專利名稱：借助于陰極濺射用合金涂覆基材的制作方法
借助于陰極濺射用合金涂覆基材本發(fā)明涉及借助于陰極濺射，特別是磁控管陰極濺射在基材上制備薄層。本發(fā)明特別涉及用合金涂覆基材，所述合金具有給定的合金組成和/或橫貫基材表面的合金材料的合金組成給定的變化，即給定的濃度梯度。用于借助于陰極濺射涂覆基材的方法和設(shè)備例如從WO 03/071579已知。所述文獻(xiàn)公開了一種濺射陰極，借助于該陰極尤其通過使用磁性和/或可磁化材料可以制備基材的涂層。該濺射陰極包括陰極基體、布置在基體上的靶和布置在靶后方的磁鐵裝置。為了能夠使待施加的材料的易磁化軸對齊，該濺射陰極進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生外磁場的裝置，所述磁場具有在基材的平面中基本平行延伸的磁場線。該陰極優(yōu)選為具有對應(yīng)于至少基材直徑的長度的長陰極。為了實現(xiàn)均勻的涂覆，在陰極濺射期間，待涂覆的基材在長陰極下方以相對于長陰極的縱向側(cè)橫向的方向在基材平面中移動。為了在使用以該 方式施涂的薄層時獲得特定的層性能，可能需要非常特別的沉積層的組成。這些層的例子是Ni(1_x)Fex，其中X = 0.18 …0.45，或Pt(1_x)Mnx，其中 x ^ 0.5,其中層的特殊性能取決于確切的值X。為了制造這類層，使用由待施加的合金以所希望的比例組成的靶。然而，在研究和開發(fā)領(lǐng)域中在大多數(shù)情形下不知道具體的層的何種合金組成導(dǎo)致用于特定目的的最好結(jié)果。另一個問題是一主要是在使用具有明顯不同的原子質(zhì)量的材料的情形中一在陰極濺射期間，合金組成在沉積期間可能變化。因此，與例如使用PtMn時的濺射靶中的合金組成相比，沉積在基材上的層的合金組成可能或多或少地變化。此外，該變化取決于涂覆工藝的參數(shù)，例如工藝壓力、涂覆率等。由于重要的是最終基材上的合金組成，因此確定濺射靶的合金最佳組成通常是困難的。用于調(diào)節(jié)借助于陰極濺射沉積的薄層的合金的通常使用但非常不靈活的方法基于使用一系列具有不同合金組成的濺射靶，所述不同的合金組成可以彼此非常接近。該方法費用非常大，特別是在使用昂貴材料(PtMruFePt等)的情形中。必須制造和/或購買多個具有相應(yīng)合金的靶，其中在使用不同靶進(jìn)行相應(yīng)的系列試驗后，最終只有其中的一個靶接近于最佳合金并且實際上可以使用。在這些系列試驗中，必須將相應(yīng)的靶插入和從相應(yīng)的真空系統(tǒng)中移去，這非常費時。與此相比，借助于涂覆工藝本身，即借助于外部可調(diào)節(jié)的涂覆工藝和/或涂層幾何形狀的變化來調(diào)節(jié)基材上合金層的合金組成，是明顯更簡單、更快并且通常還更成本有效的方法。在這方面，一個非常常用的方法是所謂的共濺射。根據(jù)該方法，通常用各自使用不同靶材料的兩個(或更多個)濺射陰極同時涂覆基材。通過改變兩個陰極的功率比，基材上兩種材料量的比例，即合金組成也改變。尤其在使用相對大的基材時，與該技術(shù)相關(guān)的是難以在基材上制得均勻的合金并且同時實現(xiàn)均勻的層厚。為了改進(jìn)層厚的均勻性，在沉積期間旋轉(zhuǎn)基材。
