阅读说明：本技术 一种用于提高金属蒸发镀膜均匀性的装置及方法 (Device and method for improving uniformity of metal evaporation coating ) 是由 宋金会 柳永博 卜镜元 孟德峰 张西京 王志立 于 2019-12-12 设计创作，主要内容包括：本发明属于金属镀膜领域,具体来说,涉及一种用于提高金属蒸发镀膜均匀性的装置及方法。装置的组成包括电磁搅拌线圈、固定柱、内筒、基板固定架、基板、蒸发源、蒸发材料、钟罩；蒸发源和蒸发材料置于钟罩中线处,基板置于基板固定架上并在蒸发源正上方,内筒同心放置于蒸发源外侧,电磁搅拌线圈分布在内壁外侧四周。本发明通过电磁搅拌装置对金属粒子进行搅拌,从而使金属粒子在水平面内分布均匀,从而达到使金属蒸发镀膜均匀的效果。(The invention belongs to the field of metal coating, and particularly relates to a device and a method for improving the uniformity of metal evaporation coating. The device comprises an electromagnetic stirring coil, a fixed column, an inner cylinder, a substrate fixed mount, a substrate, an evaporation source, an evaporation material and a bell jar; the evaporation source and the evaporation material are arranged at the center line of the bell jar, the substrate is arranged on the substrate fixing frame and right above the evaporation source, the inner cylinder is concentrically arranged at the outer side of the evaporation source, and the electromagnetic stirring coils are distributed on the periphery of the outer side of the inner wall. The invention stirs the metal particles by the electromagnetic stirring device, thereby enabling the metal particles to be uniformly distributed in a horizontal plane and achieving the effect of enabling the metal evaporation coating film to be uniform.)

一种用于提高金属蒸发镀膜均匀性的装置及方法

技术领域

本发明属于金属镀膜领域，具体来说，涉及一种用于提高金属蒸发镀膜均匀性的装置及方法。

背景技术

在现有半导体加工制造工艺中，真空镀膜技术占有非常重要的地位，特别是金属蒸发镀膜技术被广泛用于加工电极等。金属蒸发镀膜有设备操作简单、成膜纯度高、速度快等优点。影响金属蒸发镀膜质量的主要因素有蒸发源的形状、蒸发源的温度、基板的位置和形状等。

现有的金属蒸发镀膜多采用点蒸镀源蒸镀，由于点蒸镀源到基板各位置的距离不同，金属粒子在蒸发源与基板之间的飞行距离也不同，因此在飞行过程中金属粒子与真空腔室内残余气体分子发生撞击几率也不同，导致在大面积基板上进行蒸发镀膜时难免会造成镀膜厚度不均、成膜质量不同等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种用于提高金属蒸发镀膜均匀性的电磁搅拌装置以及方法，以蒸发镀膜仪为基础，增加电磁搅拌装置，以解决金属蒸发镀膜均匀性问题。在蒸发镀膜仪中，蒸发源产生向上运动的金属粒子，电磁搅拌线圈产生交变磁场，使金属粒子通过交变磁场时产生感应电流，感应电流又和交变磁场产生电磁力，从而推动金属粒子运动，产生搅拌效果；通过搅拌后的金属粒子在同一水平面上分布更加均匀，从而达到提高蒸发镀膜均匀性的作用。

本发明的技术方案是：

一种用于提高金属蒸发镀膜均匀性的装置，包括电磁搅拌线圈7、内筒6、基板固定架5和钟罩3；

所述的内筒6为上下开口的筒状结构，固定在钟罩3内，二者中线轴重合，蒸发源1置于内筒6底部的中心，金属蒸发材料2置于蒸发源1中；所述的电磁搅拌线圈7有多个，通过固定柱8固定在钟罩3内，且电磁搅拌线圈7等间隔分布在内筒6的四周，电磁搅拌线圈7位置在内筒6的上部，电磁搅拌线圈7的上表面与内筒6的上表面齐平，电磁搅拌线圈7通过外部电源施加交流电；钟罩3内的顶部设有基板固定架5，基板4水平放置在基板固定架5上，基板4位于蒸发源1正上方。

所述的电磁搅拌线圈7为块状结构，内部为线圈，块状结构的内侧为弧形，贴在内筒6的外壁上，电磁搅拌线圈7的高度为内筒6高度的一半。

该装置的原理如下：

当在电磁搅拌线圈7内通入低频电流时，产生一个交变磁场，交变磁场穿过内筒6，作用于从蒸发源1中出来的、向上运动的金属粒子，在金属粒子中产生感应电势和电流，感应电流再和电磁搅拌线圈7产生的交变磁场作用产生电磁力，从而推动金属粒子定向流动，起到搅拌作用，通过搅拌后的金属粒子在同一水平面上分布更加均匀。

一种用于提高金属蒸发镀膜均匀性的方法，采用上述装置，具体步骤如下：

步骤1、将金属蒸发材料2放入蒸发源1中，基板4水平放置在基板固定架5上。

步骤2、启动蒸发镀膜仪，当金属蒸发材料2开始蒸发之后对电磁搅拌线圈7施加0.01M～1MHz的交流电，交变电压范围为50V-220V。

步骤3、蒸发源1蒸发速率稳定之后开始镀膜，在基板4上得到均匀的金属膜。

本发明的有益效果：

1.本发明的装置中由于包含电磁搅拌线圈，可以对通过的金属粒子进行搅拌，使在同一水平面上得到更加均匀分布的金属粒子，从而在不同尺寸的基板上蒸镀金属时都可以得到均匀的金属膜。

2.本发明在电磁搅拌线圈内侧含有一个内筒，可以阻止金属粒子在运动时撞击到电磁线圈上从而对电磁线圈产生影响，因此有更高的稳定性。

附图说明

图1是本发明的一种用于提高金属蒸发镀膜均匀性的装置示意图。

图2是本发明的电磁搅拌装置示意图。

图中：1蒸发源，2蒸发材料，3钟罩，4基板，5基板固定架，6内筒，7电磁搅拌线圈，8固定柱。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

一种用于提高金属蒸发镀膜均匀性的装置，其组成包括电磁搅拌装置(电磁搅拌线圈7、固定柱8、内筒6)、基板固定架5、基板4、蒸发源1、蒸发材料2、钟罩3。蒸发源1和蒸发材料2置于钟罩3的底部，位于钟罩3中线处，基板4水平置于基板固定架5上并位于蒸发源1正上方，内筒6同心放置于蒸发源1外侧，电磁搅拌线圈7分布在内筒6外侧四周。

所述的电磁搅拌线圈7利用固定柱8固定在钟罩3上。

所述的电磁搅拌线圈7有多个，相等间隔分布在内筒6外侧。

所述的电磁搅拌线圈7内侧为圆弧形紧贴在内筒6外侧。

实施例1

使用本发明的装置进行蒸发镀膜，过程如下：

首先在蒸发源1中放入要镀膜的金属蒸发材料2，然后蒸发源1加热蒸发材料2。对电磁搅拌线圈7施加大小为220V，频率为0.01M赫兹的交变电流，从而产生交变磁场。当蒸发材料2产生的金属粒子向上运动时，经过交变磁场，金属粒子产生感应电流，同时此感应电流通过交变磁场时产生电磁力，进而使金属粒子在内筒6的内部开始旋转上升，从而使同一水平面上的金属粒子分布均匀。旋转上升的金属粒子接触到基板4时会固定到基板4上，因为经电磁搅拌线圈7搅拌之后金属粒子在同一水平面上分布均匀，因此在基板4上成的金属膜也是均匀的。

实施例2

过程同实施例1，其中，对电磁搅拌线圈7施加大小为50V，频率为1M赫兹的交变电流。可以得到均匀的金属膜。

实施例3

过程同实施例1，其中，对电磁搅拌线圈7施加大小为150V，频率为0.5M赫兹的交变电流。可以得到均匀的金属膜。