CN202576553U - 磁控溅射靶材 - Google Patents
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Abstract
一种磁控溅射靶材，所述磁控溅射靶材具有溅射面，与现有平面结构型溅射面不同的是，所述溅射面具有磁场强度设计轮廓，即磁控溅射靶材在不同位置的厚度是按照磁场的强弱来设计的，磁控溅射靶材在磁场强的位置的厚度较大、在磁场弱的位置的厚度较小，使得溅射后期磁控溅射靶材的溅射面更加平整，从而使得溅射参数保持稳定，增加了磁控溅射靶材的寿命；进一步地，磁控溅射靶材的溅射面向磁控溅射靶材的中心凹陷，以使溅射时靶材原子能够充分向中心聚集，减少了靶材原子向被镀膜工件外的区域溅射，提高了磁控溅射靶材的使用效率，从而进一步增加了磁控溅射靶材的寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体制造领域，特别是涉及一种磁控溅射靶材。
背景技术
磁控溅射技术广泛应用于材料表面装饰、材料表面改性及光学器件制作等多种领域。磁控溅射的原理为：在真空状态下，当磁控溅射靶材被施加一个负电位、被镀膜的工件加正电位时，在磁控溅射靶材所在的真空室内形成电场，然后向真空室内充入工艺载气（如Ar），在一定压力和温度下，正电位与负电位之间会产生放电现象，电子沿环形轨道运动，撞击工艺载气（Ar）分子，产生等离子体放电，同时，磁控溅射靶材上的磁铁产生磁场，磁场施加于电场之中，在电场和磁场作用下工艺载气（Ar）产生的离子撞击磁控溅射靶材表面，使得作为阴极的磁控溅射靶材的原子溅射出去，在被镀膜的工件表面上就形成了一层薄膜。
图1是现有一种磁控溅射靶材的结构示意图，如图1所示，现有磁控溅射靶材1一般为圆形靶材，且磁控溅射靶材1的溅射面11为平滑的平面结构。平面磁控溅射靶材具有加工简单、安装方便等优点，且适于批量生产镀膜产品，因此得到了广泛的应用。但是，当这种平面磁控溅射靶材被多次使用之后，其溅射面不再是平整的平面结构，相反，还呈现出凹凸不平的形貌。更为严重的是，在溅射后期，磁控溅射靶材的溅射面起伏会比较大，导致磁控溅射靶材的某些区域厚度很薄，当那些厚度很薄的区域继续被高能粒子撞击时，将有可能导致磁控溅射靶材被击穿；另外，如果磁控溅射靶材的溅射面起伏比较大的话，会造成溅射参数如薄膜的均匀度、薄膜的沉积速率及薄膜上的颗粒数量不达标。为此，在镀膜过程中需及时更换磁控溅射靶材，致使磁控溅射靶材的寿命较短，且造成了磁控溅射靶材的浪费，增加了成本。
为了增加磁控溅射靶材的寿命，现有技术的一般做法是：图2是现有另一种磁控溅射靶材的结构示意图，如图2所示，继续保持磁控溅射靶材1溅射面11的平面结构，增加磁控溅射靶材1的厚度（图中用阴影线标识的部分为磁控溅射靶材的增厚部分）。虽然磁控溅射靶材厚度增加之后，磁控溅射靶材的寿命有所提高，但其寿命最多只延长50%，使延长磁控溅射靶材的寿命遇到瓶颈。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题是提供一种寿命长的磁控溅射靶材。
为解决上述问题，本实用新型提供了一种磁控溅射靶材，所述磁控溅射靶材具有溅射面，所述溅射面具有磁场强度设计轮廓，且所述溅射面向磁控溅射靶材的中心凹陷。
可选地，所述磁场强度设计轮廓为波浪形。
可选地，所述磁控溅射靶材为圆形靶材。
可选地，所述磁控溅射靶材的溅射面关于所述磁控溅射靶材的中心对称。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型中的磁控溅射靶材具有溅射面，与现有平面结构型溅射面不同的是，所述溅射面具有磁场强度设计轮廓，即磁控溅射靶材在不同位置的厚度是按照磁场的强弱来设计的，磁控溅射靶材在磁场强的位置的厚度较大、在磁场弱的位置的厚度较小，使得溅射后期磁控溅射靶材的溅射面更加平整，从而使得溅射参数保持稳定，增加了磁控溅射靶材的寿命；进一步地，磁控溅射靶材的溅射面向磁控溅射靶材的中心凹陷，以使溅射时靶材原子能够充分向中心聚集，减少了靶材原子向被镀膜工件外的区域溅射，提高了磁控溅射靶材的使用效率，从而进一步增加了磁控溅射靶材的寿命。
附图说明
图1是现有一种磁控溅射靶材的结构示意图；
图2是现有另一种磁控溅射靶材的结构示意图；
图3是本实用新型的一个实施例中磁控溅射靶材的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的可实施方式的一部分，而不是其全部。根据这些实施例，本领域的普通技术人员在无需创造性劳动的前提下可获得的所有其它实施方式，都属于本实用新型的保护范围。
