[实用新型]一种磁控溅射设备

说明书

本实用新型提供了一种磁控溅射设备，该磁控溅射设备包括溅射室、以及在该溅射室内相对设置的基片台和溅射靶枪，该溅射靶枪内设置有靶材，其中，该磁控溅射设备还包括：挡板以及匀气环，该挡板以及匀气环设置在该溅射室内；挡板包括侧遮挡部以及上遮挡部，其中，侧遮挡部环绕溅射靶枪设置且其上端超出靶材的溅射面，上遮挡部从侧遮挡部的上端向内延伸至靶材边缘处；匀气环与外部工艺气体提供装置相连通且其上开设有多个出气孔，匀气环设置在挡板和溅射靶枪之间并对靶材形成环绕，匀气环的设置高度位于靶材溅射面和上遮挡部之间。使用本实用新型所提供的磁控溅射设备可以确保稳定的溅射速率。

技术领域

本实用新型涉及磁控溅射技术领域，尤其涉及一种磁控溅射设备。

背景技术

磁控溅射设备目前被广泛应用于电子、机械、光学、装饰等领域，其主要包括溅射室、基片台、靶枪以及溅射电源。具体地，溅射室的室壁上开设有进气口和抽气口，其中，进气口用于通入溅射所需的工艺气体，抽气口与外部真空泵连接，真空泵通过该抽气口对溅射室抽真空至规定压力。基片台设置在溅射室内，用于承载待镀膜的基片。靶枪也设置在溅射室内，其包括靶材以及磁场发生装置，其中，靶材用于提供溅射源，其溅射面朝向基片，磁场发生装置用于在靶材溅射面的表面形成磁场。溅射电源设置在溅射室外，与靶材和基片分别连接，用于为溅射提供能量。

磁控溅射设备的工作原理如下：按照预设流量从溅射室的进气口向溅射室内通入溅射所需的工艺气体，与此同时利用真空泵按照预设抽速从溅射室的抽气口抽气，以保证溅射室内工艺气体达到溅射所需的压力。溅射电源作用于靶材和基片以在溅射室内产生电场，该电场离化溅射室内的工艺气体原子产生等离子体。等离子体中的电子在电场和磁场的作用下继续和工艺气体原子发生碰撞以不断使工艺气体原子电离出更多的电子和离子。等离子中的离子则在电场和磁场的作用下则加速飞向靶材轰击其表面。靶材表面被轰击出来的原子沉积在基片表面上形成薄膜。

磁控溅射设备镀膜的厚度控制精度主要取决于溅射速率的稳定性，其中，溅射速率越稳定，则镀膜的厚度控制精度越高。通过上述磁控溅射设备工作原理的描述可知，磁控溅射设备其溅射速率的稳定性取决于三个因素，该三个因素分别是靶枪的稳定性、溅射电源的稳定性、以及溅射工艺气体压力的稳定性。考虑到目前靶枪和溅射电源的制造工艺非常成熟，可以保证其稳定性，所以溅射工艺气体压力的稳定性成为磁控溅射设备溅射速率稳定性的决定性因素。

针对于现有磁控溅射设备的溅射速率来说，其稳定性的问题在于：磁控溅射设备工作时，工艺气体从进气口进入溅射室后流经整个溅射室然后从抽气口排出，这种情况下，只有抽气口和溅射室之间存在一个压差，而溅射室内各空间之间的工艺气体压力基本是相同的。也就是说，溅射靶枪附近和溅射室内其他空间之间并不存在压差。如此一来，溅射室内的任何操作(例如工件台的旋转或移动、溅射室内部件的安装位置差异等)都会对溅射室内工艺气体的流动方向以及流动速度造成影响，其中就包括对溅射靶枪附近工艺气体的影响，导致靶枪附近的工艺气体压力发生波动，从而影响到溅射速率的稳定性，进而影响到镀膜的厚度控制精度。就现有的磁控溅射设备来说，镀膜的厚度控制精度为+/-3％左右。

为了解决上述问题，人们提出在磁控溅射设备中采用高精度压力计(例如高精度的薄膜电容压力)来测量溅射室内工艺气体的压力，并根据测量值反馈控制真空泵的抽速或控制工艺气体的进气流量，以稳定溅射室内工艺气体的压力。这种方式的缺陷在于：(1)高精度压力计价格昂贵，导致磁控溅射设备整体成本的增加；(2)控制真空泵的抽速一般通过自动调节的真空阀门来实现，控制工艺气体的进气流量一般通过调节气体质量流量计阀门来实现，即都是通过机械运动进行微调实现的，而机械运动的响应时间往往都比较缓慢，所以导致溅射室内工艺气体的压力无法及时得到稳定；(3)高精度压力计以及阀门长时间使用会存在精度降低和出现故障的可能性。

实用新型内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供了一种磁控溅射设备，该磁控溅射设备包括溅射室、以及在该溅射室内相对设置的基片台和溅射靶枪，该溅射靶枪内设置有靶材，其中，该磁控溅射设备还包括：