CN106319468A - 一种提高磁控溅射镀膜质量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及物理气相淀积技术领域，具体涉及一种提高磁控溅射镀膜质量的方法，包括以下步骤：步骤一，装片，将基片装置烘烤腔，抽真空至一定值，关粗抽阀，开高阀；步骤二，将烘烤腔抽至高真空，打开烘烤灯，在一定温度下对基片烘烤一定时间；步骤三，继续抽真空至一定值，通氩气，溅射；步骤四，溅射完毕后，把基片传至冷却腔内，在一定温度下冷却一定时间；步骤五，关高阀，对冷却腔充氮气，破腔，取出产品。本发明的提高磁控溅射镀膜质量的方法，能获得致密性强、均匀性好、稳定性强、附着力强的镀膜。全面提高了膜的质量，该方法镀膜质量优良，具有优良的综合性应用。

Description

一种提高磁控溅射镀膜质量的方法
技术领域
本发明涉及物理气相淀积技术领域，具体涉及一种提高磁控溅射镀膜质量的方法。
背景技术
溅射是物理气相沉积(PVD)薄膜制备技术的一种，通过溅射可以使他种基体材料表面获得金属、半导体或绝缘体薄膜等，溅射技术具有环保、灵活性及功能性强大的特点，适用于制造薄膜集成电路、片式引线器件和半导体器件等用。
所谓溅射就是用荷能粒子(通常用氩气正离子)轰击物体从而引起物体表面的原子从母体中逸出并淀积在衬底材料上的过程象。溅射技术发展有二极溅射、射频溅射、及偏置溅射、磁控溅射等，二极溅射是一种最原始的溅射方式，效率很低。为了获得性能良好的半导体金属层膜厚，可采用磁控溅射技术。
磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移，简称E×B漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场E的作用下最终沉积在基片上。由于该电子的能量很低，传递给基片的能量很小，致使基片温升较低。
磁控溅射是利用磁场束缚电子的运动其结果导致轰击基片的高能电子的减少和轰击靶材的高能离子的增多，使其具备了低温、高速两大特点。
现有溅射技术是在密闭的真空环境下，用电离的氩气正离子轰击靶材，使靶材原子逸出到基片上成膜。这种溅射技术直接在冷的基板上成膜，所以膜的致密性、均匀性、一致性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为克服上述问题，提供一种提高磁控溅射镀膜质量的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种提高磁控溅射镀膜质量的方法，包括以下步骤：
步骤一，装片，将基片装置烘烤腔，抽真空至一定值，关粗抽阀，开高阀；
步骤二，将烘烤腔抽至高真空，打开烘烤灯，在一定温度下对基片烘烤一定时间；
步骤三，继续抽真空至一定值，通氩气，溅射；
步骤四，溅射完毕后，把基片传至冷却腔内，在一定温度下冷却一定时间；
步骤五，关高阀，对冷却腔充氮气，破腔，取出产品。
具体地，所述步骤一的抽真空至一定值为10分钟内将真空抽至2.0×10-2托。
具体地，所述步骤二的高真空的真空度为3.0×10-6托。
作为优选，所述步骤二的一定温度为150-200℃，进一步地，所述步骤二的一定时间为5分钟。
具体地，所述步骤三的抽真空至一定值为7.0×10-7托。
具体地，所述步骤三的溅射的真空为1.0×10-3托，电压为420v，电流为11A。
作为优选，所述步骤四的一定温度为10℃，一定时间为10分钟。
本发明的有益效果是：本发明的提高磁控溅射镀膜质量的方法，在溅射前的烘烤腔的腔体内，打开烘烤灯，将基片在150℃-200℃下烘烤若干分钟，可以去除基片的水汽和腔体壁的杂质气体，提高了基片与沉积的金属膜的附着力和致密性，更好的保证了基片的和金属膜的结合质量；这样基片先进行烘烤后，溅射出来的靶材原子到基片上减少了动能交换，基片获得了更高能量的靶材原子，从而靶材原子对基片的附着力更大，因而能获得致密性强、均匀性好的膜质量。
溅射后，将基片至于冷却腔，在10℃下冷却10分钟，可以降低基片的温度，使金属膜的应力变小、金属膜层与基片的粘附性更好，质量更高，全面提高了基片金属膜的质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是烘烤腔结构示意图；
图2是溅射腔结构示意图；
图3是冷却腔结构示意图；
图中标记：1-基片；2-烘烤灯；3-支撑柱；4-底座；5-极板；6-磁铁；7-冷却水进水管；8-冷却水回水管；9-铜背板；10-靶材；11-靶原子；12-氩离子；13-冷却水降温盘；100-烘烤腔；200-溅射腔；300-降温腔。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
本发明所述一种提高磁控溅射膜质量的方法，采用如图1-3所示的磁控溅射装置，所述磁控溅射装置包括依次连接的烘烤腔100、溅射腔200和降温腔300，所述烘烤腔100内设置烘烤灯2，所述降温腔300腔体外设置冷却水降温盘13。具体包括以下步骤：
