本实用新型专利技术提供的物理气相沉积用磁控溅射装置通过在磁控溅射装置底座上沿径向交错、均匀布置偶数数量的条形永磁铁，使得相邻的两个条形永磁铁两端的磁力线闭合，有利于束缚腔室内的电子，形成更多的等离子，增加溅射效率；通过设置磁铁调节机构调整条形永磁铁在径向上的位置，使得靶材上磁感应强度分布更均匀，靶材被均匀溅射，提高靶材使用率；通过在磁控溅射装置边缘设置上方为S极、下方为N极的环形永磁铁，增强装置边缘的磁感应强度，有效束缚靶材边缘的电子，使靶材边缘与中间的溅射速度相同进而提升靶材使用率，提升基片上薄膜的均匀性。靶材利用率从30％提升到约60％，降低了成本；基片薄膜的均匀性从约3％提升到约0.8％，提升了产品的稳定性。提升了产品的稳定性。提升了产品的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种物理气相沉积用磁控溅射装置
[0001]本技术涉及物理气相沉积领域，特别涉及一种磁控溅射装置。
技术介绍
[0002]物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。
[0003]其中，溅射镀膜基本原理是充氩(Ar)气的真空条件下，使氩气进行辉光放电，这时氩(Ar)原子电离成氩离子(Ar+)，氩离子在电场力的作用下，加速轰击以镀料制作的阴极靶材，靶材因被溅射出来而沉积到工件表面。如果采用直流辉光放电，称直流(Qc)溅射，射频(RF)辉光放电引起的称射频溅射。磁控(M)辉光放电引起的称磁控溅射。本技术涉及的就是磁控溅射技术。
[0004]磁控溅射装置是在溅射靶表面形成磁场并且使电子在磁场中移动而效率良好地将溅射气体等离子体化的装置。相较其他方式，磁控溅射因能提高镀膜效率与镀膜均匀性被广泛地用于薄膜的形成。
[0005]目前磁控溅射装置具有两大缺点：
[0006]1.靶材利用率低，靶材使用率约30％。
[0007]2.薄膜沉积在基体表面均匀性较低，均匀性约3％。表现为基体表面薄膜边缘薄，中间厚。
技术实现思路
[0008]本技术解决了两个技术问题：
[0009]1，磁感应强度在靶材上分布不均匀，靶材被溅射得不均匀，靶材利用率低。
[0010]2，在基体表面沉积的薄膜均匀性差。
[0011]本技术实施例提出一种物理气相沉积用磁控溅射装置，该装置包括：磁控溅射装置底座7、条形永磁铁8和磁铁位置调节机构9；
[0012]该条形永磁铁8在该磁控溅射装置底座7内沿径向均匀分布且在该径向上的位置也相同，以六个以上的偶数数量设置，相邻两个该条形永磁铁8的N极和S极交错放置，当第一条形永磁铁8的该N极指向该磁控溅射装置底座7的圆心，该S极指向该磁控溅射装置底座7的圆周时，相邻的第二磁铁的该N极指向该磁控溅射装置底座7的圆周，该S极指向该磁控溅射装置底座7的圆心；
[0013]该磁铁位置调节机构9固定在该磁控溅射装置底座7上，位于该条形永磁铁8的上方，与该条形永磁铁8相连接，用于带动该条形永磁铁8沿该磁控溅射装置的径向运动；每一个该条形永磁铁8的上方都有一个该磁铁位置调节机构9。
[0014]在一些实施例中，本技术提供的一种物理气相沉积用磁控溅射装置，该装置
的该磁铁位置调节机构9包括：
[0015]步进电机14；与该步进电机14相连接的丝杆12；安装在该丝杆12上的滑块13；
[0016]该步进电机14和该丝杆12固定在该磁控溅射装置底座7上；
[0017]该滑块13与该条形永磁铁8相连接，在该滑块13与该条形永磁铁8之间有隔磁片15；
[0018]当该步进电机14转动时，该滑块13沿着该丝杆12滑动，带动与该滑块13相连的该条形永磁铁8沿着该丝杆12，即沿着该磁控溅射装置底座7的径向，调整位置。
[0019]在一些实施例中，本技术提供的一种物理气相沉积用磁控溅射装置，该装置的该磁铁位置调节机构9还包括：
[0020]位置传感器，用于检测该条形永磁铁8的位置。
[0021]在一些实施例中，本技术提供的一种物理气相沉积用磁控溅射装置，该装置的磁铁位置调节机构9的移动速度为：6
‑
10mm/s。
[0022]在一些实施例中，本技术提供的一种物理气相沉积用磁控溅射装置，该装置的处于同一组闭合磁力线之内的该条形永磁铁8在该磁控溅射装置底座7的径向上的位置保持一致，即处于该同一组闭合磁力线之内的该条形永磁铁8的中心始终在同一条圆周线上。
[0023]在一些实施例中，本技术提供的一种物理气相沉积用磁控溅射装置，该装置还包括：
