磁控溅射镀膜装置的制作方法

本申请涉及磁控溅射，特别是涉及一种磁控溅射镀膜装置。

背景技术：

1、磁控溅射是一种极具优势的物理气相沉积技术，在微电子、光学薄膜及材料表面处理等多个领域获得了广泛应用，具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点，磁控溅射装置能够在工件表面形成类金刚石(diamond like carbon,简称dlc)镀膜。dlc膜具有抗粘性、耐磨性好、摩擦系数低等特点，具有重要的实用意义。

2、传统技术中，镀膜设备中采用阳极层离子源辅助进行dlc镀膜。

3、然而，采用传统技术的镀膜设备，沉积得到dlc膜层的效率低且膜层厚度的均匀性差。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够高效且均匀的实现镀膜的磁控溅射镀膜装置。

2、一种磁控溅射镀膜装置，包括：真空腔室；多个阴极板，所述多个阴极板间隔设置在所述真空腔室的侧壁上，其中，所述阴极板内部嵌入有用于形成永磁磁场的永磁体；多个电磁线圈，所述多个电磁线圈与所述多个阴极板一一对应设置，其中，所述电磁线圈设置在对应的所述阴极板上，用于与对应的所述阴极板上的所述永磁体相互作用，以使相邻设置的两个所述阴极板之间产生电磁磁场，其中，所述永磁磁场与所述电磁磁场共同围合形成环形的等离子区域；工件架，设置在所述环形的等离子区域内，所述工件架用于固定待镀工件。

3、在其中一个实施例中，同一阴极板的所述电磁线圈产生的电磁磁场的极性与所述永磁体产生的永磁磁场的极性相对应，以使所述同一阴极板的所述电磁线圈产生的电磁磁场和所述永磁体产生的永磁磁场耦合叠加。

4、在其中一个实施例中，所述永磁体包括：中心磁体以及设置在所述中心磁体两侧的边缘磁体，其中，所述中心磁体和所述边缘磁体的极性相反，所述边缘磁体设置在所述中心磁体靠近相邻的阴极板的一侧。

5、在其中一个实施例中，相邻的阴极板的永磁体的中心磁体的极性相反。

6、在其中一个实施例中，所述磁控溅射镀膜装置还包括：电源，所述电源与各所述电磁线圈电连接，用于为所述电磁线圈供电以使所述电磁线圈产生所述电磁磁场，其中，所述电磁磁场的强度与所述电源向所述电磁线圈提供的电流的大小相关。

7、在其中一个实施例中，所述电磁线圈设置在所述阴极板背离所述工件架的一侧；所述磁控溅射镀膜装置还包括：与所述多个阴极板一一对应的多个靶材，所述靶材设置在所述阴极板靠近所述工件架的一侧上。

8、在其中一个实施例中，所述磁控溅射镀膜装置还包括：离子源，所述离子源设置在所述真空腔室的侧壁上，且所述离子源设置在两个所述阴极板之间，所述离子源用于将所述真空腔室内的气体电离以对所述待镀工件的表面进行清洁。

9、在其中一个实施例中，所述磁控溅射镀膜装置还包括：加热器，所述加热器设置在所述真空腔室的侧壁上，且所述加热器设置在两个所述阴极板之间。

10、在其中一个实施例中，所述工件架用于在所述等离子区域内旋转，以带动所述待镀工件旋转，其中，旋转方式包括自转、公转、翻转中的至少一种。

11、在其中一个实施例中，所述电磁线圈为中空的铜管线圈，所述中空的铜管线圈的内部管路用于通入冷却水以对所述阴极板降温。

12、上述磁控溅射镀膜装置，通过设置真空腔室，便于在真空腔室内通入工艺气体，从而为后续的镀膜提供了环境条件。通过设置多个阴极板，多个阴极板间隔设置在真空腔室的侧壁上，并且阴极板内部嵌入有用于形成永磁磁场的永磁体，从而可以形成多个永磁磁场，然后再设置多个电磁线圈，电磁线圈可以与永磁体相互作用，使得相邻设置的两个所述阴极板之间产生电磁磁场，电磁场和永磁磁场耦合起来共同围合形成环形的等离子区域，在环形的等离子区域内设置有用于固定待镀工件的工件架。从而待镀工件在进行镀膜时，等离子区域内工艺气体离化后形成的电子能够被环形的等离子区域束缚住，使得电子的运动行程更大，围绕待镀工件运动，而不是直接到达阳极，所以提高了待镀工件周围的电子的密度，并且由于是环形的等离子区域，所以待镀工件周围的电子分布是较为均匀的，从而工艺气体电离出的等离子体的分布也较为均匀，均匀的分布在待镀工件周围，使得待镀工件近似于浸泡在等离子体中，可以在待镀工件表面沉积出均匀的膜层，其次，由于待镀工件周围的电子密度更大，所以工艺气体的离化率也更高，沉积膜层的速度也更快，所以提高了镀膜的速度和镀膜的均匀性。

技术特征：

1.一种磁控溅射镀膜装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜装置，其特征在于，同一阴极板的所述电磁线圈产生的电磁磁场的极性与所述永磁体产生的永磁磁场的极性相对应，以使所述同一阴极板的所述电磁线圈产生的电磁磁场和所述永磁体产生的永磁磁场耦合叠加。

3.根据权利要求2所述的磁控溅射镀膜装置，其特征在于，所述永磁体包括：中心磁体以及设置在所述中心磁体两侧的边缘磁体，其中，所述中心磁体和所述边缘磁体的极性相反，所述边缘磁体设置在所述中心磁体靠近相邻的阴极板的一侧。

4.根据权利要求3所述的磁控溅射镀膜装置，其特征在于，相邻的阴极板的永磁体的中心磁体的极性相反。

5.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜装置，其特征在于，所述磁控溅射镀膜装置还包括：

6.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜装置，其特征在于，所述电磁线圈设置在所述阴极板背离所述工件架的一侧；

7.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜装置，其特征在于，所述磁控溅射镀膜装置还包括：

8.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜装置，其特征在于，所述磁控溅射镀膜装置还包括：

9.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜装置，其特征在于，所述工件架用于在所述等离子区域内旋转，以带动所述待镀工件旋转，其中，旋转方式包括自转、公转、翻转中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的磁控溅射镀膜装置，其特征在于，所述电磁线圈为中空的铜管线圈，所述中空的铜管线圈的内部管路用于通入冷却水以对所述阴极板降温。

技术总结
本申请涉及一种磁控溅射镀膜装置。该装置包括：真空腔室；多个阴极板，多个阴极板间隔设置在真空腔室的侧壁上，其中，阴极板内部嵌入有用于形成永磁磁场的永磁体；多个电磁线圈，多个电磁线圈与多个阴极板一一对应设置，其中，电磁线圈设置在对应的阴极板上，用于与对应的阴极板上的永磁体相互作用，以使相邻设置的两个阴极板之间产生电磁磁场，其中，永磁磁场与电磁磁场共同围合形成环形的等离子区域；工件架，设置在环形的等离子区域内，工件架用于固定待镀工件。采用本装置提高了镀膜的速度和镀膜的均匀性。

技术研发人员：杨恺,刘贵,林海天,李立升
受保护的技术使用者：广东华升纳米科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22