一種可變磁通量分布的直流磁控濺射機磁通管的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可變磁通量分布的直流磁控濺射機磁通管，包括磁通管、旋轉軸、陰極靶材和電磁鐵；其中，磁通管為一個圓柱形的外殼，磁通管的軸線水平放置，陰極靶材設置于磁通管的前端面，旋轉軸與磁通管的軸線平行并設置于磁通管的后端面的外部；磁通管的后端面的內部設有電磁鐵；本實用新型通過改進磁通管的外觀設計，將磁通管設計成多個可調節磁場方向和磁通量大小的電磁鐵，通過改變每個電磁鐵磁場方向和磁通量的大小可以將薄膜的均勻性調至所需要的工藝。
【專利說明】一種可變磁通量分布的直流磁控濺射機磁通管
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種直流磁控濺射磁通管，具體涉及一種可變磁通量分布的直流 磁控濺射機磁通管。
【背景技術】
[0002] 濺射是一種物理氣相淀積技術，它是形容固體靶中的原子被高能量離子撞擊而離 開固體進入氣體的物理過程。濺射過程中的離子通常來自等離子體。
[0003] -般是在充有惰性氣體的真空系統中，通過高壓電場的作用，使得氬氣電離，產生 氬離子流，轟擊靶陰極，被濺出的靶材料原子或分子沉淀積累在半導體芯片或玻璃、陶瓷上 而形成薄膜。
[0004] 濺射的優點是能在較低的溫度下制備高熔點材料的薄膜，在制備合金和化合物薄 膜的過程中保持原組成不變，所以在半導體器件和集成電路制造中已獲得廣泛的應用。
[0005] 濺射方法主要包括直流濺射、射頻濺射、磁控濺射、反應濺射，直流濺射發展后期， 人們在其表面加上一定磁場后得到了一定的改進，稱為直流磁控濺射，已成為現階段廣泛 應用的一種濺射方法。
[0006] 但是，在直流磁控濺射中，半導體WLP先進封裝技術中需要使用磁控濺射機臺進 行wafer表面進行Ti和Cu的真空鍍膜，其中陰極靶材背面安裝的磁通管的磁場分布影響 了膜厚的均勻性，由于磁通管內的磁場分布已經固定，無法改變磁場的方向和調節磁鐵的 磁通量大小，從而導致鍍膜時的沉積速率低和工藝不穩定等問題，這些已經為目前急需要 解決的問題之一。 實用新型內容
[0007] 本實用新型所要解決的技術問題是：針對現有技術的缺陷，提供一種可變磁通量 分布的直流磁控濺射機磁通管，通過改進磁通管的外觀設計，將磁通管設計成多個可調節 磁場方向和磁通量大小的電磁鐵，通過改變每個電磁鐵磁場方向和磁通量的大小可以將薄 膜的均勻性調至所需要的工藝，提高了沉積速率，并增加了鍍膜的穩定性，使鍍膜的厚度更 加均勻。
[0008] 本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：
[0009] 一種可變磁通量分布的直流磁控濺射機磁通管，包括磁通管、旋轉軸、陰極靶材和 電磁鐵；
[0010] 其中，磁通管為一個圓柱形的外殼，磁通管的軸線水平放置，將磁通管圓柱形的兩 個相對的圓形表面定義為前端面和后端面，陰極靶材設置于磁通管的前端面，旋轉軸與磁 通管的軸線平行并設置于磁通管的后端面的外部；
[0011] 磁通管的后端面的內部設有電磁鐵。
[0012] 作為本實用新型的進一步優化方案，所述電磁鐵通過螺絲固定于磁通管后端面的 外部。
[0013] 作為本實用新型的進一步優化方案，所述電磁鐵，面向陰極靶材的一端，以磁通管 切面的堅直直徑為分界線，一側的電磁鐵磁極為N極，另一側的電磁鐵磁極為S極。
[0014] 作為本實用新型的進一步優化方案，所述電磁鐵的排布形狀為心形，所述心形的 對稱軸與磁通管切面的水平直徑重合，心形的尖端位置指向磁通管徑向外側。
[0015] 作為本實用新型的進一步優化方案，所述電磁鐵為直流電磁鐵。
[0016] 本實用新型采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：本實用新型 通過改進磁通管的外觀設計，將磁通管設計成多個可調節磁場方向和磁通量大小的電磁 鐵，通過改變每個電磁鐵磁場方向和磁通量的大小可以將薄膜的均勻性調至所需要的工 藝，提高了沉積速率，并增加了鍍膜的穩定性，使鍍膜的厚度更加均勻。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是本實用新型的俯視圖；
[0018] 1、磁通管、2、靶材、3、旋轉軸、4、電磁鐵、5、螺絲；
[0019] 圖2是本實用新型的正視圖；
