一种可变磁通量分布的直流磁控溅射机磁通管的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可变磁通量分布的直流磁控溅射机磁通管，包括磁通管、旋转轴、阴极靶材和电磁铁；其中，磁通管为一个圆柱形的外壳，磁通管的轴线水平放置，阴极靶材设置于磁通管的前端面，旋转轴与磁通管的轴线平行并设置于磁通管的后端面的外部；磁通管的后端面的内部设有电磁铁；本实用新型通过改进磁通管的外观设计，将磁通管设计成多个可调节磁场方向和磁通量大小的电磁铁，通过改变每个电磁铁磁场方向和磁通量的大小可以将薄膜的均匀性调至所需要的工艺。
【专利说明】一种可变磁通量分布的直流磁控溅射机磁通管
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种直流磁控溅射磁通管，具体涉及一种可变磁通量分布的直流 磁控溅射机磁通管。
【背景技术】
[0002] 溅射是一种物理气相淀积技术，它是形容固体靶中的原子被高能量离子撞击而离 开固体进入气体的物理过程。溅射过程中的离子通常来自等离子体。
[0003] -般是在充有惰性气体的真空系统中，通过高压电场的作用，使得氩气电离，产生 氩离子流，轰击靶阴极，被溅出的靶材料原子或分子沉淀积累在半导体芯片或玻璃、陶瓷上 而形成薄膜。
[0004] 溅射的优点是能在较低的温度下制备高熔点材料的薄膜，在制备合金和化合物薄 膜的过程中保持原组成不变，所以在半导体器件和集成电路制造中已获得广泛的应用。
[0005] 溅射方法主要包括直流溅射、射频溅射、磁控溅射、反应溅射，直流溅射发展后期， 人们在其表面加上一定磁场后得到了一定的改进，称为直流磁控溅射，已成为现阶段广泛 应用的一种溅射方法。
[0006] 但是，在直流磁控溅射中，半导体WLP先进封装技术中需要使用磁控溅射机台进 行wafer表面进行Ti和Cu的真空镀膜，其中阴极靶材背面安装的磁通管的磁场分布影响 了膜厚的均匀性，由于磁通管内的磁场分布已经固定，无法改变磁场的方向和调节磁铁的 磁通量大小，从而导致镀膜时的沉积速率低和工艺不稳定等问题，这些已经为目前急需要 解决的问题之一。 实用新型内容
[0007] 本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种可变磁通量 分布的直流磁控溅射机磁通管，通过改进磁通管的外观设计，将磁通管设计成多个可调节 磁场方向和磁通量大小的电磁铁，通过改变每个电磁铁磁场方向和磁通量的大小可以将薄 膜的均匀性调至所需要的工艺，提高了沉积速率，并增加了镀膜的稳定性，使镀膜的厚度更 加均匀。
[0008] 本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0009] 一种可变磁通量分布的直流磁控溅射机磁通管，包括磁通管、旋转轴、阴极靶材和 电磁铁；
[0010] 其中，磁通管为一个圆柱形的外壳，磁通管的轴线水平放置，将磁通管圆柱形的两 个相对的圆形表面定义为前端面和后端面，阴极靶材设置于磁通管的前端面，旋转轴与磁 通管的轴线平行并设置于磁通管的后端面的外部；
[0011] 磁通管的后端面的内部设有电磁铁。
[0012] 作为本实用新型的进一步优化方案，所述电磁铁通过螺丝固定于磁通管后端面的 外部。
[0013] 作为本实用新型的进一步优化方案，所述电磁铁，面向阴极靶材的一端，以磁通管 切面的坚直直径为分界线，一侧的电磁铁磁极为N极，另一侧的电磁铁磁极为S极。
[0014] 作为本实用新型的进一步优化方案，所述电磁铁的排布形状为心形，所述心形的 对称轴与磁通管切面的水平直径重合，心形的尖端位置指向磁通管径向外侧。
[0015] 作为本实用新型的进一步优化方案，所述电磁铁为直流电磁铁。
[0016] 本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本实用新型 通过改进磁通管的外观设计，将磁通管设计成多个可调节磁场方向和磁通量大小的电磁 铁，通过改变每个电磁铁磁场方向和磁通量的大小可以将薄膜的均匀性调至所需要的工 艺，提高了沉积速率，并增加了镀膜的稳定性，使镀膜的厚度更加均匀。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型的俯视图；
[0018] 1、磁通管、2、靶材、3、旋转轴、4、电磁铁、5、螺丝；
[0019] 图2是本实用新型的正视图；
