本實用新型涉及磁控濺射技術領域,尤其涉及到一種磁控濺射屏蔽罩和磁控濺射設備。
背景技術:
磁控濺射是通過在靶陰極表面引入磁場,利用磁場對帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率。電子在電場E的作用下,在飛向基片過程中與氬原子發生碰撞,使其電離產生Ar+和新的電子;新電子飛向基片,Ar+在電場作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊陰極靶表面,使陰極靶的靶材發生濺射。在濺射的過程中,一部分電子和負離子進入陽極,一部分正離子進入陰極,還有一部分帶電粒子與器壁發生碰撞,發生復合。這部分與器壁發生復合的粒子,對磁控室腔體的污染很嚴重,再次濺射實驗時,對濺射基體和靶材造成二次污染。由于磁控室的結構比較復雜,清洗比較麻煩且不能清洗干凈。因而需要對濺射靶進行保護,將帶電粒子屏蔽,避免或降低濺射過程帶電離子對磁控室的影響。
目前的磁控濺射儀器中都配有一個簡單的屏蔽罩,但現有的屏蔽罩一般是一體式結構,通過螺釘固定在陰極靶的外側,同時屏蔽罩還需要與磁控濺射儀器中的其它部件固定連接,屏蔽罩一方面對陰極靶起到保護的作用,一方面又起到對陰極靶上方部件的支撐作用,拆卸屏蔽罩時比較麻煩,一般需要將陰極靶和屏蔽罩一起拆卸下來,不便于屏蔽罩的維護清理和更換。
技術實現要素:
本實用新型提供了一種磁控濺射屏蔽罩和磁控濺射設備,用以提高屏蔽罩拆卸和安裝的方便性。
為達到上述目的,本實用新型提供以下技術方案:
本實用新型提供了一種磁控濺射屏蔽罩,包括:
第一本體和第二本體,所述第一本體和所述第二本體拆卸連接以形成可罩扣在陰極靶上的罩體,且所述第一本體和所述第二本體均與陰極靶可拆卸連接;
上蓋板,所述上蓋板可蓋合所述罩體的一端,且所述上蓋板上設有允許所述陰極靶穿過的通孔;
下導流環,所述下導流環可拆卸連接于所述罩體的另一端。
本實用新型提供的磁控濺射屏蔽罩,通過將罩體設置為包括第一本體和第二本體的分體式結構,可以在安裝時,先分別將第一本體和第二本體包裹在陰極靶的外表面,然后再固定。上蓋板的設置可以減少等離子體對磁控室腔體造成污染現象的發生。而下導流環的設置可以改變陰極靶與襯底表面的等離子體的濃度,進而改變沉積速率。
可見,本實用新型提供的磁控濺射屏蔽罩,具有較好的拆卸和安裝的方便性。
此外,本實用新型提供的磁控濺射屏蔽罩,還可以改變陰極靶與襯底表面的等離子體的濃度,進而改變沉積速率,減少對磁控室腔體造成污染。
在一些可選的實施方式中,上蓋板與所述罩體可拆卸連接,所述上蓋板包括:
可拆卸連接的第一蓋體和第二蓋體,所述第一蓋體和所述第二蓋體連接后形成所述上蓋板。第一蓋體和第二蓋體的設置可以起到對等離子體約束的作用,減少等離子體對磁控室腔體造成污染現象的發生,且將上蓋板設置為可拆卸的分體式結構,便于安裝和拆卸。
在一些可選的實施方式中,所述下導流環與所述罩體連接的一端的圓形開口的直徑小于所述下導流環背離所述罩體的一端的圓形開口的直徑。這種結構的下導流環可以減少等離子體向外發散現象的發生,減少等離子體對同腔室內其它襯底的干擾。
在一些可選的實施方式中,所述第一本體為導磁材料的第一本體、所述第二本體為導磁材料的第二本體、所述第一蓋體為導磁材料的第一蓋體、所述第二蓋體為導磁材料的第二蓋體以及所述下導流環材料為導磁材料的下導流環。導磁材料的第一本體、第二本體、第一蓋體、第二蓋體以及下導流環可以對磁力線起到約束作用,減少由陰極產生的電子在規定的磁場下產生沒有貢獻的等離子體,提高等離子體穩定性。
