一种磁控溅射靶材磁铁放置角度的确定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及真空镀膜领域，尤其是一种磁控溅射靶材磁铁放置角度的确定方法， 适用于大面积平面旋转基板均匀镀膜的磁控溅射镀膜机的靶材磁铁放置角度的确定。
【背景技术】
[0002] 近年来，磁控溅射镀膜机在工业化镀膜生产中的应用日益广泛。特别是，随着触摸 屏相关的终端产品市场持续升温，利用磁控溅射镀膜机镀制性能良好的触摸屏所需的功能 性薄膜成为趋势之一。
[0003] 旋转圆柱靶以其利用率高和靶中毒少等特点而被广泛采用。虽然，配合旋转圆柱 靶使用的基板伞架的旋转有助于提高基板上镀膜的均一性，但对于平面基板而言，在旋转 过程中，基板上每个点的旋转半径不同，导致溅射靶材到平面基板上的不同位置的距离不 等，从而导致膜层厚度的不一致，从而给产品带来颜色、光学性能的不一致，这对于高品质 镀膜是不能接受的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种磁控溅射靶材磁铁放置角 度的确定方法，通过膜厚的计算，得到良好均一性膜厚所对应的磁场角度，从而保证膜厚的 均一性，提尚锻I旲品质。
[0005] 本发明目的实现由以下技术方案完成： 一种磁控派射祀材磁铁放置角度的确定方法，所述磁铁安装在磁控派射镀膜机的真空 腔之中，所述真空腔侧壁安装靶材，所述靶材为旋转圆柱靶，所述真空腔之中安装有基板伞 架，所述基板伞架上承载有基板，所述基板为大面积平面基板，所述平面基板随着所述基板 伞架在所述真空腔内自转，其特征在于：所述确定方法至少包括以下步骤： 基于knudsen定律，利用解析法计算在不同磁铁放置角度下，所述基板旋转时所形成 的膜厚分布，从中选择最优膜厚分布所对应的磁铁放置角度作为磁铁放置角度的最优初始 值。
[0006] 在磁铁放置角度为初始值的前提下进行实际镀膜并根据实际镀膜的膜厚分布情 况对磁铁放置角度进行后续调整，得到磁铁放置角度的最优值。
[0007] 所述后续调整是指，根据实际镀膜时的膜厚分布，在所述磁铁放置角度最优初始 值附近微调，同时观察膜厚分布均一性的变化趋势，以确定磁铁放置角度的最优值。
[0008] 所述后续调整是指，根据实际镀膜时的膜厚分布，确定磁铁放置角度的最优初始 值即为磁铁放置角度的最优值。
[0009] 所述磁铁放置角度的最优初始值的计算至少包括以下步骤： 计算单个靶材时旋转基板上的镀膜厚度分布情况：可旋转靶材对于静止基板上某点产 生的膜厚计算；旋转基板上各点的坐标计算；旋转溅射源对旋转基板进行溅射，所成薄膜 厚度的计算。
[0010] 采用孪生靶时，分别计算两个靶材溅射源对于旋转基板的镀膜厚度情况，其后求 和。
[0011] 本发明的优点是：能精确确定磁铁放置的最佳角度，从而使镀膜厚度的均一性得 到保证；计算量小，EXCEL就可以算；较直接，比较容易分析各个变量对于结果的影响。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明中可旋转靶材对于静止基板上某点产生的膜厚计算示意图； 图2为本发明中所使用的空间立体角示意图； 图3为本发明中平面基板上一微小面积dS与其对应的立体角dw之间的位置关系示意 图； 图4为本发明中旋转基板上各点的坐标计算示意图； 图5为本发明中可旋转靶材对于旋转基板上某点产生的膜厚计算示意图； 图6为本发明中孪生靶材时基板上的膜厚分布计算示意图； 图7为本发明中磁铁放置角度与膜厚分布之间的对应关系图。
【具体实施方式】
[0013] 以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便 于同行业技术人员的理解： 实施例：本实施例中磁控溅射靶材磁铁放置角度的确定方法用于磁控溅射镀膜机中， 其中磁铁安装在磁控溅射镀膜机的真空腔之中，真空腔侧壁安装靶材，靶材为旋转圆柱靶， 真空腔之中安装有基板伞架，基板伞架上承载有基板，基板为大面积平面基板，平面基板随 着所述基板伞架在所述真空腔内自转。
