專利名稱：一種磁控濺射源及磁控濺射設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磁控濺射設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種磁控濺射源及磁控濺射設(shè)備。
背景技術(shù)：
磁控濺射工藝被廣泛應(yīng)用于制備各類薄膜，如用于制備集成電路的阻擋層。圖1為典型的磁控濺射設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。請(qǐng)參閱圖1，磁控濺射設(shè)備包括反應(yīng)腔室I和設(shè)置在反應(yīng)腔室I頂部的磁控濺射源。其中，磁控濺射源包括靶材2、磁控管3以及驅(qū)動(dòng)磁控管3運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4，磁控管3設(shè)置在靶材2的上方，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4的驅(qū)動(dòng)下磁控管3在靶材2的表面掃描，以約束反應(yīng)腔室I內(nèi)等離子體中的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而提高靶材2的濺射速率。在反應(yīng)腔室I的底部設(shè)有用于承載被加工工件5的靜電卡盤(pán)6，靜電卡盤(pán)6與電源(圖中未示出)連接，電源向靜電卡盤(pán)6加載偏壓，被等離子體濺射下來(lái)的靶材2在偏壓的作用下沉積在被加工工件5的表面。圖2a為用于驅(qū)動(dòng)磁控管運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一種使用狀態(tài)。圖2b為用于驅(qū)動(dòng)磁控管運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二種使用狀態(tài)。請(qǐng)一并參閱圖2a和圖2b，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4包括托架41、彈簧43以及驅(qū)動(dòng)板44。磁控管3固定在驅(qū)動(dòng)板44上，而且驅(qū)動(dòng)板44的形狀為直角三角形，在驅(qū)動(dòng)板44的直角位置通過(guò)轉(zhuǎn)軸46與托架41連接。彈簧43的一端固定在托架41上遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸46的一端，另一端固定在驅(qū)動(dòng)板44上。在托架41上與轉(zhuǎn)軸46相對(duì)的另一端設(shè)有驅(qū)動(dòng)軸42，托架41通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸42與電機(jī)(圖中未示出)連接。在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，托架I和驅(qū)動(dòng)板4繞驅(qū)動(dòng)軸42逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸2的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，由于離心力的作用，磁控管3遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)軸42，使得磁控管3在靶材2的邊緣位置掃描。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸2的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，由于彈簧43的作用，磁控管3靠近驅(qū)動(dòng)軸42，使得磁控管3在靶材2的中心位置掃描。上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是通過(guò)離心力來(lái)控制磁控管的掃描位置，即通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速來(lái)控制磁控管的掃描位置。但在實(shí)際使用過(guò)程中，由于彈簧容易出現(xiàn)疲勞，使得彈簧的作用力與離心力之間的對(duì)應(yīng)·關(guān)系容易發(fā)生變化，因此，很難通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速來(lái)精確地控制磁控管的掃描軌跡；而且，利用驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速無(wú)法控制磁控管在不同位置的停留時(shí)間，從而導(dǎo)致靶材的腐蝕不均勻，進(jìn)而降低靶材的利用率。

發(fā)明內(nèi)容
為至少解決上述問(wèn)題之一，本發(fā)明提供一種磁控濺射源及磁控濺射設(shè)備，其能夠準(zhǔn)確地控制磁控管的掃描軌跡以及在不同位置的停留時(shí)間，從而可以提高靶材的利用率。解決上述技術(shù)問(wèn)題的所采用的技術(shù)方案是提供一種磁控濺射源，包括靶材、固定件、磁控管以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述靶材和所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在所述固定件上，所述磁控管與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，而且所述磁控管緊靠所述靶材的表面，在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下所述磁控管對(duì)所述靶材的表面進(jìn)行掃描，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中:所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述磁控管在所述靶材的表面作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