[实用新型]磁路机构及具有该磁路机构的磁控溅射阴极

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磁场产生机构，尤其涉及一种能产生变化磁场的用来形成光学数据载体的反射层或半反射层的真空镀膜装置中的磁路机构。

背景技术

众所周知，在溅镀法中，离子一般由辉光放电中的气体原子和电子之间的碰撞所产生。这些离子由于加速到靶阴极之中并导致所述靶材的原子从所述阴极表面喷射出。基片放置在适当的位置以使其截取所喷射出的原子的一部分。因此，靶材镀膜就沉淀在所述基片的表面上。

溅镀镀膜是一项广泛应用的技术，用于在衬底上沉淀材料薄膜。溅镀是由于气体离子轰击靶而导致的材料上的物理喷射。这种技术的一种形式，即已知的DC溅镀中，形成与阳极和靶阴极之间的由等离子体放电所产生的正离子被吸引到所述靶阴极并撞击所述靶阴极，将原子从阴极的靶材表面撞出，因而提供原子。一些撞出的原子撞击所述衬底的表面形成镀膜。在反应溅镀中，气态类物质也出现在所述基片表面并与来自所述靶材表面的原子发生反应，在一些实施例中是与这些原子结合，以形成理想的镀膜材料。

在操作中，当使氩进入镀膜腔时，加在所述靶阴极与所述阳极之间的DC电压将所述氩电离以形成等离子体，且所述正电荷氩离子被引到所述负电荷靶。所述离子用大量的能量撞击所述靶并导致靶原子或原子团从所述靶溅出。所述溅出的靶材中的一些撞击要进行镀膜的晶片或衬底材料并沉淀在所述晶片或衬底材料上，因此就形成镀膜。为了获得增加的沉淀速度并降低操作压力，目前已采用了提高磁性的靶。在平面磁控管中，所述阴极包括永磁体，所述永磁体以闭环方式布置，并安装于与平的靶板相对固定的位置处。所产生的磁场导致电子在闭环内移动，所述闭环一般称为“跑道”，所述跑道建立了一个通道或区域，靶材的溅镀或腐蚀沿着这个通道或区域发生。在磁控阴极中，磁场约束所述辉光放电等离子体并增加所述电子在电场的影响下移动的路径的长度。这就会导致在所述气体中原子与电子的碰撞几率的增加，从而导致比没有使用磁约束所获得的溅镀速度高得多的溅镀速度。而且所述溅镀方法也可以以低得多的气体压力来实现。

平面的和圆柱形的磁控管用在反应或非反应溅镀中的一个限制是，通过溅镀而沉淀的膜并没有达到许多精密的用途中所要求的高度的均匀性、可重复性及径向方向呈单调变化的薄膜。

基于上述原因，希望产生一种磁控溅镀装置，从设备到设备、从运行批次到运行批次穿过单独的基片增加产量和产品的均匀度，这是人们所希望的。装置中设备的几何机构，尤其是所述阴极与要进行镀膜的物体之间的关系，对沉淀速度和镀膜的面积以及产品质量和一致性都有着极大的影响。穿过衬底的层厚的变化称为溢流(runoff)。通过模塑所述设备的几何结构可预测上述这种溢流。在许多镀膜设备中用掩膜来将所述镀膜速度的变化降低到可接受的水平。但随着时间的推移，这些掩膜将聚集大量的镀膜材料。一旦，所述材料达到临界厚度，它就会剥落并促进颗粒的形成，而这些颗粒会降低所述镀膜的质量。且清理焊缝并保持这样的掩膜也是非常精致的工艺。