专利名称：用在磁控溅射设备中的一体化阳极和活性反应气体源装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及用于将材料沉积在衬底上的磁控溅射设备。更具体地，本发明涉及用在磁控溅射设备中的一体化阳极和活性反应气体源装置以及将其合并的磁控溅射设备。
背景技术：
溅射镀膜是用于将材料的薄膜沉积在衬底上的一种广泛使用的技术。在溅射沉积工艺中，离子通常通过气体原子和辉光放电中的电子之间的碰撞产生。离子通过电场被加速到阴极处的镀膜材料的靶中，使靶材料的原子从靶表面喷射。衬底被放置在适当的位置上，以便它拦截一部分喷射的原子。因此，靶材料的镀膜沉积在衬底的表面上。在反应溅射 中，气体物质也存在于衬底表面处，并与来自祀表面的原子起反应，且在一些实施方式中与来自靶表面的原子组合，以形成期望的镀膜材料。在操作中，当溅射气体例如氩被导入镀膜室时，施加在阴极和阳极之间的DC电压将氩离子化成等离子体，且带正电的氩离子被吸引到带负电的阴极。离子以相当大的能量撞击阴极前方的靶，并使靶原子或原子团簇从靶中被溅射出来。一些靶粒子撞击并沉积在待镀膜的晶片或衬底材料上，从而形成膜。为了获得增加的沉积速率和较低的操作压力，使用磁控增强的阴极。在平面磁控管中，阴极包括被布置在闭环中并被安装在相对于镀膜材料的平坦靶板固定的位置上的永久磁铁的阵列。因此，磁场使电子在通常称为“跑道”的闭环中行进，该跑道建立靶材料的溅射或腐蚀发生所沿着的路径或区域。在磁控管阴极中，磁场约束辉光放电等离子体，并增加在电场的影响下移动的电子的路径长度。这导致气体原子-电子碰撞概率的增加，从而导致比在没有使用磁约束的情况下获得的溅射速率高得多的溅射速率。此外，溅射过程可在低得多的气体压力下完成。一般，磁控溅射系统在溅射期间在ZMOMpa-NKr—1帕的压力下操作。为了建立这个压力，室一般被抽气到< 1*10~_4帕的压力，且气体，通常是氩气(且在反应溅射氩和氧或氮的情况下)，的控制流被馈送到室中以维持期望的压力。在二极管系统的情况下，即，当不使用磁铁时，需要> 2帕的压力以能够点燃并维持等离子体。高压具有平均自由程极大地减小的缺点，这引起大范围的气体散射。这导致模糊(hazy)的镀膜。在磁控溅射设备中，阳极提供不同于带负电的阴极的电荷。这可与电荷被提供到室壁一样被简单地提供。然而，被溅射的材料也被沉积在暴露于被溅射的原子的任何表面上。如果镀膜是电绝缘材料例如金属氧化物，则材料在溅射装置的其它部分上的堆积可能引起问题。特别是，绝缘镀膜在阳极上的堆积干扰阳极从等离子体移除电子的能力，如维持等离子体的电荷平衡所需要的。这使等离子体不稳定，并干扰沉积控制。镀膜堆积将使阳极位置移动到系统中的另一表面。这个不稳定性影响镀膜质量。为了克服阳极被涂有镀膜材料的问题，有很多现有技术阳极被提出。很多现有技术阳极在非常高的电压处起作用，但这也增加了电弧放电问题，会损坏镀膜质量。期望能提供稳定的阳极位置的低压阳极，以确保一致的镀膜质量。
在2005年3月7日提交的公布号20060049041的美国专利中公开了阳极容器，其可在低压时提供稳定的阳极位置。该阳极包括具有与镀膜室连通的单个开口的容器的内表面。容器的内表面是电子的优选返回路径。阳极容器也是溅射气体的源，其从阳极容器中的进气口通过该单个开口进入镀膜室。该单个开口的尺寸及其位置起到防止镀膜材料堆积在阳极的带电内表面上的作用。很多光学镀膜需要氧化物或其它化合物的沉积。这样的材料优选地在反应溅射模式中产生，在该模式中，金属靶被溅射，且氧、氮或另一反应气体被添加到该工艺。