溅射方法和溅射设备技术

本发明专利技术公开了一种溅射方法和溅射设备。溅射方法用于在基板上形成依次叠放的多个膜层单元，包括在基板上通过多次溅射形成多个膜层单元，每次溅射形成一个膜层单元，每个膜层单元采用如下步骤形成：对反应腔体抽真空后，向反应腔体内的阴极体和基板之间的反应区域充入工作气体和等离子体，在反应腔体内的阴极体和阳极体上加载电压，使溅射粒子沉积在基板上并形成膜层单元，在至少相邻两个膜层单元形成过程中，等离子体从反应区域溢出的量不同，相邻两膜层单元在基板的相同位置处的压强值不同，并使基板上薄膜各点处的压强值趋于一致。上述方法用于中和各层次的压强不均匀的情况，降低基板上薄膜各点压强波动较大的情况。降低基板上薄膜各点压强波动较大的情况。降低基板上薄膜各点压强波动较大的情况。

【技术实现步骤摘要】
溅射方法和溅射设备


[0001]本专利技术涉及溅射
，尤其涉及一种溅射方法和溅射设备。

技术介绍

[0002]溅射设备主要功能是利用电子在电场的作用下向靶材移动过程中，与氩原子发生碰撞，使其电离产生Ar+离子和新的电子，Ar+离子在电场作用下加速飞向靶材，并以高能量轰击靶材表面，靶材被溅射出来形成溅射粒子，其中，被溅射出的中性靶原子或分子沉积在基板的表面。溅射过程中产生的二次电子受电场和磁场的共同作用而被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域又电离出大量的Ar+，这些Ar+离子又进一步轰击靶材表面，使其不断地被溅射下来，并沉积在基板的表面形成金属膜，镀膜完成后把基板切割成多个硅芯片，并在后续的工序中加工成压电薄膜，压电薄膜通常用于感受外界压强的变化，并将压强的变化转换为电信号的变化。而硅片又是感受压强变化的主要元件，因此基板及硅晶片本身的压强需要达到一定的指标。
[0003]现有方法制备得到薄膜上各点的压强值的差别大，导致一致性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种溅射方法和溅射设备，用于中和各层次的压强不均匀的情况，降低基板上各点压强波动较大的情况，提高基板上薄膜各点压强的一致性，从而保证压电薄膜的电信号精确性。
[0005]本专利技术的目的采用以下技术方案实现：
[0006]一种溅射方法，用于在基板上形成薄膜，所述薄膜包括依次叠放的多个膜层单元，所述溅射方法包括：
[0007]在基板上通过多次溅射形成多个膜层单元，每次溅射形成一个膜层单元，每个所述膜层单元采用如下步骤形成：对反应腔体抽真空后，向所述反应腔体内的阴极体和基板之间的反应区域充入工作气体和等离子体，所述阴极体包括靶材；在所述反应腔体内的阴极体和阳极体上加载电压，使溅射粒子沉积在所述基板上并形成膜层单元，在沉积膜层单元过程中，通过控制等离子体从反应区域溢出的量来控制所述基板上膜层单元的各点处的压强值；
[0008]在至少相邻两个膜层单元形成过程中，等离子体从反应区域溢出的量不同，以使所述相邻两个膜层单元在基板的相同位置处的压强值不同，并使基板上薄膜各点处的压强值趋于一致。
[0009]优选地，对反应腔体抽真空后，向所述反应腔体内的阴极体和基板之间的反应区域持续定量地充入工作气体和等离子体，所述阴极体和基板之间的反应区域的周缘处设置有供等离子体从反应区域溢出的间隙，通过控制所述间隙的大小以控制等离子体在单位时间内从反应区域溢出的量。
[0010]优选地，所述反应腔体内设有靶材防护罩、溅射防护罩和旋转磁体，所述旋转磁体
可旋转地设置在阴极体背向阳极体的一侧，所述旋转磁体用于形成约束反应区域的等离子体的磁场，所述靶材防护罩靠近所述靶材的边缘并用于防止溅射粒子向靶材的周缘与反应腔体内壁之间区域运动，所述溅射防护罩设置在所述基板的周缘处并用于防止溅射粒子沉积在阳极体上，所述溅射防护罩的靠近靶材防护罩的部分与靶材防护罩之间形成所述间隙。
[0011]优选地，在所述相邻两个膜层单元形成过程中，分别控制所述间隙的间距分别为1
‑
12mm和13
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33mm。
[0012]优选地，在所述相邻两个膜层单元形成过程中，分别控制所述间隙的间距分别为4
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6mm和13
‑
33mm。
[0013]优选地，所述反应腔体内设有多个旋转磁体，所述多个旋转磁体在靠近阴极体的周缘处间隔设置，所述多个旋转磁体用于在靠近反应区域的边缘处形成约束等离子体的磁场。
[0014]优选地，所述旋转磁体为绕穿过基板中心的轴旋转，每个所述旋转磁体在靠近反应区域的边缘处形成约束等离子体的磁场的形状为球形或椭球形。
[0015]优选地，所述相邻两个膜层单元的材料相同或不同。
[0016]优选地，对反应腔体抽真空后，向所述反应区域还充入反应气体。
[0017]一种溅射设备，用于在基板上形成薄膜，所述薄膜包括依次叠放的多个膜层单元，所述溅射设备包括多个溅射装置，每个溅射装置分别用于形成一个膜层单元，每个溅射装置包括：反应腔体、位于反应腔体内的阴极体和阳极体，所述阴极体包括靶材，所述靶材具有相对的上表面和下表面，所述靶材的下表面朝向阳极体，所述基板用于设置在靶材和阳极体之间，所述阴极体和靶材之间形成反应区域，所述反应区域的周缘处设置有间隙，所述间隙用于供等离子体从反应区域溢出；
[0018]用于形成至少相邻两个膜层单元的溅射装置中，所述反应区域的周缘处的间隙的大小不同，以使所述相邻两个膜层单元在基板的相同位置处的压强值不同，并使基板上薄膜各点处的压强值趋于一致。
