磁控溅射设备及系统的制作方法

本发明涉及磁控溅射技术领域，特别是涉及一种磁控溅射设备及系统。

背景技术：

磁控溅射是物理气相沉积(physicalvapordeposition，pvd)的一种，其通过在靶材阴极表面引入磁场，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，具有高速、低温、低损伤等优势，得到了越来越广泛的应用。

在磁控溅射技术中，靶材表面到基板表面的距离是影响磁控溅射工艺的一个重要参数。随着靶材的消耗，靶材的厚度越来越薄，使得靶材表面与基板表面距离会发生变化，进而影响成膜工艺。

技术实现要素：

基于此，有必要针对随着靶材的消耗靶材表面与基板表面距离发生变化进而导致影响成膜工艺的问题，提供一种磁控溅射设备及系统。

一种磁控溅射设备，放置于真空室内，包括基板平台、靶材及磁铁结构；所述基板平台用来固定基板；所述靶材安装于所述磁铁结构上，并与所述基板相对放置；所述磁控溅射设备还包括移动控制系统；并且，每当所述靶材消耗设定量时，所述移动控制系统则带动所述靶材及所述磁铁结构向所述基板移动设定距离。

在其中一个实施例中，所述移动控制系统包括检测装置及移动装置；所述检测装置与所述移动装置电连接；

所述检测装置检测所述靶材消耗的厚度，并将检测信号发送至所述移动装置；所述移动装置每当根据所述检测信号判断所述靶材消耗设定厚度时，则带动所述靶材及所述磁铁结构向所述基板移动所述设定距离。

在其中一个实施例中，所述移动装置包括控制器及移动组件；所述控制器分别与所述检测装置、所述移动组件电连接；所述靶材及所述磁铁结构安装于所述移动组件上；

所述移动组件能够带动所述靶材及所述磁铁结构向所述基板移动；所述控制器接收所述检测信号，并且所述控制器每当根据所述检测信号判断所述靶材消耗设定厚度时，则控制所述移动组件带动所述靶材及所述磁铁结构向所述基板移动所述设定距离。

在其中一个实施例中，所述检测装置为测距传感器。

在其中一个实施例中，所述检测装置安装于所述基板平台或所述真空室的腔壁上，并朝向所述靶材安装。

一种磁控溅射系统，包括真空室及放置于所述真空室内的磁控溅射设备；所述磁控溅射设备包括基板平台、靶材及磁铁结构；所述基板平台用来固定基板；所述靶材安装于所述磁铁结构上，并与所述基板相对放置；所述磁控溅射设备还包括移动控制系统；并且，每当所述靶材消耗设定量时，所述移动控制系统则带动所述靶材及所述磁铁结构向所述基板移动设定距离。

在其中一个实施例中，所述移动控制系统包括检测装置及移动装置；所述检测装置与所述移动装置电连接；

所述检测装置检测所述靶材消耗的厚度，并将检测信号发送至所述移动装置；所述移动装置每当根据所述检测信号判断所述靶材消耗设定厚度时，则带动所述靶材及所述磁铁结构向所述基板移动所述设定距离。

在其中一个实施例中，所述移动装置包括控制器及移动组件；所述控制器分别与所述检测装置、所述移动组件电连接；所述靶材及所述磁铁结构安装于所述移动组件上；

所述移动组件能够带动所述靶材及所述磁铁结构向所述基板移动；所述控制器接收所述检测信号，并且所述控制器每当根据所述检测信号判断所述靶材消耗设定厚度时，则控制所述移动组件带动所述靶材及所述磁铁结构向所述基板移动所述设定距离。

在其中一个实施例中，所述检测装置为测距传感器。

在其中一个实施例中，所述检测装置安装于所述基板平台或所述真空室的腔壁上，并朝向所述靶材安装。

上述磁控溅射设备及系统具有的有益效果为：该磁控溅射设备及系统中，磁控溅射设备包括移动控制系统，并且，每当靶材消耗设定量时，移动控制系统则带动靶材及磁铁结构向基板移动设定距离，从而减小了靶材表面与基板之间的距离，即补偿了因靶材的消耗使得靶材表面与基板表面距离增大的缺陷，提高了成膜工艺的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施方式提供的磁控溅射设备的结构示意图；