被溅射的材料和活性氧物质同时到达衬底。为了获得最佳氧气部分压力，需要找到最佳气流，例如氧气流。如果氧气流流量太低，则膜不是化学计量的，且具有高吸收损失。如果它太高，靶表面变得比所需要的更氧化，妨碍以最高可能的沉积速率的操作。金属靶的溅射速率可以是完全氧化的靶的溅射速率的10倍。如果氧被活化并导向衬底，则可增加氧化有效性，因而增加可能的沉积速率。在此公开了对氧化物的反应溅射过程。所有方面可类似地应用于氮或其它反应过程。为了在具有低光学吸收曲线或没有光学吸收曲线的磁控溅射设备中产生介电镀膜，必须提供额外的活性反应气体源来提供氧或氮以产生等离子体。市场上可买到的活性 反应气体源的例子包括来自JDSU (JDS尤尼弗思公司)的PAS、来自Pro Vac公司的Taurion源、来自Kaufman & Robinson公司的KRI源、来自Leybold公司的APS源。当前的活性反应气体源是复杂的。一些源需要昂贵的电子器件。一些源需要灯丝，而灯丝的寿命是有限的。这些设备非常昂贵，且可能需要密集的维护。在图3A和3B中示出了现有技术的阳极容器19和分开的反应气体源36的配置。阴极12被定位成其中心在中心旋转轴C处。提供氩气的离子化源的阳极容器19被布置在阴极12的一侧，而离子化氧的反应气体源36被布置在阴极12的相对侧。衬底17在反应气体源36之上绕着阴极12的圆周旋转。在使用标准阴极12的反应溅射的情况下，观察到靶磨损的大变化，其限制了靶的利用。在图3B中的截面图中可看到靶14，在接近于反应气体(氧化)源36的侧面上，由于靶氧化(毒化)的增加，靶磨损低；而在接近于阳极19的一侧，由于等离子体密度的增加，靶磨损高。因此，非常期望用于磁控溅射设备中的活性反应气体的更简单的、更不昂贵的和更可靠的源。也期望增加所沉积的膜的氧化的效率，以便增加反应溅射的沉积速率。也期望维持低温处理(即使功率输入增加)，以便能够处理温度敏感材料。
发明内容
本发明发现，通过使阳极容器与反应气体源成一整体，可在磁控溅射设备中提供活性反应物质，用于在更简单的、更有效的和更有成本效益的设备中应用介电镀膜。因此，本发明包括用于给物体镀膜的磁控溅射设备，其包括镀膜室，其适合于在操作中被抽真空；阴极，其包括靶，所述靶包括用于形成镀膜的材料；一个或多个镀膜区域，其具有支撑物以支撑在镀膜区域内的待镀膜的物体；以及一体化阳极和活性反应气体源装置，其包括容器，该容器包括
容器的内导电表面，该内导电表面电I禹合到电源的正输出端，包括用于将电压差提供到阴极的阳极，使得该阳极是电子的优选返回路径；容器的绝缘外表面，与所述镀膜室的室壁电绝缘；通向容器内部的与镀膜室连通的单个开口 ；溅射气体源，其被耦合到容器中，用于通过所述单个开口将溅射气体提供到镀膜室中；以及反应气体源，其被耦合到容器中，用于通过所述单个开口将反应气体提供到镀膜室中。进一步限定了本发明的实施方式，其中单个开口比容器的圆周小，以使内导电表面与大部分被派射的材料隔离。 进一步限定了本发明的实施方式，其中设置所述单个开口的尺寸，使得溅射气体和反应气体的气流能够被选择成局部地升高所述容器内的压力以高于所述镀膜室中的压力。进一步限定了本发明的实施方式，其中提供到所述阳极的电压是15到80伏，所述阳极包括所述容器的所述内导电表面。进一步限定了本发明的实施方式，其中溅射气体是氩，而反应气体是氧或氮。进一步限定了本发明的实施方式，其中包括所述一体化阳极和活性反应气体源装置的所述容器的所述单个开口被耦合到所述镀膜室的室壁，所述室壁为所述镀膜室与所述阴极相邻的共同室壁。进一步限定了本发明的实施方式，其中容器的绝缘外表面被布置在镀膜室的外部。