[0020] 1、磁通管，4電磁鐵。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明：
[0022] 本實用新型公開一種可變磁通量分布的直流磁控濺射機磁通管，通過陰極靶材背 面安裝多個電磁鐵，可以單獨調整每個電磁鐵的方向和磁通量，電磁鐵通電的時候，可通 過改變通電電流的大小從而改變磁場的大小，通有直流電的靶材形成電場與與穿過靶材磁 場交互。
[0023] 通過放電，電子被束縛在磁場中，并延磁力性運動，電子在運動中撞擊Ar氣釋放 出Ar+離子和二次電子，離子在電場作用下向陰極靶材運動，將陰極靶材金屬原子釋放出 來，二次電子繼續撞擊Ar氣。
[0024] 磁通管通過旋轉軸帶動旋轉，由于磁通管的電磁鐵可以單獨控制磁場方向和磁 場，磁力線在陰極靶材表面可以按照工藝的要求調整，從而獲得要求的膜厚均勻性。
[0025] 如圖1、圖2所示,一種可變磁通量分布的直流磁控溉射機磁通管包括磁通管、旋 轉軸、陰極祀材和電磁鐵；
[0026] 其中，磁通管為一個圓柱形的外殼，磁通管的軸線水平放置，將磁通管圓柱形的兩 個相對的圓形表面定義為前端面和后端面，陰極靶材設置于磁通管的前端面，旋轉軸與磁 通管的軸線平行并設置于磁通管的后端面的外部；
[0027] 磁通管的后端面的內部設有電磁鐵。
[0028] 為了保證電磁鐵的牢固性和穩定性，作為本實用新型的進一步優化方案，所述電 磁鐵通過螺絲固定于磁通管后端面的外部。
[0029] 電磁鐵按照預先設定的位置進行固定，并且電磁鐵的位置固定在進行磁通量變化 時，產生應有的效果，作為本實用新型的進一步優化方案，所述電磁鐵，面向陰極靶材的一 端，以磁通管切面的堅直直徑為分界線，一側的電磁鐵磁極為N極，另一側的電磁鐵磁極為 S極。
[0030] 作為本實用新型的進一步優化方案，所述電磁鐵的排布形狀為心形，所述心形的 對稱軸與磁通管切面的水平直徑重合，心形的尖端位置指向磁通管徑向外側。
[0031] 本實用新型通過改進磁通管的外觀設計，將磁通管設計成多個可調節磁場方向和 磁通量大小的電磁鐵，通過改變每個電磁鐵磁場方向和磁通量的大小可以將薄膜的均勻性 調至所需要的工藝，提高了沉積速率，并增加了鍍膜的穩定性，使鍍膜的厚度更加均勻。
[0032] 以上所述，僅是本實用較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制， 雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專 業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出 些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據 本實用技術實質，在本實用精神和原則之內，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替 換與改進等，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種可變磁通量分布的直流磁控濺射機磁通管，其特征在于：包括磁通管、旋轉軸、 陰極靶材和電磁鐵； 其中，磁通管為一個圓柱形的外殼，磁通管的軸線水平放置，陰極靶材設置于磁通管的 前端面，旋轉軸與磁通管的軸線平行并設置于磁通管的后端面的外部； 磁通管的后端面的內部設有電磁鐵。
2. 如權利要求1所述的一種可變磁通量分布的直流磁控濺射機磁通管，其特征在于： 所述電磁鐵通過螺絲固定于磁通管后端面的外部。
3. 如權利要求1或2所述的一種可變磁通量分布的直流磁控濺射機磁通管，其特征在 于：所述電磁鐵，面向陰極靶材的一端，以磁通管切面的堅直直徑為分界線，一側的電磁鐵 磁極為N極，另一側的電磁鐵磁極為S極。
4. 如權利要求3所述的一種可變磁通量分布的直流磁控濺射機磁通管，其特征在于： 所述電磁鐵的排布形狀為心形，所述心形的對稱軸與磁通管切面的水平直徑重合，心形的 尖端位置指向磁通管徑向外側。
5. 如權利要求4所述的一種可變磁通量分布的直流磁控濺射機磁通管，其特征在于： 所述電磁鐵為直流電磁鐵。
【文檔編號】H01J37/34GK203999797SQ201420454962
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】陳國華 申請人:南通富士通微電子股份有限公司