Способ компенсации старения мишени для осуществления стабильного процесса реактивного распыления - RU2016103226A

1. Способ осуществления процесса нанесения покрытия, включающий методы распыления, в которых по меньшей мере одну мишень распыляют в атмосфере, содержащей по меньшей мере один активный газ, а значения характеристик распыления и/или скорости нанесения покрытия поддерживают по возможности в пределах заданных целевых значений, отличающийся тем, что отклонение значений характеристик распыления и/или скорости нанесения покрытия от целевых значений поддерживают в допустимом диапазоне отклонений для нужд промышленного применения путем регулирования парциального давления активного газа p_{активного_газа} в зависимости от веса мишени w_мишени.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мишень используют в качестве катода путем подачи мощности на мишень от источника питания таким образом, что плотность мощности на мишени поддерживают постоянной во время распыления мишени.

3. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что парциальное давление активного газа p_{активного_газа} регулируют в зависимости от веса мишени w_мишенив соответствии с корреляциейp_{активного_газа}/w_мишени,предварительно определенной при соответствующих условиях нанесения покрытия.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что корреляцию p_{активного_газа}/w_мишени определяют перед осуществлением процесса нанесения покрытия, используя способ, включающий по меньшей мере следующие этапы:

a) обеспечение установки нанесения покрытия и других необходимых элементов, а также по меньшей мере одной мишени, предпочтительно, мишени не бывшей в употреблении, того же типа, который необходим для осуществления процессов покрытия в соответствии с процессом нанесения покрытия, упомянутым в п. 3;

b) измерения веса мишени до осуществления i-го процесса нанесения покрытия для получения W_{мишени_i_исходный};

c) осуществление i-го процесса нанесения покрытия для напыления пленки f_i, с поддержанием всех параметров процесса нанесения покрытия в соответствии с процессом нанесения покрытия, упомянутым в п.3, за исключением парциального давления активного газа, которое варьируется в начале i-го процесса нанесения покрытия до регулирования значения парциального давления активного газа p_{активного_газа_i},при котором достигаются заданные целевые значения характеристик распыления, после чего поддерживают постоянное значение парциального давления активного газа p_{reactive_gas_i} до завершения времени процесса нанесения покрытия t_i;

d) измерение веса мишени после завершения i-го процесса нанесения покрытия для получения W_{мишени_i_конечный}, предпочтительно, также измерение толщины пленки f_i, напыленной в процессе i-го нанесения покрытия;

e) повторение этапов b, c и d для i=1, 2, ..., N, где N>2;

g) определение корреляции p_{активного_газа}/w_мишени, используя измеренные значения p_{активного_газа_i}и W_{мишени_i_исходный} или p_{активного_газа_i}и (W_{мишени_i_исходный} + W_{мишени_i_конечный})/2.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что число i=n, соответствующее общему количеству процессов нанесения покрытий, которые необходимо выполнить для определения корреляции p_{активного_газа}/w_мишени, выбирают с учетом толщины мишени, предпочтительно так, чтобы самая большая величина n была ограничена достижением самой низкой толщиной мишени, при которой механическая устойчивость мишени не была бы поставлена под угрозу.

6. Способ по любому из пп. 4 или 5, отличающийся тем, что время нанесения покрытия t_i выбирают как можно большим с той целью, чтобы напылить пленку f_i, с достаточно большой толщиной для достоверной оценки средней скорости напыления в процессе нанесения i-го покрытия, предпочтительно, чтобы t_i сохранялось неизменным для каждого процесса нанесения i-го покрытия.

7. Способ по любому из пп. 4-6, отличающийся тем, что время покрытия t_i для каждого i-го процесса нанесения покрытия выбирают таким образом, чтобы отклонение характеристик распыления и/или значения скорости покрытия от мишени к мишени поддерживалось в пределах допустимого диапазона отклонений для целей промышленного производства во время каждого процесса нанесения i-го покрытия, предпочтительно, чтобы t_i сохранялось неизменным для каждого процесса нанесения i-го покрытия.

8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что исходный вес мишени W_{мишени_исходный} измеряют перед началом процесса нанесения покрытия, а парциальное давление активного газа p_{активного_газа} регулируют с самого начала процесса нанесения покрытия и поддерживают постоянным в процессе нанесения покрытия.

9. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что вес мишени W_мишени измеряют с самого начала и/или во время процесса нанесения покрытия, а парциальное давление активного газа p_{активного_газа} регулируют с самого начала и/или во время процесса нанесения покрытия.

10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что парциальное давление активного газа p_{активного_газа} регулируют автоматически.

11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что по меньшей мере одна мишень содержит по меньшей мере один элемент, такой как Ti, Al, Si, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mn, Fe, Co, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd.

12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что по меньшей мере один активный газ является азотом или кислородом или углеродсодержащим газом или смесью, содержащей по меньшей мере два из них.

13. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что атмосфера покрытия содержит хотя бы один инертный газ, предпочтительно, аргон, или неон, или криптон или смесь, содержащую по меньшей мере два из них.

14. Способ по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что технология распыления включает метод магнетронного распыления и/или метод магнетронного распыления с ионным покрытием и/или метод HIPIMS.

15. Подложка, покрытая с использованием покрытия, включающего по меньшей мере одну пленку, полученную в процессе нанесения покрытия, выполненном согласно способу по любому из пп. 1-14.

16. Установка для осуществления процесса нанесения покрытия в соответствии со способом по любому из пп. 1-15, отличающаяся тем, что установка содержит устройство для автоматического измерения веса мишени W_мишени.

17. Установка для осуществления процесса нанесения покрытия в соответствии со способом по любому из пп. 1-15 или установка согласно п. 16, отличающаяся тем, что установка содержит устройство для автоматического регулирования парциального давления активного газа.