[发明专利]采用磁桶和同心等离子体源及材料源的离子化物理气相淀积装置

摘要

将导电金属涂敷材料从磁控溅射靶(51)上溅射出来，利用带有射频能量的高密度等离子体使溅射出的导电金属涂敷材料在真空处理空间内离子化，射频耦合能量来自线圈(65)，线圈(65)位于真空室(31)外面、绝缘窗(61)后面，真空室壁面(32)上的绝缘窗(61)位于溅射靶(51)的开口(58)的中央位置。真空室的压强为10-100毫乇。磁桶(20)由永磁铁(23)所组成的磁铁阵列(22)形成，在真空室壁面(32)后面，产生一个多磁力线交点的磁场，推斥来自等离子体、朝着真空室壁面(32)方向运动的带电粒子，从而，增强了对等离子体的约束，提高了等离子体密度、等离子体的均匀性及涂敷材料的离子化比例。

主权项

1.一种离子化物理气相淀积装置(10，10a)，包括：一个真空室(31)，它有一个真空处理空间，真空室轴线(35)穿过真空处理空间，真空室壁面(32)的内表面环绕着真空处理空间及真空室轴线(35)；一个涂敷材料源(51)，该涂敷材料源(51)通常以真空室轴线(35)为中心，位于真空室(31)的一端，涂敷材料从这里被提供给真空处理空间；一个基片支撑架(36)，该基片支撑架(36)在真空室的内部，通常以真空室轴线(35)为中心，位于真空处理空间的另一端，与涂敷材料源(51)相对；一个工作气体源(37)；一个射频能量源(72)；一个射频耦合元件(65)，该射频耦合元件(65)与射频能量源(72)相连，通常以真空室轴线(35)为中心，并且进行电抗耦合能量，以便在真空处理空间内形成等离子体；以及一个磁桶(20，40)，通常以真空室轴线(35)为中心，并且环绕着该真空室轴线及真空处理空间，这个磁桶包括一个由多个永磁铁(23，43)所构成的磁铁阵列(22，42)，这些磁铁(23，43)以真空室轴线为中心，并且围绕着真空室(31)，每个磁铁(23，43)都有一个径向取向的极轴，磁铁阵列(22，42)中的磁铁采取极性交变的布置形式而且间隔紧密，以产生一个环绕真空室的多环形磁力线交点的磁场，由此，推斥来自等离子体的、朝着真空室壁(32)方向运动的带电粒子；其特征在于：真空室壁面(32)有一个壁面衬层(21)，它位于真空处理空间与真空室壁面(32)之间，把真空室壁面(32)和真空室(31)的内部分开；由多个永磁铁(23，43)所构成的磁铁阵列(22，42)是在真空室内，位于壁面衬层(21)与真空室壁面(32)之间，而且磁铁阵列如此排列，以致于能够形成一个环绕真空室、靠近壁面衬层(21)的多环形磁力线交点的磁场；以及在磁铁(23，43)与真空处理空间之间，使用了非磁性高导电性材料，包括涂敷在磁桶(20，40)的每一个磁铁(23，43)上的非磁性高导电性材料。