述磁控管在所述靶材的表面作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；在所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的共同作用下，所述磁控管在所述靶材的表面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其中，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支承單元、驅(qū)動(dòng)單元以及傳動(dòng)單元,所述支承單元通過(guò)所述傳動(dòng)單元與所述驅(qū)動(dòng)單元連接，所述磁控管與所述支承單元連接，在所述驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)下，所述磁控管隨所述支承單元作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中，所述傳動(dòng)單元包括皮帶、與所述驅(qū)動(dòng)單元的輸出軸連接的連接軸以及與所述支承單元連接的箱體轉(zhuǎn)軸，所述箱體轉(zhuǎn)軸固定在所述支承單元上，所述皮帶用于連接所述連接軸和所述箱體轉(zhuǎn)軸。其中，所述直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)缸、電源以及連接桿，其中:所述電動(dòng)缸固定在所述支承單元內(nèi)；所述連接桿的一端與所述電動(dòng)缸連接，另一端與所述磁控管連接；所述電源設(shè)置在所述支承單元外；在所述箱體轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)有空心管，所述空心管的一端伸入所述支承單元內(nèi)，在所述空心管靠近所述電動(dòng)缸一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)電連接單元，所述旋轉(zhuǎn)電連接單元的一端與從所述空心管中穿過(guò)的連接所述電源的導(dǎo)線電連接，所述旋轉(zhuǎn)電連接單元的另一端與所述電動(dòng)缸電連接。其中，所述支承單元為箱體。其中，所述連接桿為絲杠，所述磁控管與所述絲杠連接。其中,所述旋轉(zhuǎn) 電連接單元為電刷。其中，所述磁控濺射源包括用于控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行軌跡的控制單元，所述控制單元包括用于控制所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制子單元和用于控制所述直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制子單元。其中，所述磁控管在垂直于其旋轉(zhuǎn)軸的平面上的投影的形狀為腎形、心形或圓形。本發(fā)明還提供一種磁控濺射設(shè)備，包括反應(yīng)腔室和磁控濺射源，所述磁控濺射源采用本發(fā)明提供的所述的磁控濺射源，其中，所述固定件固定在所述反應(yīng)腔室的室壁的頂端，并且所述靶材朝向所述反應(yīng)腔室的內(nèi)側(cè)設(shè)置，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述反應(yīng)腔室外。本發(fā)明還提供一種磁控濺射設(shè)備的使用方法，包括:控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述磁控管在所述靶材的表面掃面，并使所述磁控管的中心位置的掃描時(shí)間大于邊緣位置的掃描時(shí)間，以清洗沉積在所述靶材的中心位置的沉積材料；控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述磁控管在所述靶材的表面均勻掃面，并使所述磁控管在所述靶材的中心位置和邊緣位置的掃描時(shí)間一致，從而使所述靶材均勻腐蝕。本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明提供的磁控濺射源，利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)磁控管旋轉(zhuǎn)掃描，同時(shí)利用直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)磁控管進(jìn)行直線掃描，其避免了通過(guò)離心力的作用來(lái)控制磁控管的掃描軌跡，從而避免了因彈簧的疲勞而影響磁控管掃描軌跡的精度。該磁控濺射源不僅可以準(zhǔn)確地控制磁控管的掃描軌跡，而且可以準(zhǔn)確地控制磁控管在不同位置的停留時(shí)間，從而使靶材均勻腐蝕，提高靶材的利用率。本發(fā)明提供的磁控濺射設(shè)備不僅可以準(zhǔn)確地控制磁控管的掃描軌跡，而且可以準(zhǔn)確地控制磁控管在不同位置的停留時(shí)間，從而可以使靶材均勻腐蝕，提高靶材的利用率，進(jìn)而可以減少更換磁控管的時(shí)間，提高磁控濺射設(shè)備的利用率。


圖1為典型的磁控濺射設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2a為用于驅(qū)動(dòng)磁控管運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一種使用狀態(tài)；圖2b為用于驅(qū)動(dòng)磁控管運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二種使用狀態(tài)；圖3為本發(fā)明實(shí)施例磁控濺射源的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的磁控濺射源及磁控濺射設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3為本發(fā)明實(shí)施例磁控濺射源的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖3，磁控濺射源包括靶材
