一种磁控溅射设备及工艺流程制造技术

本发明专利技术涉及一种磁控溅射设备及工艺流程，包括下部设置有基台的腔体；密封扣合于腔体的开口的腔盖；靶材本体的溅射面为凹面，靶材本体厚度均匀；背板，背板与靶材本体形状相匹配，靶材本体贴合安装在背板上，背板安装于腔盖上；永磁组件设置于背板与腔盖之间，永磁组件与靶材本体形状相匹配；腔体内壁设置有进气环，进气环环绕在靶材本体外周下方，进气环上开设有若干朝向靶材本体外缘的出气口。本发明专利技术通过改变靶材形状同时设置进气环，改变靶材边缘的溅射速度，进而提高对应靶材边缘区域的成膜均匀性。膜均匀性。膜均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种磁控溅射设备及工艺流程


[0001]本专利技术涉及磁控溅射
，尤其是指一种磁控溅射设备及工艺流程。

技术介绍

[0002]磁控溅射是物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）的一种。通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。由于其具有较高的溅射速率、较高的沉积速率、较低的沉积温度、较好的膜层质量等优点，磁控溅射技术已发展成为工业镀膜中非常重要的技术之一，广泛应用于电子、光学、表面功能薄膜、薄膜发光材料等领域。
[0003]现有技术中，利用磁控溅射技术在基板上形成膜层时，由于磁控溅射靶材的边缘区域对应的磁场可能比磁控溅射靶材的中部区域对应的磁场小，因而轰击磁控溅射靶材的边缘区域的荷能粒子比轰击磁控溅射靶材的中部区域的荷能粒子少，导致磁控溅射靶材的边缘区域对应的成膜速度比磁控溅射靶材的中部区域对应的成膜速度小，因而利用磁控溅射技术在基板上形成膜层后，与磁控溅射靶材的边缘区域对应的膜层的厚度小于与磁控溅射靶材的中部区域对应的膜层的厚度，造成形成在基板上的膜层的厚度不均匀。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中磁控溅射沉积不均匀的缺陷，提供一种能够提高膜层边缘区域沉积均匀性的磁控溅射设备。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种磁控溅射设备，包括：腔体，所述腔体内设置有主进气通道，所述腔体下部设置有基台；腔盖，所述腔盖密封扣合于所述腔体的开口；靶材本体，所述靶材本体的溅射面为凹面，所述靶材本体厚度均匀；背板，所述背板与所述靶材本体形状相匹配，所述靶材本体贴合安装在所述背板上，所述背板安装于所述腔盖上；永磁组件，所述永磁组件设置于所述背板与所述腔盖之间，所述永磁组件与所述靶材本体形状相匹配；所述腔体内壁设置有进气环，所述进气环环绕在所述靶材本体外周下方，所述进气环上开设有若干朝向所述腔体内部的出气口，所述出气口朝向所述靶材本体外缘的方向，增加所述靶材本体外缘区域的进气量。
[0006]在本专利技术的一个实施例中，所述出气口的出气方向与所述进气环所在平面之间的夹角为45
°‑
60
°
。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述进气环的通气速率为所述腔体的进气速率的1/5
‑
3/5。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述进气环通过若干进气管与所述腔体的内壁固定连接。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述靶材本体为半球形，所述半球形的截面弧的角度为25
°‑
35
°
。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述靶材本体包括中心圆盘及连接于中心圆盘外周的外部圆台，所述中心圆盘的半径小于所述靶材本体的总半径，所述外部圆台与所述中心圆盘之间的夹角小于90
°
。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述外部圆台的宽度为中心圆盘半径的1/5
‑
1/3，所述外部圆台与所述中心圆盘之间的夹角为10
°‑
20
°
。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述永磁组件包括磁铁本体和旋转电机，所述磁铁本体设置于所述腔盖内，所述磁铁本体设置有多个，多个所述磁铁本体均匀安装在旋转支架上，相邻所述磁铁本体的极性相反，所述旋转电机穿过所述腔盖连接所述旋转支架。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述旋转支架为双层十字支架，所述磁铁本体夹持在所述双层十字支架之间。
[0014]本专利技术还提供一种磁控溅射设备的工艺流程，采用上述的磁控溅射设备，包括如下步骤：S10：在腔体装入靶材本体并放好基片后，密封腔体；S20：对腔体抽真空至设定压强；S30：启动永磁组件旋转，向磁控溅射设备的主进气通道通入大流量氩气，通过进气环向靶材本体的外缘喷射低流量氩气；S40：打开靶材电源，调节溅射功率至设定值；S50：溅射结束后关闭电源，关闭主进气通道和进气环的气路以及永磁组件。
