[發明專利]用于脈沖激光沉積的裝置

在審

• 申請號: 202110616590.0
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113755799A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: K·H·A·玻姆;W·C·L·霍普曼;J·M·德克斯;J·A·揚森斯;B·貝倫巴克;T·B·H·特布赫斯特
• 申請（專利權）人: 索爾瑪特斯有限責任公司
• 主分類號: C23C14/28
• 分類號: C23C14/28;C23C14/56
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 許劍樺

本發明涉及一種用于脈沖激光沉積的裝置，包括具有基板表面的基板和具有靶表面的靶，還包括：基板保持器，用于保持基板；靶保持器，用于保持靶，靶有面對基板表面的靶表面；速度過濾器，其布置在基板保持器和靶保持器之間，速度過濾器包括旋轉的大致盤形本體，本體有旋轉軸線，并有至少一個過濾器通道開口，過濾器通道開口從旋轉本體的一個軸向表面延伸至另一軸向表面；及脈沖激光，脈沖激光在靶點處引導至靶上，用于產生靶材料的等離子體羽流，其中，在靶點處的靶表面面對基板表面，當沿與靶點處的靶表面垂直的方向看時，至少一個過濾器通道開口的通路與靶點重合，至少一個過濾器通道開口沿平行于旋轉本體的旋轉軸線的方向從靶至基板漸縮。

技術領域

本發明涉及一種用于脈沖激光沉積的裝置、具有基板表面的基板和具有靶表面的靶，該裝置包括：

-基板保持器，用于保持基板；

-靶保持器，用于保持靶，該靶有面對基板表面的靶表面；

-速度過濾器，該速度過濾器布置在基板保持器和靶保持器之間，該速度過濾器包括旋轉的大致盤形本體，該本體有旋轉軸線，并有至少一個過濾器通道開口，該過濾器通道開口從旋轉本體的一個軸向表面延伸至另一軸向表面；以及

-脈沖激光，脈沖激光在靶點處引導至靶上，用于產生靶材料的等離子體羽流，其中，在靶點處的靶表面面對基板表面，

其中，當沿與靶點處的靶表面垂直的方向看時，該至少一個過濾器通道開口的通路與靶點重合。

背景技術

這種裝置例如由EP3587620已知。在該文獻中介紹了一種具有大致盤形本體的速度過濾器，該速度過濾器濾除當由靶材料產生等離子體羽流時形成為不希望的副產物的顆粒。而且，等離子體板設置在速度過濾器和基板之間，以便通過設置成形通道開口而局部成形通過速度過濾器的任何顆粒和等離子體羽流。缺點是等離子體羽流的一部分由等離子體板阻礙，并在成形通道開口的邊緣周圍沉積在等離子體板上。

發明內容

本發明的目的是減少上述缺點。

根據本發明，該目的通過根據前序部分的裝置來實現，其特征在于，該至少一個過濾器通道開口沿與旋轉本體的旋轉軸線平行的方向從靶至基板逐漸變細。

當脈沖激光擊中靶時，將產生羽流，該羽流包括高速等離子體以及不希望的粒子，該粒子的速度低得多。通過控制速度過濾器的位置和速度，過濾器通道開口能夠定位成使得等離子體羽流將從靶表面通過過濾器通道開口噴射至基板表面上。由于不希望的顆粒慢得多，所以過濾器通道開口還將已經運動，從而使得大量的顆粒將沉積在旋轉的盤形本體上。

進入過濾器通道開口的顆粒將與錐形開口的壁接觸，并將沉積在通道開口的壁上。由于等離子體的速度高得多，因此等離子體將通過通道開口的錐形壁成形為更小和更濃縮的羽流。更濃縮的等離子體羽流能夠更準確地沉積在基板上。

可以相信，等離子體將從錐形壁反彈，而不希望的顆粒將粘附在錐形壁上。

在根據本發明的裝置的優選實施例中，相對于旋轉本體的旋轉軸線，過濾器通道開口的上游壁部分(沿旋轉本體的旋轉方向)的錐角小于過濾器通道開口的下游壁部分的錐角。

旋轉本體以高速旋轉，同時脈沖激光產生等離子體羽流，該等離子體羽流穿過過濾器通道開口。考慮到上游壁部分和下游壁部分在靜止視圖中(即相對于旋轉本體自身)具有相等的錐角。然后，由于旋轉本體以及(因此)過濾器通道開口的高速度，上游壁部分將相對于穿過過濾器通道開口的等離子體羽流具有更大角度。類似地，下游壁部分將相對于等離子體羽流具有更小角度。因此，在該優選實施例中，過濾器通道開口的上游壁部分(沿旋轉本體的旋轉方向)的錐角小于過濾器通道開口的下游壁部分的錐角。這保證盡管旋轉本體和過濾器通道開口的高速度，等離子體羽流仍將以與上游壁部分和下游壁部分基本相等的錐角經過該過濾器通道開口。