DK160154B - Apparat og fremgangsmaade til magnetronkatodeforstoevning - Google Patents

Description

DK 160154 B

Den foreliggende opfindelse omhandler et apparat til mag-netronkatodeforstøvning.

Formålet med denne opfindelse er at frembringe et magne-5 tronkatodestøvningsapparat, der gør det muligt samtidigt at belægge et stort antal genstande eller substrater.

Ifølge den foreliggende opfindelse indeholder apparatet et belægningskammer, der kan gøres lufttomt, i hvilket 10 der er fastgjort en central cylindrisk katode, og det er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne. Hver af de i apparatet indgående katoder omfatter en rørformet del, på hvis ydre overflade det belægningsmateriale, der skal forstøves, anbringes. I hver af 15 de nævnte katoder er der anbragt magnetenheder for at forøge katodernes virkning, og der cirkuleres kølemedie gennem katoderne. Hver af katoderne roteres, idet magnetenhederne deri forbliver stationære. En genstand- eller substratbæreenhed er fastgjort mellem den centrale 20 katode og hjælpekatoderne og bringes til at dreje omkring den centrale katode i en planetarisk bevægelse, samtidigt med at genstandene eller substraterne, der bæres af bærerenheden, roteres, hvorved alle genstandenes eller substraternes overflader eller arealer belægges med det 25 belægningsmateriale, der sprøjtes fra katoderne.

Opfindelsen omhandler også en fremgangsmåde til samtidig forstøvningsbelægning af et antal af genstande og er ejendommelig ved anvendelsen af en centralt anbragt lang-30 strakt cylindrisk magnetronkatode og et antal cylindriske langstrakte hjælpemagnetronkatoder, der omgiver den nævnte centrale katode i et kammer, der kan evakueres, rotation af hver af de nævnte katoder omkring dens langsgående akse, og at understøtte et antal genstande, der 35 skal belægges, mellem den nævnte centrale katode og de nævnte hjælpekatoder i en vis afstand fra disse, og at rotere genstandene og samtidig dreje genstandene, i

DK 160154B

2 planetagtige baner, omkring den centrale katode og forbi hjælpekatoderne. Den foreliggende opfindelse forklares nærmere i den følgende beskrivelse, i hvilken der henvises til tegningen, af hvilken: j 5 i fig. 1 er et lodret langsgående snit af et forstøvningsapparat, opbygget i overensstemmelse med den foreliggende ! opfindelse, 10 fig· 2 er et detailtværsnit ifølge linierne 2-2 i fig. 1, fig. 3 er et tværsnit gennem apparatet ifølge linierne 3-3 i fig. 1, 15 fig. 4 er et tværsnit gennem den centrale katode ifølge linierne 4-4 i fig. 1, og fig. 5 er et tværsnit gennem en af hjælpekatoderne ifølge linierne 5-5 i fig. 1.

20

Der henvises nu til tegningens fig. 1. Her er vist et evakuerbart belægningskammer 10, der består af en langstrakt cylindrisk væg 11, hvis modstående ender er lukket med endevæggene 12 og 13. Fastgjort centralt i belæg-25 ningskammeret 10 og strækkende sig i dettes langsgående retning, er en central cylindrisk katode 14. Et antal cylindriske hjælpekatoder 15 er anbragt i belægningskammeret, i lige stor afstand omkring den centrale katode 14 og parallelt dermed.

