CN219195112U - 一种磁控溅射仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种磁控溅射仪，涉及磁控溅射镀膜技术领域，可以包括真空腔体、门盖、分子泵、机械泵、基片台和至少一个磁控溅射靶。其中，真空腔体开设有工艺腔和与工艺腔相连通的开口，真空腔体上还开设有进气口和出气口与工艺腔相连通。门盖盖设于开口处，且与工艺腔的开口活动相连。分子泵设置于真空腔体的外壁下方，分子泵具有第一进风口和第一出风口，第一进风口通过第一管路与真空腔体相连通。机械泵具有第二进风口和第二出风口，分子泵的第一出风口通过第二管路与机械泵的第二进风口相连通，机械泵的第二进风口还通过第三管路与工艺腔相连通。本实用新型用于镀膜。

Description

一种磁控溅射仪

技术领域

本实用新型涉及磁控溅射镀膜技术领域，尤其涉及一种磁控溅射仪。

背景技术

磁控溅射沉积技术作为制造薄膜的重要手段之一，被广泛应用在半导体镀膜工艺领域中。在实际应用中，通常需要采用较高的腔室压力进行溅射沉积工艺，以获得低应力的薄膜，从而避免因薄膜应力过高而对基片产生不良影响。然而，仅通过机械泵来进行抽真空处理并不能满足一些较高的真空度要求。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种磁控溅射仪，采用分子泵和机械泵结合满足了对真空度要求较高的工艺要求。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种磁控溅射仪，可以包括真空腔体、门盖、分子泵、机械泵、基片台和至少一个磁控溅射靶。其中，真空腔体开设有工艺腔和与工艺腔相连通的开口，真空腔体上还开设有进气口和出气口与工艺腔相连通。门盖盖设于开口处，且与工艺腔的开口活动相连。分子泵设置于真空腔体的外壁下方，分子泵具有第一进风口和第一出风口，第一进风口通过第一管路与真空腔体相连通。机械泵具有第二进风口和第二出风口，分子泵的第一出风口通过第二管路与机械泵的第二进风口相连通，机械泵的第二进风口还通过第三管路与工艺腔相连通。基片台一端安装于工艺腔的顶壁上，另一端朝向工艺腔的底壁，且用于安装基片。至少一个磁控溅射靶一端安装于工艺腔的底壁上，另一端与基片台相对。

在此情况下，用户在使用时，可以打开门盖，将需要镀膜的基片由开口放入到工艺腔内的基片台上，与基片台固定相连，而后关闭门盖，启动机械泵，从而通过第一管路和第二管路对工艺腔内进行抽真空处理，随着机械泵进行抽真空，当工艺腔内的压力达到一定阈值时，启动分子泵，进一步进行抽真空处理，同机械泵和分子泵的配合，使得工艺腔内具有较高的真空度，从而满足工艺需求。此外，在本申请中，机械泵和分子泵共用第一管路，相对于机械泵和分子泵单独采用管路进行抽压不仅节省管路成本，而且两种泵体搭配使用有助于抽真空时的稳定性。

进一步地，磁控溅射仪还包括第四管路、气体总阀、第五管路、氧气截止阀、第六管路、氮气截止阀、第七管路以及氩气截止阀。其中，第四管路第一端与进气口相连通。气体总阀安装于第四管路上。第五管路一端与第四管路的第二端相连通，另一端通入氧气。氧气截止阀安装于第五管路上。第六管路一端与第四管路的第二端相连通，另一端通入氮气。氮气截止阀安装于第六管路上。第七管路一端与第四管路的第二端相连通，另一端通入氩气。氩气截止阀安装于第七管路上。

进一步地，磁控溅射仪还包括第一流量计、第二流量计和第三流量计，其中，第一流量计安装于第五管路上，用于监测第五管路内的气体流量。第二流量计安装于第六管路上，用于监测第六管路内的气体流量。第三流量计安装于第七管路上，用于监测第七管路内的气体流量。

进一步地，磁控溅射仪还包括插板阀、前级阀和预抽阀，其中，插板阀安装于第一管路上。前级阀安装于第二管路上。预抽阀安装于第三管路上。

进一步地，磁控溅射仪还包括放气管路和放气阀，其中，放气管路与真空腔体的工艺腔相连通，用于对工艺腔内进行排气。放气阀安装于放气管路上。

进一步地，磁控溅射仪还包括第一齿轮、电机和第二齿轮，其中，第一齿轮与基片台同轴相连。电机安装于真空腔体外，电机具有转轴。第二齿轮与第一齿轮齿合，且第二齿轮与转轴同轴相连。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种磁控溅射仪示意图；

