[發明專利]同心的中空陰極磁控管濺射源

無效

• 申請號: 200980154576.0
• 申請日: 2009-01-21
• 公開（公告）號: CN102282286A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 丹尼爾·布魯爾斯;杜米尼克·施密特;邁克爾·豪蘭;戴夫·科雷亞;亞特·舒倫伯格
• 申請（專利權）人: 4D-S有限公司
• 主分類號: C23C14/00
• 分類號: C23C14/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 周靖;鄭霞

發明領域

本發明一般涉及濺射源且更具體地涉及磁控管濺射源、材料的沉積且更具體地涉及使用濺射源來沉積材料。

發明背景

使用磁控管增強型濺射源來沉積材料已經被應用了30多年。圖1示出典型的環形磁控管濺射源的橫截面。濺射源100位于真空室101中。真空室101經由口109附接至真空泵(未示出)。磁體106布置成2個同心的環且附接至鐵軛107，產生穿入靶108且大致與靶表面109平行100的強磁場104。平行于靶表面109的強磁場110通常＞300高斯，該強磁場捕獲靶表面109附近的氣體離子，導致可得到的用于濺射的離子提高了好幾個數量級，這導致濺射速率的相應提高。電源(未示出)DC或RF從室101被以電子方式附接至靶108。氣體，通常為氬氣，通過MFC111被計量進入真空室101，以使壓強通常為3×10E-3至1×10E-2托。接通電源且對于DC電源使電壓升高至300伏至400伏，而對于RF電源通常為1KW-10KW，導致靶表面109的濺射。靶材料108沉積到由夾具03保持在適當位置的基材105上，這通常是溫度控制的。與沒有磁體106的濺射相比，這樣的布置導致材料從靶108至基材表面105上的沉積速率提高10至100倍。

各種其它的磁體布置已經用于濺射，所有都基于磁場穿入靶的表面且磁場平行于靶表面。圖2示出了一個實例且已知為中空的陰極200。中空的陰極200位于真空室101中，真空室101附接到真空泵(未示出)且具有與圖1一樣的氣體注入口110。中空的陰極200位于真空室101中，真空室101被附接至真空泵(未示出)且具有與圖1一樣的氣體注入口110。中空的陰極200由柱形的外殼202組成。磁體206的2個環附接至鐵軛207，產生穿入靶208的強磁場204。DC或RF電源(未示出)從真空室101被附接至靶208，如在圖1中所進行的。氬氣通過口110且通常用MFC111計量而被引入真空室101，以使壓強通常為3-10×10E-3托。接通電源且對于DC電源為300伏至400伏，而對于RF電源通常為1KW-10KW。當磁場210大致平行于靶表面209時，發生濺射。至基材表面的沉積速率比無磁體時的沉積速率大很多倍。中空的陰極200導致定向地濺射且用于濺射至具有縱橫比即＞5∶1特征的基材上。

因此，需要在低壓下進行高速沉積的系統和方法。本發明解決了這樣的需要。

發明概述

公開了一種允許在比先前已獲得的壓強低一或兩個數量級的壓強下進行高速沉積的新的濺射源。這導致具有對基材減少的離子和電子損壞的較致密的膜。

附圖簡述

圖1示出典型的環形磁控管濺射源的橫截面的實例。

圖2示出現有技術的已知為中空的陰極的實例。

圖3示出本發明的由環形外殼組成的濺射源的橫截面。

圖4是本發明的俯視圖且示出布置成六邊形的磁體的內環和磁體的外環。

優選實施方式的詳細描述

本發明一般涉及濺射源且更具體地涉及磁控管濺射源、材料的沉積且更具體地涉及使用濺射源來沉積材料。下面的描述被提出以使本領域技術人員能夠制造和使用本發明且被提供在專利申請和其要求的上下文中。對本文描述的優選實施方式和一般原則以及特征的各種修改將對本領域技術人員是易于明顯。因此，本發明不意圖被限制于所示的實施方式，而是要給予與本文描述的原則和特征一致的最寬的范圍。

本發明是“同心的中空陰極濺射源”且被在圖3中示出。圖3是濺射源300的橫截面，濺射源300由環形外殼302組成。兩排磁體306、319的六邊形外環被附接至鐵軛302且兩排磁體306、319的六邊形內環被附接至鐵軛302，以及兩排磁體313、318的六邊形內環也被附接至鐵軛302。鐵軛302是對于來自所有磁體的磁通量的回路。

圖4是本發明的俯視圖且示出布置成六邊形的磁體313的內環和磁體306的外環。其它構型是可能的，例如三邊形、四邊形等，然而，六邊形是優選的構型。所有的磁體都被附接至鐵軛307。