CN103911592A - 一种磁控溅射装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁控溅射装置及方法，用于解决现有技术中利用磁控溅射技术进行镀膜时，靶材利用率较低的问题。所述装置包括被成膜基板、与所述被成膜基板相对设置的靶材，以及位于所述靶材的与被成膜基板相反的一侧的磁铁组件，所述装置还包括与所述磁铁组件的远离靶材的一端连接的第一驱动结构，用于承载所述磁铁组件，并通过所述第一驱动结构控制所述磁铁组件与所述靶材的相对位置，进而控制由所述磁铁组件产生的、覆盖在靶材表面上的与所述被成膜基板相应的磁场的范围。

Description

一种磁控溅射装置及方法

技术领域

本发明涉及磁控溅射技术领域，尤其涉及一种磁控溅射装置及方法。

背景技术

所谓磁控溅射，是指在阴极(通常为靶材)与阳极(通常为安装被成膜基板的基板安装座或镀膜腔体壁)之间加一个正交磁场和驱动电场，在真空镀膜腔体中充入所需要的惰性气体(通常为氩气)，氩气电离成氩离子(带正电荷)和电子，氩离子在驱动电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材粒子，呈中性的靶材粒子(原子或分子)沉积在被成膜基板上成膜。

参见图1，图1为现有技术中应用最为广泛的一种磁控溅射装置的工作原理示意图；从图1中可以看出，所述磁控溅射装置包括：靶材11、用于承载靶材11的靶座12、位于所述靶材11和靶座12之间的用于形成磁场的磁铁组件13、以及用于成膜的被成膜基板14。此外，在所述被成膜基板与所述靶材之间还设置有与所述磁场正交分布的驱动电场，并且所述镀膜腔体内充有氩气。

在所述驱动电场的作用下，点电荷e1做加速运动，在飞向被成膜基板14的过程中，与镀膜腔体内的氩原子发生碰撞，使氩原子发生电离，生成带正电荷的氩离子（Ar⁺）和带负电荷二次电子e2。氩离子在驱动电场的作用下加速飞向靶材11，在驱动电场和磁场的共同作用下，氩离子运动轨迹为沿驱动电场方向加速、同时绕磁场方向螺旋前进的复杂曲线，使得该氩离子的运动路径变长，速度越来越大，能量越来越高；高能量的氩离子使得靶材11表面的粒子（原子或离子）溅射出来，被溅射出的粒子飞向被成膜基板14的表面，在所述被成膜基板14的表面成膜。

同时，氩离子在轰击靶材时释放出二次电子e2，二次电子e2在加速飞向基片的过程中受到磁场洛伦兹力的影响，被束缚在靠近靶材表面的等离子体区域内，该区域内等离子体密度很高。在驱动电场和磁场的共同作用下，二次电子e2的运动轨迹为沿电场方向加速，同时绕磁场方向螺旋前进的复杂曲线，使得该二次电子的运动路径变长，在运动过程中不断与氩原子发生碰撞电离出大量的氩离子轰击靶材，最终二次电子以很低的能量到达被成膜基板14，避免二次电子对被成膜基板进行轰击。

电离的氩离子由于受到洛伦兹力的作用，会绕着磁场线做旋转运动；相应的，与磁场相对应的靶材区域是溅射发生最为激烈的部分，该部分被氩离子轰击严重的部位会形成如图2所示的凹槽，由于磁铁组件13相对于靶材11位置固定，连续镀膜作业会使得沟槽部位越来越深，最终导致靶材被击穿。被击穿的靶材无法再使用，必须对整个靶材进行更换，导致靶材的利用率很低，靶材的利用率通常只能维持在30%左右。

发明内容

本发明实施例提供了一种磁控溅射装置及方法，用于解决现有技术中利用磁控溅射技术进行镀膜时，靶材利用率较低的问题。

本发明实施例提供了一种磁控溅射装置，所述装置包括被成膜基板、与所述被成膜基板相对设置的靶材，以及位于所述靶材的与被成膜基板相反的一侧的磁铁组件；所述装置还包括与所述磁铁组件的远离靶材的一端连接的第一驱动结构，用于承载所述磁铁组件，并通过所述第一驱动结构控制所述磁铁组件与所述靶材的相对位置，进而控制由所述磁铁组件产生的、覆盖在靶材表面上的与所述被成膜基板相应的磁场的范围。

