[發(fā)明專利]蒸鍍裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680021895.0
• 申請(qǐng)日: 2006-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN101198715A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中村宏毅;渡辺寬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 雙葉電子工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C23C14/32
• 分類號(hào): C23C14/32
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 宋莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用等離子體的蒸鍍裝置。

背景技術(shù)

作為利用離子的真空蒸鍍法，有在真空室中產(chǎn)生等離子體并抽取離子的方法，也有避免產(chǎn)生等離子體的方法。前者是所謂的離子鍍方法，后者是所謂的簇離子輻射方法。

首先，將參考圖6說(shuō)明用于等離子體產(chǎn)生的蒸發(fā)裝置。

在真空室12內(nèi)布置包含蒸發(fā)材料14的開放型蒸發(fā)源(坩堝或蒸發(fā)皿)11。用于供應(yīng)等離子體產(chǎn)生氣體的氣體供應(yīng)部分122和用于產(chǎn)生電離效應(yīng)的高頻線圈131布置在真空室12中，以在其中形成等離子體狀態(tài)。用于固定連接蒸鍍基板133的基板支持體132布置在真空室12的上部。

通常，氬氣用作輔助氣體來(lái)供應(yīng)。控制氬氣的供應(yīng)量。不需要的氣體通過排氣口121從真空室12排出。合適量的氬氣保留在真空室12中。

高頻電源152連接到高頻線圈131，以施加適于產(chǎn)生等離子體的頻率和電壓。

直流電源151連接到蒸發(fā)源11和基板133、基板支持體132。直流電源的負(fù)電壓施加至基板133和基板支持體132。

真空室12一旦被抽空到高真空狀態(tài)后，等離子體產(chǎn)生氣體通過氣體供應(yīng)部分122引入真空室。真空度減小至容易產(chǎn)生等離子體的壓力程度(大致到10^-1Pa的水平)。在該狀態(tài)下，當(dāng)高頻電壓施加至高頻線圈131時(shí)，等離子體產(chǎn)生氣體通過輝光放電產(chǎn)生等離子體，并且該等離子體經(jīng)等離子體產(chǎn)生區(qū)域142擴(kuò)散。

當(dāng)在開放型的蒸發(fā)源11中蒸發(fā)材料14被加熱并蒸發(fā)時(shí)，在真空室12中蒸發(fā)氣體(蒸氣)產(chǎn)生并在蒸發(fā)源11之上擴(kuò)散(大致在線141之上)。擴(kuò)散的蒸氣在等離子體產(chǎn)生區(qū)域142中碰撞等離子體產(chǎn)生氣體的電子和自由基(電離原子)，由此轉(zhuǎn)化成正離子。將得到的蒸氣向施加負(fù)電壓的基板支持體引導(dǎo)并加速得到的蒸氣，并輻照到基板133上，以形成沉積膜。將中性狀態(tài)的蒸氣與電離蒸氣一起輻照到基板133上以形成沉積膜。

用上述方法的蒸鍍中，蒸發(fā)材料與基板的附著度遠(yuǎn)強(qiáng)于常規(guī)蒸鍍中的，并且甚至對(duì)于復(fù)雜形狀也可以獲得與基板更好的粘合狀態(tài)。基板上蒸發(fā)材料的改善的附著度是由等離子體產(chǎn)生氣體中離子的基板表面清洗作用和蒸發(fā)材料的加速離子輻照帶來(lái)的。此外，優(yōu)異的附著性能是由充填在基板附近的與等離子體產(chǎn)生氣體混合的蒸氣帶來(lái)的。

蒸氣與等離子體產(chǎn)生氣體混合的狀態(tài)是指小的蒸氣分子平均自由程。由于蒸氣分子的飛散，蒸氣到基板的到達(dá)因子變得相當(dāng)小。因此，蒸發(fā)材料的利用效率被迫降低。從蒸氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)看，取決于熱能并平行于基板前進(jìn)的蒸氣運(yùn)動(dòng)由于與等離子體產(chǎn)生氣體碰撞而分散，并喪失平移性能。離子鍍中，等離子體產(chǎn)生氣體需要利用離子力。等離子體產(chǎn)生氣體有助于改善附著度和附著強(qiáng)度，但是蒸發(fā)材料的利用效率減小了。因此，難以提高蒸發(fā)速率。因此，該方法中，重要的是，即使盡可能地減少等離子體產(chǎn)生氣體的量也可以產(chǎn)生等離子體。具有大能量電離作用的高頻電場(chǎng)被用作等離子體產(chǎn)生裝置。

用作等離子體產(chǎn)生氣體的氬氣是昂貴的，并且通過離子鍍形成沉積膜是高成本的，相關(guān)聯(lián)地，蒸鍍速率也慢。??因此，難以提高蒸鍍的生產(chǎn)量。

接下來(lái)，將參考圖7說(shuō)明可以避免產(chǎn)生等離子體的簇離子束蒸發(fā)(例如，參考專利文獻(xiàn)1)。

在真空室22中布置其中裝入蒸發(fā)材料24的密封蒸發(fā)源21、所述密封蒸發(fā)源附近的用于熱電子發(fā)射的燈絲231、用于抽取熱電子的柵極(抽取電極)232、位于所述燈絲和基板之間的加速電極233以及用于將基板235固定在加速電極上的基板支持體234。

直流電源252連接在密封蒸發(fā)源21和基板235(基板支持體234)之間，負(fù)電壓施加至基板235和基板支持體234。直流電源251連接在燈絲231和柵極232之間，同時(shí)直流電源252連接在柵極232和加速電極233之間。加速電極233與基板235和基板支持體234是等電位的。

密封蒸發(fā)源21中的蒸發(fā)材料23通過加熱變?yōu)檎舭l(fā)的氣體(蒸氣)241。然而，開口(噴嘴)211非常小，密封蒸發(fā)源21中蒸氣產(chǎn)生熱擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，由此提高其蒸氣壓。蒸發(fā)源21中的蒸氣壓隨加熱溫度增加。然而，當(dāng)例如加熱銅(Cu)至1600℃或更高時(shí)，蒸發(fā)源21中蒸氣壓上升至約1.33×10²Pa。當(dāng)真空室22中的真空度是1.33×10²Pa時(shí)，密封蒸發(fā)源21中的壓力變?yōu)橥獠繅毫Φ?0⁵倍，使得蒸氣從開口211以非常高的速度噴出。