CN85100096A - 平面磁控溅射靶及其镀膜方法 - Google Patents
平面磁控溅射靶及其镀膜方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN85100096A CN85100096A CN 85100096 CN85100096A CN85100096A CN 85100096 A CN85100096 A CN 85100096A CN 85100096 CN85100096 CN 85100096 CN 85100096 A CN85100096 A CN 85100096A CN 85100096 A CN85100096 A CN 85100096A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- target
- target plate
- electro
- sputtering target
- magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 239000007888 film coating Substances 0.000 title claims description 4
- 238000009501 film coating Methods 0.000 title claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910018182 Al—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017827 Cu—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
一种平面磁控溅射靶装置,至少包含有两个电磁铁,靶板由多块异种材料拼砌而成。通过调节各个电磁铁的励磁电流的相对比值,使靶板内表面跑道磁场的各个区段的磁场强度的相对比值发生变化,从而实现所镀制的合金膜成份在一定范围内的连续调节。
Description
本发明是关于平面磁控溅射靶装置,以及用该装置镀制合金膜的镀膜方法。
平面磁控溅射装置用于在基体上镀制薄膜。基体和溅射靶安装于真空室内。在低气压的辉光放电中,作为阴极的靶板被溅射。溅射原子沉积在基体上形成薄膜。
目前,用溅射法制备合金膜的方法,常用的可以分为三类:第一类,靶板本身就是合金材料,第二类,分离的多个溅射靶,装上不同的靶板材料同时进行溅射;第三类锒嵌靶,即靶板由不同材料锒嵌而成。第一及第三类都不易实现合金膜成份的连续调节。第二类需要多个电源装置,成本高,且不易控制。日本日立公司于1983年发明了一种用单靶实现成份连续可调的磁控溅射靶装置(Patent:JS8199-860-4),它是上述第三类的改进。该装置采用两个同心的环状电磁铁为磁体,通过随时调节两个电磁线圈的励磁电流的相对强弱,使跑道磁场(或等离子体环)的位置在溅射过程中不断改变,从而实现薄膜成份的调节。它需要复杂的励磁电流波形自动控制装置。
发明的概括
本发明的一个主要目的是提供一种使两种或多种材料同时溅射,並能连续调节薄膜成份的平面磁控溅射靶。该溅射靶的靶板由两种或多种材料构成。该溅射靶具有两个或两个以上的电磁铁。通过改变各个电磁铁的励磁电流,跑道磁场的各个区段的磁场强度比值发生变化,从而实现薄膜成份在一定范围内的连续调节。
发明的详细说明
图1是一个平面磁控溅射靶装置的原理图。用某种材料制成的靶板1、永磁体2、3、4产生磁力线5。这些磁力线在靶板表面形成一个跑道磁场,如图2所示。靶板中心为N极,外沿为S磁极。该跑道磁场把等离子体6约束在靶板表面,形成等离子体环(图2)。真空室容器7接地,並与直流电源8的阳极连接,整个溅射靶装置与直流源的阴极连结。机壳与溅射靶装置之间装有绝缘环9,等离子体中的离子受阴、阳两电极10、11间所加的电压加速向靶板碰撞,产生溅射效应。溅射的靶原子沉积在基板(未画出)上形成薄膜。随着溅射的进行,在靶表面位于等离子体环下方的区域(称为跑道),形成一个环状的V型刻蚀槽12。图1中,13是真空密封橡胶圈,14是冷却水管,15是磁体背板,16是靶背板。
图3是本发明的平面磁控溅射靶的一个实例构造说明图(其中,与图1具有相同作用的部份亦用相同的标号)。A、B两种材料的矩形块1a和1b按左右配置构成靶板1。本实例用左、右两个电磁线圈17a和17b以及三个磁极18、19、20在靶板1的表面产生磁力线分布5,形成的跑道磁场分为两段5a和5b。靶板中心为N磁极,外沿的两个S磁极构成环状。调节左、右两个电磁线圈的励磁电流的比值,即可以使跑道磁场左右两个区段的磁场强度的比值发生变化,从而改变A材料和B材料的溅射速率的比值,从而实现薄膜成份的连续调节。图3中,靶背板16镶有铜环21,22是延伸磁极。
作为一例,取A材料为Al,B材料为Cu。表1说明了本发明用于Al-Cu合金膜成份调节的效果。两电磁线圈的励磁电流I的变化范围均为2.7A-6.4A,靶板材料为非铁磁材料,厚度为7mm时,分别测量了I21a=2.7A,I21b=6.4A和I21a=6.4A,I21b=2.7A时的靶板表面的磁场强度,结果如图4中的实线和虚线所示,其中,纵坐标为磁场强度的水平分量(即图2中的x方向),横坐标为距靶板中心的水平距离。在实例中,跑道磁场划为左右两个区段,靶板为矩形,由Al和Cu两种材料配置,Al块和Cu块为矩形。
表1是矩形Al块和Cu块在本实例中的三种布置情况,並注明了调节两电磁线圈的励磁电流的相对比值时,Cu-Al合金膜层中的Al含量的变化范围。
