TWI639176B - 一種磁控元件和磁控濺鍍裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種磁控元件和磁控濺鍍裝置。該磁控元件包括閉合磁控管和非閉合磁控管，閉合磁控管的內磁極和外磁極之間組成閉合的電漿路徑，非閉合磁控管的第一磁極和第二磁極之間組成非閉合的電漿路徑，閉合的電漿路徑和非閉合的電漿路徑至少對應位於靶材的中心到靶材的邊緣的半徑區域，且閉合的電漿路徑在靶材徑向上的有效延伸長度和非閉合的電漿路徑在靶材徑向上的有效延伸長度之和大於等於靶材的半徑。該磁控元件能夠實現靶材的全靶腐蝕，避免靶材的中心區域出現顆粒，提高靶材的利用率；還能提高濺鍍過程中金屬靶材的離化率；同時提高晶片上通孔的填充效果。

Description

一種磁控元件和磁控濺鍍裝置

本發明涉及磁控濺鍍技術領域，具體地，涉及一種磁控元件和磁控濺鍍裝置。

濺鍍是指荷能粒子（例如氬離子）轟擊固體表面，引起表面各種粒子，如原子、分子或團束從該物體表面逸出的現象。在磁控濺鍍裝置中，電漿產生於腔室中，電漿的正離子被陰極負電所吸引，轟擊腔室中的靶材，撞出靶材的原子，並沉積到基底上。在非反應濺鍍的情況下，氣體是惰性氣體，例如氬氣。在反應濺鍍中，則採用反應氣體和惰性氣體一起使用。磁控濺鍍裝置廣泛的應用於積體電路、液晶顯示器、薄膜太陽能及LED領域等。

為了改善濺鍍的效果，在靶材附近使用了磁鐵，它可以迫使電漿中的電子按照一定的軌道運動，增加了電子的運動時間，從而增加了電子和要電離的氣體碰撞的機會，從而得到高密度的電漿，提供高的沉積速率。同時磁鐵所控的電子的軌道會影響不同位置的靶材的侵蝕速率，影響靶材的壽命。同時還會影響薄膜的沉積的均勻性。

為了實現濺鍍過程中靶材的全靶腐蝕，如第1a圖至第1c圖所示，在先前技術一中，磁控管6採用如第1a圖中的腎形嵌套式結構。磁控管6固定安裝在磁控管安裝板9上，磁控管安裝板9固定在驅動板8上，驅動板8與托架10通過軸14活動連接，驅動板8能繞軸14轉動，托架10與驅動板8之間還連接有彈簧5；托架10與驅動軸4活動連接，且托架10能繞驅動軸4轉動。驅動軸4對應位於靶材的中心。磁控濺鍍製程開始時，托架10帶動驅動板8和磁控管6繞驅動軸4旋轉，如：驅動軸4以一定轉速逆時針旋轉，轉速足夠高時使得磁控管6的離心力超過彈簧5的彈力，驅動板8和其固定的磁控管安裝板9繞著托架10上的軸14轉向外側（如第1b圖），從而使磁控管6對應位於靶材7的邊緣區域，此時，在磁控管6的作用下，電漿蝕刻靶材7的邊緣區域。相反，轉速很低時，驅動軸4仍然逆時針轉動，但很低的轉速使得磁控管6的離心力小於彈簧5的彈力，彈簧5將驅動板8和其固定的磁控管安裝板9繞著托架10上的軸14拉向內側(如第1c圖)，從而使磁控管6被拉回到對應靶材7的中心區域的位置，此時，在磁控管6的作用下，電漿蝕刻靶材7的中心區域。在整個製程過程中，通過改變托架10的轉速控制磁控管6在對應靶材7的邊緣區域和中心區域之間進行位置轉換，從而實現對靶材7的邊緣區域和中心區域的腐蝕，最終實現全靶腐蝕。

但是，先前技術一中只能通過控制托架10的轉速使靶材7的邊緣區域和中心區域先後完成腐蝕，即，先腐蝕靶材7的邊緣區域再腐蝕其中心區域，然而這樣會導致靶材7的中心區域所對應的晶片區域出現顆粒，從而導致濺鍍製程品質和產品良率都比較低。

