專利名稱：用于濺射裝置的磁路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于形成半導(dǎo)體裝置的配線層、制造硬盤記錄介質(zhì)等的磁控濺射裝置，并且涉及一種用于磁控濺射裝置的磁路，該磁路將磁場(chǎng)施加到靶上。
背景技術(shù)：
磁控濺射裝置廣泛用于電氣或電子元件的材料的膜沉積技術(shù)中。在這種磁控濺射裝置中，靶材料或靶101面向基板110設(shè)置，該基板設(shè)置在真空室中，并且磁路50設(shè)置在靶的背側(cè)以便在靶表面上方或附近提供由弧形磁力線52代表的弧形磁場(chǎng)，如圖6所示。在濺射過程中，在惰性氣體氣氛下在基板110和靶101之間施加高壓以電離電子。電離后的電子與惰性氣體碰撞，產(chǎn)生等離子氣體。等離子中的陽(yáng)離子攻擊靶以便粒子從靶上射出并沉積到相對(duì)的基板上。這便使膜沉積在基板上。通常，如圖6所示，通過磁路50的以下設(shè)置可以在靶表面上方獲得弧形磁力線52 具有垂直于靶表面的磁化方向的內(nèi)部磁體53設(shè)置在內(nèi)部，具有與內(nèi)部磁體53的磁化方向相反的磁化方向的外部磁體55設(shè)置內(nèi)部磁體53的外側(cè)。而且，內(nèi)部磁體53和外部磁體55固定到磁軛59上以形成磁路。磁軛59允許磁通穿過內(nèi)部磁體和外部磁體之間(磁通的回流)，因而提高了磁路的效率并且增大了表面磁場(chǎng)的強(qiáng)度。在圖中，白色實(shí)心箭頭表示磁化方向。近年來，以越來越高的密度制造半導(dǎo)體裝置，因此需要配線的進(jìn)一步小型化。在這種情況下，需要進(jìn)一步提高濺射裝置的膜沉積性能。應(yīng)對(duì)這種需要的一種方法是通過增加靶和其上將要沉積膜的基板之間的距離來提高從該靶射出的粒子的指向性。所射出的指向性增強(qiáng)的粒子可以以一接近直角的角度靠近基板從而即使在基板的微槽上也能夠充分地進(jìn)行膜沉積。為了增加所射出的粒子的指向性，必須降低所射出的粒子之間或者所射出的粒子和其他漂浮粒子之間的碰撞頻率。因此，必須降低濺射裝置中的環(huán)境壓力。但是，降低后的環(huán)境壓力會(huì)導(dǎo)致等離子密度的下降，并因而會(huì)使放電不穩(wěn)定。為了防止等離子密度降低并且為了增加等離子密度，可以增加靶表面上方的磁場(chǎng)強(qiáng)度。而且，由于靶表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度增大，所以可以增加靶厚度，因而延長(zhǎng)了靶的使用壽命。據(jù)報(bào)道，可以通過使用具有高剩余磁化強(qiáng)度的磁體形成內(nèi)部磁體和外部磁體并且通過在內(nèi)部磁體和外部磁體之間設(shè)置水平磁化磁體來產(chǎn)生磁路，水平磁化磁體具有相對(duì)于內(nèi)部磁體和外部磁體的磁化方向垂直的磁化方向，并且由具有高磁矯頑力的磁體(例如參見JP2000-219965A)形成。因此與沒有水平磁化磁體的磁路相比，所設(shè)置的磁路能夠顯著增加弧形磁力線的強(qiáng)度。而且，由于具有高磁矯頑力的磁體用于水平磁化磁體中，所以即使來自內(nèi)部磁體和外部磁體的反向磁場(chǎng)作用于水平磁化磁體上，退磁也不會(huì)發(fā)生。如果比磁體的磁矯頑力大的反向磁場(chǎng)作用于磁體，該磁體將會(huì)被退磁。為了防止在其使用過程中退磁，使用磁矯頑力比作用于磁體的反向磁場(chǎng)大的磁體。但是，通常地，當(dāng)燒結(jié)NdFeB磁體的磁矯頑力變大時(shí)，燒結(jié)NdFeB磁體的剩余磁化強(qiáng)度變低，反之亦然。因此， 使用具有過高磁矯頑力的磁體可能會(huì)導(dǎo)致所要產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度降低。