溅射真空镀膜技术是怎么样的？

反应溅射

如果有必要在衬底上沉积氧化物，则应使用反应溅射。除了溅射氩气之外，还将氧气引入真空室。氧气与靶材反应生成氧化物，如4 Al（靶材）+3 O2＝＝＞2 Al2 O3（基材）。

射频溅射

射频溅射（RF溅射）允许绝缘（非导电）材料的溅射沉积。

RF溅射通过使用在RF（通常固定在13.56MHz）下传输的功率并匹配网络来工作。通过使用射频溅射来改变电势，可以在每个循环中“清除”目标表面上的电荷积累。在正循环中，电子被吸引到目标材料或表面，使其产生负偏置电压。在负循环中，离子轰击继续在待溅射的靶上进行。

溅射真空镀膜系统

溅射镀膜机的真空系统比热蒸发器或电子束蒸发器更复杂。与所有涂布机一样，需要在高真空范围内的基本压力。这对于清洁表面（尤其是基板上）和避免残留气体分子的污染是必要的。通常，在开始涂覆过程之前的基本压力为10至06毫巴或更高。在此之后，引入溅射气体，这意味着要由真空泵处理的额外气流。气体流速从研究领域的几sccm到生产设备的几1000sccm不等（注：1 sccm等于1,69.10-2毫巴*l/s）。溅射沉积过程中的压力在10至3至约10至2毫巴（mTorr）的范围内。气体流速通常由流量控制器调节，而层的厚度由薄膜厚度控制器控制。

涡轮分子泵在溅射镀膜系统中的应用

涡轮分子泵是溅射装置中的经典主力。它可以快速抽空到基本压力，并允许大量溅射气体流动。大多数实验室设备使用中型机械泵，泵速范围为300-1000升/秒，而前级泵为旋转叶片泵或小型干式泵（涡旋泵或多级罗茨泵）。在反应溅射的情况下——添加氧气——确保泵的润滑剂（机械轴分子泵的轴承和旋转叶片泵中的油）不会氧化。一个经典的解决方案是向分子泵中添加吹扫气体，并在低真空泵中使用对氧气具有高阻力的油。

大型涂布机使用磁悬浮涡轮分子泵。这避免了轴承润滑剂的氧化，并确保了更好的泵正常运行时间。氩溅射气体的高通量也在泵上产生更高的温度负载。一方面，由于转子的摩擦力较高，这需要更大的加速度。另一方面，重氩是较差的热导体，对转子的冷却效果较差。因此，泵在额定泵送速度下的冷却和背压参数必须符合分子泵制造商的操作规程。

溅射室中的压力由用于气体流量和泵送速度的平衡控制器控制。增加通过分子泵的气流将导致转速下降。在溅射过程中，通过调节分子泵顶部的压力控制阀和控制进气流量来实现预设的压力平衡。磁力悬浮分子泵和干式泵系统是佳的泵送配置标准。

低温泵的溅射系统

许多大型溅射装置使用低温泵。低温泵在该应用中的优点是其高的泵送速度，特别是对于水蒸气泵送速度而言，其可以用作基本的压力控制以实现更快的过程压力。一些低温泵是专门为溅射工艺设计的；这些泵自动运行和再生。然而，应该注意的是，在高飞溅率下，低温泵的饱和吸附能力可能在一周内达到，导致系统再生周期缩短到一周或更短。

当低温泵冷凝氩气时，挡板处的冷凝温度可能已降至35K或以下。在这种情况下，氩气冷凝，产生的真空度仅为10至04毫巴。在完成涂覆过程之后，这种负载导致无法实现系统所需的高真空背景压力。新一代低温泵控制器使用温度高于70K的加热器来控制一级的温度，从而尽可能保持第二级的气体吸附量。