另外，先前技術一中，由於彈簧存在彈性性能損耗問題，所以很難通過不同轉速準確控制磁控管的位置而實現全靶腐蝕。

本發明針對先前技術中存在的上述技術問題，提供一種磁控元件和磁控濺鍍裝置。該磁控元件能夠實現靶材的全靶腐蝕，避免靶材的中心區域出現顆粒，提高靶材的利用率；還能提高濺鍍過程中金屬靶材的離化率；同時提高晶片上通孔的填充效果。

本發明提供一種磁控元件，用於濺鍍靶材，包括閉合磁控管和非閉合磁控管，該閉合磁控管的內磁極和外磁極之間組成閉合的電漿路徑，該非閉合磁控管的第一磁極和第二磁極之間組成非閉合的電漿路徑，該閉合的電漿路徑和該非閉合的電漿路徑至少對應位於該靶材的中心到該靶材的邊緣的半徑區域，且該閉合的電漿路徑在該靶材徑向上的有效延伸長度和該非閉合的電漿路徑在該靶材徑向上的有效延伸長度之和大於等於該靶材的半徑。

較佳地，在該磁控元件的旋轉過程中，該閉合的電漿路徑和該非閉合的電漿路徑所經過的區域互不重合，該磁控元件的旋轉中心對應位於該閉合的電漿路徑或者該非閉合的電漿路徑中，該磁控元件的旋轉中心與該靶材的中心重合。

較佳地，該閉合磁控管在該靶材所在平面的正投影對應位於該靶材的邊緣區域，該非閉合磁控管在該靶材所在平面的正投影對應位於該靶材的中心區域。

較佳地，該閉合磁控管在該靶材所在平面的正投影對應位於該靶材的中心區域，該非閉合磁控管在該靶材所在平面的正投影對應位於該靶材的邊緣區域。

較佳地，該非閉合的電漿路徑在該靶材徑向上的有效延伸長度等於該靶材的直徑長度。

較佳地，該閉合磁控管的外磁極和該非閉合磁控管的第一磁極連接。

較佳地，該閉合磁控管的該外磁極用作該非閉合磁控管的該第一磁極，該外磁極和該第二磁極之間組成該非閉合的電漿路徑。

本發明還提供一種磁控濺鍍裝置，包括靶材，還包上述的磁控元件，該磁控元件設置在該靶材的正上方；還包括直流電源和/或射頻電源，該直流電源和/或該射頻電源連接該靶材，用於為該靶材提供濺鍍功率。

較佳地，該射頻電源的頻率範圍為400k-60MHz。

較佳地，該射頻電源的頻率為400kHz、2MHz、13.56MHz、40MHz或60MHz。

本發明的有益效果：本發明所提供的磁控元件，通過使閉合的電漿路徑和非閉合的電漿路徑至少對應位於靶材的中心到靶材的邊緣的半徑區域，且閉合的電漿路徑在靶材徑向上的有效延伸長度和非閉合的電漿路徑在靶材徑向上的有效延伸長度之和大於等於靶材的半徑，不僅能夠實現靶材的全靶腐蝕，提高靶材的利用率；而且能夠避免靶材的中心區域所對應的晶片區域出現顆粒，提高磁控濺鍍製程的品質和產品良率；同時，在靶材上施加直流電源的情況下，由於閉合的電漿路徑面積的減小，能提高閉合的電漿路徑作用到靶材上的功率密度，從而提高了靶材的離化率，而且還提高了晶片上通孔的填充效果。

本發明所提供的磁控濺鍍裝置，通過採用上述磁控元件，不僅提高了金屬靶材的離化率，而且實現了全靶腐蝕。

為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明所提供的一種磁控元件和磁控濺鍍裝置作進一步詳細描述。

實施例1： 本實施例提供一種磁控元件，用於濺鍍靶材，如第2圖所示，包括閉合磁控管1和非閉合磁控管2，閉合磁控管1的內磁極11和外磁極12之間組成閉合的電漿路徑13，非閉合磁控管2的第一磁極21和第二磁極22之間組成非閉合的電漿路徑23，閉合的電漿路徑13和非閉合的電漿路徑23至少對應位於靶材的中心到靶材的邊緣的半徑區域，且閉合的電漿路徑13在靶材徑向上的有效延伸長度和非閉合的電漿路徑23在靶材徑向上的有效延伸長度之和大於等於靶材的半徑。