进一步限定了本发明的实施方式，其中从待镀膜的物体的表面平面到包含容器的单个开口的平面的距离等于或大于从待镀膜的物体的表面平面到靶的表面平面的距离。进一步限定了本发明的实施方式，其中包括一体化阳极和活性反应气体源装置的两个或多个容器被布置在邻近阴极的基本上相对的位置处。可替代地限定了本发明的实施方式，其中还包括用以补充所述一体化阳极和活性反应气体源装置的另一反应气体源。进一步限定了本发明的实施方式，其中阴极是具有环形靶的环形形状，且包括一体化阳极和活性反应气体源装置的容器被布置在环形阴极的中心处。进一步限定了本发明的实施方式，其中环形阴极被布置在离中心旋转轴的径向距离处，且一个或多个镀膜区域适合于在相同的径向距离处绕着中心旋转轴旋转，使得在操作中镀膜区域正好在环形阴极以及阴极中心处的一体化阳极和活性反应气体源装置之上通过。进一步限定了本发明的实施方式，其中一个或多个镀膜区域适合于绕着与阴极的中心点重合的中心旋转轴旋转，且镀膜区域以及一体化阳极和活性反应气体源装置被布置在离中心旋转轴的相同径向距离处，使得在操作中镀膜区域正好在容器的单个开口之上通过。进一步限定了本发明的实施方式，其中阴极以及一体化阳极和活性反应气体源装置被布置成在离中心旋转轴的径向距离处彼此相邻，且镀膜区域适合于在离中心旋转轴的相同径向距离处旋转，使得在操作中镀膜区域正好在阴极以及一体化阳极和活性反应气体源装置之上通过。进一步限定了本发明的实施方式，其中阴极被布置在离中心旋转轴的径向距离处，且两个一体化阳极和活性反应气体源装置在阴极的任一侧上被布置在离中心旋转轴的相同径向距离处，镀膜区域适合于在与阴极以及一体化阳极和活性反应气体源装置相同的径向距离处绕着中心旋转轴旋转，使得在操作中镀膜区域正好在阴极以及一体化阳极和活性反应气体源装置之上通过。进一步限定了本发明的实施方式，其中两个一体化阳极和活性反应气体源装置在操作中连续运行。进一步限定了本发明的实施方式，其中两个一体化阳极和活性反应气体源装置被间歇地操作，以IHz或更大的频率在它们之间交替运行。本发明的实施方式包括一体化阳极和活性反应气体源装置，其包括容器，该容器包括容器的内导电表面，该内导电表面电I禹合到电源的正输出端，包括用于将电压差提供到阴极的阳极，使得阳极是电子的优选返回路径，与室壁电绝缘的容器的绝缘外表面，与镀膜室连通的单个开口，溅射气体源，其被耦合到容器中，用于通过所述单个开口将溅射气体提供到镀膜室中；以及反应气体源，其被耦合到容器中，用于通过所述单个开口将反应气体提供到镀膜室中。进一步限定了本发明的实施方式，其中单个开口比容器的圆周小，以使内导电表面与大部分被派射的材料隔离。进一步限定了本发明的实施方式，其中设置所述单个开口的尺寸，使得溅射气体和反应气体的气流能够被选择成局部地升高所述容器内的压力以高于所述镀膜室中的压力。进一步限定了本发明的实施方式，其中提供到所述阳极的电压是15到80伏，所述阳极包括所述容器的所述内导电表面。进一步限定了本发明的实施方式，其中溅射气体和反应气体通过单个进气口提供到容器中。进一步限定了本发明的实施方式，其中溅射气体和反应气体通过分开的进气口提供到容器中。
现在将根据附图描述本发明的实施方式，其中；图I是一些外壁被移除的本发明的镀膜系统的等轴测视图；图2是用在磁控溅射设备中的阳极容器的截面图；图3A是现有技术的分开的阳极容器和活性反应气体源的示意性俯视图；图3B是现有技术的分开的阳极容器和活性反应气体源的示意性截面图；、