步骤一，装片，将基片1装置烘烤腔100，抽真空至一定值，关粗抽阀，开高阀；
步骤二，将烘烤腔100抽至高真空，打开烘烤灯2，在一定温度下对基片1烘烤一定时间；
步骤三，继续抽真空至一定值，通氩气，溅射；
步骤四，溅射完毕后，把基片传至冷却腔内，在一定温度下冷却一定时间；
步骤五，关高阀，对冷却腔充氮气，破腔，取出产品。
以上为本发明的核心，在溅射前真空下，对基片进行烘烤，可以提高可以去除基片的水汽和腔体壁的杂质气体，提高了基片与沉积的金属膜的附着力和致密性，更好的保证了基片的和金属膜的结合质量；这样基片先进行烘烤后，溅射出来的靶材原子到基片上减少了动能交换，基片获得了更高能量的靶材原子，从而靶材原子对基片的附着力更大，因而能获得致密性强、均匀性好的膜质量。
溅射后，将基片至于冷却腔冷却，可以降低基片的温度，使金属膜的应力变小、金属膜层与基片的粘附性更好，质量更高，全面提高了基片金属膜的质量。
具体地，所述步骤一的抽真空至一定值为10分钟内将真空抽至2.0×10-2托。
具体地，所述步骤二的高真空的真空度为3.0×10-6托。
作为优选，所述步骤二的一定温度为150℃。在该温度下进行烘烤，温度低，除去杂质和水气效果好，活的膜的致密性、均匀性、稳定性好，且附着力大。
作为优选，所述步骤二的一定时间为为5分钟。
具体地，所述步骤三的抽真空至一定值为7.0×10-7托。
进一步地，所述步骤三的溅射的真空为1.0×10-3托，电压为420v，电流为11A。
作为优选，所述步骤四的一定温度为10℃，一定时间为10分钟。
实施例2
本发明所述一种提高磁控溅射膜质量的方法，具体包括以下步骤：
步骤一，装片，将基片1装置烘烤腔100，抽真空至一定值，关粗抽阀，开高阀；
步骤二，将烘烤腔100抽至高真空，打开烘烤灯2，在一定温度下对基片1烘烤一定时间；
步骤三，继续抽真空至一定值，通氩气，溅射；
步骤四，溅射完毕后，把基片传至冷却腔内，在一定温度下冷却一定时间；
步骤五，关高阀，对冷却腔充氮气，破腔，取出产品。
以上为本发明的核心，在溅射前真空下，对基片进行烘烤，可以提高可以去除基片的水汽和腔体壁的杂质气体，提高了基片与沉积的金属膜的附着力和致密性，更好的保证了基片的和金属膜的结合质量；这样基片先进行烘烤后，溅射出来的靶材原子到基片上减少了动能交换，基片获得了更高能量的靶材原子，从而靶材原子对基片的附着力更大，因而能获得致密性强、均匀性好的膜质量。
溅射后，将基片至于冷却腔冷却，可以降低基片的温度，使金属膜的应力变小、金属膜层与基片的粘附性更好，质量更高，全面提高了基片金属膜的质量。
具体地，所述步骤一的抽真空至一定值为10分钟内将真空抽至2.0×10-2托。
具体地，所述步骤二的高真空的真空度为3.0×10-6托。
作为优选，所述步骤二的一定温度为200℃。在该温度下进行烘烤，温度低，除去杂质和水气效果好，活的膜的致密性、均匀性、稳定性好，且附着力大。
作为优选，所述步骤二的一定时间为为5分钟。
具体地，所述步骤三的抽真空至一定值为7.0×10-7托。
进一步地，所述步骤三的溅射的真空为1.0×10-3托，电压为420v，电流为11A。
作为优选，所述步骤四的一定温度为10℃，一定时间为10分钟。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种提高磁控溅射镀膜质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，装片，将基片装置烘烤腔，抽真空至一定值，关粗抽阀，开高阀；
步骤二，将烘烤腔抽至高真空，打开烘烤灯，在一定温度下对基片烘烤一定时间；
步骤三，继续抽真空至一定值，通氩气，溅射；
步骤四，溅射完毕后，把基片传至冷却腔内，在一定温度下冷却一定时间；
步骤五，关高阀，对冷却腔充氮气，破腔，取出产品。
2.如权利要求1所述的一种提高磁控溅射镀膜质量的方法，其特征在于，所述步骤一的抽真空至一定值为10分钟内将真空抽至2.0×10-2托。
3.如权利要求1所述的一种提高磁控溅射镀膜质量的方法，其特征在于，所述步骤二的高真空的真空度为3.0×10-6托。
4.如权利要求1或3所述的一种提高磁控溅射镀膜质量的方法，其特征在于，所述步骤二的一定温度为150-200℃。
5.如权利要求4所述的一种提高磁控溅射镀膜质量的方法，其特征在于，所述步骤二的一定时间为为5分钟。
6.如权利要求1所述的一种提高磁控溅射镀膜质量的方法，其特征在于，所述步骤三的抽真空至一定值为7.0×10-7托。
7.如权利要求1或6所述的一种提高磁控溅射镀膜质量的方法，其特征在于，所述步骤三的溅射的真空为1.0×10-3托，电压为420v，电流为11A。
8.如权利要求1所述的一种提高磁控溅射镀膜质量的方法，其特征在于，所述步骤四的一定温度为10℃，一定时间为10分钟。
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