[實用新型]提高濺射鍍膜等離子體中離子濃度的永磁裝置

有效

• 申請號: 201720215958.1
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN206553624U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 張德培
• 申請（專利權）人: 上海陛通半導體能源科技股份有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及半導體晶圓濺射鍍膜領域，尤其涉及提高濺射鍍膜等離子體中離子濃度的永磁裝置。

背景技術

物理氣相沉積是半導體晶圓生產中重要環節，主要的物理氣相沉積技術有蒸鍍和濺射，前者是借著被蒸鍍物體加熱，利用被蒸鍍物在高溫時所具備的飽和蒸汽壓，來進行鍍膜沉積；而后者，是利用等離子體產生的離子，借著離子對被濺射物體電極的轟擊，使等離子體的氣相內具有被鍍物的粒子，然后進行沉積。

傳統的濺射設備直接將直流電壓施加在金屬靶材上，為了使靶材獲得足夠的能力，需增加施加在金屬靶上的電壓。為了減少靶材附近離子碰撞次數，濺射所需電壓應愈低愈好，以增長離子的平均自由程。但如此一來，會降低單位體積內分子數量，減少等離子離子濃度，使得濺射鍍膜沉積速率變慢。其中一個解決辦法，就是在傳統直流等離子裝置中，加入一組或多組永磁鐵。利用電磁力，使等離子體內電子呈螺旋式運動，借著電子與分子間碰撞次數增加，增加等離子體中離子濃度。

設計何種形式的永磁鐵用于濺射沉積，是這個環節的關鍵技術。本實用新型提高濺射鍍膜等離子體中離子濃度的永磁裝置，即設計一組永磁鐵裝置，用于濺射沉積，使等離子體內電子呈螺旋式運動，借著電子與分子間碰撞次數增加，增加等離子體中離子濃度，提高濺射鍍膜的沉積速率。

發明內容：

本實用新型的目的是提供提高濺射鍍膜等離子體中離子濃度的永磁裝置，即設計一組永磁鐵裝置，用于濺射沉積，使等離子體內電子呈螺旋式運動，借著電子與分子間碰撞次數增加，增加等離子體中離子濃度，提高濺射鍍膜的沉積速率。

為實現上述目的，本實用新型所提供的技術方案是：提高濺射鍍膜等離子體中離子濃度的永磁裝置，包括馬蹄形磁鐵、心形環、環心固定件、固定圓盤、動平衡塊、霍爾傳感固定塊和軸固定柱。所述的馬蹄形磁鐵外形呈馬蹄狀，外側是半圓弧，內側是直槽口，馬蹄形磁鐵上部加工削平，兩端有圓孔貫穿；馬蹄形磁鐵材料可采用鋁鎳鈷合金5，馬蹄形兩端分別是南北極，磁感線從北極出發，到達南極，兩極之間磁性最強。所述的心形環是心形環狀，環上有螺紋孔，用于固定馬蹄形磁鐵，心形環材料可選用304型號不銹鋼。所述的環心固定件呈類橢圓形，上面有螺紋孔，用于與馬蹄形磁鐵固定，環心固定件材料可選用304型號不銹鋼。所述的固定圓盤，外形呈圓形，固定圓盤上面有螺紋孔，固定圓盤在馬蹄形磁鐵上方，與馬蹄形磁鐵固定；固定圓盤左側邊緣有一矩形凹槽和螺紋孔，與霍爾傳感固定塊固定，固定圓盤中心位置有孔洞和固定卡扣，用于固定馬達軸；固定圓盤材料可采用非磁化材料。所述的動平衡塊，外形呈月牙狀，兩側對稱，在整個設備中起重量動態平衡作用，在使用過程中，當旋轉此實用新型裝置時，使得裝置重心在固定圓盤中心孔洞位置；動平衡塊材料可采用非磁化材料。所述的霍爾傳感固定塊，外形呈圓柱狀，圓柱中心有圓孔貫穿，圓柱一端有切除凹槽，此零件用于固定霍爾傳感器；霍爾傳感固定塊材料可采用鋁鎳鈷合金5。所述的軸固定柱，呈半圓環形，與固定圓盤中心固定卡扣配合，固定馬達軸。

本實用新型的使用方法和有益效果是：

使用方法：先將多個馬蹄形磁鐵固定在心形環和固定圓盤之間，馬蹄形磁鐵北極固定在心形環上，馬蹄形磁鐵南極固定在環心固定件上；此實用新型裝置中，可采用多個馬蹄形磁鐵組合使用。然后，將動平衡塊固定在固定圓盤上，將霍爾傳感固定塊固定在固定圓盤左側矩形凹槽內。最后，將整個裝置通過軸固定柱和固定圓盤中心卡扣，固定在馬達軸上。

本實用新型有益效果是：設計一組永磁鐵裝置，用于濺射沉積，使等離子體內電子呈螺旋式運動，借著電子與分子間碰撞次數增加，增加等離子體中離子濃度，提高濺射鍍膜的沉積速率。

附圖說明

圖1為提高濺射鍍膜等離子體中離子濃度的永磁裝置整體結構示意圖；

圖2為提高濺射鍍膜等離子體中離子濃度的永磁裝置部分裝配示意圖；

圖3為提高濺射鍍膜等離子體中離子濃度的永磁裝置馬蹄形磁鐵示意圖；

圖4為提高濺射鍍膜等離子體中離子濃度的永磁裝置心形環示意圖；

圖5為提高濺射鍍膜等離子體中離子濃度的永磁裝置固定圓盤軸固定柱裝配示意圖；

1.馬蹄形磁鐵；2. 心形環；3. 環心固定件；4. 固定圓盤；5. 動平衡塊；6. 霍爾傳感固定塊；7.軸固定柱。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。