根據(jù)另一種方法，將兩種(或者還多于兩種)材料的多層交替地施加于基材上并且然后一通常在真空中一暴露于合適的高溫下(“回火”)。據(jù)說這引起擴(kuò)散過程，該過程導(dǎo)致材料混合或均化并且因此最終制得希望的合金。通過選擇最初的層厚度來調(diào)節(jié)合金的組成。為了使該方法有效，必須能夠在合適的溫度下并且在合理的短時間內(nèi)進(jìn)行該擴(kuò)散過程。因此，該方法限于有限數(shù)量的材料一也包括金屬。另外的現(xiàn)有技術(shù)從US 5, 190, 630 A、US 4, 505, 798 A、EP I 626 432 AU US2005/0274610 Al 和 WO 03/71579 Al 獲知。本發(fā)明的 一個目的是提供一種用于將均勻合金的薄層施涂于基材上的設(shè)備和方法，其中可以調(diào)節(jié)或有控制地改變合金組成。本發(fā)明的另一個目的是局部改變基材上的合金組成，即產(chǎn)生合金梯度，以便取決于在基材上的位置以控制的方式改變在經(jīng)施涂的層中合金組分各自的濃度。合金組成的變化和合金梯度的調(diào)節(jié)這兩者均導(dǎo)致合金比例的變化。根據(jù)本發(fā)明，這些目的通過權(quán)利要求的特征得以實現(xiàn)。本發(fā)明基于這樣的原則性思路:借助于磁控管陰極濺射用合金涂覆具有一定寬度和長度的基材，其中所述寬度和長度可以相等，其中使用靶和從待涂覆的基材觀察布置在靶后方的磁控管磁鐵裝置。根據(jù)本發(fā)明，使用一種特殊的靶，其表面由至少兩個區(qū)制成，每個區(qū)由不同的材料制成，這些材料將形成層的合金。不同的材料布置在靶的表面上，使得在工作期間，在侵蝕區(qū)或溝槽中，來自兩個區(qū)的材料同時脫離。通過相對于靶的兩個材料區(qū)之間的邊界線適宜地定位侵蝕區(qū)或溝槽來改變被侵蝕區(qū)或溝槽覆蓋的兩個靶區(qū)的份額和因此相應(yīng)地改變基材上的合金比例。根據(jù)本發(fā)明，該定位通過相對于靶的材料邊界線移動、旋轉(zhuǎn)和/或傾斜磁鐵裝置而實現(xiàn)。如果兩個區(qū)之間的邊界線平行于侵蝕區(qū)的行進(jìn)方向延伸，則沿著侵蝕區(qū)的長度脫離恒定量的兩種材料，并且在基材上在侵蝕區(qū)的縱向上形成恒定的合金。通過相對于邊界線橫向移動侵蝕區(qū)，可以改變合金比例。如果在移動基材之前移動侵蝕區(qū)，則可調(diào)節(jié)合金組成。在運行操作期間移動侵蝕區(qū)并且同時移動基材使得在基材上沿著基材的移動方向形成合金梯度。如果兩個區(qū)之間的邊界線相對于侵蝕區(qū)的方向以銳角，例如小于20°延伸，則在經(jīng)涂覆的基材上在侵蝕區(qū)的方向上形成合金梯度，因為沿著侵蝕區(qū)的走向兩種材料的脫離量不同并且因此在一側(cè)脫離更多的一區(qū)的材料，在另一側(cè)脫離更多的另一區(qū)的材料，由此在其間實現(xiàn)了合金組成的連續(xù)過渡。通過調(diào)節(jié)磁鐵裝置的表面與朝向基材的靶表面之間的角度β，也可以實現(xiàn)合金比例的變化。根據(jù)本發(fā)明，等離子體也可以具有圓形或橢圓形橫截面，以至于侵蝕區(qū)相應(yīng)地形成為圓形或橢圓形。通過相對于靶邊界線橫向移動等離子體來改變經(jīng)涂覆的基材上的合金組成。如果意欲由具有多于兩種材料的合金形成層，則可以在靶表面上以不同的方式布置不同材料的區(qū)。例如，可以將不同材料的區(qū)以星形的方式布置在靶表面上。通過相對于這樣的星形布置平行于靶的表面移動圓形或橢圓形侵蝕區(qū)，可以自由地選擇形成合金的材料的各自的量。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，通過相對于基材的表面移動磁鐵裝置和/或通過相對于磁鐵裝置的表面移動基材，優(yōu)選通過在相對于彼此垂直的方向上移動，可以改變合金比例。