薄膜表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有重要关系, 直接决定机械产品的使用寿命和可靠性. 因此, 某薄膜制造商为了获得优质的 Cu 薄膜, 采用伯东 KRI 射频离子源 RFICP 380 、霍尔离子源 eH 2000 和 分子泵组 Hicube 30 Eco 辅助溅射沉积 Cu 薄膜.
该制造商的镀膜机设备采用双离子束溅射沉积系统, 该设备的本底真空为5x10-5 Pa, 溅射气体使用 Ar+ 粒子, 靶材成分为 99.99% Cu, 衬底为硅片.
其双离子束溅射沉积系统工作示意图如下:
其中双离子源中的一个离子源适用于溅射靶材, 另个离子源是用于基材的预清洗.
用于溅射的离子源采用伯东的 KRI 聚焦型射频离子源 380,
射频离子源型号 | RFICP 380 |
Discharge 阳极 | 射频 RFICP |
离子束流 | >1500 mA |
离子动能 | 100-1200 V |
栅极直径 | 30 cm Φ |
离子束 | 聚焦 |
流量 | 15-50 sccm |
通气 | Ar, Kr, Xe, O2, N2, H2, 其他 |
典型压力 | < 0.5m Torr |
长度 | 39 cm |
直径 | 59 cm |
中和器 | LFN 2000 |
推荐理由:
聚焦型溅射离子源一方面可以增加束流密度, 提高溅射率; 另一方面减小离子束的散射面积, 减少散射的离子溅射在靶材以外的地方引起污染
用于预清洗的离子源是采用伯东 KRI 霍尔离子源 Gridless eH 2000
离子源型号
| |
Cathode/Neutralizer | F or HC |
电压 | 50-300V |
电流 | 10A |
散射角度 | >45° |
可充其他 | Ar, O2, N2, H2, organic precursors, others |
气体流量 | 2-75sccm |
高度 | 4.0“ |
直径 | 5.7“ |
水冷 | 是 |
其溅射室需要沉积前本底真空抽到1×10-5Pa, 经推荐采用伯东分子泵组 Hicube 30 Eco, 其技术参数如下:
分子泵组 Hicube 30 Eco 技术参数
泵组型号 | 进气法兰 | 分子泵 | 抽速 | 极限真空 | 前级泵型号 | 前级泵 |
Hicube 30 Eco | DN 40 ISO-KF | Hipace 30 | 22 | 1X10-7 | MVP 030-3 | 1.8 |
实际运行结果:
双离子束溅射制备的薄膜由于其他方法生长的薄膜, 薄膜的表面平整度、厚度均匀性更好
绝对沉积角必须要避开 25°附件的位置, 这一位置的粗糙度太大, 生长出的薄膜表面的各方面性质远低于其他位置
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