本发明专利技术实施例提供一种磁控溅射装置，涉及真空镀膜领域，可改善腔体内部的等离子体分布状态，提高镀膜均匀性。所述磁控溅射装置包括腔体、设置在所述腔体内的基板、靶材；还包括位于所述基板与所述靶材之间的屏蔽罩；所述屏蔽罩包括屏蔽罩支架与悬浮电位板；其中，所述屏蔽罩支架具有第一镂空区域；所述悬浮电位板具有第二镂空区域；所述悬浮电位板位于所述第一镂空区域内，且所述悬浮电位板与所述屏蔽罩支架相互绝缘。用于改善腔体内部的等离子体分布状态，提高镀膜均匀性的磁控溅射装置的制备。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术实施例提供一种磁控溅射装置，涉及真空镀膜领域，可改善腔体内部的等离子体分布状态，提高镀膜均匀性。所述磁控溅射装置包括腔体、设置在所述腔体内的基板、靶材；还包括位于所述基板与所述靶材之间的屏蔽罩；所述屏蔽罩包括屏蔽罩支架与悬浮电位板；其中，所述屏蔽罩支架具有第一镂空区域；所述悬浮电位板具有第二镂空区域；所述悬浮电位板位于所述第一镂空区域内，且所述悬浮电位板与所述屏蔽罩支架相互绝缘。用于改善腔体内部的等离子体分布状态，提高镀膜均匀性的磁控溅射装置的制备。【专利说明】一种磁控溅射装置
本专利技术涉及真空镀膜领域，尤其涉及一种磁控溅射装置。
技术介绍
溅射镀膜技术因其具有加工简单、操作方便、镀膜膜层致密、结合强度高、可长时 间大批量生产等优点而被广泛应用于金属薄膜、光学薄膜、半导体领域、太阳能领域、平板 显示领、以及光学和电学的交叉领域。 如图1所示，磁控溅射装置主要包括设置在腔体内的基板10、屏蔽罩30、以及靶材 20。其工作原理是在真空环境中通入一定的工艺气体（通常为性质稳定的惰性气体，如氩 气），当靶材被施加一个负电位，待镀膜的基板以及屏蔽罩被施加一个正电位时，在靶材所 在的真空腔体内部形成电场，将工艺气体电离形成等离子体，等离子体中的阳离子在电场 的作用下撞击作为阴极的靶材，使得靶材表面的原子被溅射出进而附着在作为阳极的待镀 基板的表面，从而完成镀膜过程。 目前，溅射镀膜过程中主要面临有以下问题；如图2所示，由于电离形成的等离子 体40具有一定的空间形状和密度，而屏蔽罩30位于靶材20与待镀基板10之间，显然，屏 蔽罩30距离靶材20的间距要小于待镀基板10距离靶材20的间距。由平行板间的电场强 度公式；E = U/d可知，在电压⑶固定不变的情况下，靶材20与屏蔽罩30之间形成的电 场强度要大于靶材20与待镀基板10之间形成的电场强度，使得靠近屏蔽罩30开口边缘部 分的电场线较为密集，导致屏蔽罩30开口区域的电场分布不均，牵引部分等离子体40优先 聚集在靠近屏蔽罩30开口部分的区域内（即图中虚线部分），最终导致等离子体空间形状 发生变形，产生等离子体密度分布不均的现象，降低了等离子源的整体均匀性。 其次，靶材使用末期产生的靶材表面不均匀、屏蔽罩变形、以及基板工件变形等各 因素导致形成的电场分布的均匀性下降，产生局部等离子体均匀性较差，同样会降低等离 子源的整体均匀性，最终将导致基板镀膜不均，使得产品的各项性能发生离散性分散，降低 产品良率。 现有技术解决这一问题，往往是通过在腔体内部增加改善工艺气体分布方式的结 构（如喷气管等），使工艺气体分布更均匀，以此希望能够达到优化镀膜均匀性的目的。 然而，在实现上述溅射镀膜的过程中，专利技术人发现上述的通过增加喷气管等结构 来改善工艺气体分布的方式难以从根本上改善等离子源受电场分布的变化而产生的变形； 同时，额外增加的喷气管路还存在死角拐角多、拆卸困难、清洗再利用繁琐的问题。因此，亟 需一种能够改善等离子体分布，提高镀膜均匀性的技术方案。
技术实现思路
