верхних накладных частей под требуемые размеры - обеспечивающие на выходе задаваемый состав материала пленки.
К такому магнетронному оборудованию относятся магнетронные установки на основе таких известных составных мишеней как усложненные и низкотехнологичные в эксплуатации составные мишени, выполненные в виде набора тонких дисков, изготовленных из отдельных компонентов осаждаемого на подложку многокомпонентного материала пленки с нижним сплошным диском и уложенными на нем и друг на друге остальными верхними накладными дисками с равноугольными радиальными окнами - патент JPS 6223964, С23С 14/34, 1987 или различной перфорацией - патент РФ 143793, С23С 14/35, 2014, позволяющими изменять площадь распыляемых компонентов при настроечном взаимном поворотном смещении дисков друг относительно друга.
В связи с отсутствием более близких аналогов в рамках изложенных выше технологических потребностей магнетронного оборудования без повторного (подгоночного) изготовления верхних накладных частей составной магнетронной мишени в настоящем описании предлагаемой полезной модели выбрана форма раскрытия ее сущности в формуле полезной модели - без прототипа.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели - обеспечение технологичного нормированного смещения каждой верхней накладной части составной магнетронной мишени относительно контура кольцевой зоны распыления указанной мишени с помощью удобного съемного проградуированного средства контроля этого смещения - предлагаемой настроечной шкалы, приводящего к пересечению верхними накладными частями указанного контура для настроечного изменения прикидочной площади распыляемой поверхности каждой верхней накладной части.
Для достижения указанного технического результата предлагается настроечная шкала составной магнетронной мишени, представляющая собой съемный прозрачный плоский носитель с нанесенной на его поверхности проградуированной сеткой, имеющий узкую опору с возможностью подбираемого поочередного смещения под ним частей мишени после изменений углового положения указанного носителя.
Для настройки круглой составной магнетронной мишени:
плоский носитель может быть выполнен в виде круглой стеклянной тонкой пластины или натянутой на жестком обруче прозрачной полимерной пленки, а узкая опора может представлять собой периферийные узкие опорные стойки с проемами между ними для подбираемого поочередного смещения частей мишени;
плоский носитель может быть выполнен в виде полукруглой стеклянной тонкой пластины или натянутой на жестком обруче прозрачной полимерной пленки, а узкая опора может представлять собой круглую сплошную периферийную узкую опорную стенку с проемом вдоль диаметрального среза носителя для подбираемого поочередного смещения частей мишени;
плоский носитель может быть выполнен в виде круглой пластины из органического стекла, снабжен двумя параллельными узкими прорезями по обе стороны от ее центра для подбираемого поочередного смещения через них частей мишени и иметь, нанесенную на поверхности указанной круглой пластины и пересекающую под прямым углом указанные прорези проградуированную прямоугольную сетку.
Для стабильного нормированного смещения частей мишени проградуированная сетка, нанесенная на поверхности прозрачного плоского носителя, может иметь шаг градуировки,
задаваемый усредненной экспериментальной оценкой погрешности прикидочного соответствия площадей распыляемой поверхности двух верхних накладных частей мишени требуемым мольным долям соответствующих компонентов в составе осаждаемого на подложку материала пленки.
На фиг. 1 показан вид сверху предлагаемой съемной настроечной шкалы, установленной над составной магнетронной мишенью и выполненной в виде круглой стеклянной тонкой пластины с нанесенной на ней проградуированной радиальной сеткой (фиг. 1а) и вид сбоку указанной шкалы (см. фиг. 1б); на фиг. 2 - вид сверху предлагаемой съемной настроечной шкалы, установленной над составной магнетронной мишенью и выполненной в виде полукруглой стеклянной тонкой пластины с нанесенной на ней проградуированной радиальной сеткой; на фиг. 3 - вид сверху предлагаемой съемной настроечной шкалы, установленной над составной магнетронной мишенью (без размещенных под ней верхних накладных частей мишени) и выполненной в виде круглой стеклянной тонкой пластины с двумя параллельными прорезям и нанесенной на ней проградуированной прямоугольной сеткой.
Предлагаемая настроечная шкала составной магнетронной мишени (см. фиг. 1-3) представляет собой прозрачный плоский носитель 1 с нанесенной на его поверхности проградуированной сеткой 2, снимаемый при магнетронном распылении с плоской нижней базовой части мишени 3, имеющей в горизонтальной плоскости размеры целиковой мишени и изготовленной из первого компонента осаждаемого на подложку материала пленки, и зафиксированный над поверхностью нижней базовой части 3 мишени с помощью периферийной узкой опоры (показанной на фиг. 1 в виде трех узких опорных стоек 4) с возможностью подбираемого поочередного смещения под ним после изменений углового положения указанного носителя относительно нижней базовой части мишени 3 в настоящих примерах двух верхних накладных частей мишени 5 и 6, изготовленных каждая из соответствующего отдельного компонента из числа остальных компонентов осаждаемого на подложку (на фигурах не показана) двухкомпонентного материала пленки, для настроечного изменения при пересечении накладными частями 5 и 6 контура зоны распыления 7 мишени (показана условно) прикидочных площадей распыляемых поверхностей указанных верхних накладных частей, обеспечивающего требуемые мольные доли компонентов в составе осаждаемого на подложку многокомпонентного материала пленки за счет изменения площадок, занимаемых ими в контуре зоны распыления 7 мишени, вследствие геометрической формы верхних накладных частей, выполненных в настоящих примерах в виде кольцевых секторов.
