2. Оборудование и материалы

Экспериментальная установка магнетронного распыления изготовлена на базе серийно выпускаемой модели. Схема вакуумной системы установки распыления представлена на рис. 7.9.

Рис. 7.9. Схема вакуумной системы

Предварительная откачка воздуха из системы и рабочей камеры 8 осуществляется механическим вакуумным насосом 4 через электромагнитные клапаны 5, форвакуумный баллон 3 и электромагнитный клапан 6. Высокий вакуум создается диффузионным насосом 2 через затвор 1. Напуск рабочего газа Ar в рабочую камеру из газового баллона 11 осуществляется через рабочую камеру 8. Для напуска воздуха в рабочую камеру перед подъемом колпака после выключения механического насоса используется электромагнитный клапан 7. Для измерения давления в различных участках системы предусмотрены манометрические преобразователи 9 и 10.

Основные технические характеристики МРС экспериментальной установки:

Предельное остаточное давление 10^-4 Па

Потребляемая мощность 5 кВт

Напряжение на мишени 0.3-1 кВ

Разрядный ток 1.5 А

Плотность ионного тока < 100 мА/см²

Расстояние между подложкой и мишенью 5 см

Скорость осаждения < 30 нм/с

Вид движения подложек планетарное вращение

Температура разогрева подложек < 100 С

3. Порядок выполнения работы и указания по технике безопасности

3.1. Последовательность выполнения операций по осаждению пленок

Перед работой на установке магнетронного распыления необходимо непосредственно на рабочем месте ознакомиться с инструкцией безопасности работы в лаборатории, рабочей инструкцией и расположением узлов и устройств управления установки и получить допуск к работе. Перед началом работы следует визуально проверить целостность изоляции токопроводящих частей установки, крепление баллонов со сжатым газом и ограждение движущихся частей и механизмов форвакуумного насоса. После этого необходимо:

– подать на установку электропитание, для чего нажать кнопку «Сеть» на передней панели;

– открыть кран подачи холодной воды для охлаждения необходимых узлов установки;

– включить компрессор, для чего нажать кнопку «Вкл.» на панели компрессора;

– включить форвакуумный механический насос, для чего нажать кнопку «Вкл. ф. н.»;

– открыть электромагнитный клапан и откачать диффузионный насос до давления 1 Па, для чего нажать кнопку «Откачка д. н.»;

– включить диффузионный насос и выдержать 45 минут, для чего нажать кнопку «Вкл. д. н.»;

– поднять колпак рабочей камеры и произвести загрузку деталей;

– опустить колпак;

– отпустить кнопку «Откачка д. н.», нажать кнопку «Отк. кам.» и откачать воздух из рабочей камеры до давления 1 Па;

– отключить кнопку «Отк. кам.» и нажать кнопку «Отк. д. н.». Нажатием кнопки «Затвор» открыть затвор. Через 2 минуты включить прибор ВИТ-2 для контроля высокого вакуума;

– при достижении вакуума 5  10^-5 мм рт. ст. (6,6  10^–3 Па) начать процесс напыления. Для этого необходимо открыть кран подачи воды для охлаждения магнетрона, открыть редуктор на баллоне с Ar и через электромагнитный клапан 12 напустить Ar в камеру до давления 7  10^–4 мм рт. ст. (9  10^–2 Па); включить привод вращения планетарного подложкодержателя; таймером установить необходимое время напыления; включить высоковольтный блок питания магнетрона; провести процесс напыления;

– по истечении выбранного времени отключить высоковольтный блок питания магнетрона, закрыть редуктор на баллоне с Ar и натекатель, выключить вакуумметр ВИТ-2, отключить привод вращения подложкодержателя и закрыть затвор (кнопка «Затвор»); закрыть электромагнитный клапан 6 (кнопка «Отк. клап.») и через электромагнитный клапан 7 напустить воздух в камеру; поднять колпак рабочей камеры, выгрузить подложки с напыленным слоем; опустить колпак.

Процесс напыления следует провести трижды, с разной длительностью – 5, 10 и 15 минут.