Система стабилизации процесса реактивного магнетронного распыления

Abstract

Пленочные покрытия сегодня позволяют создать большое количество разнообразных структур в электронике, микроэлектронике, оптике, архитектуре и строительстве. Лидирующими технологиями в этой области являются магнетронные технологии осаждения. Проблемой магнетронных методов осаждения является недостаточная воспроизводимость состава и свойств покрытий, обусловленная неустойчивостью параметров магнетронного разряда при наличии реактивного газа. Существуют системы стабилизации, которые позволяют получать воспроизводимые пленки, однако все они имеют ряд недостатков. Целью работы являлась разработка системы стабилизации процесса реактивного магнетронного распыления для технологий нанесения пленочных покрытий, которая устранила бы описанные недостатки существующих систем. Разработанная система стабилизации является модульной и состоит из датчиков, исполнительных устройств, микрокомпьютера с управляющим программным обеспечением, а также устройств, обеспечивающих взаимодействие датчиков и исполнительных устройств с микрокомпьютером. Датчиками системы могут выступать вакуумметры или датчики давления, датчики разрядного тока и напряжения распылителей, оптические датчики регистрации интенсивности спектральных элементов излучения плазмы магнетронного разряда. Исполнительными устройствами системы являются натекатели газов, а также клапана. Количество и тип датчиков и исполнительных устройств определяются исходя из конфигурации технологической установки и требований к проводимым процессам. Управляющее программное обеспечение позволяет гибко настраивать систему (формировать контуры управления, т.е. задавать в соответствие датчики и исполнительные устройства и выбирать алгоритм управления, задавать параметры и режимы работы контуров управления). Таким образом разработанная система является адаптируемой к широкому кругу технологических установок и проводимых процессов. Работоспособность системы была подтверждена при проведении процесса магнетронного осаждения пленки оксида титана. Отклонение уровня сигналов датчиков от требуемых значений при проведении процесса не превышало 3 %, что позволяет получать качественные покрытия.