如果在移動基材之前移動磁鐵裝置，則調(diào)節(jié)了合金組成。移動磁鐵裝置且同時移動基材導(dǎo)致在基材上沿著相對移動形成合金梯度。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，當(dāng)使用長形的磁控管濺射陰極即延伸橫貫基材寬度的長陰極，和具有一定寬度和長度的長形的磁鐵裝置時，通過調(diào)整磁鐵裝置的長度平行于或者相對于靶表面上的邊界線呈銳角α來改變合金比例。根據(jù)本發(fā)明，通過使磁鐵裝置圍繞軸相對于靶表面傾斜角度β，可以改變合金比例。磁鐵裝置的傾斜相對于彼此改變了在沿著靶形成的兩個侵蝕溝槽上的靶脫離的速度，因此可以改變合金的組成或濃度和/或合金梯度。在磁控管濺射陰極中，通常使用永久磁鐵用于磁鐵裝置。根據(jù)本發(fā)明，作為替代還可以使用電磁鐵代替永久磁鐵。根據(jù)本發(fā) 明的一個優(yōu)選實施方案，所述靶實質(zhì)上為矩形。在涂覆期間，待涂覆的基材在靶下方在朝向遠(yuǎn)離磁鐵裝置的一側(cè)以平行于靶的橫向的方向移動。為了實現(xiàn)兩個區(qū)之間的邊界線相對于侵蝕區(qū)的方向以銳角α延伸，靶表面的區(qū)可以是梯形的，其中如此布置這些梯形區(qū)，以至于在矩形靶的表面上形成不同材料的條，這些條的邊界線相對于靶的縱向側(cè)傾斜一定角度。在用于大面積陰極濺射和特別是用于使用長陰極的磁控管陰極濺射的典型構(gòu)建的設(shè)備中，在靶上形成跑道形侵蝕區(qū)，其中在靶的縱向上形成兩個長形的溝槽。對于這兩個溝槽，將實現(xiàn)材料之間的均勻過渡。因此，優(yōu)選提供三個梯形區(qū)。因此可以實現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu):其中不同材料的區(qū)之間的邊界相對于跑道形侵蝕區(qū)的直線區(qū)方向以銳角α延伸，使得在一端一個區(qū)的更多材料和在另一端另一個區(qū)的更多材料脫離。在基材的相對運動基本上垂直于長陰極的縱向的情形中，在基材的橫向獲得相應(yīng)不同的合金組成。反過來，為了沿著靶的長度和因此橫貫基材的寬度實現(xiàn)恒定的合金組成，必須保證侵蝕區(qū)基本平行于并且沿著兩個區(qū)之間的邊界線延伸。為了該目的，優(yōu)選使用其表面由多個單獨的矩形區(qū)組成的靶，使得區(qū)的材料交替。因此，在靶的表面上形成不同材料的條，這些條的邊界線平行于靶的縱向延伸。如果使用四個區(qū)，其中兩個區(qū)總由相同的材料制成，則在靶上可以實現(xiàn)在兩種材料之間兩條均勻的邊界線，這在侵蝕區(qū)的跑道形結(jié)構(gòu)的情形下是希望的。通過在靶的橫向上，即垂直于區(qū)之間的邊界線移動侵蝕區(qū)，則可以根據(jù)存在于靶的一個或另一個材料區(qū)上的侵蝕區(qū)部分的尺寸來調(diào)節(jié)兩種材料之間的比例。為了實現(xiàn)由不同的區(qū)組成的靶表面結(jié)構(gòu)，該靶可由多個單獨的片組成，所述單獨的片的表面形成靶表面的區(qū)。在該情形中，至少一個所述單獨的片由第一材料制成并且至少另一個單獨的片由第二材料制成。代替組合不同的單獨的靶片的靶，也可以制備一種材料的靶并且將第二材料的層施加于希望的位置，以便至少在靶表面形成各種區(qū)。在所希望的合金的兩種材料中的一種是非-鐵磁性的情形中這是特別有利的。在該情形中，靶由鐵磁性材料制成并且將第二非-鐵磁性材料施加于基礎(chǔ)材料上。還可以制備多于兩種材料的合金。為了該目的，必須將多個所希望的材料的區(qū)以合適的方式布置在靶上。由磁控管磁鐵裝置的位置決定的侵蝕區(qū)的位置可以通過相對于靶的表面，例如橫向于靶的縱向或邊界線的方向移動磁鐵裝置而移動。當(dāng)借助于相應(yīng)實現(xiàn)的靶產(chǎn)生濃度梯度時，可以通過這樣的移動調(diào)節(jié)濃度梯度的陡度。
