[发明专利]一种多层异靶材膜镀膜系统及其镀膜方法

说明书

本发明公开了一种多层异靶材膜镀膜系统及其镀膜方法，该系统包括真空腔体和真空获得组件，所述真空腔体包括预真空室和工艺腔体，所述工艺腔体内设有包括多个溅射靶的溅射靶组件、加热组件、清洗组件、运动导轨，所述预真空室与所述工艺腔体左右连通并采用可打开的预真空室‑工艺腔室门挡板隔断，所述真空腔体内还设有用于装载工件盘，并能运送所述工件盘于预真空室与工艺腔体之间的扫描运动小车，所述扫描运动小车可在工艺腔体内沿着运动导轨在溅射靶组件、清洗组件及加热组件之间水作平往复运动。该方法是基于上述系统所执行的工艺。本发明具有结构简单、容易操作等优点。

技术领域

本发明属于磁控溅射技术（Magnetron Sputtering）领域，尤其涉及一种磁控溅射镀膜系统及镀膜方法。

背景技术

磁控溅射镀膜技术是各类镀膜技术中最重要技术之一，广泛应用于微电子、光学薄膜和材料表面处理领域中。在平面磁控溅射镀膜系统中，薄膜均匀性是衡量薄膜质量和成膜系统性能中一项很重要的指标，如采用磁控溅射技术制作薄膜电阻时对薄膜的厚均匀性要求非常高。然而，如何提高大面积基片的成膜均匀性一直是国内外学者广泛研究的课题，一般通过优化靶材－基片距离、改变基片运动方式、改变镀膜工艺参数、进行膜厚监控等措施加以实现。附图1中所示的基片面积远大于矩形靶材的有效溅射面积，要实现整个基片薄膜沉积的良好均匀性，须通过基片单方向的扫描运动来实现。

现有的平板水平式结构的磁控溅射镀膜装置的预真空室与工艺腔室采用上下结构，基片从预真空室转移到工艺腔室的过程中需要复杂的升降操作和基片转移操作，所采用的基片装载扫描系统的结构和操作都很复杂，制造成本相对也高。此外，磁控溅射沉积薄膜的过程必须在真空环境中进行，现有的对于多层薄膜的制备中，如何防止工艺腔体和膜层不受污染是很重要的；在磁控溅射镀膜系统中，薄膜附着力也是衡量薄膜质量的一个重要因素，而影响薄膜附着力的因素主要有镀膜基板的洁净度、粗糙度、溅射功率、基片台温度等，而现有技术难以制得附着力很好的薄膜。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有平面磁控溅射技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、容易操作的多层异靶材膜镀膜系统及其镀膜方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种多层异靶材膜镀膜系统，包括真空腔体和真空获得组件，所述真空腔体包括预真空室和工艺腔体，所述预真空室与所述工艺腔体左右连通并采用可打开的预真空室-工艺腔室门挡板隔断，所述工艺腔体内设有包括多个溅射靶的溅射靶组件、加热组件、清洗组件、运动导轨，其特征在于：所述真空腔体内还设有用于装载工件盘，并能运送工件盘于预真空室与工艺腔体之间的扫描运动小车，所述扫描运动小车可在工艺腔体内沿着运动导轨在溅射靶组件、清洗组件及加热组件之间作水平往复运动，所述真空获得组件用于对预真空室和工艺腔体抽真空。

所述溅射靶组件的各溅射靶间隔安装于所述工艺腔体的顶板上；

所述溅射靶组件的多个溅射靶包括靶-靶之间的挡板机构及靶-基片方向的遮板机构；

所述加热组件包括辐射加热机构、旋转加热烘烤台，所述辐射加热机构设于所述工艺腔体的顶板上，所述旋转加热烘烤台设于所述辐射加热机构的下方；

所述清洗机构安装在位于所述旋转加热烘烤台侧上方的所述工艺腔体侧壁上，所述清洗机构为辅助清洗离子源，所述辅助离子源优选矩形离子源。

本发明还公开了一种基于该多层异靶材膜镀膜系统的镀膜方法，包括：工艺准备、装片进预真空室、低真空获取、转运待镀膜基片、高真空获取、基片加热烘烤、离子源辅助清洗、移动基片至某溅射靶下方、启动小车扫描运动、预溅射、溅射、完成第一层薄膜材料的制备、切换基片与溅射靶的相对位置、依次完成第二层……第N层（N≥2）薄膜材料的制备、工艺完成，其特征在于：所述的转运待镀膜基片步骤，首先要确保预真空室和工艺腔体内的低真空值在同一数量级，打开预真空室-工艺腔室门挡板，扫描运动小车从预真空室运送装有待镀膜基片的工件盘至工艺腔体。