其中，閉合磁控管1的外磁極12呈閉合的環狀，內磁極11嵌套於外磁極12的內部，且內磁極11與外磁極12之間形成間隔區域，內磁極11和外磁極12之間的間隔區域呈閉合的環狀，該閉合的環狀的間隔區域為閉合磁控管1的有效磁場區域，該有效磁場區域即為閉合磁控管1的閉合的電漿路徑13。非閉合磁控管2指其所包含的第一磁極21和第二磁極22各自均不閉合且二者之間相互間隔形成間隔區域，該間隔區域呈非閉合圖形，該非閉合的間隔區域為第一磁極21和第二磁極22所形成的非閉合磁控管2的有效磁場區域，該有效磁場區域即為非閉合磁控管2的非閉合的電漿路徑23。需要說明的是，本申請中所說的有效磁場區域是指該磁場區域的磁場強度相對較強，且磁控元件主要通過其有效磁場區域發揮磁場作用，但磁控元件並不是只有其有效磁場區域才具有磁場。

需要說明的是，磁控元件在磁控濺鍍製程過程中繞其旋轉中心旋轉，以使其電漿路徑掃過靶材的製程面，從而使靶材在電漿路徑的磁場作用下進行腐蝕，無論電漿路徑是什麼形狀，實際在靶材徑向上發生作用的是電漿路徑在靶材徑向上的等效直線段所對應的部分。由於閉合的電漿路徑13的每一邊可以呈直線狀，也可以呈曲線狀，且直線狀邊的閉合的電漿路徑13可以與靶材的徑向平行，也可以與靶材的徑向不平行，所以，閉合的電漿路徑13在靶材徑向上的有效延伸長度指的是：閉合的電漿路徑13在靶材的徑向上的等效直線段長度。同理，由於非閉合的電漿路徑23的可以呈直線狀，也可以呈曲線狀，且直線狀的非閉合的電漿路徑23可以與靶材的徑向平行，也可以與靶材的徑向不平行，所以，非閉合的電漿路徑23在靶材徑向上的有效延伸長度指的是：非閉合的電漿路徑23在靶材的徑向上的等效直線段長度。

本實施例中，靶材為圓形，磁控元件的閉合的電漿路徑13和非閉合的電漿路徑23對應位於靶材的中心到靶材的邊緣的半徑區域，且閉合的電漿路徑13在靶材徑向上的有效延伸長度和非閉合的電漿路徑23在靶材徑向上的有效延伸長度之和等於靶材的半徑，這樣，磁控元件在製程過程中旋轉時，其電漿路徑整體能夠恰好對應掃過整個靶材，從而實現靶材的全靶腐蝕，提高了靶材的利用率；同時，磁控元件在製程過程中旋轉時，由於閉合的電漿路徑13和非閉合的電漿路徑23能夠恰好對應掃過整個靶材，所以能使整個靶材都遭受腐蝕，從而避免先前技術中因先腐蝕靶材的邊緣區域再腐蝕其中心區域所導致的靶材中心區域所對應的晶片區域出現顆粒的問題，進而提高了濺鍍製程的品質和產品良率。

本實施例中，在磁控元件的旋轉過程中，閉合的電漿路徑13和非閉合的電漿路徑23所經過的區域互不重合，磁控元件的旋轉中心P對應位於非閉合的電漿路徑23中，這樣，通過旋轉磁控元件可以使電漿路徑整體掃過全靶，從而能夠實現全靶腐蝕。較佳的，磁控元件的旋轉中心P與靶材中心重合，如此設置，無需設置面積很大的電漿路徑，即可實現全靶腐蝕，從而在保證全靶腐蝕的前提下節約了磁體的用量；而且本實施例中只要該磁控元件繞其旋轉中心P自轉即可實現全靶腐蝕，無需像先前技術那樣，需要借助彈簧等部件在磁控管旋轉過程中改變磁控管的位置，以便覆蓋更多的靶材區域；因此，本實施例提供的磁控元件無需設置彈簧等易老化部件，這樣不僅結構簡單，而且也不會因彈簧等易老化部件的工作狀態變化而影響濺鍍的穩定性。同時，相對於先前技術中磁控元件對應在靶材的半徑區域只設置有閉合電漿路徑的情況，本實施例中由於對應在靶材的半徑區域既設置有閉合的電漿路徑13，又設置有非閉合的電漿路徑23，且二者在磁控元件旋轉過程中掃過的區域互不重合，所以使閉合的電漿路徑13的面積相對減小，在靶材上施加直流電源的情況下，面積的減小能提高閉合的電漿路徑13作用到靶材上的功率密度，從而提高了靶材的離化率，以及提高了晶片上通孔的填充效果。