图2为本申请实施例提供的一种磁控溅射仪另一示意图；

图3为本申请实施例提供的一种磁控溅射仪另一示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种磁控溅射仪，可以包括真空腔体11、门盖12、分子泵13、机械泵14、基片台15和至少一个磁控溅射靶16。其中，真空腔体11开设有工艺腔111和与工艺腔111相连通的开口112，真空腔体11上还开设有进气口和出气口与工艺腔111相连通。门盖12盖设于开口112处，且与工艺腔111的开口112活动相连。分子泵13设置于真空腔体11的外壁下方，分子泵13具有第一进风口和第一出风口，第一进风口通过第一管路17与真空腔体11相连通。机械泵14具有第二进风口和第二出风口，分子泵13的第一出风口通过第二管路18与机械泵14的第二进风口相连通，机械泵14的第二进风口还通过第三管路19与工艺腔111相连通。基片台15一端安装于工艺腔111的顶壁上，另一端朝向工艺腔111的底壁，且用于安装基片。至少一个磁控溅射靶16一端安装于工艺腔111的底壁上，另一端与基片台15相对。

在此情况下，用户在使用时，可以打开门盖12，将需要镀膜的基片由开口112放入到工艺腔111内的基片台15上，与基片台15固定相连，而后关闭门盖12，启动机械泵14，从而通过第一管路17和第二管路18对工艺腔111内进行抽真空处理，随着机械泵14进行抽真空，当工艺腔111内的压力达到一定阈值时，启动分子泵13，进一步进行抽真空处理，同机械泵14和分子泵13的配合，使得工艺腔111内具有较高的真空度，从而满足工艺需求。此外，在本申请中，机械泵14和分子泵13共用第一管路17，相对于机械泵14和分子泵13单独采用管路进行抽压不仅节省管路成本，而且两种泵体搭配使用有助于抽真空时的稳定性。

结合图1和图2所示，在磁控溅射磁控溅射仪还包括第四管路20、气体总阀21、第五管路22、氧气截止阀23、第六管路24、氮气截止阀25、第七管路26以及氩气截止阀27。其中，第四管路20第一端与进气口相连通。气体总阀21安装于第四管路20上。第五管路22一端与第四管路20的第二端相连通，另一端通入氧气。氧气截止阀23安装于第五管路22上。第六管路24一端与第四管路20的第二端相连通，另一端通入氮气。氮气截止阀25安装于第六管路24上。第七管路26一端与第四管路20的第二端相连通，另一端通入氩气。氩气截止阀27安装于第七管路26上。

在此情况下，用户使用时可以通过氧气截止阀23、氮气截止阀25、氩气截止阀27和气体总阀21对管路内的气体流量进行控制，从而使得进入工艺腔111内的气体能够满足工艺要求。

为实施监控管路内的气体流量，在本申请的一些实施例中。该磁控溅射仪还可以包括第一流量计28、第二流量计29和第三流量计30，其中，第一流量计28安装于第五管路22上，用于监测第五管路22内的气体流量。第二流量计29安装于第六管路24上，用于监测第六管路24内的气体流量。第三流量计30安装于第七管路26上，用于监测第七管路26内的气体流量。

在此情况下，第一流量计28可以监测第五管路22内的氧气流量，从而与氧气截止阀23配合使用。第二流量计29可以监测第六管路24内的氮气流量，从而与氮气截止阀25配合使用。第三流量计30可以监测第七管路26内氩气的流量，从而与氩气截止阀27配合使用。

在本申请的一些实施例中，该磁控溅射仪还可以包括插板阀31、前级阀32和预抽阀33，其中，插板阀31安装于第一管路17上。前级阀32安装于第二管路18上。预抽阀33安装于第三管路19上。

这样一来，预抽阀33作用是对工艺腔111内的气体进行慢抽，防止真空大抽时产生的空气旋流，从而影响基片的位置。插板阀31和前级阀32的搭配可以使得起到管路密封和对机械泵14和分子泵13的保护作用。

在本申请的一些实施例中，该磁控溅射仪还可以包括放气管路34和放气阀35，其中，放气管路34与真空腔体11的工艺腔111相连通，用于对工艺腔111内进行排气。放气阀35安装于放气管路34上。