图4A是包括一体化阳极和活性反应气体源装置的根据本发明的镀膜几何结构的不意性俯视图；图4B是图4A的镀膜几何结构的示意性截面图；图5A是根据本发明的可选镀膜几何结构的示意性俯视图，其中待镀膜的衬底在阴极之上通过；图5B是图5A的镀膜几何结构的示意性截面图；图6A是根据本发明的镀膜几何结构的示意性俯视图，其中一体化阳极和活性反应气体源装置被布置在环形阴极的中心处；图6B是图6A的镀膜几何结构的示意性截面图；
图7A是根据本发明的镀膜几何结构的示意性俯视图，其中合并有两个一体化阳极和活性反应气体源装置；以及图7B是图7A的镀膜几何结构的示意性截面图。
具体实施例方式我们观察到，在2005年3月7日提交的美国公布号20060049041中公开的阳极容器在其一般布置中包括等离子体。该等离子体由来自于阴极12并通过阳极20返回到电源的高密度的电子点燃。离子产生和活性物质的产生的效应类似于在阴极处出现的反应高能e-+Ar =彡2e-+Ar+或高能e_+Ar => e-+Ar*0在没有IS原子的这个激活的情况下，在阳极将不存在可见的等离子体。我们决定测试添加氧到阳极，以测试它是否将产生活性和离子化的氧。通过将氧耦合馈入到阳极容器20中，我们能够沉积纯净的Si02单层。这是使用氩和氧操作的阳极表现为阳极和活性反应气体源的清楚指示。此外，我们没有观察到阳极的内壁的氧化。图I示出磁控溅射镀膜设备10的镀膜室2的等轴测视图。泵8抽空镀膜室2用于在真空条件下(被理解为意味着压力在大气压之下)操作。室壁32接地并与带正电的阳极20和带负电的阴极12绝缘。行星驱动器14包括绕着中心旋转轴C可旋转的托架16或机架，多个(例如7个或8个)行星17被径向地支撑在中心旋转轴C周围。图中示出了环形阴极12，在本实施方式中是两个阴极12。容器201包括一体化阳极和活性反应气体源装置，该一体化阳极和活性反应气体源装置具有与镀膜室2连通的开口。参考数字201和202区分一体化阳极和活性反应气体源装置20的不同位置。附加的一体化阳极和活性反应气体源装置202在阴极12的中心示出。这些位置可以是相替代的，取决于是使用环形阴极还是固体阴极，或如图所示使用两者。即使在没有环形阴极时，也可以将两个一体化阳极和活性反应气体源装置20定位在阴极的相对侧上，如图7A和7B所示的，以实现较高的沉积速率。一体化阳极和活性反应气体源装置20 (见图2)包括一个或多个进气口 29，以将溅射气体和反应气体供应到镀膜室2。磁控溅射镀膜设备10包括用于装入和卸下衬底或用于镀膜的其它物体23的加载锁I。这允许沉积室2总是保持在真空条件下。一体化阳极和活性反应气体源装置可在脉冲DC (直流)磁控溅射、DC磁控、AC (交流)磁控溅射和rf磁控溅射中实现。一体化阳极和活性反应气体源装置20提供与带负电的阴极不同的电荷。现在参考图2，一体化阳极和活性反应气体源装置20以具有铜或不锈钢内导电表面22的罐或容器的形式被示出，该罐或容器包括阳极并具有在第一端处的单个开口 21，用于与真空室2连通，其中开口 21与真空室2直接耦合。开口 21可位于容器的侧面或端部上。方便地，开口21可位于室壁32中，容器本身在室2的外部。这实现了室中的空间效率，并有助于操作进入。开口 21定位成邻近阴极12，将来自靶的溅射材料的羽流以及活性和离子化氧的羽流大致定位成尽可能接近地交叠以同时到达待镀膜的衬底。容器20的外表面26是电绝缘的。在截面视图中，冷却管28被示为基本上在阳极20周围，用于维持在操作中的阳极的温度。图中示出了进气口 29，其用于提供溅射气体和反应气体、氧或氮可进入容器20的导管。气体在进气口 29之前被混合，或可选地，两个分开的进气口 29可被耦合到容器20中。