本實施例中，閉合磁控管1在靶材所在平面的正投影對應位於靶材的邊緣區域，非閉合磁控管2在靶材所在平面的正投影對應位於靶材的中心區域。如此，磁控元件在製程過程中旋轉時，閉合的電漿路徑13便對應掃過靶材的邊緣區域，非閉合的電漿路徑23便對應掃過靶材的中心區域，並且，閉合的電漿路徑13在靶材徑向上的有效延伸長度和非閉合的電漿路徑23在靶材徑向上的有效延伸長度之和大於等於靶材的半徑，這樣，當閉合磁控管1和非閉合磁控管2繞旋轉中心P旋轉一周後，閉合的電漿路徑13在靶材上的正投影所掃過的區域為以P為圓心的圓環，非閉合的電漿路徑23在靶材上的正投影所掃過的區域為以P為圓心的圓（即非閉合的電漿路徑23所構成的圓），且圓環的內徑小於等於圓（路徑23所構成的圓）的直徑。如此設置，通過旋轉磁控元件可以使磁控元件的電漿路徑整體掃過全靶，實現全靶腐蝕，從而提高了靶材的利用率。磁控元件繞旋轉中心P旋轉過程中，由於閉合的電漿路徑13對應掃過靶材的邊緣區域，同時非閉合的電漿路徑23對應掃過靶材的中心區域，在製程過程中，靶材的中心區域和靶材的邊緣區域同時遭受腐蝕，因此能夠避免先前技術中因先腐蝕靶材的邊緣區域再腐蝕中心區域導致的靶材中心區域所對應晶片區域出現顆粒的問題，從而提高了濺鍍製程的品質和產品良率。

本實施例中，閉合磁控管1的外磁極12和非閉合磁控管2的第一磁極21連接。如此設置，在磁控元件繞其旋轉中心P旋轉過程中，能夠更好地使閉合的電漿路徑13和非閉合的電漿路徑23共同掃過靶材的半徑區域，從而避免靶材的半徑區域局部被遺漏，進而更好地實現全靶腐蝕。

需要說明的是，如第3圖所示，閉合磁控管1與非閉合磁控管2也可以不連接，即二者相互獨立設置，且在磁控元件旋轉過程中，閉合的電漿路徑13和非閉合的電漿路徑23所經過的區域部分重合，閉合磁控管1形成的閉合的電漿路徑13和由非閉合磁控管2形成的非閉合的電漿路徑23共同掃過靶材的半徑區域。如此設置，同樣能夠實現全靶腐蝕；同時，相對於先前技術中磁控元件對應在靶材的半徑區域只設置有閉合電漿路徑的情況，第3圖中的磁控元件由於對應在靶材的半徑區域既設置有閉合的電漿路徑13，又設置有非閉合的電漿路徑23，且二者在磁控元件旋轉過程中掃過的區域只有部分重合，所以使閉合的電漿路徑13的面積相對減小，在靶材上施加直流電源的情況下，面積的減小能提高閉合的電漿路徑13作用到靶材上的功率密度，從而提高了靶材的離化率，以及提高了晶片上通孔的填充效果。

本實施例中，磁控元件還包括背板3，閉合磁控管1和非閉合磁控管2設置在背板3的同一面上。背板3的形狀為圓形，且背板3與靶材大小相同，背板3與靶材完全重合，背板3能在電機的帶動下旋轉，從而帶動閉合磁控管1和非閉合磁控管2旋轉。背板3的設置能使閉合磁控管1和非閉合磁控管2與靶材之間保持設定距離，確保磁控濺鍍的穩定性。

本實施例中，如第2圖所示，閉合磁控管1的內磁極11和外磁極12的閉合形狀均為腎形。當然，閉合磁控管1的內磁極11和外磁極12的閉合形狀也可以均為圓形（如第4圖所示），或者，閉合磁控管1的內磁極11和外磁極12的閉合形狀也可以為其他的閉合形狀。