在此情况下，用户可以通过放气阀35向排除多余的气体从而使得工艺腔111内的压力保持在一定范围内。也可以通过放气阀35使得工艺腔111内外的压力保持一致，从而方便用户取出或者放入基片。

如图3所示，为使得基片的表面覆膜更加均匀，在本申请的一些实施例中，该磁控溅射仪还可以包括第一齿轮36、电机37和第二齿轮38，其中，第一齿轮36与基片台15同轴相连。电机37安装于真空腔体11外，电机37具有转轴。第二齿轮38与第一齿轮36齿合，且第二齿轮38与转轴同轴相连。

这样一来，通过电机37可以带动第二齿轮38转动，由于第二齿轮38与第一齿轮36齿合，因此，第二齿轮38转动可以带动第一齿轮36转动，由于第一齿轮36与基片台15同轴相连，这样一来，基片台15可以进行转动。由于基片固定在基片台15上，因此，基片可以随着基片台15进行转动，随着基片的转动，基片的表面覆膜更加均匀。

本实用新型一种磁控溅射仪工作原理：将需要镀膜的基片放置在基片台15上进行固定，将放气阀35关闭，检查无误后关闭真空腔体11的门盖12，打开机械泵14进行抽真空，而后打开分子泵13对真空腔体11进行抽真空，当真空度达到一定阈值时，向真空腔体11内充入氩气和氧气进行辉光放电刻蚀磁控溅射靶16，同时将氧气通入对膜层进行补氧，防止氧化不充分。在本申请的另一些实施例中，由于基片的不同，也可以通入氮气和氩气进行磁控溅射，本申请对此不作限定。

在本申请的一些实施例中，该磁控溅射仪还可以包括控制系统，该控制系统与各项阀门和流量计电连接，从而控制阀门的开启和关闭。该控制系统为现有技术，本申请对此不再赘述。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种磁控溅射仪，其特征在于，包括：

真空腔体，开设有工艺腔和与所述工艺腔相连通的开口，所述真空腔体上还开设有进气口和出气口与所述工艺腔相连通；

门盖，盖设于所述开口处，且与所述工艺腔的所述开口活动相连；

分子泵，设置于所述真空腔体的外壁下方，所述分子泵具有第一进风口和第一出风口，所述第一进风口通过第一管路与所述真空腔体相连通；

机械泵，具有第二进风口和第二出风口，所述分子泵的第一出风口通过第二管路与所述机械泵的第二进风口相连通，所述机械泵的第二进风口还通过第三管路与所述工艺腔相连通；

基片台，一端安装于所述工艺腔的顶壁上，另一端朝向所述工艺腔的底壁，且用于安装基片；

至少一个磁控溅射靶，一端安装于所述工艺腔的底壁上，另一端与所述基片台相对。

2.根据权利要求1所述的一种磁控溅射仪，其特征在于，所述磁控溅射仪还包括：

第四管路，第一端与所述进气口相连通；

气体总阀，安装于所述第四管路上；

第五管路，一端与所述第四管路的第二端相连通，另一端通入氧气；

氧气截止阀，安装于所述第五管路上；

第六管路，一端与所述第四管路的第二端相连通，另一端通入氮气；

氮气截止阀，安装于所述第六管路上；

第七管路，一端与所述第四管路的第二端相连通，另一端通入氩气；

氩气截止阀，安装于所述第七管路上。

3.根据权利要求2所述的一种磁控溅射仪，其特征在于，所述磁控溅射仪还包括：

第一流量计，安装于所述第五管路上，用于监测所述第五管路内的气体流量；

第二流量计，安装于所述第六管路上，用于监测所述第六管路内的气体流量；

第三流量计，安装于所述第七管路上，用于监测所述第七管路内的气体流量。

4.根据权利要求1所述的一种磁控溅射仪，其特征在于，所述磁控溅射仪还包括：

插板阀，安装于所述第一管路上；

前级阀，安装于所述第二管路上；

预抽阀，安装于所述第三管路上。

5.根据权利要求2所述的一种磁控溅射仪，其特征在于，所述磁控溅射仪还包括：

放气管路，与所述真空腔体的所述工艺腔相连通，用于对所述工艺腔内进行排气；

放气阀，安装于所述放气管路上。

6.根据权利要求2所述的一种磁控溅射仪，其特征在于，所述磁控溅射仪还包括：

第一齿轮，与所述基片台同轴相连；

电机，安装于所述真空腔体外，所述电机具有转轴；

第二齿轮，与所述第一齿轮齿合，且所述第二齿轮与所述转轴同轴相连。

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