[发明专利]磁控管组件及磁控溅射设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子加工技术领域，具体地，涉及一种磁控管组件及磁控溅射设备。

背景技术

磁控溅射设备是通过等离子体中的粒子与靶材相碰撞以将从靶材中溅射出的材料沉积在被加工工件上形成薄膜的设备。在实际应用中，为了提高溅射的效率和靶材的利用率，在靶材的背部设有磁控管，利用磁控管所产生的磁场延长电子的运动轨迹，以增加电子与工艺气体(如氩气)碰撞的几率，从而提高等离子体的密度，进而提高溅射的效率和靶材的利用率。

而且，针对不同形状、尺寸的靶材，往往需要调整诸如磁铁的排布、同一磁极中相邻两个磁铁的间距以及不同磁极的磁铁之间的间距等的参数，以使工艺达到理想的靶材腐蚀均匀性和靶材利用率，这就需要一种能够方便地调整上述参数的磁控管组件。

图1a为现有的一种磁控管组件的局部示意图。图1b为图1a中磁轭背板的俯视图。图1c为图1a中磁铁连接件的示意图。请一并参阅图1a、图1b和图1c，磁控管组件包括多个磁铁1、磁轭背板2和磁铁连接件3。其中，在磁铁1的上、下两个端面上分别设置有第一凸部和第二凸部(图中未示出)；磁铁连接件3用于将多个磁铁1串接在一起，且使单个磁铁1产生的磁场的磁场强度分布均匀，并且磁铁连接件3的数量和设置位置与磁铁1的数量和设置位置一一对应；而且，磁铁连接件3包括分别贯穿其厚度的安装孔31、螺纹孔32和长圆孔33，其中，安装孔31位于靠近磁铁连接件3中心的位置处，而螺纹孔32和长圆孔33分别位于安装孔31的两侧；在磁轭背板2上，采用环形阵列的方式均匀地间隔分布有背板通孔20。

上述磁控管组件的组装方式具体为：多个磁铁1通过将各自的第二凸部设置在相应的背板通孔20中而与磁轭背板2可转动地连接，并在磁轭背板2上排列形成预定形状的内、外磁极，且排列形成内磁极的磁铁1的磁性与排列形成外磁极的磁铁1的磁性相反；每个磁铁1通过将第一凸部设置在与之一一对应的磁铁连接件3的安装孔31中而与磁铁连接件3可转动地连接；而且，相邻两个磁铁连接件3彼此搭接，且使相邻两个磁铁连接件3中的其中一个磁铁连接件3的螺纹孔32的位置与其中另一个磁铁连接件3的长圆孔33的位置相对应，并且在磁铁1的轴向上长圆孔33位于螺纹孔32的上方，然后借助螺栓34将长圆孔33和螺纹孔32可转动地连接在一起，并且螺栓34可在长圆孔33中沿其长度方向移动。在需要重新设计或调整由磁铁1形成的内、外磁极的形状时，由于每个磁铁1和与之对应的磁铁连接件3可相对转动，且相邻两个磁铁连接件3可相对转动和移动，因而可以调整磁铁1排列在磁轭背板2上的形状以及相邻两个磁铁1之间的间距，从而优化靶材的刻蚀效果。

上述磁控管组件在实际应用中不可避免地存在以下问题：

其一，上述磁控管组件是采用借助磁铁连接件3将磁体1串接在一起的链条式结构，因而在调整磁铁1排列在磁轭背板2上的形状时，必须在确定磁铁1的位置后相应地调整该磁铁1所对应的磁铁连接件3分别与相邻的两个磁铁连接3之间的位置关系，导致调整过程繁琐，且调整的灵活性较差。

其二，磁铁连接件3的结构复杂，因而加工难度较大，且制造和加工成本较高。

其三，由于相邻两个磁铁连接件3的安装孔33之间的最小间距决定了相邻两个磁铁1之间的最小间距，而相邻两个磁铁连接件3的安装孔33之间的最小间距因受到二者连接结构的限制而相对较大，一般在5mm以上，导致调整磁铁1排列的形状的最小调整量较大，从而造成磁铁1排列在磁轭背板2上的形状不平滑，尤其在曲率较大的位置处的平滑性更差，且位置偏差也更大，导致无法精确地排列出理想的磁控管的形状，进而给靶材的刻蚀效果带来不良影响。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种磁控管组件及磁控溅射设备，其无需采用磁铁连接件就可以单独调整每个磁体与磁轭背板之间的相对位置，从而不仅调整过程简单、灵活性好，而且还可以降低加工难度以及制造和加工成本；此外，由于调整磁体排列的形状的最小调整量较小，从而可以获得较为准确又平滑的磁控管的形状。

为实现本发明的目的而提供一种磁控管组件，包括磁轭背板以及排列在所述磁轭背板上以形成预定形状的磁控管的磁体，并且在所述磁轭背板上设置有贯穿其厚度的多个背板通孔，每个所述磁体与所述多个背板通孔中的其中一个可旋转地连接，并且所述磁体相对于所述背板通孔旋转的旋转轴偏离所述磁体的中心轴，且与所述背板通孔的轴线重合。

优选地，所述背板通孔相对于所述磁轭背板所在平面采用矩形阵列的方式均匀地间隔分布。