30

Den centrale katode 14 indeholder en langstrakt rørformet del 16, på hvis ydre overflade et lag 17 af det materiale, der skal forstøves, er påført (fig. 4). Den rørformede del 16 er i den ene ende lukket med en hætte 18 og er 35 i den modsatte ende fastgjort til en bæreknægt 19, hvilken bæreknægt er fastgjort til endevæggen 12 med boltene 20. Mellem bæreknægten 19 og væggen 12's modstående 3

DK 160154 B

flader er der anbragt O-ringe 21 eller lignende. Bære-knægtene 19 indeholder en forlængelse 27, der går igennem en åbning i væggen 12. Inden i den rørformede del 16 er der koncentrisk dermed anbragt en anden rørformet del 23, 5 der i den ene ende understøttes af en tap 24, der er roterbart fastgjort i hætten 18, og den modsatte ende understøttes af en aksel 25, der strækker sig gennem bæ-reknægten 19 og endevæggen 12 og er omgivet af en pakning 26. Den inderste rørformede del 23 drives af en motor 27, 10 der er fastgjort på endevæggen 12, via et tandhjul 28, der er tappet på motorakslen 29, og i indgreb med et tandhjul 30, der er tappet på akslen 25's frie ende.

Den centrale katode 14 er indrettet til at blive kølet 15 indvendigt ved cirkulation af et kølemedie, såsom vand, gennem rummet 31, mellem den inderste rørformede del 23 og den yderste rørformede del 16. Kølemediet kan indføres gennem et rør 32, der strækker sig igennem bæreknægten 19, og udtages gennem et rør 33.

20

Den centrale katode 14 er en magnetronkatode, og for at opnå denne virkning er der i den indvendige rørformede del 23 anbragt en magnetenhed, der består af et antal U-formede permanentmagneter 34. Som det er vist i fig. 4, 25 er magneterne anbragt i fire rækker a, b, c og d, der er anbragt i lige stor afstand omkring den rørformede del 23's indre omkreds og strækker sig på langs af denne. Magneternes ben 35 og 36 er i hver række fastgjort til de magnetiske stave 37 og 38 med skruer 39. De ydre overfla-30 der 40 og 41 på stavene 37 og 38, der er i forbindelse med den rørformede del 23's indre overflade, er udformet i overensstemmelse med denne dels krumning. Anvendelsen af magneterne forøger katodens ydeevne ved at forøge sprøjteafsætningshastigheden.

Hver af hjælpekatoderne 15, der omgiver den centrale katode 14, indeholder også en langstrakt cylindrisk del 35

DK 160154 B

4 42, hvorpå der er anbragt et lag af det belægningsmateriale 43, der skal forstøves (fig. 5). I den rørformede del 42 er der anbragt en indvendig rørformet del. Den rørformede del 42 er i den ene ende fastgjort til en 5 bæredel 45 og i sin modsatte ende til en lignende bæredel j 46. Bæredelene 45 og 46 indeholder forlængelser 47 og 48, i der er roterbart fastgjort i lejebukkene 49 og 50, der er fastgjort til belægningskammerets cylindriske væg 11.

10 De rørformede dele 42, der indgår i hjælpekatoderne 15, drives af en motor 51, der understøttes af en bæreknægt 52, der er fastgjort på belægningskammerets cylindriske væg 11. Motoren 51 driver en rem 53, der driver en remskive 54, der er fastgjort til den ydre ende af en aksel 15 55, der går igennem den cylindriske væg 11; til akslen 55 er der fastgjort en snekke 56, der er i indgreb med et snekkehjul 57, der er fastgjort på bæredelen 45's forlængelse 47.

20 Hver af hjælpekatoderne 15 er også indrettet til at blive afkølet indvendigt ved cirkulation af et kølemedie, såsom vand. Dette kølemedium indføres i den ene ende af katoden gennem et rør 59 og træder ud i den modsatte ende gennem et rør 60, hvilket rør går gennem bæredelene henholdsvis 25 45 og 46.

Hjælpekatoderne 15 er også magnetronkatoder, og for at opnå denne virkning er i den rørformede del 44 i hver katode anbragt en magnetenhed, der består af en samling 30 U-formede permanentmagneter 61 (fig. 5). Magneterne 61 er anbragt i to rækker A og B, der strækker sig på langs i den rørformede del. Magneterne 61 i hver række er anbragt på linie med hinanden, idet magneterne i den ene række er anbragt vekselvis med magneterne i den anden række og 35 overlapper disse. Magneternes ben 62 og 63 er i indgreb med, og fastgjort til, magnetiske stænger 64, 65 og 66 med skruer 67. Her er de magnetiske strimlers ydre over-

DK 160154 B

5 flader 68, der er i indgreb med den rørformede del 64, også udformet således, at de følger dennes krumning.