本发明实施例提供的磁控溅射装置，包括与所述磁铁组件的远离靶材的一端连接的、用于承载所述磁铁组件的第一驱动结构，以及通过所述第一驱动结构控制与所述靶材的相对位置，进而控制由所述磁铁组件产生的、覆盖在靶材表面上的与所述被成膜基板相应的磁场的范围；通过控制磁铁组件与靶材的相对位置，可以有效增大参与磁控溅射的靶材的表面面积，使磁场在靶材表面的分布更加均匀，靶材表面受到的氩离子的轰击更加均匀，进而使得靶材不会因连续作业而产生较深的凹槽，有利于提高靶材的利用率，延长靶材的使用时间，降低生产成本。

较佳的，所述磁铁组件包括两个磁铁，所述两个磁铁靠近靶材的一端的极性相反。利用所述两个磁铁，即可形成与驱动电场正交分布的磁场，使得氩离子在电场和磁场的共同作用下沿驱动电场方向加速、同时绕磁场方向螺旋前进，使得该氩离子的运动路径变长，速度越来越大，能量越来越高，高能量的氩离子使得靶材表面的粒子（原子或离子）溅射出来，被溅射出的粒子飞向被成膜基板的表面，在所述被成膜基板的表面成膜。同时，由氩原子电离产生的二次电子在所述磁场和电场的作用下飞向被成膜基板时路径边长，与氩原子发生碰撞，最终以很低的能量到达被成膜基板，避免二次电子对被成膜基板进行轰击。

较佳的，所述两个磁铁紧密排列。当所述两个磁铁紧密排列时，有利于提高参与磁控溅射的靶材的表面面积；此外，所述两个磁铁还可以分散排列。

较佳的，在通过所述第一驱动结构驱动所述靶材运动的过程中，所述磁铁组件与所述靶材之间的距离保持不变，使得磁铁组件在平行于所述靶材的表面的平面上运动，保证覆盖靶材表面的磁场的强度不变。

较佳的，所述磁铁组件靠近靶材的一端与所述靶材之间的垂直距离为5～8mm。将磁铁组件与靶材之间的垂直距离控制在5～8mm之间，可以避免运动过程中所述磁铁组件与所述靶材相互摩擦而产生杂质粒子，污染镀膜腔体内的惰性气体，导致被成膜基板上的成膜的质量降低；并且，将磁铁组件与靶材之间的垂直距离控制在5～8mm之间，对覆盖在所述靶材表面的磁场的强度影响不大，基本不会对磁控溅射造成影响。此外，实际工艺过程中可以对两者之间的垂直距离进行适当调整，将所述磁铁组件与所述靶材之间的垂直距离设置在3～10mm之间。

较佳的，在所述第一驱动结构的驱动下，所述磁铁组件沿所述靶材平面的运动轨迹呈“弓”字型，该驱动方式有利于提高参与磁控溅射的磁铁组件的表面面积，使得磁场均匀覆盖在所述靶材的表面，有利于提高靶材的利用率；此外，所述磁铁组件在第一驱动结构的驱动下，还可以在平行于所述靶材表面的平面上做“回”字形运动，同样可以使得磁场均匀覆盖所述靶材的表面，提高靶材的利用率。

较佳的，所述装置还包括第二驱动结构，用于承载所述被成膜基板，以及通过所述第二驱动结构控制所述被成膜基板与所述磁铁组件的相对位置不变。该装置中，通过所述第二驱动结构控制所述被成膜基板与所述磁铁组件的相对位置不变，使得磁场的覆盖区域与所述被成膜基板的覆盖区域相对应，同时也使得所述被成膜基板上的成膜更加均匀。

本发明实施例提供了一种采用上述的磁控溅射装置进行磁控溅射的方法，所述方法包括：通过所述第一驱动结构控制所述磁铁组件与所述靶材的相对位置，进而控制由所述磁铁组件产生的、覆盖在靶材表面上的与所述被成膜基板相应的磁场的范围。