图2为图1所示实施方式的磁控溅射设备内移动控制系统的其中一种实施例的电路框图；

图3为图2所示实施例的移动控制系统的其中一种具体电路框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1，一实施方式提供了一种磁控溅射设备，放置于真空室100内。磁控溅射设备包括基板平台210、靶材220(即要沉积的材料)、磁铁结构230及移动控制系统(图1中未示出)。其中，基板平台210用来固定基板(即待镀膜的基片)。靶材220安装于磁铁结构230上，并与基板相对放置。磁铁结构230用来控制电子、惰性ar气体等粒子的运行。磁铁结构230例如包括铜背板、磁铁及极板。其中，铜背板放置于靶材220与磁铁之间，极板位于磁铁下方。本领域技术人员可以理解，图1示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的磁控溅射设备的限定，具体的磁控溅射设备可以包括比图中所示更多的部件。

另外，对于移动控制系统来说，每当靶材220消耗设定量时，移动控制系统则带动靶材220及磁铁结构230向基板移动设定距离。其中，靶材220消耗设定量，换言之，靶材220溅射出了一定量的靶原子或分子。故，在整个溅射过程中，移动控制系统相当于每隔一段时间则控制靶材220及磁铁结构230向基板移动一段距离。具体地，设定距离的值可以与消耗的设定量靶材对应的平均厚度值相同。并且，设定量和设定距离可以为固定值，也可以根据实际情况实时调整。

靶材220每次消耗设定量后，靶材220的厚度就会减薄，这时靶材220表面与基板之间的距离就会增大，即延长了从靶材220中溅射出的靶原子或分子要沉积到基板所经过的路径，这时，靶原子或分子只有在具有较大动能的前提下才能完全沉积到基板上，故上述路径的延长将会降低成膜速率，从而影响成膜工艺的稳定性。因此，本发明实施方式针对上述问题，在靶材220每次溅射出了一定数量的靶原子或分子后(即消耗了设定量后)，移动控制系统则带动靶材220及磁铁结构230向基板移动设定距离，缩短靶材220表面与基板之间的距离，从而补偿因靶材220消耗而增大的靶材220与基板之间的距离，以使得整个溅射过程中溅射出的靶原子或分子要沉积到基板所经过的路径尽可能保持一致(即使得在整个溅射过程中靶材220表面与基板之间的距离尽可能保持一致)，从而提高了成膜工艺的稳定。

在其中一个实施例中，请参考图2，移动控制系统包括检测装置241及移动装置242。检测装置241与移动装置242电连接。

检测装置241检测靶材220消耗的厚度，并将检测信号发送至移动装置242。其中，检测信号可以直接为靶材220消耗的厚度或者为其他能够间接反映靶材220消耗厚度的量(例如靶材220表面与基板平台210之间的距离)。另外，检测装置241可以周期性检测靶材220消耗的厚度，并在每次检测完成后将检测信号发送至移动装置242。

具体地，检测装置241例如为测距传感器(例如超声波测距传感器、激光测距传感器或红外线测距传感器)。可选地，检测装置241安装于基板平台210(请参考图1)或真空室100的腔壁上，并朝向靶材220安装。故，检测装置241能够检测靶材220表面至检测装置241所在位置之间的距离，从而能够反映出靶材220的厚度变化情况。

需要说明的是，如果靶材220溅射具有均匀性，则检测装置241可以直接设置一个，这时该检测装置242检测的值可以精确反映出靶材220的厚度变化情况。如果靶材220溅射不具有均匀性，那么可以在能够代表靶材220平均消耗量的多个位置处分别设置一个检测装置241，这时可以将所有检测装置241的检测值求平均，从而反映靶材220的平均厚度变化情况，以提高检测的精确性。

移动装置242每当根据来自检测装置241的检测信号判断靶材220消耗设定厚度时，则带动靶材220及磁铁结构230向基板移动设定距离。其中，设定厚度可以为固定值也可以根据实际情况进行调整。