当镀膜设备10不产生介电镀膜时，反应气体的流可以被切断，以便只有溅射气体流经容器20。开口 21的尺寸相对小，且气体流可被选择成对容器20局部加压。具有明显比容器的圆周小的圆周的相对小的开口 21和开口 21在靶的视线之外的位置，起到防止镀膜材料进入并镀膜阳极的内导电表面22的作用。在操作中，使用一起促进镀膜室2中的等离子体的形成的氩气和反应气体的气流来将容器20加压到室压力之上。等离子体由来自阴极并通过阳 极返回到电源的高密度的电子点燃，并在其后由维护电压维持。已证明氩等离子体足以同时点燃反应气体。容器20内的高于真空镀膜室2的其余部分的压力允许较低的阳极电压，其促进更稳定的溅射条件。正电源导线25将电源连接到阳极的内表面22。图2所示的一体化阳极和活性反应气体源装置20被设计成以低阳极电压和很少的或没有电弧放电来运行。优选大约+15到+80伏的低阳极电压以减小过程变化。阳极内导电表面22通过绝缘材料33与接地的室壁32电绝缘。在优选实施方式中，一体化阳极和活性反应气体源装置包括具有至少d = IOcm的直径和至少h = 20cm的长度的圆柱形容器，如图2所示，该容器的一端具有到真空室2的开口 21，并在相对端封闭。对于低散射处理，室压力低于O. 267Pa(2mTorr.)。在阳极处的较高压力由阳极20的较小开口 21以及经由进气口 29进入容器20的处理气体和反应气体的控制流实现。最佳开口具有大约20cm2的面积且优选地是圆的。在操作中，容器20可被加压到大于 O. 400Pa (3mTorr.)。在图4A和4B所示的合并有一体化阳极和活性反应气体源装置的磁控溅射设备的一个配置中，布置有阴极12，其中心在中心轴C处。该一体化阳极和活性反应气体源装置20被定位成邻近阴极12。安装到镀膜区域的至少一个衬底17在基本上等于一体化阳极和活性反应气体源装置20离中心轴C的距离的径向距离处绕着中心轴C的轨道旋转，使得至少一个衬底17在一体化阳极和活性反应气体源装置的开口 21之上通过。在该配置中可预期比图3A、3B中的更低的靶磨损梯度，因为更高的等离子体密度(高Ar离子浓度)和靶的毒化在同一位置处。在图5A和5B所示的合并有一体化阳极和活性反应气体源装置的磁控溅射设备的另一配置中，阴极12从中心轴C平移一段径向距离。一个或多个衬底17在轨道中旋转，所述轨道具有等于阴极12被平移的径向距离的半径。该一体化阳极和活性反应气体源装置20也位于离邻近阴极12的中心的相同径向距离处，使得一个或多个衬底17在阴极12以及一体化阳极和活性反应气体源装置20之上快速连续地通过。—体化阳极和活性反应气体源装置20可与其开口 21 —起位于磁控溅射设备中的环形阴极的中心处，如果图I和图6所示，因为开口 21相对远离强烈的磁场。这提高了系统的对称性，其被预期导致靶的均匀磨损图案，这提高了靶的利用度。在图6A和6B所示的优选实施方式中，通过将氧气源包括在阳极容器中一起作为在阴极12的中心内的一体化阳极和活性反应气体源装置20，产生非常对称的系统，且靶磨损被预期是均匀的。可以额外提供位于离阴极12 —段距离处的辅助活性反应源(例如，如图I所示的201)以实现较高的沉积速率。实验表明，当来自靶的溅射材料的羽流以及活性和离子化氧的羽流交叠并同时到达待镀膜的衬底时，可实现具有低吸收性的金属氧化物的较高沉积速率。因此，使一体化阳极和活性反应气体源装置20在靶的中心是几乎理想的解决方案。源输出可以是离子化的或以其它方式活性的氧物质(例如，原子氧、臭氧)。一体化阳极和活性反应气体源装置20的开口 21恰好位于阴极12的中心内的靶表面平面44处。