本发明实施例提供的采用上述的磁控溅射装置进行磁控溅射方法，通过所述第一驱动结构控制与所述靶材的相对位置，进而控制由所述磁铁组件产生的、覆盖在靶材表面上的与所述被成膜基板相应的磁场的范围，使得所述磁场在靶材表面上的分布更加均匀，靶材表面受到的氩离子的轰击更加均匀，进而使得靶材不会因连续作业产生较深的凹槽，有利于延长了靶材的使用时间，提高了靶材的利用率。

较佳的，所述磁铁组件包括两个磁铁，所述两个磁铁靠近靶材的一端的磁极的极性相反。利用所述两个磁铁，即可形成与用于与电场正交分布的磁场，使得氩离子在电场和磁场的共同作用下沿驱动电场方向加速、同时绕磁场方向螺旋前进，使得该氩离子的运动路径变长，速度越来越大，能量越来越高，高能量的氩离子使得靶材表面的粒子（原子或离子）溅射出来，被溅射出的粒子飞向被成膜基板的表面，在所述被成膜基板的表面成膜。同时，由氩原子电离产生的二次电子在所述磁场和电场的作用下飞向被成膜基板时路径边长，与氩原子发生碰撞，最终以很低的能量到达被成膜基板，避免二次电子对被成膜基板进行轰击。

较佳的，在所述第一驱动结构驱动所述靶材运动的过程中，所述磁铁组件与所述靶材之间的距离保持不变，使得磁铁组件在平行于所述靶材的表面的平面上运动，保证覆盖靶材表面的磁场的强度不变。

较佳的，在所述驱动第一驱动结构的驱动下，所述磁铁组件沿所述靶材平面的运动轨迹呈“弓”字型，该驱动方式有利于增大参与磁控溅射的磁铁组件的表面面积，使得磁场均匀覆盖在所述靶材的表面，提高靶材的利用率；此外，所述磁铁组件在第一驱动结构的驱动下，还可以在平行于所述靶材表面的平面上做“回”字形运动，同样可以使得磁场均匀覆盖所述靶材的表面，提高靶材的利用率。

较佳的，当所述磁控溅射装置还包括用于承载所述被成膜基板第二驱动结构时，所述方法还包括：

通过所述第二驱动结构控制所述被成膜基板与所述磁铁组件的相对位置不变，使得覆盖在所述靶材表面上的磁场的覆盖范围与所述被成膜基板相对应。该方法中，通过所述第二驱动结构控制所述被成膜基板与所述磁铁组件的相对位置不变，与所述靶材配合运动，使得磁场的覆盖区域与所述被成膜基板的覆盖区域相对应，同时也使得所述被成膜基板上的成膜更加均匀。

附图说明

图1为现有技术中的一种磁控溅射装置的工作原理示意图；

图2为现有技术中磁控溅射技术镀膜时靶材的损耗情况示意图；

图3为本发明实施例提供的磁控溅射装置的结构示意图；

图4为第一驱动结构的驱动磁控组件运动的平面示意图；

图5为所述磁铁组件沿所述靶材平面的运动轨迹示意图；

图6为利用本发明提供的磁控溅射装置进行镀膜时，靶材的损耗情况示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种磁控溅射装置及方法，用于解决现有技术中利用磁控溅射技术进行镀膜时，靶材利用率较低的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种磁控溅射装置，参见图3；图3为本发明实施例提供的磁控溅射装置的剖面结构示意图。从图3中可以看出，所述磁控溅射装置包括：用于成膜的靶材11，与所述靶材11相对设置的被成膜基板14，以及位于所述靶材11与被成膜基板14相反的一侧的磁铁组件13；所述磁控溅射装置还包括：与所述磁铁组件13的远离靶材11的一端连接的第一驱动结构31；所述第一驱动结构31用于承载所述磁铁组件13，并通过所述第一驱动结构31控制所述磁铁组件13与所述靶材11的相对位置，进而控制由所述磁铁组件13产生的、覆盖在靶材11表面上的与所述被成膜基板14相应的磁场的范围。

