[發明專利]多靶濺射源及沉積多層的方法

有效

• 申請號: 200880020265.0
• 申請日: 2008-06-13
• 公開（公告）號: CN101720493A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: H·羅爾曼
• 申請（專利權）人: OC歐瑞康巴爾斯公司
• 主分類號: H01J37/34
• 分類號: H01J37/34;C23C14/35
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李娜;李家麟

本申請主張申請日為2007年6月15日的美國臨時專利申請序列號 No.60/944,118的利益，其內容引用結合于此。

技術領域

本發明涉及具有高飽和磁化強度的材料的多靶濺射源和用于沉積多層的方 法，并進一步涉及一種引入高飽和磁化強度材料的合金共濺射方法。

背景技術

多靶濺射源被充分證明可用于沉積硬盤介質中的多層和特殊合金。 EP0162643示出這種濺射源的基本原理，其包括具有獨立磁極和獨立等離子體 功率源的同心環形靶。該申請的圖1示出具有三個同心靶10、11、12的 Oerlikon/Unaxis?Triatron濺射源15，這三個同心靶具有各自的磁裝置(布置在靶 下方的永磁體)。每個靶通常使用單獨的電源，尤其是直流電源。在Triatron設 計中，同心靶10-12之間沒有設置陽極，且靶之間的間距減小到避免靶之間寄生 等離子體所需的間距(暗空間)。提供屏罩14以收集沒有到達基底13的材料。 基底設置在一平面內，該平面遠離但本質上平行于沒有使用的濺射表面的平面。 此處基底被顯示為具有中心孔，因為例如這對于硬盤基底是常見的。這些基底 的直徑通常在20-100mm之間變化。在所示出的布置中，環形靶10的外徑是 165mm，靶11外徑是121mm，靶12外徑是72mm。專業人員將根據待濺射的 膜/層的需要，包括再次引入作為參考的US6,579,424中所描述的教導，而改變 所述直徑。

在典型的應用中，最外的靶10和最內的靶12包括鉆Co，靶11包括鈀Pd。 靶的厚度在2mm到8mm之間變化。靶和基底的距離典型地是50mm。

這種布置對于非磁性的靶以及對于低磁化強度的靶很有用，但對于在生產 磁性硬盤時頻繁使用的高磁化強度的靶材料，具有非常有限的表現。濺射高磁 化強度材料的問題在于，由靶后方的磁體陣列產生的磁場不能充分地穿透磁靶。 因為投射在靶表面之上的磁場是磁控濺射效應發生的先決條件，顯然高磁化強 度靶不能容易地應用于標準磁控陰極，因為受侵蝕區域的寬度趨向于太小(微 音效應)。

本領域中已知幾種濺射高磁化強度材料的可能性：其一包括選擇更強的磁 體使靶磁性地(過)飽和和/或選擇幾毫米材料的薄靶。

濺射高磁化強度材料的另一已知技術是具有槽和孔的靶布置40，如圖5所 示。高磁化強度材料的靶46放置在磁體42、43上。在背面上可使用軛41。靶 46將引導大多數的(如果不是全部的)磁通線。通過應用槽44或孔45，迫使 磁通線橋跨縫隙。在這些區域中，等離子體可以點燃，并且磁控濺射效應可以 發生。典型地，槽寬度為0.5到1.5mm。20mm的靶厚度已經被成功地使用。

用于濺射高磁化強度材料的另一已知技術是所謂的頂靶布置，分別如 US4,572,776或US4,601,806中所示。圖4a和b描述了該原理。在該布置中，靶 材料被分成至少兩部分，一個部分部分地布置在一平面上，該平面上基本平行 于且高于另一部分的表面。圖4a說明具有三部分設計的橫截面的這種布置：靶 21布置在第一“下”平面以及靶20、22布置在第二“上”平面。圖6說明所述 頂靶布置的俯視圖；清楚的是，這種設計可應用于包括部分I、II和III的拉長 靶配置，也可應用于只由部分I和III組成的環形配置。在基礎布置中，中間部 分22可被省略，靶部分21于是成為連續板。然而，由于靶部分之間的過渡也 是活性的、等離子體暴露部分，省略此另外的靶部分會導致活性區域的損失。

圖4a說明有中心軸A的靶布置的截面圖。