[发明专利]磁控管溅射方法、磁控溅射电极及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁控管溅射方法、磁控管溅射电极及其装置。

背景技术

图1所示为目前的磁控管溅射装置（以下称为溅射装置）。溅射装置1拥有真空溅射室11，在真空溅射室11上部有基板搬运装置2，基板搬运装置2包含装载处理基板S的载体21和成膜时的掩体22，并且真空溅射室11设有气体导入装置3。气体导入装置3通过设有流量控制锟31的气管32与其他源33相通，可向真空溅射室11导入一定流量的Ar或H₂O等气体。在真空溅射室11的下侧，配置有磁控管溅射电极4。

磁控管溅射电极4包括在处理基板S对面设置的靶41，靶41的大小较处理基板S长宽均要大些，靶41固定在背板42上，通过绝缘板43安装在磁控溅射电极4的框架44上，通电后在靶41与处理基板S间可以形成电场。在磁控管溅射电极4中，在靶41的后方装备有磁铁组件45和驱动装置46，磁铁组件45水平方向的宽度（即图中45a的宽度）一般远小于靶41水平方向的宽度，磁铁组件45可以在靶41的前方形成磁通，磁通与电场共同作用使等离子体溅射靶41，在处理基板S成膜期间，磁铁组件45依靠驱动装置46在平行靶41的水平方向上（矩形长边）的两个折返端位置间以特定速度平行且往返运动，为了保证处理基板S的膜厚的平整性，在处理基板区域内的溅射时间要保持一致或相近，但以特定速度运动的磁铁组件45在端处的两个折返端位置折返时有一个加、减速的过程，磁通在该区域的停留时间较其他区域要长些，该区域的靶材侵蚀速率要高于其他区域。因此磁铁组件45往返运动的两个折返端位置选择在处理基板S边缘还要靠外的区域。

请参见图2所示，在靶41的水平宽度方向上，两端的折返端位置会因为磁铁组件的两束磁力线M1、M2形成侵蚀最严重的部分ER1、ER2，最严重的部分ER1和ER2之间会间隔EP，间隔EP的距离受到实际磁铁组件45b和45c的间距影响。将磁铁组件45处于用实线标示的位置时作为一个端点，也是磁铁组往返运动的原点（起点），将磁铁组件45处于用虚线标示的位置时作为另一端点，DS是磁铁组件45的运动距离，DS=960mm。磁铁组件从原点出发，运动到另一个端点后折返再回至原点，以这样的动作作为一个动作系列，溅射过程中将重复该动作系列。

这样，磁铁组件45能够以规定速度在处理基板对向区域运动，能够均匀地刻蚀处理基板对向的靶材形成规定均匀的膜层，但在两端点停留时，由于在处理基板对向的靶材以外的区域磁铁组件运动需要减速停止、加速起动的过程，该区域的靶材会形成严重刻蚀区域，该区域直接影响靶材的使用效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁控管溅射方法、磁控管溅射电极及其装置，能解决处理基板均匀镀膜时，在处理基板水平两侧边缘的两个折返端位置往返运动对靶材固定区域刻蚀不均匀，从而影响靶材使用效率的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种磁控管溅射方法，向真空室内配置的靶的对向位置顺序搬运处理基板，在该靶的前方形成磁通，同时在靶与处理基板间形成电场，磁通与电场共同作用使等离子体溅射靶，所述磁通以一预设速度相对靶做平行的往返运动以在处理基板上成膜，在上一处理基板成膜结束后，下一处理基板搬运至与靶对向位置之前，平行移动所述磁通以使所述磁通往返运动的折返端位置相对靶改变。

进一步的，平行移动所述磁通而产生的所有折返端位置均不同。

进一步的，所述折返端位置的改变为周期性重复改变。

进一步的，所述周期性重复改变的周期大于或等于2。

进一步的，所述折返端位置在靶区域以内但在处理基板成膜溅射区域以外。

本发明提供一种磁控管溅射电极，包括：

在处理基板对面设置的靶；

在所述靶的背面设置的磁铁组件，用于在该靶的前方形成磁通；

在所述靶的背面设置的驱动装置，用于驱动所述磁铁组件以一预设速度相对靶做平行的往返运动以在处理基板上成膜，并在上一处理基板成膜结束后，下一处理基板搬运至与靶对向位置之前，平行移动所述磁铁组件以使所述磁铁组件往返运动的折返端位置相对靶改变。

进一步的，所述折返端位置的改变为周期性重复改变。

进一步的，所述周期性重复改变的周期大于或等于2。

本发明一种磁控溅射装置，包括上述磁控溅射电极。

进一步的，所述磁控溅射装置还包括：

真空溅射室，用于提供真空环境；

基板搬运装置，设置于真空溅射室中，用于搬运处理基板；