磁控溅射屏蔽罩和磁控溅射设备的制作方法

本实用新型涉及磁控溅射技术领域，尤其涉及到一种磁控溅射屏蔽罩和磁控溅射设备。

背景技术：

磁控溅射是通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生Ar+和新的电子；新电子飞向基片，Ar+在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击阴极靶表面，使阴极靶的靶材发生溅射。在溅射的过程中，一部分电子和负离子进入阳极，一部分正离子进入阴极，还有一部分带电粒子与器壁发生碰撞，发生复合。这部分与器壁发生复合的粒子，对磁控室腔体的污染很严重，再次溅射实验时，对溅射基体和靶材造成二次污染。由于磁控室的结构比较复杂，清洗比较麻烦且不能清洗干净。因而需要对溅射靶进行保护，将带电粒子屏蔽，避免或降低溅射过程带电离子对磁控室的影响。

目前的磁控溅射仪器中都配有一个简单的屏蔽罩，但现有的屏蔽罩一般是一体式结构，通过螺钉固定在阴极靶的外侧，同时屏蔽罩还需要与磁控溅射仪器中的其它部件固定连接，屏蔽罩一方面对阴极靶起到保护的作用，一方面又起到对阴极靶上方部件的支撑作用，拆卸屏蔽罩时比较麻烦，一般需要将阴极靶和屏蔽罩一起拆卸下来，不便于屏蔽罩的维护清理和更换。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种磁控溅射屏蔽罩和磁控溅射设备，用以提高屏蔽罩拆卸和安装的方便性。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供了一种磁控溅射屏蔽罩，包括：

第一本体和第二本体，所述第一本体和所述第二本体拆卸连接以形成可罩扣在阴极靶上的罩体，且所述第一本体和所述第二本体均与阴极靶可拆卸连接；

上盖板，所述上盖板可盖合所述罩体的一端，且所述上盖板上设有允许所述阴极靶穿过的通孔；

下导流环，所述下导流环可拆卸连接于所述罩体的另一端。

本实用新型提供的磁控溅射屏蔽罩，通过将罩体设置为包括第一本体和第二本体的分体式结构，可以在安装时，先分别将第一本体和第二本体包裹在阴极靶的外表面，然后再固定。上盖板的设置可以减少等离子体对磁控室腔体造成污染现象的发生。而下导流环的设置可以改变阴极靶与衬底表面的等离子体的浓度，进而改变沉积速率。

可见，本实用新型提供的磁控溅射屏蔽罩，具有较好的拆卸和安装的方便性。

此外，本实用新型提供的磁控溅射屏蔽罩，还可以改变阴极靶与衬底表面的等离子体的浓度，进而改变沉积速率，减少对磁控室腔体造成污染。

在一些可选的实施方式中，上盖板与所述罩体可拆卸连接，所述上盖板包括：

可拆卸连接的第一盖体和第二盖体，所述第一盖体和所述第二盖体连接后形成所述上盖板。第一盖体和第二盖体的设置可以起到对等离子体约束的作用，减少等离子体对磁控室腔体造成污染现象的发生，且将上盖板设置为可拆卸的分体式结构，便于安装和拆卸。

在一些可选的实施方式中，所述下导流环与所述罩体连接的一端的圆形开口的直径小于所述下导流环背离所述罩体的一端的圆形开口的直径。这种结构的下导流环可以减少等离子体向外发散现象的发生，减少等离子体对同腔室内其它衬底的干扰。

在一些可选的实施方式中，所述第一本体为导磁材料的第一本体、所述第二本体为导磁材料的第二本体、所述第一盖体为导磁材料的第一盖体、所述第二盖体为导磁材料的第二盖体以及所述下导流环材料为导磁材料的下导流环。导磁材料的第一本体、第二本体、第一盖体、第二盖体以及下导流环可以对磁力线起到约束作用，减少由阴极产生的电子在规定的磁场下产生没有贡献的等离子体，提高等离子体稳定性。

在一些可选的实施方式中，所述第一本体和所述第二本体连接形成的所述罩体的形状与所述阴极靶的形状相同。

在一些可选的实施方式中，所述第一本体和所述第二本体连接形成的所述罩体的形状为圆柱形。

在一些可选的实施方式中，所述罩体的内径为90毫米～350毫米；和/或，

所述罩体的壁厚为5毫米～10毫米；和/或，

所述罩体的高度为100毫米～300毫米。

在一些可选的实施方式中，所述罩体的内径为100毫米，所述罩体的壁厚为5毫米，所述罩体的高度为150毫米。

在一些可选的实施方式中，所述罩体沿其周向设有至少两个轴线位于同一直线上的螺纹孔，所述罩体和所述阴极靶的外表面通过螺钉连接。这样的设置不需要在阴极靶上设置对应的固定孔，便于调节罩体在阴极靶上的安装位置，进而便于调节下导流环与衬底之间的距离，便于控制阴极靶与衬底之间的等离子体浓度。

本实用新型还提供了一种磁控溅射设备，包括上述任一项所述的磁控溅射屏蔽罩。由于上述磁控溅射屏蔽罩具有较好的安装和拆卸方便性，故本实用新型提供的磁控溅射设备具有较好的使用性。

本实用新型提供的磁控溅射屏蔽罩和磁控溅射设备，可以提高磁控溅射屏蔽罩拆卸和安装的方便性，便于调节磁控溅射屏蔽罩的安装高度，可以起到对等离子体约束的作用，减少等离子体对磁控室腔体造成污染现象的发生，可以对磁力线起到约束作用，减少由阴极产生的电子在规定的磁场下产生没有贡献的等离子体，提高等离子体稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的磁控溅射屏蔽罩的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的磁控溅射屏蔽罩的平面结构示意图。

