СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОЧИЩЕННЫХ ПОДЛОЖЕК ИЛИ ЧИСТЫХ ПОДЛОЖЕК, ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕ

1. Способ изготовления, по меньшей мере, одной очищенной подложки или подложки, полученной в результате процессов очистки и дополнительной обработки до и/или после такой очистки, содержащий:
создание в вакуумной камере, имеющей реакционную зону и содержащей газ, предназначенный для ионизации, по меньшей мере, одного плазменного разряда, между, по меньшей мере, одним катодным источником электронов и, по меньшей мере, одной анодной конструкцией, содержащей, по меньшей мере, один анодный электрод;
увеличение электронной плотности и, тем самым, ионной плотности непосредственно вблизи упомянутой, по меньшей мере, одной анодной конструкции средствами ограничителя, имеющего отверстие открытое в сторону реакционной зоны и содержащего, по меньшей мере, один анодный электрод;
обеспечение упомянутого анодного электрода внутри упомянутого ограничителя и воздействие на упомянутый ограничитель электрическим потенциалом, отличным от электрического потенциала, приложенного к упомянутому анодному электроду, концентрируя таким образом повышенную ионную плотность в упомянутом ограничителе и в непосредственной близи от упомянутого отверстия;
размещение упомянутой подложки с подачей на нее отрицательного электрического потенциала, по меньшей мере, усредненного во времени, относительно упомянутого электрического потенциала упомянутого анодного электрода;
размещение, по меньшей мере, очищаемой поверхности упомянутой подложки на заранее определенное время очистки под воздействие упомянутой области повышенной ионной плотности и в непосредственной близости от упомянутого отверстия, тем самым, существенно ближе к упомянутому отверстию, чем к упомянутому катодному источнику электронов.
AC
2. Способ по п.1, в котором упомянутый плазменный разряд выбирают как низковольтный разряд с напряжением U между анодным электродом и катодным источником электронов, величина которого составляет:
AC
20 В ≤ U ≤100 В, предпочтительно
AC
35 В ≤ U ≤70 В.
3. Способ по п.1, в котором к упомянутому анодному электроду и упомянутому катодному источнику электронов подводят совместное электропитание с помощью электрической цепи питания с плавающими электрическими потенциалами.
4. Способ по п.2, в котором к упомянутому анодному электроду и упомянутому катодному источнику электронов подводят совместное электропитание с помощью электрической цепи питания с плавающими электрическими потенциалами.
5. Способ по одному из пп.1-4, содержащий функционирование упомянутого ограничителя на плавающем электрическом потенциале.
6. Способ по п.1, в котором внутреннее пространство упомянутого ограничителя выбрано, по существу, U-образной формы, по меньшей мере, в одной плоскости сечения, и предложен упомянутый анодный электрод, расположенный на расстоянии от дна и вдоль дна упомянутого U-образного внутреннего пространства, рассматриваемого в упомянутой плоскости сечения.
7. Способ по п.6, в котором упомянутое внутреннее пространство выбрано в форме желоба, перпендикулярного упомянутой плоскости сечения.
8. Способ по п.1, содержащий электропитание упомянутого анодного электрода относительно упомянутого катодного источника электронов при наличии постоянного тока и наложенных импульсов.
9. Способ по п.8, в котором по меньшей мере, одно из значений постоянного тока, амплитуда упомянутых импульсов относительно величины упомянутого постоянного тока, частота следования импульсов, длительность импульса или максимальная нагрузка, форма импульса является регулируемыми.
10. Способ по одному из пп. 6 или 7, в котором частота следования f упомянутых импульсов выбрана
0,2 Гц <f ≤ 200 кГц.
AN
C0
11. Способ по п.1, в котором внутреннее пространство упоминаемого ограничителя выбрано, по существу, U-образной формы, по меньшей мере, в одной плоскости сечения, и предложен упомянутый анодный электрод, расположенный на расстоянии от дна и вдоль дна упомянутого U-образного внутреннего пространства, рассматриваемого в упомянутой плоскости сечения, причем упомянутый анод в упомянутой плоскости имеет протяженность W, упомянутое дно упомянутого внутреннего пространства упомянутого ограничителя выбрано с протяженностью W с соблюдением соотношения:
AN
C0
AN
W  < W ≤ W +2 DSD,
где DSD - толщина темного пространства в рабочих условиях упомянутого способа в упомянутой вакуумной камере.
