[发明专利]一种磁控溅射装置

说明书

技术领域

本发明涉及真空镀膜领域，尤其涉及一种磁控溅射装置。

背景技术

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(U)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，发明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。

发明内容

鉴于此，为克服现有技术的缺陷，本发明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，本发明的实施例采用如下技术方案；

本发明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。