根據(jù)本發(fā)明，相對于長陰極的縱向，可以在基材上在合金層中相對于經(jīng)涂覆的基材中的位置產(chǎn)生合金梯度，即例如二元合金的合金組成的變化。根據(jù)本發(fā)明，通過改變機(jī)器參數(shù)可以調(diào)節(jié)合金梯度的陡度或者材料濃度的平均值。此外，還可以用不同的值調(diào)節(jié)橫貫基材表面的給定的均勻的合金濃度。合金比例取決于在基材上方的磁控管濺射陰極的位置而變化。下面，將參照附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中


圖1a展示了根據(jù)本發(fā)明使用的陰極濺射設(shè)備的示意圖和圖1b展示了涂覆期間待涂覆基材的移動的俯視 圖2a展示了在磁 控管陰極濺射期間在靶表面上形成的侵蝕區(qū)；圖2b展示了根據(jù)本發(fā)明的在靶表面上的侵蝕區(qū)的一部分，和圖2c展示了解釋根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案在涂覆期間待涂覆的基材和磁鐵裝置的相對移動的俯視 圖3a和3b各自展示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的靶的結(jié)構(gòu)的俯視 圖4是根據(jù)本發(fā)明的涂覆設(shè)備的示意性側(cè)視圖，以展示磁鐵裝置的移動；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的涂覆設(shè)備的示意性側(cè)視圖，以展示磁鐵裝置的傾斜；
圖6是圓形基材的示意性俯視圖，該基材具有根據(jù)本發(fā)明制備的具有濃度梯度的涂
層；
圖7a和7b是相對于具有兩種不同梯度的基材位置的合金組成的兩個例子；
圖8展示了相對于具有給定平均值的基材位置的合金組成；
圖9a是本發(fā)明的另一個實施方案的靶的結(jié)構(gòu)的俯視圖，和圖9b是根據(jù)本發(fā)明的具有所述靶的涂覆設(shè)備的示意 圖10展示了相對于基材位置保持恒定的兩種合金組成；和 圖11示意性展示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的靶的橫截面。本發(fā)明基于所謂的線型動態(tài)沉積(LDD)技術(shù)，其例如同樣在SingulusTechnologies AG的TIMARIS型涂覆體系中使用。其中使用的基本原理例如從前已述及的WO 03/071579中獲知。圖1示意性展示了相應(yīng)的陰極濺射體系的結(jié)構(gòu)，該體系也可根據(jù)本發(fā)明來使用。長陰極形式的設(shè)備包括長靶I和相應(yīng)布置在其上的長形的磁控管磁鐵裝置2。具有磁極N-S-N的磁鐵裝置2產(chǎn)生磁場，該磁場在圖1a中由靶I下方所示的磁場線M示出。從磁鐵裝置的方向觀察時，可以將靶I的材料的層施加于布置在靶I的下方的基材3上。圖1b以俯視圖闡明了在靶I下在涂覆區(qū)中實現(xiàn)的靜態(tài)涂覆率。為了在基材3上產(chǎn)生均勻的層，基材3在靶的下方在其平面內(nèi)移動，如圖1a和Ib中借助于箭頭所示。