小靶大基片镀膜的膜厚均匀性分析

目的通过改变传统基片与靶材的相对运动方式,来实现小靶材在大面积基片上的均匀镀膜。方法采用基片绕中心轴做匀速旋转运动,靶材沿着基片半径做直线间歇运动,并建立了相应的理论模型,通过数值分析软件MATLAB对膜厚进行分析拟合,研究靶基距、偏心距、靶材运动方式对膜层均匀度的影响。结果在靶基距H=30 mm时,膜厚均匀性主要受到两个重要参数的影响:靶材在各径向运动等距点的停顿时间T和移动步长d。与靶材在各径向运动等距点的停顿时间T=C(C为常数)的情况相比,当靶材的停顿时间T与其在基片上的覆盖面积A成正比增加时,膜厚的均匀性得到极大的改善。同时,膜厚的均匀性很大程度上取决于靶材的移动步长,膜层之间的差异性随着移动步长的减小而减小,结果显示当移动步长d=5mm时的膜厚均匀性最佳。改善基片中心附近的膜厚分布可以通过增加靶基距来实现,结果显示在偏心距e=0 mm、靶基距H≥70 mm时,膜厚相对偏差δ均小于0.1。结论该方法改变了传统靶材固定不动的方式,在薄膜沉积过程中,通过调节靶材的移动步长和停顿时间,能有效减小膜层之间的差异,从而获得均匀度较高的薄膜,对实际生产具有指导意义。