衬底17被支撑以在同心阴极12以及一体化阳极和活性反应气体源装置20之上旋转。从待镀膜的物体的表面平面46到包含容器20的单个开口 21的平面的距离等于或大于从待镀膜的物体的表面平面到靶的表面平面的距离。合并有一体化阳极和活性反应气体源装置的磁控溅射设备的另一示例性配置在 图7A和7B中示出，其中两个一体化阳极和活性反应气体源装置20位于阴极12的相对侧上，每个容器20和阴极位于离中心旋转轴C的相同径向距离处。用于待镀膜的一个或多个衬底的支撑物适合于在旋转(在相同的径向距离处绕着中心旋转轴C旋转)中支撑衬底，以便使衬底在阴极以及一体化阳极和活性反应气体源装置之上通过。两个一体化阳极和活性反应气体源装置20都可以连续地被使用，或以IHz或更大的频率在它们之间交替循环使用。用在例如同轴的或具有矩形或圆柱形阴极的不同磁控平台中的很多其它配置也是可行的。
权利要求
1.一种用于使物体镀有镀膜的磁控溅射设备，包括 镀膜室，其适合于在操作中被抽真空； 阴极，其包括靶，所述靶包括用于形成镀膜的材料； 一个或多个镀膜区域，其具有支撑物以支撑在所述镀膜区域内的待镀膜的物体；以及 一体化阳极和活性反应气体源装置，其包括容器，所述容器包括 所述容器的内导电表面，所述内导电表面电耦合到电源的正输出端，包括用于将电压差提供到所述阴极的阳极，使得所述阳极是电子的优选返回路径； 所述容器的绝缘外表面，与所述镀膜室的室壁电绝缘； 通向所述容器的内部的与所述镀膜室连通的单个开口； 溅射气体源，其被耦合到所述容器中，用于通过所述单个开口将溅射气体提供到所述锻月吴室中；以及 反应气体源，其被耦合到所述容器中，用于通过所述单个开口将反应气体提供到所述锻月吴室中。
2.如权利要求I所述的磁控溅射设备，其中所述单个开口比所述容器的圆周小，以使所述内导电表面与大部分被派射的材料隔离。
3.如权利要求2所述的磁控溅射设备，其中设置所述单个开口的尺寸，使得溅射气体和反应气体的气流能够被选择成局部地升高所述容器内的压力以高于所述镀膜室中的压力。
4.如权利要求3所述的磁控溅射设备，其中提供到所述阳极的电压是15到80伏，所述阳极包括所述容器的所述内导电表面。
5.如权利要求4所述的磁控溅射设备，其中所述溅射气体是氩，而所述反应气体是氧或氮。
6.如权利要求5所述的磁控溅射设备，其中包括所述一体化阳极和活性反应气体源装置的所述容器的所述单个开口被耦合到所述镀膜室的室壁，所述室壁为所述镀膜室与所述阴极相邻的共同室壁。
7.如权利要求6所述的磁控溅射设备，其中所述容器的绝缘外表面被布置在所述镀膜室的外部。
8.如权利要求7所述的磁控溅射设备，其中从待镀膜的物体的表面平面到包含所述容器的所述单个开口的平面的距离等于或大于从待镀膜的物体的表面平面到所述靶的表面平面的距离。
9.如权利要求8所述的磁控溅射设备，其中包括所述一体化阳极和活性反应气体源装置的两个或多个容器被布置在邻近所述阴极的基本上相对的位置处。
10.如权利要求8所述的磁控溅射设备，还包括用以补充所述一体化阳极和活性反应气体源装置的另一反应气体源。
11.如权利要求8或10所述的磁控溅射设备，其中所述阴极是具有环形靶的环形形状，且包括所述一体化阳极和活性反应气体源装置的所述容器被布置在环形阴极的中心处。
12.如权利要求11所述的磁控溅射设备，其中所述环形阴极被布置在离中心旋转轴的径向距离处，且一个或多个镀膜区域适合于在相同的径向距离处绕着所述中心旋转轴旋转，使得在操作中所述镀膜区域正好在所述环形阴极以及所述阴极中心处的所述一体化阳极和活性反应气体源装置之上通过。
