专利名称：真空溅镀机的阴极构造的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种真空賊镀机的阴极构造。
背景技术：
如一般半导体业界所认知的，气象沉积设备及电浆沉积系统设备是今年来 特定电子设备之生产制造厂商积极研发及建构之项目，尤其是可适用于各种尺 寸晶圆之物理气象沉积设备，其所包含之重要技术领域如真空賊镀装置领域、 机台专用装置开发及控制软体整合系统等等，包括了多种技术领域，而其中机 台专用装置之研发可以说是关系到整个系统成败相当重要之因素，唯因机台专
用装置之领域牵涉到各专业领域工业，必须对各专业技术加以了解如真空賊 镀领域上非常需要之大范围无死角的均匀靶材消耗技术，若使用在真空'践镀机 的阴极构造上则可改善靶材寿命不长之缺点，可使反应生成的薄膜成本降低； 此外，现有真空溅镀机台的改善亦非常重要，其设计之方式亦为各家制造厂商 研究发展之重点。
在此简述气象沉积种类，首先薄膜沉积依据沉积过程中，是否含有化学反 应的机制，可以区分为物理气象沉积(PVD)通常称为物理蒸镀及化学气象沉 积(CVD)通常称为化学蒸镀。随着沉积技术及沉积参数差异，所沉积薄膜的 结构可能是单晶、多晶或非结晶结构。在现有的晶圆承载装置中，阴极构造可 作为参考，如图1及图2所示，其中靶材1承受外侧面15的带电粒子轰击以产 生电浆，以用于气象沉积，该靶材系在内侧面17以铟连结构造11固定于连结 承载金属板13或辅助磁场产生装置2 (含阴极电场)上，其中辅助磁场产生装 置2位于支架22 (含阳极电场)之上，其中辅助i兹场产生装置2内部具有;兹极 21可产生辅助磁场以辅助溅镀进行，然而该现有技术仅提供最基本'减镀功能， 对靶材1的消耗为V形侵蚀区，若是要加强应用耙材1以使单位体积产生的电 浆增加。以现有技术，则须增设移动模组(图未示)在辅助磁场产生装置2之 上，以使靶材产生U形侵蚀区消耗模式，然而移动模组会占用极大空间且成本高而无法适用于所有溅镀机台，不利于实际运用，因此本应用领域的研发厂商 莫不以改善溅镀机台功能为重要研发目标。
在此筒述溅镀原理电浆是一种遭受部分离子化的气体。通过在两个相对
应的金属电极板上施以电压，4支如电极板间的气体分子浓度在某一特定的区间， 电极板表面因离子轰击所产生的二次电子，在电极板所提供的电场下，将获得 足够的能量，而与电极板间的气体分子因撞击而进行所谓的"解离"，"离子化，，， 及"激发"等反应，而产生离子、原子、原子团及更多的电子，以维持电浆内
各离子间的浓度平衡。 一个DC电浆的阴极电板遭受离子撞击的时候，脱离的 带正电荷离子在暗区的电场加速下将获得极高的能量。当离子与阴电极产生轰 击之后，基于动量转换的原理，离子轰击除了会产生二次电子以外，还会把电 极板表面的原子给"打击"出来，这个动作我们称之为"賊镀"这些被激出的 电极板原子将进入电浆里，然后，以其所获之动能、拆散等的方式最后传递到 被镀物的表面，并因而沉积。这种利用电浆独特的离子轰击，以动量转换的原 理，在气相中制备沉积元素以便进行薄膜沉积的PVD技术，称之为"賊镀，，基 于以上的模型，溅镀的沉积机构大致上可以区分为以下几个步骤(1)电浆内 所产生的部分离子将脱离电浆并往阴极板移动。(2)经加速的离子将轰撞在阴 电极板的表面除产生二次电子外，还因此而击出电极板原子。(3)被击出的电 极板原子将进入电浆内且最后传出送另一个放置有被镀物(如晶圆、玻璃等) 的电极表面。(4)这些被吸附在被镀物(如晶圆、玻璃)表面的吸附原子将进 行薄膜的沉积。
