[发明专利]提升靶材利用率的构造

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性溅射沉积的技术领域，特别是涉及一种改变扫描式靶座的运动极限处的靶材磁场强度与磁路几何形状，降低极限处靶材轰击率以提升靶材利用率的构造。

背景技术

溅射(Sputtering)为一种用来形成薄膜的方法，主要原理是在溅射设备的反应腔室中产生等离子体，再使得等离子体中的离子以加速方式对溅射的靶材(target)进行轰击，以造成靶材表面的原子溅出飞向基板，并在该基板表面形成一层薄膜的沉积。

请参阅图1，其是一种现有的扫描式靶座的磁式溅射设备，其主要由反应腔室81、靶材82、磁性座83、基座84、及基板85所构成。反应腔室81在真空状态下通入带电荷的等离子体离子，因为靶材82及基座84分别与阴极及阳极相连接而在其间产生电位梯度，所以带正电的等离子体离子会向阴极的靶材82进行轰击，靶材82的原子会被溅出而在放置于基座84上的基板85表面沉积而形成薄膜。

磁性座83会往复移动在靶材82的背面进行扫描，以利用磁性座83的磁场变化等离子体离子对靶材82的轰击情况，来改变基板85表面薄膜沉积的速率。

但是前述的扫描式靶座的磁式溅射设备，会因磁性座83在运动极限处运动折返的方向改变而明显地造成对靶材82增加轰击的情形，如图2所示，一旦轰击部分接近穿透靶材82时，那么整个靶材82就必须报费而无法再使用，造成靶材利用率过低的问题。

请参阅中国台湾专利公告第574407号“磁控式摇摆扫描型溅射机”，其在长形磁铁的两端设置消磁装置，以减弱该处的磁场强度，来解决磁场强度分布不均的问题。但是必须对所使用的每一个长形磁铁进行消磁装置的包覆，而且在更换溅射制作工艺时，有时无法继续使用同款磁铁，而需再更换磁铁，再进行另一次的包覆工作，这些繁复的工作并不利于生产，因此仍有再改善的必要。

请再参阅中国台湾专利公告第I278526号“改善磁控式溅射机的磁场均匀性的方法及该磁控式溅射机”，其揭示一种改善有关利用磁控的实验或制作工艺例如溅射设备中磁场均匀性的方法，通过在多次使用设备后获得磁场接受面的磁场强度分布状况，再依据磁场强度分布，制备一补偿板，使得补偿板在对应于磁场接受面的磁场强度相对较大处具有相对较高的铁磁性，及在对应于磁场接受面的磁场强度相对较小处具有相对较低的铁磁性，由此改善磁场接受面的磁场均匀性，以解决磁控式溅射机中靶材使用率和成膜均匀度的问题。

美国US6190516专利中也揭示了类似的技术，其设置一背板，在背板上方装有靶材，并在靶材内部的预定区域中埋设低导磁材料，而使靶材形成高导磁区及低导磁区，而在背板下方的磁性座则组合有N、S磁极，由此提升靶材的磁场均匀度，以增加靶材的使用率。

但是使用这一类的的技术都必须预先了解磁场强度的分布状况，才能再依据磁场强度分布状况来不同磁性强度的磁铁或导磁材料的分布位置，一旦磁场条件或溅射条件改变则必须重新改变磁铁或导磁材料布设的位置，因此仍有再加以改进的必要。

发明内容

本发明的主要目的在于解决前述各项问题而提供一种在磁性座往复位移的极限处设置导磁件，以降低磁场表面强度而能提升靶材利用率的构造。

为达前述目的，本发明提升靶材利用率的构造由一磁性座与两个导磁件所组成。该磁性座可相对于该靶材往复位移，而该两个导磁件分别设置于紧邻该磁性座往复位移的两极限位置处。

由此，当磁性座位移至接近导磁件时，会产生磁力线压缩现象及磁路几何形状改变的现象，而降低磁性座对靶材的表面磁场强度，而能减缓靶材在两端所产生的轰击现象以提升靶材的利用率。

在一实施例中，该磁性座具有一座体，该座体邻靠该靶材的一面结合有一支撑座，在该支撑座中间布设一第一极性磁性件，且在该第一极性磁性件外围圈设一圈第二极性磁性件，据此构成一磁性座。

在一实施例中，各导磁件设置于该磁性座位移至两极限处时邻近该第二极性磁性件外侧的下方与该靶材之间的位置；在另一实施例中，各导磁件设置于该磁性座位移至两极限处时邻近该第二极性磁性件外侧的位置，由此，使磁性座位移至极限处时能降低对靶材的表面磁场强度。

本发明前述的特点、特性，将从下述实施例的详细说明与附图中，获得深入了解。

附图说明

图1是现有扫描式靶座的磁式溅射设备的结构示意图；

图2是现有的靶材两端产生轰击的示意图；

图3是本发明的构造示意图；

图4是本发明的磁性座的立体外观图；

图5A是现有技术磁性座件的磁路分析图；

图5B是本发明的磁性座接近导磁件时的磁路分析图；