一种磁性靶材的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及溅射靶材技术领域，尤其涉及一种磁控溅射靶材。
【背景技术】
[0002]磁控溅射技术已经发展为工业镀膜生产中最为主要的技术之一。磁控溅射是利用磁场控制辉光放电产生的等离子体来轰击出靶材表面的粒子并使其沉积到基片表面来完成成膜过程，因此，磁控溅射成膜好坏很大程度的依赖靶材表面磁场分布的均匀性。
[0003]磁控溅射的靶材有非磁性和磁性两种。磁性溅射靶相比非磁性革巴，由于具有的高导磁率，使磁控磁场在靶内形成了闭合回路，大部分磁场从磁性靶材内部通过，从而减小了靶表面的磁场，严重的磁屏蔽甚至使靶材表面因磁场过小而无法进行磁控溅射。而随着电子信息技术的快速发展，磁性靶材的使用非常广泛，如在半导体集成电路中常用的金属Ni或其合金；在电子及计算机领域广泛应用的Fe、Co等磁性金属及其合金。
[0004]在工业生产中，常会遇到一台溅射机台的靶座仅针对某些特定的靶材设计，通常在设计考虑范围内的如铝靶，因为其在半导体、集成电路中作为顶层金属、电极等非常普遍。但是在实际的生产或研究中，如果需要进行该机台设计外的靶材溅射，尤其是磁性靶材的溅射，目前普遍认为磁性靶材不能直接放在非磁性靶材的靶座上，因为磁性靶材对磁场的屏蔽作用使得在磁性靶材表面磁场强度不够，无法完成溅射。因此，这时往往需要使用新的磁控溅射系统，或者在原有溅射系统中重新设计溅射阴极装置，使用特定的靶座，更新成本高、周期长。如果仅仅通过改变靶材设计，使得在同样的溅射系统中使用同样靶座可以实现非磁性和磁性靶材的溅射，则溅射不同的薄膜，仅需更换靶材，极大的提高了机台的利用率，降低生产成本。
【发明内容】
[0005]本实用新型基于以上现有技术基础上完成，其目的在于:根据现有的非磁性靶材，通过改变靶材设计，获得磁性靶材，并使该磁性靶材能够在原有溅射系统中使用同样的靶座进行安装并实现均匀溅射成膜。
[0006]本实用新型提供了一种磁性靶材，所述磁性靶材能够与非磁性靶材共用磁控溅射系统，所述共用的磁控溅射系统包括靶座，所述靶座包括磁铁；所述非磁性靶材包括溅射靶、以及用以支撑溅射靶的背板；溅射靶为扁圆柱形，包括呈圆形平面的溅射面及与溅射面相对的溅射靶背面；背板包括支撑溅射靶的主体部分和主要起固定作用的外沿部分，背板通过焊接面与溅射靶粘贴成一体，与焊接面相对的背板内壁形成冷却面，冷却面为圆形平面；所述磁性靶材由所述非磁性靶材进行如下形状变化形成:1)减薄溅射靶；以及2)将溅射靶的溅射面及其背面由平面改成球面，且溅射面与溅射靶的背面完全平行，同时，背板主体部分的焊接面由非磁性靶材的平面改为内球面，且与溅射靶的背面完全贴合。
[0007]进一步地，所述非磁性靶材的总高度为46.10?48.60m，其溅射靶的厚度为2.9?3.1mm，背板外沿部分高度为3.92?24.72mm，冷却面到背板外沿部分的底部的垂直距离为22.03 ?22.43mm0
[0008]进一步地，所述形状变化I)中减薄溅射靶的减薄尺寸为0.4?0.6mm ; 2)中形成球面后的派射面的内径为1026?141 Imm0
[0009]进一步地，所述形状变化还包括3)从背板主体部分的冷却面方向减薄背板；以及4)将背板外沿部分减薄。
[0010]进一步地，所述形状变化I)中减薄溅射靶的减薄尺寸为0.4?0.6mm ;2)中形成球面后的溅射面的内径为2210?2336mm ；3)中减薄背板的减薄厚度为10.75?10.79mm ；4)中背板外沿部分减薄5.90?6.02mm。
[0011]优选的，所述非磁性靶材的溅射靶为铝靶；所述磁性靶材的溅射靶为NiPt合金靶或Ni金属革巴。