另外，本實施例中，閉合磁控管1的內磁極11和外磁極12之間的間距（即閉合的電漿路徑13的寬度）與非閉合磁控管2的第一磁極21和第二磁極22之間的間距（即非閉合的電漿路徑23的寬度）相等。如此設置，能使閉合的電漿路徑13與非閉合的電漿路徑23內的磁場強度相同，從而有利於實現靶材的均勻濺鍍。當然，閉合的電漿路徑13的寬度與非閉合的電漿路徑23的寬度也可以不相等。

實施例2： 本實施例提供一種磁控元件，與實施例1中不同的是，如第5圖所示，閉合磁控管1的外磁極12用作非閉合磁控管2的第一磁極，外磁極12和第二磁極22之間組成非閉合的電漿路徑。即非閉合磁控管2的第二磁極22與閉合磁控管1的外磁極12之間相互間隔並形成間隔區域，該間隔區域內形成有效磁場，該有效磁場區域即為非閉合的電漿路徑23。

本實施例中，在磁控元件繞其旋轉中心P旋轉過程中，閉合的電漿路徑13對應掃過靶材半徑區域內的部分區域，非閉合的電漿路徑23對應掃過靶材的整個半徑區域，在靶材濺鍍過程中，通過閉合的電漿路徑13和非閉合的電漿路徑23共同對應掃過靶材的半徑區域，從而實現了全靶腐蝕，提高了靶材的利用率；同時還避免了先前技術中因先腐蝕靶材的邊緣區域再腐蝕其中心區域所導致的靶材中心區域所對應的晶片區域出現顆粒的問題，從而提高了濺鍍製程的品質和產品良率；另外，相對於先前技術中磁控元件對應在靶材的半徑區域只設置有閉合電漿路徑的情況，第5圖中的磁控元件由於對應在靶材的半徑區域既設置有閉合的電漿路徑13，又設置有非閉合的電漿路徑23，且二者在磁控元件旋轉過程中掃過的區域只有部分重合，所以使閉合的電漿路徑13的面積相對減小，在靶材上施加直流電源的情況下，面積的減小能提高閉合的電漿路徑13作用到靶材上的功率密度，從而提高了靶材的離化率，以及提高了晶片上通孔的填充效果。

本實施例中磁控元件的其他結構與實施例1中相同，此處不再贅述。

實施例3： 本實施例提供一種磁控元件，與實施例1-2不同的是，如第6圖所示，閉合磁控管1在靶材所在平面的正投影對應位於靶材的中心區域，非閉合磁控管2在靶材所在平面的正投影對應位於靶材的邊緣區域。

在磁控元件繞其旋轉中心P旋轉過程中，閉合的電漿路徑13對應掃過靶材的中心區域，非閉合的電漿路徑23對應掃過靶材的邊緣區域，閉合的電漿路徑13和非閉合的電漿路徑23共同對應掃過靶材的半徑區域，從而實現了全靶腐蝕，提高了靶材的利用率；同時還避免了先前技術中因先腐蝕靶材的邊緣區域再腐蝕其中心區域所導致的靶材中心區域所對應的晶片區域出現顆粒的問題，從而提高了濺鍍製程的品質和產品良率；同時，相對於先前技術中磁控元件對應在靶材的半徑區域只設置有閉合電漿路徑的情況，本實施例中由於對應在靶材的半徑區域既設置有閉合的電漿路徑13，又設置有非閉合的電漿路徑23，且二者在磁控元件旋轉過程中掃過的區域互不重合，所以使閉合的電漿路徑13的面積相對減小，在靶材上施加直流電源的情況下，面積的減小能提高閉合的電漿路徑13作用到靶材上的功率密度，從而提高了靶材的離化率，以及提高了晶片上通孔的填充效果。

相應地，本實施例中磁控元件的旋轉中心P對應位於閉合的電漿路徑13中。如此設置，通過旋轉磁控元件可以使電漿路徑整體掃過全靶，如此可以實現全靶腐蝕。

本實施例中磁控元件的其他結構與實施例1或2中相同，此處不再贅述。

實施例4： 本實施例提供一種磁控元件，與實施例1-3不同的是，如第7圖所示，閉合的電漿路徑13在靶材徑向上的有效延伸長度和非閉合的電漿路徑23在靶材徑向上的有效延伸長度之和大於靶材的半徑。較佳地，非閉合的電漿路徑23在靶材徑向上的有效延伸長度等於靶材的直徑長度。即非閉合的電漿路徑23在靶材的徑向上的等效直線段長度等於靶材的直徑長度。本實施例中閉合磁控管1的設置方式與實施例1-3中的任意一個相同。

