[发明专利]孪生负载中频交流PECVD沉积DLC涂层的方法

说明书

本发明公开了一种孪生负载中频交流PECVD沉积DLC涂层的方法，包括真空腔内布置第一组工件和第二组工件，第一组工件中所有工件电连接，第二组工件中所有工件电连接；所述第一组工件和所述第二组工件的相对位置关系应满足条件：通过对第一组工件进行旋转或平移，可使第一组工件和第二组工件有规律地重合；以中频交流电源为等离子体激发源，所述中频交流电源的两极分别连接第一组工件和第二组工件；对真空腔抽真空并通入源气体，开启中频交流电源，采用PECVD在工件上沉积DLC涂层。本发明可避免DLC涂层沉积过程中的放电终止和阳极消失，从而可进一步消除由放电终止和阳极消失导致的工艺波动和产品品质不良。

技术领域

本发明属于真空镀膜技术领域，尤其涉及孪生负载中频交流PECVD沉积DLC涂层的方法。

背景技术

当前，等离子沉积技术已经在金属表面改性工艺中被广泛地应用，主要包括以固体靶材作为源物质的物理气相沉积法(PVD，Physical Vapour Deposition)和以气体前驱作为源物质的等离子辅助化学气相沉积法(PECVD，Plasma enhanced Chemical VapourDepostion)。

PECVD是沉积DLC(类金刚石，Diamond Like Carbon)涂层的主要方法之一，传统的PECVD沉积DLC工艺以真空腔体为阳极，以工件为阴极，点燃辉光放电等离子体裂解碳氢气体，工件上的负偏压吸引等离子体中带正电的碳氢离子团，在工件上沉积形成DLC涂层，同时反应的附产物(一些碳氢的碎片)会沉积在腔体的内壁。工件上的DLC涂层以及腔体内壁的附产物都是绝缘的，这些绝缘的物质倾向阻隔等离子体的放电通道。

当采用直流作为等离子体激发源时，在阴极，暴露于等离子体DLC涂层表面电荷积累到一定程度，会发生电容击穿形成“电弧放电”；在阳极，绝缘层的促步堆积导致放电系统的阻抗随时间不断增大，最终导致“阳极消失”。为了克服普通直流PECVD技术电弧放电和阳极消失的不利影响，工业上发展了直流脉冲技术，利用脉冲的间隙释放电荷。原则上，射频能够穿透绝缘层，然而存在射频泄漏带来人身伤害的风险。同时，不同生产批次之间负载(即工件)的阻抗是不同的，射频放电需要复杂的阻抗匹配网络。图1所示为传统的射频PECVD沉积DLC涂层的原理示意图，沉积过程中，以真空腔体1为阳极，以工件为阴极，工件置于工件架2上，采用射频电源3作为等离子体激发源。

发明内容

为了解决PECVD沉积DLC工艺中存在的电弧放电和阳极消失现象，本发明提供了一种孪生负载中频交流PECVD沉积DLC涂层的方法。

本发明通过在真空腔内对称地布置两组电极，电极上安装工件，形成对称的孪生负载；所述对称的孪生负载指通过旋转或平移操作可使两组负载有规律地重合，这两组负责即对称的孪生负载。

本发明孪生负载中频交流PECVD沉积DLC涂层的方法，包括：

真空腔内布置第一组工件和第二组工件，第一组工件中所有工件电连接，第二组工件中所有工件电连接；所述第一组工件和所述第二组工件中的工件数量均为n，且所述第一组工件和所述第二组工件的相对位置关系应满足条件：通过对第一组工件进行旋转或平移，可使第一组工件和第二组工件有规律地重合；

以中频交流电源为等离子体激发源，所述中频交流电源的两极分别连接第一组工件和第二组工件；

对真空腔抽真空并通入源气体，开启中频交流电源，采用PECVD在工件上沉积DLC涂层；

通过对第一组工件进行旋转，可使第一组工件和第二组工件有规律地重合，具体为：

将2n个工件等间距地布置成以真空腔中心轴为中心的圆形，选定任一工件为起点，按同一方向对2n个工件顺次编号，奇数编号的工件电相连作为第一组工件，偶数编号的工件电相连作为第二组工件；

通过对第一组工件进行平移，可使第一组工件和第二组工件有规律地重合，具体为：