Magnetfeldanordnung des Magnetron-Sputtertargets

Für ein planares Magnetron-Sputtertarget ist der magnetische Stahl hinter dem Target angeordnet, und magnetische Linien verlaufen durch die Oberfläche des Targets, um ein Magnetfeld auf der Oberfläche des Targets zu bilden. Das Magnetfeld B ist parallel zur Targetoberfläche und das elektrische Feld E senkrecht zur Targetoberfläche, sie bilden ein Driftfeld E × B, das parallel zur Targetoberfläche ist. Das Driftfeld E × B hat die Funktion, Elektronen einzufangen, was die Elektronendichte der Targetoberfläche erhöht, die Kollisionswahrscheinlichkeit von Elektronen mit neutralen Gasmolekülen erhöht und die Ionisationsrate des Sputtergases verstärkt, wodurch die Sputterrate erhöht wird . Für ein typisches planares rechteckiges Magnetron-Sputtertarget ist die magnetische Stahlanordnung in Fig. 1 gezeigt (die benachbarten magnetischen Stähle haben entgegengesetzte Polaritäten, dh NSN oder SNS).

Abb.1 Diagramm des magnetischen Stahllayouts und Magnetfeldverteilung

Die Magnetfeldlinienverteilung in Fig. 1 wird durch numerische Simulation berechnet. Es ist ersichtlich, dass der Bereich, in dem die Magnetfeldlinie auf der Zieloberfläche ungefähr parallel zur Zieloberfläche ist, schmal ist. Da in dem Magnetron-Sputtersystem der Sputterbereich der Targetoberfläche hauptsächlich in diesem Bereich konzentriert ist, wo die Magnetfeldlinie auf der Targetoberfläche ungefähr parallel zu der Targetoberfläche ist. Die Breite des geätzten Grabens wird enger, wenn die Ätztiefe während des Sputterprozesses zunimmt. Das resultierende Ätzprofil ist in 2 gezeigt.

Abb.2 Das Ätzen durch die übliche Magnetstahl-Anordnung

Gemäß der Flächenberechnung beträgt das Zielnutzungsverhältnis des oben erwähnten Magnetstahlanordnungsverfahrens nur etwa 20%. Es ist ersichtlich, dass es die übliche Anordnung von magnetischen Stählen schwierig macht, hohe Ausnutzungsraten und Abscheidungsraten zu erhalten.