一种微波真空金属镀膜装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种微波真空金属镀膜装置，具体地讲它是一种主要适用于在半导体芯片、光电子芯片等基板上镀覆金属导电膜、光反射膜以及金属化合物膜的装置，它属于金属淀积技术领域。本实用新型专利技术是由等离子室、离子轰击室、过渡室、镀膜室自上而下依次连接构成，等离子室的顶端封盖一个微波窗，镀膜室的底端安置一个底盖，镀膜室的内部安置一个摇杆式升降机构，摇杆式升降机构的上部连接一个托有加热盘的短路钣，摇杆式升降机构的摇杆穿过镀膜室的底盖。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种微波真空金属镀膜装置，具体地讲它是一种主要 适用于在半导体芯片、光电子芯片等基板上镀覆金属导电膜、光反射膜以 及金属化合物膜的装置，它属于金属淀积

技术介绍
当前金属淀积的方法主要有化学法和物理法。化学法包括化学镀和电 镀两类，它们都属于传统的工艺方法，无法适合微器件高密度芯片的制造。 物理法当前主要有磁控—多弧法和金属有机物的热分解法，它们对现在特征尺寸小于0. 13微米的金属淀积镀覆，也各存在着缺点，前者因为局部高 温产生金属液滴导致芯片短路，溅射粒子粗大无法完满充填大深寛比刻蚀 沟槽，加之因为弧光放电的局部刻蚀造成靶面出现 <跑道'而提前报废，耙的利用率往往不到40%;而后者如美国新发展的有机铜虽然能够在热分解后完满充填，可是合成有机铜工艺困难、有剧毒、成本高、污染重，它必须使用的设备气相沉积炉(即M0CVD)价格高、耗能高。如果使用直流辉 光放电所属的DC-PECVD法或者双重辉光镀金属法等，因为溅射的粒子能量 过高，其'离子轰击效应'将伤及衬底的的晶体结构。中华人民共和国国家知识产权局于2006年5月24日公开了一份申请 号为200510048154.9的专利技术专利申请，其名称为"微波等离子体增强弧辉 渗镀涂层的装置及工艺"，该装置以弧光溅射中的多弧技术为基础，并采用 ECR即电子回旋共振技术措施，追求快速厚膜和渗金属效果。但是它确存 在一些缺点和不足，如因为弧光放电的温度高，出现金属熔滴，等离子体 中含有固态粒子多，无论是多弧、磁控等溅射方法均难以解决当前的纳米 尺度淀积的要求；ECR技术即电子回旋共振技术虽然可以使等离子体的离 化率大幅度提高，甚至可能达到100%，但是它的冲刷力太强，足以将炉 壁的材料和吸附的杂质带入等离子体中，影响淀积膜的纯洁；该装置必须 采用高偏压，对供电设备要求较高；同时，该装置必须对靶进行水冷，增 加了结构的复杂性，整个装置的成本提高；另外该装置结构设计不完善， 存在着微波泄漏等隐患。
技术实现思路
本技术的目的就在于克服和避免己有技术的缺点和不足，而提供 一种新型的微波真空金属镀膜装置，它采用的原理是将辉光放电离子轰击 技术和微波技术相结合，即使用交流辉光放电一离子轰击的方法制造金属 气氛、用微波将其等离子化并使该金属淀积在基板成膜；为实现这一原理， 本技术设计了一种微波真空金属镀膜装置，该装置采用了诸如将直流 放电变为交流辉光放电、在靶所连接的输电杆和炉壁之间加上一段可以吸 收微波的石墨、在"微波头"处的石英玻璃周边使用金属条缠绕、将短路钣和加热托盘合而为一的设计、向装置内输入活性气体等技术措施，即将 交流辉光放电和微波放电集成在同一高真空炉体内的镀膜专用设备，实现 以镀纳米晶膜为主，也可以得到厚度为微米的金属淀积层，以保证等离子淀积的细腻特性；同时简化设备结构，防止微波的漏泄，降低制作成本。 本技术是采用以下技术措施来实现其专利技术目的的。 一种微波真空金属镀膜装置，它是由等离子室、离子轰击室、过渡室、 镀膜室自上而下依次连接构成，等离子室的顶端封盖一个微波窗，镀膜室 的底端安置一个底盖，镀膜室的内部安置一个摇杆式升降机构，摇杆式升 降机构的上部连接一个托有加热盘的短路钣，摇杆式升降机构的摇杆穿过 镀膜室的底盖。所述的微波窗是由石英玻璃制造，在石英玻璃外缘由能反射微波的金 属条缠绕，等离子室的顶端开有密封槽，石英玻璃与密封槽内的密封圈紧 密结合。在离子轰击室的侧壁上安置一个与金属靶连接的交流轰击电极，交流 轰击电极中的输电杆和侧壁之间安置有绝缘材料。所述的镀膜室内安置一个短路钣，它与镀膜室壁保持0. 8-1. 2mm的均 匀间隙，短路钣之上设置同样直径的加热托盘，短路钣底部安置一个固定 杆电极，套筒电极在固定杆电极上的滑动。所述的等离子室、离子轰击室、过渡室和镀膜室都是由内壁与外壁套 装构成，内外壁间的夹层串水冷却。所述等离子室的内外壁上开有一个进气孔和一个放气孔，离子轰击室 内的两只圆弧形金属靶相对放置，过渡室的侧壁上设置一个小观察视窗， 镀膜室的底盖上开有电极密封穿入孔。所述的摇杆式升降机构是一套由丝杆、杠杆、升降杆组成的内调谐机 构，丝杆的光滑段从安置于镀膜室底盖上的密封函中穿过。所述的微波窗是由厚度为6-10毫米、直径为150-170毫米的石英玻璃 制造。所述的绝缘材料为熔铸云母或聚四氟乙烯。附图说明 图1为本技术的结构剖视图。如图所示，l为微波窗；2为等离子室；3为离子轰击室；4为过渡室； 5为镀膜室；6为短路钣；7为升降杆；8为离子轰击室的侧壁；9为绝缘 材料；IO为输电杆；ll为金属靶；12为串水口； 13为电极密封穿入孔； 14为底盖；15为分子泵接口； 16为摇杆式升降机构；17为密封函；18为 丝杆；19为杠杆；20为固定杆电极；21为套筒电极；22为加热盘；23为大观察视窗；24为小观察视窗；25为进气孔；26为放气孔；27为外壁； 28为夹层；29为内壁；31为密封圈；32为密封槽。具体实施方式以下结合附图所示实施例对本技术作进一步的描述。本实施例是由等离子室2、离子轰击室3、过渡室4、镀膜室5自上而 下依次连接构成，等离子室2的顶端封盖一个微波窗1，镀膜室5的底端 安置一个底盖14，镀膜室5的内部安置一个摇杆式升降机构16，摇杆式升 降机构16的上部连接一个托有加热盘22的短路钣6，摇杆式升降机构16 的丝(摇)杆18穿过镀膜室5的底盖14。微波窗1是由石英玻璃制造，在石英玻璃外缘由能反射微波的金属条 缠绕，等离子室2的顶端开有密封槽32，石英玻璃与密封槽32内的密封 圈31紧密结合。在离子轰击室3的侧壁8上安置一个与金属靶11连接的交流轰击电 极，交流轰击电极中的输电杆10和侧壁8之间安置有绝缘材料9。镀膜室5内安置一个短路钣6，它与镀膜室5壁保持0.8-1.2mm的均 匀间隙，短路钣6之上设置同样直径的加热托盘22，短路钣6底部安置一 个固定杆电极20，套筒电极21在固定杆电极20上的滑动。等离子室2、离子轰击室3、过渡室4和镀膜室5都是由内壁29与外 壁27套装构成，内外壁间的夹层28串水冷却。等离子室2的内外壁上开有一个进气孔25和一个放气孔26，离子轰 击室3内的两只圆弧形金属靶11相对放置，过渡室4的侧壁上设置一个小 观察视窗24，镀膜室5的底盖14上开有电极密封穿入孔13。摇杆式升降机构16是一套由丝杆18、杠杆19、升降杆7组成的内调 谐机构，丝杆18的光滑段从安置于镀膜室5底盖14上的密封函17中穿过。微波窗1是由厚度为6-10毫米、直径为150-170毫米的石英玻璃制造。绝缘材料9为熔铸云母或聚四氟乙烯。更为具体的描述是等离子室2主要有微波头、内外壁29、 27、下法兰 和两个进出气口25、 26组成。内外壁夹层28串水冷却。氩气等气体进入 后被微波电离，因此称为等离子室2。微波头安置于等离子室2的顶部(附 图中省略微波头)。此处最容易泄漏微波，原因是微波窗1是厚8毫米直径 160毫米石英玻璃制造。当微波从波导管穿过石英玻璃时除去将等离子室2 中的氩气电离外，还有少量的微波从玻璃的外缘衍射出去，造成微波泄漏。 因此需要在玻璃外缘使用反射微波的金属圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波真空金属镀膜装置，它是由等离子室、离子轰击室、过渡室、镀膜室自上而下依次连接构成，其特征在于等离子室的顶端封盖一个微波窗，镀膜室的底端安置一个底盖，镀膜室的内部安置一个摇杆式升降机构，摇杆式升降机构的上部连接一个托有加热盘的短路钣，摇杆式升降机构的摇杆穿过镀膜室的底盖。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张敬祎，高秀敏，
申请(专利权)人：张敬祎，高秀敏，
类型：实用新型
国别省市：95[中国|青岛]