专利名称：一种用于贵重金属镀膜的磁控溅射靶的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁控溅射镀膜设备，进一步是指磁控溅射镀膜设备的 磁控溅射靶。
背景技术：
磁控溅射技术在微电子、航天航空、机械制造、光学、太阳能等 领域已广泛应用，磁控溅射工艺具有'膜层致密、膜层均匀、附着力高、 沉积温度低，操作简单、可长时间大批量工业化生产等优点，己在科 研及工业生产领域得到了广泛应用。目前制备稀贵金属材料的薄膜， 应用十分广泛。
磁控溅射台是一种多功能、高效率的镀膜设备，可以在陶瓷、玻 璃、石英、硅片等基底材料上沉积贵重金属(金、铂、钯等)、非金 属、氧化物、介质等材料的薄膜，在半导体领域的布线和被动元件(电
阻、电容、电感)的制备、新型电子材料功能薄膜的制备及MENS等 技术领域，磁控溅射镀膜发挥了重要作用。
现有磁控溅射台的矩形靶，靶材多为整材式和采用键合、粘焊结 合的复合式靶材，矩形靶靶面的刻蚀区呈一个环形跑道，耙材利用率 不到20%;对于较宽范围镀贵重材料的镀膜，采用常规结构耙，均需 要投入巨资配套专用靶材，而且浪费很大，回收也很困难。因此迫切 需要发明一种新型结构的溅射靶来用于沉积贵重材料的薄膜，以降低 成本和提高靶材利用率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一 种用于贵重金属镀膜的磁控溅射靶；它可显著减少耙材重量，提高耙材利用率，降低生产成本，还能使靶材便于回收与保管，以满足科研 生产镀制贵重金属薄膜的需要。
本发明的技术方案是，所述用于贵重金属镀膜的磁控溅射靶包括 固定有靶背板的靶座，该靶背板顶面四周设有由靶边永磁体组成的永 磁体框，其结构特点是，在该永磁体框的中部设有靶中间永磁体，所 述永磁体框上方有对应的耙边磁极，所述靶中间永磁体上方有对应的 耙中间磁极；且所述耙边磁极与永磁体框之间，以及耙中间磁极与耙 中间永磁体之间均由水冷板间隔并进行耦合；所述靶边磁极与耙中间 磁极之间设有用靶条夹固定在所述水冷板上并组成框形结构的靶面。
以下对本发明做出进一步说明'。
参见图1和图2，所述用于贵萝金属镀膜的磁控溅射靶包括固定 有耙背板1的靶座12，该靶背板1顶面四周设有由靶边永磁体组成的 永磁体框2，其结构特点是，在该永磁体框2的中部设有靶中间永磁 体7，所述永磁体框2上方有对应的靶边磁极3，所述靶中间永磁体7 上方有对应的靶中间磁极6;且所述靶边磁极3与永磁体框2之间， 以及靶中间磁极6与靶中间永磁体7之间均由水冷板8间隔并进行耦 合；所述耙边磁极3与靶中间磁极6之间设有用靶条夹5固定在所述 水冷板8上并组成框形结构的靶面4。
所述耙边永磁体组成的永磁体框2为图1所示的矩形框，也可以 是圆形框体。
所述组成框形结构靶面4的靶条夹5也可固定在所述耙座12上。 本发明中，由于采用所述形状与结构及位置关系的磁极，并采用 导磁率高的纯铁材料制作该磁极，ft放电区域磁场具有均匀场分布， 磁极的形状与位置确定磁场各方向场强，使放电区域集中在靶条上
4方，导致溅射集中、均匀，并充满整个靶条区域，以达到提高靶材利 用率的目的。
本发明的磁控溅射耙与现有技术的两种磁控溅射靶，即具有相同 溅射区域的三种结构的金靶用金量计算
a. 已有整材金靶靶面尺寸408 (长)X152 (宽)X6 (厚)， 用金重量7189克；
b. 已有复合金靶靶面尺寸408 (长)X152 (宽)X3 (厚)，
用金重量3594. 5克；
c. 本发明的金靶靶条尺寸367 (长)X29 (宽)X3 (厚)X2 条，50 (长)X29 (宽)X3 (厚)X2条，用金重量1352克；
所以，本发明金靶的金材用料是整材金靶的19%,是复合金靶用 料的38%。
整材金靶和复合金靶的靶材利用率通常为20%，而本发明金耙的 耙材利用率可达60%以上。
由以上可知，本发明为一种用干贵重金属镀膜的磁控溅射靶，它
可显著减少靶材重量，提高靶材利用率，降低生产成本，还能使靶材
便于回收与保管，可满足科研生产镀制贵重金属薄膜的需要。
