[实用新型]一种对靶磁控溅射装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高速、均匀镀膜的对靶磁控溅射装置，属于溅射薄膜技术领域。

背景技术

磁控溅射装置用于在基体上镀制膜层。基体和溅射靶安装于真空室内，在低气压的辉光放电中，作为阴极的靶板被溅射，溅射原子沉积在基体上形成薄膜。其特点是在溅射装置的靶表面引入与靶面平行并与电场正交的磁场，在靶面附近形成电子陷阱区，增大气体的电离密度，以达到在低气压、低电压和较低的基片温度下沉积薄膜。该设备的关键部位是阴极溅射靶。

在现有的磁控溅射领域，磁控溅射装置通常在真空室内安装有多个非平衡磁控溅射靶。每个非平衡磁控溅射靶仅能在其靶面附近产生较强磁场，而离靶面较远及靶间区域的磁场强度较弱。当真空室内的工件围绕着该多个非平衡磁控溅射靶旋转时，工件仅在处于靶面附近时才能浸泡在高密度等离子体中，离子轰击效果显著，此时不仅镀膜质量好，而且镀膜速度快。但是，工件在旋转过程中大多数时间都处在稀薄等离子体中，由于等离子体密度低，溅射原子的沉积速度低，沉积成薄膜的时间长且膜层质量差。

此外，现有的磁控溅射装置所采用的单靶结构仅在靶面附近才能形成较高密度的等离子体，等离子体的覆盖面积较小，所以导致靶材的刻蚀结构呈现狭窄的V形，靶材利用率较低。因此，现有的磁控溅射装置不能保证工件始终浸没在高密度等离子体中，从而导致镀膜时间长，镀膜质量差，靶材消耗不均匀而降低利用率等不良结果。

实用新型内容

为解决以上镀膜技术的不足，本实用新型目的是提供一种对靶磁控溅射装置，其能够保证工件始终浸没在较高密度等离子体中，以提高溅射速度，减少镀膜时间从而提高生产效率，同时还能大幅度提高镀膜质量及靶材利用率。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种对靶磁控溅射装置，包括真空室，真空室设有抽真空口，真空室内设有磁控靶和工件架，磁控靶呈对靶设置，且每组对靶中间置有一工件架，工件架旋转过程中始终被控制在一组对靶中间。

上述每组对靶磁场极性布置方向相反，形成闭合场；同时每个单独的磁控靶磁场布局方式都为非平衡磁场。

上述每组对靶可由一个中频电源供电，也可以由两个独立的电源分别供电。

上述工件架在所处对靶中间的旋转可以是公转和自转同步进行或其中一种方式。

上述真空室可以是长方体形或圆柱体形。

上述对靶结构可应用于连续镀膜系统中。

本实用新型采用上述结构，使得对靶之间等离子体分布均匀、致密，并且工件始终浸没在该等离子体中，从而提高镀膜效率及镀膜质量。

附图说明

图1为本实用新型对靶磁控溅射装置俯视图。

图2(a)为传统单靶磁控溅射装置靶材刻蚀剖面图。

图2(b)为本实用新型靶材刻蚀剖面图。

图3为圆柱体形真空室内含有多组对靶磁控溅射装置俯视图。

图4为长方体形真空室内含有多组对靶磁控溅射装置俯视图。

图5为本实用新型在连续镀膜系统中的应用图例。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型对靶磁控溅射装置包括一圆柱体形真空室1，该真空室1设有抽真空口2，且其内壁上安装有加热装置3，可以方便调节真空室1中的温度。真空室1内设有磁控靶4和磁控靶5，磁控靶4和5呈对靶设置(以下简称对靶4，5)，且其之间的距离近似等于靶材宽度。对靶4，5磁场极性布置方向相反，形成闭合场；同时每个单独的磁控靶磁场布局方式都为非平衡磁场。对靶4，5中间置有一工件架6。工件架6带动工件旋转过程中始终被控制在对靶4，5中间，所述旋转可以是公转和自传同时进行或其中一种方式。这样的布局既能提高对靶4，5之间对溅射有利的磁感应强度的平行分量，又能扩展与靶面平行的磁力线所覆盖的区域。对靶4，5之间的磁场把等离子体紧紧约束在对靶中间，等离子体密度大大提高，当对各种工件进行镀膜时，工件始终浸没在等离子体中，离子的轰击效果非常显著，膜层均匀性得到良好保证，膜层结合力和镀膜速度得以提高。此外，这种布局使对靶4，5之间所产生的高密度等离子体加深对靶材的刻蚀深度并加大对靶材的刻蚀面积，从而提高靶材利用率。