直流磁控濺射鍍膜問題解答

直流磁控濺射儀作為一種廣泛應用的薄膜制備設備，在實際使用中常會遇到多種問題。這些問題通常涉及工藝穩定性、薄膜質量、設備維護等方面。以下是對常見問題的梳理、原因分析及解決建議：

 一、 等離子體不穩定或無法輝光

1. 問題表現：

    輝光放電不穩定、閃爍或跳動。

    無法正常起輝，無等離子體產生。

2. 可能原因及對策：

    真空度不足：本底真空或工作氣壓未達到起輝要求。應檢查真空系統（泵、閥門、管路）是否泄漏。

    氣體進氣問題：工作氣體Ar不純，或者腔體內氬氣過少，導致輝光不正常。

    靶材問題：靶材過度消耗導致磁控跑道區域暴露不全、靶材中毒（反應濺射時）或背板冷卻不良導致靶面溫度過高。檢查靶材狀態，確保冷卻水通暢。

    接地不良：腔體或樣品臺接地不良，導致放電回路異常。檢查所有電氣連接和接地線。

 二、 薄膜質量問題

1. 附著力差：

    原因：基片清潔不徹1底、基片溫度過低、沉積初期離子轟擊不足（偏壓未開啟或過低）、或薄膜內應力過大。

    對策：基片清洗（超聲清洗、等離子體清洗）；適當提高基片溫度；開啟基片偏壓進行離子清洗和增強膜基結合力；優化工藝參數（鍍膜之前先鍍一層增加附著力的底膜，如鎳）。

2. 薄膜不均勻：

    原因：靶材侵蝕不均、基片與靶面不平行、基片公轉/自轉失效。

    對策：優化靶材磁場分布（使用可調磁控靶）；確保基片平移或旋轉運動正常；調整靶-基相對位置和角度；必要時使用擋板優化膜厚分布。

 通用維護與預防建議

1. 規范操作：嚴格按照設備操作規程進行，尤其是抽真空、充氣、啟停電源等步驟。

2. 定期維護：

    定期清潔腔體、更換泵油、檢查密封圈。

    校準真空計、流量計、電源等關鍵部件。

    檢查冷卻水系統和氣路管道。

3. 工藝記錄：詳細記錄每次運行的參數、現象和結果，便于問題追溯和工藝優化。

4. 充分預熱與預濺射：開機后和正式鍍膜前，對設備進行充分預熱，并對靶材進行足夠時間的預濺射以清潔靶面并穩定等離子體。