專利名稱：一種磁控濺射源及磁控濺射設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種磁控濺射源及應(yīng)用該磁控濺射源的磁控濺射設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著集成電路、液晶顯示器、薄膜太陽(yáng)能電池及LED產(chǎn)品的快速發(fā)展，用于進(jìn)行物理薄膜淀積工藝的磁控濺射設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用。
請(qǐng)參閱圖1，為一種典型的磁控濺射設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理圖。該設(shè)備主要包括工藝腔室1、設(shè)置于工藝腔室1內(nèi)部的靜電卡盤3、設(shè)置于工藝腔室1上方的靶材2和磁控管4以及磁控管驅(qū)動(dòng)電機(jī)5。其中，工藝腔室1由腔室主體11和調(diào)節(jié)器12組成；在工藝腔室1的下端或側(cè)壁上連接有抽氣腔室13。在磁控濺射工藝中，向工藝腔室1內(nèi)通入用于形成等離子體的工藝氣體(例如，氬氣等)，在腔室內(nèi)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用下，等離子體中的部分離子轟擊靶材2的表面，使靶材2表面的部分原子脫落，并沉積到所要加工的基片表面從而形成所需膜層。
其中，磁控管4用于迫使等離子體中的電子按照一定的軌道運(yùn)動(dòng)，以延長(zhǎng)電子的運(yùn)行時(shí)間并增加了電子與工藝氣體的碰撞機(jī)率；從而得到高密度的等離子體，進(jìn)而可提高沉積速率。
而隨著半導(dǎo)體加工的特征尺寸不斷縮小，對(duì)孔隙及溝槽填充的深/寬比要求也逐漸提高，要滿足這一要求就必須提高靶材金屬的離化率。目前，要得到高的離化率，常采用的方法之一是采用一個(gè)小型且磁力強(qiáng)的磁控管，作用于靶材的小面積區(qū)域上，這樣可以在單位面積上產(chǎn)生較高的功率密度，從而增加金屬的離化率。
然而，要實(shí)施上述提高離化率的方案，就需要借助一種驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)磁控管在靶材范圍內(nèi)進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)。
請(qǐng)參閱圖2，為一種已有磁控管驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置工作過(guò)程如下電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸70帶動(dòng)傳動(dòng)桿74進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；傳動(dòng)桿74上的動(dòng)齒輪76隨傳動(dòng)桿74繞中心軸72作圓周運(yùn)動(dòng)，定齒輪62不隨傳動(dòng)軸70旋轉(zhuǎn)，動(dòng)齒輪76受到定齒輪62的嚙合作用力而發(fā)生自轉(zhuǎn)；齒輪78與動(dòng)齒輪76嚙合而進(jìn)行自轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)磁控管84和配重86與齒輪78 進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)；從而驅(qū)動(dòng)磁控管84在靶材范圍內(nèi)以一定的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)靶材進(jìn)行掃描。此外，傳動(dòng)桿74的另一端還連接有第二配重88，用以平衡中心軸72兩端的力矩、增加旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。
請(qǐng)參閱圖3，為圖2所示驅(qū)動(dòng)裝置中磁控管的運(yùn)行軌跡示意圖。由圖3所示磁控管的運(yùn)行軌跡可以看出，上述驅(qū)動(dòng)裝置存在下述缺陷
首先，在上述驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，磁控管的運(yùn)行軌跡只能覆蓋靶材平面的部分區(qū)域，未被覆蓋的靶材區(qū)域?qū)o(wú)法得到充分利用，因而將造成大量靶材材料的浪費(fèi)，對(duì)于價(jià)格昂貴的靶材而言，這無(wú)疑將造成巨大的成本損失。而且，上述驅(qū)動(dòng)裝置只能適用于對(duì)圓形靶材的濺射工藝，當(dāng)靶材形狀為矩形或其它形狀時(shí)，將會(huì)有更多的區(qū)域無(wú)法被覆蓋，從而導(dǎo)致更加嚴(yán)重的靶材浪費(fèi)問(wèn)題。
同時(shí)，由于上述驅(qū)動(dòng)裝置中磁控管的運(yùn)行軌跡取決于該裝置中各個(gè)齒輪的傳動(dòng)關(guān)系及傳動(dòng)比，當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)確定之后，磁控管的運(yùn)行軌跡即被確定。如圖3所示，在磁控管運(yùn)行軌跡較密集的靶材區(qū)域，對(duì)靶材的消耗速率必然會(huì)較快，而靶材上的其它區(qū)域則消耗比較慢，這就造成靶材消耗不均勻的問(wèn)題。當(dāng)消耗速率較快的靶材區(qū)域被用盡之后，整個(gè)靶材即要作廢，同樣會(huì)帶來(lái)靶材成本的浪費(fèi)問(wèn)題。