AN
12. Способ по п.1, в котором внутреннее пространство упоминаемого ограничителя выбрано, по существу, U-образной формы, по меньшей мере, в одной плоскости сечения, и предложен упомянутый анодный электрод, расположенный на расстоянии от дна и вдоль дна упомянутого U-образного внутреннего пространства, рассматриваемого в упомянутой плоскости сечения, причем упомянутый анод в упомянутом плане имеет протяженность W, плечи упомянутого внутреннего U-образного пространства упомянутого ограничителя имеют протяженность L с соблюдением соотношения:
ΛM
ΛM
0,5 W ≤ L ≤ 1,5 W
13. Способ по п.1, содержащий воздействие на поверхность упомянутой подложки, предназначенной для очистки, на удалении d от плоскости, определяемой упомянутым отверстием, которое выбрано:
2 см ≤ d ≤ 10 см.
2
14. Способ по п.1, содержащий, кроме того, подачу на упомянутый анод относительно упомянутого катодного источника электронов такого электропитания, чтобы создать плотность тока на единицу площади анодного электрода, по меньшей мере, 0,5 А/см.
15. Способ по п.1, дополнительно содержащий создание падения анодного потенциала от 50 до 100 В, включая оба предела.
16. Способ по п.1, содержащий создание между анодным электродом и стенкой вакуумной камеры разницу потенциалов от 10 до 85 В, включая оба предела.
17. Способ по п.1, в котором упомянутый, по меньшей мере, один катодный источник электронов испускает, по существу, только электроны.
18. Способ по п.1, в котором упомянутый катодный источник электронов выбран в качестве катода, испускающего электроны, и материал мишени, и где нанесение покрытия на подложку из источника материала предотвращают с помощью заслонки.
19. Способ по п.1, в котором на упомянутую подложку подают потенциал смещения постоянного тока, сочетания постоянного и переменного тока или переменного тока, причем предпочтительно, потенциал постоянного тока с наложенными импульсами.
20. Способ по одному из пп.1-4, 6-9, 11-19, в котором упомянутую подложку подвергают дополнительной обработке, по меньше мере, по одной из следующих технологических операций:
очистке травлением ионами металлов: при этом выбирают упомянутый катодный источник электронов для испускания электронов и металл источника, и только частично предотвращающий течение металлических частиц от упомянутого катода к упомянутому анодному электороду;
нагреву: при этом отключают упомянутый анодный электрод и оперируют упомянутой подложкой как анодным электродом относительно упомянутого катодного источника электронов;
нанесению покрытия.
21. Способ по п.5, в котором упомянутую подложку подвергают дополнительной обработке, по меньше мере, по одной из следующих технологических операций:
очистке травлением ионами металлов: при этом выбирают упомянутый катодный источник электронов для испускания электронов и металл источника, и только частично предотвращающий течение металлических частиц от упомянутого катода к упомянутому анодному электороду;
нагреву: при этом отключают упомянутый анодный электрод и оперируют упомянутой подложкой как анодным электродом относительно упомянутого катодного источника электронов;
нанесению покрытия.
22. Способ по одному из пп.1-4, 6-9, 11-19, дополнительно содержащий обеспечение вспомогательного анодного электрода в упомянутой вакуумной камере, и предотвращение существования и развития горения дуги путем отключения функционирования анодного электрода, который является активным в ходе процесса обработки подложки, на время первого отрезка времени, и подключение к работе упомянутого вспомогательного анодного электрода на упомянутый первый отрезок времени, при этом упомянутый первый отрезок времени является более коротким, чем второй отрезок времени непосредственно до и после упомянутого первого отрезка времени.
23. Способ по п.22, в котором упомянутым анодным электродом, который является активным в ходе процесса обработки подложки, выбран анодный электрод упомянутой анодной конструкции, а упомянутый вспомогательный электрод размещен, по существу, ближе к упомянутому катодному источнику электронов, чем к упомянутой анодной конструкции.
