[发明专利]一种确定多工位镀膜系统矩形靶最优转速比的方法

权利要求书

1、一种确定多工位镀膜系统矩形靶最优转速比的方法，其特征在于，包括以下步骤：

①确定平面矩形靶磁控溅射系统在平面上某点的相对厚度

设P为基片上任一点，坐标为为(x’，y’)，ds为P点的微小面元，设Q为溅射跑道区内一点，坐标为(x，y)，dσ为Q点的微小面元，在单位时间内，该小面元在ds上沉积的薄膜厚度用公式表示为

t=∫∫Dmh2πρr5dσ=h2πρ∫∫Dm[(x-x′)2+(y-y′)2+h2]2.5dσ---(1)]]>

其中m是单位时间内小面元溅射出镀膜材料的总质量，数值上等于该点溅射速率与时间的乘积，θ是膜料份子对沉积面元的入射角，即面元ds法线与入射原子方向的夹角，β是溅射原子的发射角，ρ是靶材的密度，r是溅射面元和沉积面元之间的距离，把矩形靶跑道分为两个矩形区域和两个半圆形区域进行积分，所得得总膜厚度分布为

H=c∫∫D1(y-R1)dxdy[(x-x′)2+(y-y′)2+h2]2.5+c∫∫D1(y-R1)dxdy[(x-x′)2+(y-y′)2+h2]2.5+]]>

c∫∫D3(r-R1)rdrdθ[(rcosθ-x′-L1)2+(rsinθ-y′)2+h2]2.5+c∫∫D4(r-R1)rdrdθ[(rcosθ-x′-L2)2+(rsinθ-y′)2+h2]2.5]]>

                                                               (2)

D1：x∈[L1，L2]，y∈[R1，R2]                                   (3)

D2：x∈[L1，L2]，y∈[-R2，-R1]                                 (4)

D3：r∈[R1，R2]，θ∈[π2,3π2]---(5)]]>

D4：r∈[R1，R2]，0∈[3π2,5π2]---(6);]]>

②确定基片上公自转的上述P点运动时的位置

设P点相对于自转中心的坐标为(R，p)，则基片上点的运动轨迹可以建立坐标方程：

x＝Rcos(ω_zt+p)+acos(ω_gt)                                     (7)

y＝Rsin(ω_zt+p)+asin(ω_gt)                       (8)

其中ω_z是基片自转角速度，ω_g是基片公转角速度，t是时间参数，R是P点自转半径，p是P点自转角度，a为P点公转半径，使用网格划分的算法，将时间t进行细小的划分，判断每个小时间段中，基片上点P的位置；

③多工位镀膜系统的膜厚分布

膜厚分布的近似值求法包括以下两种：

a、假设在t时刻，求解该时刻点P所在位置的相对膜厚值H，追踪一个周期时间内，点P在运动过程中所积累的相对膜厚，相加之和为基片上P点积累的薄膜总厚度；

b、由于磁控溅射系统内部的等离子分布是不均匀的，对于多工位镀膜系统，靶材大部分都溅射在矩形靶区域的上方，t时刻，点P运动到某一位置，如果在t时刻以及t+dt时刻该点都在矩形框内部，膜厚的积累等于该点的时间步长dt与刻蚀跑道在点P的相对膜厚的乘积；如果两者之一在矩形区域中，取dt/2时间内的相对膜厚值；如果两者都不在矩形区域内部，则膜厚积累取为0；最后相加之和为基片上P点积累的薄膜总厚度；

④求解最佳自传-公转转速比例

自转角速度ω_z/公转角速度ω_g记为n，改变n来仿真公自转系统下沉积的三维膜厚分布，计算每种n值对应膜厚的最大相对偏差Gt，其中具有最小Gt值的那个n值就是最优的自公转转速比：

Gt=2(Max-Min)Max+Min---(9).]]>