[发明专利]平面磁控溅射阴极

说明书

技术领域

本发明涉及一种平面磁控溅射阴极，尤其涉及一种能够提高靶材利用率的平面磁控溅射阴极。

背景技术

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称PVD)，是一种利用物理方式在基材上沉积薄膜的技术。磁控溅射技术是物理气相沉积技术的一种。在磁控溅射镀膜技术中，高能离子(通常为电场加速的氩气离子)轰击靶材表面，靶材表面离子或原子与入射的高能离子交换能量后从靶材表面飞溅出来，并在基材上沉积成膜。

目前，在磁控溅射镀膜技术应用领域，广泛使用的是平面磁控溅射阴极。如图1所示的现有的平面磁控溅射阴极200包括靶材201、磁体装置203、磁靴205。所述磁体装置203包括三个磁体210，该三个磁体210装设于靶材201的背面(即与靶材201的溅射面相对的一面)。所述磁靴205设置于磁体装置203相对于所述靶材201的一面。图2所示为图1去除所述靶材201后，从图1箭头所示的方向观测所述磁体装置203。如图2所示，所述每一磁体210由若干磁铁207纵向堆叠而成，且相邻的二磁体210之间的极性(N极和S极的朝向)排布相反。在溅射过程中，靶材201表面的磁场强度分布如图1中虚线所示。靶材201表面的磁场强度的水平分量越高的区域，其溅射速率越高，消耗也就越大，因此溅射一段时间后，靶材201表面就会出现如图1所示的蚀刻坑211。蚀刻坑211最深处，对应磁场水平分量最强的地方，而靶材201的其他部位蚀刻较浅，甚至没有蚀刻。当蚀刻坑211深到一定程度，靶材201就需要更换，否则靶材201将被击穿，对镀膜设备造成损坏。平面阴极的靶材201的不均匀刻蚀，使得靶材201的利用率较低，通常只有20-30%，镀膜成本较高。

发明内容

有鉴于此，提供一种能够有效提高靶材利用率的平面磁控溅射阴极。

一种平面磁控溅射阴极，其包括靶材、磁体装置、磁靴，所述磁体装置装设于靶材的相对于溅射表面的一面，所述磁靴设置于磁体装置远离所述靶材的一面，所述磁体装置包括平行且等间隔设置的三第一磁体，该三第一磁体分别设置于靶材的两侧和中间，且相邻的二第一磁体的极性排布相反，该磁体装置还包括四第二磁体，该四第二磁体为两两一组设置于相邻的二第一磁体之间，且每一第二磁体均与所述第一磁体平行；且该磁体装置中相邻的第一磁体与第二磁体的极性排布相反，相邻的二第二磁体的极性排布相反。

本发明平面磁控溅射阴极在原有装设的三第一磁体的基础上，还增加了四第二磁体，如此使得靶材表面的磁场强度分布更加均匀，使得靶材表面的蚀刻区大大宽化，从而有效提高了靶材的利用率。

附图说明

图1为现有的平面磁控溅射阴极的俯视示意图；

图2为现有的平面磁控溅射阴极的磁体装置的正面示意图；

图3为本发明较佳实施例的平面磁控溅射阴极的俯视示意图；

图4为本发明较佳实施例的平面磁控溅射阴极的磁体装置的正面示意图；

图5为本发明较佳实施例的靶材表面的磁力线分布示意图；

图6为本发明较佳实施例的靶材表面的磁场强度分布示意图。

主要元件符号说明