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,
伯东 KRI 聚焦型射频离子源 RFICP 380 技术参数：
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射频离子源型号 |
RFICP 380 |
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Discharge 阳极 |
射频 RFICP |
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离子束流 |
>1500 mA |
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离子动能 |
100-1200 V |
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栅极直径 |
30 cm Φ |
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离子束 |
聚焦 |
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流量 |
15-50 sccm |
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通气 |
Ar, Kr, Xe, O2, N2, H2, 其他 |
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典型压力 |
< 0.5m Torr |
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长度 |
39 cm |
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直径 |
59 cm |
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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
伯东 KRI 霍尔离子源 Gridless eH 2000 技术参数:
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离子源型号
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霍尔离子源 eH2000 |
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Cathode/Neutralizer |
F or HC |
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电压 |
50-300V |
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电流 |
10A |
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散射角度 |
>45° |
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可充其他 |
Ar, O2, N2, H2, organic precursors, others |
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气体流量 |
2-75sccm |
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高度 |
4.0“ |
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直径 |
5.7“ |
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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
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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 |
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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
伯东是德国 Pfeiffer 真空泵, 检漏仪, 质谱仪, 真空计, 美国 KRI 考夫曼离子源, 美国HVA 真空阀门, 美国 inTEST 高低温冲击测试机, 美国 Ambrell 感应加热设备和日本 NS 离子蚀刻机等进口知名品牌的指定代理商.
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