2、固定件7、磁控管3以及驅(qū)動(dòng)磁控管3運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中，靶材2和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在固定件7上，磁控管3與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，而且磁控管3緊靠靶材2的表面，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下磁控管3對(duì)IE材2的表面進(jìn)行掃描。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)磁控管3在靶材2的表面作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述磁控管3在所述靶材2的表面作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的共同驅(qū)動(dòng)下，磁控管3在靶材2的表面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

具體地,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支承單元、驅(qū)動(dòng)單元31以及傳動(dòng)單元。其中，支承單元為方形的箱體38，磁控管3與箱體38連接。當(dāng)然，箱體38也可以采用圓形或其它形狀的箱體。驅(qū)動(dòng)單元31為電機(jī)或其它能夠提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)單元。傳動(dòng)單元包括皮帶312、與驅(qū)動(dòng)單元31的輸出軸連接的連接軸313以及固定在箱體38上的箱體轉(zhuǎn)軸33，而且箱體轉(zhuǎn)軸33與箱體38垂直。箱體轉(zhuǎn)軸33通過(guò)軸承與固定件7連接，從而使箱體38可相對(duì)于固定件7轉(zhuǎn)動(dòng)。皮帶312用于將連接軸313和箱體轉(zhuǎn)軸33連接，驅(qū)動(dòng)單元31借助連接軸313、皮帶312和箱體轉(zhuǎn)軸33將其動(dòng)力傳遞箱體38，從而使箱體38轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使與箱體38連接的磁控管3以箱體轉(zhuǎn)軸33為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，箱體轉(zhuǎn)軸33并不是必須垂直于箱體38，只要能夠使箱體38繞箱體轉(zhuǎn)軸33旋轉(zhuǎn)的任何設(shè)置方式都可以用于本發(fā)明。此外，本實(shí)施例中，傳動(dòng)單元包括皮帶312、與驅(qū)動(dòng)單元31的輸出軸連接的連接軸313以及與箱體38連接的箱體轉(zhuǎn)軸33，即通過(guò)連接軸313、皮帶312以及箱體轉(zhuǎn)軸33實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。但是本發(fā)明并不局限于此，傳動(dòng)單元也可以包括鏈條以及與其配合的兩個(gè)齒輪，其中一個(gè)齒輪套設(shè)在驅(qū)動(dòng)單元31的輸出軸上，另一個(gè)齒輪設(shè)置在箱體38上，鏈條將兩個(gè)齒輪連接，借助鏈條將驅(qū)動(dòng)單元31的動(dòng)力傳遞給箱體38。然而，從磁控濺射源的成本以及簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)考慮，優(yōu)選采用皮帶作為傳動(dòng)單元。直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)缸37、連接桿314以及電源311，其中，電動(dòng)缸37固定在箱體38內(nèi)，連接桿314的一端與電動(dòng)缸37連接，另一端與磁控管3連接，向電動(dòng)缸37提供電能的電源311設(shè)置在箱體38的外側(cè)。箱體轉(zhuǎn)軸33為空心的轉(zhuǎn)軸，在箱體轉(zhuǎn)軸33內(nèi)設(shè)有與其同軸設(shè)置的空心管34，空心管34的一端伸入箱體38內(nèi)，在空心管34靠近電動(dòng)缸37 —端設(shè)有電刷35，電刷35的一端與從空心管中穿過(guò)的用于連接電源311的導(dǎo)線電連接，電刷35的另一端與電動(dòng)缸37電連接。借助電刷35將靜止的電源311與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)缸37電連接，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的電流傳遞?？梢岳斫猓緦?shí)施例也可以采用類似于電刷35的其它旋轉(zhuǎn)電連接單元代替，只要能夠動(dòng)態(tài)的電流傳遞即可。本實(shí)施例中，連接桿314為絲杠，絲杠的一端與電動(dòng)缸37連接，另一端與磁控管3連接。電動(dòng)缸37驅(qū)動(dòng)絲杠正向、反向轉(zhuǎn)動(dòng)可使磁控管3作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。不難理解，連接桿314也用其它結(jié)構(gòu)的部件代替。本實(shí)施例磁控濺射源還包括用于控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行軌跡的控制單元(圖中未示出)，控制單元包括用于控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制子單元和用于控制直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制子單元。借助旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制子單元可以控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中驅(qū)動(dòng)單元31的轉(zhuǎn)速，從而可以控制磁控管3的掃描速度和靶材圓周方向的位置。借助直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制子單元可以控制磁控管3的直線移動(dòng)速度以及在靶材徑向上的位置。