24. Способ по п.22, в котором упомянутая замена функционирования упомянутого анодного электрода, активного в ходе упомянутого процесса обработки, на функционирование упомянутого вспомогательного анодного электрода контролируется, по меньшей мере, в одном из следующих режимов:
режиме предотвращения, повторяющемся во времени, контролируемом таймером;
режиме ограничения, контролируемом обнаружением дугообразования.
25. Способ предотвращения повреждения технологического процесса, происходящего из-за нежелательного дугообразования, при вакуумной обработке в плазменном разряде, по меньшей мере, одной подложки, где плазма генерируется между, по меньшей мере, двумя электродами, содержащий операцию отключения одного из, по меньшей мере, двух упомянутых электродов, и взамен него, операцию подключения вспомогательного электрода, обе - на время первого отрезка времени, который значительно короче второго отрезка времени непосредственно до или после упомянутого первого отрезка времени.
26. Установка вакуумной обработки, содержащая
вакуумную камеру с реакционной зоной и в упомянутой камере;
конструкцию плазменного разряда, содержащую катодный источник электронов, анодную конструкцию и держатель подложки, причем упомянутый катодный источник электронов и анодный электрод упомянутой анодной конструкции функционально взаимосвязаны через источник электропитания;
• упомянутую анодную конструкцию, содержащую ограничитель с внутренним пространством навстречу к упомянутой реакционной зоне и содержащий упомянутый анодный электрод;
• упомянутый ограничитель, смонтированный изолированным от упомянутого анодного электрода;
• упомянутый держатель подложки, смонтированный внутри вакуумной камеры так, чтобы расположить поверхность подложки на упомянутом держателе вблизи упомянутого отверстия и значительно ближе к упомянутому отверстию, чем к упомянутому катодному источнику электронов, и, более того, задуманный так, чтобы функционально соединить упомянутую подложку с источником подачи электрического смещения.
27. Установка по п.26, в которой упомянутый анодный электрод, упомянутый катодный источник электронов и электрическая цепь, содержащая упомянутый источник питания и функционально взаимосвязанные упомянутый анодный электрод и упомянутый катодный источник электронов, управляются в электрическом плавающем режиме.
28. Установка по п.26, в которой упомянутый ограничитель подсоединен к источнику подачи смещения на ограничитель и смонтирован электрически плавающим.
29. Установка по п.27, в которой упомянутый ограничитель подсоединен к источнику подачи смещения на ограничитель и смонтирован электрически плавающим.
30. Установка по одному из пп.26-28, в которой внутреннее пространство упомянутого ограничителя имеет, в основном, U-образную форму, по меньшей мере, в одной плоскости сечения, и где упомянутый анодный электрод смонтирован на расстоянии от дна и вдоль дна упомянутого U-образного внутреннего пространства, рассматриваемого в упомянутой плоскости сечения.
31. Установка по п.30, в которой упомянутое внутреннее пространство имеет форму желоба, перпендикулярного к упомянутой плоскости сечения.
32. Установка по п.26, в которой упомянутый источник питания является источником, генерирующим на выходе постоянный ток с наложенными импульсами.
AN
C0
33. Установка по п.26, причем внутреннее пространство упоминаемого ограничителя, в основном, U-образной формы, по меньшей мере, в одной плоскости сечения, упомянутый анодный электрод расположен на расстоянии от дна и вдоль дна упомянутого U-образного внутреннего пространства, рассматриваемого в упомянутой плоскости сечения, при этом упомянутый анод в упомянутой плоскости имеет протяженность W, упомянутое дно упомянутого внутреннего пространства упомянутого ограничителя выбрано протяженностью W, с соблюдением соотношения:
AN
C0
AN
W  < W ≤ W +2 DSD,
где DSD - толщина темного пространства в условиях, в которых установка предназначена к эксплуатации.
AN
34. Установка по п.26, в которой внутреннее пространство упоминаемого ограничителя, в основном, U-образной формы, по меньшей мере, в одной плоскости сечения, и упомянутый анодный электрод смонтирован на расстоянии от дна и вдоль дна упомянутого U-образного внутреннего пространства, рассматриваемого в упомянутой плоскости сечения, упомянутый анод в упомянутом плане имеет протяженность W, плечи упомянутого внутреннего U-образного пространства упомянутого ограничителя имеют протяженность L с соблюдением соотношения:
ΛM
ΛM
0,5 W ≤ L ≤ 1,5 W.
