磁控溅射靶及采用该磁控溅射靶的磁控溅射装置

摘要

一种磁控溅射装置包括屏蔽罩、基板承载座以及磁控溅射靶，屏蔽罩形成有一第一腔体，基板承载座、基板以及磁控溅射靶位于第一腔体内。基板承载座与磁控溅射靶正对设置，基板安装于基板承载座上，磁控溅射靶枢接在所述屏蔽罩内壁上。磁控溅射靶包括靶座、至少一个靶材、多个磁芯以及磁芯平移机构，靶材固定在所述靶座上，多个磁芯固定在磁芯平移机构上。每两个相邻磁芯的磁性相反。磁芯平移机构包括支撑板、多个辊轴以及传动条，支撑板边缘固定在所述靶座上且与所述靶材平行，多个辊轴设置在该支撑板上并能够相对该支撑板旋转，传动条环绕该多个辊轴以及支撑板设置，磁芯平移机构能够带动多个磁芯相对靶材平移。本发明还提供一种磁控溅射靶。

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁控溅射装置，尤其涉及一种真空镀膜用磁控溅射靶及采用该磁控溅射靶的磁控溅射装置。

背景技术

现有的真空镀膜一般是通过发射Ar⁺粒子，在真空室内撞击镀膜材料，使得材料的原子从加热源离析出来，并打到被镀物体的表面上从而形成膜层。

磁控溅射靶是真空镀膜的重要设备之一。现有磁控溅射靶中，使用的磁芯相对镀膜材料以及被镀膜基板均固定，由于磁芯之间的性能差异，使得部分Ar⁺粒子无法被磁场吸收而部分过于集中于磁场范围内，从而导致Ar⁺粒子在磁控溅射靶周围分布不均匀，一方面影响镀膜质量，另一方面降低了靶材利用率。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够提高镀膜均匀度和靶材利用率的磁控溅射靶及具有该磁控溅射靶的磁控溅射装置。

一种磁控溅射靶，其包括靶座、至少一个靶材、多个磁芯以及磁芯平移机构。所述靶材固定在所述靶座上，所述多个磁芯固定在所述磁芯平移机构上。所述每两个相邻磁芯的磁性相反。所述磁芯平移机构包括支撑板、多个辊轴以及传动条，支撑板边缘固定在所述靶座上且与所述靶材平行，多个辊轴设置在该支撑板上并能够相对该支撑板旋转，传动条环绕该多个辊轴以及支撑板设置，所述磁芯平移机构能够带动所述多个磁芯相对所述靶材平移。

一种磁控溅射装置，其通过镀膜粒子撞击靶材进行镀膜。该磁控溅射装置包括屏蔽罩、基板承载座、基板以及磁控溅射靶。所述屏蔽罩形成有一第一腔体，基板承载座、基板以及磁控溅射靶位于第一腔体内，基板承载座与磁控溅射靶正对设置，基板安装于基板承载座上，磁控溅射靶枢接在所述屏蔽罩内壁上。磁控溅射靶包括靶座、至少一个靶材、多个磁芯以及磁芯平移机构，所述靶材固定在所述靶座上，所述多个磁芯固定在所述磁芯平移机构上，所述每两个相邻磁芯的磁性相反。所述磁芯平移机构包括支撑板、多个辊轴以及传动条，支撑板边缘固定在所述靶座上且与所述靶材平行，多个辊轴设置在该支撑板上并能够相对该支撑板旋转，传动条环绕该多个辊轴以及支撑板设置，所述磁芯平移机构能够带动所述多个磁芯相对所述靶材平移。

与现有技术相比，本发明的磁控溅射装置，在磁控溅射靶上设置磁芯平移机构，使得镀膜过程能够通过运动的磁场来控制镀膜粒子均匀分布，从而能够改善镀膜均匀度。且通过多个磁芯的磁场分布，提高镀膜粒子的撞击次数，从而提高靶材利用率。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的磁控溅射装置的剖面示意图；

图2为图1的磁控溅射装置的磁控溅射靶的立体图；

图3为图2的磁控溅射靶沿III-III线的剖示图；

图4为图2的磁控溅射靶沿IV-IV线的剖示图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明实施方式提供的一种磁控溅射装置100，其用于通过镀膜粒子撞击靶材对待镀膜的基板40进行镀膜。本实施方式中，所述镀膜粒子为Ar⁺粒子。该磁控溅射装置100包括屏蔽罩10、基板承载座20以及磁控溅射靶30。所述屏蔽罩10形成有一第一腔体101，基板承载座20以及磁控溅射靶30均位于第一腔体101内。基板承载座20正对磁控溅射靶30设置，其用于承载该待镀膜的基板40。磁控溅射靶30枢接在所述屏蔽罩10的内壁上。