本實(shí)施例中，磁控管3在垂直于其旋轉(zhuǎn)軸的平面上的投影的形狀為腎形、心形、圓形或其它形狀。本實(shí)施例提供的磁控濺射源利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)磁控管進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描，同時(shí)利用直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)磁控管進(jìn)行直線掃描，其避免通過(guò)離心力的作用來(lái)控制磁控管的掃描軌跡，從而避免了因彈簧的疲勞而影響磁控管掃描軌跡的精度。該磁控濺射源不僅可以準(zhǔn)確地控制磁控管的掃描軌跡，而且可以準(zhǔn)確地控制磁控管在不同位置的停留時(shí)間，從而使靶材均勻腐蝕，提高靶材的利用率。本實(shí)施例還提供一種磁控濺射設(shè)備，包括反應(yīng)腔室、靜電卡盤(pán)以及磁控濺射源，用于承載被加工工件的靜電卡盤(pán)設(shè)置在反應(yīng)腔室內(nèi)部的底端，并與設(shè)置在反應(yīng)腔室外側(cè)的電源連接。磁控濺射源采用上述實(shí)施例提供的磁控濺射源。其中，固定件固定在反應(yīng)腔室的室壁的頂端，并且將靶材朝 向反應(yīng)腔室的內(nèi)側(cè)設(shè)置，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在反應(yīng)腔室外。本實(shí)施例提供的磁控濺射設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，被刻蝕的靶材邊緣的材料容易在靶材的中心沉積，并在靶材的中心位置形成沉積層，沉積層與靶材不完全鍵合，其結(jié)合力較差。當(dāng)沉積層較厚時(shí)，容易在反應(yīng)腔室內(nèi)產(chǎn)生顆粒污染，影響工藝質(zhì)量。為此，在實(shí)施濺射工藝之前需要對(duì)靶材進(jìn)行清洗，即重點(diǎn)對(duì)靶材的中心位置進(jìn)行清洗。具體地，在清洗時(shí)，控制磁控管主要在靶材的中心位置進(jìn)行掃描，將沉積層清洗。在實(shí)施沉積工藝時(shí)，控制磁控管在靶材的表面均勻掃描，以使靶材均勻腐蝕，從而提高靶材的利用率。本實(shí)施例提供一種磁控濺射設(shè)備的使用方法，其包括:控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述磁控管在所述靶材的表面掃面，并使所述磁控管的中心位置的掃描時(shí)間大于邊緣位置的掃描時(shí)間，以清洗沉積在所述靶材的中心位置的沉積材料；控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述磁控管在所述靶材的表面均勻掃面，并使所述磁控管在所述靶材的中心位置和邊緣位置的掃描時(shí)間一致，從而使所述靶材均勻腐蝕。下面僅以沉積TiN薄膜為例，具體說(shuō)明磁控濺射設(shè)備的使用方法，但這并不表明本實(shí)施例僅能以下述工藝參數(shù)沉積TiN薄膜，也并不表明本實(shí)施例磁控濺射設(shè)備僅能用于沉積TiN薄膜。在清洗靶材時(shí)，磁控管的功率1000W，真空度0.46mtorr，氬氣的流量25sccm，氮?dú)獾牧髁縊sccm,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速是50rpm,磁控管的移動(dòng)速度為50mm/s,而且磁控管在靶材中心位置停留的時(shí)間略多于在靶材邊緣位置停留的時(shí)間。在沉積TiN薄膜時(shí)，磁控管的功率15KW，真空度1.5mtorr_，氮?dú)獾牧髁?5sCCm，氬氣的流量75sccm,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速是50rpm,磁控管的移動(dòng)速度為50mm/s,而且磁控管在靶材的表面均勻掃描。本實(shí)施例提供的磁控濺射設(shè)備采用上述磁控濺射源，不僅可以準(zhǔn)確地控制磁控管的掃描軌跡，而且可以準(zhǔn)確地控制磁控管在不同位置的停留時(shí)間，從而可以使靶材均勻腐蝕，提高靶材的利用率，進(jìn)而可以減少更換磁控管的時(shí)間，提高磁控濺射設(shè)備的利用率?？梢岳斫獾氖牵陨蠈?shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可·以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種磁控濺射源，包括靶材、固定件、磁控管以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述靶材和所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在所述固定件上，所述磁控管與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，而且所述磁控管緊靠所述靶材的表面，在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下所述磁控管對(duì)所述靶材的表面進(jìn)行掃描，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中 所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述磁控管在所述靶材的表面作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述磁控管在所述靶材的表面作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 