从图3中可以看出，所述磁铁组件13包括两个磁铁，所述两个磁铁靠近靶材的一端的极性相反，以形成与所述驱动电场正交分布的磁场，使得氩离子在电场和磁场的共同作用下沿驱动电场方向加速、同时绕磁场方向螺旋前进，使得该氩离子的运动路径变长，速度越来越大，能量越来越高，高能量的氩离子使得靶材表面的粒子（原子或离子）溅射出来，被溅射出的粒子飞向被成膜基板的表面，在所述被成膜基板的表面成膜。同时，由氩原子电离产生的二次电子在所述磁场和电场的作用下飞向被成膜基板时路径边长，与氩原子发生碰撞，最终以很低的能量到达被成膜基板，避免二次电子对被成膜基板进行轰击。此外，所述磁铁组件还可以包括三个、四个或更多个磁铁，且每两个相邻的磁铁靠近靶材的一端的极性相反。

进一步的，所述两个磁铁所述两个磁铁紧密排列。当所述两个磁铁紧密排列时，有利于增大参与磁控溅射的靶材的表面面积；此外，所述两个磁铁还可以分散排列。

在所述第一驱动结构31的驱动下所述磁铁组件13沿预设的轨迹运动，在所述运动过程中，所述磁铁组件13与所述靶材11之间的距离保持不变，使得磁铁组件在平行于所述靶材的表面的平面上运动，保证覆盖靶材的磁场均匀分布，控制覆盖在所述靶材表面上的磁场的强度，使得靶材表面上受到的氩离子的轰击更加均匀，提高靶材的利用率，同时使得被成膜基板上的成膜更加均匀。

较佳的，所述磁铁组件13靠近靶材的一端与所述靶材11之间的垂直距离为5～8mm之间。将磁铁组件与靶材之间的垂直距离控制在5～8mm之间，可以避免运动过程中所述磁铁组件移动与所述靶材相互摩擦而产生杂质粒子，污染镀膜腔体内的惰性气体，导致被成膜基板上的成膜的质量降低；并且，将磁铁组件13与靶材11之间的垂直距离控制在5～8mm之间，对覆盖在所述靶材11表面的磁场的强度影响不大，基本不会对磁控溅射造成影响。此外，实际工艺过程中可以对两者之间的垂直距离进行适当调整，将所述磁铁组件与所述靶材之间的垂直距离设置在3～10mm之间。

在所述第一驱动结构31的驱动下，所述磁铁组件沿所述靶材平面的运动轨迹呈“弓”字型；参见图4和图5，图4为在第一驱动结构31的下，磁铁组件13在所述靶材的表面移动的平面示意图，图5为所述磁铁组件沿所述靶材平面的运动轨迹示意图；具体的：

在第一驱动结构31的驱动下，在与所述靶材11平行的平面上，所述磁铁组件13首先沿X轴正方向从与所述靶材11表面的左上角相对应的位置开始做匀速直线运动；当移动至与所述靶材11表面的右侧相对应的位置时，所述靶材11沿Y轴正方向运动，每次在Y轴方向上运动的距离等于所述磁铁组件13在Y轴方向上的宽度，然后所述磁铁组件13沿X轴负方向做匀速直线运动至到与所述靶材11表面的左侧相对应的位置；按照上述方式驱动磁铁组件13不断移动，直至所述磁铁组件13移动至与所述靶材11表面的右下角相对应的位置。当移动至与所述靶材表面的右下角位置相对应的后，所述磁铁组件13再沿原来路线逆行回到所述与靶材的左上角对应的位置。通过第一驱动结构31驱动磁控组件13的按照上述方式进行移动，使得磁场均匀覆盖在所述靶材的表面，靶材表面受到的轰击更加均匀，靶材的表面上不会形成较深的凹槽，参见图6；有利于提高所述磁铁组件参与磁控溅射的表面面积，提高靶材的利用率，延长靶材的使用期限，更有利于降低生产成本。

进一步的，所述磁铁组件13还可以沿预设的方向周期性移动，每次运动的距离等于所述磁铁组件在该方向上的宽度；例如，磁铁组件每次移动的周期为30秒，所述磁铁组件13从与靶材的左上角对应的位置开始运动，一个周期沿X轴正方向移动一次，每次移动的距离等于该磁铁组件在沿X轴方向上的宽度，直至移动到与所述靶材的右侧相对应的位置；然后，磁铁组件13沿Y轴正方向移动一次，所述磁铁组件13在Y轴上移动的距离等于该磁铁组件在Y轴上的宽度，之后所述磁铁组件13再沿X轴负方向周期性运动，至所述与所述靶材的左侧相对应的位置；按照该方式驱动磁铁组件13不断移动，直至所述磁铁组件13移动至与所述靶材11的右下角相对应的位置。当移动至与所述靶材的右下角相对应的位置后，所述磁铁组件13再沿原来路线逆行回到所述与靶材的左上角的相对应的位置。

