191712. lajstromszámú szabadalom • Mágneses katódporlasztó berendezés és ehhez való forgatható porlasztó katód
2 1 A találmány tárgya egy kát ódporiasztó berendezés, különösen egy javított kivitelű forgatható magnetron kát ód. A 4 356 073 számú amerikai szabadalmi leírás, amelyet 1983. október 26-án adtak ki, olyan forgatható katódot ismertet, amely egy vákuum alá helyezhető bevonókamrában van elhelyezve, és hosszúkás, hengeres, csőalakú elemet tartalmaz, amely hossztengelye körül forgatható, és amely a kívánt bevonóanyagból levő réteggel rendelkezik. Ezt a bevonóanyagot kell a bevonókamrán keresztülhaladó, lényegében sík-alakú szbusztrátumokra ráporlasztani, közvetlenül azok külső felületére. Ebben az eniített szabadalmi leírásban azt is leírták, hogy különböző bevonóanyagoknak a porlasztásához a forgatható csőalakú elem külső felületének különböző részeit vagy szegmenseit lehet a porlasztóhelyzetbe hozni, amelyen az illető kiválasztott bevonóanyag van. Dymódon lehetőség van egyetlen forrásból egy szubsztrátumra különböző anyagok ráporlasztására. Az egyazon targetról történő különböző bevonóanyagoknak a porlasztási eljárása azonban bizonyos határozott korlátozásokat jelent. így, ha valamely résznek vagy szegmensnek a bevonóanyaga lefogyott, akkor a katódot ki kell venni a bevonókamrából, a felületét megtisztítani, és friss bevonóanyaggal ellátni; arra költséges és időigényes művelet. Ezzek megnövekszik a munkaköltség, ugyanakkor ezen idő alatt a katód termelése elvész. Fennáll annak is a veszélye, hogy az új anyag felvitelekor ez az új anyag a szomszédos különböző bevonóanyagokat átfedi. A katód tisztítása szükséges, mivel a bevonóanyag nem fogy le tökéletesen, és valamennyi anyag a lefogyás után is visszamarad. A találmány elé célul tűztük ki egy javított, új, forgatható magnetron katódnak a kialakítását, különböző bevonóanyagok porlasztására, amelynél a lefogyott bevonóanyag könnyen és gyorsan kicserélhető ugyanolyan, vagy másfajta bevonóanyaggal. A kitűzött célt a találmány szerint úgy értük el, hogy egy olyan forgatható magnetron katódot alkalmazunk, amely hosszúkás, hengeres, csőalakú elemet tartalmaz, amelynek több, különálló target szalagja van, amely tartget szalagok a csőalakú elemre eltávolíthatóan vannak rögzítve, ezek a target szalagok a csőalakú elem tengelyének irányában húzódnak, és egymással párhuzamosan, de egymástól térközzel elválastva helyezkednek el a csőalakú elem kerületén. A találmány szerinti megoldás egy előnyös kiviteli alakja szerint a forgatható magnetron katódnak mágneses eszközei vannak, amelyek a csőalakú elembe vannak beszerelve, továbbá a csőalakú elemet forgató szerve van, amelynek segítségével a kiválasztott target szalag vagy szalagok a mágneses eszközzel szembeni porlasztó helyzetbe hozhatók. A találmány tárgyát képezi továbbá egy magnetron katód porlasztó berendezés, amelynél a forgatható katód egy vákuum alá helyezhető bevonókamrába van beszerelve, és a bevonó kamrában a lényegében sík-alakú bevonandó szubsztrátumokat a porlasztó helyzetben levő target szalag vagy szalagok előtt továbbítják annak érdekében, hogy a leporlasztott anyagot felfogják. A találmány szerinti berendezést az alábbiakban a mellékelt rajzokon bemutatott kiviteli példa kapcsán ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra egy bevonókamra függőleges metszete, amelyben Oldalnézetből a találmány szerinti kialakítású magnetron