鉴于此，为克服现有技术的缺陷，本专利技术的实施例提供一种磁控溅射装置，可改善 腔体内部的等离子体分布状态，提高镀膜均匀性。 为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案； 本专利技术实施例提供了一种磁控溅射装置，包括腔体、设置在所述腔体内的基板、靶 材；还包括位于所述基板与所述靶材之间的屏蔽罩；所述屏蔽罩包括屏蔽罩支架与悬浮电 位板；其中，所述屏蔽罩支架具有第一镂空区域；所述悬浮电位板具有第二镂空区域；所述 悬浮电位板位于所述第一镂空区域内，且所述悬浮电位板与所述屏蔽罩支架相互绝缘。 优选的，所述屏蔽罩支架靠近所述第一镂空区域的内侧面上设置有台阶状凸起； 所述悬浮电位板靠近所述第一镂空区域的外侧面上设置有凹槽；所述台阶状凸起与所述凹 槽相匹配；所述屏蔽罩还包括第一绝缘垫片，所述第一绝缘垫片位于所述屏蔽罩支架的所 述内侧面与所述悬浮电位板的所述外侧面之间。 优选的，所述屏蔽罩与所述基板之间的距离小于所述屏蔽罩与所述靶材之间的距 离。 进一步优选的，所述屏蔽罩与所述基板之间的距离为2. 0-5. 0mm。 可选的，还包括可调电源；所述悬浮电位板上设置有至少一个导线接口，所述导线 接口通过导线与所述可调电源相连。 在上述基础上优选的，所述悬浮电位板包括至少两个相互绝缘的悬浮电位单元。 优选的，所述屏蔽罩还包括第二绝缘垫片，所述第二绝缘垫片位于相互靠近的两 个悬浮电位单元之间。 进一步优选的，所述悬浮电位板的形状为矩形环状；所述悬浮电位板包括8个所 述悬浮电位单元。 可选的，所述第二镂空区域靠近所述基板一侧的开口面积小于所述开口结构靠近 所述靶材一侧的开口面积。 本专利技术实施例提供一种磁控溅射装置，一方面，由于所述悬浮电位板与所述屏蔽 罩支架相互绝缘，即二者的电位相互独立，可根据镀膜情况在所述悬浮电位板上施加一定 的电压，由于该电压的存在，使得所述悬浮电位板与所述靶材之间产生独立的电场分布，弥 补了现有技术中由于靶材与屏蔽罩、靶材与基板之间间距的不同而导致的屏蔽罩开口部分 的电场分布不均，使得靠近所述悬浮电位板附近的部分等离子体受电场牵引，即等离子体 的集中区域部分向靠近所述基板的方向外引，从而提高等离子体的整体均匀性。 另一方面，对于靶材使用末期产生的靶材表面不均匀现象导致的局部等离子体均 匀性较差的问题，由于所述悬浮电位板与所述屏蔽罩支架相互绝缘，二者的电位相互独立， 可通过改变施加在所述悬浮电位板上的电压改变局部电场的分布，减少出现局部等离子体 均匀性较差的现象，无需拆换靶材，减少了设备的中端次数、降低了对人力以及成本较高的 靶材的浪费。 基于此，本专利技术实施例提供的所述磁控溅射装置结构简单、成本低廉且易于实施， 可以在不破坏腔体内部真空环境的情况下，通过改变施加在所述悬浮电位板上的电压，产 生局部电场，等离子体分布均匀，提高镀膜均匀性。 【专利附图】【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为现有技术提供的一种溅射设备的腔体内部示意图； 图2为现有技术提供的一种溅射设备的工作原理示意图； 图3为本专利技术实施例提供的一种溅射设备的腔体内部结构示意图一； 图4为本专利技术实施例提供的一种溅射设备的腔体内部结构示意图二； 图5为图4中虚线部分的放大结构示意图； 图6为本专利技术实施例提供的一种溅射设备的悬浮电位板的结构示意图； 图7(a)为图6中虚线部分示意出的块状悬浮电位单元的立体结构示意图； 图7(b)为图6中虚线部分示意出的L状悬浮电位单元的立体结构示意图； 图8为本专利技术实施例提供的一种溅射设备的悬浮电位板沿图6中A-A'方向的剖 面结构示意图。 附图标记； 10-基板；20-靶材；30-屏蔽罩；31-屏蔽罩支架；31本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁控溅射装置，包括腔体、设置在所述腔体内的基板、靶材；其特征在于，还包括位于所述基板与所述靶材之间的屏蔽罩；所述屏蔽罩包括屏蔽罩支架与悬浮电位板；其中，所述屏蔽罩支架具有第一镂空区域；所述悬浮电位板具有第二镂空区域；所述悬浮电位板位于所述第一镂空区域内，且所述悬浮电位板与所述屏蔽罩支架相互绝缘。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马海船，辛旭，陈晓斌，刘鹏，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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