[发明专利]一种极高靶材利用率的镀膜设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空溅射镀膜技术领域，特别是涉及一种极高靶材利用率的镀膜设备。

背景技术

真空溅镀设备在半导体相关产业中已获得广泛的应用，举例来说，触控显示面板中的透明导电薄膜可利用真空溅镀设备来制作。详细而言，真空溅镀是属于物理气相沉积(PVD)技术的一种，普遍应用在半导体加工的成膜程序中，其在真空腔体内的溅镀靶源的阴、阳电极之间施加高电压以将惰性气体(如氩气)高温离子化成等离子体(plasma)，而等离子体中的离子会轰击溅镀靶材，使得溅镀靶材的原子或分子溅飞出并沉积、附着在工件表面上以形成薄膜。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种极高靶材利用率的镀膜设备，使其极大提高靶材利用率，提高镀膜速率，同时通过电磁线圈产生的磁场束缚电子运动轨迹，使电子与膜材离子的运动路径延长，进一步增加电子与膜材原子或分子碰撞几率，从而提高离化率。

为了解决上述问题，本发明提供一种极高靶材利用率的镀膜设备，包括真空室，其中，还包括管状靶材、偏压电源、直流线圈电源和镀膜电源，所述管状靶材设置在所述真空室内，所述偏压电源、所述直流线圈电源和所述镀膜电源均设置在所述真空室外，所述管状靶材上缠绕有水冷线圈，所述管状靶材的上方设置有第一工件台，所述管状靶材的下方设置有第二工件台，所述偏压电源与所述第一工件台连接，所述偏压电源通过所述第一工件台向样品加载负偏压，所述管状靶材内部的电子受电场的作用加速 向样品运动，所述直流线圈电源与所述水冷线圈连接，所述直流线圈电源与所述线圈水冷系统开启后施加与电场方向正交的磁场，电子在电场力与洛伦兹力的共同作用下在管内做螺旋运动，所述镀膜电源与所述管状靶材连接，开启所述镀膜电源，向所述管状靶材施加一个大于样品的负偏压，使Ar⁺加速向管壁轰击，将靶材原子溅射出来。

优选的，所述真空室的上端设置有进气孔，所述进气孔与所述进气装置连接，进气装置通过进气孔向所述真空室中充入工作气体Ar，使其到达合适的真空度。

优选的，所述真空室的底端设置有抽气孔，所述抽气孔与所述抽气装置连接，所述抽气装置对所述真空室进行抽气，所述真空室达到本体真空程度。

优选的，所述水冷线圈包括线圈和线圈水冷系统。

优选的，所述第二工件台上设置有卷绕机构，所述卷绕机构自动缠绕安装在工件台上的镀膜结束的工件，使工件在所述管状靶材中连续镀膜。

优选的，所述线圈为电磁线圈，所述电磁线圈为永磁体。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过给样品施加负偏压，使等离子体只产生在样品与管状靶材的管内，这样只有极少的靶材原子或离子会溢出管外，而绝大部分靶材粒子沉积在样品上或重新回到靶材上，这样极大提高靶材利用率，提高镀膜速率；同时通过电磁线圈产生的磁场束缚电子运动轨迹，使电子与膜材离子的运动路径延长，进一步增加电子与膜材原子或分子碰撞几率，从而提高离化率；同时也可对样品与管状靶材内壁进行清洗，使清洗效果增强；此外，该镀膜设备是在管状靶材内进行镀膜，因此靶材粒子完全包围了样品，使样品表面的任意位置均可被镀膜，解决了传统镀膜设备只能镀单一平面或镀膜绕射性不高的难题，可以镀制外形复杂的工件。

附图说明

图1是本发明的实施例结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图与实例对本发明作进一步详细说明，但所举实例不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明的实施例包括真空室1，其中，还包括管状靶材2、偏压电源3、直流线圈电源4和镀膜电源5，管状靶材2设置在真空室1内，偏压电源3、直流线圈电源4和镀膜电源5均设置在真空室1外，管状靶材2上缠绕有水冷线圈8，管状靶材2的上方设置有第一工件台9，管状靶材2的下方设置有第二工件台10，偏压电源3与第一工件台9连接，偏压电源3通过第一工件台9向样品加载负偏压，管状靶材2内部的电子受电场的作用加速向样品运动，直流线圈电源4与水冷线圈8连接，直流线圈电源4与线圈水冷系统开启后施加与电场方向正交的磁场，电子在电场力与洛伦兹力的共同作用下在管内做螺旋运动，镀膜电源5与管状靶材2连接，开启镀膜电源5，向管状靶材2施加一个大于样品的负偏压，使Ar⁺加速向管壁轰击，将靶材原子溅射出来。

真空室1的上端设置有进气孔，进气孔与进气装置7连接，进气装置7通过进气孔向真空室1中充入工作气体Ar，使其到达合适的真空度。