一种磁控溅射装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及磁控溅射技术，尤其涉及一种磁控溅射装置。
【背景技术】
[0002] 磁控溅射发生在磁场范围内，现有技术中常用移动磁场提高靶材利用率。通过匀 速移动磁体形成移动磁场，让磁体做往复运动，这样可以有效提高靶材的利用率，可以让靶 材的利用率达到40 %至50 %。但是这种设备依旧存在的问题，假设磁场的移动速度为V1，工 件的移动速度为V2，磁场做往复运动时，当磁场与工件同向运动，他们的相对速度为V 2-V1, 当磁场与工件反向运动，他们的相对速度为VJV2。而且，当移动磁场运动速度较慢时（与 工件运行速度相比），移动磁场的移动速度对工件的膜层均匀性影响较小，但当移动磁场相 对速度较快时，对工件膜层影响较大。这就导致，同向时，实际工件的镀膜速度为较低速运 行，反向时，实际工件的镀膜速度为较高速运行，这样就会使量产中的工件镀膜的均匀性不 一，难以保证质量以及控制废品率。 【实用新型内容】
[0003] 有鉴于此，本实用新型提供一种能够解决利用移动磁场磁控溅射镀膜厚度不均问 题的磁控溅射装置，可在增加靶材利用率的同时提升镀膜均匀性。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
[0005] 根据本实用新型，提供一种磁控溅射装置，其中包括：至少两个靶位、传送机构、第 一驱动机构以及第二驱动机构；设置至少两个具有靶材和磁体的靶位，相邻两个所述靶位 之间具有一定间距，所述靶材固定于所述靶位上，并所述磁体相对所述靶材以第二速度运 动形成移动磁场且所述移动磁场具有一定功率；所述第一驱动机构设置于所述装置的至少 一端，所述传送机构铺设于所述靶位的下方，所述工件放置于所述传送机构上表面，所述 第一驱动机构驱动所述传送机构，所述传送机构以第一速度匀速传送所述工件穿过所述移 动磁场，所述传送机构的运动方向为第一方向，与所述第一方向相反的方向为第二方向；所 述磁体在所述第一方向与所述第二方向之间往复运动于所述靶材内，所述磁体完成一次往 复运动的时间为一个周期；各所述靶位的所述移动磁场的初始位置互补设置。
[0006] 优选地，本实用新型提供的该磁控溅射装置中的所述磁体往复运动过程中，所述 功率设置为恒定。
[0007] 进一步的，本实用新型提供的该磁控溅射装置中的所述第一速度恒定，设定所述 间距及所述周期，使所述间距的长度与所述工件在二分之一周期内经过的距离的奇数倍相 等。
[0008] 进一步的，本实用新型提供的该磁控溅射装置中的所述间距恒定，设定所述第一 速度及所述周期，使所述间距的长度与所述工件在二分之一周期内经过的距离的奇数倍相 等。
[0009] 进一步的，本实用新型提供的该磁控溅射装置中的所述周期恒定，设定所述第一 速度及所述间距，使所述间距的长度与所述工件在二分之一周期内经过的距离的奇数倍相 等。
[0010] 优选地，本实用新型提供的该磁控溅射装置中的所述磁体往复运动过程中，所述 磁体沿第一方向运动产生第一功率，所述磁体沿第二方向运动产生第二功率，且所述第一 功率与所述第二功率不同。
[0011] 进一步的，本实用新型提供的该磁控溅射装置中，设置所述第一功率与所述第二 功率的比值等于第一速度与第二速度之和比第一速度与第二速度之差。
[0012] 本实用新型提供的该磁控溅射装置中，由于磁体沿第一方向与第二方向往复运动 于靶材范围内形成移动磁场，互补设置各靶位中移动磁场的初始位置，且调节移动磁场功 率及相关参数实现各靶位之间移动磁场的镀膜效果互补。从而解决利用移动磁场磁控溅射 镀膜厚度不均的问题，保证在增加靶材利用率的同时能够提升镀膜的均匀性。
【附图说明】
[0013] 下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
[0014] 图1为本实用新型提供的磁控溅射装置一较佳实施例的结构示意图；
[0015] 图2a为图1所示的磁控溅射装置移动磁场初始位置与工件同向时膜厚成形原理 示意图；
[0016] 图2b为图1所示的磁控溅射装置移动磁场初始位置与工件反向时膜厚成形原理 示意图；
[0017] 图3为图1所示的磁控溅射装置工件膜厚成形原理示意图；
[0018] 图4为本实用新型提供的磁控溅射装置的磁体运动轨迹示意图。
【具体实施方式】
