[发明专利]电磁控溅镀阴极

说明书

技术领域

本发明关于一种溅镀靶装置，特别是指一种在溅镀靶后方设有永久磁铁、导磁铁及电磁线圈，利用安排电磁线圈的位置及导入该电磁线圈的电流作变化达到变化磁场的大小而达到改变电浆位置的目的，进而达成提升靶材利用率的目的。

背景技术

磁控溅镀(magnetron sputtering)是指真空溅镀腔内在溅镀靶材的后方安排电磁铁或永久磁铁以产生磁场并使得磁力线由靶材后方穿透至靶材的前方，再回到的靶材的后方的电磁铁或永久磁铁。电浆产生器利用磁场的导引将电浆离子气体轰击金属靶材的预定区域以敲出金属原子，再沉积金属原子于靶材下方的工件表面上以形成薄膜。电浆气体可以包含惰性气体如氩气，或者是可以和靶材反应的反应气体。

这样的结果将使得靶材犹如一个穿隧(tunnel-like)的结构形成一电子阱(electron trap)。这种效应在穿隧形的电子阱在金属靶材形成一封闭回路后会更进一步强化，而变得更有效率。然而，它却使电浆形成回路，而使得靶材犹如被穿隧般的损耗，这结果将存在靶材的利用率被显著降低的缺点。

因此，一种可移动磁场的溅镀靶，例如日本专利JP 63-247366设计一种可移动的环状靶，以达到靶材表面可被均匀削减目的。另中国台湾专利第I299365号。揭示一可移动靶件的溅镀装置及方法。这个装置需要一线性电机来驱动靶材。

现有技术的再一的实施例可以参见中国台湾专利第I391514，这个专利所揭示的磁控溅镀靶,请参见图1所示的立体局部剖面图。请参阅图1所示的一种磁控溅镀机200包含一载板210，包含中间导磁部及外侧铝环部213、一磁铁组220、一内部线圈230、一外部线圈240、一中间磁环250、一靶材260以及一导磁铁环270，磁铁组220设置于载板210的承载表面211上，以提供磁场源，内部线圈230绕于一永久磁铁221上。永久磁铁221外侧还包含一外部磁铁环222，内部线圈230绕设于永久磁铁221以增强磁场源，内部线圈230的较佳匝数约为40匝，外部线圈240设置于磁铁组220外侧以改变轴向磁场最低点位置，外部线圈240的匝数约为900匝，该中间磁环250设置于磁铁组220的该永久磁铁221与该外部磁铁环222之间以增强中间的磁场并改变该磁控溅镀机200内磁场的大小，导磁铁环270设置于该靶材260的该第一表面261下，以便径向引导磁场的磁力线方向，使得磁场方向平行于该靶材260，此外，导磁铁环270对应于中间磁环250。外部磁铁环222比中间磁环250高。利用中间磁环250、导磁铁环270及外部线圈240等组件，以达到磁力线绕行方向不会过度集中于该靶材260的部分区域，导致靶材260被蚀刻穿透而提高靶材260的使用期限的目的。

现有技术的溅镀靶的再一的实施例可以参见美国专利US第6338781号，该专利由Sichmann等人所获得。请参照图2所示为半个阴极(含靶材)的结构图，另一半个阴极(含靶材)与图2的结构图是以回转轴44为中心，呈镜像对称的(未图示),永久磁铁9和转轴44之间的距离以Rg表示。如图2所示，半个阴极的结构图包含第一导磁轭铁21，第二导磁轭铁21’，两者间以一永久磁铁9所连接。第二导磁轭铁21’又连接一鞋型导磁材料14。螺栓20则连接于第一导磁轭铁21。

第一导磁轭铁21和第二导磁轭铁21’之间的空间容置一溅镀靶8，而溅镀靶8的上方则另有两个线圈76、77。在两个线圈76、77中间则是一铁心75，它也是导磁材料同时提供遮蔽功能，它遮蔽了靶空间(target space；即靶和待溅镀基板27之间的空隙)84对抗永久磁铁9的短路磁力线(shields the target space 84against the short circuit magnetic field lines of the magnet 9)，因此，磁场变化可因相当低的电流注入于电磁线圈而产生。图2同时示对应的磁力线42,42’路径分布。

上述的现有技术省却了靶材移动的驱动装置，但得有外、内圈永久磁铁(它们的高度不同)及内、外圈电磁铁。电磁铁没有冷却装置。

发明内容

本发明的一目的是提供一种电磁控溅镀阴极，电浆团能在控制线圈电流大小及周期而位移位置，以达到提高靶材利用率的目的。本发明能够使用内外永久磁铁与一圈的电磁线圈，变化导入线圈的电流，达到变化磁场的目的，进而可使靶材的靶面侵蚀范围扩大，有效消除靶面不均匀的侵蚀，特别是靶材边缘的镀膜可以更均匀。

本发明提供一种电磁控溅镀阴极，包括：

一导磁基板；