其中，如果检测装置241的检测信号直接为靶材220消耗的厚度，则移动装置242可以直接可以根据靶材消耗的厚度来控制靶材220及磁铁结构230向基板移动。如果检测装置241的检测信号为其他能够间接反映靶材220消耗厚度的量，则检测装置241先根据检测信号计算靶材220消耗的厚度(例如：如果检测信号为靶材220表面与基板平台210之间的距离，检测装置241可以将最近两次接收的检测信号相减，即可得出靶材220在最近一次的检测时间段内消耗的厚度)。

具体地，请参考图3，移动装置242包括控制器2421及移动组件2422。控制器2421分别与检测装置241、移动组件2422电连接。靶材220及磁铁结构230安装在移动组件2422上。

移动组件2422能够带动靶材220及磁铁结构230向基板移动。其中，移动组件2422例如为电动丝杆升降机，其中，电动丝杆升降机由电机、蜗轮、蜗杆、箱体、轴承、丝杠等零部件组成，电机驱动蜗杆旋转，蜗杆驱动蜗轮减速旋转，蜗轮内腔加工为内螺纹以驱动丝杠上下移动。这时，如果将丝杆与靶材220、磁铁结构230固定，在丝杆的带动下即可使得靶材220、磁铁结构230向基板移动。可以理解的是，移动组件2422还可以为其他能够自动带动靶材220、磁铁结构230移动的机械结构。

控制器2421接收来自检测装置241的检测信号，并且，控制器2421每当根据该检测信号判断靶材220消耗设定厚度时，则控制移动组件2422带动靶材220及磁铁结构230向基板移动设定距离。

具体地，控制器2421例如为plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)。这时，控制器2421即可与上述电动丝杆升降机中的电机电连接，并通过控制电机来使得靶材220、磁铁结构230向基板移动。可以理解的是，控制器2421也可以为其他具有数据处理能力的器件。

可以理解的是，移动控制系统的具体实现方式不限于上述情况，例如：移动控制系统可以只是单纯能够进行上下移动的机械结构，且由操作员来检测靶材220的消耗量，当操作员发现靶材消耗了设定量后，则控制移动控制系统带动靶材220、磁铁结构230向基板移动设定距离。

另一实施方式提供了一种磁控溅射系统，包括真空室及放置于所述真空室内的磁控溅射设备。所述磁控溅射设备包括基板平台、靶材及磁铁结构；所述基板平台用来固定基板。所述靶材安装于所述磁铁结构上，并与所述基板相对放置。所述磁控溅射设备还包括移动控制系统。并且，每当所述靶材消耗设定量时，所述移动控制系统则带动所述靶材及所述磁铁结构向所述基板移动设定距离。

在其中一个实施例中，所述移动控制系统包括检测装置及移动装置；所述检测装置与所述移动装置电连接；

所述检测装置检测所述靶材消耗的厚度，并将检测信号发送至所述移动装置；所述移动装置每当根据所述检测信号判断所述靶材消耗设定厚度时，则带动所述靶材及所述磁铁结构向所述基板移动所述设定距离。

在其中一个实施例中，所述移动装置包括控制器及移动组件；所述控制器分别与所述检测装置、所述移动组件电连接；所述靶材及所述磁铁结构安装于所述移动组件上；

所述移动组件能够带动所述靶材及所述磁铁结构向所述基板移动；所述控制器接收所述检测信号，并且所述控制器每当根据所述检测信号判断所述靶材消耗设定厚度时，则控制所述移动组件带动所述靶材及所述磁铁结构向所述基板移动所述设定距离。

在其中一个实施例中，所述检测装置为测距传感器。

在其中一个实施例中，所述检测装置安装于所述基板平台或所述真空室的腔壁上，并朝向所述靶材安装。

需要说明的是，本实施方式提供的磁控溅射系统中的真空室、磁控溅射设备分别与上一实施方式涉及的磁控溅射设备、真空室100相同，这里就不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。