katód látható, a 2. ábra a bevonókamrának és a katódnak oldalnézete, végül a 3. ábra az 1. ábra 3-3 vonala mentén vett metszet oldalnézete. A rajzokon látható 10 katóds/erclvény vízszintesen van a vákuum alá helyezhető 11 bevonókamrába beszerelve. A 11 bevonókamra lényegében szögletes, és 12 fenékfallal, 13 felső falla, a két végén 14 és 15 véglappal, és az ábrán fel nem tüntetett oldalfalakkal rendelkezik. A 12 fenékfal, valamint a 13 felső fal a hermetikusan záró 16 és 17 tömítéseknél csatlakozik a 14 és 15 véglapokhoz. Az oldalfalak hasonlóan tömitetten csatlakoznak a 12 fenékfalhoz. A 11 bevonókamra szivattyúzására, illetve kívánt nyomásra való leszivatására egy 18 vákuumszivattyú szolgál. Abban az esetben, ha a 11 bevonókamrába gázok bevezetésére lenne szükség, akkor ezt a 20 szeleppel ellátott 19 vezetéken keresztül lehet bevezetni. A 10 katódszekrény egy hosszúkás, hengeres 21 csőalakú elemből áll, amely a 10 bevonókamrába van beszerelve, amely 21 csőalakú elem alsó részébe van beszerelve a 22 mágneses eszköz. A 21 csőalakú elem egy megfelelő, nem mágneses anyagból van kialakítva, mint például sárgarézből vagy rozsdamentes acélból, és amelynek az átmérője, falvastagsága és hossza működésének megfelelően van kialakítva. A 21 csőalakú elem végein egy belső 23 véglappal, valamim egy kiásó 24 véglappal van lezárva. A belső 23 véglapot egy 25 forgócsap tartja, amely egy 26 konzolcsapágyban van, és a 26 konzolcsapágy a 11 bevonókamra 14 véglapjára van 26a csavarral vagy hasonlóval rögzítve. A 21 csőalakú elem külső végén egy 27 perselyben van felfogva, amely 27 persely a 11 bevonókamrának 15 véglapjában van. A 21 csőalakú elemet 28 és 29 tömszelencék veszik körül, amelyek a 11 bovonókamrának a 15 véglapjához vannak 30 csavarokkal rögzítve. Amint azt már fentebb említettük, a bevonóanyagot szokásos módon a 21 csőalakú elem külső felületére viszik fel. A találmány szerint azonban több, egymástól különálló 31 target szalagot használunk, valamennyi 31 target szalag külső felületére a porlasztandó, kívánt 32 bevonóanyagot visszük fel. A 31 target szalagok bármilyen előnyös szélességgel rendelkezhetnek, és a hosszúságuk lényegében a 21 cső alakú elem hosszúságának felel meg. A 31 target szalagok egymáshoz képest térközzel és párhuzamosan vannak elrendezve a 21 csőalakú elem kerületén. A 31 target szalagok a 21 csőalakú elemre eltávolíthatóan vannak rögzítve a 33 rögzítőlécek segítségével, amely 33 rögzítőlécek két szomszédos 31 target szalag között vannak elhelyezve, és a 21 csőalakú elemhez 33a csavarok segítségével vannak rögzítve. A 31 target szalagok a 21 csőalakú elemen kiképzett 34 hornyokban vannak, és két oldalukon 35 bordával rendelkező pereműk van, amelyek kapcsolódnak a 33 rögzítőlécekkel. A 33 rögzítőlécek ilymódon tartják a helyükön a 31 target szalagokat. Nyilvánvaló, hogy amennyiben egy 31 target szalagon levő bevonóanyag lefogy, akkor az illető 31 target szalagot könynyenel lehet távolítani a 33a csavarok eltávolításával, és helyükre gyorsan és könnyen lehet egy új bevonóanyaggal rendelkező 31 target szalagot behelyezni. A bevonóberendezés működése továbbfolytatható, miközben az eltávolított 31 target szalagot tisztítják, és friss bevonóanyaggal látják el. Ilymódon a berendezés működésében sok idő és költség takarítható meg. A katódszerelvénynek a működés közbeni kívánatos 191.712 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