在一些可選的實施方式中,所述第一本體和所述第二本體連接形成的所述罩體的形狀與所述陰極靶的形狀相同。
在一些可選的實施方式中,所述第一本體和所述第二本體連接形成的所述罩體的形狀為圓柱形。
在一些可選的實施方式中,所述罩體的內徑為90毫米~350毫米;和/或,
所述罩體的壁厚為5毫米~10毫米;和/或,
所述罩體的高度為100毫米~300毫米。
在一些可選的實施方式中,所述罩體的內徑為100毫米,所述罩體的壁厚為5毫米,所述罩體的高度為150毫米。
在一些可選的實施方式中,所述罩體沿其周向設有至少兩個軸線位于同一直線上的螺紋孔,所述罩體和所述陰極靶的外表面通過螺釘連接。這樣的設置不需要在陰極靶上設置對應的固定孔,便于調節罩體在陰極靶上的安裝位置,進而便于調節下導流環與襯底之間的距離,便于控制陰極靶與襯底之間的等離子體濃度。
本實用新型還提供了一種磁控濺射設備,包括上述任一項所述的磁控濺射屏蔽罩。由于上述磁控濺射屏蔽罩具有較好的安裝和拆卸方便性,故本實用新型提供的磁控濺射設備具有較好的使用性。
本實用新型提供的磁控濺射屏蔽罩和磁控濺射設備,可以提高磁控濺射屏蔽罩拆卸和安裝的方便性,便于調節磁控濺射屏蔽罩的安裝高度,可以起到對等離子體約束的作用,減少等離子體對磁控室腔體造成污染現象的發生,可以對磁力線起到約束作用,減少由陰極產生的電子在規定的磁場下產生沒有貢獻的等離子體,提高等離子體穩定性。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例提供的磁控濺射屏蔽罩的立體結構示意圖;
圖2為本實用新型實施例提供的磁控濺射屏蔽罩的平面結構示意圖。
附圖標記:
11-第一本體 12-第二本體
13-螺紋孔 21-第一蓋體
22-第二蓋體 3-下導流環
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施例進行詳細說明。應當理解的是,此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本實用新型,并不用于限制本實用新型。
如圖1和圖2所示,其中:圖1為本實用新型實施例提供的磁控濺射屏蔽罩的立體結構示意圖;圖2為本實用新型實施例提供的磁控濺射屏蔽罩的平面結構示意圖。本實用新型實施例提供了一種磁控濺射屏蔽罩,包括:
第一本體11和第二本體12,第一本體11和第二本體12拆卸連接以形成可罩扣在陰極靶上的罩體,且第一本體11和第二本體12均與陰極靶可拆卸連接;
上蓋板,上蓋板可蓋合罩體的一端,且上蓋板上設有允許陰極靶穿過的通孔;
下導流環3,下導流環3可拆卸連接于罩體的另一端。
本實用新型實施例提供的磁控濺射屏蔽罩,通過將罩體設置為包括第一本體11和第二本體12的分體式結構,可以在安裝時,先分別將第一本體11和第二本體12包裹在陰極靶的外表面,然后再固定。上蓋板的設置可以減少等離子體對磁控室腔體造成污染現象的發生。而下導流環的設置可以改變陰極靶與襯底表面的等離子體的濃度,進而改變沉積速率。
可見,本實用新型實施例提供的磁控濺射屏蔽罩,具有較好的拆卸和安裝的方便性、另外還可以改變陰極靶與襯底表面的等離子體的濃度,進而改變沉積速率,減少對磁控室腔體造成污染。
進一步的,上蓋板與罩體可拆卸連接,上蓋板包括:
可拆卸連接的第一蓋體21和第二蓋體22,第一蓋體21和第二蓋體22連接后形成上蓋板。磁控濺射是通過在陰極靶表面引入磁場,利用磁場對帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率。電子在電場E的作用下,在飛向基片過程中與氬原子發生碰撞,使其電離產生Ar+和新的電子;新電子飛向基片,Ar+在電場作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊陰極靶的表面,使陰極靶的靶材發生濺射。在濺射的過程中,一部分電子和負離子進入陽極,一部分正離子進入陰極,還有一部分帶電粒子與器壁發生碰撞,第一蓋體21和第二蓋體22的設置可以起到對等離子體約束的作用,減少等離子體從磁控濺射屏蔽罩內濺射出去、對磁控室腔體造成污染現象的發生,且將上蓋板設置為可拆卸的分體式結構,便于安裝和拆卸。
可選的,上述第一蓋體21和第二蓋體22分別通過螺釘與罩體可拆卸連接。當然上述第一蓋體21和第二蓋體22也可以采用卡接等連接方式與罩體可拆卸連接,這里就不再一一贅述。
更進一步的,下導流環3與罩體連接的一端的圓形開口的直徑小于下導流環3背離罩體的一端的圓形開口的直徑。即下導流環具有喇叭口結構,以便于將等離子體引流至襯底,可以減少等離子體向外發散現象的發生,減少等離子體對同腔室內其它襯底的干擾。
上述下導流環3通過螺釘與罩體可拆卸連接。當然上述下導流環3也可以采用卡接等連接方式與罩體可拆卸連接,這里就不再一一贅述。
為了使得磁控濺射屏蔽罩對磁控濺射產生的粒子進行更好的屏蔽,上述第一本體11為導磁材料的第一本體、第二本體12為導磁材料的第二本體、第一蓋體21為導磁材料的第一蓋體、第二蓋體22為導磁材料的第二蓋體以及下導流環3為導磁材料的下導流環。導磁材料的第一本體11、第二本體12、第一蓋體21、第二蓋體22以及下導流環3可以對磁力線起到約束作用,減少由陰極產生的電子在規定的磁場下產生沒有貢獻的等離子體,提高等離子體穩定性。
上述磁控濺射屏蔽罩的材料可以為鐵、鈷、鎳及其合金等導磁材料,優選的,磁控濺射屏蔽罩的材料為鐵鎳合金。
導磁材料主要是指由過度元素鐵,鈷,鎳極其合金等能夠直接或間接產生磁性的物質。
為了使得罩體更好的包裹陰極靶,上述第一本體11和第二本體12連接形成的罩體的形狀與陰極靶的形狀相同。
可選的,第一本體11和第二本體12連接形成的罩體的形狀為圓柱形。
一種具體的實施方式中,罩體的內徑為90毫米~350毫米;和/或,
罩體的壁厚為5毫米~10毫米;和/或,
罩體的高度為100毫米~300毫米。將罩體的高度設置為100毫米~300毫米可以給磁控濺射屏蔽罩上下調整時預留一定的調整空間,將壁厚設置為5毫米~10毫米可以增加磁控濺射屏蔽罩對磁場的屏蔽作用。
優選的,罩體的內徑為100毫米,罩體的壁厚為5毫米,罩體的高度為150毫米。
上述罩體可以采用多種方式與陰極靶可拆卸連接,一種較佳的實施方式中,罩體沿其周向設有至少兩個軸線位于同一直線上的螺紋孔13,罩體和陰極靶的外表面通過螺釘連接。即罩體通過相對的兩個螺釘的擠壓力固定在陰極靶上,這樣的設置不需要在陰極靶上設置對應的固定孔,便于調節罩體在陰極靶上的安裝位置,進而便于調節下導流環3與襯底之間的距離,便于控制陰極靶與襯底之間的等離子體濃度。
優選的,上述罩體上設置的螺紋孔13的個數為四個。
本實用新型實施例還提供了一種磁控濺射設備,包括上述任一項所述的磁控濺射屏蔽罩。由于上述磁控濺射屏蔽罩具有較好的安裝和拆卸方便性,故本實用新型實施例提供的磁控濺射設備具有較好的使用性。
顯然,本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣,倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內,則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。