[实用新型]布气装置及其真空磁控溅射镀膜设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及真空磁控溅射镀膜技术领域，具体而言，涉及一种布气装置及其真空磁控溅射镀膜设备。

背景技术

对于真空磁控溅射镀膜设备，其真空磁控溅射镀膜的原理为：电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，其中电子飞向基片，氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶材原子或分子沉积在基片上成膜；二次电子在加速飞向基片的过程中，受到磁场洛伦磁力的影响，被束缚在靠近靶面的等离子体区域内，该区域内等离子体密度很高，二次电子在磁场的作用下围绕靶面做圆周运动，该电子的运动路径很长，在运动过程中不断的与氩原子发生碰撞，从而电离出更多的氩离子轰击靶材。经过多次碰撞后，电子的能量逐渐降低，最终其会摆脱磁力线的束缚，远离靶材并沉积在基片上。

磁控溅射就是以磁场束缚来改变电子的运动方向以延长电子的运动路径，来提高工作气体的电离率以有效利用电子的能量。

在磁控溅射镀膜工艺中，无论是对于平面靶、移动靶还是旋转靶，其在正常工作时都需要进行布气，其所布气体通常分为工作气体（例如氩气Ar)和反应气体(例如氧气O₂、氮气N₂等）两类，如何在靶的工作区域（通常为阴极靶的长度方向区域）均匀分布这些气体，是能否使得所镀膜层均匀的一个关键因素。换言之，如果能够在靶的工作区域均匀地分布这些气体，那么所镀膜层才有可能是均匀的高质量薄膜。

目前，真空磁控溅射镀膜设备常用的布气装置有如下两种： 

一、单层管方式

如图1所示，采用该单层管方式，即直接在单根布气管10上均匀的钻一排出气的小孔，布气管10的一端用作进气口，另一端盲死，在需要布气时，气体从布气管10的进气端引入，由这些均匀布置的小孔出气。

然而，通常此类布气装置的工作环境为真空，所布气体的流量很小，通常会达到SCCM（Standard-state Cubic Centimeter per Minute，标况毫升每分）级，其中所述SCCM为体积流量单位，实际应用当中，在采用该单层管方式进行布气时，离进气口较近的小孔所排出的气体较多，而远离进气口的小孔所排出的气体会较少，由此导致布气难以达到均匀的要求。

二、多层管方式

鉴于上述单层管的布气方式所存在的问题，该多层管方式旨在对其进行改良，如图2所示，其包括一粗布气管30以及一细布气管20，两根布气管上分别均匀的开一排或多排小孔，两根管套在一起，且，两根管同侧的一端盲死，细布气管20的另一端开有进气口，粗布气管30的另一端与细布气管20的外壁封闭连接固定。

采用该多层管布气方式，气体由细布气管20的进气口引入之后，从细布气管20的均布的小孔中排出，再经粗布气管30将所述气体进行二次分布，一定程度上，其布气均匀性会较上述的单层管方式好一些，但本实用新型的发明人通过实际应用发现，采用该方式，其布气的均匀性还是无法令人满意。采用该布气方式进行真空磁控溅射镀膜时获得的膜层难以达到均匀的要求。

实用新型内容

鉴于现有的真空磁控溅射镀膜工艺中还存在的布气难以达到均匀，以致获得的膜层难以达到均匀要求的问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种布气装置及其真空磁控溅射镀膜设备，旨在提高布气的均匀度，以最终获得更为优良的镀膜效果。

为了达到本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种布气装置，包括主布气体，其中，所述主布气体包括均为中空且均通过气孔连通的一第一主布气部及至少两个呈层叠组合的第二主布气部，其中：第一主布气部，其具有至少一个第一进气孔以及至少两个第一出气孔；第二主布气部，其层叠组合体与所述第一主布气部为层叠连接，且与所述第一主布气部紧邻的第二主布气部具有与所述第一出气孔数量匹配且连通的至少两个第二进气孔以及数量多于该第二进气孔的第二出气孔，依此类推，远离第一主布气部的第二主布气部具有与前一个第二主布气部出气孔数量匹配且连通的进气孔以及数量多于该当前第二主布气部进气孔的若干个出气孔。

一个实施例中，所述第一主布气部，其具有一个第一进气孔以及两个第一出气孔；与所述第一主布气部紧邻的第二主布气部具有两个与所述第一出气孔连通的第二进气孔以及四个第二出气孔，依此类推，远离第一主布气部的第二主布气部具有与前一个第二主布气部出气孔数量匹配且连通的进气孔以及数量两倍于该当前第二主布气部进气孔的若干个出气孔。

优选实施方式下，所述第一主布气部包括有第一进气管，其与第一进气孔连通。