圖2a展示了可用于根據(jù)圖1a的涂覆設(shè)備中的靶。在圖2a所示的俯視圖中，該靶具有矩形形狀并且相應(yīng)地具有界定了長陰極的縱向和橫向的縱向側(cè)和橫向側(cè)。通過在靶后方布置磁鐵裝置2，如圖1a中所示，在操作期間形成跑道形侵蝕區(qū)或溝槽5，其也被稱為跑道。在該位置中或者在產(chǎn)生的溝槽中，材料從靶中脫離并且然后可以沉積在基材上。根據(jù)本發(fā)明，陰極濺射設(shè)備使用其表面包含至少兩種不同材料的靶。圖2b示例性地顯示了具有第一材料的第一區(qū)11和第二材料的第二區(qū)12的這種靶I的表面的俯視圖。兩個鄰接的區(qū)11和12形成邊界線4。在操作期間，在靶表面形成侵蝕區(qū)(跑道)5，其中圖2b示出了侵蝕區(qū)5的區(qū)域，所述侵蝕區(qū)在寬度方向的延伸由點劃線表示。為了在基材上形成合金，必須如此布置侵蝕區(qū)5，使得兩種材料同時脫離，即邊界線4位于侵蝕區(qū)5的范圍內(nèi)。該侵蝕區(qū)5被靶的邊界線4分成兩個侵蝕子區(qū)5-1和5-2 (在圖2b中分別在邊界線4的上方和下方)，其中分別脫離第一和第二合金材料。圖2b示出了這樣的情況，其中侵蝕區(qū)相對于邊界線大致對稱存在并且所述兩部分的侵蝕區(qū)具有大致相同的寬度，使得在每一情形中兩種材料基本上等量脫離。如果在運行操作時，在移動基材之前，相對于邊界線4移動侵蝕區(qū)5的位置，則可以實現(xiàn)一種或另一種材料更多地脫離并且調(diào)節(jié)合金組成。在運行操作時同時移動磁鐵裝置2以及因此移動侵蝕區(qū)和基材，優(yōu)選以相對于彼此垂直的方向，導(dǎo)致在基材的移動方向上產(chǎn)生合金梯度，如圖2c中所示。第一材料的濃度連續(xù)降低，而第二材料的濃度連續(xù)增加。在根據(jù)圖3a的實施方案中，靶I上侵蝕區(qū)5的方向相對于邊界線4傾斜銳角α，使得侵蝕子區(qū)5-1和5-2的寬度在靶I的縱向上變化。取決于在靶I上的位置，由此實現(xiàn)不同的合金組成。圖3b展示了根據(jù)本 發(fā)明的另一個實施方案的靶，所述靶由三個單獨的片11、12-1、12-2組成，在圖3b的俯視圖中各部分具有梯形形狀；鄰接的區(qū)由不同的材料制成:區(qū)12-1 (材料2)、區(qū)11 (材料I)和區(qū)12-2(材料2)。在具有不同材料的區(qū)之間，由此形成的邊界線4-1和4-2相對于侵蝕區(qū)5傾斜銳角α。由于組成根據(jù)圖3的靶的各片的梯形形狀和由于它們的布置，在跑道5的長段上，兩種材料同時但以不同的量脫離。特別地，就縱向而言，首先在靶的一側(cè)，即圖3a和3b中的右側(cè)，更多的材料I被濺射并且在另一側(cè)，即左偵牝更多的材料2被濺射。在涂覆期間，如果其直徑至多相當(dāng)于靶長度的基材在靶的下方沿靶的橫向，即以圖3b中所示的Y-方向通過，則在基材上在X-方向形成兩種材料的濃度梯度，其中在圖3b的示意圖中材料2主要在左側(cè)而材料I主要在右側(cè)。從左至右，材料2的濃度連續(xù)降低，而材料I的濃度連續(xù)增加。圖4示意性展示了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的涂覆設(shè)備的橫截面圖。如圖4中所示的圖3b的靶的橫截面是沿圖3b的Y-軸的區(qū)域。布置在靶上方的磁鐵裝置2產(chǎn)生磁場，其包含具有極靴N、S和N的永久磁鐵的軛板。在靶下方，由靶的材料形成低壓等離子體6-1和6-2。基材3放置在此用于涂覆。