表1 Cu-Al合金的成份调节
当靶板是铁磁材料时,为了保证靶板表面有足够大的磁场强度,本发明采用了延伸磁极至靶板表面的方法。作为一实例,如图3所示,背板16采用铁板,11为延伸的磁极。取A材料为Fe,B材料为Cu。表2说明了本发明用于Fe-Cu合金膜成份调节的结果。其中,在每组情况下,两电磁线圈的励磁电流I变化范围均为2.7A~6.4A。靶板材料布置方式如表2所示,分别测量了I21a=2.7A,I21b=6.4A和I21a=6.4A,I21b=2.7A时的实线和虚线所示,其中,纵坐标为磁场强度的水平分量(即图2中的x方向),横坐标为距靶板中心的水平距离。表2是矩形Al块和Fe块在本实例中的三种布置情况。並注明了调节两电磁线圈的励磁电流的相对比值时,Cu-Fe合金膜层中的Fe含量的变化范围。
表2 Cu-Fe合金的成份调节
采用图3所示的实例装置,镀制Al-Cu合金膜(按表1中的第2组靶板布置方式),测量了镀制薄膜成份的均匀性。结果表明,在30cm×40cm的面积范围内,Al成份上下波动<2%ωt,实验条件为:基板以20转/分速度旋转,转轴为真空室轴线;溅射靶置于真空器壁一侧。基板的镀膜面是对着转轴放置。平均溅射速率为280
/分。
补正 85100096
文件名称 页 行 补正前 补正后
说明书 1 12 JS8199-860-4 J58199-860-A
权利要求书 1 10 靶极 靶板
说明书附图 1 图1 (右侧)16 12 9 7 11 (右侧) 16 13 9 7 11
说明书附图 2 图3 (指着N极的)1b (指着N极的) 16
Claims (6)
1、一种平面磁控溅射靶装置,装有两种或两种以上材料构成的靶板,其特征在于配置两个或两个以上在靶板内表面产生跑道磁场,並控制该跑道上两个或两个以上区段的磁场强度相对比值的电磁铁。
2、如权利要求1所述的装置,其特征在于其中所述的各个电磁铁共用溅射靶心部的N磁极,各个电磁铁的S磁极顺序排列,构成封闭环状。
3、如权利要求1、2所述的装置,其特征在于其中顺序排列的各个S磁极,于分界处采用磁场隔离槽或由非铁磁材料制成的隔离块。
4、如权利要求1、2所述的装置,其特征在于其中所述的各种不同材料的靶板分别按跑道的各个区段配置。
5、如权利要求1、2、4所述的装置,其特征在于其中所述的靶极的材料中的一种或全部可以是厚度在3mm以上的铁磁材料。
6、采用如权利要求1、2、3、4所述的平面磁控溅射靶装置,其特征在于所镀合金膜的成份可实现连续调节的镀膜方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN85100096A CN85100096B (zh) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | 平面磁控溅射靶及其镀膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN85100096A CN85100096B (zh) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | 平面磁控溅射靶及其镀膜方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN85100096A true CN85100096A (zh) | 1986-07-16 |
CN85100096B CN85100096B (zh) | 1988-12-07 |
Family
ID=4790880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN85100096A Expired CN85100096B (zh) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | 平面磁控溅射靶及其镀膜方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN85100096B (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100434937C (zh) * | 2006-12-18 | 2008-11-19 | 中国科学技术大学 | 一种掺杂稳定化氧化锆的耐高温光学膜及其制备方法 |
CN1714422B (zh) * | 2002-10-15 | 2010-09-01 | 奥尔利康贸易股份公司(特吕巴赫) | 用于加工磁控管溅射涂层基底的方法和用于此的设备 |
CN101578394B (zh) * | 2007-07-31 | 2011-08-03 | 日矿金属株式会社 | 通过无电镀形成金属薄膜的镀敷物及其制造方法 |
CN101578393B (zh) * | 2007-07-31 | 2011-08-03 | 日矿金属株式会社 | 通过无电镀形成金属薄膜的镀敷物及其制造方法 |
CN106591787A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-04-26 | 燕山大学 | 一种厚度渐变图案化薄膜的制备方法 |
CN107083537A (zh) * | 2017-05-02 | 2017-08-22 | 霍尔果斯迅奇信息科技有限公司 | 新型高靶材利用率平面磁控溅射阴极 |
