一种自适应离子强度的磁控溅射台的制作方法

本发明涉及集成电路技术领域，具体为一种自适应离子强度的磁控溅射台。

背景技术：

在半导体制造工艺中，为了加强和赋予基片不同的功能，需要用到磁控溅射台，利用电场与氩原子发生碰撞，使其电离产生出ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，吸附在基片上形成一层薄膜。

现有磁控溅射台的工作原理为，将基片放入基板上，然后利用离心泵与真空管道将磁控腔室中的气体抽出，然后电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片，氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子(或分子)沉积在基片上成膜，磁控溅射所利用的环状磁场迫使二次电子跳栏式地沿着环状磁场转圈，相应地环状磁场控制的区域是等离子体密度最高的部位，随着氩气的注入，会在此位置发出强烈的淡蓝色辉光并形成一个光环，处于光环下的基片被离子一直高强度轰击，再加上溅射靶材与基片距离不变，随着强度的增加，造成基片的表面受到物理冲击出现一条环状沟槽，导致基片上的薄膜厚度不均，且基片表面不光滑，导致基片报废无法使用，同时随着机体的使用，溅射功率不断增加，随着功率的增加，轰击作用越强，由此产生的薄膜表面缺陷以及膜内剩余应力都比较大，剩余应力沿着膜内疏松的裂纹进行延展，导致基片表面缺陷增加以及薄膜内部结构缺陷，进一步降低基片的质量，导致基片无法使用。

技术实现要素：

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种自适应离子强度的磁控溅射台，具备自适应间距、自动调节、基片质量高的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种自适应离子强度的磁控溅射台，包括机体、溅射腔室、屏蔽罩、旋转电极、基板、溅射靶材、底板，溅射腔室安装在机体的顶部，屏蔽罩安装在溅射腔室的内壁，旋转电极安装在溅射腔室上，基板安装在屏蔽罩的内壁，溅射靶材安装在基板内，底板安装在位于溅射靶材下方溅射腔室的内壁上，所述底板的两侧均固定连接有滑动块，所述滑动块的数量为两个，两个所述滑动块之间固定连接有支撑杆，所述支撑杆的底部固定连接有定位杆，所述定位杆的末端固定连接有磁块，所述磁块的底部固定连接有支撑杆，所述机体的内壁上安装有位于磁块下方的铁芯，所述铁芯上缠绕有导线，所述铁芯的顶端固定连接有铁圈，所述铁圈、铁芯、导线通电后释放磁力，所述导线与机体上的电源电连接。

优选的，所述支撑杆、定位杆与磁块的中部均开设有大于支撑杆直径的凹槽，所述支撑杆的外壁支撑杆、定位杆与磁块的内壁滑动连接，所述支撑杆上套装有弹簧，所述弹簧的顶端与磁块的底部连接，所述弹簧的末端与铁圈的顶部连接，所述弹簧的初始弹力大于底板、滑动块、支撑杆的重力。

优选的，所述溅射腔室的内壁开设有滑槽，所述滑槽的内壁与滑动块的外壁滑动连接，所述滑槽的长度大于支撑杆移动的长度。

优选的，所述溅射腔室的底壁安装有位于铁圈外部的磁轭，所述磁轭的内壁与铁圈的外壁间隙配合，所述磁轭的直径大与磁块的直径，所述磁轭的顶部安装有缓冲垫，所述缓冲垫的材质为弹性橡胶，所述铁圈、铁芯、导线通电后释放的磁力与磁块的释放的磁力异极相吸状态。

本发明具备以下有益效果：

1、该自适应离子强度的磁控溅射台，通过滑动块与支撑杆之间的配合使用，使得底板由固定安装优化为滑动安装，使得基片可以移动不同的间距，同时通过磁力相吸的原理，使得基片在溅射过程中，可以根据溅射的功率自动移动较佳的位置，当功率较大时，磁力释放大吸引力大，使得基片自动向下放移动拉开与溅射靶材之间的间距，使得基片与靶材之间保持适宜的间距，一方面便于离子源的吸附，使得基片表面光滑无瑕疵，另一方面增加基片在加工时的质量，使得基片保持较为完美的状态。

2、该自适应离子强度的磁控溅射台，通过导线与机体电源之间的连接，随着机体功率不断的增加，通过导线的电流不断增加，使得铁圈释放更加强大的磁力，再利用异级相吸的原理，使得基片自动向下移动，跟随功率的变化，自适应调节不同的位置，使得整个流程更加智能化、自动化，无需人工调节即可保证基片在加工时的质量，使得加工后的基片表面无沟槽、无开裂，进一步增加基片的质量。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中局部放大结构示意图；

