可互换磁体组的制作方法
【专利说明】可互换磁体组
[0001]本申请是被转让给同一受让人的Toon Hai FOO等人在2011年12月9日提交的美国申请N0.13/316，358的部分继续申请。
技术领域
[0002]根据本发明的实施例总地涉及溅射设备。
【背景技术】
[0003]总地来说，溅射是在填充有选择气体的真空腔内执行的工艺。该溅射过程使衬底被来自位于溅射腔内的靶的材料涂覆。如已知的，腔内的电子击中并离子化惰性气体，由此形成正离子。正离子随后被吸引至负的靶。当离子击中靶时，离子将能量传递至靶材料，由此使材料从靶表面逐出。逐出材料的一些附于并涂覆衬底表面，所述衬底表面通常是与靶相对定位的。
[0004]诸如磁记录和半导体晶片加工的技术的生产溅射系统经常被设计成溅射圆形的8”、7”、6.5”和6”祀。对于这些靶以及其它靶几何形状，磁体组常见地被布置在靶后面以帮助约束等离子体并控制诸如速率和均一性的溅射特征。传统磁通组也限制了减少溅射再沉积的可能性，这可能造成大颗粒、剥落、弓曲和其它相关的问题。
[0005]附图简述
[0006]本发明的各实施例在各附图中是作为示例而非作为限制示出的。
[0007]图1是根据本发明一个实施例具有可编程磁体组的溅射装置的横截面。
[0008]图2是根据本发明实施例的示例性可编程磁体组的立体图。
[0009]图3是根据本发明实施例的示例性可编程磁体组的立体横截面部分。
[0010]图4A是根据本发明实施例可以与可编程磁体组一起使用的各插入物的立体图。
[0011]图4B是根据本发明实施例具有在模板上的单元内的插入物的可编程磁体组的立体横截面。
[0012]图5A示出根据本发明实施例具有多个圆形单元的示例性模板。
[0013]图5B示出根据本发明实施例具有多个菱形单元的示例性模板。
[0014]图5C示出根据本发明实施例具有多个六角形单元的示例性模板。
[0015]图示出根据本发明实施例具有多个正方形单元的示例性模板。
[0016]图5E示出根据本发明实施例具有多个三角形单元的示例性模板。
[0017]图6示出根据本发明一些实施例制备可编程磁体组的示例性过程的流程图。
[0018]图7示出根据本发明一些实施例制备可编程磁体组的另一示例性过程的流程图。
【具体实施方式】
[0019]现在将详细参照实施例，在附图中示出了这些实施例的示例。尽管这些实施例将结合附图予以描述，然而要理解，这些附图不旨在对实施例构成限制。相反，这些实施例旨在覆盖多种替代、修正和等效物。此外，在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以提供透彻的理解。然而，本领域技术人员将认识到，没有这些具体细节也可实现这些实施例。在其它实例中，并未对公知方法、程序、组件以及电路进行详细描述以免不必要地模糊实施例的一些方面。
[0020]本发明的实施例涉及在溅射中使用的可编程磁体组。可编程磁体组包括盖、轭和具有多个单元的模板。多个可移除磁性插入物和多个可移除非磁性插入物被布置在模板上的单元内。可移除插入物可被重新配置以定制预定磁场或调整预定磁场的形状。由此，磁场可被修正以改变溅射特征。轭提供返回路径，这对通过模板上的插入物配置产生的磁场而言是有利的。盖保护被布置在模板上的单元内的各插入物不受伤害并又使得插入物尽可能地靠近溅射靶。单元和插入物可以任何封闭式形状来设计。
[0021]图1是根据本发明一个实施例具有可编程磁体组106的示例性溅射装置100的横截面。在一些实施例中，屏蔽102可在靶104的表面之上引导气体流动。在各实施例中，屏蔽102可以是再沉积屏蔽，它减少了再沉积材料回落到靶104的表面上。
[0022]靶104覆在可编程磁体组106之上。可编程磁体组106形成磁场108，该磁场108覆盖在靶104之上并围住多个单元208 (见图2)。等离子体110受磁场108约束。电子112击中等离子体110内的原子，由此形成离子114。在一个实施例中，离子114可以是正充电的离子。在本发明的实施例中，可编程磁体组106可被配置成(见下文)将磁场108定制或调整成预定和要求的形状。在又一些实施例中，磁体104和可编程磁体组106之间的间距可以是可调整的(例如可选择z高度)。结果，可选择地改变溅射装置100的溅射特征。
