一种磁控溅射设备制造技术

本发明专利技术提供了一种磁控溅射设备，该磁控溅射设备包括溅射室、位于该溅射室内相对设置的用于承载基片的基片台和溅射阴极、溅射电源以及设置在溅射室内的电子偏转磁场生成装置，该电子偏转磁场生成装置包括极性相反的第一磁极和第二磁极，该第一磁极和第二磁极在所述基片和所述溅射阴极之间形成水平方向的电子偏转磁场，该电子偏转磁场用于使溅射过程中朝向基片运动的电子发生偏转。本发明专利技术所提供的磁控溅射设备可以使溅射过程中朝向基片运动的电子发生偏转，从而降低到达基片的电子数量，进而降低电子对基片所形成的损伤。

A magnetron sputtering equipment

【技术实现步骤摘要】
一种磁控溅射设备
本专利技术涉及磁控溅射
，尤其涉及一种磁控溅射设备。
技术介绍
磁控溅射设备目前被广泛应用于半导体、MEMS(微机电系统)、光学镀膜、装饰镀膜等领域。现有磁控溅射设备主要包括溅射室、基片台、磁控溅射阴极以及溅射电源。基片台和磁控溅射阴极均设置在溅射室内，其中，基片台用于承载基片，磁控溅射阴极则与基片相对设置。进一步地，磁控溅射阴极包括靶材、背板以及磁铁装置。靶材设置在背板的一侧，其中，靶材用于实现溅射的一面朝向基片。典型地，基片和靶材之间的距离小于200mm，通常设置在100-150mm之间。磁铁装置设置在背板的另一侧，该磁铁装置用于在靶材表面形成磁场。溅射电源的输出和磁控溅射阴极相连，磁控溅射设备的阳极接地，用于形成电场。典型地，现有磁控溅射设备通常还包括阳极罩，该阳极罩环绕靶材、背板以及磁铁装置设置以对其形成保护。磁控溅射设备工作时，在溅射电源的作用下溅射室内形成电场，该电场离化溅射室内的工艺气体原子(例如氩原子)产生等离子体，该等离子体包括离子和电子。针对于离子来说，由于溅射电源的作用，靶材表面呈负电压，因此离子在该负电压的作用下加速飞向靶材对其表面进行轰击，靶材受到轰击后释放出原子，该原子沉积到基片表面成膜。针对于电子来说，一部分电子被磁力线束缚从而环绕磁力线运动，在运动过程中与工艺气体原子碰撞以形成更多的等离子体；另一部分电子被阳极罩吸收；还有一部分电子在靶材表面负电压的作用下脱离磁力线的束缚向远离靶材的方向加速运动，其中有的电子最终会到达基片上。电子到达基片上会对基片形成损伤。其中，被靶材表面负电压加速的电子通常具有较高的能量，相应地对基片的损伤就更大。针对于敏感型基片来说，这种损伤会严重影响到基片的性能。
技术实现思路
为了克服现有技术中的上述缺陷，本专利技术提供了一种磁控溅射设备，该磁控溅射设备包括溅射室、位于该溅射室内相对设置的用于承载基片的基片台和溅射阴极、以及溅射电源，该磁控溅射设备还包括：设置在所述溅射室内的电子偏转磁场生成装置，该电子偏转磁场生成装置包括极性相反的第一磁极和第二磁极，该第一磁极和第二磁极在所述基片和所述溅射阴极之间形成水平方向的电子偏转磁场，该电子偏转磁场用于使溅射过程中朝向基片运动的电子发生偏转。根据本专利技术的一个方面，该磁控溅射设备中，所述基片和所述溅射阴极之间的距离大于等于200mm根据本专利技术的另一个方面，该磁控溅射设备中，所述基片和所述溅射阴极之间距离的范围是200mm至300mm。根据本专利技术的又一个方面，该磁控溅射设备中，所述第一磁极和所述第二磁极均为长条状，其二者沿水平方向平行设置，其中，所述第一磁极和所述第二磁极的设置高度介于所述基片的设置高度和所述溅射阴极的设置高度之间。根据本专利技术的又一个方面，该磁控溅射设备中，从所述基片台所在位置朝所述溅射阴极看过去所述第一磁极和所述第二磁极位于所述溅射阴极中靶材的两侧。根据本专利技术的又一个方面，该磁控溅射设备中，所述第一磁极和所述第二磁极的长度大于所述靶材在所述第一磁极和所述第二磁极长度方向上的尺寸。根据本专利技术的又一个方面，该磁控溅射设备中，所述电子偏转磁场生成装置包括磁铁、以及呈长条状的第一导磁结构和第二导磁结构，所述第一导磁结构和所述第二导磁结构与所述磁铁的两个磁极分别形成接触、并在所述磁铁的磁化作用下形成所述第一磁极和所述第二磁极。根据本专利技术的又一个方面，该磁控溅射设备中，所述磁铁是永磁铁或电磁铁。根据本专利技术的又一个方面，该磁控溅射设备中，所述第一导磁结构和所述第二导磁结构的材料均为导磁金属。根据本专利技术的又一个方面，该磁控溅射设备中，所述导磁金属是导磁不锈钢。根据本专利技术的又一个方面，该磁控溅射设备中，所述电子偏转磁场生成装置是U型永磁铁或铁芯为U型的电磁铁。根据本专利技术的又一个方面，该磁控溅射设备中，所述电子偏转磁场在所述溅射阴极中靶材表面的磁场强度为第一磁场强度，所述溅射阴极在所述靶材表面所形成的磁场其磁场强度为第二磁场强度，其中，所述第一磁场强度小于所述第二磁场强度。根据本专利技术的又一个方面，该磁控溅射设备中，所述第一磁场强度与所述第二磁场强度之比小于1/10。本专利技术所提供的磁控溅射设备包括溅射室、位于溅射室内相对设置的用于承载基片的基片台和溅射阴极、溅射电源、以及位于溅射室内的电子偏转磁场生成装置，该电子偏转磁场生成装置在基片和溅射阴极之间形成沿水平方向的电子偏转磁场。