此外，所述磁铁组件在第一驱动结构的驱动下，还可以在平行于所述靶材表面的平面上做“回”字形运动，同样可以使得磁场均匀覆盖所述靶材的表面，靶材表面受到的轰击更加均匀，能够提高所述磁铁组件参与磁控溅射的表面面积，提高靶材的利用率，延长靶材的使用期限，降低生成成本。所述磁铁组件的运动轨迹还可以根据具体工艺的需要进行设定。

从图3中还可以看出，所述装置还包括第二驱动结构32，用于承载所述被成膜基板14，以及通过所述第二驱动结构32控制所述被成膜基板14的与所述磁铁组件13的相对位置不变。该装置中，通过所述第二驱动结构32控制所述被成膜基板14与所述磁铁组件13的相对位置不变，并与所述靶材11配合运动，使得磁场的覆盖区域与所述被成膜基板14的覆盖区域相对应，同时也使得所述被成膜基板14上的成膜更加均匀。

例如，被成膜基板的表面面积小于所述靶材的面积的时候，要提高靶材的利用率，增大靶材参与磁控溅射的表面面积，需要在移动磁铁组件的同时，适当移动所述被成膜基板的位置，使得所述被成膜基板的覆盖面积与由所述磁铁组件形成的磁场的覆盖面积相对应。比如，当被成膜基板的规格为1cmx1cm，而由磁铁组件形成的磁场大小也为1cmx1cm时，所述被成膜基板14在第二驱动结构32的驱动下，与所述磁铁组件13做同步运动，这样不仅可以提高靶材的利用率，同时还可以提高磁控溅射的效率以及被成膜基板上的成膜质量。

又例如，所述磁铁组件的磁场的范围小于所述被成膜基板的表面面积时，通过第一驱动结构驱动磁铁组件进行运动，以形成与所述被成膜基板的表面面积相应的磁场；当对下一被成膜基板进行磁控溅射工艺时，通过第二驱动模块32调整被成膜基板14的与靶材11的相对位置，使用不同的位置的靶材表面参与磁控溅射，同样可以增大靶材参见磁控溅射的表面的面积，提高靶材的利用率，延长靶材的使用期限。

本发明实施例提供了一种使用上述磁控溅射装置进行磁控溅射的方法，该方法包括：通过所述第一驱动结构控制所述磁铁组件与所述靶材的相对位置，进而控制由所述磁铁组件产生的、覆盖在靶材表面上的与所述被成膜基板相应的磁场的范围。

进一步的，所述磁铁组件包括两个磁铁，所述两个磁铁靠近靶材的一端的磁极的极性相反。利用所述两个磁铁，即可形成与用于与驱动电场正交分布的磁场，使得氩离子在驱动电场和磁场的共同作用下沿驱动电场方向加速、同时绕磁场方向螺旋前进，使得该氩离子的运动路径变长，速度越来越大，能量越来越高，高能量的氩离子使得靶材表面的粒子（原子或离子）溅射出来，被溅射出的粒子飞向被成膜基板的表面，在所述被成膜基板的表面成膜。同时，由氩原子电离产生的二次电子在所述磁场和电场的作用下飞向被成膜基板时路径边长，与氩原子发生碰撞，最终以很低的能量到达被成膜基板，避免二次电子对被成膜基板进行轰击。

在通过所述第一驱动结构驱动所述靶材进行运动的过程中，所述磁铁组件与所述靶材之间的距离保持不变，使得磁铁组件在平行于所述靶材的表面的平面上运动，保证覆盖靶材表面的磁场的强度不变。

进一步的，在所述驱动第一驱动结构的驱动下，所述磁铁组件沿所述靶材平面的运动轨迹呈“弓”字型，该驱动方式有利于提高参与磁控溅射的磁铁组件的表面面积，使得磁场均匀覆盖在所述靶材的表面，提高靶材的利用率；此外，所述磁铁组件在第一驱动结构的驱动下，还可以在平行于所述靶材表面的平面上做“回”字形运动，同样可以使得磁场均匀覆盖所述靶材的表面，提高靶材的利用率。