由以上现有真空溅镀装置及现有移动模组装置配合阴极产生耙材1的较低 成本电浆，我们可以发现在其构造之条件下，仍必须发展出可广泛使用的阴极 构造，以符合低成本电浆材料沉积产生薄膜的应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种真空溅镀机的阴极构造，以符合真空賊镀 需求的阴极构造装置而且可配合广泛类型的真空溅镀机台装置，可用于光电及 半导体设备，以用简单构造提供低成本电浆。
4实现本实用新型的目的的技术方案如下
一种真空賊镀机的阴极构造，包含辅助》兹场产生装置，其与真空溅镀机 的机架机械性连接，可产生辅助磁场；輩巴材，其与电场阴才及相接并具有内侧面 与外侧面，所述内侧面朝向所述辅助；兹场产生装置，所述外侧面朝向真空賊镀 机的轰击带电粒子；及干扰磁性片，其以磁性材料制成并置于所述靶材的内侧 面，且位于所述靶材与辅助磁场产生装置之间，通过干扰磁性片的作用，使得 辅助磁场受到干扰，造成该轰击带电粒子轰击耙材效果非常均勻。所述干扰;兹 性片为具有永久磁性的物质或具有软磁特性的导磁物质构成。
所述的真空溅镀机的阴极构造进一步具有一连接承载金属板，其位于该辅 助磁场产生装置与耙材之间，且该干扰磁性片位于该连接承载金属板中。
所述的真空溅镀机的阴极构造可进一步具有一铟连结构造，其位于该连接 承载金属板及靶材之间。
所述的真空賊镀机的阴极构造可进一步具有一弹性耙材锁固结构，用于锁 固该耙材于该连接承载金属板上。
本实用新型的有益效果为可在相同尺寸阴极架构下产生更宽且纵向均匀 的溅镀区磁场，使得一般溅镀所产生的V形侵蚀区变成各类所需的平底U形侵 蚀区，并在相同状况下，单位时间上可以得到更多的臧镀粒子，因为、践镀动才几 区变宽，可以改善溅镀粒子之间的碰撞，使賊镀粒子更容易与反应气体结合， 以及到达被镀物表面，因此用较低功率可以达到相同结构的賊镀膜层賊镀过程 中靶材的消耗，因为磁场受到磁场干扰片控制，靶材的侵蚀区(冲击区)不会 变窄变小，会以均一宽度持续向下侵蚀，可以简易且低成本地获得所需的各种 宽磁场结构，增强或减弱阴极上的某区域^磁场，以获得各种特殊賊镀粒子分布 需求。以上特点可以产生以下优点(与传统磁场比较)1、在相同溅镀条件下， 靶材寿命可以增加50—200%,在降低成本上有很大效果；2、除了耙材寿命增 加降低成本外，使得产品品质与稼动率上有很大改善，约可以再增加产值15%。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
图1是现有溅镀阴极装置构造示意图2是现有另一例子的溅镀阴极装置构造示意图3是本实用新型的真空溅镀机的阴极构造示意图4是本实用新型另一实施例的真空溅镀机的阴极构造示意图。
图中1、靶材；11、铟连结构造13、连接承载金属4反；15、外侧面；17、 内侧面；2、辅助磁场产生装置(含阴极电场)；21、磁极；22、支架(含P曰极 电场)；3、干扰》兹性片；4、弹性靶材锁固结构。
具体实施方式
、