近年來，報(bào)導(dǎo)過一些通過將Dy (鏑)或Tb (鋱)從燒結(jié)磁體的表面擴(kuò)散到其內(nèi)部來提高磁矯頑力同時(shí)不降低剩余磁化強(qiáng)度的技術(shù)(例如參見W02006/043348的國(guó)際公開文本，以及 Machida K. >Kawasaki Τ. >Suzuki S. > Itoh Μ.、禾Π Horikawa Τ.的"Improvement of Grain Boundaries and Magnetic Properties of Nd-Fe-B Sintered Magnets(日文)",Abstracts of Spring Meeting,p202,2004,Japan Society of Powder and Powder Metallurgy)。由于這些技術(shù)可以在晶界有效地集中Dy或Tb，因此可以在幾乎不降低剩余磁化強(qiáng)度的同時(shí)增大磁矯頑力。

發(fā)明內(nèi)容
如果將Dy或Tb從磁體表面進(jìn)行擴(kuò)散的這種處理應(yīng)用到尺寸不緊湊的磁體上，則在磁體內(nèi)部不會(huì)增加磁矯頑力，并且磁矯頑力將會(huì)從內(nèi)部向表面逐漸增加，因而需要在使用中加以注意(例如參見JP2010-135529A)?？紤]到上述內(nèi)容，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于磁控濺射裝置的磁路，其產(chǎn)生了具有較高磁場(chǎng)強(qiáng)度的弧形磁力線，并且具有提高的抗退磁性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并且利用一個(gè)事實(shí)，即通過使用由經(jīng)受將 Dy或Tb從水平磁化磁體的面向靶的表面進(jìn)行擴(kuò)散的處理的磁體所形成的水平磁化磁體， 可以增加由弧形磁力線代表的磁場(chǎng)強(qiáng)度同時(shí)防止水平磁化磁體的退磁，從而水平磁化磁體的靶側(cè)區(qū)域的磁矯頑力的值變?yōu)榇笥谒酱呕朋w中心處的磁矯頑力。特別地，本發(fā)明人已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種用于磁控濺射裝置的磁路，包括內(nèi)部磁體，具有垂直于靶表面的磁化方向；外部磁體，圍繞內(nèi)部磁體設(shè)置并且具有與內(nèi)部磁體相反的磁化方向；以及水平磁化磁體，設(shè)置在內(nèi)部磁體和外部磁體之間，具有與內(nèi)部磁體和外部磁體的磁化方向垂直的磁化方向，其中水平磁化磁體由經(jīng)受將Dy或Tb從水平磁化磁體的面向靶的表面進(jìn)行擴(kuò)散的處理的磁體形成，從而水平磁化磁體的靶側(cè)區(qū)域的磁矯頑力的值變?yōu)榇笥谒酱呕朋w內(nèi)部中心處的磁矯頑力的值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，由于在用于磁控濺射裝置的磁路中使用由永久磁體形成的水平磁化磁體，該水平磁化磁體具有高剩余磁化強(qiáng)度，并且其靶側(cè)區(qū)域的磁矯頑力高于內(nèi)部中心的磁矯頑力，所以該磁路可以產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度高于傳統(tǒng)磁路的弧形磁力線。因而，可以在低壓下獲得較高的等離子密度，提高靶粒子的指向性。因此，可以提供一種濺射裝置， 其能使膜沉積到微細(xì)配線結(jié)構(gòu)。而且，由于弧形磁力線的增強(qiáng)會(huì)在靶表面上方獲得足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度，所以可以增加靶的厚度，并因而延長(zhǎng)靶的使用壽命。而且，由于水平磁化磁體的一個(gè)表面被處理以增加其磁矯頑力，所以不需要對(duì)磁體所有表面進(jìn)行擴(kuò)散處理。通過將多個(gè)水平磁化磁體組裝并且通過僅對(duì)其一個(gè)表面以一種操作進(jìn)行處理以將Dy或Tb從該表面進(jìn)行擴(kuò)散，可以大量生產(chǎn)磁矯頑力被提高的水平磁化磁體，并且改善了具有附加簡(jiǎn)單工藝的濺射裝置的膜沉積性能。