图3为滑动块的侧视结构示意图。

图中：1、机体；2、溅射腔室；3、屏蔽罩；4、旋转电极；5、基板；6、溅射靶材；7、底板；8、滑动块；9、支撑杆；10、滑槽；11、定位杆；12、磁块；13、支撑杆；14、弹簧；15、磁轭；16、铁圈；17、铁芯；18、导线；19、缓冲垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种自适应离子强度的磁控溅射台，包括机体1、溅射腔室2、屏蔽罩3、旋转电极4、基板5、溅射靶材6、底板7，溅射腔室2安装在机体1的顶部，屏蔽罩3安装在溅射腔室2的内壁，旋转电极4安装在溅射腔室2上，基板5安装在屏蔽罩3的内壁，溅射靶材6安装在基板5内，底板7安装在位于溅射靶材6下方溅射腔室2的内壁上，所述底板7的两侧均固定连接有滑动块8，所述滑动块8的数量为两个，两个所述滑动块8之间固定连接有支撑杆9，另一个滑动块8与溅射腔室2的内壁连接，所述支撑杆9的底部固定连接有定位杆11，所述定位杆11的末端固定连接有磁块12，所述磁块12的底部固定连接有支撑杆13，所述机体1的内壁上安装有位于磁块12下方的铁芯17，所述铁芯17上缠绕有导线18，所述铁芯17的顶端固定连接有铁圈16，所述铁圈16、铁芯17、导线18通电后释放磁力，所述导线18与机体1上的电源电连接，导线18与机体1上电源的连接为现有技术，当溅射功率增加，相应的电流增加，电流增加时则传输至导线18上上，再通过铁圈16释放磁力。

其中，所述支撑杆9、定位杆11与磁块12的中部均开设有大于支撑杆13直径的凹槽，所述支撑杆13的外壁支撑杆9、定位杆11与磁块12的内壁滑动连接，便于底板7向下滑动，同时增加底板7在滑动时的稳定性，所述支撑杆13上套装有弹簧14，所述弹簧14的顶端与磁块12的底部连接，所述弹簧14的末端与铁圈16的顶部连接，所述弹簧14的初始弹力大于底板7、滑动块8、支撑杆9的重力，弹簧14可将底板7支撑在半空中，同时也可释放弹簧14的弹力，将底板7顶起，便于控制底板7与溅射靶材6之间的间距，从而更好的对基片进行加工处理。

其中，所述溅射腔室2的内壁开设有滑槽10，所述滑槽10的内壁与滑动块8的外壁滑动连接，所述滑槽10的长度大于支撑杆9移动的长度，增加底板7在移动时的流畅性，同时对底板7进行矫正，使得底板7保持垂直向上或垂直向下的力度移动，同时在移动过程中平稳运行，且在移动时不会滑动。

其中，所述溅射腔室2的底壁安装有位于铁圈16外部的磁轭15，便于将磁力集中，增加磁力相吸的效果，所述磁轭15的内壁与铁圈16的外壁间隙配合，所述磁轭15的直径大与磁块12的直径，所述磁轭15的顶部安装有缓冲垫19，所述缓冲垫19的材质为弹性橡胶，当滑动块8向下移动时会先接触磁轭15，利用缓冲垫19的弹性力度，再加上弹簧14的弹力，可缓冲滑动块8下移的速度，同时减小滑动块8与磁轭15碰撞的力度，增加滑动块8与磁轭15的稳定性，防止磁轭15与滑动块8出现形变，所述铁圈16、铁芯17、导线18通电后释放的磁力与磁块12的释放的磁力异极相吸状态，便于利用磁力相吸的原理，控制基片与溅射靶材6之间的间距，使得基片与溅射靶材6之间的间距随着功率的变化，自动调节不同的位置，便于增加基片在加工时的质量，防止基片受到过强的冲击力出现质变、开裂的现象。

工作原理，将基片放入底板7上后，启动离心泵将溅射腔室2内部的空气抽出，在注入氩气，然后开始溅射，随着溅射功率不断的增加，相应增加的电流通过导线18转化磁力，将铁圈16释放更强的磁力，随着磁力的增加，铁圈16与磁块12之间相互吸引，带动底板7逐渐向下移动，再移动过程中，基片与溅射靶材6之间的间距不断增加，使得高强度的离子源再轰击基片时的力度减小，随着溅射逐渐完成，输出的功率不断减小，此时吸力也随着电流的减小而减小，弹簧14蓄积的弹力，将底板7向上顶动，逐渐增加基片与溅射靶材6之间的间距。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。