离子束溅射镀膜设备及工艺技术研究
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收稿日期院2019-06-19
A ug援 圆019（总第 277 期）25
半导体制造工艺与设备
电 子 工 业 专 用 设备
Equipment for Electronic Products Manufacturing1 系统原理离子束源自射镀膜的基本原理[2]如图 1 所示。
真空室 靶材
离子束 1 离子源 1
2 系统组成
系 统 主 要 由 溅 射 室 、双 离 子 源 、溅 射 靶 、基 片
台、真空气路系统以及控制系统等部分组成，如图
2 所示。
中和器
辅助离子源
真空泵接口 溅射靶
真空泵接口
溅射 离子源
溅射室 门锁
溅射室门 图 2 设备组成
基片台
26（总第 277 期）A ug援 2019
2.2 离子源 溅射离子源采用进口的射频聚焦型离子源，
直 吊装在溅射室顶部 ，在一次 装夹 状态 下可镀 3 种 不 同 材 料 的 薄 膜 。工 作 时 经 伺 服 电 机 带 动 磁 流 体 密 封 可 实 现 靶 面 自 动 换 位 ，并 且 为 了 提 高 成 膜 均 匀 性 ，靶 面 还 可 以 在 初 始 位 置 进 行 小 角 度 往 复 摆动。
离子束溅射镀膜由于其成膜质量高、膜层致 密、缺陷少等优点逐渐成为薄膜制备常用的方法， 特别是在对薄膜质量要求较高的领域，如薄膜传 感 器 、光 学 薄 膜 等 [1]。 二 氧 化 硅 薄 膜 具 有 硬 度 高 、 耐磨性好、绝缘性好等优点常作为绝缘层材料在
薄膜传感器生产中得到广泛应用。本文在介绍离 子束 溅射 镀膜 设备 的 基 础 上 探 讨 了 溅 射 SiO2 薄 膜的沉积速率与工艺参数之间的关系以及薄膜均 匀性修正技术。
束径 12 cm；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。辅助离子源采用进口的直流发散型离 子源，束径 11 cm；发散型辅助离子源可以增大溅 射面积，提高工作效率[3]。
2.3 溅射靶 溅 射 靶 为 三 面 水 冷 靶 面 结 构 ， 互 成 60 ° 垂
离子源 2 离子束 2
基片
图 1 双离子束溅射镀膜的原理
在一定真空条件下，溅射离子源产生离子束 轰击靶材，当离子束轰击靶材能量超过靶材表面 材料的原子结合能时，靶材表面材料的原子（或分 子）被溅射出来；这些被溅射出来的靶材材料逐层 沉积在放置于靶材附近的基片上而形成薄膜。在 薄膜淀积过程中，采用另一低能量的离子束直接 轰击基片，则可改变淀积薄膜的机械和电性能。
文章编号院1004-4507(2019)04-0025-04
Research of the Ion Beam Sputtering Deposition Equipment and its Process
HU Fan，CHEN Techao，FAN Jianghua，LUO Chao
( The 48th Research Institute of CETC，Changsha 410111，China )
子束流尧氧气流量和靶基距冤之间的关系以及薄膜均匀性修正技术遥 实验结果表明院SiO2 薄膜沉积
速率随着离子束能量与离子束流增加而增大袁随着氧气流量的增加先减小后增大曰采用修正板技
术后薄膜均匀性明显提高遥
关键词院 离子束溅射曰SiO2 薄膜曰沉积速率曰均匀性
中图分类号院 TN305.8
文献标识码院 A
Abstract: The ion beam sputtering （IBS）deposition equipment is mainly mentioned in the paper. And the effects of process parameters such as ion beam energy, ion beam current and oxygen flow on the deposition rate of thin film are researched by using the IBS equipment. In addition, the method to improve the uniformity of thin film is also researched in the article. The experimental results show that the deposition of SiO2 thin film increasing with the increase of ion beam energy, ion beam current; the deposition of SiO2 thin film first decreasing then increasing with the increase of oxygen flow; the uniformity of thin film is significantly improved by using modifying mask. Key words: Ion beam sputtering；Thin film of SiO2；Deposition rate；Uniformity
电 子 工 业 专 用 设备
Equipment for Electronic Products Manufacturing
半导体制造工艺与设备
离子束溅射镀膜设备及工艺技术研究
胡 凡，陈特超，范江华，罗 超
( 中国电子科技集团公司第四十八研究所袁湖南 长沙 410111 )
摘 要院 利用离子束溅射镀膜设备研究了溅射 SiO2 薄膜的沉积速率与工艺参数渊离子束能量尧离
2.1 溅射室 溅射室采用 1Cr18Ni9Ti 不锈钢制造，前开门
结构 ，清洗、维 修方便 ；外 表 面 喷 砂 处 理 ，水 冷 结 构，保证真空室壁的温度一致，从而使溅射室环境 温度基本保持不变，保证镀膜工艺稳定；前门及后 部侧壁上有观察窗，方便了解真空室内薄膜沉积 情况；溅射室内配置活动隔板，便于腔体清扫。