当磁控溅射设备工作时，该电子偏转磁场可以使朝向基片运动的电子发生偏转，如此一来，可以极大地减少到达基片的电子数量，从而极大地降低电子对基片带来的损伤。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是根据本专利技术的一个具体实施例的磁控溅射设备的结构示意图；图2是根据本专利技术的一个优选实施例的磁控溅射设备中基片、电子偏转磁场生成装置以及溅射阴极之间的位置关系图示意图；图3是图4所示结构中电子偏转磁场生成装置与溅射阴极的俯视结构示意图；图4是根据本专利技术的另一个优选实施例的电子偏转磁场生成装置与溅射阴极的俯视结构示意图。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式为了更好地理解和阐释本专利技术，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。本专利技术提供了一种磁控溅射设备，该磁控溅射设备包括溅射室、位于该溅射室内相对设置的用于承载基片的基片台和溅射阴极、以及溅射电源，该磁控溅射设备还包括：设置在所述溅射室内的电子偏转磁场生成装置，该电子偏转磁场生成装置包括极性相反的第一磁极和第二磁极，该第一磁极和第二磁极在所述基片和所述溅射阴极之间形成水平方向的电子偏转磁场，该电子偏转磁场用于使溅射过程中朝向基片运动的电子发生偏转。下面，将结合附图对上述磁控溅射设备的各个构成部分进行详细说明。具体地，如图1所示，本专利技术所提供的磁控溅射设备包括溅射室100，磁控溅射工艺在该溅射室100内实现。本专利技术中的溅射室100可以采用现有设计，为了简明起见，不再对溅射室100进行详细说明。本领域技术人员可以理解的是，图1中的溅射室100仅为示意，其上所开设的与外部抽气系统连接的抽气口等被省略未示出。如图1所示，磁控溅射设备还包括设置在溅射室100内的基片台200以及溅射阴极。在本实施例中，基片台200固定在溅射室100的顶部，用于承载待镀膜的基片300，其中，基片300的待镀膜表面朝下。溅射阴极设置在溅射室100的底部与基片台200相对的位置，其中，溅射阴极包括靶材400、背板401以及磁铁装置。靶材400以溅射面朝上的方式固定在背板401的一侧，用于作为溅射源。磁铁装置则设置在背板401的另一侧，用于在靶材400的表面(即溅射面)形成磁场500。在本实施例中，磁铁装置包括中心磁铁402b、环绕该中心磁铁402b的外圈磁铁402a、以及与中心磁铁402b和外圈磁铁402本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁控溅射设备，该磁控溅射设备包括溅射室、位于该溅射室内相对设置的用于承载基片的基片台和溅射阴极、以及溅射电源，其特征在于，该磁控溅射设备还包括：/n设置在所述溅射室内的电子偏转磁场生成装置，该电子偏转磁场生成装置包括极性相反的第一磁极和第二磁极，该第一磁极和第二磁极在所述基片和所述溅射阴极之间形成水平方向的电子偏转磁场，该电子偏转磁场用于使溅射过程中朝向基片运动的电子发生偏转。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁控溅射设备，该磁控溅射设备包括溅射室、位于该溅射室内相对设置的用于承载基片的基片台和溅射阴极、以及溅射电源，其特征在于，该磁控溅射设备还包括：
设置在所述溅射室内的电子偏转磁场生成装置，该电子偏转磁场生成装置包括极性相反的第一磁极和第二磁极，该第一磁极和第二磁极在所述基片和所述溅射阴极之间形成水平方向的电子偏转磁场，该电子偏转磁场用于使溅射过程中朝向基片运动的电子发生偏转。


2.根据权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述基片和所述溅射阴极之间的距离大于等于200mm。


3.根据权利要求2所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述基片和所述溅射阴极之间距离的范围是200mm至300mm。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁控溅射设备，其特征在于：
所述第一磁极和所述第二磁极均为长条状，其二者沿水平方向平行设置，其中，所述第一磁极和所述第二磁极的设置高度介于所述基片的设置高度和所述溅射阴极的设置高度之间。


5.根据权利要求4所述的磁控溅射设备，其特征在于：
从所述基片台所在位置朝所述溅射阴极看过去所述第一磁极和所述第二磁极位于所述溅射阴极中靶材的两侧。


6.根据权利要求5所述的磁控溅射设备，其特征在于：
所述第一磁极和所述第二磁极的长度大...

【专利技术属性】
技术研发人员：张诚，
申请(专利权)人：三河市衡岳真空设备有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13