[发明专利]涂布系统

说明书

一种涂布系统，包含涂布室，该涂布室具有外围室壁、顶壁和底壁。该外围室壁、该顶壁和该底壁界定涂布腔体和室中心。等离子体源定位于该室中心处，其中该等离子体源包括中心阴极棒和围绕该中心阴极棒的多个阴极棒。该涂布系统还包含固持待涂布的多个基板的样品固持器。特征是，该样品固持器可在距该室中心第一距离处绕该室中心旋转。

技术领域

在至少一个方面中，本发明涉及电弧沉积系统和相关方法。具体来说，本发明涉及一种利用远程电弧放电等离子体辅助工艺的PVD系统。

背景技术

物理气相沉积(PVD)和低压化学气相沉积(CVD)源用于涂层的沉积和表面处理。在过去的25年中，阴极电弧沉积(即，一种类型的物理沉积)已成为用于沉积来自导 电靶材料(例如，锆、钛、铬、铝、铜和其合金)的反应以及未反应涂层的高度离子化 等离子体的可靠源。电弧蒸发工艺中产生的高度离子化等离子体和相关联电子束也用于 例如离子溅镀、蚀刻、植入和扩散工艺的表面处理技术。在典型的阴极电弧涂布工艺中， 电弧使来自阴极靶的材料蒸发。蒸发的材料接着在基板上冷凝以形成涂层。

尽管阴极电弧系统能很好地起作用，但此类系统通常仅限于一种或几种应用。由于 涂布系统(且尤其是电弧沉积)的资本费用相对高，因此希望任何给定的系统能够在数种不同应用中操作。此类应用包含仅溅镀、仅阴极电弧沉积、同时溅镀加阴极电弧等。

因此，需要通用性改进的涂布系统。

发明内容

本发明通过在至少一个方面中提供一种包含围绕中心阴极棒的多个磁控管的涂布 系统而解决现有技术的一个或多个问题。该涂布系统包含涂布室，该涂布室具有外围室壁、顶壁和底壁。外围室壁、顶壁和底壁界定涂布腔体和室中心。等离子体源定位于室 中心处，其中等离子体源包括中心阴极棒和围绕中心阴极棒的多个阴极棒。该涂布系统 还包含固持待涂布的多个基板的样品保持器。特征是，样品保持器可在距室中心第一距 离处绕室中心旋转。

在另一实施例中，提供一种具有外部磁性线圈的涂布系统。该涂布系统包含涂布室， 该涂布室具有外围室壁、顶壁和底壁。外围室壁、顶壁和底壁界定涂布腔体和室中心。等离子体源定位于室中心处，其中等离子体源包括中心阴极棒。该涂布系统还包含固持 待涂布的多个基板的样品保持器。样品保持器可在距室中心第一距离处绕室中心旋转。 第一同轴磁性线圈定位在涂布室外部，且第二同轴磁性线圈定位在涂布室外部。

有利地，上文阐述的涂布系统可以用于数个不同应用。在一个实例中，涂布系统可以适用于伴有金属气态等离子体的两离子化的等离子体增强磁控溅镀，通过在中心阴极棒与由外围室壁定位的远程阳极之间建立的远程电弧放电实现该离子化，该磁控溅镀由在隔离屏蔽件内部产生的空心阴极等离子体进一步增强。在另一应用中，涂布系统可以 适用于单独的阴极电弧等离子体沉积或其与磁控溅镀的组合，该磁控溅镀由隔离屏蔽件 内产生的稠密空心阴极等离子体增强。在另一应用中，涂布系统可以适用于带负电金属 网容器内产生的空心阴极气态等离子体中的离子清洗和离子表面处理。在又一应用中， 涂布系统可以适用于等离子体增强磁控溅镀(PEMS)。

附图说明

图1为包含至少一个隔离屏蔽件和多个阴极棒的涂布系统的示意性横截面和俯视图；

图2A为包含至少一个隔离屏蔽件和多个阴极棒的涂布系统的示意性横截面和侧视 图；

图2B为垂直于图2A的视图的包含至少一个隔离屏蔽件的涂布系统的示意性横截面 和侧视图；

图2C为多个阴极棒在溅镀期间的操作的示意性说明；

图3为具有外部磁性线圈的涂布系统的示意性横截面和俯视图；

图4A为由平行棒形成的隔离屏蔽件的侧视图；且

图4B为由平行棒形成的隔离屏蔽件的侧视图。

具体实施方式