进一步的，当所述磁控溅射装置还包括用于承载所述被成膜基板第二驱动结构时，所述方法还包括：

通过所述第二驱动结构控制所述被成膜基板与所述磁铁组件的相对位置不变，使得覆盖在所述靶材表面上的磁场的覆盖范围与所述被成膜基板相对应。

具体的，本发明实施例提供的利用实施例一提供的装置进行磁控溅射的步骤包括：

第一步，根据工艺需求选定被成膜基板，所述被成膜基板可以为金属材料，也可以为玻璃、塑料等非金属材料。

第二步，对所述被成膜基板进行预处理，除去被成膜基板表面的杂质；该预处理过程包括对被成膜基板进行化学除油、除蜡、酸洗、超声波清洗以及烘干等步骤。

第三步，利用氩气离子体对被成膜基板的表面进行清洗，进一步去除被成膜基板表面的油污，以改善被成膜基板表面与后续成膜层的结合力；该步骤具体包括：

将被成膜基板放入镀膜腔体内，对镀膜腔体进行抽真空至真空度为3×10-5托（Torr，T），以300～600sccm(标准状态毫升/分钟)的流量向镀膜腔体内通入纯度为99.999％的氩气，调节偏压至-150～-800伏特，对基体11表面进行等离子体清洗，清洗时间为3～10min。

第四步，以氩气为工作气体，调节其流量至280～370sccm，加热该镀膜腔体内的温度至100℃左右，开启已置于该磁控溅射装置中的靶材的电源，设置其功率为8～10千瓦，对被成膜基板施加-10～-350V的驱动电压，该驱动电压的占空比为40%～60%；该镀膜腔体内的点电荷在所述驱动电压的驱动下向被成膜基板加速运动，在飞向被成膜基板的过程中与氩气发生碰撞，是氩原子电离成氩离子；电离出的氩离子在该驱动电场的作用下飞向靶材，轰击靶材的表面，使得靶材11中的粒子（原子或离子）溅射出来，飞向被成膜基板14的表面。

第五步，通过第一控制结构驱动31，驱动所述磁铁组件13按照预设的轨迹进行运动，直至被成膜基板上的膜厚达到工艺需要的厚度。通过移动磁铁组件，以改变磁铁组件的磁场相对所述靶材的位置，使氩离子与更多的靶材表面发生碰撞，增大参与磁控溅射的靶材的表面面积。该步骤具体包括：

在第一驱动结构31的驱动下，在与所述靶材11平行的平面上，所述磁铁组件13首先沿X轴正方向从与所述靶材11的左上角相对应的位置开始做匀速直线运动，其中，所述平面与所述磁铁组件之间的距离为5～8mm；当所述磁铁组件13移动至所述与所述靶材11表面的右侧相对应的位置时，所述靶材11沿Y轴正方向运动，每次沿Y轴方向运动的距离等于所述磁铁组件13在Y轴方向上的宽度，然后所述磁铁组件13再沿X轴负方向做匀速直线运动至与所述靶材11的左侧相对应的位置；按照上述方式驱动磁铁组件13不断移动，直至所述磁铁组件13移动至与所述靶材11的右下角位置相对应的位置。当移动至与所述靶材11的右下角相对应的位置后，再沿原来路线逆行回到所述与靶材的左上角相对应的位置；直至被成膜基板14上的膜厚达到工艺需要的厚度。

其中，所述磁铁组件13包括两个磁铁，所述两个磁铁靠近靶材的一端的磁极的极性相反。利用所述两个磁铁，即可形成与驱动电场正交分布的磁场，使得氩离子在电场和磁场的共同作用下沿驱动电场方向加速、同时绕磁场方向螺旋前进，使得该氩离子的运动路径变长，速度越来越大，能量越来越高，高能量的氩离子使得靶材表面的粒子（原子或离子）溅射出来，被溅射出的粒子飞向被成膜基板的表面，在所述被成膜基板的表面成膜。同时，由氩原子电离产生的二次电子在所述磁场和驱动电场的作用下飞向被成膜基板时路径边长，与氩原子发生碰撞，最终以很低的能量到达被成膜基板，避免二次电子对被成膜基板进行轰击；

