[发明专利]磁控溅射设备及磁控溅射沉积方法

说明书

本发明提供了一种磁控溅射设备，包括第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室均包括磁控管和偏置磁场装置；偏置磁场装置用于在各自承载基片的卡盘表面形成水平磁场，该水平磁场用于在基片上沉积具有面内各向异性的磁性膜层；磁控管包括磁性相反的内磁极和外磁极；第一腔室和第二腔室的偏置磁场装置产生的水平磁场的磁场方向相同，第一腔室和第二腔室的磁控管的产生的磁场方向相反；或者，第一腔室和第二腔室的偏置磁场装置产生的水平磁场的磁场方向相反，第一腔室和第二腔室的磁控管产生的磁场方向相同。该磁控溅射设备可以获得均匀性较好的面内各向异性的磁性薄膜。

技术领域

本发明属于薄膜沉积技术领域，具体涉及一种磁控溅射设备及磁控溅射沉积方法。

背景技术

随着科学技术的发展，信息处理速度和传输频率也越来越高，电子元器件也越来越想着高频化、薄膜化、微型化以及集成化方向发展。虽然集成电路制造工艺可以显著地减小处理器尺寸，但是，一些核心元器件(如集成电感、噪声抑制器)在高频化、薄膜化、微型化以及集成化方面面临诸多困难，为此，具有高磁化强度、高磁导率、高共振频率以及高电阻率的软磁薄膜材料引起人们越来越多的关注。

虽然软磁材料主要考虑的是磁导率、饱和磁化强度Ms、低矫顽力Hc和损耗，但是，左右软磁材料发展的一个主要因素是它的截止频率。由于软磁薄膜的截止频率高于块体的截止频率，更能适应在高频下的应用，因此，软磁薄膜的应用相对较广泛。软磁薄膜的截止频率与其面内单轴各向异性场相关，因此，可通过调控软磁薄膜的面向单轴各向异性场的数值来调节其截止频率。

目前，通常采用磁控溅射腔室沉积磁性薄膜，但是，因为缺乏有效调节软磁薄膜的面内单轴各向异性场的手段，现有的磁控溅射腔室并不能沉积面内各向异性的磁性薄膜。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种磁控溅射设备及磁控溅射沉积方法，可以获得均匀性较好的面内各向异性的磁性薄膜。

为解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明提供了一种磁控溅射设备，包括第一腔室和第二腔室；所述第一腔室和所述第二腔室均包括磁控管和偏置磁场装置；所述偏置磁场装置用于在各自承载基片的卡盘表面形成水平磁场，该水平磁场用于在基片上沉积具有面内各向异性的磁性膜层；所述磁控管包括磁性相反的内磁极和外磁极；所述第一腔室和所述第二腔室的偏置磁场装置产生的水平磁场的磁场方向相同，所述磁控管产生的磁场方向相反；或者所述第一腔室和所述第二腔室的偏置磁场装置产生的水平磁场的磁场方向相反，所述磁控管产生的磁场方向相同。

优选地，所述第一腔室和所述第二腔室的磁控管的结构相同。

优选地，所述第一腔室和所述第二腔室的偏置磁场装置的结构相同。

优选地，所述第一腔室和所述第二腔室的磁控管均沿旋转轴进行旋转，用于对靶材表面进行扫描，且所述旋转轴与靶材的中心在同一直线上。

优选地，所述第一腔室和所述第二腔室的磁控管均固定设置。

优选地，所述第一腔室和所述第二腔室的磁控管的内磁极和外磁极均为环形磁极；所述内磁极设置在所述外磁极的环形空间内，且在各个位置处二者的间隙相等。

优选地，所述第一腔室和所述第二腔室的数量为多个，且二者数量相同；所处磁控溅射设备还包括传输腔室和位于所述传输腔室内的机械手；多个所述第一腔室和多个所述第二腔室围绕所述传输腔室交替间隔设置，且均与所述传输腔室相连通；所述机械手用于在所述传输腔室、所述第一腔室和所述第二腔室之间传输基片。

优选地，所述第一腔室和所述第二腔室的偏置磁场装置均包括环绕所述卡盘设置的磁体组；所述磁体组包括两段呈圆弧状的磁体，二者对称环绕在所述卡盘的两侧，且其中一段磁体N极与其中另一段磁体中的S极均朝向所述卡盘。

本发明还提供一种磁控溅射沉积方法，采用本发明提供的上述磁控溅射设备，所述磁控溅射沉积方法包括以下步骤：