De dele eller de underlag, der skal sprøjtebelægges, bæ-5 res af en roterbar bæreenhed, der omfatter et antal stænger 70, på hvilke genstandene 71 fastholdes ved hjælp af klemmer 72 eller lignende. Den ene ende af hver af stængerne 70 er ikke understøttet, hvorimod den anden ende er udformet med et bryst 73, hvis ene ende 74 er 10 roterbart understøttet i en bøsning 75 i en cirkulær bæreplade 76. Understøtningsstængerne 70 strækker sig parallelt med, og adskilt fra, katoderne 14 og 15 og er anbragt lige langt fra hinanden.

15 Den cirkulære bæreplade 76 understøttes aksialt af en aksel 77, der strækker sig gennem en bøsning 78 i endevæggen 13 og er omgivet af en pakning 79.

Bøsningen 78 omfatter en ringformet flange 80 på den ind-20 vendige side af endevæggen 13, og mellem flangen og endevæggen er der anbragt O-ringe 81 eller andre paknings-organer.

Akslen 77 strækker sig ud over bøsningen 78, og til dens 25 frie ende er der fastgjort et tandhjul 82, der er i indgreb med et tandhjul 83, der er fastgjort på en motor 85's aksel 84, hvilken motor bæres af endevæggen 13 og er indrettet til at dreje akslen 77 og dermed bærepladen 76.

30 I umiddelbar nærhed af bærepladen 76 er der til hver understøtningsstang 70 fastgjort et tandhjul 86, der er i indgreb med et planettandhjul 87, der er fastgjort til endevæggen 13 med skruer 88. Når motoren er i drift, vil bærepladen 76 rotere, hvorved understøtningsstængefne 70 35 drejer omkring den centrale katode 14 i en planetar bane. Samtidig vil understøtningsstængerne drejes omkring deres aksler af tandhjulene 86, der roterer, når de bevæges 6

DK 160154 B

omkring planettandhjulet 87. På denne måde vil de genstande eller underlag, der skal belægges, blive roteret og dreje omkring den centrale katode 14 på en sådan måde, at alle overflader eller arealer, der skal belægges, 5 udsættes for det belægningsmateriale, der sprøjtes fra katoderne 14 og 15. På dette tidspunkt bliver den centrale katode og hjælpekatoderne også drejet. Belægningskammeret 10 er anbragt på understøtninger 89 og 90. Belægningskammerets endevæg 13 er aftageligt fastgjort til den 10 cylindriske væg 11 med boltene 91, og understøtningen 90 er forsynet med manchetter 92 og 93, der er indrettet til at glide langs med glidestave 94, hvorved endevæggen kan bevæges væk, efter at boltene 91 er fjernet, for at. give adgang til belægningskammerets inderside til indføring 15 eller udtagning af de genstande, der behandles.

i

Et katodepotentiale, der er tilstrækkeligt til, at der optræder sprøjtning, overføres til belægningsmaterialet 17 på den centrale katode 14 fra en jævnspændingskilde 20 (ikke vist) gennem en ledning 95, der er fastgjort til en kontakt 96, der er i glidende indgreb med sprøjtematerialet (fig. 4). En lignende glidende elektrisk kontakt 97 kan være forbundet med hver af hjælpekatoderne 15 (fig. 5).

25

Der findes en vakuumpumpe 98, der er indrettet til at bringe trykket i belægningskammeret 10 ned på den ønskede værdi. Skulle det være ønskeligt at indføre gasarter i kammeret, kan dette gøres gennem ledningen 99, der styres 30 af ventilen 100.