針對(duì)上述問(wèn)題，技術(shù)人員試圖通過(guò)調(diào)整齒輪傳動(dòng)比的方式來(lái)改善磁控管運(yùn)行軌跡的分布狀況以提高靶材利用率；但是，這一方式至今仍未取得明顯成效，其最優(yōu)的靶材利用率也只能達(dá)到50%左右。因此，目前亟需一種既能使磁控管的運(yùn)行軌跡合理覆蓋整個(gè)靶材平面，又能夠有效提高靶材利用率的技術(shù)方案。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種磁控濺射源，其能夠有效提高靶材利用率。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種磁控濺射設(shè)備，其同樣能夠有效提高靶材利用率。
為此，本發(fā)明提供一種磁控濺射源，包括磁控管及用于驅(qū)動(dòng)磁控管的驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置可驅(qū)動(dòng)磁控管以任意軌跡對(duì)靶材平面進(jìn)行掃描。
其中，驅(qū)動(dòng)裝置包括第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元；其中，第一直線驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)磁控管在第一直線驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)方向上進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第二直線驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)第一直線驅(qū)動(dòng)單元及磁控管同時(shí)在第二直線驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)方向上進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第一直線驅(qū)動(dòng)單元與第二直線驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)方向不同且均與靶材平面相平行。
優(yōu)選地，第一直線驅(qū)動(dòng)單元與第二直線驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)方向相互垂直。
其中，驅(qū)動(dòng)裝置還包括與第二直線驅(qū)動(dòng)單元相平行的從動(dòng)導(dǎo)向單元，第一直線驅(qū)動(dòng)單元的兩端分別與第二直線驅(qū)動(dòng)單元及從動(dòng)導(dǎo)向單元相連接。
其中，第二直線驅(qū)動(dòng)單元與靶材平面的相對(duì)位置固定。
其中，第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元包括電動(dòng)缸、直線電機(jī)、液壓缸、氣壓缸。
其中，第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元均包括直線導(dǎo)軌、直線滑塊、傳動(dòng)部以及動(dòng)力源。其中，動(dòng)力源包括電動(dòng)缸、電機(jī)、液壓缸、氣壓缸。
其中，磁控濺射源還包括控制單元，用以分別或同時(shí)控制第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元的運(yùn)行狀態(tài)，以獲得不同的磁控管運(yùn)行軌跡。
此外，本發(fā)明還提供一種磁控濺射設(shè)備，包括靶材，在靶材上方設(shè)置有上述本發(fā)明提供的磁控濺射源，用以在工藝過(guò)程中對(duì)靶材進(jìn)行均勻且全面的磁場(chǎng)掃描。
本發(fā)明具有下述有益效果
本發(fā)明提供的磁控濺射源包括磁控管及用于驅(qū)動(dòng)所述磁控管的驅(qū)動(dòng)裝置，借助上述驅(qū)動(dòng)裝置可驅(qū)動(dòng)磁控管以任意軌跡對(duì)靶材平面進(jìn)行掃描。因此，本發(fā)明提供的磁控濺射源通過(guò)設(shè)置不同的磁控管運(yùn)行軌跡，不僅能夠適用于對(duì)任何形狀靶材的濺射工藝，而且能夠無(wú)差別的覆蓋靶材平面的所有區(qū)域，并能夠使靶材各個(gè)區(qū)域的消耗速率趨于一致；從而在使磁控管的運(yùn)行軌跡合理覆蓋整個(gè)靶材平面的同時(shí)，能夠大幅提高靶材的利用率。
本發(fā)明提供的磁控濺射設(shè)備在其靶材的上方設(shè)置有上述本發(fā)明提供的磁控濺射源。在工藝過(guò)程中，無(wú)論所述靶材為何種形狀，借助上述磁控濺射源均能夠?qū)Π胁倪M(jìn)行均勻且全面的磁場(chǎng)掃描，從而使靶材各區(qū)域的材料消耗速率趨于一致，進(jìn)而可大幅提高靶材的利用率。


圖1為一種典型的磁控濺射設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理圖2為一種已有磁控管驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3為圖2所示驅(qū)動(dòng)裝置中磁控管的運(yùn)行軌跡示意圖4為本發(fā)明提供的磁控濺射源一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖5為圖4所示磁控濺射源中所采用的磁控管的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