如图3-4所示，本实用新型的真空溅镀机的阴极构造，包含辅助磁场产 生装置2，其与真空賊镀机之机械机架性连接，可产生辅助磁场；靶材l，与电 场阴极连接，具有内侧面17与外侧面15，内侧面17朝向辅助》兹场产生装置2, 外侧面15朝向真空溅镀机之轰击带电粒子；及干扰磁性片3，以磁性材料作成， 置于靶材1之内侧面17，而位于靶材1与辅助磁场产生装置2之间；通过干扰 磁性片3作用使得辅助磁场受到干扰，造成该轰击带电粒子轰击靶材效果更加 均匀。本实用新型可进一步具有一连结承载金属板13,其位于该辅助磁场产生 装置2及靶材1之间；且该干扰磁性片3位于该连接承载金属板13之中；且可 进一步具有一铟连接构造11,其位于该连接承载金属板13与靶材1之间；也可 不使用铟连结构造11而进一步具有一弹力靶材锁固结构4,用于锁固该靶材1 于该连接承载金属板13之上；其中该干扰磁性片3可为具有永久磁性之物质所 构成，也可为具有软》兹特性之导;兹物质所构成。 —
本实用新型与现有技术最大之不同处在于增加了一干扰石兹片3,在加入本 实用新型及现有技术主要不同点干扰磁性片3之后，辅助i兹场^f兹场形状受到 改变，使得轰击之带电粒子具有较大之轰击面，将靶材1的消耗状况V形侵蚀 区改善成为U形侵蚀区。
进一步揭露本实用新型经实际操作后各种靶材之使用寿命增长数值，本实用新型在同一机台，真空度及功率使用状况下，金属靶材(Ti，Nb,Cr,8mmt)增 加寿命50%,非金属靶材(Si，6mmt)可增加寿命57%,金属氧化物耙材(ITO Tio Zno 6mm)可增加寿命200%。
上述实施例为本实用新型产业上的一较佳实施例，凡依本实用新型权利要 求所作的等效变化皆属本案权利要求的内。
权利要求1、一种真空溅镀机的阴极构造，包含辅助磁场产生装置，其与真空溅镀机的机架机械性连接；靶材，其与电场阴极相接并具有内侧面与外侧面，所述内侧面朝向所述辅助磁场产生装置，所述外侧面朝向真空溅镀机的轰击带电粒子；其特征在于还包括干扰磁性片，所述干扰磁性片置于所述靶材的内侧面且位于所述靶材与辅助磁场产生装置之间。
2、 如权利要求1所述的真空溅镀机的阴极构造，其特征在于所述千扰;兹性片为具有永久^i性的物质或具有软^磁特性的导^f兹物质构成。
3、 如权利要求1或2所述的真空濺镀机的阴极构造，其特征在于所述的真空溅镀机的阴极构造进一步具有一连接承载金属板，该连接承载金属板位于该辅助磁场产生装置与靶材之间且所述干扰磁性片位于该连接承载金属板中。
4、 如权利要求3所述的真空溅镀机的阴极构造，其特征在于所述的真空溅镀机的阴极构造进一步具有一铟连结构造，该铟连结构造位于该连接承载金属氺反及草巴材之间。
5、 如权利要求3所述的真空溅镀机的阴极构造，其特征在于所述的真空溅镀机的阴极构造进一步具有一弹性靶材锁固结构，以锁固该靶材于该连接承载金属板上。
专利摘要本实用新型涉及一种真空溅镀机的阴极构造，包含辅助磁场产生装置，其与真空溅镀机的机架机械性连接，可产生辅助磁场；靶材，其与电场阴极相接并具有内侧面与外侧面，所述内侧面朝向所述辅助磁场产生装置，所述外侧面朝向真空溅镀机的轰击带电粒子；及干扰磁性片，位于所述靶材与辅助磁场产生装置之间。本实用新型的有益效果为在相同溅镀条件下，靶材寿命可以增加50-200％，在降低成本上有很大效果；除了靶材寿命增加降低成本外，使得产品品质与稼动率上有很大改善，约可以再增加产值15％。
文档编号C23C14/34GK201301337SQ20082013588
公开日2009年9月2日 申请日期2008年10月10日 优先权日2008年10月10日
发明者辛 刘 申请人:苏州凡特真空溅镀科技有限公司