[發明專利]濺射、沉積分離腔式真空薄膜沉積裝置及其工作方法

無效

• 申請號: 200710131996.X
• 申請日: 2007-09-14
• 公開（公告）號: CN101386975A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 陶汝華;董偉偉;鄧贊紅;李達;方曉東
• 申請（專利權）人: 中國科學院安徽光學精密機械研究所
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種薄膜沉積裝置及工作法，尤其是一種濺射、沉積分離腔式真空薄膜沉積裝置及其工作方法。

背景技術

目前，隨著現代高科技產業的發展，薄膜科學與技術已成為微電子、信息、傳感器、光學、太陽能利用等技術的基礎。薄膜的成膜技術主要以物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)為代表。廣義的物理氣相沉積包括真空蒸發、分子束外延(MBE)、濺射法、脈沖激光沉積和脈沖電子束沉積等。物理氣相沉積薄膜的過程主要包括靶材的蒸發/濺射、氣相物質在空間的輸運以及在基板上沉積、成核和長大而形成薄膜。由于物理氣相沉積薄膜的實現多須在高真空條件或特定的環境氣氛下，為此，其設備中均設置有真空室，以滿足真空蒸發或濺射、沉積的需要，如在2005年8月31日公開的中國發明專利申請公開說明書CN?1662673A中披露的一種“壓差式真空抽吸的材料蒸發室”。它意欲提供一種蒸發室，用于防止基板于沉積薄膜時受到靶材在加熱蒸發的過程中產生的氣體的污染。它的構成為在靶材與基板間加裝帶孔的隔板，并使分離的蒸發室和沉積室分別連接獨立的真空系統，其中，隔板上的孔位于靶材與基板間的沉積通道上，孔的堵塞或打開由一可控的掩模來執行。使用時，通過控制掩模的位置和蒸發室與沉積室的真空度，來避免污染的發生。但是，這種材料蒸發室存在著不足之處，首先，僅適用于防止真空蒸發沉積過程中產生的氣體的污染，而不適宜于濺射沉積的實施；其次，平板狀的隔板在蒸發室和沉積室處于不同的真空度下時極易變形，尤為當兩者間的壓差較大時更為顯著。

發明內容

本發明要解決的技術問題為克服現有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、合理、實用，使用方便的濺射、沉積分離腔式真空薄膜沉積裝置。

本發明要解決的另一個技術問題為提供一種濺射、沉積分離腔式真空薄膜沉積裝置的工作方法。

為解決本發明的技術問題，所采用的技術方案為：濺射、沉積分離腔式真空薄膜沉積裝置包括由帶通孔的隔離板分離的濺射腔和沉積腔，以及分置其內的靶材和基板，所說通孔位于所說靶材和基板間的沉積通道上，所說靶材位于濺射源的濺射通道上，所說濺射腔和沉積腔分別連接有真空系統，特別是所說隔離板為球狀或錐狀，所說球狀或錐狀隔離板的凸出部伸入濺射腔內。

作為濺射、沉積分離腔式真空薄膜沉積裝置的進一步改進，所述的球狀隔離板的球半徑為沉積腔內徑的1～1.4倍，其形狀為半球形或球冠形，所說錐狀隔離板的錐角為60～120度，其形狀為圓錐形或棱錐形；所述的通孔位于球狀或錐狀隔離板的球狀或錐狀的頂部，其直徑為0.1～1mm；所述的濺射源為高能電子束源或脈沖激光光源或離子束源，其中，高能電子束源位于濺射腔內，脈沖激光光源或離子束源位于濺射腔外；所述的真空系統由依次串接的蝶閥、分子泵與機械泵構成；所述的濺射腔置有窗口、濺射腔門、濺射腔法蘭和與靶材同軸連接的電機，所說電機的轉軸與濺射腔間動配合密封連接；所述的沉積腔置有加熱系統、沉積腔法蘭、沉積腔門和與基板托同軸連接的電機，所說電機與沉積腔間動配合密封連接；所述的加熱系統和電機經波紋管與沉積腔連接，所說波紋管的兩端并聯連接有調節螺桿；所述的電機為步進電機。

為解決本發明的另一個技術問題，所采用的另一個技術方案為：濺射、沉積分離腔式真空薄膜沉積裝置的工作方法包括對濺射、沉積腔真空的抽取、靶材和基板的加熱，以及工作氣體的配給、濺射源的轟擊，特別是所說方法包含以下步驟：(a)根據成膜的種類，分別確定濺射腔和沉積腔的真空度；(b)依照成膜的要求，分別確定濺射腔和沉積腔內所需的環境氣氛；(c)啟動選定的濺射源，進行濺射成膜。