[发明专利]一种确定多工位镀膜装置最优转速比的方法

摘要

本发明的目的是提供一种确定“一种平面磁控溅射－多工位镀膜装置”(专利申请号为：200310110846.2)的最优自转与公转转速比的方法，它是通过先求出靶上方的膜厚分布D(x，y)，利用线积分得到这种结构的装置的膜厚分布M，然后确定均值相对偏差或最大相对偏差最小时对应的n值，进而可以得到最优的自转、公转转速比。采用本发明的方法可以准确地确定“一种平面磁控溅射－多工位镀膜装置”的最优自转与公转转速比，大大提高了改装置成膜的均匀性，进而可以最优地使用该装置溅射出批量一致性好、面积大、高均匀的薄膜。

主权项

1、一种确定多工位镀膜装置最优转速比的方法，其特征是采用下面的步骤：步骤1、确定多工位--磁控溅射装置的膜厚分布规律经过时间T后，多工位--磁控溅射系统膜厚M为：$M={\int }_{L}D(x,y)\mathrm{ds}={\int }_0^{T}D(\xi \left(t\right),\psi \left(t\right))·\sqrt{{\xi }^{\prime 2}\left(t\right)+{\psi }^{\prime 2}\left(t\right)}·\mathrm{dt}------\left(1\right)$ 其中：D(x，y)为单位时间靶上方H处膜厚分布：$D(x,y)=\frac{2\mathrm{SH}}{\pi {\rho }_0(R_2^2-R_1^2)}{\int }_1^2\frac{(H^2+{(x-b)}^2+y^2+R^2)\mathrm{RdR}}{{\left[(H^2+{(x-b)}^2+y^2+R^2+2\sqrt{{(x-b)}^2+y^2}R)(H^2+{(x-b)}^2+y^2+R^2-2\sqrt{{(x-b)}^2+y^2}R)\right]}^{3/2}}-----\left(2\right)$ 其中：∫L是线积分符号；S是磁控靶的溅射率；ρ0---靶材密度；r1、r2---刻蚀区的内、外半径(一般取为磁极间隙的内外半径)；H---靶基距；$\sqrt{{(x-b)}^2+y^2}=A$ 是上方H处任意一点到靶中心轴的距离；b是靶与公转中心之间的距离；R是靶上任意一点到靶中心的距离x＝ξ(t)＝rcos(ωrott+)+acos(ωrevt) (3)y＝ψ(t)＝rsin(ωrott+)+asin(ωrevt)$\frac{{\omega }_{\mathrm{rot}}}{{\omega }_{\mathrm{ret}}}=n+\phi -------\left(4\right)$ 其中，n为自、公转转速比整数部分，φ为自、公转转速比小数部分步骤2、确定靶基距H与公转中心之间的距离b值靶基距H与公转中心之间的距离b值由多工位--磁控溅射装置给出，靶基距H的取值范围是50-70mm，一般情况下，0＜b＜R0，其中R0为靶的半径；步骤3、确定等价点的个数m在基片上，当所有半径相同的点的运动轨迹都相同时，这些点称为等价点，这些点的厚度都相同，m越大，等价点越多，均匀性越好；当基片直径为3英寸时，m≥8；当基片直径为4英寸时，m≥10；当基片直径为5英寸时，m≥16；步骤4、确定φ值通过公式(5)可以得到φ值：$\frac{k}{m}=\phi -----\left(5\right)$ 其中k为正整数，通过满足简约分数的条件确定k的值步骤5、确定均值相对偏差或最大相对偏差最小时对应的n值首先，任意选取一组n值，该组n值为：2、3、4、5、6、7、8、9，……100；利用步骤1～步骤4，就可以得到每一个n值对应的膜厚值；然后，计算每一个n值对应的膜厚值的均值相对偏差和最大相对偏差，得到一组均值相对偏差值和最大相对偏差值；最后，从上面得到的一组均值相对偏差值和最大相对偏差值中选出最小的均值相对偏差值和最小的最大相对偏差值，这些值对应的就是最优自转与公转转速比；步骤6确定最优自转与公转转速比采用公式$\frac{{\omega }_{\mathrm{rot}}}{{\omega }_{\mathrm{ret}}}=n+\phi ------\left(4\right)$ 就可以得到确定最优自转与公转转速比。