通過如在磁鐵裝置上方由箭頭所示的永久磁鐵2的移動，在基材上形成并且由磁鐵裝置產(chǎn)生的侵蝕區(qū)5-10和5-20可以垂直于靶的縱向延伸移動(在圖4中向左或向右)。根據(jù)圖5，具有磁鐵裝置的軛板2可以圍繞長陰極的縱軸L傾斜(即圍繞相對于圖5中的圖像平面垂直的軸)。通過該傾斜，在沿著靶I形成的兩個侵蝕區(qū)5-10和5-20上的靶脫離率可以相對于彼此而變化，并且可以因此改變在基材上的合金比例及其梯度。圖6示例性地展示了由上述本發(fā)明的應(yīng)用得到的基材上的材料分布。通過用如圖3中所不的祀涂覆，其中材料I在本情形中為IE并且材料2為鐵，涂覆后在基材3的表面上得到如圖6中所示的濃度分布。在基材的左側(cè)主要沉積鐵，而在右側(cè)鈀的濃度高。其間有連續(xù)的過渡，其特征在于，鐵濃度降低并且鈀濃度增加。圖7a和7b展示了沿基材直徑的合金的材料之一的濃度，如圖6中所示使用鈀的例子。根據(jù)圖7a和7b，該濃度(例如Pd濃度)從左至右連續(xù)增加。通過磁鐵裝置的側(cè)向移動實現(xiàn)濃度的不同增加，如圖4中所示。圖8展示了通過傾斜磁鐵裝置，如圖5中所示，可以調(diào)節(jié)相對的量。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，橫貫基材的整個寬度也可以制得均勻的合金層。為了該目的，可以使用如圖9a中所示的靶I。根據(jù)圖9a的靶例如由四個而不是三個材料片組成，其中兩個片11-1和11-2由材料I制成并且兩個片12-1和12-2由材料2制成。各靶片均為矩形，因此獲得在靶I和基材3的縱向上延伸的材料邊界4-1、4-2和4-3。根據(jù)圖9b的設(shè)備相當(dāng)于圖4和5中所示的設(shè)備,然而其中在圖9b中使用根據(jù)圖9a的祀。通過移動軛板2，可以調(diào)節(jié)在基材上形成的合金中材料I和材料2的量。在圖9b中所示的調(diào)節(jié)中，基本上僅材料2從靶上脫離，因此在基材上形成該材料的均勻?qū)?。通過向左移動磁鐵裝置，如圖9b中所示，可以以有針對性的方式并且在大范圍內(nèi)控制所得合金中材料I和2的量。由此在兩種不同的合金組成中得到的濃度示于圖10中。在基材3上的位置上合金組成不變；然而可以以有針對性的方式調(diào)節(jié)形成合金的其中一種材料的量。通過適宜地構(gòu) 造靶，還可以獲得其他合金組成或梯度。例如，還可以在四-部分靶中使用梯形靶區(qū)用于沉積和調(diào)節(jié)合金梯度。還可以通過使用多于兩種的材料制備具有三種或更多種組分的合金。根據(jù)本發(fā)明，還可以在軛板上使用電磁鐵代替永久磁鐵。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案(圖11)，還可以制得單個的基礎(chǔ)區(qū)12的靶I并且僅將第一材料I施加于基礎(chǔ)區(qū)12表面的所希望的區(qū)11-1和11-2。這樣的結(jié)構(gòu)示例性地示于圖11中；在該例子中，基礎(chǔ)區(qū)12由鐵磁材料2制成。材料I可以例如是非-鐵磁性的。因此，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)借助于陰極濺射在基材上制備層時，可以施加具有至少兩種合金組分的合金。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案使用梯形靶片時，可以相對于基材上的位置產(chǎn)生合金組成的梯度，其中梯形的陡度決定了濃度梯度的基本功能。