35

Claims (8)

1. Magnetronkatodeforstøvningsapparat, der indeholder en 5 central cylindrisk katode (14) i et evakuerbart belægningskammer (10), kendetegnet ved, at der i det nævnte kammer (10), omkring og parallelt med den nævnte centrale katode (14) er anbragt et antal cylindriske hjælpekatoder (15), at der findes organer (27) til at 10 dreje den nævnte centrale katode (14) og hver af de nævnte hjælpekatoder (15) omkring deres længdeakse, at der findes et roterbart bærerorgan (70) for de genstande, der skal belægges, hvilket bærerorgan (70) er anbragt mellem den nævnte centrale katode (14) og de nævnte 15 hjælpekatoder (15), og at der findes organer (85) til at dreje det roterbare bærerorgan (70) omkring den centrale katode (14), samt organer (86) til samtidigt at rotere genstandene, der bæres af det nævnte bærerorgan (70).

2. Magnetronkatodeforstøvningsapparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at bærerorganet omfatte et antal genstandsunderstøtningsdele (70), der er anbragt omkring den nævnte centrale katode (14), og indeholder organer (86) til at rotere de nævnte genstandsunder-25 støtningsdele (70), når bærerorganet drejes omkring den nævnte centrale katode (14).

3. Magnetronkatodeforstøvningsapparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at bærerorganet har en roter-30 bar bærerplade (76), i hvilken genstandsunderstøtningsdelene (70) er roterbart understøttet, og indeholder organer (85), der er indrettet til at rotere den nævnte bærerplade (76), hvorved genstandsunderstøtningsdelene (70) cirkuleres omkring den nævnte centrale katode (14), samt 35 organer (86) til samtidigt at rotere de nævnte genstandsunderstøtningsdele . DK 160154 B 8

4. Magnetronkatodeforstøvningsapparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det indeholder organer (31, 32, 33, 59, 60), der er indrettet til indvendigt at afkøle den nævnte centrale katode (14) og hver af de 5 nævnte hjælpekatoder (15).

5. Magnetronkatodeforstøvningsapparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at organerne til samtidig rotation af genstandsunderstøtningsdelene (70) omfatter 10 tandhjul (86), der er fastgjort til hver sin understøtningsdel (70), og et planettandhjul (87), der bæres af belægningskammeret (10), og med hvilket tandhjulene (86) på genstandsunderstøtningsdelene (70) er i indgreb, og omkring hvilket de roterer, når de nævnte dele cirkulerer 15 omkring den nævnte centrale katode (14).

6. Magnetronkatodeforstøvningsapparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at genstandsunderstøtningsdelene omfatter et antal stave (70), der i den ene ende 20 roterbart understøttes af bærepladen (76), og som er anbragt i nogen afstand fra og parallelt med den centrale katode (14).

7. Magnetronkatodeforstøvningsapparat ifølge krav 1, 25 kendetegnet ved, at den centrale katode (14), og hver af hjælpekatoderne (15), omfatter en roterbar rørformet del (16, 42), på hvis ydre overflader der er påført et lag af det belægningsmateriale (17, 43), der skal forstøves. 30

7 DK 160154 B

8. Fremgangsmåde til samtidig forstøvningsbelægning af et antal genstande i et apparat, der indeholder en central cylindrisk katode (14) i et evakuerbart belægningskammer (10), kendetegnet ved, at der anvendes en cen- 35 tral langagtig cylindrisk magnetronkatode (14) og et antal langagtige cylindriske hjælpemagnetronkatoder (15), der omgiver den nævnte centrale katode (14) i det eva- Q DK 160154 B y kuerbare belægningskammer, og at hver af disse katoder roterer omkring sin langsgående akse, at et antal genstande (71), der skal belægges, understøttes på en ro-terbar understøtningsdel (70) mellem den central katode 5 (14) og hjælpekatoderne (15), i nogen afstand fra disse, og at disse genstande roteres og samtidig bevæger sig omkring den centrale katode (14) i en planetarbane, hvorved de også bevæges forbi hjælpekatoderne (15). 15 20 25 30 35