[0023]离子114朝向靶104被吸弓丨。离子114击中靶104的表面，由此使靶材料116从靶104释放出。屏蔽102引导靶材料116，使之通过孔腔118并至衬底1120上。在各实施例中，例如氧气的反应性气体(未示出)被添加到溅射装置100中。该反应性气体可在聚集到衬底120上之前与靶材料116组合。靶材料116聚集到衬底120上，以形成薄膜(未示出)。由此，衬底120覆盖在孔腔118之上。在一些实施例中，孔腔118的直径大于或等于衬底120的直径。
[0024]图2是根据本发明实施例的可编程磁体组106的立体图。在一个实施例中，可编程磁体组106的主组件叠层包括盖202、模板204和轭206。
[0025]模板205可包括单元208，该单元208允许多种可移除和可互换插入物418的插入(见图4A)。在一些实施例中，模板204可包括这些材料，例如但不限于铝等级6061、铜或不锈钢等级300+。
[0026]盖202保护模板204上的单元208内的多种可移除和可互换插入物418 (见图4A)不受损害并使得多种可移除和可互换插入物418(见图4A)尽可能地靠近靶104 (图1)。在一个实施例中，盖202可包括这些材料，例如但不限于铝等级6061、铜或不锈钢等级300+。
[0027]轭206提供磁场的返回路径，所述磁场是通过模板204上的单元208内的各可移除和可互换插入物418 (见图4A)定制或调整形状的。在各实施例中，轭206可包括这些材料，例如但不限于不锈钢等级538、不锈钢等级400+或钢。
[0028]图3是根据本发明实施例的可编程磁体组106的一部分的立体横截面图。可编程磁体组106被描绘成部分组装的。在一个实施例中，盖202经由紧固件314可移除地连接至模板204，所述紧固件314被插入到位于盖202上的紧固件孔310内。在各实施例中，圆柱312可延伸通过模板204和轭206。圆柱312允许被插入到紧固件孔310的紧固件314延伸通过模板204和轭206，由此使盖202、模板204和轭206经由紧固件314可移除地连接在一起。
[0029]在另一实施例中，多种可移除插入物418(见图4A)可比单元208的高度更长，并当被设置在单元208内时可物理地接触盖202。盖202具有额外的厚度311以将设置在单元208内的任何可移除插入物418 (见图4A)考虑在内，所述可移除插入物418可以比单元208的高度更长。当至少一个可移除插入物418 (见图4A)比单元208的高度更长时，额外的厚度311使得盖202经由紧固件314可移除地连接至模板204，该紧固件314被插入到紧固件孔310内。
[0030]图4A是根据本发明实施例可以与可编程磁体组一起使用的多种可移除和可互换插入物418的立体图。可移除和可互换插入物418可以是完全长度的磁性插入物420、部分长度的磁性插入物426、完全长度的非磁性插入物428或部分长度的非磁性插入物430。
[0031]单元208(图3)可被分成任何数量“X”个子单元或块，它们可被填充以磁性或非磁性插入物。插入物中的每一个可以是n/x单元的长度，由此每个单元208 (例如磁性阵列槽)内的磁矩的强度和方向可通过调整一个或多个插入物的长度、磁矩和偏振取向予以调整，所述插入物可用来填充每个阵列槽的长度“X单元”。
[0032]完全长度的磁性插入物420和部分长度的磁性插入物426可具有第一极性和第二极性，一般是北极422和南极424。完全长度的磁性插入物420和部分长度的磁性插入物426可包括永磁材料，所述永磁材料包括但不限于，钕、钐钴、陶瓷或阿尔尼科合金(Alnico)。在一个实施例中，完全长度的磁性插入物420和部分长度的磁性插入物426可包括稀土(钕)磁体等级N52。
[0033]完全长度的非磁性插入物428和部分长度的非磁性插入物430可由多种材料制成，以允许用户避开磁场，或为了转动稳定性用作配重。完全长度的非磁性插入物428和部分长度的非磁性插入物430可包括这样的材料，例如但不限于不锈钢、铝、铜和尼龙。在一个实施例中，完全长度的非磁性插入物428和部分长度的非磁性插入物430包括不锈钢等级304和不锈钢等级410。
[0034]部分长度的非磁性插入物430和部分长度的磁性插入物426可介入地层叠在模板204(见图4B)上的单元208内(见图4B)以形成层叠的插入物427。层叠的插入物427可具有或者部分长度的非磁性插入物430或者部分长度的磁性插入物426，这些插入物面向盖202 (见图4B)。
[0035]由此在一些实施例中，可将单个插入物布置到一些或全部的阵列槽内以根据需要调整(例如编