СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАСПЫЛЯЕМОЙ МИШЕНИ МАГНЕТРОННОГО ИСТОЧНИКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ
METHOD FOR PRODUCING SPATTERING TARGET OF MAGNETRON SOURCE FOR COATING DEPOSITION

Изобретение относится к вакуумной напылительной технике, используемой в электронной промышленности, а именно к способам изготовления распыляемых мишеней. Наиболее широко применяют планарные магнетроны (Минайчев В.Е. Нанесение пленок в вакууме. - М.: Высшая школа, 1989 г. - 108 с.). Их основным недостатком является низкий коэффициент использования материала покрытия при его распылении. Мишень должна обеспечивать высокий коэффициент использования материала, что особенно важно, так как она изготавливается из особо чистых и дорогостоящих материалов. Степень химической чистоты материала мишени в первую очередь оказывает влияние на качество наносимого пленочного покрытия, а также на устойчивость и стабилизацию процесса распыления.
Известен способ изготовления и реставрации мишени для магнетронного распыления в вакууме (Патент РФ 2068886, С23С 14/35, 1996), включающий изготовление основы из металла расходуемой части, но с допустимым превышением количества примесей относительно расходуемой части на 0,0049-0,135%, а расходуемую часть формируют из прутка алюминия особой чистоты и после заполнения им углубления основы всю мишень нагревают до 330-450°С и запрессовывают расходуемую часть в углубление.
К недостаткам известного способа можно отнести то, что способ не учитывает существующие отклонения конфигурации электрических и магнитных полей, которые наблюдаются в процессе нанесения покрытий, поэтому не гарантирует получения абсолютной чистоты химического состава наносимых покрытий, так как в основе имеются незначительные примеси и он применим только для нанесения алюминиевых покрытий.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления мишени магнетронного источника, включающий выполнение углубления в основе распылением материала основы в магнетронном источнике с заполнением углубления материалом покрытия, который принят за прототип (Авторское свидетельство СССР №1025754, С23С 15/00, 1983).
Недостатком известного способа является то, что при отклонении конфигурации электрических и магнитных полей происходят смещения зон плазмы и эрозии, приводящие к распылению материала основы и загрязнению химического состава покрытия, снижающие их качество.
Задача изобретения - обеспечение необходимого качества напыления особо чистых дорогостоящих материалов.
Задача достигается тем, что в способе изготовления распыляемой мишени магнетронного источника для нанесения покрытия, включающем выполнение углубления в металлической основе распылением материала металлической основы в магнетронном источнике и заполнение углубления материалом покрытия, симметрично с двух сторон проводят механическую обработку выполненного в металлической основе углубления и обеспечивают увеличение его ширины на 28…30% путем снятия материала металлической основы по профилю углубления для устранения распыления основы в случае отклонения конфигурации электрических и магнитных полей.
Длительные наблюдения за процессом нанесения покрытий показали (см. фиг), что максимальные отклонения электрических (1) и магнитных полей (2) от идеальной формы могут достигать 25-28%. При этом смешиваются зоны плазмы (3) и эрозии (4), что приводит к распылению материала основы, который загрязняет химический состав покрытия.
2
1
Мишень планарного магнетронного источника для распыления серебра была получена в виде диска из нержавеющей стали (Х18Н10Т) диаметром 170 мм и толщиной 10 мм с углублением 5 мм. Углубление нужной формы было получено ионным распылением в планарном магнетронном источнике. Затем механической обработкой ширина углубления d была увеличена на 28…30% по сравнению с первоначальной шириной d снятием металла по профилю углубления. Нанесение покрытия осуществляется на тех же режимах, что и при получении углубления в основе.
Результаты проведенных исследований показали, что при применении заявляемого способа обеспечивается чистота химического состава наносимых покрытий, это гарантирует качество покрытия, что важно в электронной промышленности.