圖6為本發(fā)明提供的磁控濺射源用于圓形靶材時(shí)的一種掃描軌跡示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的磁控濺射源及磁控濺射設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明提供的磁控濺射源包括磁控管及用于驅(qū)動(dòng)磁控管的驅(qū)動(dòng)裝置。借助上述驅(qū)動(dòng)裝置可驅(qū)動(dòng)磁控管以任意軌跡對(duì)靶材平面進(jìn)行掃描，從而無(wú)論靶材為何種形狀，應(yīng)用本發(fā)明提供的磁控濺射源均能對(duì)靶材進(jìn)行全面且均勻的磁場(chǎng)掃描，從而大幅提高靶材的利用率。
要實(shí)現(xiàn)上述驅(qū)動(dòng)裝置的功能，例如可以將該驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置為兩個(gè)相交的第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)；將磁控管連接在其中的第一直線驅(qū)動(dòng)單元上，然后再將該第一直線驅(qū)動(dòng)單元整體連接在第二直線驅(qū)動(dòng)單元上，并使上述兩個(gè)直線驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)方向均與靶材平面相平行。這樣，可以通過(guò)控制上述第一直線驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行動(dòng)作而驅(qū)動(dòng)磁控管在第一直線驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；在此基礎(chǔ)上，再控制第二直線驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行動(dòng)作，以同時(shí)驅(qū)動(dòng)上述第一直線驅(qū)動(dòng)單元及磁控管在該第二直線驅(qū)動(dòng)單元的方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)使上述第一 /第二直線驅(qū)動(dòng)單元同時(shí)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，磁控管的運(yùn)行軌跡為上述第一 /第二直線驅(qū)動(dòng)單元所作運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，由于可對(duì)上述第一 /第二直線驅(qū)動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)速度、方向等參數(shù)作出任意的調(diào)整，因而可實(shí)現(xiàn)以任意運(yùn)行軌跡而對(duì)上述磁控管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的功能。
上述第一 /第二直線驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)方向相交，具體地可以使二者為相互垂直的關(guān)系，也可以使二者相交呈一定角度而非垂直的關(guān)系。顯然，上述兩種方式均可實(shí)現(xiàn)以任意軌跡而對(duì)磁控管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的功能；但是，使二者驅(qū)動(dòng)方向相互垂直的方案相對(duì)而言更容易控制，并且具有更好的控制精度，因此，在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)選采用上述使二者驅(qū)動(dòng)方向相互垂直的方案。
請(qǐng)參閱圖4，為本發(fā)明提供的磁控濺射源一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)施例中，上述驅(qū)動(dòng)裝置包括相互垂直的第一直線驅(qū)動(dòng)單元40和第二直線驅(qū)動(dòng)單元50。其中，第一直線驅(qū)動(dòng)單元40用于驅(qū)動(dòng)磁控管90在第一直線驅(qū)動(dòng)單元40的驅(qū)動(dòng)方向上進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第二直線驅(qū)動(dòng)單元50用于驅(qū)動(dòng)第一直線驅(qū)動(dòng)單元40及磁控管 90同時(shí)在第二直線驅(qū)動(dòng)單元50的驅(qū)動(dòng)方向上進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)磁控管90在靶材100的平面范圍內(nèi)進(jìn)行任意運(yùn)行軌跡的驅(qū)動(dòng)控制。