[0020] 1、磁通管，4电磁铁。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
[0022] 本实用新型公开一种可变磁通量分布的直流磁控溅射机磁通管，通过阴极靶材背 面安装多个电磁铁，可以单独调整每个电磁铁的方向和磁通量，电磁铁通电的时候，可通 过改变通电电流的大小从而改变磁场的大小，通有直流电的靶材形成电场与与穿过靶材磁 场交互。
[0023] 通过放电，电子被束缚在磁场中，并延磁力性运动，电子在运动中撞击Ar气释放 出Ar+离子和二次电子，离子在电场作用下向阴极靶材运动，将阴极靶材金属原子释放出 来，二次电子继续撞击Ar气。
[0024] 磁通管通过旋转轴带动旋转，由于磁通管的电磁铁可以单独控制磁场方向和磁 场，磁力线在阴极靶材表面可以按照工艺的要求调整，从而获得要求的膜厚均匀性。
[0025] 如图1、图2所示,一种可变磁通量分布的直流磁控溉射机磁通管包括磁通管、旋 转轴、阴极祀材和电磁铁；
[0026] 其中，磁通管为一个圆柱形的外壳，磁通管的轴线水平放置，将磁通管圆柱形的两 个相对的圆形表面定义为前端面和后端面，阴极靶材设置于磁通管的前端面，旋转轴与磁 通管的轴线平行并设置于磁通管的后端面的外部；
[0027] 磁通管的后端面的内部设有电磁铁。
[0028] 为了保证电磁铁的牢固性和稳定性，作为本实用新型的进一步优化方案，所述电 磁铁通过螺丝固定于磁通管后端面的外部。
[0029] 电磁铁按照预先设定的位置进行固定，并且电磁铁的位置固定在进行磁通量变化 时，产生应有的效果，作为本实用新型的进一步优化方案，所述电磁铁，面向阴极靶材的一 端，以磁通管切面的坚直直径为分界线，一侧的电磁铁磁极为N极，另一侧的电磁铁磁极为 S极。
[0030] 作为本实用新型的进一步优化方案，所述电磁铁的排布形状为心形，所述心形的 对称轴与磁通管切面的水平直径重合，心形的尖端位置指向磁通管径向外侧。
[0031] 本实用新型通过改进磁通管的外观设计，将磁通管设计成多个可调节磁场方向和 磁通量大小的电磁铁，通过改变每个电磁铁磁场方向和磁通量的大小可以将薄膜的均匀性 调至所需要的工艺，提高了沉积速率，并增加了镀膜的稳定性，使镀膜的厚度更加均匀。
[0032] 以上所述，仅是本实用较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制， 虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专 业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出 些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据 本实用技术实质，在本实用精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替 换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种可变磁通量分布的直流磁控溅射机磁通管，其特征在于：包括磁通管、旋转轴、 阴极靶材和电磁铁； 其中，磁通管为一个圆柱形的外壳，磁通管的轴线水平放置，阴极靶材设置于磁通管的 前端面，旋转轴与磁通管的轴线平行并设置于磁通管的后端面的外部； 磁通管的后端面的内部设有电磁铁。
2. 如权利要求1所述的一种可变磁通量分布的直流磁控溅射机磁通管，其特征在于： 所述电磁铁通过螺丝固定于磁通管后端面的外部。
3. 如权利要求1或2所述的一种可变磁通量分布的直流磁控溅射机磁通管，其特征在 于：所述电磁铁，面向阴极靶材的一端，以磁通管切面的坚直直径为分界线，一侧的电磁铁 磁极为N极，另一侧的电磁铁磁极为S极。
4. 如权利要求3所述的一种可变磁通量分布的直流磁控溅射机磁通管，其特征在于： 所述电磁铁的排布形状为心形，所述心形的对称轴与磁通管切面的水平直径重合，心形的 尖端位置指向磁通管径向外侧。
5. 如权利要求4所述的一种可变磁通量分布的直流磁控溅射机磁通管，其特征在于： 所述电磁铁为直流电磁铁。
【文档编号】H01J37/34GK203999797SQ201420454962
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】陈国华 申请人:南通富士通微电子股份有限公司