187686. lajstromszámú szabadalom • Berendezés sik szubsztrátumra kiválasztott bevonó anyagból filmbevonat ráporlasztására és eljárás a berendezés üzemeltetésére
1 187 686 2 A találmány tárgya berendezés sík szubsztrátumra kiválasztott bevonó anyagból filmbevonat ráporlasztására, amelynek légteleníthető bevonó kamrája, a bevonó kamrába vízszintesen beszerelt katód van, a katódon belül mágneses eszköz van, továbbá a bevonó kamrában a szubsztrátumot vízszintesen alátámasztó és azt a porlasztóit anyag felfogására a mágneses eszköz előtt mozgató eszköze van. A találmány tárgya továbbá eljárás a találmány szerinti berendezés üzemeltetésére. A katódporlasztást széles körben használják vékony filmbevonatok készítésére szubsztrátumokon. Ennek az eljárásnak a lényege általában abban áll, hogy egy, a porlasztandó anyagból lévő lapos céltárgyat ionokkal bombáznak, ionizált gázatmoszférában, egy légteleníthető bevonókamrában, amely kamrában szabályozható vákuum tartható fenn, a porlasztandó céltárgy anyagi részecskéi lecsapódnak és vékony filmbevonatot alkotnak a bevonandó szubsztráton. A céltárgy, amelyre a porlasztandó bevonó anyagból lévő réteget visznek fel, általában hosszúkás, négyszögletes alakú, amelyet a bevonandó szubsztrátummal együtt vagy folyamatosan vagy szakaszosan mozgatnak egymás előtt. A céltárgy lemezének hosszanti tengelye keresztirányú a szubsztrátum mozgatási irányára. Annak érdekében, hogy a kicsapódás mértékét megnöveljék, mágneses megnövelt katódokat javasoltak. Ezeket a katódokat sík magnetron katódoknak ismerik, és hagyományosan permanens mágneseknek egy olyan elrendezését tartalmazzák, amelyek zárt hurkot alkotnak, és rögzített helyzetben vannak felszerelve a lapos céltárgyhoz képest. Ily módon az előállított mágneses tér zárt hurkot alkot, amelyet szokásos „lóversenypályának” is nevezni, amely jól jellemzi azt a nyomvonalat vagy tartományt, amely mentén a céltárgy anyagának porlasztása vagy eróziója létrejön. A hagyományos lapos lemezből levő céltárgynak azonban egyik hátránya, hogy a lóversenypályaalak, amely mentén a porlasztás létrejön, viszonylag keskeny, és így az erózió viszonylag keskeny, gyűrű alakú tartományban jön létre a mágneses tér zárt hurok alakjának megfelelően. Ennek eredményeképpen a céltárgy teljes anyagának csak egy viszonylag kis része, az úgynevezett „lóversenypálya" részen fogy el, amikor a céltárgyat már ki kell cserélni. A találmány elé célul tűztük ki egy új rendszerű magnetron katód kialakítását, amely lényegesen különbözik a korábban javasolt, sík alakú magnetron katódoktól, és amellyel - megtartva a nagy lecsapódási mérték előnyét - a céltárgy anyagának sokkal nagyobb hatásfokú és maximális hasznosítása válik lehetővé, és amellyel ezáltal a használati időtartam lényegesen megnövelhető. A kitűzött célt a találmány szerinti berendezéssel értük el, amelynél a katódszerelvény egy hosszúkás hengeres cső, amelynek a külső felületén a porlasztandó anyagból levő réteg van, a hengeres csőben levő mágneses eszköz mentén hosszirányban húzódó porlasztó zóna van, továbbá a hengeres csövet hossztengelye körül forgató szerve van. Az előnyös kiviteli alak szerint a mágneses eszköz egyes mágnesek elrendezéséből áll, amelyek a csövön belül hosszirányban, legalább egy sorban vannak elrendezve. Egy további kivitelnél a mágnesek permanens mágnesek. Egy még előnyösebb kiviteli alaknál a mágnesek U-alakú permanens mágnesek, amelyeknek a szárai a csövön belül hosszirányban elnyúló mágneses szalagokhoz vannak rögzítve. A berendezés egy további kiviteli alakjánál a mágneses szalagok a cső falánál vannak elrendezve, és a cső fala felé néző felületük alakja a cső belső felülete görbületének felel meg. Egy előnyös kiviteli alak szerint a cső egyik vége zárt, másik vége nyitott, és a csövön belül hosszirányban elnyúló vezetéke van, amelynek külső végén hűtőfolyadék csatlakozó van, és a vezetéken a cső belsejébe torkolló nyílások vannak. Egy további előnyös kivitelnél a mágneses eszköz a vezetékhez, azzal együttforgóan van rögzítve, és a vezeték a hossztengelye körül a csőhöz képest elforgatható. A berendezés egy további előnyös kiviteli alakjánál egy bevonó kamrában több katódszerelvény van, amelyek egy síkban, egymással párhuzamosan vannak elrendezve, és a szomszédos katódszerelvények mágneses szalagjai ellentétes végeiken egymás felé hajlanak és közöttük permanens mágnesek vannak elrendezve. Egy még előnyösebb kiviteli alak szerint a mágnesek két párhuzamos sorban vannak, és a két sor mágnesei váltakozva és egymást átlapolva vannak elrendezve. A berendezés egy további kiviteli változata szerint második, hosszúkás csövet is tartalmaz, amely az első csőbe, azzal koncentrikusan és ahhoz térközzel rögzített helyzetben van beszerelve, továbbá az első és második cső között hűtőközeget vezető tere van. Egy még további előnyös kivitelnél az első csőnek véglapjai vannak, amelyen belül a második csőnek az első cső véglapjaihoz térközzel elrendezett véglapjai vannak, továbbá az első és második cső közötti térbe az egyik végén hűtőközeget bevezető tápcsöve, a másik végén a hűtőközeget a térből elvezető vezetéke van. A találmány tárgya továbbá eljárás a találmány szerinti berendezés üzemeltetésére, melynek során a csövet a porlasztás művelete alatt hossztengelye körül folyamatosan forgatjuk, és ily módon a porlasztandó anyag különböző részeit a porlasztáshoz a porlasztó zónába hozzuk, és egyidejűleg a sík szubsztrátumot a porlasztó zóna mentén folyamatosan mozgatjuk. A találmányt az alábbiakban részletesebben ismertetjük a mellékelt rajzok segítségével, ahol az 1. ábra egy bevonó kamra függőleges hosszmetszetét ábrázolja, amelyben a találmány szerinti magnetron katód oldalról látható; a 2. ábra az 1. ábra 2-2 vonala mentén vett vízszintes hosszmetszete; a 3. ábra az 1. ábra oldalnézete; a 3A. ábra az egyik mágneses szalag egy részének perspektivikus képe; a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 1
