专利名称：一种平面矩形磁控溅射靶装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子机械技术领域，涉及一种在磁控溅射系统中用的平面矩形 靴，特别是一种能够改善磁场均勻性、增加靶面刻蚀均勻性，从而延长靶材寿命，提高靶材 利用率的平面矩形磁控溅射靶装置。
背景技术：
磁控溅射技术目前是一种应用十分广泛的薄膜沉积技术，溅射技术上的不断发展 和对新功能薄膜的探索研究，使磁控溅射应用延伸到许多生产和科研领域，在电子、光学、 表面功能薄膜、薄膜发光材料等许多方面都有广泛的应用。特别是用磁控溅射技术制备的 透明导电玻璃目前广泛应用于平板显示器、太阳能电池、建筑玻璃(Low-Ε玻璃)、微波与射 频屏蔽装置与器件、传感器等。磁控溅射技术已发展成为工业镀膜生产中最主要的技术之一，在批量镀膜生产中 特别关注靶材利用率、膜层均勻性、沉积速率以及溅射过程稳定性等方面的问题。在磁控溅 射镀膜设备中，采用的是不均勻的磁场，因此会使等离子体产生局部收缩效应。同时，会使 靶上局部位置的溅射刻蚀速率极大，其结果是在较短时间内靶上就会产生显著的不均勻刻 蚀，靶材的利用率一般仅在20% 30%。为了提高靶材的利用率，人们采取了各种各样的 措施，如改善磁场形状及分布、使磁铁在阴极内部移动等等。因此，磁场的分析研究十分重 要，相关问题的研究将具有重要的学术和实践价值。靶材利用率不高有以下不足首先，造成靶材的浪费，使产品的成本居高不下；其 次，换靶周期缩短，使得设备的开机率降低，影响整个生产线的产能。靶材利用率不高是因为磁场分布不均勻，溅射跑道窄且端部容易先刻穿。磁场分 布与阴极的磁场设计有关，只有改变磁场设计，将磁力线与靶平面吻合的越多，刻蚀的面积 越大，靶材的利用率越高。现有技术中通过以下措施来提高靶材利用率1.采用旋转靶，利用率约为 70% _85%，阴极结构复杂，靶材也需要相应的做成圆柱状，目前国内靶材制造的工艺相对 落后，很多材料尚无法做成圆柱状，大部分需要国外进口，且价格昂贵，给旋转靶的推广带 来了诸多不便。2.矩形平面靶采用移动阴极，利用率可达35%-40%，靶阴极的磁极做成可 以移动式的，整个靶材表面的磁场均勻性有所改善，靶材的刻蚀会更加均勻，但是阴极设计 的结构相对复杂，成本较高，维护不便。3.将靶材切成若干小块，用拼接的方式固定，这样 溅射后只需要更换刻蚀跑道的靶材即可，靶材利用率可以提高，但是在实际的生产过程中 操作起来相对麻烦，需经常跟换，时间浪费很长，经济性不高。4.矩形平面靶改善阴极磁极 设计，增强靶表面的磁场均勻性，利用率约为25-30%。该方法只是对阴极的磁极设计做调 整，实施比较方便，成本低廉。传统的平面矩形靶，虽然靶的两个端部也有磁铁，但是端部磁场强度仅为中部磁 场强度的30% 40%。由于端部磁场强度与中部磁场强度存在着差异，所以靶的两个端部 的溅射刻蚀与中间部位也有着差异，称之为“端部效应”。
发明内容为了提高靶面磁场的均勻性、刻蚀的均勻性、靶材的利用率，设计了一种平面矩形 磁控溅射靶装置，有效地解决了 “端部效应”，增大了刻蚀面积、提高了靶面磁场的均勻性及 靶材的利用率。本实用新型采用的技术方案是一种平面矩形磁控溅射靶装置，上述装置的结构 中包括导磁基板、定位在导磁基板上、借助PVC隔板隔开的外围磁钢和内磁钢，以及在外 围磁钢和内磁钢的上端面依次设置的铜背板和靶材，关键是所述的外围磁钢的两个端头 设置为圆弧状。在PVC隔板上增设连接在外围磁钢与内磁钢之间的导磁片。本实用新型的有益效果是增强了靶表面的磁场均勻性，消除了 “端部效应”，提高 了溅射沟道深度的均勻性，消除端部拐弯处刻蚀严重的现象，增加了靶面横向刻蚀区域的 宽度，相对延长了靶的寿命，使得靶材的一次利用率提高30%左右。
图1是本实用新型的机构示意图。图2是图1的A-A向截面图。附图中，1是外围磁钢，3是内磁钢，4是导磁片，5是PVC板，6是靶材，7是铜背板， 8是导磁基板。