磁控溅射靶材所在的磁场往往是不均匀的，在磁场强的地方，束缚的电子多，激发的离子就多，溅射速率就快，反之则相反，因此，磁控溅射靶材各处的溅射速率并不均匀。鉴于此，本实用新型的设计人提出了一种新型的磁控溅射靶材。所述磁控溅射靶材具有溅射面，与现有磁控溅射靶材溅射面（呈平面结构）不同的是，所述溅射面具有磁场强度设计轮廓，即所述磁控溅射靶材在不同位置的厚度是按照磁场的强弱来设计的，磁控溅射靶材在磁场强的位置的厚度较大、在磁场弱的位置的厚度较小，使得溅射后期磁控溅射靶材的溅射面更加平整，从而使得溅射参数保持稳定，增加了磁控溅射靶材的寿命；进一步地，所述磁控溅射靶材的溅射面向磁控溅射靶材的中心凹陷，以使溅射时靶材原子能够充分向中心聚集，减少了靶材原子向被镀膜工件外的区域溅射，提高了磁控溅射靶材的使用效率，从而进一步增加了磁控溅射靶材的寿命。现有磁控溅射靶材的寿命一般为900kwh，而本实用新型中的磁控溅射靶材的寿命却能高达1620kwh，这意味着本实用新型中的磁控溅射靶材的寿命提高了80%。
在实际设计本实用新型所提供的磁控溅射靶材时，可先在磁控溅射腔室中对一个现有的平面磁控溅射靶材进行溅射，并在被镀膜的工件上形成薄膜，溅射到一定程度之后，可测量出平面磁控溅射靶材在不同位置的厚度或测量工件上不同位置的薄膜的厚度，以间接获得平面磁控溅射靶材所在磁场的强弱变化趋势。根据磁场的强弱变化趋势，可相应调整磁控溅射靶材在不同位置的厚度，使磁控溅射靶材在磁场强的位置的厚度较大、在磁场弱的位置的厚度较小，从而使磁控溅射靶材的溅射面具有磁场强度设计轮廓。根据磁控溅射靶材所采用磁场的不同，磁控溅射靶材的溅射面会具有多种磁场强度设计轮廓。
图3是本实用新型的一个实施例中磁控溅射靶材的结构示意图，如图3所示，磁控溅射靶材100具有溅射面110，溅射面110所具有的磁场强度设计轮廓为波浪形，可将溅射面110视作由多个曲面光滑连接而成，且溅射面110向磁控溅射靶材100的中心凹陷，以使溅射时靶材原子能够充分向中心聚集。具体的，溅射面110具有多个波峰、波谷，当多个沿着磁控溅射靶材100边缘到中心依次排列的波峰及波谷均呈下降趋势时，即可实现溅射面110向磁控溅射靶材100的中心凹陷。
磁控溅射靶材的形状有多种，在本实用新型的一个实施例中，所述磁控溅射靶材为圆形靶材，在此前提下，可使磁控溅射靶材的溅射面关于磁控溅射靶材的中心对称。
综合上述，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型中的磁控溅射靶材具有溅射面，与现有平面结构型溅射面不同的是，所述溅射面具有磁场强度设计轮廓，即磁控溅射靶材在不同位置的厚度是按照磁场的强弱来设计的，磁控溅射靶材在磁场强的位置的厚度较大、在磁场弱的位置的厚度较小，使得溅射后期磁控溅射靶材的溅射面更加平整，从而使得溅射参数保持稳定，增加了磁控溅射靶材的寿命；进一步地，磁控溅射靶材的溅射面向磁控溅射靶材的中心凹陷，以使溅射时靶材原子能够充分向中心聚集，减少了靶材原子向被镀膜工件外的区域溅射，提高了磁控溅射靶材的使用效率，从而进一步增加了磁控溅射靶材的寿命。
上述通过实施例的说明，应能使本领域专业技术人员更好地理解本实用新型，并能够再现和使用本实用新型。本领域的专业技术人员根据本文中所述的原理可以在不脱离本实用新型的实质和范围的情况下对上述实施例作各种变更和修改是显而易见的。因此，本实用新型不应被理解为限制于本文所示的上述实施例，其保护范围应由所附的权利要求书来界定。
Claims (4)
1.一种磁控溅射靶材，其特征在于，所述磁控溅射靶材具有溅射面，所述溅射面具有磁场强度设计轮廓，且所述溅射面向磁控溅射靶材的中心凹陷。
2.根据权利要求1所述的磁控溅射靶材，其特征在于，所述磁场强度设计轮廓为波浪形。
3.根据权利要求1所述的磁控溅射靶材，其特征在于，所述磁控溅射靶材为圆形靶材。
4.根据权利要求3所述的磁控溅射靶材，其特征在于，所述磁控溅射靶材的溅射面关于所述磁控溅射靶材的中心对称。
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|---|---|---|---|---|
| CN105603371A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-05-25 | 杭州立昂微电子股份有限公司 | 一种磁性溅射靶材 |
| CN107686970A (zh) * | 2016-08-03 | 2018-02-13 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 靶材及其形成方法、靶材组件及其形成方法 |
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| CN108687488A (zh) * | 2017-04-06 | 2018-10-23 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 靶坯及其加工方法 |
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