本實(shí)施例中，上述第一直線驅(qū)動(dòng)單元40及第二直線驅(qū)動(dòng)單元50均可采用一種電動(dòng)缸裝置而實(shí)現(xiàn)其直線驅(qū)動(dòng)功能。具體地，第一直線驅(qū)動(dòng)單元40包括第一直線導(dǎo)軌41、第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)42、第一傳動(dòng)部(圖未示)及第一直線滑塊45 ；其中，第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)42用于通過(guò)第一傳動(dòng)部向第一直線滑塊45提供驅(qū)動(dòng)力，以使其在第一直線導(dǎo)軌41上進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；磁控管90被固定連接于上述第一直線滑塊45上并可隨之同步移動(dòng)。第二直線驅(qū)動(dòng)單元50包括第二直線導(dǎo)軌51、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)52、第二傳動(dòng)部(圖未示)及第二直線滑塊 55 ；其中，第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)52用于通過(guò)第二傳動(dòng)部向第二直線滑塊55提供驅(qū)動(dòng)力，以使其在第二直線導(dǎo)軌51上進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；上述第一直線驅(qū)動(dòng)單元40的一端被固定連接于上述第二直線滑塊陽(yáng)上并可隨之同步移動(dòng)。
此外，本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置還包括與第二直線驅(qū)動(dòng)單元50相平行的從動(dòng)導(dǎo)向單元30。該從動(dòng)導(dǎo)向單元30具體包括同上述第二直線導(dǎo)軌長(zhǎng)度相同的從動(dòng)導(dǎo)軌31，以及可在該從動(dòng)導(dǎo)軌31上自由滑動(dòng)的從動(dòng)滑塊35 ；其中，該從動(dòng)滑塊35與上述第一直線驅(qū)動(dòng)單元40的另一端相連接。當(dāng)?shù)诙本€驅(qū)動(dòng)單元50驅(qū)動(dòng)第一直線驅(qū)動(dòng)單元40進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，該從動(dòng)滑塊35將隨第二直線滑塊55進(jìn)行同步滑動(dòng)，從而為第一直線驅(qū)動(dòng)單元40 提供可靠的支撐，避免其與第二直線驅(qū)動(dòng)單元50之間出現(xiàn)懸臂現(xiàn)象，并增強(qiáng)第一直線驅(qū)動(dòng)單元40進(jìn)行直線滑動(dòng)的穩(wěn)定性。
另外，本實(shí)施例中，上述驅(qū)動(dòng)裝置還設(shè)置有支撐部57，用以支撐及固定上述第二直線驅(qū)動(dòng)單元50和從動(dòng)導(dǎo)向單元30，從而使二者與靶材平面的相對(duì)位置固定，同時(shí)將驅(qū)動(dòng)裝置與靶材之間的相對(duì)位置進(jìn)行了固定，以利于最終對(duì)磁控管在靶材平面坐標(biāo)中進(jìn)行定位、 以及對(duì)其運(yùn)行軌跡的控制。
容易理解的是，上述第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元的直線驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)并不僅限于上述實(shí)施例所示的電動(dòng)缸結(jié)構(gòu)；例如還可采用直線電機(jī)、液壓缸、氣壓缸等直線驅(qū)動(dòng)裝置中的一種或幾種的組合作為上述第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元使用；或者， 還可以將上述第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置為直線導(dǎo)軌、直線滑塊、傳動(dòng)部以及動(dòng)力源的結(jié)構(gòu)形式，并使用上述電動(dòng)缸、電機(jī)、液壓缸、氣壓缸等直線驅(qū)動(dòng)裝置中的一種或幾種的組合作為動(dòng)力源；以及，其它能夠?qū)崿F(xiàn)直線驅(qū)動(dòng)的技術(shù)方案。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明提供的磁控濺射源還包括控制單元，用以分別或同時(shí)控制第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元的運(yùn)行狀態(tài)，以獲得不同的磁控管運(yùn)行軌跡。具體地，該控制單元例如可以采用單片機(jī)、PC等常用的控制設(shè)備而實(shí)現(xiàn)。其中，所述直線驅(qū)動(dòng)單元的運(yùn)行狀態(tài)例如包括各個(gè)直線驅(qū)動(dòng)單元的運(yùn)行方向、速度等的運(yùn)行參數(shù)。
請(qǐng)參閱圖5，為圖4所示磁控濺射源中所采用的磁控管的結(jié)構(gòu)示意圖。該磁控管為一種標(biāo)準(zhǔn)的圓形結(jié)構(gòu)，在磁控管的主體內(nèi)設(shè)置有內(nèi)/外兩圈小磁體，共同構(gòu)成該磁控管的磁體組。在眾多的小磁體中，至少應(yīng)有一個(gè)小磁體與其它小磁體放置的極性方向相反，從而在磁控管的工作面上形成封閉的磁場(chǎng)回路。具體地，例如可以分別使位于內(nèi)圈和外圈的小磁體極性方向一致，并使內(nèi)/外圈的小磁體極性方向相反；也可以將同一圈中的小磁體設(shè)置為間隔的小磁體的極性方向一致，而相鄰的小磁體的極性方向相反；當(dāng)然，技術(shù)人員還可以采用其它的多種磁體排布方式而實(shí)現(xiàn)其功能，在此不再一一贅述。
