[发明专利]双束共溅射连续多层薄膜镀膜方法及镀膜设备

说明书

本发明公开一种双束共溅射连续多层薄膜镀膜方法和镀膜设备，所述连续多层薄膜镀膜方法包括：准备靶材；安装工件；设置参数，启动抽气系统；启动辅源，对工件进行离子束表面原位剥离清洗；启动左右二个离子源轰击靶材，使靶材原子沉积在工件表面；旋转靶台，进行第二种薄膜沉积，如此反复。本发明的镀膜设备，包括：真空室；左右侧离子源；工件组件；左右侧靶台；辅源等组成。由于采用二个溅射主源、二个靶台、一个辅源，可一直性安装最多八种靶材，实现不破坏真空的情况下连续溅射制备多层薄膜。同时由于有辅源的存在，可在薄膜制备前对镀膜工件进行原位剥离清洗，使得膜质吸附能力强、均匀性好、致密、内应力小，薄膜质量大大提高。

技术领域

本发明涉及薄膜技术领域，尤其涉及一种双束共溅射连续多层薄膜镀膜方法及镀膜设备。

背景技术

离子束溅射淀积镀膜技术为科学研究与生产提供了薄膜涂覆的新工艺、新技术，为当今迅速发展的薄膜集成电路、薄膜传感器、磁性薄膜器件、高温合金导体薄膜等广泛的应用领域提供了新的技术手段。随着离子束镀膜技术的飞速发展，以及应用领域的不断扩展和延伸，离子束溅射沉积镀膜方法与设备得到了很大的提高。

然而现在这类设备，仍以单离子束溅射为主，虽然近年来出现了三离子束溅射机器，但这类机器具备最多三组元合金或化合物薄膜淀积功能，共溅射淀积三组元成分以上的合金或化合物薄膜受到限制，同时无制备多层连续薄膜的能力。另外，这类设备没有辅源，薄膜溅射设备制备的薄膜还存在吸附能力差、均匀性不好、膜质疏松、内应力大等缺陷。

因此，开发一种能连续制备多层优质薄膜的共溅射镀膜方法及镀膜设备及其重要。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种双束共溅射连续多层薄膜镀膜方法及镀膜设备，以实现多层高质量连续薄膜的共溅射沉积，膜质吸附能力强、均匀性好、致密、内应力小等优点。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种双束共溅射连续多层薄膜镀膜方法，其特征在于，所述连续多层薄膜镀膜方法包括以下步骤：

S1.将真空室内表面清洁干净并进行干燥处理；

S2.准备最少一种，最多八种靶材，将所述靶材分别安装在左侧靶台和右侧靶台上；

S3.将清洁干燥的镀膜工件安装在工件组件的旋转轴的下方；

S4.启动整机系统，设置镀膜参数，启动抽气系统，所述抽气系统对所述真空室抽真空；

S5.所述真空室的真空度达到设定值后，系统启动辅源，所述辅源发射平行或发散辅源离子束对准按一定速率旋转的所述镀膜工件，进行离子束表面原位剥离清洗，进一步去除所述镀膜工件表面吸附的水汽或其它污物，提高薄膜的纯度；同时增加所述镀膜工件表面温度，增加薄膜附着力；

S6.上述S5的原位剥离清洗工作结束后，系统启动右侧离子源和左侧离子源，分别发射聚焦右侧离子束和聚焦左侧离子束；右侧离子束轰击位于右侧靶台上表面的靶材，使所述靶材产生靶材原子右侧沉积束并沉积在所述旋转镀膜工件表面；左侧离子束轰击位于左侧靶台上表面的靶材，使所述靶材产生靶材原子左侧沉积束并沉积在所述旋转镀膜工件表面；由于右侧沉积束和左侧沉积束同时溅射沉积在镀膜工件表面，形成双束共溅射镀膜；

S7.膜厚测量仪检测到第一层膜达到设定厚度时，系统旋转左侧靶台和右侧靶台90度，使第二批镀膜靶材处于溅射工位；此时，所述第二批镀膜靶材原子溅射沉积在所述镀膜工件表面；

S8.重复步骤S7，直到完成所有材料的薄膜沉积，这样不破坏真空的情况下实现连续多层薄膜的共溅射镀膜；

S9.整机系统启动抽气系统的关闭工作，直到系统完全停机冷却，取出所述镀膜工件，完成全部镀膜工作。

所述靶材材质可以相同，也可以不同。