[0015]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术所述的磁控溅射设备，通过改变靶材形状同时配合进气环的设置，提高与靶材边缘区域对应的成膜速度，进而提高成膜均匀性；本专利技术所述的磁控溅射设备的工艺流程，在利用主进气通道对腔体通入氩气的同时，还通过进气环通入氩气，增加靶材本体边缘的进气量，提高靶材本体边缘区域电子与氩原子碰撞的几率，改善成膜均匀性，达到精确镀膜的目的。
附图说明
[0016]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1是本专利技术实施例一示意图；图2是本专利技术的进气环示意图；图3是本专利技术进气环截面示意图；图4是本专利技术靶材本体实施例一示意图；图5是本专利技术永磁组件实施例一示意图；图6是本专利技术实施例二示意图；图7是本专利技术靶材本体实施例二示意图；图8是本专利技术永磁组件实施例二示意图。
[0017]说明书附图标记说明：
10、腔体；11、基台；20、腔盖；30、靶材本体；31、中心圆盘；32、外部圆台；40、背板；50、永磁组件；51、磁铁本体；52、旋转电机；53、旋转支架；60、进气环；61、出气口；62、进气管。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0019]参照图1所示，为本专利技术的一种磁控溅射设备实施例一剖面视图。具体的，本专利技术的磁控溅射设备包括：腔体10，是用于对圆晶进行镀膜的反应室，所述腔体10内设置有主进气通道，用于以现有技术中的常规方式向腔体10 内通入工艺气体。所述腔体10下部设置有基台11，用于安放待镀膜的圆晶。
[0020]腔盖20，所述腔盖20密封扣合于所述腔体10的开口，用于密封上述腔体10，以实现对上述腔体10进行抽真空。
[0021]靶材本体30，与基台11相对，本实施例中，所述靶材本体30的溅射面设置为凹面，所述靶材本体30厚度均匀，即靶材整体形状为凹形。由于凹面的设置，靶材本体30表面与基台11表面不再平行，两者之间存在夹角，从而改变了溅射粒子的射出角度，保证溅射粒子在基台11上的圆晶表面沉积均匀。
[0022]背板40，用于固定靶材本体30，所述靶材本体30背面贴合安装在所述背板40上，所述背板40安装于所述腔盖20上，由于还要设置永磁组件50，为了使得永磁组件50各处与靶材的溅射面对应处之间的距离保持一致，所述背板40与所述靶材本体30形状相匹配。
[0023]永磁组件50，所述永磁组件50设置于所述靶材本体30与所述腔盖20之间，具体设置在背板40与腔盖20之间，使磁场能够穿过背板40，位于靶材本体30表面，利用磁场对带电粒子的约束提高等离子体密度，增加溅射率。本实施例中，背板40的形状与靶材相匹配，方便将所述永磁组件50设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁控溅射设备，其特征在于，包括：腔体，所述腔体内设置有主进气通道，所述腔体下部设置有基台；腔盖，所述腔盖密封扣合于所述腔体的开口；靶材本体，所述靶材本体的溅射面为凹面，所述靶材本体厚度均匀；背板，所述背板与所述靶材本体形状相匹配，所述靶材本体贴合安装在所述背板上，所述背板安装于所述腔盖上；永磁组件，所述永磁组件设置于所述背板与所述腔盖之间，所述永磁组件与所述靶材本体形状相匹配；所述腔体内壁设置有进气环，所述进气环环绕在所述靶材本体外周下方，所述进气环上开设有若干出气口，所述出气口朝向所述靶材本体外缘的方向，增加所述靶材本体外缘区域的进气量。2.根据权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述出气口的出气方向与所述进气环所在平面之间的夹角为45
°‑
60
°
。3.根据权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述进气环的通气速率为所述腔体的进气速率的1/5
‑
3/5。4.根据权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述进气环通过若干进气管与所述腔体的内壁固定连接。5.根据权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述靶材本体为半球形，所述半球形的截面弧的角度为25
°‑
35
°
。6.根据权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述靶材本体包括中心圆盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东伟，汪昌州，宋维聪，
申请(专利权)人：上海陛通半导体能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：