0045] 240......外部線圈 250......中間磁環(huán)
[0046] 150......電磁線圈
[0047] 8、140、260......靶材 270......導磁鐵環(huán)
[0048] 211......載板的承載表面 9、221......永久磁鐵
[0049] 222……外部磁鐵環(huán) 261……靶材的該第一表面
[0050] 44……回轉(zhuǎn)軸 21……第一導磁軛鐵
[0051] 21' ......第二導磁軛鐵 100' ......導磁基板的平臺部位
[0052] 14......鞋型導磁材料 20......螺栓
[0053] 27……待濺鍍基板 84……靶空間
[0054]100……導磁基板 110……第一永久磁鐵環(huán)
[0055]120......第二永久磁鐵環(huán) 130......冷卻銅底板
[0056] 160......冷卻管路 170......電漿團
[0057] 180......靶面磁力線水平處175......箭頭方向
[0058] 125......支撐座
[0059] 90、91、92……分別為電流0A、14A、-14A的磁通密度靶材表面分布關系曲線
【具體實施方式】
[0060] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文依本發(fā)明設計的磁控靶 材的一較佳實施例，并配合所附相關圖式，作詳細說明如下。
[0061] 如圖3A所示為依據(jù)本發(fā)明的第一實施例所繪制的一圓環(huán)型或磁控濺鍍靶的剖面 不意圖。一導磁基板100上有一封閉的第一永久磁鐵環(huán)110,座于該導磁基板100的外圍 上；一第二永久磁鐵環(huán)120座于該導磁基板中心。第二永久磁鐵環(huán)120可以是磁鐵條或者 也可以是封閉回路的磁鐵。第二永久磁鐵環(huán)120與第一永久磁鐵環(huán)110的N極相對于靶面 為相反方向。即當?shù)谝挥谰么盆F環(huán)110朝外的磁極是N極時，第二永久磁鐵環(huán)120朝外的 磁極就是S極。反之，當?shù)谝挥谰么盆F環(huán)110朝外的磁極是S極時，第二永久磁鐵環(huán)120朝 外的磁極就是N極。一封閉的電磁線圈150設于導磁基板100上。在一較佳實施例中，電 磁線圈150盡可能靠近于第一永久磁鐵環(huán)110。即在靶材的外緣。電磁線圈150的范圍由 靶材的外緣至2/3靶材寬度；冷卻銅底板130 (冷卻水管路未圖示）設于第二永久磁鐵環(huán) 120、第一永久磁鐵環(huán)110所包圍的空間內(nèi)且在電磁線圈150上由一支撐柱（或支撐座）125 所支撐。一靶材140設于冷卻銅底板130上。支撐柱125的高度與電磁線圈150的高度相 當或略高。
[0062] 圖3B示依據(jù)本發(fā)明的第一實施例所繪制的俯視圖。圖3B示第一永久磁鐵環(huán)110 是座于導磁基板100上、然后是電磁線圈150、支撐柱125,在中間的是第二永久磁鐵環(huán)120， 也是一磁鐵環(huán)，而冷卻銅底板130則是位于支撐柱125上。
[0063] 本發(fā)明中，并不特別限制導磁基板100的形狀，例如，在另一實施例中，如圖3C所 示，為方便于同時冷卻電磁線圈150及靶材140的冷卻銅底板130可以不需要特別設立支 撐柱125下，又獲得簡易支撐，可將導磁基板100單位階梯形狀，即中間部位有一較高的平 臺100'，如圖3C所示。第一永久磁鐵環(huán)110,座于導磁基板100的外圍上；一第二永久磁鐵 環(huán)120座于該導磁基板平臺100'中間。導磁基板平臺100'可用以支撐冷卻銅底板130。導 磁基板平臺100'旁擺設電磁線圈150。而導磁基板平臺100'的下方則設有冷卻管路160。
[0064] 電磁線圈150由一電源供應器提供電流，（正向及逆向的電流交替變化）。本發(fā)明 利用導入于電磁線圈150的電流周期性變化，配合第一永久磁鐵環(huán)110及第二永久磁鐵環(huán) 120及導磁基板100即可達到移動磁場，進而達成移動電漿團的位置的目的而使得電漿轟 擊靶材140時大范圍的移動，進而使靶材平均消耗。
[0065] 利用所導入直流電于磁控濺鍍靶的電磁線圈150,將會改變電漿團170密集位置， 請參考圖4A~圖4C。圖示當電流為0、低電流增加至高電流，電漿團170由靶外圈（電磁 線圈150所在位置）向靶材中心（遠離電磁線圈150所在位置）靠攏。
[0066] 另，以線圈電流等于0A(安培）、14A及-14A，線徑2mm的銅質(zhì)線圈，線圈數(shù)230,在 上述條件下模擬線圈電流所產(chǎn)生磁力線路徑變化，請參考圖5A(I= 0)、圖5B(I= 14A)及 圖 5C(I= -14A)。
[0067] 當（I= 0)時，磁力線各集中于第一永久磁鐵環(huán)110及第二永久磁鐵環(huán)120處，如 圖5A所示。
[0068] 當（I= 14A)時，磁力線受線圈影響而壓縮變形集中于第一永久磁鐵環(huán)110,壓縮 方向如圖5B的箭頭175所示（由第一永久磁鐵環(huán)110朝向靶面及第二永久磁鐵環(huán)120)。 靶面磁力線水平處180 (磁場垂直分量B丄=0)往內(nèi)側(cè)（第二永久磁鐵環(huán)120所在位置）。
[0069] 當（I= -14A)時，磁力線受線圈影響而壓縮變形集中于第一永久磁鐵環(huán)110及及 第二永久磁鐵環(huán)120,也產(chǎn)生了一壓縮方向如圖5C的箭頭175所示（由Z形軛鐵交接處朝 向靶面及第一永久磁鐵環(huán)110)。靶面磁力線水平處180往外側(cè)（第一永久磁鐵環(huán)110所在 位置）移動。
[0070] 請參考圖6所繪的磁通密度與靶材表面分布關系圖，90、91、92分別為線圈電流變 化0、14A、-14A的仿真曲線。該關系圖是依據(jù)圖5A、5B及5C的磁力線分布圖所繪制，圖標 顯示磁場垂直分量B丄=0的區(qū)域，因線圈電流變化0、14A、-14A而導引電漿移動的范圍可 以長達38. 6mm。
[0071] 另為比較本發(fā)明所所揭示的陰極結(jié)構(gòu)和Sichmann所揭示的陰極結(jié)構(gòu)的差異性， 本發(fā)明另以Sichmann所揭示的陰極結(jié)構(gòu)作仿真，圖7所示為Sichmann所揭示的半個陰極 結(jié)構(gòu)。圖8A、圖8B及圖8(]不線圈電流分別為0、14A、-14A時板擬結(jié)果。依據(jù)板擬結(jié)果，可 以求出電漿移動范圍在26. 4mm。
[0072] 表格一是將Sichmann陰極靶和本發(fā)明的陰極靶在電漿因電流變化可移動范圍 (A)、磁通量⑶及電漿移動效率A/B作一比較。
[0073]
【主權(quán)項】
1. 一種電磁控濺鍍陰極，其特征在于，該磁控濺鍍陰極包括： 一導磁基板； 一封閉排列的第一永久磁鐵環(huán)，座于該導磁基板的外圈上； 一封閉排列的第二永久磁鐵環(huán)，座于該導磁基板的中線上，該第二永久磁鐵環(huán)與該第 一永久磁鐵環(huán)的N極相對于靶面為相反方向； 封閉的電磁線圈設于該導磁基板上，且相對于該第二永久磁鐵環(huán)而言；該電磁線圈鄰 接該第一永久磁鐵環(huán)，該電磁線圈導入的電流周期變化以變化電漿團的位置以轟擊靶材； 一冷卻銅底板設于該第二永久磁鐵環(huán)、該第一永久磁鐵環(huán)所包圍的空間內(nèi)且介于該封 閉的電磁線圈及靶材之間；及 一靶材設于該冷卻銅底板上。
2. 如權(quán)利要求1所述的電磁控濺鍍陰極，其特征在于，所述導磁基板為單位階梯形，該 單位階梯形為中間段有一相對較高的平臺，所述的封閉排列的第二永久磁鐵環(huán)座于該平臺 中線上，以支撐該冷卻銅底板，該導磁基板的平臺部位的下方容置一冷卻水路。
3. 如權(quán)利要求1所述的電磁控濺鍍陰極，其特征在于，所述導磁基板上還包含至少一 支撐柱，該支撐柱高度與該電磁線圈高度大致相等或略高，以使得該冷卻銅底板為該支撐 柱所支撐。
4. 如權(quán)利要求1所述的電磁控濺鍍陰極，其特征在于，所述電磁線圈范圍在靶外緣到 距靶寬2/3之間。
5. 如權(quán)利要求1所述的電磁控濺鍍陰極，其特征在于，所述電磁線圈范圍在靶材中線 到距靶寬2/3之間。
6. -種電磁控濺鍍陰極，其特征在于，該磁控濺鍍陰極包括： 一導磁基板，該導磁基板為單位階梯形，該單位階梯形為中間段有一相對較高的平 臺； 一封閉排列的第一永久磁鐵環(huán)，座于該導磁基板的外圈上； 一封閉排列的第二永久磁鐵環(huán)，座于該導磁基板之平臺的中線上，該第二永久磁鐵環(huán) 與該第一永久磁鐵環(huán)的N極相對于靶面為相反方向； 封閉的電磁線圈設于該導磁基板上，且相對于該第二永久磁鐵環(huán)而言；該電磁線圈鄰 接該第一永久磁鐵環(huán)，該電磁線圈導入的電流周期變化以變化電漿團的位置以轟擊靶材； 一冷卻銅底板設于該第二永久磁鐵環(huán)、該第一永久磁鐵環(huán)所包圍的空間內(nèi)且介于該封 閉的電磁線圈及靶材之間；及 一靶材設于該冷卻銅底板上。
7. 如權(quán)利要求6所述的電磁控濺鍍陰極，其特征在于，所述電磁線圈范圍在靶外緣到 距靶寬2/3之間。
8. 如權(quán)利要求6所述的電磁控濺鍍陰極，其特征在于，所述電磁線圈范圍在靶材中線 到距靶寬2/3之間。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電磁控濺鍍陰極，包含:一導磁基板；一封閉排列的第一永久磁鐵環(huán)，座于該導磁基板的外圍上；一封閉排列的第二永久磁鐵環(huán)座于該導磁基板中線上，該第二永久磁鐵環(huán)與該第一永久磁鐵環(huán)的N極相對于靶面為相反方向；一封閉的電磁線圈設于導磁基板上，且相對于第二永久磁鐵環(huán)而言。電磁線圈鄰接于第一永久磁鐵環(huán)，該電磁線圈導入的電流周期變化以變化電漿團的位置以轟擊靶材；電磁線圈的范圍在靶外圍至三分之二靶寬之間；一冷卻銅底板設于第二永久磁鐵環(huán)、第一永久磁鐵環(huán)所包圍的空間內(nèi)且在該封閉的電磁線圈上；及一靶材設于該冷卻銅底板上。利用本發(fā)明，電漿團能在控制線圈電流大小及周期而位移位置，以達到提高靶材利用率的目的。
【IPC分類】C23C14-35
【公開號】CN104831246
【申請?zhí)枴緾N201510070776
【發(fā)明人】鄭兆希
【申請人】兆陽真空動力股份有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年2月11日