提高溅射镀膜等离子体中离子浓度的永磁装置的制作方法

本实用新型涉及半导体晶圆溅射镀膜领域，尤其涉及提高溅射镀膜等离子体中离子浓度的永磁装置。

背景技术：

物理气相沉积是半导体晶圆生产中重要环节，主要的物理气相沉积技术有蒸镀和溅射，前者是借着被蒸镀物体加热，利用被蒸镀物在高温时所具备的饱和蒸汽压，来进行镀膜沉积；而后者，是利用等离子体产生的离子，借着离子对被溅射物体电极的轰击，使等离子体的气相内具有被镀物的粒子，然后进行沉积。

传统的溅射设备直接将直流电压施加在金属靶材上，为了使靶材获得足够的能力，需增加施加在金属靶上的电压。为了减少靶材附近离子碰撞次数，溅射所需电压应愈低愈好，以增长离子的平均自由程。但如此一来，会降低单位体积内分子数量，减少等离子离子浓度，使得溅射镀膜沉积速率变慢。其中一个解决办法，就是在传统直流等离子装置中，加入一组或多组永磁铁。利用电磁力，使等离子体内电子呈螺旋式运动，借着电子与分子间碰撞次数增加，增加等离子体中离子浓度。

设计何种形式的永磁铁用于溅射沉积，是这个环节的关键技术。本实用新型提高溅射镀膜等离子体中离子浓度的永磁装置，即设计一组永磁铁装置，用于溅射沉积，使等离子体内电子呈螺旋式运动，借着电子与分子间碰撞次数增加，增加等离子体中离子浓度，提高溅射镀膜的沉积速率。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供提高溅射镀膜等离子体中离子浓度的永磁装置，即设计一组永磁铁装置，用于溅射沉积，使等离子体内电子呈螺旋式运动，借着电子与分子间碰撞次数增加，增加等离子体中离子浓度，提高溅射镀膜的沉积速率。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：提高溅射镀膜等离子体中离子浓度的永磁装置，包括马蹄形磁铁、心形环、环心固定件、固定圆盘、动平衡块、霍尔传感固定块和轴固定柱。所述的马蹄形磁铁外形呈马蹄状，外侧是半圆弧，内侧是直槽口，马蹄形磁铁上部加工削平，两端有圆孔贯穿；马蹄形磁铁材料可采用铝镍钴合金5，马蹄形两端分别是南北极，磁感线从北极出发，到达南极，两极之间磁性最强。所述的心形环是心形环状，环上有螺纹孔，用于固定马蹄形磁铁，心形环材料可选用304型号不锈钢。所述的环心固定件呈类椭圆形，上面有螺纹孔，用于与马蹄形磁铁固定，环心固定件材料可选用304型号不锈钢。所述的固定圆盘，外形呈圆形，固定圆盘上面有螺纹孔，固定圆盘在马蹄形磁铁上方，与马蹄形磁铁固定；固定圆盘左侧边缘有一矩形凹槽和螺纹孔，与霍尔传感固定块固定，固定圆盘中心位置有孔洞和固定卡扣，用于固定马达轴；固定圆盘材料可采用非磁化材料。所述的动平衡块，外形呈月牙状，两侧对称，在整个设备中起重量动态平衡作用，在使用过程中，当旋转此实用新型装置时，使得装置重心在固定圆盘中心孔洞位置；动平衡块材料可采用非磁化材料。所述的霍尔传感固定块，外形呈圆柱状，圆柱中心有圆孔贯穿，圆柱一端有切除凹槽，此零件用于固定霍尔传感器；霍尔传感固定块材料可采用铝镍钴合金5。所述的轴固定柱，呈半圆环形，与固定圆盘中心固定卡扣配合，固定马达轴。

