[發明專利]一種多層異靶材膜鍍膜系統及其鍍膜方法

在審

• 申請號: 201711193835.3
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108018533A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 陳長平;佘鵬程;毛朝斌;龔俊;程文進;范江華;陳立寧
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十八研究所
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/02;C23C14/50
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清

本發明公開了一種多層異靶材膜鍍膜系統及其鍍膜方法，該系統包括真空腔體和真空獲得組件，所述真空腔體包括預真空室和工藝腔體，所述工藝腔體內設有包括多個濺射靶的濺射靶組件、加熱組件、清洗組件、運動導軌，所述預真空室與所述工藝腔體左右連通并采用可打開的預真空室?工藝腔室門擋板隔斷，所述真空腔體內還設有用于裝載工件盤，并能運送所述工件盤于預真空室與工藝腔體之間的掃描運動小車，所述掃描運動小車可在工藝腔體內沿著運動導軌在濺射靶組件、清洗組件及加熱組件之間水作平往復運動。該方法是基于上述系統所執行的工藝。本發明具有結構簡單、容易操作等優點。

技術領域

本發明屬于磁控濺射技術（Magnetron Sputtering）領域，尤其涉及一種磁控濺射鍍膜系統及鍍膜方法。

背景技術

磁控濺射鍍膜技術是各類鍍膜技術中最重要技術之一，廣泛應用于微電子、光學薄膜和材料表面處理領域中。在平面磁控濺射鍍膜系統中，薄膜均勻性是衡量薄膜質量和成膜系統性能中一項很重要的指標，如采用磁控濺射技術制作薄膜電阻時對薄膜的厚均勻性要求非常高。然而，如何提高大面積基片的成膜均勻性一直是國內外學者廣泛研究的課題，一般通過優化靶材－基片距離、改變基片運動方式、改變鍍膜工藝參數、進行膜厚監控等措施加以實現。附圖1中所示的基片面積遠大于矩形靶材的有效濺射面積，要實現整個基片薄膜沉積的良好均勻性，須通過基片單方向的掃描運動來實現。

現有的平板水平式結構的磁控濺射鍍膜裝置的預真空室與工藝腔室采用上下結構，基片從預真空室轉移到工藝腔室的過程中需要復雜的升降操作和基片轉移操作，所采用的基片裝載掃描系統的結構和操作都很復雜，制造成本相對也高。此外，磁控濺射沉積薄膜的過程必須在真空環境中進行，現有的對于多層薄膜的制備中，如何防止工藝腔體和膜層不受污染是很重要的；在磁控濺射鍍膜系統中，薄膜附著力也是衡量薄膜質量的一個重要因素，而影響薄膜附著力的因素主要有鍍膜基板的潔凈度、粗糙度、濺射功率、基片臺溫度等，而現有技術難以制得附著力很好的薄膜。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有平面磁控濺射技術存在的技術問題，本發明提供一種結構簡單、容易操作的多層異靶材膜鍍膜系統及其鍍膜方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種多層異靶材膜鍍膜系統，包括真空腔體和真空獲得組件，所述真空腔體包括預真空室和工藝腔體，所述預真空室與所述工藝腔體左右連通并采用可打開的預真空室-工藝腔室門擋板隔斷，所述工藝腔體內設有包括多個濺射靶的濺射靶組件、加熱組件、清洗組件、運動導軌，其特征在于：所述真空腔體內還設有用于裝載工件盤，并能運送工件盤于預真空室與工藝腔體之間的掃描運動小車，所述掃描運動小車可在工藝腔體內沿著運動導軌在濺射靶組件、清洗組件及加熱組件之間作水平往復運動，所述真空獲得組件用于對預真空室和工藝腔體抽真空。

所述濺射靶組件的各濺射靶間隔安裝于所述工藝腔體的頂板上；

所述濺射靶組件的多個濺射靶包括靶-靶之間的擋板機構及靶-基片方向的遮板機構；

所述加熱組件包括輻射加熱機構、旋轉加熱烘烤臺，所述輻射加熱機構設于所述工藝腔體的頂板上，所述旋轉加熱烘烤臺設于所述輻射加熱機構的下方；

所述清洗機構安裝在位于所述旋轉加熱烘烤臺側上方的所述工藝腔體側壁上，所述清洗機構為輔助清洗離子源，所述輔助離子源優選矩形離子源。

本發明還公開了一種基于該多層異靶材膜鍍膜系統的鍍膜方法，包括：工藝準備、裝片進預真空室、低真空獲取、轉運待鍍膜基片、高真空獲取、基片加熱烘烤、離子源輔助清洗、移動基片至某濺射靶下方、啟動小車掃描運動、預濺射、濺射、完成第一層薄膜材料的制備、切換基片與濺射靶的相對位置、依次完成第二層……第N層（N≥2）薄膜材料的制備、工藝完成，其特征在于：所述的轉運待鍍膜基片步驟，首先要確保預真空室和工藝腔體內的低真空值在同一數量級，打開預真空室-工藝腔室門擋板，掃描運動小車從預真空室運送裝有待鍍膜基片的工件盤至工藝腔體。