雖然上述實(shí)施例以圖5所示的圓形磁控管結(jié)構(gòu)加以描述，但本發(fā)明并不局限于此。在本發(fā)明提供的磁控濺射源中，對(duì)于磁控管90的具體形狀并無(wú)嚴(yán)格的限制，技術(shù)人員可以采用多種標(biāo)準(zhǔn)及非標(biāo)準(zhǔn)形狀的磁控管而實(shí)現(xiàn)對(duì)靶材的磁場(chǎng)掃描，并且在上述各種形狀的磁控管被應(yīng)用于本發(fā)明提供的磁控濺射源中時(shí)，同樣應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
請(qǐng)參閱圖6，為本發(fā)明提供的磁控濺射源用于圓形靶材時(shí)的一種掃描軌跡示意圖。 該磁控管運(yùn)行軌跡是通過(guò)分別或同時(shí)控制上述第一/第二直線驅(qū)動(dòng)單元所獲得的；圖中，D 代表磁控管直徑；帶有箭頭的虛線表示磁控管的運(yùn)行軌跡。下面以磁控管在靶材平面坐標(biāo)系(圖中的X/Y坐標(biāo)系)中的具體坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)其運(yùn)行軌跡進(jìn)行說(shuō)明。
首先，通過(guò)控制第一 /第二直線驅(qū)動(dòng)單元中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(按照坐標(biāo)系的X、Y軸方向，第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)為X軸方向的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，一下簡(jiǎn)稱X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)；相應(yīng)地，將第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)稱為Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī))，使磁控管依次運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)點(diǎn)(X3，Y0)；隨后Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)保持不動(dòng)，X 軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁控管勻速運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)點(diǎn)(Χ4，Υ0)，完成第一行掃描；之后X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、Y 軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)共同運(yùn)動(dòng)，使磁控管運(yùn)動(dòng)至坐標(biāo)點(diǎn)(Χ5，Y0+D)，準(zhǔn)備進(jìn)行第二行掃描；之后Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)不動(dòng)，X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)，使磁控管沿X軸方向運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)點(diǎn)(Χ2，Y0+D)處， 完成第二行掃描；之后，再通過(guò)X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)共同運(yùn)動(dòng)，使磁控管運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)點(diǎn)(X1，Y0+2D)處，準(zhǔn)備開始第三行掃描......依此進(jìn)行循環(huán)掃描，即可完成對(duì)磁控管在整個(gè)靶材范圍的全區(qū)覆蓋掃描。并且，靶材上任何位置處的掃描密度均大致相等，從而使靶材各個(gè)位置處的實(shí)際消耗速率也趨于一致，進(jìn)而可使靶材上所有位置處的材料均得到有效利用，因此，使靶材的實(shí)際有效利用率得到大幅提高。
可以理解的是，上述圖6所示的磁控管運(yùn)行軌跡僅僅是為說(shuō)明本發(fā)明提供的磁控濺射源的工作原理，而采用的一種示范性實(shí)例。在實(shí)際應(yīng)用中，技術(shù)人員可對(duì)于靶材的掃描軌跡作出多種變形和改進(jìn)，并且上述變形和改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
作為另一種技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種磁控濺射設(shè)備，其包括工藝腔室及靶材， 在靶材上方設(shè)置有上述本發(fā)明提供磁控濺射源，用以在工藝過(guò)程中對(duì)靶材進(jìn)行磁場(chǎng)掃描。 在工藝過(guò)程中，借助上述磁控濺射源能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)靶材所有區(qū)域的均勻?yàn)R射，從而使靶材各個(gè)部分的消耗速率趨于均勻，進(jìn)而大幅提高靶材的利用率。