如此設置，在磁控元件繞其旋轉中心P旋轉過程中，閉合的電漿路徑13對應掃過靶材的部分半徑區域，非閉合的電漿路徑23對應掃過靶材的整個直徑區域，閉合的電漿路徑13和非閉合的電漿路徑23共同對應掃過靶材的整個直徑區域，從而實現了全靶腐蝕，提高了靶材的利用率；同時還避免了先前技術中因先腐蝕靶材的邊緣區域再腐蝕其中心區域所導致的靶材中心區域所對應的晶片區域出現顆粒的問題，從而提高了濺鍍製程的品質和產品良率；同時，相對於先前技術中磁控元件對應在靶材的半徑區域只設置有閉合電漿路徑的情況，第7圖中的磁控元件由於對應在靶材的半徑區域既設置有閉合的電漿路徑13，又設置有非閉合的電漿路徑23，且二者在磁控元件旋轉過程中掃過的區域只有部分重合，所以使閉合的電漿路徑13的面積相對減小，在靶材上施加直流電源的情況下，面積的減小能提高閉合的電漿路徑13作用到靶材上的功率密度，從而提高了靶材的離化率，以及提高了晶片上通孔的填充效果。

本實施例中磁控元件的其他結構與實施例1-3中的任意一個相同，此處不再贅述。

實施例1-4的有益效果：實施例1-4中所提供的磁控元件，通過使閉合的電漿路徑和非閉合的電漿路徑至少對應位於靶材的中心到靶材的邊緣的半徑區域，且閉合的電漿路徑在靶材徑向上的有效延伸長度和非閉合的電漿路徑在靶材徑向上的有效延伸長度之和大於等於靶材的半徑，不僅能夠實現靶材的全靶腐蝕，提高靶材的利用率；而且能夠避免靶材的中心區域所對應的晶片區域出現顆粒，提高磁控濺鍍製程的品質和產品良率；同時，在靶材上施加直流電源的情況下，由於閉合的電漿路徑面積的減小，能提高閉合的電漿路徑作用到靶材上的功率密度，從而提高了靶材的離化率，以及提高了晶片上通孔的填充效果。

實施例5： 本實施例提供一種磁控濺鍍裝置，如第8圖所示，包括靶材7，還包括實施例1-4任意一個中的磁控元件15，磁控元件15設置在靶材7的正上方；磁控濺鍍裝置還包括射頻電源16和/或直流電源17，及其控制元件18，射頻電源16和/或直流電源17連接至靶材7，控制元件18連接射頻電源16和/或直流電源17，控制元件18用於控制射頻電源16和/或直流電源17為靶材7提供濺鍍功率。

其中，控制元件18控制射頻電源16和直流電源17交替施加到靶材7上，以便為靶材7提供濺鍍功率。在射頻電源16的作用下，因為閉合的電漿路徑和非閉合的電漿路徑至少對應位於靶材7的中心到靶材7的邊緣的半徑區域，且閉合的電漿路徑在靶材7徑向上的有效延伸長度和非閉合的電漿路徑在靶材7徑向上的有效延伸長度之和大於等於靶材7的半徑，能使靶材7的表面腐蝕更加均勻，實現全靶腐蝕，且靶材利用率較高，同時還能提高靶材7的離化率；在直流電源17的作用下，因為閉合磁控管的閉合電漿路徑面積相對減小，提高了閉合的電漿路徑作用到靶材7上的功率密度，從而提高了靶材7的離化率，而且還提高了晶片19表面的通孔填充效果。射頻電源16和直流電源17交替作用於靶材7，即可在實現全靶腐蝕，並提高靶材利用率；同時還能提高靶材7的離化率，獲得較好的通孔填充效果。

本實施例中，射頻電源的頻率範圍為400k-60MHz。較佳射頻電源的頻率為400kHz、2MHz、13.56MHz、40MHz或60MHz。

實施例5的有益效果，實施例5所提供的磁控濺鍍裝置，通過採用實施例1-4任意一個中的磁控元件，不僅提高了金屬靶材的離化率，而且實現了全靶腐蝕。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不侷限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。