具体实施方式
一种平面矩形磁控溅射靶装置，上述装置的结构中包括导磁基板8、定位在导磁 基板8上、借助PVC隔板5隔开的外围磁钢1和内磁钢3，以及在外围磁钢1和内磁钢3的 上端面依次设置的铜背板7和靶材6，重要的是所述的外围磁钢1的两个端头设置为圆弧 状。圆弧状的设计，提高靶面磁场的均勻性，降低端部拐弯处刻蚀严重的现象。在PVC隔板5上增设连接在外围磁钢1与内磁钢3之间的导磁片4。导磁片4使 磁力线水平区域范围增加，从而提高溅射沟道深度的均勻性。所述的导磁片4的宽度是25-35mm，厚度为1_1. 5mm。所述的内磁钢3的高度是18-25mm，宽度是20_24mm。所述的外围磁钢1的高度是18_25mm。所述的外围磁钢1的圆弧状端头的宽度是20-24mm，其余部位的宽度为12_15mm。本实用新型在具体实施时，导磁基板8的长度为596mm、宽度为136mm、厚度为 IOmm0考虑到磁钢宽度对靶面磁场的影响，外围磁钢1的圆弧状端头的宽度是20mm，其余部 位的宽度为12. 5mm,内磁钢3的宽度是20mm ；考虑到磁钢高度对靶面磁场的影响，外围磁场 1与内磁钢3的高度是20mm。首先，外围磁钢1的两个端头设置为圆弧状，在导磁基板8上 定位外围磁钢1和内磁钢3，外围磁钢1与内磁钢3借助PVC隔板5隔开、定位，在外围磁钢 1与内磁钢3之间的PVC隔板5上用螺丝固定设置导磁片4，导磁片4的宽度是30mm，厚度 是1mm，然后在外围磁钢1与内磁钢3的上端面依次设置铜背板7和靶材6。外围磁场1的 两个端头为圆弧状磁钢，增强了靶面磁场强度的均勻性，放置导磁片4后，磁力线水平区域范围增加，从而提高溅射沟道深度的均勻性，可以消除端部拐弯处刻蚀严重的现象，增加靶 面横向刻蚀区域宽度，进而延长靶的寿命，靶材的一次使用率可以提高30% -35%。
权利要求1.一种平面矩形磁控溅射靶装置，上述装置的结构中包括导磁基板(8)、定位在导磁 基板⑶上、借助PVC隔板(5)隔开的外围磁钢(1)和内磁钢(3)，以及在外围磁钢(1)和 内磁钢(3)的上端面依次设置的铜背板(7)和靶材(6)，其特征在于所述的外围磁钢(1) 的两个端头设置为圆弧状。
2.根据权利要求1所述的一种平面矩形磁控溅射靶装置，其特征在于在PVC隔板(5) 上增设连接在外围磁钢(1)与内磁钢(3)之间的导磁片0)。
3.根据权利要求2所述的一种平面矩形磁控溅射靶装置，其特征在于所述的导磁片 (4)的宽度是25-35mm，厚度为1-1. 5mm。
4.根据权利要求1所述的一种平面矩形磁控溅射靶装置，其特征在于所述的内磁钢 (3)的高度是18-25_，宽度是20-24mm。
5.根据权利要求1所述的一种平面矩形磁控溅射靶装置，其特征在于所述的外围磁 钢(1)的高度是18-25mm。
6.根据权利要求1所述的一种平面矩形磁控溅射靶装置，其特征在于所述的外围磁 钢(1)的圆弧状端头的宽度是20-24mm，其余部位的宽度为12_15mm。
专利摘要一种平面矩形磁控溅射靶装置，上述装置的结构中包括导磁基板、定位在导磁基板上、借助PVC隔板隔开的外围磁钢和内磁钢，以及在外围磁钢和内磁钢的上端面依次设置的铜背板和靶材，关键是所述的外围磁钢的两个端头设置为圆弧状，在PVC隔板上增设连接在外围磁钢与内磁钢之间的导磁片。本实用新型的有益效果是增强了靶表面的磁场均匀性，消除了“端部效应”，提高了溅射沟道深度的均匀性，消除端部拐弯处刻蚀严重的现象，增加了靶面横向刻蚀区域的宽度，相对延长了靶的寿命，使得靶材的一次利用率提高30％左右。
文档编号C23C14/35GK201924073SQ201020692008
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者李兆廷, 邢丽芬 申请人:成都泰轶斯太阳能科技有限公司, 河北东旭投资集团有限公司