[实用新型]真空溅镀机的阴极构造

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种真空溅镀机的阴极构造。

背景技术

如一般半导体业界所认知的，气象沉积设备及电浆沉积系统设备是今年来特定电子设备之生产制造厂商积极研发及建构之项目，尤其是可适用于各种尺寸晶圆之物理气象沉积设备，其所包含之重要技术领域如真空溅镀装置领域、机台专用装置开发及控制软体整合系统等等，包括了多种技术领域，而其中机台专用装置之研发可以说是关系到整个系统成败相当重要之因素，唯因机台专用装置之领域牵涉到各专业领域工业，必须对各专业技术加以了解：如真空溅镀领域上非常需要之大范围无死角的均匀靶材消耗技术，若使用在真空溅镀机的阴极构造上则可改善靶材寿命不长之缺点，可使反应生成的薄膜成本降低；此外，现有真空溅镀机台的改善亦非常重要，其设计之方式亦为各家制造厂商研究发展之重点。

在此简述气象沉积种类，首先薄膜沉积依据沉积过程中，是否含有化学反应的机制，可以区分为物理气象沉积(PVD)通常称为物理蒸镀及化学气象沉积(CVD)通常称为化学蒸镀。随着沉积技术及沉积参数差异，所沉积薄膜的结构可能是单晶、多晶或非结晶结构。在现有的晶圆承载装置中，阴极构造可作为参考，如图1及图2所示，其中靶材1承受外侧面15的带电粒子轰击以产生电浆，以用于气象沉积，该靶材系在内侧面17以铟连结构造11固定于连结承载金属板13或辅助磁场产生装置2(含阴极电场)上，其中辅助磁场产生装置2位于支架22(含阳极电场)之上，其中辅助磁场产生装置2内部具有磁极21可产生辅助磁场以辅助溅镀进行，然而该现有技术仅提供最基本溅镀功能，对靶材1的消耗为V形侵蚀区，若是要加强应用靶材1以使单位体积产生的电浆增加。以现有技术，则须增设移动模组(图未示)在辅助磁场产生装置2之上，以使靶材产生U形侵蚀区消耗模式，然而移动模组会占用极大空间且成本高而无法适用于所有溅镀机台，不利于实际运用，因此本应用领域的研发厂商莫不以改善溅镀机台功能为重要研发目标。

在此简述溅镀原理：电浆是一种遭受部分离子化的气体。通过在两个相对应的金属电极板上施以电压，假如电极板间的气体分子浓度在某一特定的区间，电极板表面因离子轰击所产生的二次电子，在电极板所提供的电场下，将获得足够的能量，而与电极板间的气体分子因撞击而进行所谓的“解离”，“离子化”，及“激发”等反应，而产生离子、原子、原子团及更多的电子，以维持电浆内各离子间的浓度平衡。一个DC电浆的阴极电板遭受离子撞击的时候，脱离的带正电荷离子在暗区的电场加速下将获得极高的能量。当离子与阴电极产生轰击之后，基于动量转换的原理，离子轰击除了会产生二次电子以外，还会把电极板表面的原子给“打击”出来，这个动作我们称之为“溅镀”这些被激出的电极板原子将进入电浆里，然后，以其所获之动能、拆散等的方式最后传递到被镀物的表面，并因而沉积。这种利用电浆独特的离子轰击，以动量转换的原理，在气相中制备沉积元素以便进行薄膜沉积的PVD技术，称之为“溅镀”基于以上的模型，溅镀的沉积机构大致上可以区分为以下几个步骤：(1)电浆内所产生的部分离子将脱离电浆并往阴极板移动。(2)经加速的离子将轰撞在阴电极板的表面除产生二次电子外，还因此而击出电极板原子。(3)被击出的电极板原子将进入电浆内且最后传出送另一个放置有被镀物(如晶圆、玻璃等)的电极表面。(4)这些被吸附在被镀物(如晶圆、玻璃)表面的吸附原子将进行薄膜的沉积。

由以上现有真空溅镀装置及现有移动模组装置配合阴极产生靶材1的较低成本电浆，我们可以发现在其构造之条件下，仍必须发展出可广泛使用的阴极构造，以符合低成本电浆材料沉积产生薄膜的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种真空溅镀机的阴极构造，以符合真空溅镀需求的阴极构造装置而且可配合广泛类型的真空溅镀机台装置，可用于光电及半导体设备，以用简单构造提供低成本电浆。

实现本实用新型的目的的技术方案如下：

一种真空溅镀机的阴极构造，包含：辅助磁场产生装置，其与真空溅镀机的机架机械性连接，可产生辅助磁场；靶材，其与电场阴极相接并具有内侧面与外侧面，所述内侧面朝向所述辅助磁场产生装置，所述外侧面朝向真空溅镀机的轰击带电粒子；及干扰磁性片，其以磁性材料制成并置于所述靶材的内侧面，且位于所述靶材与辅助磁场产生装置之间，通过干扰磁性片的作用，使得辅助磁场受到干扰，造成该轰击带电粒子轰击靶材效果非常均匀。所述干扰磁性片为具有永久磁性的物质或具有软磁特性的导磁物质构成。

所述的真空溅镀机的阴极构造进一步具有一连接承载金属板，其位于该辅助磁场产生装置与靶材之间，且该干扰磁性片位于该连接承载金属板中。