35. Установка по п.26, в которой упомянутый держатель подложки смонтирован внутри упомянутой вакуумной камеры так, чтобы расположить упомянутую область поверхности на расстоянии d от плоскости, определяемой упомянутым отверстием, и где соблюдается соотношение:
2 см ≤ d ≤ 10 см.
36. Установка по п.26, в которой упомянутый, по меньшей мере, один катодный источник электронов испускает, в основном, только электроны.
37. Установка по п.36, в которой упомянутый катодный источник электронов является или катодом прямого накаливания или полым катодом.
38. Установка по п.26, в котором упомянутый катодный источник испускает электроны и материал источника в направлении упомянутой реакционной зоны и при этом, кроме того, содержит между упомянутым катодным источником электронов и упомянутым держателем обрабатываемого изделия подвижную заслонку, при этом заслонка приводится в движение от закрытого положения, закрывая эмитирующую поверхность упомянутого катода, до открытого положения, находясь в удалении от упомянутой поверхности и упомянутого катода.
39. Установка по п.38, в которой упомянутый катодный источник электронов является мишенью ионного распыления или испарения в дуговом разряде.
40. Установка по одному из пп.26-29, 32-39, которая является установкой очистки методом травления, причем упомянутая установка очистки методом травления дополнительно функционирует в следующих рабочих режимах:
режиме очистки травлением ионами металлов, в котором упомянутый катодный источник электронов испускает электроны и металл источника и только отчасти закрыт заслонкой, которая расположена между эмитирующей поверхностью упомянутого катода и упомянутым держателем подложки;
режиме нагрева, в котором упомянутый анодный электрод отсоединен от упомянутого источника питания, а упомянутый держатель подложки, как анод, функционально соединен с упомянутым катодным источником электронов через упомянутый источник питания;
режиме нанесения покрытия.
41. Установка по п.30, которая является установкой очистки методом травления, причем упомянутая установка очистки методом травления дополнительно функционирует в следующих рабочих режимах:
режиме очистки травлением ионами металлов, в котором упомянутый катодный источник электронов испускает электроны и металл источника и только отчасти закрыт заслонкой, которая расположена между эмитирующей поверхностью упомянутого катода и упомянутым держателем подложки;
режиме нагрева, в котором упомянутый анодный электрод отсоединен от упомянутого источника питания, а упомянутый держатель подложки, как анод, функционально соединен с упомянутым катодным источником электронов через упомянутый источник питания;
режиме нанесения покрытия.
42. Установка по п.31, которая является установкой очистки методом травления, причем упомянутая установка очистки методом травления дополнительно функционирует в следующих рабочих режимах:
режиме очистки травлением ионами металлов, в котором упомянутый катодный источник электронов испускает электроны и металл источника и только отчасти закрыт заслонкой, которая расположена между эмитирующей поверхностью упомянутого катода и упомянутым держателем подложки;
режиме нагрева, в котором упомянутый анодный электрод отсоединен от упомянутого источника питания, а упомянутый держатель подложки, как анод, функционально соединен с упомянутым катодным источником электронов через упомянутый источник питания;
режиме нанесения покрытия.
43. Установка по п.26, дополнительно содержащая в упомянутой вакуумной камере вспомогательный анодный электрод и контрольный блок переключения, который подключает функционирование упомянутого вспомогательного электрода вместо упомянутого анодного электрода на первый отрезок времени, который значительно короче отрезков времени непосредственно до и после упомянутого первого отрезка времени.
44. Установка по п.43, в которой упомянутый вспомогательный электрод размещен значительно ближе к упомянутому катодному источнику электронов, чем к упомянутой анодной конструкции.
45. Установка по п.43 или 44, в которой упомянутое переключающее устройство имеет управляющий входной сигнал, функционально связанный, по меньшей мере, с одним из выходных сигналов таймера или детектора начала дугообразования.