一种动磁场真空镀膜磁控溅射源.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103147056A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103147056103147056A(43)申请公布日2013.06.12(21)申请号201310099046.9(22)申请日2013.03.26(71)申请人长春科纳光电技术有限公司地址130000吉林省长春市高新区震宇街158号(72)发明人刘星宇(74)专利代理机构吉林省长春市新时代专利商标代理有限公司22204代理人孙国振(51)Int.Cl.C23C14/35(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称一种动磁场真空镀膜磁控溅射源(57)摘要一种动磁场真空镀膜磁控溅射源，包括靶基板、焊接或用压环固定在靶基板正面的片状靶材、屏蔽环、磁钢基板、安装在磁钢基板上的内磁钢和外磁钢，所作的改进是：磁钢基板的直径大于靶材的半径、小于靶材的直径，磁钢基板轴线偏离靶基板轴线，磁钢基板固定在一个正齿轮的侧面上，在镀膜机机架上安装与正齿轮啮合的齿圈，在机架上安装位于正齿轮后侧的电机，电机动力输出轴上固定拐柄，齿轮轴安装在拐柄上。电机动力输出轴及齿圈与靶基板同轴线设置。本发明的积极效果是：得到一个公转兼自转的环形磁场，用以扫描到靶材的每一个位置，使靶材在更大的面积上被均匀地溅射刻蚀。靶材的利用率高，镀膜均匀。CN103147056ACN1034756ACN103147056A权利要求书1/1页1.一种动磁场真空镀膜磁控溅射源，包括正面在真空沉积腔中的靶基板、焊接或用压环固定在靶基板正面的片状靶材、罩住靶基板圆周侧面及靶基板正面靶材以外部分的屏蔽环、设置在靶基板背面的磁钢基板、安装在磁钢基板上的朝向靶基板一侧的圆心位置的内磁钢和圆周位置的环形外磁钢或排列成环的组合外磁钢，其特征是：磁钢基板的直径大于靶材的半径、小于靶材的直径，磁钢基板轴线偏离靶基板轴线，磁钢基板固定在一个正齿轮的侧面上，在镀膜机机架上安装与正齿轮啮合的齿圈，在机架上安装位于正齿轮后侧的电机，电机动力输出轴上固定拐柄，齿轮轴安装在拐柄上。2.根据权利要求1所述的一种动磁场真空镀膜磁控溅射源，其特征是：电机动力输出轴及齿圈与靶基板同轴线设置。3.根据权利要求1所述的一种动磁场真空镀膜磁控溅射源，其特征是：齿圈的分度圆直径减去内磁钢的分度圆直径之差要大于或等于内磁钢的直径。4.根据权利要求1所述的一种动磁场真空镀膜磁控溅射源，其特征是：磁钢基板轴线偏离靶基板轴线的距离加磁钢基板半径之和等于或接近于靶材的半径的长度。2CN103147056A说明书1/3页一种动磁场真空镀膜磁控溅射源技术领域[0001]本发明属于冶金领域，具体涉及真空磁控溅射法在材料表面沉积镀膜设备。背景技术[0002]随着科学技术的发展，真空沉积制备的产品和器件越来越多，尤其是磁控溅射技术以其产额高，成膜质量好被广泛的应用。目前，磁控溅射技术广泛地应用于集成电路、液晶显示器、薄膜太阳能电池及LED等高科技领域。磁控溅射源是其关键的部件。圆形磁控溅射源往往用于科研实验和小器件的制作。由于溅射靶材比较昂贵，小型的磁控溅射源又带来一个技术问题：如何使磁控溅射源上的靶材的溅射刻蚀轨迹合理的覆盖整个靶面，在得到理想的均匀的靶材溅射刻蚀效果的同时，还能够提高靶材利用率。[0003]在传统的磁控溅射源设计中，普遍采用的方案是将磁控溅射源的磁场设计为简单的单一的固定环形结构。磁体以闭环方式布置，并安装于与靶基板相对固定的位置处。中心的柱形磁铁和周围的一套环形磁铁反极向设置，构成简单的封闭磁路。这所产生的磁场和靶基板上施加的负电场所产生的正交场，导致离子在磁场的闭环内做螺旋运动，这个闭环通道或区域一般称为“跑道”。靶材的溅射刻蚀沿着这个通道或区域发生。这样的靶材溅射刻蚀轨迹为定轨迹。在这种定轨迹运动模式中，离子运动时重复经过较多的地方溅蚀较快，而其它地方则溅蚀较慢。这样当靶材的溅蚀较快之处到达靶材最底端时，就会使得整个靶材报废。这种设计方案下的磁场均匀区范围较小，在直接导致靶材的溅蚀区域集中、利用率低下等问题的同时，通过溅射而沉积在衬底上的膜并没有达到许多精密的用途中所要求的均匀性。为了改变以上不利的状况出现了许多新的溅射技术，如改变磁场结构；改变衬底运动状态；增加屏蔽挡板等。虽然都对沉积的均匀性或靶材的利用率有所改善，但都不能兼顾，而且大多结构复杂，实施较为困难，效果并不理想。[0004]中国专利申请CN102400107A公布了一种磁控溅射源及磁控溅射设备技术方案。其中包括：靶材、磁体、固定板和动力源；所述磁体设置于所述固定板上；所述固定板连接于所述动力源，该动力源用于驱动所述固定板绕自身中心轴旋转；所述靶材与所述固定板同中心轴平行设置，且所