[0019]优选地，所述溅射装置还包括：靶材防护罩、溅射防护罩和旋转磁体，所述旋转磁体可旋转地设置在阴极体背向阳极体的一侧，所述旋转磁体用于形成约束反应区域的等离子体的磁场，所述靶材防护罩靠近所述靶材的边缘并用于防止溅射粒子向靶材的周缘与反应腔体内壁之间区域运动，所述溅射防护罩设置在所述基板的周缘处并用于防止溅射粒子沉积在阳极体上，所述溅射防护罩的靠近靶材防护罩的部分与靶材防护罩之间形成所述间隙。
[0020]优选地，用于形成所述相邻两个膜层单元的溅射装置中，所述间隙的间距分别为1
‑
12mm和13
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33mm。
[0021]优选地，用于形成所述相邻两个膜层单元的溅射装置中，所述间隙的间距分别为4
‑
6mm和13
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33mm。
[0022]优选地，所述反应腔体内设有多个旋转磁体，所述多个旋转磁体在靠近阴极体的周缘处间隔设置，所述多个旋转磁体用于在靠近反应区域的边缘处形成约束等离子体的磁场。
[0023]优选地，所述旋转磁体绕穿过基板中心的轴旋转，每个所述旋转磁体在靠近反应
区域的边缘处形成约束等离子体的磁场的形状为球形或椭球形。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：
[0025]在至少相邻两个膜层单元形成过程中，通过控制等离子体从反应区域溢出的量不同，以使所述相邻两个膜层单元在基板的相同位置处的压强值不同，并使基板上薄膜各点处的压强值趋于一致，中和各层次的压强不均匀的情况，提高基板上薄膜各点压强的一致性，从而保证压电薄膜的电信号精确性。
附图说明
[0026]图1是本专利技术实施例1和实施例2中在Gap为3mm时溅射得到的基板的薄膜压强检测数据图；
[0027]图2是本专利技术实施例1和实施例2在Gap为5mm时溅射得到的基板的薄膜压强检测数据图；
[0028]图3是本专利技术实施例1和实施例2在Gap为7mm时溅射得到的基板的薄膜压强检测数据图；
[0029]图4是本专利技术实施例1和实施例2在Gap为9mm时溅射得到的基板的薄膜压强检测数据图；
[0030]图5是本专利技术实施例1和实施例2在Gap为11mm时溅射得到的基板的薄膜压强检测数据图；
[0031]图6是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溅射方法，用于在基板上形成薄膜，所述薄膜包括依次叠放的多个膜层单元，其特征在于，所述溅射方法包括：在基板上通过多次溅射形成多个膜层单元，每次溅射形成一个膜层单元，每个所述膜层单元采用如下步骤形成：对反应腔体抽真空后，向所述反应腔体内的阴极体和基板之间的反应区域充入工作气体和等离子体，所述阴极体包括靶材；在所述反应腔体内的阴极体和阳极体上加载电压，使溅射粒子沉积在所述基板上并形成膜层单元，在沉积膜层单元过程中，通过控制等离子体从反应区域溢出的量来控制所述基板上膜层单元的各点处的压强值；在至少相邻两个膜层单元形成过程中，等离子体从反应区域溢出的量不同，以使所述相邻两个膜层单元在基板的相同位置处的压强值不同，并使基板上薄膜各点处的压强值趋于一致。2.根据权利要求1所述的溅射方法，其特征在于，对反应腔体抽真空后，向所述反应腔体内的阴极体和基板之间的反应区域持续定量地充入工作气体和等离子体，所述阴极体和基板之间的反应区域的周缘处设置有供等离子体从反应区域溢出的间隙，通过控制所述间隙的大小以控制等离子体在单位时间内从反应区域溢出的量。3.根据权利要求2所述的溅射方法，其特征在于，所述反应腔体内设有靶材防护罩、溅射防护罩和旋转磁体，所述旋转磁体可旋转地设置在阴极体背向阳极体的一侧，所述旋转磁体用于形成约束反应区域的等离子体的磁场，所述靶材防护罩靠近所述靶材的边缘并用于防止溅射粒子向靶材的周缘与反应腔体内壁之间区域运动，所述溅射防护罩设置在所述基板的周缘处并用于防止溅射粒子沉积在阳极体上，所述溅射防护罩的靠近靶材防护罩的部分与靶材防护罩之间形成所述间隙。4.根据权利要求3所述的溅射方法，其特征在于，在所述相邻两个膜层单元形成过程中，分别控制所述间隙的间距分别为1
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12mm和13
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33mm。5.根据权利要求4所述的溅射方法，其特征在于，在所述相邻两个膜层单元形成过程中，分别控制所述间隙的间距分别为4
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6mm和13
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33mm。6.根据权利要求3所述的溅射方法，其特征在于，所述反应腔体内设有多个旋转磁体，所述多个旋转磁体在靠近阴极体的周缘处间隔设置，所述多个旋转磁体用于在靠近反应区域的边缘处形成约束等离子体的磁场。7.根据权利要求6所述的溅射方法，其特征在于，所述旋转磁体为绕穿过基板中心的轴旋转，每个所述旋转磁体在靠近反应区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤，
申请(专利权)人：江苏迪盛智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：