管靶的磁分路的製作方法

2023-09-16 17:19:05 1

專利名稱：管靶的磁分路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種濺射靶，該濺射靶包括載體和設置在載體上的 靶材，其中，載體具有背對靶材的後表面，而靶材具有背對載體的前 表面。
背景技術：
通常，濺射靶存在材料濺射不均勻的缺陷，這樣，在濺射靶的 某些位置處待濺射的材料已被耗盡，而在其他位置卻仍然存在足夠的 濺射材料。'因此，最初存在的濺射材料常常不能得到最佳的利用。事 實上，為了獲得更高的濺射速率，人們經常試圖通過重新調整濺射裝 置內的磁場系統或通過外加磁場系統的作用來達到更均勻的損耗。例
如，德國專利文獻DE 103 36 422 Al中就描述了這種系統。歐洲專 利文獻EP 1 063 679 Al採取了不同的方法。在該專利文獻中，在濺 射靶的底部，將薄片金屬帶材與磁場系統結合為一體。德國專利文獻 DE 196 22 606 Al中描述了類似的方法。
日本專利文獻JP 2003138372 A中描述了另外一種提高濺射速 率的方法。在該專利文獻中，在整個濺射靶表面區域上濺射材料的厚 度是不同的。濺射材料的厚度減小使得磁場可以穿透磁控濺射材料。 從日本專利文獻JP1147063A 了解到另外的平面濺射靶。在該專利文 獻中，將磁條嵌入濺射靶的基板內，這樣會產生環狀的損耗圖案，由 此會在所示的楔形靶板上呈現出交替的同心的峰和谷。

發明內容
本發明的目的是提供一種濺射靶，特別是管狀靶，該耙表現出 儘可能均勻的損耗行為。為達到此目的，在濺射過程中應該用一種非 常簡單的方式來影響磁場。通過權利要求1的特徵來達到本發明的目的。優選實施例來自 從屬權利要求。由於在靶材的前表面和載體的後表面之間設置了鐵磁 性材料，由此對可利用的特定系統的磁場產生影響，這樣，通過減少 可能形成的濺射溝槽來延長濺射靶的壽命。特別是，當將載體形成為 載體管並且將靶材設置在載體管的外側上時，會在濺射過程中產生有 益的效果。在此，己令人驚奇地看到，即使對於製造起來相對複雜的 管狀結構而言，也可以在無需消極地改變管結構本身的條件下改善損 耗行為。
可將鐵磁性材料有利地設置在載體和靶材內部、或者將其設置 在載體和靶材之間的中間區域。鐵磁性材料可以被設置在載體的縱向
長度(特別是最大縱向長度方向上)的中心的外側，從而使得管的端 部或位於管端部區域內的濺射區域受到影響。當鐵磁性材料在該鐵磁 性材料的基線上方、且沿著載體的最大長度方向的縱剖面具有平滑的 輪廓時，會實現特別有利且均勻的損耗。就這種鐵磁性材料構造而言， 其厚度連續而平穩地變化，這樣，磁場同樣也會平穩地變化，因此， 從濺射材料的整個表面來看，濺射材料發生了均勻地損耗。
特別是，可以將鐵磁性材料噴鍍上去。為達到此目的，等離子 噴鍍尤為適用。在靶材本身不是鐵磁性材料的情況下，使用鐵磁性材 料特別有利。可以將鐵磁性材料嵌入載體和/或靶材內。特別是，載 體材料也可能受到影響，以至於具有鐵磁性。通常，載體管由(例如) 不鏽鋼構成。可以將這類載體管進行熱處理直到發生相變。為了這個
目的，需要溫度〉900。C。加熱後進行快速冷卻，使得生成的相態實 際上被凍結，這樣，載體管是由鐵磁性不鏽鋼構成的。此外，例如， 通過焊接過程使載體材料(尤其是載體管材料)部分熔融，由此生成 部分鐵磁性區域，同樣也可能在由不鏽鋼構成的載體管內產生受限的 鐵磁性區域。


