[發明專利]用于PTF測量架的磁場檢測器固定組件裝置

無效

• 申請號: 200710089498.3
• 申請日: 2007-03-26
• 公開（公告）號: CN101206250A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: R·D·羅杰
• 申請（專利權）人: 賀利氏有限公司
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02;G01D11/30;C23C14/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民

發明領域

【0001】本發明涉及一種磁場檢測器固定組件裝置，其用于穿過通量(PTF)測量架。更具體地，本發明涉及一種磁場檢測器固定組件裝置，其用于人工操作或自動化穿過通量(PTF，Pass-Through?Flux)測量架。

發明背景

【0002】濺射工藝被廣泛地用于將材料薄膜沉積到期望襯底上。典型的濺射系統包括：產生電子或離子束的源、包含要被原子化材料的靶、以及濺射材料沉積在其上的襯底。該工藝涉及用電子或離子束以一角度轟擊靶材，這樣導致靶材被濺出或被侵蝕。濺射靶材以薄膜或薄層沉積到襯底上。濺射工藝所用的靶材從純金屬到甚至更復雜合金的范圍變化。

【0003】磁控濺射包括在靶材(陰極)后面布置永磁體或電磁體，并將磁場施加到靶上。所施加的磁場穿過靶，并將放電等離子體聚焦到靶的前面。靶的前表面被原子化，隨后靶原子沉積在鄰近靶的展開薄膜器件的頂部。

【0004】磁性靶材的磁控濺射在電子工業中是很流行的，尤其是在半導體與數據存儲器器件的制造中。由于磁性靶合金的軟磁性質，所施加的磁場在靶體中存在相當大的分流。這就導致由于透射磁場聚焦到由分流所致的刻蝕槽中而使得靶利用的減少。這種聚焦效應隨著材料磁導率的增加而加劇(對應于材料PTF的降低)。

【0005】降低靶材的磁導率可以促進不太嚴重的侵蝕輪廓，其提高了靶材利用且隨后有助于降低材料成本。嚴重的靶侵蝕輪廓的出現也促進了點源濺射現象，但這可導致比最優沉積薄膜厚度均勻性差的薄膜厚度均勻性。因此，降低靶材磁導率具有提高沉積薄膜厚度均勻性的額外好處。

【0006】濺射靶的PTF被定義為透射磁場對施加磁場的比值。100％的PTF值表示非磁性材料，在該材料中沒有任何所施加磁場被分流通過靶體。磁性靶材的PTF典型地規定在0到100％的范圍，而大多數商業生產的材料表現出30％到100％之間的值。

【0007】存在幾種不同測量PTF的技術。一種技術涉及將4.4(+/-0.4)千高斯的條形磁體放置成與靶材的一面接觸，并利用與靶材另一面接觸的軸向霍爾(Hall)探測器對透射場進行監測。穿過靶體的磁場除以靶不在磁體與探測器(其被保持在與靶在它們之間時相同的相距距離)之間時所施加場的強度的最大值被定義為PTF。PTF可以表示為分數或百分比。

【0008】測量PTF的另一種技術涉及利用馬蹄形磁體和橫向霍爾探測器。可以發現，利用不同磁體和探測器裝置所測量的PTF值表現出與業界中常用的磁場強度值成良好的線性關系。PTF測量技術被用以對實際磁控濺射機器中存在的施加磁通量進行近似。因此，PTF測量直接適用于磁控濺射期間靶材的性能。

【0009】磁性材料的PTF與磁導率不是互斥的。而是，在PTF和磁性材料的最大磁導率之間存在很強的逆相關。磁性材料的磁導率值可以通過采用符合ASTM標準A?894-89的振動樣品磁強計(VSM)技術進行非常精確的測定。

【0010】目前，PTF測量是用人工操作的PTF架完成的。ASTM?F?1761-00與ASTM?F?2086-01標準闡述了穿過磁通量的測試方法，并且描述了人工操作測試固定設備。這些測試固定設備用螺絲將磁場檢測器固定在支撐管內。如果螺絲過度擰緊，磁場檢測器可能容易被損害。另外，由于磁場檢測器位于支撐管內的部位以致使檢測器延伸超過管長度，因此如果磁場檢測器與待測試的濺射靶接觸，則磁場檢測器可能被損害并且也會劃傷靶表面。

【0011】因此，需要的是一種用于固定磁場檢測器并將其附著到PTF測量架上的改進裝置。另外需要的是磁場檢測器固定組件，其在人工操作或自動化PTF測量架上的PTF測量期間不會損害磁場檢測器或者待測量的濺射靶的表面。

發明內容

【0012】本發明的各個實施例致力于解決PTF測量架的典型磁場檢測器附屬裝置的上述不足。

【0013】本發明的至少一個典型實施例涉及一種磁場檢測器固定組件裝置，其用于對濺射靶進行測量的人工操作或自動化穿過通量測量架。磁場檢測器固定組件具有帶縱向開口的墊圈，該墊圈的開口允許磁場檢測器被定位。至少一個緊固件穿過磁場檢測器固定裝置的至少一個開口，而其中所述緊固件適于被調節以機械連接墊圈，以便將墊圈固定在磁場檢測器固定組件內的預定位置。墊圈可以防止磁場檢測器固定組件由于過度擰緊緊固件而被損害，并且還防止劃傷所要測試的靶的表面。