圖IA和IB各自是根據(jù)本發(fā)明的包含水平磁化磁體的用于磁控濺射裝置的磁路的透視圖；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的其上設(shè)有靶的磁路的截面示意圖，圖2B是示出該磁路所包含的水平磁化磁體的高度位置和磁矯頑力之間的關(guān)系的圖3是示出內(nèi)部磁體和外部磁體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的回流4作為反向磁場(chǎng)主要作用于水平磁化磁體的區(qū)域的截面示意圖；圖4是示出在執(zhí)行整體處理時(shí)水平磁化磁體的高度位置和磁矯頑力之間的關(guān)系的圖；圖5是示出有效地實(shí)行單一表面擴(kuò)散處理的程序的示意圖；以及圖6是示出使用傳統(tǒng)磁控濺射裝置的濺射方法的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式下文，參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的用于濺射裝置的磁路。相同的附圖標(biāo)記表示以相同方式執(zhí)行功能的部件。注意，本發(fā)明不限于以下描述的實(shí)施方式。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的磁路的實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的用于濺射裝置的磁路1包括內(nèi)部磁體3，具有鉛垂的磁化方向；外部磁體5，設(shè)置在內(nèi)部磁體3周圍并且具有與內(nèi)部磁體的磁化方向相反(反平行)的磁化方向；以及水平磁化磁體7，配置在內(nèi)部磁體3和外部磁體5之間，具有與內(nèi)部磁體和外部磁體的磁化方向垂直的磁化方向。而且，使用粘合劑等將這些磁體固定到磁軛9上。如圖2A所示，由該磁路產(chǎn)生的磁場(chǎng)在靶11的表面上方形成弧形磁力線2。在靶側(cè)處由水平磁化磁體7所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與由內(nèi)部磁體3和外部磁體5所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向相同，因此表面磁場(chǎng)的強(qiáng)度與沒有水平磁化磁體的情況相比較大。注意，每個(gè)磁體的磁化方向可以是與圖2A相反的圖形。也即，可以進(jìn)行設(shè)置使得內(nèi)部磁體3具有向下的磁化方向(箭頭指向磁軛)，外部磁體5具有向上的磁化方向，水平磁化磁體7具有指向該磁路的外周側(cè)的磁化方向。在這種情況下，弧形磁力線2會(huì)從外周側(cè)指向中心。關(guān)于水平磁化磁體的磁矯頑力分布，如圖2B所示，在靶側(cè)區(qū)域處的磁矯頑力大于內(nèi)部中心處的磁矯頑力。參考圖3描述了具有這種磁矯頑力分布的磁體對(duì)于用于濺射裝置的磁路是有效的。在磁路1中，其中如圖3所示該磁路1在內(nèi)部磁體3和外部磁體5之間設(shè)有水平磁化磁體7，由內(nèi)部磁體和外部磁體產(chǎn)生的磁通的回流也作用于水平磁化磁體7的內(nèi)部。該磁通的內(nèi)部流作為具有與水平磁化磁體的磁化方向相反的方向的磁場(chǎng)作用于水平磁化磁體的靶側(cè)區(qū)域6。由于這種反向磁場(chǎng)所作用的區(qū)域易于退磁，所以必須增加其磁矯頑力。為了防止這種退磁，傳統(tǒng)磁路采用沒有進(jìn)行Dy或Tb的擴(kuò)散處理的磁體，也即一種具有高磁矯頑力和低剩余磁化強(qiáng)度的磁體。相比之下，在本發(fā)明中，已經(jīng)從面向靶的表面經(jīng)受擴(kuò)散處理的磁體被用作水平磁化磁體7。