1‧‧‧閉合磁控管

2‧‧‧非閉合磁控管

3‧‧‧背板

4‧‧‧驅動軸

5‧‧‧彈簧

6‧‧‧磁控管

7‧‧‧靶材

8‧‧‧驅動板

9‧‧‧磁控管安裝板

10‧‧‧托架

11‧‧‧內磁極

12‧‧‧外磁極

13‧‧‧閉合的電漿路徑

14‧‧‧軸

15‧‧‧磁控元件

16‧‧‧射頻電源

17‧‧‧直流電源

18‧‧‧控制元件

19‧‧‧晶片

21‧‧‧第一磁極

22‧‧‧第二磁極

23‧‧‧非閉合的電漿路徑

P‧‧‧磁控元件的旋轉中心

第1a圖為先前技術一中磁控管相對靶材的運動示意圖； 第1b圖為第1a圖中磁控管的轉速較高時驅動板相對托架的轉動位置示意圖； 第1c圖為第1a圖中磁控管的轉速較低時驅動板相對托架的轉動位置示意圖； 第2圖為本發明實施例1中磁控元件的結構俯視圖； 第3圖為本發明實施例1中磁控元件的另一種結構俯視圖； 第4圖為本發明實施例1中磁控元件的又一種結構俯視圖； 第5圖為本發明實施例2中磁控元件的結構俯視圖； 第6圖為本發明實施例3中磁控元件的結構俯視圖； 第7圖為本發明實施例4中磁控元件的結構俯視圖； 第8圖為本發明實施例5中磁控濺鍍裝置的結構示意圖。

Claims (10)

1. 一種磁控元件，用於濺鍍靶材，其特徵在於，包括一閉合磁控管和一非閉合磁控管，該閉合磁控管的內磁極和外磁極之間組成一閉合的電漿路徑，該非閉合磁控管的第一磁極和第二磁極之間組成一非閉合的電漿路徑，該閉合的電漿路徑和該非閉合的電漿路徑至少對應位於該靶材的中心到該靶材的邊緣的半徑區域，且該閉合的電漿路徑在該靶材徑向上的等效直線段長度和該非閉合的電漿路徑在該靶材徑向上的等效直線段長度之和大於等於該靶材的半徑。
2. 如申請專利範圍第1項所述之磁控元件，其中在該磁控元件的旋轉過程中，該閉合的電漿路徑和該非閉合的電漿路徑所經過的區域互不重合，該磁控元件的旋轉中心對應位於該閉合的電漿路徑或者該非閉合的電漿路徑中，該磁控元件的旋轉中心與該靶材的中心重合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之磁控元件，其中該閉合磁控管在該靶材所在平面的正投影對應位於該靶材的邊緣區域，該非閉合磁控管在該靶材所在平面的正投影對應位於該靶材的中心區域。
4. 如申請專利範圍第1項所述之磁控元件，其中該閉合磁控管在該靶材所在平面的正投影對應位於該靶材的中心區域，該非閉合磁控管在該靶材所在平面的正投影對應位於該靶材的邊緣區域。
5. 如申請專利範圍第1項所述之磁控元件，其中該非閉合的電漿路徑在該靶材徑向上的有效延伸長度等於該靶材的直徑長度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之磁控元件，其中該閉合磁控管的外磁極和該非閉合磁控管的第一磁極連接。
7. 如申請專利範圍第1項所述之磁控元件，其中該閉合磁控管的該外磁極用作該非閉合磁控管的該第一磁極，該外磁極和該第二磁極之間組成該非閉合的電漿路徑。
8. 一種磁控濺鍍裝置，包括一靶材，其特徵在於，還包括申請專利範圍第1項至第7項任一項所述之磁控元件，該磁控元件設置在該靶材的正上方；還包括一直流電源和/或一射頻電源，該直流電源和/或該射頻電源連接該靶材，用於為該靶材提供濺鍍功率。
9. 如申請專利範圍第8項所述之磁控濺鍍裝置，其中該射頻電源的頻率範圍為400k-60MHz。
10. 如申請專利範圍第9項所述之磁控濺鍍裝置，其中該射頻電源的頻率為400kHz、2MHz、13.56MHz、40MHz或60MHz。