CN100999814A - 一种多功能溅镀系统及溅镀方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能溅镀系统，其包括一个腔体，该腔体内包括有一个转盘，该转盘上设有多个承载台，与该承载台相对侧有至少两个溅射靶，及每个溅射靶相连有一个转动装置。本发明还提供一种溅镀方法，其包括如下步骤：将工件置于承载台上，并放入靶材；调节多个溅射靶的朝向；使腔体形成真空；向腔体内通入惰性气体或惰性气体混合物；及溅镀工件，得到产品。本发明的多功能溅镀系统及溅镀方法具有易于溅镀多层复合膜及合金膜的优点。

Description

一种多功能溅镀系统及溅镀方法

【技术领域】

本发明涉及溅镀技术领域，尤其是关于一种功能较多的溅镀系统及溅镀方法。

【背景技术】

溅镀最早是用来沉积薄膜，以涂敷镜子表面，或以覆盖薄织品；随着电子技术及真空技术的发展，现今溅镀还被广泛应用于集成电路的制造。

溅镀一般可分为RF溅镀(射频溅镀)和直流溅镀，其主要是根据溅镀所使用的电源来区分。其中RF溅镀的靶材可以是非金属材料(半导体材料与绝缘材料)；而直流溅镀的靶材一般只能是金属材料。

溅镀原理，是在真空环境下，藉由辉光放电或离子束产生的高能粒子(一般为氩气离子)，撞击靶材，以动量转移方式将粒子从靶材上击出，并使之沉积于工件上成膜。

通过溅镀法，可以获得单层膜、多层复合膜及合金膜等。

现有技术以溅镀法来制备多层复合膜时，一般需要根据各镀层的成份，溅镀一层后再相应的更换靶材继续溅镀；然而，此过程不仅繁琐难于操作，而且容易影响复合镀层中各层的品质。另外，现有技术以溅镀法来制备合金膜时，一般是采用相应的合金材料来作为靶材，但在靶材确定后，想要实现对合金膜成份的连续调节则较为困难。且现有技术溅镀装置的功能一般较为单一，对于有不同的镀层需要的工件加工，需要采用不同的溅镀装置才能进行。

因此，有必要提供一种易于溅镀多层复合膜及合金膜的多功能溅镀系统及溅镀方法。

【发明内容】

以下将以实施例提供一种多功能溅镀系统及溅镀方法。

一种多功能溅镀系统，其包括一个腔体，该腔体内包括有一个转盘，该转盘上设有多个承载台，与该承载台相对侧有至少两个溅射靶，及每个溅射靶相连有一个转动装置。

一种溅镀方法，其包括如下步骤：将工件置于承载台上，并放入靶材；调节多个溅射靶的朝向；使腔体形成真空；向腔体内通入惰性气体或惰性气体混合物；及溅镀工件，得到产品。

相对于现有技术，所述多功能溅镀系统，包括有多个承载台及可转动的至少两个溅射靶；使得该溅镀系统在溅镀多层复合膜时，可同时放入不同材质的靶材，避免在溅镀完一层膜后，需要更换靶材的繁琐操作程序；且在溅镀合金膜时，通过调节各个溅射靶的朝向及靶材的溅镀率，便可易于获得镀层材料成份连续变化的合金膜。因此上述多功能溅镀系统及溅镀方法具有易于溅镀多层复合膜及合金膜的优点。

【附图说明】

图1是本发明实施例的多功能溅镀系统示意图。

图2是本发明实施例的多功能溅镀系统的溅射靶转动示意图。

图3是本发明另一实施例承载台排布示意图。

【具体实施方式】

下面将结合附图及实施例对多功能溅镀系统及溅镀方法作进一步详细说明。

请参见图1，本实施例的多功能溅镀系统100的示意图，其包括一个腔体1，在该腔体1内包括有：一个转盘2；在该转盘2上设有多个承载台3，其用于放置工件10；与该承载台3相对侧设有至少两个溅射靶4；及与每个溅射靶4相连有一个转动装置5，其用于转动与之相连的溅射靶4。该转动装置5可为齿轮组。

该溅镀系统100包括有至少两个溅射靶4，且该溅射靶4可以通过转动装置5来调节其朝向，使得该溅镀系统100在溅镀时，可以根据镀层的需要，通过在溅射靶4上放置相应的靶材8，并调节溅射靶4的朝向来溅镀，便易于获得不同种类的镀层，而使该溅镀系统100具有不同的溅镀功能。

例如，当工件10需要溅镀单层膜时，可以同时在该两个溅射靶4上放置相同材质的靶材8，以提高镀膜的速度；当工件10需要溅镀多层复合膜时，可以在该两个溅射靶4上放置不同材质的靶材8，并将该两个溅射靶4垂直于工件所在的平面，调节相关参数(如溅镀时间)，便易于获得多层复合膜，避免需要更换靶材再溅镀的繁琐操作程序；当工件需要溅镀合金膜时，也可在该两个溅射靶4上放置不同材质的靶材8，并将该两个溅射靶同时对准一个工件(如图2所示)，再通过适当调节相关参数(如各溅射靶4的电压与溅射时间)改变靶材的溅镀率，即易于得到成份连续变化的合金膜。

该转盘2上设有多个承载台3，在溅镀单一成份镀层及溅镀多层复合膜时，该多个承载台3上可用以放置多个工件10来同时进行溅镀，以提高产品处理速度。该承载台3可任意分布于该转盘2上；优选是可将该多个承载台3设置成如图3所示排布方式，其中有一个中心承载台3a处于该转盘2的中心，其余承载台3b均匀分布在该中心承载台3a周围的圆周上，该圆周的直径与该两个溅射靶的中心间距相当。

该转盘2还可与一个公转马达6相连，该公转马达6可用于在溅镀时旋转转盘2，以使在溅镀多个工件10时，提高各工件10镀膜的一致性；另外，通过调节该马达6的转速，还易于控制各个工件10的镀层厚度。

该承载台3也可分别与一个自转马达(图未示)相连，以使各个承载台3在溅镀时可以自转，提高单个工件10镀层的均匀性。

进一步，为提高溅镀的速率，该溅射靶4可为磁控溅射靶；磁控溅射靶可增加电子的运动路径，提升电子与腔体内惰性气体的碰撞几率，增大等离子体内高能粒子的密度，继而产生更多的高能粒子来撞击靶材，提高溅射镀膜的速率。

另外，提供一种溅镀方法，其包括如下步骤：

步骤一，将工件10置于承载台3上，并放入靶材8。其可根据工件10的镀层需要，选用相应的靶材。

步骤二，调节溅射靶4的朝向。

该步骤二中，可根据所需镀膜种类，调节溅射靶的朝向。例如当要溅镀多层复合膜时，该溅射靶朝向可垂直于承载台所在的平面；当要做溅镀合金膜时，该溅射靶朝向可同时对准一个工件。

由于包括有至少两个溅射靶4，且该溅射靶4朝向可调节，使得在溅镀多层复合膜时，可避免更换靶材再溅镀的繁琐操作程序；在溅镀合金膜时，易于获得实现镀层成份的连续变化。

步骤三，使腔体1形成真空。该步骤中，可采用抽真空装置7，抽取该腔体1内的空气来形成真空。

该抽真空装置7可为分子泵、洛茨真空泵或干式机械真空泵等。

步骤四，向腔体内通入惰性气体9。根据镀膜的需要，该惰性气体9中可混合一些反应性气体，以改善镀层的成份。其中该惰性气体可为氩气及氪气之一或其组合。该反应性气体可为甲烷、乙炔及乙烷之一或其组合。

步骤五，溅镀工件10，得到产品。

该步骤五中，可根据步骤一中放入的靶材8材质，选用不同的溅射电源来溅镀。例如：当靶材8为绝缘材质时，可选用射频电源；当靶材8为金属材质时可选用直流电源。

与现有技术相比较，所述多功能溅镀系统100，包括有多个承载台3及可转动的至少两个溅射靶4；使得该溅镀系统100在溅镀多层复合膜时，可同时放入不同材质的靶材8，避免在溅镀完一层膜后，需要更换靶材的繁琐操作程序；且在溅镀合金膜时，通过调节各个溅射靶4的朝向及靶材8的溅镀率，便可易于获得镀层材料成份连续变化的合金膜。因此上述多功能溅镀系统100及溅镀方法具有易于溅镀多层复合膜及合金膜的优点。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种多功能溅镀系统，其包括一个腔体，该腔体内包括有：一个转盘，该转盘上设有多个承载台，与该承载台相对侧有至少两个溅射靶；其特征是，该每个溅射靶还相连有一个转动装置，其用于转动与之相连的溅射靶。

2.如权利要求1所述多功能溅镀系统，其特征是，该转动装置为齿轮组。

3.如权利要求1所述多功能溅镀系统，其特征是，该多个承载台中，有一个承载台处于该转盘的中心，其余承载台均匀分布在该中心承载台周围的圆周上。

4.如权利要求1所述多功能溅镀系统，其特征是，该转盘还与一个公转马达相连。

5.如权利要求1所述多功能溅镀系统，其特征是，该多个承载台还分别与一个自转马达相连。

6.如权利要求1所述多功能溅镀系统，其特征是，该溅射靶为磁控溅射靶。

7.一种溅镀方法，其包括如下步骤：

将工件置于承载台上，并放入靶材；

调节多个溅射靶的朝向；

使腔体形成真空；

向腔体内通入惰性气体或惰性气体混合物；及溅镀工件，得到产品。

8.如权利要求7所述溅镀方法，其特征是，当溅镀多层复合膜时，该多个溅射靶的中心轴垂直于承载台所在的平面。

9.如权利要求7所述溅镀方法，其特征是，当溅镀合金膜时，该多个溅射靶对准一个工件。

10.如权利要求7所述溅镀方法，其特征是，使该腔体形成真空的方法是，采用抽真空装置来真空，该抽真空装置为分子泵、洛茨真空泵或干式机械真空泵。

11.如权利要求7所述溅镀方法，其特征是，该惰性气体为氩气及氪气之一或其混合。

12.如权利要求7所述溅镀方法，其特征是，该惰性气体混合物为惰性气体与甲烷、乙炔及乙烷之一或其组合组成的混合物。

13.如权利要求7所述溅镀方法，其特征是，溅镀时所采用的电源为直流电源或射频电源。

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