可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種磁控濺射源，包括磁控管及用于驅(qū)動(dòng)所述磁控管的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置可驅(qū)動(dòng)所述磁控管以任意軌跡對(duì)靶材平面進(jìn)行掃描。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控濺射源，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述第一直線驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)所述磁控管在第一直線驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)方向上進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述第二直線驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)所述第一直線驅(qū)動(dòng)單元及所述磁控管同時(shí)在所述第二直線驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)方向上進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述第一直線驅(qū)動(dòng)單元與第二直線驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)方向不同且均與所述靶材平面相平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射源，其特征在于，所述第一直線驅(qū)動(dòng)單元與第二直線驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)方向相互垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射源，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括與所述第二直線驅(qū)動(dòng)單元相平行的從動(dòng)導(dǎo)向單元，所述第一直線驅(qū)動(dòng)單元的兩端分別與所述第二直線驅(qū)動(dòng)單元及所述從動(dòng)導(dǎo)向單元相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射源，其特征在于，所述第二直線驅(qū)動(dòng)單元與所述靶材平面的相對(duì)位置固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射源，其特征在于，所述第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元包括電動(dòng)缸、直線電機(jī)、液壓缸、氣壓缸。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射源，其特征在于，所述第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元均包括直線導(dǎo)軌、直線滑塊、傳動(dòng)部以及動(dòng)力源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁控濺射源，其特征在于，所述動(dòng)力源包括電動(dòng)缸、電機(jī)、液壓缸、氣壓缸。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射源，其特征在于，所述磁控濺射源還包括控制單元， 用以分別或同時(shí)控制所述第一直線驅(qū)動(dòng)單元和第二直線驅(qū)動(dòng)單元的運(yùn)行狀態(tài)，以獲得不同的磁控管運(yùn)行軌跡。
10.一種磁控濺射設(shè)備，包括靶材，其特征在于，在所述靶材上方設(shè)置有權(quán)利要求1-9 中任意一項(xiàng)所述的磁控濺射源，用以在工藝過(guò)程中對(duì)所述靶材進(jìn)行均勻且全面的磁場(chǎng)掃描。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁控濺射源及磁控濺射設(shè)備。其中，磁控濺射源包括磁控管及用于驅(qū)動(dòng)該磁控管的驅(qū)動(dòng)裝置；借助該驅(qū)動(dòng)裝置可驅(qū)動(dòng)磁控管以任意軌跡對(duì)靶材平面進(jìn)行掃描，從而使靶材各個(gè)區(qū)域的消耗速率趨于一致，進(jìn)而大幅提高靶材的利用率。本發(fā)明提供的磁控濺射設(shè)備中設(shè)置有上述本發(fā)明提供的磁控濺射源，因而其同樣能夠大幅提高靶材的利用率。
文檔編號(hào)C23C14/35GK102534522SQ20101058819
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者夏威, 文莉輝 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司