[實用新型]真空濺鍍機的陰極構造

無效

• 申請號: 200820135886.0
• 申請日: 2008-10-10
• 公開（公告）號: CN201301337Y
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 劉辛
• 申請（專利權）人: 蘇州凡特真空濺鍍科技有限公司
• 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

本實用新型涉及一種真空濺鍍機的陰極構造。

背景技術

如一般半導體業界所認知的，氣象沉積設備及電漿沉積系統設備是今年來特定電子設備之生產制造廠商積極研發及建構之項目，尤其是可適用于各種尺寸晶圓之物理氣象沉積設備，其所包含之重要技術領域如真空濺鍍裝置領域、機臺專用裝置開發及控制軟體整合系統等等，包括了多種技術領域，而其中機臺專用裝置之研發可以說是關系到整個系統成敗相當重要之因素，唯因機臺專用裝置之領域牽涉到各專業領域工業，必須對各專業技術加以了解：如真空濺鍍領域上非常需要之大范圍無死角的均勻靶材消耗技術，若使用在真空濺鍍機的陰極構造上則可改善靶材壽命不長之缺點，可使反應生成的薄膜成本降低；此外，現有真空濺鍍機臺的改善亦非常重要，其設計之方式亦為各家制造廠商研究發展之重點。

在此簡述氣象沉積種類，首先薄膜沉積依據沉積過程中，是否含有化學反應的機制，可以區分為物理氣象沉積(PVD)通常稱為物理蒸鍍及化學氣象沉積(CVD)通常稱為化學蒸鍍。隨著沉積技術及沉積參數差異，所沉積薄膜的結構可能是單晶、多晶或非結晶結構。在現有的晶圓承載裝置中，陰極構造可作為參考，如圖1及圖2所示，其中靶材1承受外側面15的帶電粒子轟擊以產生電漿，以用于氣象沉積，該靶材系在內側面17以銦連結構造11固定于連結承載金屬板13或輔助磁場產生裝置2(含陰極電場)上，其中輔助磁場產生裝置2位于支架22(含陽極電場)之上，其中輔助磁場產生裝置2內部具有磁極21可產生輔助磁場以輔助濺鍍進行，然而該現有技術僅提供最基本濺鍍功能，對靶材1的消耗為V形侵蝕區，若是要加強應用靶材1以使單位體積產生的電漿增加。以現有技術，則須增設移動模組(圖未示)在輔助磁場產生裝置2之上，以使靶材產生U形侵蝕區消耗模式，然而移動模組會占用極大空間且成本高而無法適用于所有濺鍍機臺，不利于實際運用，因此本應用領域的研發廠商莫不以改善濺鍍機臺功能為重要研發目標。

在此簡述濺鍍原理：電漿是一種遭受部分離子化的氣體。通過在兩個相對應的金屬電極板上施以電壓，假如電極板間的氣體分子濃度在某一特定的區間，電極板表面因離子轟擊所產生的二次電子，在電極板所提供的電場下，將獲得足夠的能量，而與電極板間的氣體分子因撞擊而進行所謂的“解離”，“離子化”，及“激發”等反應，而產生離子、原子、原子團及更多的電子，以維持電漿內各離子間的濃度平衡。一個DC電漿的陰極電板遭受離子撞擊的時候，脫離的帶正電荷離子在暗區的電場加速下將獲得極高的能量。當離子與陰電極產生轟擊之后，基于動量轉換的原理，離子轟擊除了會產生二次電子以外，還會把電極板表面的原子給“打擊”出來，這個動作我們稱之為“濺鍍”這些被激出的電極板原子將進入電漿里，然后，以其所獲之動能、拆散等的方式最后傳遞到被鍍物的表面，并因而沉積。這種利用電漿獨特的離子轟擊，以動量轉換的原理，在氣相中制備沉積元素以便進行薄膜沉積的PVD技術，稱之為“濺鍍”基于以上的模型，濺鍍的沉積機構大致上可以區分為以下幾個步驟：(1)電漿內所產生的部分離子將脫離電漿并往陰極板移動。(2)經加速的離子將轟撞在陰電極板的表面除產生二次電子外，還因此而擊出電極板原子。(3)被擊出的電極板原子將進入電漿內且最后傳出送另一個放置有被鍍物(如晶圓、玻璃等)的電極表面。(4)這些被吸附在被鍍物(如晶圓、玻璃)表面的吸附原子將進行薄膜的沉積。

由以上現有真空濺鍍裝置及現有移動模組裝置配合陰極產生靶材1的較低成本電漿，我們可以發現在其構造之條件下，仍必須發展出可廣泛使用的陰極構造，以符合低成本電漿材料沉積產生薄膜的應用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種真空濺鍍機的陰極構造，以符合真空濺鍍需求的陰極構造裝置而且可配合廣泛類型的真空濺鍍機臺裝置，可用于光電及半導體設備，以用簡單構造提供低成本電漿。

實現本實用新型的目的的技術方案如下：

一種真空濺鍍機的陰極構造，包含：輔助磁場產生裝置，其與真空濺鍍機的機架機械性連接，可產生輔助磁場；靶材，其與電場陰極相接并具有內側面與外側面，所述內側面朝向所述輔助磁場產生裝置，所述外側面朝向真空濺鍍機的轟擊帶電粒子；及干擾磁性片，其以磁性材料制成并置于所述靶材的內側面，且位于所述靶材與輔助磁場產生裝置之間，通過干擾磁性片的作用，使得輔助磁場受到干擾，造成該轟擊帶電粒子轟擊靶材效果非常均勻。所述干擾磁性片為具有永久磁性的物質或具有軟磁特性的導磁物質構成。

所述的真空濺鍍機的陰極構造進一步具有一連接承載金屬板，其位于該輔助磁場產生裝置與靶材之間，且該干擾磁性片位于該連接承載金屬板中。