[0014] 磁控溅射吧擦磁铁放置角度的确定方法包括以下步骤： 一、首先采用计算方法确定靶材磁铁的初始值： 1、首先计算单个靶材时旋转基板上的镀膜厚度分布情况。
[0015] (1)单个可旋转靶材对于静止基板上某点产生的膜厚计算。
[0016] 如图1所示，靶材"可旋转"体现在β，β表征了靶材磁铁的放置角度，并不是指 靶材在磁控溅射镀膜过程中的自转，而是指靶材相较于其垂直放置时旋转了 β度。图2中 的点B对应圆柱形靶材表面横向磁场最大的区域。
[0017] 如图1所示，圆柱形靶材截面图为以点A为圆心，d为半径的圆，平面基板位于直 线EF上，点B为膜料发射点，其中： 点A坐标：（a, b ); 以点A为中心、半径d的点源B坐标：（x，y); 以点A为中心、半径d的点源B的旋转角度：β ; 连接点A到点B的矢量：ΑΒ ; AB相对基板的倾斜角度：α ; 基板上点F坐标：（X，Y); 连接点F到点B的矢量：BF ; AB与BF之间的角度：Θ ; 由点B向基板做垂线，垂足为点E，其坐标为：（Χα，Ya )。
[0018] 易知：
【主权项】
1. 一种磁控派射祀材磁铁放置角度的确定方法，所述磁铁安装在磁控派射镀膜机的真 空腔之中，所述真空腔侧壁安装靶材，所述靶材为旋转圆柱靶，所述真空腔之中安装有基板 伞架，所述基板伞架上承载有基板，所述基板为大面积平面基板，所述平面基板随着所述基 板伞架在所述真空腔内自转，其特征在于：所述确定方法至少包括以下步骤： 基于knudsen定律，利用解析法计算在不同磁铁放置角度下，所述基板旋转时所形成 的膜厚分布，从中选择最优膜厚分布所对应的磁铁放置角度作为磁铁放置角度的最优初始 值。
2. 根据权利要求1所述的一种磁控溅射靶材磁铁放置角度的确定方法，其特征在于： 在磁铁放置角度为初始值的前提下进行实际镀膜并根据实际镀膜的膜厚分布情况对磁铁 放置角度进行后续调整，得到磁铁放置角度的最优值。
3. 根据权利要求2所述的一种磁控溅射靶材磁铁放置角度的确定方法，其特征在于： 所述后续调整是指，根据实际镀膜时的膜厚分布，在所述磁铁放置角度最优初始值附近微 调，同时观察膜厚分布均一性的变化趋势，以确定磁铁放置角度的最优值。
4. 根据权利要求2所述的一种磁控溅射靶材磁铁放置角度的确定方法，其特征在于： 所述后续调整是指，根据实际镀膜时的膜厚分布，确定磁铁放置角度的最优初始值即为磁 铁放置角度的最优值。
5. 根据权利要求1所述的一种磁控溅射靶材磁铁放置角度的确定方法，其特征在于： 所述磁铁放置角度的最优初始值的计算至少包括以下步骤： 计算单个靶材时旋转基板上的镀膜厚度分布情况：可旋转靶材对于静止基板上某点产 生的膜厚计算；旋转基板上各点的坐标计算；旋转溅射源对旋转基板进行溅射，所成薄膜 厚度的计算。
6. 根据权利要求5所述的一种磁控溅射靶材磁铁放置角度的确定方法，其特征在于： 采用孪生靶时，分别计算两个靶材溅射源对于旋转基板的镀膜厚度情况，其后求和。
【专利摘要】本发明涉及真空镀膜领域，尤其是一种磁控溅射靶材磁铁放置角度的确定方法，其特征在于：所述确定方法至少包括以下步骤：基于knudsen定律，利用解析法计算在不同磁铁放置角度下，所述基板旋转时所形成的膜厚分布，从中选择最优膜厚分布所对应的磁铁放置角度作为磁铁放置角度的最优初始值。本发明的优点是：能精确确定磁铁放置的最佳角度，从而使镀膜厚度的均一性得到保证；计算量小，EXCEL就可以算；较直接，比较容易分析各个变量对于结果的影响。
【IPC分类】C23C14-54, C23C14-35
【公开号】CN104878356
【申请号】CN201510304340
【发明人】汪洋, 范宾, 渡边优, 张洪
【申请人】光驰科技(上海)有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月8日