磁控濺射裝置及磁控濺射方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及磁控濺射技術領域，特別是指一種磁控濺射裝置及磁控濺射方法。
【背景技術】
[0002]磁控濺射，是指在陰極(通常為靶材)與陽極(通常為安裝被成膜基板的基板安裝座或鍍膜腔體壁)之間加一個正交磁場和電場，在真空鍍膜腔體中充入所需要的惰性氣體(通常為氬氣)，氬氣電離成氬離子(帶正電荷)和電子，氬離子在驅(qū)動電場的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材粒子，這些靶材粒子(原子或分子)沉積在被成膜基板上成膜。但是現(xiàn)有的磁控濺射裝置形成的束縛電子做螺旋運動的磁場在靶材表面的分布是不均勻的，會造成靶材消耗不均，從而嚴重影響磁控濺射成膜均勻性和靶材利用率。
[0003]為了改善磁控濺射成膜均勻性，提高靶材利用率，現(xiàn)有技術利用驅(qū)動器驅(qū)使磁性部件在真空鍍膜腔體外做平面的運動而對靶材進行平面的磁性掃描，從而提高靶材的利用率和磁控濺射成膜均勻性，但是這種磁性掃描不能從根本上解決磁場在時間和空間上的均勻性。此外，磁性部件的運動會帶來磁控濺射裝置的劇烈震動，對成膜造成不利的影響，不利于高質(zhì)量薄膜的沉積以及磁控濺射裝置的日常維護。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種磁控濺射裝置及磁控濺射方法，能夠顯著提高磁控濺射裝置成膜的均勻性和靶材的利用率。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施例提供技術方案如下:
[0006]—方面，提供一種磁控濺射裝置，包括至少一個濺射腔室，每一所述濺射腔室內(nèi)設置有用以放置被成膜基板的基板安裝座和與所述基板安裝座相對、用以放置靶材的靶材安裝座，所述裝置還包括:
[0007]能夠在所述靶材安裝座和所述基板安裝座之間形成近似均勻磁場的亥姆霍茲線圈。
[0008]進一步地，所述裝置還包括:
[0009]磁控濺射機臺；
[0010]所述亥姆霍茲線圈包括設置在所述磁控濺射機臺上的第一線圈和與所述第一線圈平行且同軸的第二線圈，在所述磁控濺射裝置工作時，所述第一線圈和所述第二線圈通以同方向電流。
[0011]進一步地，所述第一線圈和所述第二線圈的半徑和匝數(shù)相同，且所述第一線圈和第二線圈之間的距離等于所述第一線圈的半徑。
[0012]進一步地，所述磁控濺射裝置還包括:
[0013]與所述第一線圈和第二線圈分別連接、用以控制所述第一線圈和第二線圈中電流大小的電流控制單元。
[0014]進一步地，在所述磁控濺射裝置工作時，放置在所述基板安裝座上的被成膜基板以及放置在所述靶材安裝座上的靶材均與所述第一線圈垂直。
[0015]進一步地，所述磁控濺射裝置包括多個磁控濺射腔室，相鄰磁控濺射腔室之間通過隔板隔開。
[0016]進一步地，所述磁控濺射裝置還包括:
[0017]設置在所述磁控濺射機臺上、用以將被成膜基板傳送至所述基板安裝座的傳送機構。
[0018]進一步地，所述傳送機構包括:
[0019]設置在所述磁控濺射機臺上的傳送導軌；
[0020]設置在所述傳送導軌上、用以放置被成膜基板的滑塊；
[0021]與所述滑塊連接、用以驅(qū)動所述滑塊在所述傳送導軌上運動的驅(qū)動元件。
[0022]本發(fā)明實施例還提供了一種磁控濺射方法，應用于如上所述的磁控濺射裝置，所述方法包括:
[0023]對所述亥姆霍茲線圈通電，使得所述靶材安裝座和所述基板安裝座之間形成近似均勾磁場。
[0024]進一步地，所述磁控濺射裝置還包括用以傳送被成膜基板的傳送機構，所述對所述亥姆霍茲線圈通電的步驟之前還包括:
[0025]利用所述傳送機構傳送被成膜基板進入所述濺射腔室內(nèi)，并將所述被成膜基板放置在所述基板安裝座上。
[0026]本發(fā)明的實施例具有以下有益效果:
[0027]上述方案中，利用亥姆赫茲線圈在靶材安裝座和基板安裝座之間產(chǎn)生均勻的磁場，能夠顯著提高磁控濺射裝置成膜的均勻性和靶材的利用率，進而提高磁控濺射的生產(chǎn)效率；由于不需要設置磁性掃描的運動裝置，可以使得磁控濺射裝置的震動強度大大減小，進一步提高成膜的質(zhì)量，并降低了日常維護設備的困難。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實施例三磁控濺射裝置的結(jié)構示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實施例三第一線圈和第二線圈與電流控制單元連接的示意圖。
[0030]附圖標記
[0031]I磁控濺射機臺；2第一線圈；3第二線圈；4、5靶材；
[0032]6、7被成膜基板；8、9傳送導軌；10隔板；
[0033]11電流控制單元。
【具體實施方式】
[0034]為使本發(fā)明的實施例要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0035]本發(fā)明的實施例針對現(xiàn)有的磁控濺射裝置形成的磁場在靶材表面的分布不均勻，會造成靶材消耗不均，從而嚴重影響磁控濺射成膜均勻性和靶材利用率的問題，提供一種磁控濺射裝置及磁控濺射方法，能夠顯著提高磁控濺射裝置成膜的均勻性和靶材利用率。
[0036]實施例一
[0037]本實施例提供一種磁控濺射裝置，包括至少一個濺射腔室，每一所述濺射腔室內(nèi)設置有用以放置被成膜基板的基板安裝座和與所述基板安裝座相對、用以放置靶材的靶材安裝座，所述裝置還包括:
[0038]能夠在所述靶材安裝座和所述基板安裝座之間形成近似均勻磁場的亥姆霍茲線圈。
[0039]本實施例利用亥姆赫茲線圈在靶材安裝座和基板安裝座之間產(chǎn)生均勻的磁場，能夠顯著提高磁控濺射裝置成膜的均勻性和靶材的利用率，進而提高磁控濺射的生產(chǎn)效率；另外由于不需要設置磁性掃描的運動裝置，可以使得磁控濺射裝置的震動強度大大減小，進一步提高成膜的質(zhì)量，并降低了日常維護設備的困難。
[0040]進一步地，所述裝置還包括:
[0041]磁控濺射機臺；
[0042]所述亥姆霍茲線圈包括設置在所述磁控濺射機臺上的第一線圈和與所述第一線圈平行且同軸的第二線圈，在所述磁控濺射裝置工作時，所述第一線圈和所述第二線圈通以同方向電流。
[0043]進一步地，所述第一線圈和所述第二線圈的半徑和匝數(shù)相同，且所述第一線圈和第二線圈之間的距離等于所述第一線圈的半徑，這樣能夠有助于亥姆赫茲線圈產(chǎn)生均勻的磁場。
[0044]進一步地，所述磁控濺射裝置還包括:
[0045]與所述第一線圈和第二線圈分別連接、用以控制所述第一線圈和第二線圈中電流大小的電流控制單元。電流控制單元通過調(diào)節(jié)第一線圈和第二線圈中電流大小，可以調(diào)節(jié)亥姆赫茲線圈產(chǎn)生的磁場大小，即調(diào)節(jié)靶材表面磁場的大小，以適應不同靶材對磁場大小的要求。
[0046]進一步地，在所述磁控濺射裝置工作時，放置在所述基板安裝座上的被成膜基板以及放置在所述靶材安裝座上的靶材均與所述第一線圈垂直，這樣能夠使得被成膜基板和靶材表面的磁場是均勻的。
[0047]進一步地，所述磁控濺射裝置包括多個磁控濺射腔室，相鄰磁控濺射腔室之間通過隔板隔開，這樣在一個亥姆霍茲線圈內(nèi)部能同時對多片不同的被成膜基板進行成膜，能夠顯著提高生產(chǎn)效率。
[0048]進一步地，所述磁控濺射裝置還包括:
[0049]設置在所述磁控濺射機臺上、用以將被成膜基板傳送至所述基板安裝座的傳送機構。
[0050]進一步地，所述傳送機構具體包括:
[0051]設置在所述磁控濺射機臺上的傳送導軌；
[0052]設置在所述傳送導軌上、用以放置被成膜基板的滑塊；
[0053]與所述滑塊連接、用以驅(qū)動所述滑塊在所述傳送導軌上運動的驅(qū)動元件。
[0054]實施例二
[0055]本實施例提供了一種磁控濺射方法，應用于如