本实用新型的使用方法和有益效果是：

使用方法：先将多个马蹄形磁铁固定在心形环和固定圆盘之间，马蹄形磁铁北极固定在心形环上，马蹄形磁铁南极固定在环心固定件上；此实用新型装置中，可采用多个马蹄形磁铁组合使用。然后，将动平衡块固定在固定圆盘上，将霍尔传感固定块固定在固定圆盘左侧矩形凹槽内。最后，将整个装置通过轴固定柱和固定圆盘中心卡扣，固定在马达轴上。

本实用新型有益效果是：设计一组永磁铁装置，用于溅射沉积，使等离子体内电子呈螺旋式运动，借着电子与分子间碰撞次数增加，增加等离子体中离子浓度，提高溅射镀膜的沉积速率。

附图说明

图1为提高溅射镀膜等离子体中离子浓度的永磁装置整体结构示意图；

图2为提高溅射镀膜等离子体中离子浓度的永磁装置部分装配示意图；

图3为提高溅射镀膜等离子体中离子浓度的永磁装置马蹄形磁铁示意图；

图4为提高溅射镀膜等离子体中离子浓度的永磁装置心形环示意图；

图5为提高溅射镀膜等离子体中离子浓度的永磁装置固定圆盘轴固定柱装配示意图；

1.马蹄形磁铁；2. 心形环；3. 环心固定件；4. 固定圆盘；5. 动平衡块；6. 霍尔传感固定块；7.轴固定柱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

本实用新型较佳实施例为：参见附图1、附图2、附图3、附图4和附图5。本实例提高溅射镀膜等离子体中离子浓度的永磁装置，包括马蹄形磁铁1、心形环2、环心固定件3、固定圆盘4、动平衡块5、霍尔传感固定块6和轴固定柱7。所述的马蹄形磁铁1外形呈马蹄状，外侧是半圆弧，内侧是直槽口，马蹄形磁铁1上部进行加工削平，上部两端有圆孔贯穿；马蹄形磁铁1材料可采用铝镍钴合金5，马蹄形两端分别是南北极，磁感线从北极出发，到达南极，两极之间磁性最强。所述的心形环2是心形环状，环上有螺纹孔，用于固定马蹄形磁铁1，心形环2材料可选用304型号不锈钢。所述的环心固定件3呈类椭圆形，上面有螺纹孔，用于与马蹄形磁铁1固定；环心固定件3材料可选用304型号不锈钢。所述的固定圆盘4，外形呈圆形，固定圆盘4上面有螺纹孔，固定圆盘4在马蹄形磁铁1上方，与马蹄形磁铁1固定；固定圆盘4左侧边缘有一矩形凹槽和螺纹孔，用于与霍尔传感固定块6固定，固定圆盘4中心位置有孔洞和固定卡扣，用于固定马达轴；固定圆盘4材料可采用非磁化材料。所述的动平衡块5，外形呈月牙状，两侧对称，在整个设备中起重量动态平衡作用，在使用过程中，当旋转此实用新型装置时，使得整个装置重心在固定圆盘中心孔洞位置；动平衡块5材料可采用非磁化材料。所述的霍尔传感固定块6，外形呈圆柱状，圆柱中心有圆孔贯穿，圆柱一端有切除凹槽，此零件用于固定霍尔传感器；霍尔传感固定块6材料可采用铝镍钴合金5。所述的轴固定柱7，呈半圆环形，与固定圆盘4中心固定卡扣配合，固定马达轴。

装配时，先将多个马蹄形磁铁1固定在心形环2和固定圆盘4之间，马蹄形磁铁1北极固定在心形环2上，马蹄形磁铁1南极固定在环心固定件3上。然后，将动平衡块5固定在固定圆盘4上，将霍尔传感固定块6固定在固定圆盘4左侧矩形凹槽内。最后，将整个装置通过轴固定柱7和固定圆盘4中心固定卡扣，固定在马达轴上。

以上所述实例只为本实用新型之较佳实例，并非以此限制本实用新型的实施范围。故任何在上述实施方式的精神和原则内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在该实用新型的保护范围内。