图1为本发明所述磁控溅射靶一种实施例俯视结构示意图2为图1中A—A向剖视结构示意图(增加绝缘环11等结构)；
图3是图1中装有靶条的靶条夹一种实施例结构图示。
在上述附图中-
1 —耙背板， 2—永磁体框， 3—靶边磁极，
4—耙面， 5—耙条夹， 6—靶中间磁极，7—耙中间永磁体，8—水冷板， 9—冷却水通道，
10—密封圈， ll一绝缘环， 12—靶座；
13—靶条， 14一螺钉， 15—动夹块，
16—定夹块。
具体实施例方式
如图1和图2所示，所述用于贵重金属镀膜的磁控溅射靶包括固 定有靶背板1的靶座12，该靶背板1顶面四周设有由靶边永磁体组成 的永磁体矩形框2;该永磁体矩形椁2的中部设有靶中间永磁体7， 所述永磁体矩形框2上方有对应的靶边磁极3，所述靶中间永磁体7 上方有对应的靶中间磁极6;且所述靶边磁极3与永磁体矩形框2之 间，以及耙中间磁极6与靶中间永磁体7之间均由水冷板8间隔并进 行耦合；所述靶边磁极3与靶中间磁极6之间设有用靶条夹5固定在 所述水冷板8上并组成矩形框结构的靶面4。
所述靶面4由两条较长靶条和两i较短靶条组成矩形框结构，靶 条夹5由螺钉14,动夹块15和定夹块16组成。
耙背板1上固定永磁体矩形框2和靶中间永磁体7，靶背板1用 导磁率高的纯铁材料制作；靶边磁极3和靶中间磁极6采用纯铁材料 制作，固定在水冷板8上；组成永磁体矩形框2的靶边永磁体以及靶 中间永磁体7采用钕铁硼材料制作。
耙面4由四块靶条13组成；靶条13由靶条夹5固定并压在水冷 板8上，耙条13可以是金或铂、钯、银等贵重材料，四块靶条组成 完整耙面。耙条夹起固定和传导散热的作用，用导热性能好的无氧铜 材料制作。
所述永磁体与磁极之间靠永磁体的磁场吸住定位，靶体通过绝缘 环11用螺钉连接在镀膜室的腔臂上，水冷板8通水带走放电产生的热量，维持永磁体和导磁体部件的温度；水冷板8采用无氧铜材料制 作，中间留有冷却水通道9，系用钎焊焊接而成；水冷板起散热、固 定磁极、永磁体和耙条夹的作用，介于永磁体和磁极间的部分较薄， 便于磁场的耦合。
密封圈进行真空隔离。绝缘环用于隔离靶阴极与壳体阳极之间的 电位，同时起固定限位的作用。
溅射耙处于阴极负电位，空载电位为800-1200V，溅射靶安放在 镀膜室腔臂上，靶面面对需镀膜的基片，在通入一定流量的工作气体 后产生放电并进行溅射镀膜。
权利要求
1、一种用于贵重金属镀膜的磁控溅射靶，包括固定有靶背板(1)的靶座(12)，该靶背板(1)顶面四周设有由靶边永磁体组成的永磁体框(2)，其特征是，在该永磁体框(2)的中部设有靶中间永磁体(7)，所述永磁体框(2)上方有对应的靶边磁极(3)，所述靶中间永磁体(7)上方有对应的靶中间磁极(6)；且所述靶边磁极(3)与永磁体框(2)之间，以及靶中间磁极(6)与靶中间永磁体(7)之间均由水冷板(8)间隔并进行耦合；所述靶边磁极(3)与靶中间磁极(6)之间设有用靶条夹(5)固定在所述水冷板(8)上并组成框形结构的靶面(4)。
2、 根据权利要求1所述用于贵重金属镀膜的磁控溅射靶，其特 征是，所述永磁体框(2)为矩形或圆形框体。
3、 根据权利要求1所述用于贵重金属镀膜的磁控溅射靶，其特 征是，所述靶面(4)由两条较长靶条和两条较短耙条组成矩形框结 构。
全文摘要
一种用于贵重金属镀膜的磁控溅射靶，包括固定有靶背板的靶座，该靶背板顶面四周设有由靶边永磁体组成的永磁体框，永磁体框的中部设有靶中间永磁体，所述永磁体框上方有对应的靶边磁极，所述靶中间永磁体上方有对应的靶中间磁极；且所述靶边磁极与永磁体框之间，以及靶中间磁极与靶中间永磁体之间均由水冷板间隔并进行耦合；所述靶边磁极与靶中间磁极之间设有用靶条夹固定在所述水冷板上并组成框形结构的靶面。它可显著减少靶材重量，提高靶材利用率，降低生产成本，还能使靶材便于回收与保管。
文档编号C23C14/14GK101525737SQ20091004253
公开日2009年9月9日 申请日期2009年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者刘咸成, 王慧勇, 贾京英, 龚杰洪 申请人:中国电子科技集团公司第四十八研究所