在通过所述第一驱动结构31驱动所述靶材11运动的过程中，所述磁铁组件13与所述靶材11之间的距离保持不变，使得磁铁组件13在平行于所述靶材的表面的平面上运动，保证覆盖靶材表面的磁场的强度不变；

在工艺过程中，利用驱动第一驱动结构31驱动所述磁铁组件13做弓字型运动，有利于增大所述磁铁组件13参与磁控溅射的表面面积，使得磁场均匀覆盖在所述靶材11的表面，提高靶材的利用率；此外，所述磁铁组件13在第一驱动结构31的驱动下，还可以在平行于所述靶材表面的平面上做“回”字形运动，同样可以使得磁场均匀覆盖所述靶材的表面，提高靶材的利用率。

进一步的，当所述磁控溅射装置还包括用于承载所述被成膜基板第二驱动结构32时，所述方法还包括：

通过所述第二驱动结构32控制所述被成膜基板14与所述磁铁组件13的相对位置不变，使得覆盖在所述靶材11表面上的磁场的覆盖范围与所述被成膜基板14相对应。

该方法中，通过所述第二驱动结构32承载和驱动所述被成膜基板，使之与所述靶材配合运动，使得磁场的覆盖区域与所述被成膜基板的覆盖区域相对应，同时也使得所述被成膜基板上的成膜更加均匀。

综上，本发明实施例提供了一种磁控溅射装置及方法；所述装置包括与所述磁铁组件的远离靶材的一端连接的、用于承载所述磁铁组件的第一驱动结构，以及通过所述第一驱动结构控制与所述靶材的相对位置，进而控制由所述磁铁组件产生的、覆盖在靶材表面上的与所述被成膜基板相应的磁场的范围；通过控制磁铁组件与靶材的相对位置，可以有效增大参与磁控溅射的靶材的表面面积，使磁场在靶材表面的分布更加均匀，靶材表面受到的氩离子的轰击更加均匀，进而使得靶材不会因连续作业而产生较深的凹槽，有利于提高靶材的利用率，延长靶材的使用时间，降低生产成本。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种磁控溅射装置，所述装置包括被成膜基板、与所述被成膜基板相对设置的靶材，以及位于所述靶材的与被成膜基板相反的一侧的磁铁组件，其特征在于，所述装置还包括与所述磁铁组件的远离靶材的一端连接的第一驱动结构，用于承载所述磁铁组件，并通过所述第一驱动结构控制所述磁铁组件与所述靶材的相对位置，进而控制由所述磁铁组件产生的、覆盖在靶材表面上的与所述被成膜基板相应的磁场的范围。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁铁组件包括两个磁铁，所述两个磁铁靠近靶材的一端的极性相反。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述两个磁铁紧密排列。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在通过所述第一驱动结构驱动所述靶材运动的过程中，所述磁铁组件与所述靶材之间的距离保持不变。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述磁铁组件靠近靶材的一端与所述靶材之间的垂直距离为5～8mm。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述第一驱动结构的驱动下，所述磁铁组件沿所述靶材平面的运动轨迹呈“弓”字型。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二驱动结构，用于承载所述被成膜基板，以及通过所述第二驱动结构控制所述被成膜基板与所述磁铁组件的相对位置不变。

8.一种采用权利要求1～7任一权项所述的磁控溅射装置进行磁控溅射的方法，其特征在于，所述方法包括：通过所述第一驱动结构控制所述磁铁组件与所述靶材的相对位置，进而控制由所述磁铁组件产生的、覆盖在靶材表面上的与所述被成膜基板相应的磁场的范围。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述磁铁组件包括两个磁铁，所述两个磁铁靠近靶材的一端的磁极的极性相反。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在通过所述第一驱动结构驱动所述靶材运动的过程中，所述磁铁组件与所述靶材之间的距离保持不变。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述第一驱动结构的驱动下，所述磁铁组件沿所述靶材平面的运动轨迹呈“弓”字型。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述磁控溅射装置还包括用于承载所述被成膜基板第二驱动结构时，所述方法还包括：

通过所述第二驱动结构控制所述被成膜基板与所述磁铁组件的相对位置不变，使得覆盖在所述靶材表面上的磁场的覆盖范围与所述被成膜基板相对应。