因此，即使在水平磁化磁體7的靶側(cè)區(qū)域也可以保持高磁矯頑力而沒有剩余磁化強(qiáng)度的降低，并且弧形磁力線的強(qiáng)度比傳統(tǒng)磁路增加更多。在經(jīng)受擴(kuò)散處理的磁體中，如前所述，可以增加磁矯頑力同時(shí)保持高剩余磁化強(qiáng)度。當(dāng)該磁體用作用于濺射裝置的磁路的水平磁化磁體時(shí)，可以比傳統(tǒng)磁路多增加在靶表面上方的弧形磁力線的強(qiáng)度。這能夠在低壓下獲得較大的等離子密度，因此可以增強(qiáng)從靶射出的粒子的指向性。因而，可以提供一種能使膜沉積到微細(xì)配線結(jié)構(gòu)的濺射裝置。而且，由于弧形磁力線的強(qiáng)度增加，所以即使靶厚度增加也可以在靶表面獲得足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度?？梢栽黾影泻穸炔⑶已娱L(zhǎng)靶的使用壽命。在W02006/043348A1中描述了涂膜方法或者濺射方法中將Dy或Tb從磁體的表面向內(nèi)部擴(kuò)散的方法，并且有時(shí)可以將其稱為“利用晶界擴(kuò)散合金方法的表面處理”。在該方法中，優(yōu)選地，在真空或者惰性氣體下，在小于或等于燒結(jié)磁體的燒結(jié)溫度的溫度下，對(duì)存在于燒結(jié)磁體表面上的燒結(jié)磁體或粉末進(jìn)行熱處理。該粉末包括由從包括Y和Sc的稀土元素中選出的一種或多種元素的氧化物、氟化物和?；锝M成的組中選出的一個(gè)或多個(gè)。該燒結(jié)磁體優(yōu)選為具有R1-Fe-B組合物的燒結(jié)磁體，其中R1表示從包括Y和Sc的稀土元素中選出的一種或多種元素。但是，通過擴(kuò)散處理可以增大磁矯頑力的區(qū)域是有限制的。因此，如果尺寸過大的水平磁化磁體經(jīng)受擴(kuò)散處理，則在整個(gè)水平磁化磁體中可能不能實(shí)現(xiàn)磁矯頑力的有利增加。根據(jù)JP2010-135529A，通過擴(kuò)散處理增加磁矯頑力可以達(dá)到從處理過的磁體的表面深至大約6mm的深度。在圖3中所示的在水平磁化磁體中反向磁場(chǎng)所作用的區(qū)域是從靶側(cè)表面到該磁體在與面向靶的表面垂直的方向上的尺寸(即磁體高度)的大約1/2的深度，并且特別強(qiáng)的反向磁場(chǎng)所作用的區(qū)域是從靶側(cè)表面到磁體高度的大約1/5的深度。因此，當(dāng)磁體的高度遠(yuǎn)大于30mm時(shí)，反向磁場(chǎng)的區(qū)域會(huì)遠(yuǎn)大于具有高達(dá)約6mm的深度的區(qū)域， 在該區(qū)域中可以獲得通過擴(kuò)散處理而增加磁矯頑力的效果。因此，反向磁場(chǎng)區(qū)域不能被通過擴(kuò)散處理所增加的磁矯頑力全部覆蓋。而且，當(dāng)磁體太小時(shí)，該磁路所產(chǎn)生的弧形磁力線自身的強(qiáng)度會(huì)變小。因此，優(yōu)選使用一種具有約5到30mm的高度并且已經(jīng)經(jīng)受擴(kuò)散處理的磁體作為水平磁化磁體。正如目前所述的，通過使用包含作為水平磁化磁體的經(jīng)受Dy或Tb的擴(kuò)散處理的磁體的磁路，可以改善磁控濺射裝置的膜沉積性能。根據(jù)本發(fā)明的用于濺射裝置的磁路被構(gòu)造成由上述的內(nèi)部磁體、外部磁體和水平磁化磁體組合而成，其中水平磁化磁體的磁矯頑力的值被構(gòu)造成是不均勻的并且在接近靶的區(qū)域處的比在磁體內(nèi)部中心處的大。這樣的磁路包括用于將這些磁體固定到其上的磁軛。這些磁體可以使用粘合劑等固定到磁軛上。這種用于濺射裝置的磁路示例在圖2A中。 圖1中示例出該磁路的輪廓。圖2A是圖1中示出的磁路的截面圖。由圖1的磁路包括的每個(gè)內(nèi)部磁體、外部磁體和水平磁化磁體不限于單體磁體，而是可以包括被分割成多片的磁體。該磁體作為整體可以是如圖IA所示的圓形或者如圖IB所示的矩形。圓形磁路可以與圓形靶一起使用并且用于例如在Si片上沉積膜。矩形磁路可與矩形靶一起使用并且用于例如液晶面板的制造工藝中。