[發明專利]一種提高靶材濺射均勻性的旋轉平面磁控濺射靶及運動

無效

• 申請號: 201210348112.7
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN103668091A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 繆同群;張貴彥;王志洲;劉寶星
• 申請（專利權）人: 上海新產業光電技術有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明一種提高靶材濺射均勻性的旋轉平面磁控濺射靶及運動，屬于真空鍍膜技術領域。

背景技術

真空鍍膜技術屬于一種物理氣相沉積成膜方法，在光學領域常用于光學鏡片膜層制備。磁控濺射方法具有沉積溫度低、濺射速率高、膜層致密、操作簡單等優點，在科研及工業生產領域有廣泛應用。目前真空鍍膜設備中常用的是平面磁控濺射靶，其中的磁鐵和靶是靜止不動的，如圖1所示。圖1（A）所示的磁場的分布特性導致靶材各個地方的濺射速率不一樣，濺射一段時間后靶材表面就會出現如圖1（B）和（C）所示的環狀濺射刻蝕溝槽，這種溝槽在各個地方的刻蝕深度是不一樣的。在整個刻蝕環帶范圍內，中間很窄的一條環帶上的刻蝕深度最大，越往兩邊刻蝕深度越小，刻蝕深度極不均勻。這種刻蝕深度的不均勻性會降低光學鏡片上膜層沉積的均勻性，對高質量膜層的制備是不利的。另一方面，這種極不均勻的刻蝕形狀也造成了靶的利用率較低，通常不超過10%。

發明內容

為解決上述固定磁鐵和靶的結構方式造成的靶材濺射刻蝕均勻性低的問題，改善成膜質量，本發明提供一種能夠提高靶材濺射均勻性的旋轉平面磁控濺射靶及運動，將傳統的磁控濺射靶中的磁鐵和靶都靜止不動的結構方式變為磁鐵不動而靶進行旋轉運動，使兩者作相對運動。這不僅能大大提高靶材的濺射均勻性，還能提高靶材利用率。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

包括磁鐵在內，其特征在于：還包括平面靶及與平面靶連接的傳動系統的結構；其運動是：磁鐵固定不動，平面靶通過傳動系統繞自己的中心軸進行勻速旋轉運動，所述的勻速旋轉的角速度在大于零且小于等于30轉/分鐘范圍內。

實施該技術后的明顯優點和效果是：由于采用旋轉平面靶技術，工作時磁鐵固定不動，平面靶勻速旋轉，使傳統平面磁控濺射靶中存在的靶面刻蝕均勻性差，靶材利用率低的現象得到明顯的改善，使靶面刻蝕均勻，大大提高靶材的濺射均勻性，同時又提高了靶材利用率。

附圖說明

圖1(A)為傳統平面磁控濺射靶結構中磁力線分布示意圖；

圖1(B)為傳統平面磁控濺射靶結構中靶面刻蝕區示意圖；

圖1(C)為圖1(B)的俯視圖；

圖2(A)為本發明中當平面靶靜止時磁力線分布示意圖；

圖2(B)為本發明中當平面靶靜止時靶面刻蝕區示意圖；

圖2(C)為圖2(A)的俯視圖；

圖3(B)為本發明中當平面靶旋轉運動時靶面刻蝕區示意圖；

圖3(C)為圖3(B)的俯視圖；

具體實施方式

????以下結合附圖，對本發明作進一步描述：

參見附圖，一種提高靶材濺射均勻性的旋轉平面磁控濺射靶由旋轉運動的平面靶（201）及傳動系統和固定不動的磁鐵（202）組成。

下面對其具體的運動方式作詳細描述。

當平面靶（201）和磁鐵（202）都靜止不動時，磁力線分布如圖2（A）所示，這種磁力線分布導致的平面靶刻蝕形狀如圖2（B）和（C）所示，類似于圖1中傳統平面靶的情況，刻蝕形狀為一環帶范圍（203）。在該環帶范圍（203）內，各個地方的刻蝕深度是不一樣的，中間很窄的環帶（204）處的刻蝕深度最大，越往兩邊刻蝕深度越小。這種刻蝕效果是很不均勻的，對光學膜層的均勻性是不利的。而且這種極不均勻的刻蝕也導致了靶材的利用率很低，通常不超過10%，造成了靶材的大量浪費。

當磁鐵（202）靜止不動而平面靶（201）繞自己的中心軸以大于零且小于等于30轉/分鐘角速度作勻速旋轉運動時，即相當于平面靶（201）不動而磁鐵（202）繞平面靶的中心軸進行旋轉運動，產生的平面靶刻蝕效果如圖3（B）和（C）所示。這種相對運動的方式可以產生與傳統的磁鐵和靶都靜止不動的平面靶結構相同的刻蝕環帶范圍，如圖3（C）和圖1（C）中的刻蝕范圍（303），但兩者的刻蝕均勻性卻大不相同。本發明中，由環（305）和環（306）所包圍的較寬的環帶范圍內刻蝕深度很均勻而且是刻蝕深度最大的地方，如圖3（C）所示；而傳統的平面靶結構中，只有環帶（104）處很窄的范圍內刻蝕深度是均勻的；同時靶材利用率也有較大提高。

本發明在實際中具體應用時，可根據實際需要安排磁鐵和平面靶的大小以及相對位置，以獲得不同的刻蝕環區域和不同的刻蝕均勻性效果。

凡是采用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在發明保護范圍內。