При этом в первом примере выполнения предлагаемой настроечной шкалы (см. фиг. 1) в случае выполнения нижней базовой части 3 составной мишени в виде круглого диска и двух верхних накладных частей 5 и 6 в виде кольцевых секторов прозрачный плоский носитель 1 выполнен в виде круглой стеклянной тонкой пластины или натянутой на жестком обруче прозрачной полимерной пленки с нанесенной на их поверхностях проградуированной радиальной сеткой 2, обеспечивающей под ними подбираемое поочередное радиальное смещение верхних накладных частей 5 и 6 составной мишени относительно кольцевой зоны рассеяния 7 этой мишени.
Причем прозрачный плоский носитель 1 имеет три периферийных узких опорных стоек 4 с проемами между ними для радиального подбираемого поочередного смещения верхних накладных частей 5 и 6 составной мишени с помощью боковых узких подручных средств (на фигурах не показаны).
Во втором примере выполнения предлагаемой настроечной шкалы (см. фиг. 2) в случае выполнения нижней базовой части 3 составной мишени в виде круглого диска и двух верхних накладных частей 5 и 6 в виде кольцевых секторов прозрачный плоский носитель 1 выполнен в виде полукруглой стеклянной тонкой пластины или натянутой на жестком обруче прозрачной полимерной пленки с нанесенной на их поверхностях проградуированной радиальной сеткой 2, обеспечивающей под ними подбираемое поочередное радиальное смещение верхних накладных частей 5 и 6 составной мишени относительно кольцевой зоны рассеяния 7 этой мишени.
Причем прозрачный плоский носитель 1 имеет круглую сплошную периферийную узкую опорную стенку (на фигурах не показана) с проемом вдоль диаметрального среза носителя 1 для радиального подбираемого поочередного смещения верхних накладных частей 5 и 6 составной мишени за счет фрикционного контакта с выступающей из-под носителя 1 верхней поверхностью указанных верхних накладных частей.
В третьем примере выполнения предлагаемой настроечной шкалы (см. фиг. 3) в случае выполнения нижней базовой части 3 составной мишени в виде круглого диска и двух верхних накладных частей 5 и 6 в виде кольцевых секторов прозрачный плоский носитель 1 выполнен в виде круглой тонкой пластины из органического стекла, снабжен двумя параллельными узкими прорезями 8 по обе стороны от ее центра для радиального подбираемого поочередного смещения через них с помощью с помощью верхних узких подручных средств (на фигурах не показаны) верхних накладных частей 5 и 6 составной мишени и имеет, нанесенную на поверхности указанной круглой пластины и пересекающую под прямым углом прорези 8 проградуированную прямоугольную сетку 9.
2
2
3
Для стабильного нормированного смещения каждой верхней накладной части составной магнетронной мишени относительно контура кольцевой зоны распыления 7 указанной мишени во всех трех примерах на поверхности ее обеих верхних накладных частей 5 и 6 нанесена контрольная центральная радиально-поперечная риска 10, а проградуированная сетка 2 или 9, нанесенная на поверхности прозрачного плоского носителя 1, имеет шаг градуировки, задаваемый усредненной экспериментальной оценкой погрешности прикидочного соответствия площадей распыляемой поверхности верхних накладных частей мишени требуемым мольным долям соответствующих им компонентов в составе осаждаемого на подложку материала пленки и составивший для осаждаемого (с помощью магнетронной установки ВУП-4к) на кремниевую подложку трехкомпонентного (GeO, SrO, BiO) материала пленки величину ~1 мм.
Используют предлагаемую съемную настроечную шкалу для подготовки составной мишени к магнетронному распылению следующим образом.
2
2
3
2
2
3
2
2
3
После первого пробного осаждения на первую подложку трехкомпонентного материала с помощью нижней базовой части 3 и верхних накладных частей 5 и 6 (на магнетронной установке ВУП-4к при режиме высокочастотного распыления) и получения пленки состава 79GeO-16SrO-5BiO недопустимо отклоняющегося от требуемого состава 80GeO-18SrO-2BiO, используя прозрачный плоский носитель 1 с проградуированной радиальной сеткой 2 (в первом примере), совмещаемой с контрольными центральными радиально-поперечными рисками 10, производят ручные (с помощью механических захватов) нормированные радиальные смещения относительно прежней нижней базовой части 3 верхних накладных частей 5 и 6 на шаг смещения 2 мм и 3 мм соответственно и повторно осаждают на вторую подложку указанный трехкомпонентный материал с получением пленки с допустимым составом 79,2GeO-17,5SrO-3,3BiO.
Аналогично используют предлагаемую съемную настроечную шкалу во втором и третьем примере ее выполнения с разницей использования проградуированной радиальной сетки 2 (во втором примере) и проградуированной прямоугольной сетки 9 (в третьем примере) и средств нормированного радиального смещения относительно прежней нижней базовой части 3 верхних накладных частей 5 и 6 - за счет фрикционного контакта с выступающей из-под носителя 1 верхней поверхностью указанных верхних накладных частей, предварительно перемещенных частично под носитель 1, во втором примере и смещения с помощью верхних узких подручных средств через прорези 8 в третьем примере.