如圖2A所示，該磁體的橫截面形狀可以是矩形，每個(gè)磁體可以與另一個(gè)磁體相鄰設(shè)置。內(nèi)部磁體的磁化方向是從磁路到靶的方向或其反方向，外部磁體的磁化方向與內(nèi)部磁體的磁化方向相差180度。水平磁化磁體的磁化方向垂直于內(nèi)部磁體和外部磁體的磁化方向，并且是在內(nèi)部磁體和外部磁體所產(chǎn)生的靶表面上方的磁場(chǎng)強(qiáng)度增加的方向。例如，它是從內(nèi)部磁體到外部磁體的方向，或者從外部磁體到內(nèi)部磁體的方向。結(jié)果，通過該磁路在靶表面上方的空間中形成強(qiáng)弧形磁力線2。因此，通過將該磁路結(jié)合到該濺射裝置中可以提供一種具有改善性能的磁控濺射裝置。所使用的每個(gè)磁體優(yōu)選為永久磁體，尤其優(yōu)選為燒結(jié)NdFeB稀土磁體。與其他磁體相比，燒結(jié)稀土磁體具有顯著提高的剩余磁化強(qiáng)度和磁矯頑力。而且，由于燒結(jié)NdFeB稀土磁體與燒結(jié)SmCo稀土磁體相比具有更低的成本以及更高的剩余磁化強(qiáng)度，所以它對(duì)于高性能濺射裝置而言是優(yōu)選的磁體材料。而且，上述擴(kuò)散處理是對(duì)于燒結(jié)NdFeB稀土磁體特別有效的處理。
在本發(fā)明中，如上所述，水平磁化磁體的靶側(cè)區(qū)域處的磁矯頑力大于其內(nèi)部中心處的磁矯頑力的磁體可以通過使用涂膜方法或?yàn)R射方法將Dy或Tb從磁體表面擴(kuò)散到其內(nèi)部來形成。由于通過擴(kuò)散處理僅在水平磁化磁體的靶側(cè)區(qū)域增加磁矯頑力就足夠了，所以可以僅對(duì)磁體的一個(gè)表面實(shí)行擴(kuò)散處理工藝。例如，通過對(duì)除了將要被處理的表面以外的表面進(jìn)行遮蔽來實(shí)行擴(kuò)散處理。但是，與全表面整體處理相比，在涂膜方法或?yàn)R射方法中僅對(duì)磁體的一個(gè)表面進(jìn)行處理由于額外工藝?yán)缯诒翁幚淼囊攵鴮?dǎo)致成本增加和/或降低生產(chǎn)率時(shí)，可以采用整體處理來代替單一表面處理。在這種情況下，在經(jīng)歷過整體處理的磁體中，盡管磁矯頑力在所有表面上都增加了，但是不會(huì)對(duì)濺射裝置產(chǎn)生不利影響，并且也不存在靶側(cè)表面上方的磁矯頑力增加所帶來的問題。在這種情況下水平磁化磁體的磁矯頑力的狀態(tài)如圖4所示?？蛇x擇地，可以采用一種進(jìn)行單一表面處理的方法，通過設(shè)計(jì)該工藝，該單一表面處理與整體處理相比提高了生產(chǎn)率并降低了成本。通過在大磁體塊30的兩個(gè)表面32上形成包含Dy或Tb的涂層34，之后對(duì)磁體塊30進(jìn)行熱處理(退火)，作為擴(kuò)散處理，如圖5所示，并且在擴(kuò)散處理之后將該磁體切割成具有最終形狀的片，可以一次性使大量的磁體經(jīng)受擴(kuò)散處理，因而提高了生產(chǎn)率，降低了成本。由于通過擴(kuò)散處理磁矯頑力的增加可以期望從表面到約6mm的深度，因此磁矯頑力增加了的區(qū)域?qū)τ谶^大的水平磁化磁體而言變得不足。當(dāng)內(nèi)部磁體和外部磁體所產(chǎn)生的磁通如圖3所示那樣循環(huán)時(shí)，磁通的這種回流作為反向磁場(chǎng)在水平磁化磁體的靶側(cè)區(qū)域中作用于水平磁化磁體的磁化方向。在水平磁化磁體中反向磁場(chǎng)所作用的區(qū)域從靶側(cè)表面到約1/2磁體高度的深度，并且特別強(qiáng)的反向磁場(chǎng)所作用的區(qū)域從該表面到約1/5磁體高度的深度。當(dāng)例如磁體高度是30mm時(shí)，強(qiáng)反向磁場(chǎng)作用深至6mm的深度，該深度是高度的 1/5。因而，由于作為擴(kuò)散處理的結(jié)果在深至約6mm的區(qū)域中磁矯頑力增大了，所以擴(kuò)散處理對(duì)這種反向磁場(chǎng)是有效的。