[0012]本实用新型所提供的磁性靶材，通过在原有非磁性靶材设计的基础上，调整原有靶形或尺寸获得，方法简便，且在同样的溅射系统中使用同样靶座可以实现原有非磁性靶材和新的磁性靶材的溅射，极大的提高了机台的利用率，降低了生产成本。且使用与非磁性靶材共用的磁控溅射系统，在靶座不更换、靶座内的磁铁相同的情况下进行溅射，本实用新型设计的磁性靶材溅射在基材上的厚度均匀性小于2%，完全满足半导体、集成电路器件作为连接金属甚至势皇金属的使用要求。
【附图说明】
[0013]图1为现有非磁性圆形平面靶材横截面示意图。
[0014]图2为本实用新型实施例使用的靶座示意图。
[0015]图3为本实用新型实施例1的磁性靶材横截面示意图。
[0016]图4为本实用新型实施例2的磁性靶材横截面示意图。
[0017]其中图1、图3及图4中，I为溅射靶，Ia为溅射靶的溅射面，Ib为溅射靶背面，2为背板，21为背板主体部分，22为背板外沿部分，2a为背板的焊接面，2b为背板的冷却面，2C为背板外沿部分的底部，R为溅射面的内半径。
[0018]其中图2中，I为旋转机构，2为磁铁，3为溅射靶安装孔。
【具体实施方式】
[0019]目前，磁控溅射机台常用的靶材有矩形、正方形、圆形靶材，本实用新型以圆形靶材为例，在原有的非磁性圆形平面靶材基础上，经过靶材的变形设计，实现本实用新型的目的:在同样的溅射系统中使用同样靶座可以实现原有非磁性靶材和新的磁性靶材的溅射。
[0020]图1为现有的圆形平面溅射靶材的剖面示意图。如图1所示，该圆形平面溅射靶材包括溅射靶1、以及用以支撑溅射靶的背板2 ;溅射靶I为扁圆柱形，其溅射面Ia为溅射时等离子体的轰击面、为圆形平面，与其溅射面相对的为溅射靶背面Ib ;溅射靶I厚度Hl的范围为2.9?3.1mm,例如3_ ;背板2包括支撑溅射靶的主体部分21和主要起固定作用的外沿部分22，背板2通过焊接面2a与溅射靶I的背面Ib粘贴成一体，与焊接面相对的背板2的内壁形成冷却面2b，冷却面为圆形平面；背板外沿部分22高度h的范围23.92?24.72mm，例如24.32mm ;冷却面2b到背板外沿部分22的底部2c的垂直距离H2为22.03?22.43mm，例如22.23mm ;整个圆形平面溅射靶材的总高H范围为46.10?48.60mm，例如47.40mmo
[0021]制作上面现有的圆形平面溅射靶材的溅射靶的材料为非磁性溅射材料如高纯度的铝、Cu、Pt等金属。本实用新型在下面实施例中采用铝靶材进行说明。
[0022]本实用新型的实施例采用的溅射系统为目前使用非常广泛的MRC溅射机台，其靶座如图2所示，该类型靶座也是行业溅射机台上普遍使用的，中间为旋转机构I ;磁铁2安装在靶座的两侧，磁铁的磁芯是S极，外磁环是N极，工作时，旋转机构带动磁铁旋转；靶座的中心和外侧分别设有与靶材对应的安装孔3。将按如图1设计的高纯铝靶材安装在靶座上进行溅射，其溅射在直径为10mm?150mm的基材上，溅射薄膜的厚度或电阻率的片内均匀性能够达到2.5%以内。按照如图1现有的铝圆形平面靶材，完全一样的做成NiPt合金靶，安装在同样的溅射系统及如图2的靶座上，使用同型号磁铁，由于NiPt合金靶为磁性靶材，严重的磁屏蔽使靶材表面因磁场过小，不能起弧，而无法完成磁控溅射。
[0023]为解决该问题，本实用新型在原有靶材的基础上，进行了靶材的重新设计，以实现本实用新型的目的。下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0024]实施例1
[0025]磁性靶材的溅射靶的材料为磁性材料NiPt靶(Ni含量95%，Pt含量5%)，在图1所示的原有铝圆形平面靶材的基础上，进行了如下调整，重新设计后的NiPt磁性合金靶材的如图3所示。
[0026]I)减薄溅射靶0.4?0.6mm，例如本实施例溅射靶I的厚度Hl由原来的铝靶的3mm减至2.5