矩形平面直流磁控溅射装置端部磁场分析

摘要

矩形平面直流磁控溅射装置在运行过程中,由于端部区域磁场弱于直道区域磁场,在靶表面对角线位置上容易出现反常刻蚀.通过对这种现象进行分析,该文对反常刻蚀的发生机理提出了新的观点,认为反常刻蚀的发生是由于电子由弱磁场区域向强磁场区域漂移的过程中,电子距靶表面的距离不能够随磁场变化而迅速改变,存在较长的过渡状态.进一步发现在磁体弯道区域沿圆周方向磁场分量的存在是导致弯道区域刻蚀跑道压缩以及跑道内侧刻蚀较快的重要因素.该文研究了不同的磁体初始设计结构对磁场的影响,通过对现有磁体磁场的三维计算分析,提出了磁场的改进原则,并对具体的磁场改进措施进行了研究.通过对现有不同磁场校正方法的比较,提出了一种应用铁块和永磁块对装置端部区域磁场进行校正的新方法.通过对改进后装置的磁场分布进行计算,该文提出的改进措施可以把沿跑道磁场的均匀度控制在5%左右,并且可以削弱沿圆周方向的磁场分量.