另一方面，如果磁體高度遠(yuǎn)大于30mm，則由于磁矯頑力增大的區(qū)域相對(duì)于反向磁場(chǎng)的區(qū)域的尺寸太小，所以即使執(zhí)行擴(kuò)散處理也不能防止磁體退磁。當(dāng)磁體高度小于12mm時(shí)，作為擴(kuò)散處理的結(jié)果，在磁體內(nèi)部中心處的磁矯頑力輕微增大，而且也在靶側(cè)區(qū)域增大。在磁體內(nèi)部中心處的這種增大不會(huì)對(duì)濺射裝置產(chǎn)生不利影響。因此， 本發(fā)明也能對(duì)磁體高度不超過12mm的磁體進(jìn)行有效的工作。但是，由于該磁體過小的尺寸會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)強(qiáng)度降低并且膜沉積性能變差，所以磁體高度優(yōu)選不小于5mm。包含上述磁路的磁控濺射裝置也可以包括在本發(fā)明中。實(shí)施例下文，通過實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。但是，不應(yīng)該解釋為本發(fā)明的內(nèi)容限于這些實(shí)施方式。實(shí)施例1作為內(nèi)部磁體，提供一種圓柱形磁體，其尺寸為直徑40mm以及高度30mm，在高度方向上被磁化，由具有1. 42T剩余磁化強(qiáng)度和900kA/m磁矯頑力的燒結(jié)NdFeB磁體形成。 作為外部磁體，提供十二個(gè)具有相同磁性能的同心弧形磁體，其尺寸為外徑120mm、內(nèi)徑 80mm、圓弧角30度以及高度30mm，在高度方向上被磁化。作為水平磁化磁體，提供十二個(gè)具有相同磁性的同心弧形磁體，其尺寸為外徑80mm、內(nèi)徑40mm、圓弧角30度以及高度30mm，在朝向圓弧中心的方向上被磁化。僅水平磁化磁體經(jīng)受了擴(kuò)散處理。擴(kuò)散處理如此進(jìn)行粒狀氟化鏑與乙醇混和，并且除了一個(gè)同心弧表面以外的其余表面都被遮蔽的水平磁化磁體浸入到該混合物中，隨后在Ar氣下以900°C熱處理一小時(shí)。通過測(cè)量擴(kuò)散處理表面?zhèn)鹊拇懦C頑力和該磁體內(nèi)部中心處的磁矯頑力所得到的結(jié)果分別為1300kA/m和900kA/m。因此， 擴(kuò)散處理表面?zhèn)鹊拇懦C頑力增大了 400kA/m。這些磁體通過粘合劑固定到磁軛上，該磁軛的直徑120mm，高度為10mm，由SS400 制成。首先，將內(nèi)部磁體粘貼到該磁軛中心；然后將十二個(gè)同心弧形的水平磁化磁體以環(huán)形設(shè)置并粘貼在內(nèi)部磁體周圍；然后將十二個(gè)外部磁體以環(huán)形設(shè)置在十二個(gè)水平磁化磁體周圍以粘貼到磁軛上。水平磁化磁體如此設(shè)置以便擴(kuò)散處理表面面向靶側(cè)。每個(gè)磁體的磁化方向與圖2所示的相同。為了評(píng)估得到的磁路，測(cè)量靶側(cè)的磁場(chǎng)。位于距離磁體表面在上方IOmm處的磁場(chǎng)的水平分量的最大值為0. 489T。比較例1接下來，作為比較例1，提供一種磁路，除了水平磁化磁體之外具有與實(shí)施例1 相同的構(gòu)造，其中使用具有與實(shí)施例1的水平磁化磁體相同的形狀和磁化方向并且具有 1. 35T的剩余磁化強(qiáng)度和1300kA/m的磁矯頑力的磁體作為水平磁化磁體，沒有進(jìn)行擴(kuò)散處理。在與實(shí)施例1相同的條件下，測(cè)量構(gòu)成的磁路的磁體表面磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的水平分量的最大值為0. 474T。與實(shí)施例1相比，磁場(chǎng)強(qiáng)度下降大約3%?？紤]到該下降的原因可能是，盡管水平磁化磁體的磁矯頑力為1300kA/m，其是足夠大的值以至于不會(huì)被退磁，但是剩余磁化強(qiáng)度比實(shí)施例1低了 0. 07T，從而降低了表面磁場(chǎng)的強(qiáng)度。比較例1模擬了用于濺射裝置的傳統(tǒng)磁路。