當(dāng)使用矩形靶片代替梯形靶片時，橫貫基材直徑可以產(chǎn)生特定的均勻濃度。在使用梯形靶片時，垂直于靶的縱向延伸的移動侵蝕區(qū)可以改變梯度的陡度，所述侵蝕區(qū)的移動可通過在靶的橫線上移動磁鐵裝置產(chǎn)生。當(dāng)使用矩形靶片時，這樣的磁鐵裝置的移動可以造成均勻的合金組成的變化，其中當(dāng)使用四個而不是三個靶區(qū)時該效果特別明顯。通過繞平行于靶的縱向的軸傾斜磁鐵裝置，可以改變垂直于靶的縱向延伸的侵蝕溝槽中的脫離率；由此可以改變平均率或者以及在矩形靶區(qū)的情形中改變均勻的合金組成。這樣的傾斜還允許補(bǔ)償合金組分不同的特定濺射率。替代形成單獨靶片的靶，還可以將所希望的區(qū)中的一種使用的材料施加于靶的基礎(chǔ)區(qū)上。當(dāng)使用鐵磁性基礎(chǔ)區(qū)作為一種材料而另一種為非-鐵磁性材料時，這特別合適。
權(quán)利要求
1.借助于磁控管陰極濺射用合金涂覆基材(3)的方法，所述基材(3)具有一定寬度和長度，所述合金包含至少一種第一和一種第二材料作為合金組分且具有可變的合金比例，所述方法包括 (a)用具有以下物質(zhì)的磁控管濺射陰極: (al)包含合金組分的靶(1)，和 (a2)當(dāng)從基材(3)觀察時布置在靶(I)后方，用于在靶(I)的表面形成至少一個侵蝕區(qū)(5)的磁鐵裝置(2)， 其中 (b)靶(I)的表面包括至少一個第一材料的第一區(qū)(11)和一個第二材料的第二區(qū)(12)， (c)所述第一區(qū)(11)和第二區(qū)(12)彼此鄰接并且在靶(I)的表面上形成共有的邊界線⑷，和 (d)侵蝕區(qū)(5)位于邊界線(4)的區(qū)域，使得侵蝕區(qū)(5)的第一部分(5-1)位于第一靶區(qū)(11)上并且侵蝕區(qū)(5)的第二部分(5-2)位于第二靶區(qū)(12)上， 其特征在于， (e)通過以下方式改變合金比例 : (el)基本上橫向于邊界線(4)移動侵蝕區(qū)(5)， 和/或 (e2)在平行于靶(I)的表面的平面內(nèi)調(diào)節(jié)邊界線(4)與侵蝕區(qū)的縱向之間的銳角α， 和/或 (e3)調(diào)節(jié)磁鐵裝置的表面與朝向基材(3)的靶⑴的表面之間的角度β。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括以下步驟:通過相對于基材表面平行移動基材(3)和/或磁鐵裝置(2)，優(yōu)選地通過在彼此垂直的方向上移動，改變磁鐵裝置(2)與基材(3)的表面之間的相對位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，包括延伸橫貫基材(2)的寬度的長形的磁控管濺射陰極，通過在平行于靶(I)的表面的平面內(nèi)調(diào)整磁鐵裝置(2)以使其縱向相對于邊界線(4)平行或者呈銳角α。
4.根據(jù)權(quán)利要求1一 3任一項的方法，通過使磁鐵裝置(2)圍繞軸相對于靶表面傾斜角度β。
5.根據(jù)權(quán)利要求1一 4任一項的方法,其中取決于磁控管派射陰極在基材(3)上方的位置來改變合金比例。