附图标记：

11-第一本体 12-第二本体

13-螺纹孔 21-第一盖体

22-第二盖体 3-下导流环

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1和图2所示，其中：图1为本实用新型实施例提供的磁控溅射屏蔽罩的立体结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的磁控溅射屏蔽罩的平面结构示意图。本实用新型实施例提供了一种磁控溅射屏蔽罩，包括：

第一本体11和第二本体12，第一本体11和第二本体12拆卸连接以形成可罩扣在阴极靶上的罩体，且第一本体11和第二本体12均与阴极靶可拆卸连接；

上盖板，上盖板可盖合罩体的一端，且上盖板上设有允许阴极靶穿过的通孔；

下导流环3，下导流环3可拆卸连接于罩体的另一端。

本实用新型实施例提供的磁控溅射屏蔽罩，通过将罩体设置为包括第一本体11和第二本体12的分体式结构，可以在安装时，先分别将第一本体11和第二本体12包裹在阴极靶的外表面，然后再固定。上盖板的设置可以减少等离子体对磁控室腔体造成污染现象的发生。而下导流环的设置可以改变阴极靶与衬底表面的等离子体的浓度，进而改变沉积速率。

可见，本实用新型实施例提供的磁控溅射屏蔽罩，具有较好的拆卸和安装的方便性、另外还可以改变阴极靶与衬底表面的等离子体的浓度，进而改变沉积速率，减少对磁控室腔体造成污染。

进一步的，上盖板与罩体可拆卸连接，上盖板包括：

可拆卸连接的第一盖体21和第二盖体22，第一盖体21和第二盖体22连接后形成上盖板。磁控溅射是通过在阴极靶表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生Ar+和新的电子；新电子飞向基片，Ar+在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击阴极靶的表面，使阴极靶的靶材发生溅射。在溅射的过程中，一部分电子和负离子进入阳极，一部分正离子进入阴极，还有一部分带电粒子与器壁发生碰撞，第一盖体21和第二盖体22的设置可以起到对等离子体约束的作用，减少等离子体从磁控溅射屏蔽罩内溅射出去、对磁控室腔体造成污染现象的发生，且将上盖板设置为可拆卸的分体式结构，便于安装和拆卸。

可选的，上述第一盖体21和第二盖体22分别通过螺钉与罩体可拆卸连接。当然上述第一盖体21和第二盖体22也可以采用卡接等连接方式与罩体可拆卸连接，这里就不再一一赘述。

更进一步的，下导流环3与罩体连接的一端的圆形开口的直径小于下导流环3背离罩体的一端的圆形开口的直径。即下导流环具有喇叭口结构，以便于将等离子体引流至衬底，可以减少等离子体向外发散现象的发生，减少等离子体对同腔室内其它衬底的干扰。

上述下导流环3通过螺钉与罩体可拆卸连接。当然上述下导流环3也可以采用卡接等连接方式与罩体可拆卸连接，这里就不再一一赘述。

为了使得磁控溅射屏蔽罩对磁控溅射产生的粒子进行更好的屏蔽，上述第一本体11为导磁材料的第一本体、第二本体12为导磁材料的第二本体、第一盖体21为导磁材料的第一盖体、第二盖体22为导磁材料的第二盖体以及下导流环3为导磁材料的下导流环。导磁材料的第一本体11、第二本体12、第一盖体21、第二盖体22以及下导流环3可以对磁力线起到约束作用，减少由阴极产生的电子在规定的磁场下产生没有贡献的等离子体，提高等离子体稳定性。

上述磁控溅射屏蔽罩的材料可以为铁、钴、镍及其合金等导磁材料，优选的，磁控溅射屏蔽罩的材料为铁镍合金。

导磁材料主要是指由过度元素铁，钴，镍极其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。

为了使得罩体更好的包裹阴极靶，上述第一本体11和第二本体12连接形成的罩体的形状与阴极靶的形状相同。

可选的，第一本体11和第二本体12连接形成的罩体的形状为圆柱形。

一种具体的实施方式中，罩体的内径为90毫米～350毫米；和/或，

罩体的壁厚为5毫米～10毫米；和/或，

罩体的高度为100毫米～300毫米。将罩体的高度设置为100毫米～300毫米可以给磁控溅射屏蔽罩上下调整时预留一定的调整空间，将壁厚设置为5毫米～10毫米可以增加磁控溅射屏蔽罩对磁场的屏蔽作用。

优选的，罩体的内径为100毫米，罩体的壁厚为5毫米，罩体的高度为150毫米。

上述罩体可以采用多种方式与阴极靶可拆卸连接，一种较佳的实施方式中，罩体沿其周向设有至少两个轴线位于同一直线上的螺纹孔13，罩体和阴极靶的外表面通过螺钉连接。即罩体通过相对的两个螺钉的挤压力固定在阴极靶上，这样的设置不需要在阴极靶上设置对应的固定孔，便于调节罩体在阴极靶上的安装位置，进而便于调节下导流环3与衬底之间的距离，便于控制阴极靶与衬底之间的等离子体浓度。

优选的，上述罩体上设置的螺纹孔13的个数为四个。

本实用新型实施例还提供了一种磁控溅射设备，包括上述任一项所述的磁控溅射屏蔽罩。由于上述磁控溅射屏蔽罩具有较好的安装和拆卸方便性，故本实用新型实施例提供的磁控溅射设备具有较好的使用性。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。