比較例2提供一種磁路，除了水平磁化磁體之外具有與實(shí)施例1相同的構(gòu)造，其中使用具有與實(shí)施例1的水平磁化磁體相同的磁性能(1. 42T的剩余磁化強(qiáng)度和900kA/m的磁矯頑力)、相同尺寸和相同磁化方向的磁體作為水平磁化磁體，沒有進(jìn)行擴(kuò)散處理。在與實(shí)施例 1相同的條件下，測(cè)量構(gòu)成的磁路的磁體表面磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的水平分量的最大值為0. 420T。磁場(chǎng)明顯下降的原因考慮到可能是，水平磁化磁體的磁矯頑力低，由于水平磁化磁體的靶側(cè)區(qū)域中的反向磁場(chǎng)所導(dǎo)致出現(xiàn)的退磁。從上述實(shí)施例1和比較例1和2看出，很顯然，通過使用水平磁化磁體，其中作為擴(kuò)散處理的結(jié)果在靶側(cè)區(qū)域的磁矯頑力大于其內(nèi)部中心處的磁矯頑力，可以實(shí)現(xiàn)一種用于濺射裝置的磁路，該磁路與沒有進(jìn)行擴(kuò)散處理的傳統(tǒng)磁路相比具有更高的表面磁場(chǎng)強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種用于磁控濺射裝置的磁路，其中上述磁路設(shè)置在靶的背側(cè)并且產(chǎn)生在上述靶的表面上方繪制弧形磁力線的漏磁場(chǎng)，上述磁路包括內(nèi)部磁體；外部磁體，其具有與上述內(nèi)部磁體的磁化方向相反的磁化方向且圍繞上述內(nèi)部磁體；水平磁化磁體，其設(shè)置在上述內(nèi)部磁體和上述外部磁體之間，并且在垂直于上述內(nèi)部磁體和上述外部磁體的磁化方向的方向上且在從上述內(nèi)部磁體到上述外部磁體的方向上或者從上述外部磁體到上述內(nèi)部磁體的方向上被磁化；以及磁軛，其設(shè)置成隔著介于上述磁軛與靶之間的磁體而面向靶，使得磁通穿過位于上述內(nèi)部磁體和上述外部磁體之間的上述磁軛，其中上述水平磁化磁體的磁矯頑力的值在上述水平磁化磁體的接近靶側(cè)的區(qū)域處比在上述水平磁化磁體的內(nèi)部中心處大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁路，其中，每個(gè)磁體包括NdFeB稀土磁體；并且上述水平磁化磁體中的Dy或Tb的濃度在上述水平磁化磁體的靶側(cè)區(qū)域處比在上述水平磁化磁體的內(nèi)部中心處大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁路，其中，上述水平磁化磁體在垂直于上述水平磁化磁體的面向靶的表面的方向上的尺寸是5mm 至 30mm。
4.一種磁控濺射裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的磁路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于磁控濺射裝置的磁路，其在靶表面上方產(chǎn)生高磁場(chǎng)強(qiáng)度的弧形磁力線并且具有提高的抗退磁性。該磁路包括內(nèi)部磁體；外部磁體，其具有與內(nèi)部磁體的磁化方向相反的磁化方向且圍繞內(nèi)部磁體；水平磁化磁體，其設(shè)置在內(nèi)部磁體和外部磁體之間，并且在垂直于內(nèi)部磁體和外部磁體的磁化方向的方向上并且在從內(nèi)部磁體到外部磁體的方向上或者從外部磁體到內(nèi)部磁體的方向上被磁化；以及磁軛，其設(shè)置成磁通穿過位于內(nèi)部磁體和外部磁體之間的磁軛，其中水平磁化磁體的磁矯頑力在接近靶側(cè)的區(qū)域處比在磁體的內(nèi)部中心處大。
文檔編號(hào)C23C14/35GK102453882SQ201110345009
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者小林秀樹 申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社