[0024]旋转电机10，固定在该磁控溅射装置底座7上，用于带动该磁控溅射装置做整体旋转。
[0025]在一些实施例中，本技术提供的一种物理气相沉积用磁控溅射装置，该装置的旋转电机10的旋转速度为：60
‑
90转/分。
[0026]在一些实施例中，本技术提供的一种物理气相沉积用磁控溅射装置，该装置还包括：
[0027]环形永磁铁11，固定在该磁控溅射装置底座7的边缘，环绕该磁控溅射装置，该环形永磁铁11的S极向上，N极向下。
[0028]在一些实施例中，本技术提供的一种物理气相沉积用磁控溅射装置，该装置的条形永磁铁8的磁场强度为：500
‑
600高斯。
[0029]在一些实施例中，本技术提供的一种物理气相沉积用磁控溅射装置，该装置的条形永磁铁8的数量为：6个或8个或10个。
[0030]综上所述，本技术的有益效果为：
[0031]本技术通过在磁控溅射装置底座7上沿径向交错、均匀布置偶数数量的条形永磁铁8，使得相邻的两个条形永磁铁8两端的磁力线闭合，有利于束缚腔室内的电子，形成更多的等离子，增加溅射效率；通过设置磁铁调节机构调整条形永磁铁8在径向上的位置，使得靶材上磁感应强度分布更均匀，靶材被均匀溅射，提高靶材使用率；通过在磁控溅射装置边缘设置上方为S极、下方为N极的环形永磁铁11，增强装置边缘的磁感应强度，有效束缚靶材边缘的电子，使靶材边缘与中间的溅射速度相同进而提升靶材使用率，提升基片上薄膜的均匀性。应用本技术的成果后，靶材利用率从原来的30％，提升到约60％，降低了生产成本；基片薄膜的均匀性则从原来的约3％提升到约0.8％，提升了产品的稳定性，增加
了良率。靶材利用率和基片薄膜的均匀性的大大提升，产生了“量”的变化。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为物理气相沉积设备腔体示意图；
[0034]图2为本技术的物理气相沉积用磁控溅射装置的一具体实施例的结构示意图；
[0035]图3为本技术的物理气相沉积用磁控溅射装置的一具体实施例的磁铁位置调节机构9的结构示意图；
[0036]图4为现有磁控溅射装置的结构示意图；
[0037]图5为现有磁控溅射装置在使用后的靶材消耗情况示意图；
[0038]图6为本技术的物理气相沉积用磁控溅射装置的一具体实施例在使用后的靶材消耗情况示意图。
具体实施方式
[0039]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种物理气相沉积用磁控溅射装置，其特征在于，所述装置包括：磁控溅射装置底座(7)、条形永磁铁(8)和磁铁位置调节机构(9)；所述条形永磁铁(8)在所述磁控溅射装置底座(7)内沿径向均匀分布且在所述径向上的位置也相同，以六个以上的偶数数量设置，相邻两个所述条形永磁铁(8)的N极和S极交错放置，当第一条形永磁铁(8)的所述N极指向所述磁控溅射装置底座(7)的圆心，所述S极指向所述磁控溅射装置底座(7)的圆周时，相邻的第二磁铁的所述N极指向所述磁控溅射装置底座(7)的圆周，所述S极指向所述磁控溅射装置底座(7)的圆心；所述磁铁位置调节机构(9)固定在所述磁控溅射装置底座(7)上，位于所述条形永磁铁(8)的上方，与所述条形永磁铁(8)相连接，用于带动所述条形永磁铁(8)沿所述磁控溅射装置的径向运动；每一个所述条形永磁铁(8)的上方都有一个所述磁铁位置调节机构(9)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁铁位置调节机构(9)包括：步进电机(14)；与所述步进电机(14)相连接的丝杆(12)；安装在所述丝杆(12)上的滑块(13)；所述步进电机(14)和所述丝杆(12)固定在所述磁控溅射装置底座(7)上；所述滑块(13)与所述条形永磁铁(8)相连接，在所述滑块(13)与所述条形永磁铁(8)之间有隔磁片(15)；当所述步进电机(14)转动时，所述滑块(13)沿着所述丝杆(12)滑动，带动与所述滑块(13)相连的所述条形永磁铁(8)沿着所述丝杆(12)，即沿着所述磁控溅射装置底座(7)的径向，调整位置。3.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗正勇，金補哲，
申请(专利权)人：盛吉盛宁波半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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