CN110004422A - 一种磁控溅射设备 - Google Patents

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CN110004422A CN201910325910.XA CN201910325910A CN110004422A CN 110004422 A CN110004422 A CN 110004422A CN 201910325910 A CN201910325910 A CN 201910325910A CN 110004422 A CN110004422 A CN 110004422A
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董中林
黄钊
房景仕
白一峰
丁良兵
何文杰
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/354—Introduction of auxiliary energy into the plasma

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Abstract

本发明公开一种磁控溅射设备，包括反应腔室、电极、靶材以及射频线圈，电极、靶材以及射频线圈均设置于反应腔室，电极和靶材分别设置于反应腔室对应的两侧，电极依次与电极射频匹配器和电极射频电源连接，靶材与直流电源连接，射频线圈设置在反应腔室的内部，且射频线圈设置于电极和靶材之间，射频线圈依次与射频匹配器和线圈射频电源连接；在发明中等离子体中电子会在射频电场的作用下作振荡运动，电子在振荡过程中与气体分子的碰撞几率增加，而电子能从电场不断吸收能量，因此在碰撞过程中有足够的能量来使气体分子离化，因此该装置不但能提高靶材离化率，还能在更低的靶电压及气压条件下维持放电。

Description

一种磁控溅射设备
技术领域
本发明涉及表面工程技术领域，具体涉及一种磁控溅射设备。
背景技术
磁控溅射是在直流溅射靶的基础上增加磁场，通过磁力线约束靶面电子的运动，使电子运动轨迹延长，增加电子与其他粒子的碰撞概率，从而提高气体离化率。
磁控溅射相对于直流溅射提高了离化率，但离化率仍然不高，普通磁控溅射离化率只有5％～10％，很难满足高质量薄膜对离化率的需求。
磁控溅射由于靶面磁场的作用，辉光放电产生的等离子体主要分布在距靶面60mm的范围内，能够到达基片参与成膜的离子并不多，低能量的中性粒子难以产生高致密，结合力好的薄膜。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种磁控溅射设备，包括反应腔室、电极、靶材以及射频线圈，所述电极、所述靶材以及所述射频线圈均设置于所述反应腔室，所述电极和所述靶材分别设置于所述反应腔室对应的两侧，所述电极依次与电极射频匹配器和电极射频电源连接，所述靶材与直流电源连接，所述射频线圈设置在所述反应腔室的内部，且所述射频线圈设置于所述电极和所述靶材之间，所述射频线圈依次与射频匹配器和线圈射频电源连接。
较佳的，所述射频线圈采用良导体绕制。
较佳的，所述射频线圈设置为中空管状绕制结构，所述射频线圈中空部分流通有冷媒。
较佳的，所述射频线圈采用单匝或多匝绕组。
较佳的，所述射频线圈设置于所述靶材正前方。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：在发明中等离子体中电子会在射频电场的作用下作振荡运动，电子在振荡过程中与气体分子的碰撞几率增加，而电子能从电场不断吸收能量，因此在碰撞过程中有足够的能量来使气体分子离化，因此该装置不但能提高靶材离化率，还能在更低的靶电压及气压条件下维持放电。
附图说明
图1为本发明所述磁控溅射设备的结构示意图。
图中数字表示：
1-反应腔室；2-电极；3-靶材；4-射频线圈。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
如图1所示，图1为本发明所述磁控溅射设备的结构示意图；本发明所述磁控溅射设备包括反应腔室1、电极2、靶材3以及射频线圈4。所述电极2、所述靶材3以及所述射频线圈4均设置于所述反应腔室1，所述电极2和所述靶材3分别设置于所述反应腔室1对应的两侧，所述电极2依次与电极2射频匹配器和电极2射频电源连接，所述靶材3与直流电源连接。所述射频线圈4设置在所述反应腔室1的内部，且所述射频线圈4设置于所述电极2和所述靶材3之间，所述射频线圈4依次与射频匹配器和线圈射频电源连接。
所述射频线圈4采用金属铜管或其他良导体绕制，作为等离子体振荡器，所述射频线圈4可采用单匝或多匝绕组，所述射频线圈4利用所述线圈射频电源的射频能量在其周围产生变化的电磁场，所述电磁场可以在所述反应腔室1内激发出高密度的感应耦合等离子体。
较佳的，所述射频线圈4设置为管状结构，所述射频线圈4内通入水或其他冷媒进行冷却，解决了真空室内射频线圈4散热不良的问题。
较佳的，所述射频线圈4设置于所述靶材3正前方，以增强电子振荡频率，扩大电子与其他粒子之间的碰撞概率，能够有效提高靶材3离化率。
在基片侧设置射频负偏压，可引导离子到达所述基片参与成膜，同时射频振荡能提高等离子体绕射性，提高小孔或盲孔成膜效果。
所述磁控溅射设备应用于真空镀膜设备，提高磁控溅射离化率，降低靶维持放电电压及气压，基片侧设置的射频负偏压能够增强等离子体绕射能力，提高磁控溅射镀膜质量，扩展镀膜工艺应用范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种磁控溅射设备，其特征在于，包括反应腔室、电极、靶材以及射频线圈，所述电极、所述靶材以及所述射频线圈均设置于所述反应腔室，所述电极和所述靶材分别设置于所述反应腔室对应的两侧，所述电极依次与电极射频匹配器和电极射频电源连接，所述靶材与直流电源连接，所述射频线圈设置在所述反应腔室的内部，且所述射频线圈设置于所述电极和所述靶材之间，所述射频线圈依次与射频匹配器和线圈射频电源连接。
2.如权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述射频线圈采用良导体绕制。
3.如权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述射频线圈设置为中空管状绕制结构，所述射频线圈中空部分流通有冷媒。
4.如权利要求2或3所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述射频线圈采用单匝或多匝绕组。
5.如权利要求4所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述射频线圈设置于所述靶材正前方。
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