在所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的共同作用下，所述磁控管在所述靶材的表面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁控濺射源，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支承單元、驅(qū)動(dòng)單元以及傳動(dòng)單元，所述支承單元通過(guò)所述傳動(dòng)單元與所述驅(qū)動(dòng)單元連接，所述磁控管與所述支承單元連接，在所述驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)下，所述磁控管隨所述支承單元作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射源，其特征在于，所述傳動(dòng)單元包括皮帶、與所述驅(qū)動(dòng)單元的輸出軸連接的連接軸以及與所述支承單元連接的箱體轉(zhuǎn)軸，所述箱體轉(zhuǎn)軸固定在所述支承單元上，所述皮帶用于連接所述連接軸和所述箱體轉(zhuǎn)軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁控濺射源，其特征在于，所述直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)缸、電源以及連接桿，其中 所述電動(dòng)缸固定在所述支承單元內(nèi)；所述連接桿的一端與所述電動(dòng)缸連接，另一端與所述磁控管連接；所述電源設(shè)置在所述支承單元外； 在所述箱體轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)有空心管，所述空心管的一端伸入所述支承單元內(nèi)，在所述空心管靠近所述電動(dòng)缸一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)電連接單元，所述旋轉(zhuǎn)電連接單元的一端與從所述空心管中穿過(guò)的連接所述電源的導(dǎo)線電連接，所述旋轉(zhuǎn)電連接單元的另一端與所述電動(dòng)缸電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁控濺射源，其特征在于，所述連接桿為絲杠，所述磁控管與所述絲杠連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁控濺射源，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)電連接單元為電刷。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控濺射源，其特征在于，所述支承單元為箱體。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁控濺射源，其特征在于，所述磁控濺射源包括用于控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行軌跡的控制單元，所述控制單元包括用于控制所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制子單元和用于控制所述直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制子單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的磁控濺射源，其特征在于，所述磁控管在垂直于其旋轉(zhuǎn)軸的平面上的投影的形狀為腎形、心形或圓形。
10.一種磁控濺射設(shè)備，包括反應(yīng)腔室和磁控濺射源，其特征在于，所述磁控濺射源采用權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的磁控濺射源，其中，所述固定件固定在所述反應(yīng)腔室的室壁的頂端，并且所述靶材朝向所述反應(yīng)腔室的內(nèi)側(cè)設(shè)置，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述反應(yīng)腔室外。
11.一種權(quán)利要求10所述的磁控濺射設(shè)備的使用方法，其特征在于，包括 控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述磁控管在所述靶材的表面掃面，并使所述磁控管的中心位置的掃描時(shí)間大于邊緣位置的掃描時(shí)間，以清洗沉積在所述靶材的中心位置的沉積材料；控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述磁控管在所述靶材的表面均勻掃面，并使所述磁控管在所述靶 材的中心位置和邊緣位置的掃描時(shí)間一致，從而使所述靶材均勻腐蝕。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁控濺射源及磁控濺射設(shè)備，磁控濺射源包括靶材、固定件、磁控管以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，靶材和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在固定件上，磁控管與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，而且磁控管緊靠靶材的表面，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下磁控管對(duì)靶材的表面進(jìn)行掃描，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)磁控管在靶材的表面作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)磁控管在靶材的表面作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的共同作用下，磁控管在靶材的表面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該磁控濺射源可以準(zhǔn)確地控制磁控管的掃描軌跡以及在不同位置的停留時(shí)間，從而使靶材均勻腐蝕，提高靶材的利用率。
文檔編號(hào)H01J37/34GK103255382SQ20121003827
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者李楊超, 劉旭 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司