一种全靶腐蚀磁控溅射设备

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1、第44卷第6期Vol.44,No.6真空灾粤悦哉哉酝2007年11月Nov.2007一种全靶腐蚀磁控溅射设备11122郝万顺，吴志明，王涛，王秋来，黄文符（1.电子科技大学光电学院，四川成都610054；2.沈阳市超高真空应用技术研究所，辽宁沈阳110015）摘要：传统的磁控溅射设备由于等离子体在靶面形成跑道效应，所以存在着靶材利用率低，反应溅射过程中稳定性差的问题。M.J.Thwaites提出了一种利用磁场将等离子体产生与溅射分开的结构，本文基于这种结构构造了一个实验平台对其进行了研究，实现了全靶腐蚀，提高了系统的稳定性。关键词：磁控溅射；全靶腐蚀；磁场模拟中图分类号

2、:TB43文献标识码:B文章编号:1002-0322(2007)06-0018-04Anovelmagnetronsputteringdevicewithfulltargeterosion11122HAOWan-shun,WUZhi-ming,WANGTao,WANGQiu-lai,HUANGWen-fu(1.SchoolofOptoelectronicInformation,UniversityofElectronicScience驭TechnologyofChina(UESTC),Chengdu610054,China;2.ShenyangInstituteofUH

3、VTechnology&Applications，Shengyang110015,China)Abstract:Conventionallythetarget’sservicefactorofmagnetronsputteringdeviceislowwithpoorstabilityinreactivesputteringprocessbecausetheplasmacausesarunwayeffectontargetsurface.BasedonM.J.Thwaites’ssuggestionthataconstructionseparatesthegenerat

4、ionofplasmafromsputteringprocessbyamagneticfield,anexperimentalplatformisbuilttostudyhisidea,thusfulfillingthefulltargeterosiontoimprovethesystemstability.Keywords:magnetronsputtering;fulltargeterosion;magneticfieldsimulation磁控溅射技术有着很广泛的用途,在这些应流出现饱和现象、溅射电流随溅射功率的增加而[1]用中，由于传统的磁控溅射技术存在着一些固

5、有增加和全靶腐蚀的特性，在反应磁控溅射中有很的不足，最显著的问题是等离子体在靶面形成跑大的应用。本文通过对M.J.Thwaites方法的分析，道，所以存在着靶材利用率低，反应过程尤其是由此构造了一个实验平台进行了初步试验研究。[1]在进行反应溅射过程中很不稳定。要从根本上1实验原理解决上述的问题则必须使等离子体能够在靶面形成靶面全腐蚀。通常有两种方法达到靶面全腐M.J.Thwaites的高利用率等离子体溅射方蚀的目的[2]：（a)将靶设计成闭合等离子体跑道[1]法的原理图如下图所示，它由三部分组成：等离[3]的形状，如圆锥形等离子体磁控管;（b)扫描产子体的产生部分、等

6、离子体到靶表面的输运过生闭合磁控管放电的磁铁，如全腐蚀矩形靶和圆程、等离子体对靶的溅射过程。[4]柱形平面式磁控溅射靶。产生等离子的方法有多种，例如电感耦合等此外，还有一种与常规的磁控溅射有很大区离子体，电容耦合等离子体，微波等离子体和螺别的思路，就是将等离子体的产生与靶材的溅射旋波等离子体等等。设备中采用了电感耦合等离过程分开。1989年GregorCampbell就提出了这种[5]子体方式。射频线圈、射频电源、石英管构成产[6]结构。它的离子源部分采用的是螺旋波的天线生离子源的装置。石英管中通入Ar气后，在射频结构，尽管等离子体的离化率很高，但是结构复电源和射频线圈

7、的作用下产生等离子体。将靠近杂。2000年M.J.Thwaites采用了一种更为简单的石英管的直流线圈定义为发射线圈，靠近靶的部天线结构来开发设备，该设备具有溅射中溅射电分定义为偏转线圈。由于发射线圈的存在，使之收稿日期院2007-01-02作者简介院郝万顺(1982-)，男，山西省太谷县人，硕士。联系人：吴志明，教授、博导。第6期郝万顺，等：一种全靶腐蚀磁控溅射设备·19·与单一的电感耦合等离子体有一些不同，它提高最低为91Gauss，尽管磁场强度满足要求，但是由了等离子体的电离率，在试验中可以看到等离子于磁场分布的不连续，所以不会约束