[0019] 为说明本实用新型提供的磁控溅射装置所要解决的技术问题、技术方案及有益效 果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020] 本实用新型实施例提供了一种磁控溅射装置。该磁控溅射装置包括至少两个靶位 100、传送机构200、第一驱动机构（图中未示出）以及第二驱动机构（图中未示出）；设置 至少两个具有靶材101和磁体102的靶位，靶材101为矩形靶材，其宽度至少大于磁体102 宽度，相邻两个靶位之间具有一定间距，靶材101固定于靶位100上，并且磁体102相对对 应的靶材101以第二速度运动形成移动磁场且移动磁场具有一定功率；第一驱动机构设置 与装置的至少一端，传送机构200铺设于靶位100的下方，工件300放置于传送机构200上 表面，第一驱动机构驱动传送机构200,传送机构200以第一速度勾速传送工件300穿过移 动磁场，传送机构200的运动方向为第一方向，与第一方向相反的方向为第二方向。第二驱 动机构推动磁体的运动限定为往复式移动，让磁体102从靶材101平面宽度方向的一侧平 移到对侧，又再回复到初始一侧，往复不己。即第二驱动机构驱动磁体102在靶材101范围 内在第一方向与第二方向之间往复运动。第二驱动机构还可以采用如下形式：气动活塞， 推杆系统驱动，以压缩空气为动力源，配时间继电器等电器装置控制运动换向；电机-齿 轮-齿条系统驱动，由时间继电器等电器装置，控制电机正反转，由齿轮正反转，拖动齿条 来往移动；采用直线电机系统驱动等。磁体102完成一次往复运动的时间为一个周期；移动 磁场的初始位置互补设置。
[0021] 上述磁体102可以与槽状矩形磁体座及衔铁组成磁体组件，该衔铁可以具有三条 平行矩形长边的磁体定位浅槽，上述磁体102可以为方形或矩形截面的条状磁块，由多块 磁体102沿上述衔铁磁体定位浅槽拼接排成三列，即衔铁与三列磁体组成"山"字型结构， 磁体102的一磁极端与衔铁相吸，同列的磁体极性相同，相邻两列的磁体102极性相反；衔 铁与三列磁体102 -起装入磁体座槽内固定。除了此种三列磁体组合结构外，还可以采用 两列磁体102或多于三列磁体102组合结构，同列磁体102极性相同，而相邻两列的磁体 102极性相反。
[0022] 参照图1，图1为本实用新型提供的磁控溅射装置一较佳实施例的结构示意图。图 1作为一个优选的实施例，图1中磁控溅射装置中设置两个靶位1〇〇,第一靶位103与第二 靶位104,且磁体102相对靶材101运动形成的移动磁场的初始位置互补，即同一工件300 送至第一靶位103时的移动磁场的初始位置和送至第二靶位104时的移动磁场的初始位置 相差半个周期。磁体102的运动轨迹为oa - ao - ob - bo或者bo - oa - ao - ob等等 往返运动。
[0023] 进一步的说明图1中所显示的装置，该装置中的磁体102往复运动过程中：当功率 设定为恒定时，第一速度、间距及周期中任一项为恒定，另外两项为变量，使间距的长度与 工件300在二分之一周期内经过的距离的奇数倍相等。此时，可使工件300通过第一靶位 103时溅射镀膜形成的膜厚与该工件300通过第二靶位104时镀膜形成的膜厚互补，使得经 过装置上述两个靶位100的工件300镀膜均匀；功率不设定为恒定时，设定磁体102沿第一 方向运动的功率为第一功率，磁体沿第二方向运动的功率为第二功率，第一功率与第二功 率不相同；设置第一功率与第二功率的比值等于第一速度与第二速度之和比第一速度与第 二速度之差。
[0024] 参照图4,图4为本实用新型提供的磁控溅射装置的磁体运动轨迹示意图。磁体 102运动过程中存在的变量参数包括：工件300穿过移动磁场的第一速度，磁体102往复运 动的第二速度，磁体102往复运动的周期以及相邻靶位100之间的间距。设第一速度为V 1, 设第二速度为V2，且磁体102 -次往复运动的周期设为T，靶位100之间的间距设为D，工件 300相对移动磁场运动的速度设为V以及工件300镀膜后的膜厚设为d。
[0025] 参照图2a与图4,图2a为图1所示的磁控溅射装置移动磁场初始位置与工件同向 时膜厚成形原理示意图，当传送机构200将工件300传送靠近第一靶位103进入移动磁场， 工件300与磁体102相对靶材101运动形成的移动磁场同向，因此工件300相对移动磁场 的速度为第一速度与第二速度之差，此时膜厚为较厚的d 1;当磁体102由靶材101边缘折返 运动时形成的移动磁场与工件300传送的方向相反，因此工件300相对移动磁场的速度为 第一速度与第二速度之和，此时膜厚为较薄的d 2。如图2a所示，工件镀膜的厚度随移动磁 场周期性运动方向的变化而薄厚不均。
[0026] 参照图2b与图4,图2b为图1所示的磁控溅射装置移动磁场初始位置与工件反 向时膜厚成形原理示意图。当传送机构200将工件300传送靠近第二靶位104进入移动磁 场，工件300与磁体102相对靶材101运动形成的移动磁场反向，因此工件300相对移动磁 场的速度为第一速度与第二速度之和，此时膜厚为较薄的d 2;当磁体102由靶材101边缘折 返运动时形成的移动磁场与工件300传送的方向相反，因此工件300相对移动磁场的速度 为第一速度与第二速度之和，此时膜厚为较薄的Cl1。
[0027] 参照图2a、图2b以及图3可知，图3为图1所示的磁控溅射装置工件膜厚成形原 理示意图，第一靶位103与第二靶位104设置的移动磁场初始位置相差半个周期，即第一靶 位103与第二靶位104移动磁场初始位置互补。因为该第一靶位103与第二靶位104各变 量参数相等，因此工件在分别通过该两个靶位100后，镀膜厚度互补，均达到山+士的厚度， 从而实现膜