CN108172396A (zh) * | 2016-12-07 | 2018-06-15 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备 |
-
1985
- 1985-04-01 CN CN85100096A patent/CN85100096B/zh not_active Expired
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1714422B (zh) * | 2002-10-15 | 2010-09-01 | 奥尔利康贸易股份公司(特吕巴赫) | 用于加工磁控管溅射涂层基底的方法和用于此的设备 |
CN100434937C (zh) * | 2006-12-18 | 2008-11-19 | 中国科学技术大学 | 一种掺杂稳定化氧化锆的耐高温光学膜及其制备方法 |
CN101578394B (zh) * | 2007-07-31 | 2011-08-03 | 日矿金属株式会社 | 通过无电镀形成金属薄膜的镀敷物及其制造方法 |
CN101578393B (zh) * | 2007-07-31 | 2011-08-03 | 日矿金属株式会社 | 通过无电镀形成金属薄膜的镀敷物及其制造方法 |
CN106591787A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-04-26 | 燕山大学 | 一种厚度渐变图案化薄膜的制备方法 |
CN108172396A (zh) * | 2016-12-07 | 2018-06-15 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备 |
CN107083537A (zh) * | 2017-05-02 | 2017-08-22 | 霍尔果斯迅奇信息科技有限公司 | 新型高靶材利用率平面磁控溅射阴极 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN85100096B (zh) | 1988-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5865961A (en) | Magnetron sputtering apparatus and method | |
US5458759A (en) | Magnetron sputtering cathode apparatus | |
US5234560A (en) | Method and device for sputtering of films | |
KR100212087B1 (ko) | 스퍼터링 장치 | |
CN107083537A (zh) | 新型高靶材利用率平面磁控溅射阴极 | |
EP0335526A3 (en) | Magnetron with flux switching cathode and method of operation | |
CN85100096A (zh) | 平面磁控溅射靶及其镀膜方法 | |
US5512156A (en) | Sputtering electrode | |
US5106470A (en) | Method and device for controlling an electromagnet for a magnetron sputtering source | |
CN100573802C (zh) | 具有磁场发生装置的真空电弧光源 | |
US6783638B2 (en) | Flat magnetron | |
CN1141353A (zh) | 在基底上喷镀材料用的溅射装置 | |
RU2371514C1 (ru) | Дуальная магнетронная распылительная система | |
EP0413291A2 (en) | Method and device for sputtering of films | |
Window et al. | Magnetically confined sputter source with high ion flux | |
JPH0234780A (ja) | マグネトロンスパッタ用磁気回路 | |
CN101646799B (zh) | 用于大基片上沉积的磁控管源 | |
KR850008362A (ko) | 스퍼터코팅 장치 및 방법 | |
CN85105634A (zh) | 复合磁控溅射靶及其镀膜方法 | |
RU2242821C2 (ru) | Магнетронная распылительная система | |
JPH02111878A (ja) | スパッタリング装置 | |
JPS6217175A (ja) | スパツタリング装置 | |
CN1023653C (zh) | 可调式对向磁控溅射源 | |
CN2609940Y (zh) | 新型磁场旋转外圆柱靶 | |
CN1096825A (zh) | 对称磁体磁控溅射源 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C13 | Decision | ||
GR02 | Examined patent application | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |