一种磁棒组件及磁控溅射设备的制作方法

本技术涉及磁控溅射镀膜，尤其涉及一种磁棒组件及磁控溅射设备。

背景技术：

1、磁控溅射镀膜是指将镀膜材料作为阴极，利用氩离子轰击靶材，产生阴极溅射，把靶材原子溅射沉积到待镀膜基片上形成沉积层的一种镀膜技术。

2、在现有技术中，通常需要磁棒组件来提供磁场，约束等离子体放电区域，从而影响溅射原子的溅射运动方向。如图1和图2所示，现有的磁棒组件包括中部磁体1＇以及两个边部磁体2＇，两个边部磁体2＇对称设置于中部磁体1＇的两侧，并且边部磁体2＇靠近待镀膜基片一侧的磁极与中部磁体1＇靠近所述待镀膜基片一侧的磁极相反，从而形成磁控溅射用磁场，将大多数靶材原子沉积到待镀膜基片上。上述磁棒组件应用于靶材放电时，因为有较高的靶面电压，容易导致待镀膜基片溅射损伤，通常通过提高磁棒组件的磁场强度来降低靶面电压，从而削弱对待镀膜基片的溅射损伤，但是若提高磁场强度来降低靶面电压，则增大了溅射角，较大的溅射角会导致溅射原子在腔室侧壁上的沉积量增加，浪费靶材。此外，如图2所示，上述磁棒组件的设置使得在中部磁体1＇和边部磁体2＇的背后也会形成闭合回路，并且部分区域磁力线平行于靶材的表面，导致第二溅射区形成，容易造成靶材浪费。

3、因此，亟需一种磁棒组件及磁控溅射设备，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种磁棒组件及磁控溅射设备，在减少对待镀膜基片溅射损伤的基础上减小了溅射角，避免靶材浪费，提高镀膜效果。

2、为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种磁棒组件，包括：

4、主磁轭基板；

5、主磁体件，设置于所述主磁轭基板的朝向待镀膜基片的一面，所述主磁体件包括中部磁体和两个边部磁体，两个所述边部磁体对称设置于所述中部磁体的两侧，并且所述边部磁体靠近待镀膜基片一侧的磁极与所述中部磁体靠近所述待镀膜基片一侧的磁极相反；以及

6、辅助磁体件，所述辅助磁体件位于所述主磁体件的侧部，并且所述辅助磁体件位于所述主磁轭基板背离所述主磁体件的一侧，所述辅助磁体件靠近所述待镀膜基片一侧的磁极与所述边部磁体靠近所述待镀膜基片一侧的磁极相同。

7、作为优选方案，所述辅助磁体件设置有两个，两个所述辅助磁体件对称设置于所述主磁体件的两侧。

8、作为优选方案，所述辅助磁体件的两个磁极的排列方向为第一方向，所述中部磁体的两个磁极的排列方向为第二方向，所述第一方向和所述第二方向呈夹角设置。

9、作为优选方案，所述第一方向和所述第二方向的夹角θ为20°～70°。

10、作为优选方案，所述辅助磁体件包括：

11、辅助磁轭基板；以及

12、辅助磁体，固定安装于所述辅助磁轭基板上，并且所述辅助磁体靠近所述待镀膜基片一侧的磁极与所述边部磁体靠近所述待镀膜基片一侧的磁极相同。

13、作为优选方案，所述中部磁体、所述边部磁体以及所述辅助磁体的延伸方向一致，并且所述辅助磁体的延伸长度与所述中部磁体和所述边部磁体的延伸长度相同或不同。

14、作为优选方案，所述中部磁体、所述边部磁体以及所述辅助磁体均为条形结构。

15、作为优选方案，所述磁棒组件还包括支撑件，所述支撑件包括支撑块，所述支撑块被配置为支撑固定所述主磁轭基板和所述辅助磁体件。

16、作为优选方案，所述磁棒组件还包括冷却水管，所述冷却水管穿设固定在所述支撑块中，所述支撑件还包括连接杆，所述主磁轭基板通过所述连接杆与所述冷却水管连接固定。

17、一种磁控溅射设备，包括真空腔室、待镀膜基片、靶材以及如上所述的磁棒组件，所述磁棒组件穿设在所述靶材的内部，所述待镀膜基片和所述靶材均设置在所述真空腔室内，所述磁棒组件产生的磁力线能够控制所述靶材的溅射区域，以使所述靶材溅射的原子沉积到所述待镀膜基片上。

18、本实用新型的有益效果：

19、本实用新型提供了一种磁棒组件，磁棒组件包括主磁轭基板、主磁体件及辅助磁体件，主磁体件设置于主磁轭基板的朝向待镀膜基片的一面，主磁体件包括中部磁体和两个边部磁体，两个边部磁体对称设置于中部磁体的两侧，并且边部磁体靠近待镀膜基片一侧的磁极与中部磁体靠近待镀膜基片一侧的磁极相反，辅助磁体件位于主磁体件的侧部，并且辅助磁体件位于主磁轭基板背离主磁体件的一侧，辅助磁体件靠近待镀膜基片一侧的磁极与边部磁体靠近待镀膜基片一侧的磁极相同。该辅助磁体件的设置大大减小了溅射角，避免了靶材的浪费，也无需降低磁场强度，使得靶材可以处于低电压放电状态，也降低了对待镀膜基片的溅射损伤。此外，辅助磁体件的设置，减少了背部平行于靶材表面磁力线的形成，从而避免了第二溅射区的形成，从而削弱了靶材的侧边溅射，提高了对靶材的利用率。

20、本实用新型还提供了一种磁控溅射设备，通过应用上述磁棒组件，减小了溅射角，避免了靶材的浪费，也无需降低磁场强度，使得靶材可以处于低电压放电状态，也降低了对待镀膜基片的溅射损伤。此外，也减少了背部平行于靶材表面磁力线的形成，从而避免了第二溅射区的形成，从而削弱了靶材的侧边溅射，提高了对靶材的利用率。

技术特征：

1.一种磁棒组件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁棒组件，其特征在于，所述辅助磁体件(4)设置有两个，两个所述辅助磁体件(4)对称设置于所述主磁体件的两侧。

3.根据权利要求2所述的磁棒组件，其特征在于，所述辅助磁体件(4)的两个磁极的排列方向为第一方向，所述中部磁体(1)的两个磁极的排列方向为第二方向，所述第一方向和所述第二方向呈夹角设置。

4.根据权利要求3所述的磁棒组件，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向的夹角θ为20°～70°。

5.根据权利要求1～4任一项所述的磁棒组件，其特征在于，所述辅助磁体件(4)包括：

6.根据权利要求5所述的磁棒组件，其特征在于，所述中部磁体(1)、所述边部磁体(2)以及所述辅助磁体(42)的延伸方向一致，并且所述辅助磁体(42)的延伸长度与所述中部磁体(1)和所述边部磁体(2)的延伸长度相同或不同。

7.根据权利要求6所述的磁棒组件，其特征在于，所述中部磁体(1)、所述边部磁体(2)以及所述辅助磁体(42)均为条形结构。

8.根据权利要求1～4任一项所述的磁棒组件，其特征在于，所述磁棒组件还包括支撑件(5)，所述支撑件(5)包括支撑块(51)，所述支撑块(51)被配置为支撑固定所述主磁轭基板(3)和所述辅助磁体件(4)。

9.根据权利要求8所述的磁棒组件，其特征在于，所述磁棒组件还包括冷却水管(6)，所述冷却水管(6)穿设固定在所述支撑块(51)中，所述支撑件(5)还包括连接杆(52)，所述主磁轭基板(3)通过所述连接杆(52)与所述冷却水管(6)连接固定。

10.一种磁控溅射设备，其特征在于，包括真空腔室、待镀膜基片、靶材以及权利要求1～9任一项所述的磁棒组件，所述磁棒组件穿设在所述靶材的内部，所述待镀膜基片和所述靶材均设置在所述真空腔室内，所述磁棒组件产生的磁力线能够控制所述靶材的溅射区域，以使所述靶材溅射的原子沉积到所述待镀膜基片上。

技术总结
本技术涉及磁控溅射镀膜技术领域，尤其涉及一种磁棒组件及磁控溅射设备。该磁棒组件包括主磁轭基板、主磁体件及辅助磁体件，主磁体件设置于主磁轭基板的朝向待镀膜基片的一面，主磁体件包括中部磁体和两个边部磁体，两个边部磁体对称设置于中部磁体的两侧，并且边部磁体靠近待镀膜基片一侧的磁极与中部磁体靠近待镀膜基片一侧的磁极相反，辅助磁体件位于主磁体件的侧部，并且辅助磁体件位于主磁轭基板背离主磁体件的一侧，辅助磁体件靠近待镀膜基片一侧的磁极与边部磁体靠近待镀膜基片一侧的磁极相同。磁控溅射设备通过应用上述磁棒组件，在维持较高磁场强度的基础上减小了溅射角，削弱了靶材的侧边溅射，提高了对靶材的利用率。

技术研发人员：常新新,莫超超,周振国,解传佳,王晨
受保护的技术使用者：苏州迈为科技股份有限公司
技术研发日：20230406
技术公布日：2024/1/12