所述屏蔽罩10上开设有抽真空孔11、靶材接地线孔12以及基板接地线孔13。所述基板40上连接有一基板接地线14，该磁控溅射靶30上连接有一靶材接地线15，该基板接地线14从该基板接地线孔13引出第一腔体101外，该靶材接地线15从该靶材接地线孔12引出该第一腔体101外。

如图2至图4所示，磁控溅射靶30包括靶座31、至少一个靶材33、多个磁芯35以及磁芯平移机构37。本实施方式中，所述靶材33的数量为两个。所述两个靶材33固定在所述靶座31上，所述靶座31能够带动该靶材33相对该屏蔽罩10转动。所述多个磁芯35固定在所述磁芯平移机构37上并设定在所述两个靶材33之间。所述磁芯平移机构37能够带动所述多个磁芯35相对所述靶材33转动。

本实施方式中，该靶座31呈方体结构，其内形成有一第二腔体310用于收容该多个磁芯35以及磁芯平移机构37。该靶座31包括两个相对的端面31a以及两侧壁31b。相对设置的两个侧壁31b上分别开设有开口31c与该第二腔体310连通，该靶材33卡接在相应侧壁31b的内侧。所述靶座31的两端面31a上分别固定有一枢接轴311，所述枢接轴311与一旋转电机312连接，该旋转电机312固定于该屏蔽罩10侧壁上并能够带动该靶座31相对该屏蔽罩10旋转。所述靶座31与靶材33之间设置有一冷却装置39用于装冷凝水以冷却靶材33的温度，从而避免靶材33因温度过高而影响镀膜。本实施方式中，该靶座31的端面内侧分别开设有一收容槽313用于收容靶材33的端部以及该冷却装置39，该冷却装置39夹设在该靶材33之间并与该收容槽313的底面固定，该靶材33的端部通过该冷却装置39散热。

本实施方式中，该两个靶材33的材质不同，当需要镀多层膜时，该磁控溅射靶30相对该屏蔽罩10旋转180度，以更换不同的靶材33，从而在该基板40上溅镀出不同材质的膜层。

所述多个磁芯35等距分布于所述磁芯平移机构37面向所述靶材33的表面上，且相邻磁芯35的磁性相反。本实施方式中，所述磁芯平移机构37沿其运动轨迹的轮廓大致呈椭圆形状。

所述磁芯平移机构37包括支撑板370、多个辊轴372以及传动条374。支撑板370平行设置在两个靶材33之间，且两端固定于该靶座31无开口31c的另外两个相对侧壁31d的内侧。具体的，靶座31的两个侧壁31d上分别开设有一卡槽370a，所述支撑板370两端分别卡合在该卡槽370a内，且该支撑板370两固定端之间的连线与该两个枢接轴311之间的连线相互垂直。本实施方式中，所述支撑板370面向靶材33的表面上开设有多个相互平行设置且均平行于靶材33的狭槽370b。每个辊轴372包括两个滚轮372a以及连接两个滚轮372a中心的轴372b，每个辊轴372上的两个滚轮372a分别收容在相邻的狭槽370b内并通过电机(图未示)驱动所述轴372b而使得辊轴372旋转。该辊轴372与传动条374之间的摩擦力较大，使得该辊轴372能够带动传动条374平移。传动条374环绕该多个辊轴372以及支撑板370设置。该传动条374面向所述靶材33的表面上固定设置有多个卡座376，所述卡座376表面开设有多个定位槽376a，多个磁芯35分别固定收容在该多个定位槽376a内。当辊轴372转动时，该传动条374带动该多个磁芯35围绕该支撑板370转动，从而使磁芯35相对该靶材33表面平移，使得该靶材33周围能够形成稳定且均匀的磁场。

当使用该磁控溅射装置100时，先通过该抽真空孔11将该第一腔体101抽为真空，然后通过预先设置的发射源(图未示)向该靶材33发射Ar⁺粒子以撞击靶材33。此过程中，开启该磁芯平移机构37，使得多个磁芯35之间产生的磁力线将Ar⁺粒子控制在磁场范围内且沿着磁力线方向均匀分布，从而避免Ar⁺粒子分散在第一腔体101内或分布不均匀，提高了Ar⁺粒子的撞击次数，既提高了靶材33的利用率，又增加镀膜的均匀度。另外，当其中一个靶材33用完时，旋转该靶座31即可使用另外一个靶材33，能够避免打开真空来更换靶材33，操作方便且避免靶材受污染。

本发明的磁控溅射装置100，在磁控溅射靶30上设置磁芯平移机构37，使得镀膜过程能够通过运动的磁芯35来控制镀膜粒子均匀分布，从而能够改善镀膜均匀度。且通过多个磁芯33的磁场分布，提高镀膜粒子的撞击次数，从而提高了靶材33利用率。

另外，本领域技术人员可在本发明精神内做其它变化，但是，凡依据本发明精神实质所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。