13.如权利要求8或10所述的磁控溅射设备，其中所述一个或多个镀膜区域适合于绕着与所述阴极的中心点重合的中心旋转轴旋转，且所述镀膜区域以及所述一体化阳极和活性反应气体源装置被布置在离所述中心旋转轴的相同径向距离处，使得在操作中所述镀膜区域正好在所述容器的所述单个开口之上通过。
14.如权利要求8或10所述的磁控溅射设备，其中所述阴极以及所述一体化阳极和活性反应气体源装置被布置成在离中心旋转轴的径向距离处彼此相邻，且所述镀膜区域适合于在离所述中心旋转轴的相同径向距离处旋转，使得在操作中所述镀膜区域正好在所述阴极以及所述一体化阳极和活性反应气体源装置之上通过。
15.如权利要求8或10所述的磁控溅射设备，其中所述阴极被布置在离中心旋转轴的径向距离处，且两个一体化阳极和活性反应气体源装置在所述阴极的任一侧上被布置在离 所述中心旋转轴的相同径向距离处，所述镀膜区域适合于在与所述阴极以及所述一体化阳极和活性反应气体源装置相同的径向距离处绕着所述中心旋转轴旋转，使得在操作中所述镀膜区域正好在所述阴极以及所述一体化阳极和活性反应气体源装置之上通过。
16.如权利要求15所述的磁控溅射设备，其中所述两个一体化阳极和活性反应气体源装置在操作中连续运行。
17.如权利要求15所述的磁控溅射设备，其中所述两个一体化阳极和活性反应气体源装置被间歇地操作，以IHz或更大的频率在它们之间交替运行。
18.—种一体化阳极和活性反应气体源装置，包括容器，所述容器包括 所述容器的内导电表面，所述内导电表面电耦合到电源的正输出端，包括用于将电压差提供到阴极的阳极，使得所述阳极是电子的优选返回路径， 与所述镀膜室的室壁电绝缘的所述容器的绝缘外表面， 与镀膜室连通的单个开口， 溅射气体源，其被耦合到所述容器中，用于通过所述单个开口将溅射气体提供到所述锻月吴室中；以及 反应气体源，其耦合到所述容器中，用于通过所述单个开口将反应气体提供到所述镀月吴室中。
19.如权利要求18所述的一体化阳极和活性反应气体源装置，其中所述单个开口比所述容器的圆周小，以使所述内导电表面与大部分被溅射的材料隔离。
20.如权利要求19所述的一体化阳极和活性反应气体源装置，其中设置所述单个开口的尺寸，使得溅射气体和反应气体的气流能够被选择成局部地升高所述容器内的压力以高于所述镀膜室中的压力。
21.如权利要求20所述的一体化阳极和活性反应气体源装置，其中提供到所述阳极的电压是15到80伏，所述阳极包括所述容器的所述内导电表面。
22.如权利要求21所述的一体化阳极和活性反应气体源装置，其中所述溅射气体和反应气体通过单个进气口被提供到所述容器中。
23.如权利要求21所述的一体化阳极和活性反应气体源装置，其中所述溅射气体和反应气体通过分开的进气口被提供到所述容器中。
全文摘要
本发明涉及用在磁控溅射设备中的一体化阳极和活性反应气体源装置以及将其合并的磁控溅射设备。该一体化阳极和活性反应气体源装置包括具有内导电表面的容器，该容器包括阳极和与镀膜室的室壁绝缘的绝缘外体。该容器具有与镀膜室连通的单个开口，该单个开口具有比容器的圆周小的圆周。溅射气体和反应气体通过输入口耦合到容器中并通过该单个开口耦合到镀膜室中。等离子体被来自于阴极并通过阳极返回到电源的高密度的电子点燃。相对低的阳极电压足以维持活性反应气体的等离子体以形成化学计量的介电镀膜。
文档编号C23C14/35GK102737950SQ201110304009
公开日2012年10月17日 申请日期2011年10月8日 优先权日2011年4月6日
发明者乔治·J.·欧肯法斯 申请人:Jds尤尼弗思公司