6.用于借助于磁控管陰極濺射用合金涂覆基材(3)的設(shè)備，所述合金包含至少一種第一和一種第二材料作為合金組分并且具有可變的合金比例，所述設(shè)備包括 (a)磁控管濺射陰極，其包括 (al)靶(1)，和 (a2)當(dāng)從基材(3)觀察時布置在靶(I)后方，用于在靶(I)的表面形成侵蝕區(qū)(5)的磁鐵裝置， 其特征在于， (b)靶(I)的表面包括至少一個第一材料的第一區(qū)(11)和一個第二材料的第二區(qū)，其中第一區(qū)(11)和第二區(qū)(12)彼此鄰接并且在靶(I)的表面上形成共有的邊界線(4)，和 (c)磁鐵裝置(2)(cl)可以在相對于靶表面平行的并且相對于靶(I)的邊界線垂直或者相對于邊界線(4)呈角度α的方向上移動， 和/或 (c2)可圍繞軸相對于靶表面傾斜角度β或者靶表面可圍繞軸相對于磁鐵裝置(2)傾斜角度β， 和/或 (c3)可相對于邊界線(4)調(diào)節(jié)角度α。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其中所述磁控管濺射陰極作為長的陰極形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的設(shè)備，其中磁鐵裝置(2)包括永久磁鐵或電磁鐵。
9.用于借助于磁控管陰極濺射用合金涂覆基材(3)的靶，所述合金包含至少一種第一和一種第二材料作 為合金組分并且具有可變的合金比例，由此在靶表面形成侵蝕區(qū)(5)，其中靶(I)的表面包括至少一個第一材料的第一區(qū)和一個第二材料的第二區(qū)，其中第一區(qū)(11)和第二區(qū)(12)彼此鄰接并且在靶(I)的表面上形成共有的邊界線(4)，其中侵蝕區(qū)(5)相對于邊界線(4)平行地或者以銳角α存在。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的靶，其中靶⑴的表面為矩形。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的祀，其中靶(I)的表面的區(qū)(11，12)以梯形形狀布置，以在靶(I)的表面上形成不同材料的條，所述條的邊界線(4)相對于靶的縱向側(cè)傾斜角度α。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的靶，其中靶(I)的表面包括三個區(qū)(11，12)，其中一個區(qū)(11)由第一材料制成，并且鄰接該第一區(qū)(11)的兩個區(qū)(12)由第二材料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的靶，其中靶(I)的表面包括四個區(qū)(11，12)，其中兩個區(qū)(11)由第一材料制成，并且另外兩個區(qū)(12)由第二材料制成，并且不同材料的區(qū)交替布置。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的靶，其中靶(I)由多個單獨的片組成，所述片的表面形成靶的表面的區(qū)，并且其中至少一個單獨的片由第一材料制成并且至少另一個單獨的片由第二材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于借助于陰極濺射用合金涂覆基材的靶，所述合金具有至少一種第一材料和一種第二材料作為合金組分。靶的表面具有至少一個由第一材料制成的第一區(qū)和一個由第二材料制成的第二區(qū)。兩個區(qū)彼此鄰接并且形成共有的邊界線。本發(fā)明進(jìn)一步涉及使用根據(jù)本發(fā)明的靶用于借助于陰極濺射用合金涂覆基材的設(shè)備和方法。
文檔編號C23C14/34GK103108978SQ201180045760
公開日2013年5月15日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者W·馬斯, B·奧克, J·朗格 申請人:辛古勒斯技術(shù)股份公司