磁控组件和磁控溅射设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体设备领域，具体地，涉及一种磁控组件和一种包括该磁控组件的磁控溅射设备。
【背景技术】
[0002]溅射是指荷能粒子(例如氩离子)轰击固体表面，引起表面各种粒子，如原子、分子或团束从该物体表面逸出的现象。在磁控溅射装置中，等离子体产生于腔室中，等离子体的正离子被阴极负电所吸引，轰击腔室中的靶材，撞出靶材的原子，并沉积到衬底上。
[0003]为了改善溅射的效果，在靶材附近使用了磁铁，该磁铁可以迫使等离子中的电子按照一定的轨道运动，以增加电子的运动时间，从而增加了电子和待电离的气体的碰撞的机会，进而得到高密度的等离子体，并提供高的沉积速率。
[0004]CNlO 187832IA中公开了一种用于控制在溅射腔室中的磁控管的运动的控制机构，该控制机构包括两个马达和运动控制器。所述溅射腔室具有扫描机构，该扫描机构用于允许磁控管绕中心轴的方位角及径向运动，两个马达机械地耦合至所述扫描机构，所述运动控制器通过轮询通信链路连接至系统控制器并接收命令用于该磁控管的扫描路径，且分离地控制所述两个马达的旋转速率及其间的旋转相位。
[0005]上述控制机构整体结构复杂，操作不便。因此，如何提供一种结构简单且可以提高靶材的利用率的磁控组件成为本领域亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种磁控组件和一种包括该磁控组件的磁控溅射设备，所述磁控组件结构简单，并且可以提高磁体的轨迹覆盖靶材的覆盖率，进而提高靶材的利用率。
[0007]为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种磁控组件，该磁控组件包括磁体和驱动轴和控制机构，所述控制机构与所述驱动轴相连，所述磁体设置在所述控制机构上，其中，所述控制机构包括动外齿轮和定齿轮件，所述定齿轮件能够相对于待溅射靶材固定设置，所述动外齿轮的轮齿与所述定齿轮件的轮齿啮合，且所述动外齿轮与所述驱动轴相连，所述磁体与所述动外齿轮相连，以在所述动外齿轮的带动下在所述靶材的上方移动。
[0008]优选地，所述定齿轮件为外齿轮。
[0009]优选地，所述定齿轮件与所述驱动轴同心设置。
[0010]优选地，所述磁体的半径、所述磁体的中心轴线至所述动外齿轮的外缘之间的距离所述动外齿轮的半径以及所述动外齿轮的中心轴线至所述磁体的中心轴线之间的距离之和等于所述靶材的半径。
[0011]优选地，所述定齿轮件的齿数与所述动外齿轮的齿数之比不是整数。
[0012]优选地，所述定齿轮件的齿数与所述动外齿轮的齿数之比在0.75至2.5之间。
[0013]优选地，所述定齿轮件的齿数与所述动外齿轮的齿数之比在0.75至I之间。
[0014]优选地，所述动外齿轮的齿数不小于11。
[0015]优选地，所述控制机构还包括套设在所述驱动轴上的滚动轴承，所述定齿轮件套设在所述滚动轴承的外圈上。
[0016]优选地，所述控制机构还包括第一连接板和第一配重，该第一连接板与所述驱动轴相连，所述第一配重和所述磁体分别设置在所述第一连接板的两端。
[0017]优选地，所述控制机构还包括第二连接板和第二配重，所述第二连接板与所述第一连接板相连，所述第二配重设置在所述第二连接板上靠近所述第一配重的一端，所述磁体设置在所述第二连接板上与所述第二配重相对的一端。
[0018]作为本发明的另外一个方面，还提供一种磁控溅射设备，该磁控溅射设备包括磁控组件和用于设置待溅射的靶材的溅射腔室，其中，所述磁控组件为本发明所提供的上述磁控组件，所述驱动轴插入所述溅射腔中，所述控制机构和所述磁体位于所述溅射腔室内。
[0019]在本发明所提供的磁控组件中，所述控制机构包括定齿轮件和动外齿轮，通过二者的啮合可以使得磁体既绕驱动轴的中心轴线转动，又绕动外齿轮的中心轴线转动，从而可实现磁体的运动轨迹覆盖靶材的大部分区域。并且，本发明所提供的磁控组件结构简单，降低了磁控组件的成本。
【附图说明】
[0020]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0021]图1是展示本发明所提供的磁控组件的示意图；
[0022]图2是定齿轮件与动外齿轮的齿数比为11:13时磁体的运动轨迹；
[0023]图3是定齿轮件与动外齿轮的齿数比为13:17时磁体的运动轨迹；
[0024]图4是定齿轮件与动外齿轮的齿数比为17:21时磁体的运动轨迹。
[0025]10:磁体20:驱动轴
[0026]30:控制机构31:动外齿轮
[0027]32:定齿轮件33:滚动轴承
[0028]34:第一连接板 35:第一配重
[0029]36:第二连接板 37:第二配重
[0030]40:祀材50:溅射腔室
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0032]作为本发明的一个方面，提供一种磁控组件，该磁控组件包括磁体10和驱动轴20和控制机构30，控制机构30与驱动轴20相连，磁体10设置在控制机构30上，其中，控制机构30包括动外齿轮31和定齿轮件32，定齿轮件32可以相对于待溅射靶材40固定设置，动外齿轮31的轮齿与定齿轮件32的轮齿啮合，且动外齿轮31与驱动轴20相连，磁体10与动外齿轮31相连，以在动外齿轮31的带动下在靶材40的上方移动。
[0033]控制机构30可以控制磁体10的运动轨迹。在对待溅射的靶材40进行溅射处理时，驱动轴20绕自身轴线转动，由于动外齿轮31与驱动轴20相连，所以，当驱动轴20转动时，可以带动动外齿轮31绕驱动轴20的中心轴线转动，从而使得与动外齿轮31相连的磁体10绕驱动轴20的中心轴线转动。由于定齿轮件32相对于待溅射的靶材40静止，且动外齿轮31与定齿轮件32啮合，所以，动外齿轮31可以绕自身的中心轴线自转(容易理解的是，动外齿轮31的公转方向和自转方向相同)，从而使得与动外齿轮31相连的磁体10绕动外齿轮31的中心轴线转动。
[0034]由上文中的描述可知，当驱动轴20转动时，磁体10既绕驱动轴的中心转动，又绕动外齿轮31的中心轴线转动，两种运动相叠加可以使磁体10的运动轨迹覆盖靶材40的大部分区域。
[0035]应当理解的是，本发明对磁体10的具体形式没有特殊要求，磁体10可以使简单的磁铁，也可以是现有技术中常用的磁控管，只要可以增加金属的离化率即可。
[0036]在本发明所提供的磁控组件中，控制机构30包括定齿轮件32和动外齿轮31，通过二者的啮合即可实现磁体10的运动轨迹覆盖靶材40的大部分区域，因此，本发明所提供的磁控组件结构简单，降低了磁控组件的成本。通过控制定齿轮件32的齿数N2和半径以及动外齿轮31的齿数NI和半径可以控制磁体10的运动轨迹，因此本发明所提供的磁控组件还具有易于操作的优点。
[0037]在本发明中，对定齿轮件32的具体形式并没有特殊要求。例如，定齿轮件32可以为内齿圈。在这种情况中，可以通过连接件将定齿轮件32固定在溅射腔室的内壁上，以确保定齿轮件32相对于待溅射的靶材静止。
[0038]为了便于设置，优选地，定齿轮件32可以为外齿轮。
[0039]为了便于确定磁体1