一种电子束蒸发镀膜设备及蒸发镀膜方法与流程

本发明属于电子束蒸镀设备。具体涉及一种电子束蒸发镀膜设备及蒸发镀膜方法。

背景技术：

1、电子束蒸镀(electron beam evaporation)是物理气相沉积的一种。与传统蒸镀方式不同，电子束蒸镀利用电磁场的配合可以精准地实现利用高能电子轰击坩埚内镀膜材料，使之融化并气化进而沉积在基片上。

2、电子束加热蒸镀能获得极高的能量密度，最高可达109w/cm2，加热温度可达3000～

3、6000℃，可以蒸发难熔金属或化合物；被蒸发材料置于水冷的坩埚中，可避免坩埚材料的污染，制备高纯薄膜；另外，由于蒸发物加热面积小，因而热辐射损失减少，热效率高。相对电子束蒸镀而言，电子束加热蒸镀可以为待蒸发的物质提供更高的热量，因此蒸镀的速率也更快；电子束定位准确，可以避免坩埚材料的蒸发和污染。现有的电子束加热蒸镀设备主要包括腔室、真空系统、电子枪(及聚焦或偏转)系统、坩埚、冷却水系统和需要蒸镀的基体材料。但目前电子束蒸发镀膜设备镀制膜层也仍然具有优化的空间。

技术实现思路

1、针对目前现有技术中存在的问题，本发明提供了一种电子束蒸发镀膜设备及蒸发镀膜方法。

2、本发明完整的技术方案包括：

3、一种电子束蒸发机构，包括位于底部且对称设置的装配底座，在装配底座上安装有整个电子束蒸发机构的固定结构，机构后方设有两个冷却水管接口；机构中央部分设有坩埚，坩埚内放有蒸发镀膜材料，电子枪电机连接电子枪靶枪头，用以对蒸发镀膜材料进行蒸发。

4、进一步的，所述固定结构，用以对整个机构进行固定支撑。

5、进一步的，所述冷却水管接口用于冷却水的接入和流出。

6、带有所述电子束蒸发机构的电子束蒸发镀膜设备，包括带有斜面的电子束镀膜工艺室，腔室的上方中部设有工件盘系统，工件盘系统使工件盘可以均匀的按照设定进行旋转，工件盘系统下方设有电子束蒸发机构，腔室壁上嵌入式安装有离子源系统，离子源系统为提供工件预清洗和刻蚀工艺的系统，腔室背侧安装有抽真空系统。

7、进一步的，，所述该电子束镀膜工艺室为船型结构。

8、利用所述设备进行电子束蒸发镀膜的方法，具体包括以下步骤：

9、(1)将承载工件的工件盘装载在工件台上，将蒸发材料钛装进电子枪蒸发源的坩埚内，关上船型镀膜工艺室的门。将船型镀膜工艺室的真空度抽至8.0e-7torr，启动离子源，执行工艺10分钟，将工件表面进行预清洗；

10、(2)离子源清洗工艺完成后，设置电子枪蒸发源的镀膜参数：

11、表2电子束蒸发镀膜工艺参数

12、

13、(3)启动工件盘旋转7转/分钟，将船型镀膜工艺室的真空度抽至8.0e-7torr，真空稳定3分钟后，启动电子枪，电子枪将材料钛进行预熔，待固体完全融化成液体的时候，打开电子枪挡板，开始按照蒸发速率进行镀膜，过程晶控探头进行监控，当镀膜厚度达到的时候，工艺结束，关闭电子枪挡板，关闭工件盘旋转，关闭电子枪。

14、本发明相对于现有技术的优点在于：

15、1.采用优化设计的电子束蒸发机构，作为蒸发材料的坩埚容积大，可以盛放更多的蒸镀材料，适用连续化的蒸镀工艺。

16、2.采用装配底座+固定结构的方式，提高了结构稳定性，提高了蒸镀工艺效率，实现了电子束蒸发机构的优化。

技术特征：

1.一种电子束蒸发机构，其特征在于，包括位于底部且对称设置的装配底座，在装配底座上安装有整个电子束蒸发机构的固定结构，机构后方设有两个冷却水管接口；机构中央部分设有坩埚，坩埚内放有蒸发镀膜材料，电子枪电机连接电子枪靶枪头，用以对蒸发镀膜材料进行蒸发。

2.根据权利要求1所述的一种电子束蒸发机构，其特征在于，所述固定结构，用以对整个机构进行固定支撑。

3.根据权利要求1所述的一种电子束蒸发机构，其特征在于，所述冷却水管接口用于冷却水的接入和流出。

4.带有权利要求1-3任一项所述电子束蒸发机构的电子束蒸发镀膜设备，其特征在于，包括带有斜面的电子束镀膜工艺室，腔室的上方中部设有工件盘系统，工件盘系统使工件盘可以均匀的按照设定进行旋转，工件盘系统下方设有电子束蒸发机构，腔室壁上嵌入式安装有离子源系统，离子源系统为提供工件预清洗和刻蚀工艺的系统，腔室背侧安装有抽真空系统。

5.根据权利要求6所述的一种电子束蒸发镀膜设备，其特征在于，所述该电子束镀膜工艺室为船型结构。

6.利用权利要求4-5任一项所述设备进行电子束蒸发镀膜的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

技术总结
本发明属于蒸镀设备技术领域，具体为一种电子束蒸发机构、带有上述蒸发机构的电子束蒸发镀膜设备及方法，电子束蒸发机构包括位于底部且对称设置的装配底座，在装配底座上安装有整个电子束蒸发机构的固定结构，机构后方设有两个冷却水管接口；机构中央部分设有坩埚，坩埚内放有蒸发镀膜材料，电子枪电机连接电子枪靶枪头，用以对蒸发镀膜材料进行蒸发。本发明提高了蒸镀工艺效率，延长了设备的使用寿命。

技术研发人员：杜鸿基,陈亮
受保护的技术使用者：北京维开科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16