下面，參照附圖詳細說明本發明的實施例。其中
圖la示出傳統的濺射靶在濺射前的截面，圖lb示出傳統的濺射靶在濺射後的截面，以及 圖2示出本發明濺射耙的截面。
具體實施例方式
圖la示出了管狀濺射靶的一部分，其中在載體管3上沉積有靶 材l。靶材1和載體管3之間設置有粘結層2，例如悍結層，用於將 靶材1固定在載體管3上，以及將這兩層以導電和導熱的方式彼此連 接在一起。根據耙材1的預期損耗，沿著濺射耙對從載體管3內部作 用的磁場線4的強度進行調整。靶材l、粘結層2和載體管3削弱了 磁場線，因此，最終的磁場5表現出的強度較低。由於磁場線4的強 度不同，因而使得靶材1的濺射損耗也不同，因此便產生了所謂的濺 射溝槽，如圖lb所示。因此，在遠遠未達到濺射靶材的理論消耗量 之前，就必須更換濺射靶。
圖2示出了濺射過程後的本發明的濺射靶。在此，將鐵磁性材 料6引入到靶材1和載體管3之間。鐵磁性材料使得材料損耗更加均 勻。在靶材1的總體上希望損耗較少的端部區域，形成較厚的鐵磁性 材料6，以使得磁場的穿透受到阻礙。通過鐵磁性材料6的連續形式， 實現了均勻地損耗。鐵磁性材料6是噴鍍上去的。作為鐵磁性材料， (例如)可以使用鎳，其中可以基於預期結果對該材料層的厚度、該 材料層的材料密度、以及該材料層的形態(磁定向)進行調整，由此 應該能夠確保殘留的磁場穿透量最小。最佳的層厚受鐵磁性材料6 本身、該材料層的形式、以及該材料層的密度影響。根據期望的效果， 層厚值達到2.5mm。鐵磁性材料6被嵌在載體管3和耙材1.之間。鐵 磁性材料6已經被噴鍍上去。由於鐵磁性材料6是"嵌入式"的，因 而在濺射過程中避免了交叉汙染，這樣，待鍍覆物體僅會被靶材1 本身所鍍覆。也可將鐵磁性材料6設置成靶材1的內部鍍層(位於由 靶材1製成的管的內側)或將其設置在靶材1的內部。因此，當使用 所謂的整體濺射靶時也是有效的，整體濺射耙也就是這樣的濺射耙， 該濺射耙中的靶材同時也作為載體管。
作為經噴鍍的鐵磁性材料6的替代方式，也可將箔或環形物施加在載體管3上，優選通過焊結或焊接的方式來實現。也可將鐵磁活 性層加工到靶材1自身的內部，特別是加工到靶材的下側上。也可對 磁活性載體管片段進行焊接，使得載體管3由多個片段組成。這些片 段中的部分片段是鐵磁性的，由此實現載體管的磁性材料特性的局部 變化。例如，鐵磁活性材料6本身可以是Ni、 Fe或Co。
一般來講，載體管3的厚度是3-6ram，其中，標準的厚度是4mm。 本發明可以用於由幾乎任何合適的材料製成的載體管3。這裡可列舉 出(例如)不鏽鋼、Cu、 Al、或Ti，並且可任選地引入鐵磁性片段。 靶材1的厚度例如為2-20mm。對厚度的限制取決於濺射裝置內使用 的磁體組的磁場穿透情況、取決於生產工藝、以及取決於材料成本。
通過改變濺射靶內的磁場，可以避免對濺射裝置或濺射裝置上 的磁體進行昂貴的調整，同時還可以提高靶材1的材料收率。
權利要求
1. 一種濺射靶，其包括載體和設置在所述載體上的靶材，其中，所述載體具有背對所述靶材的後表面、而所述靶材具有背對所述載體的前表面，其中，在所述前表面和所述後表面之間設置有鐵磁性材料，其特徵在於，所述鐵磁性材料的厚度沿所述載體的最大長度連續且平穩地變化。
2. 根據權利要求1所述的濺射靶，其特徵在於，所述載體形成 為載體管，並且所述靶材設置於所述載體管的外側。
3. 根據權利要求1或2所述的濺射靶，其特徵在於，所述鐵磁 性材料被設置在所述載體和所述靶體的內部、或者被設置於所述載體 和所述靶體之間的中間區域。
4. 根據權利要求1-3中的一項所述的濺射靶，其特徵在於，所 述鐵磁性材料被設置在所述載體的最大縱向長度方向上的縱向長度 的中心的外側。
5. 根據權利要求1-4中的一項所述的濺射靶，其特徵在於，所 述鐵磁性材料在該鐵磁性材料的基線上方、且沿著所述載體的最大長 度方向的縱剖面具有平滑的輪廓。
6. 根據權利要求1-5中的一項所述的濺射靶，其特徵在於，所 述鐵磁性材料是噴鍍上去的。
7. 根據權利要求1-6中的一項所述的濺射靶，其特徵在於，所 述靶材是非鐵磁性的。
8. 根據權利要求1-7中的一項所述的濺射靶，其特徵在於，所述鐵磁性材料被嵌入所述載體和/或所述靶材內。
9.根據權利要求1-8中的一項所述的濺射耙，其特徵在於，所述載體由鐵磁性不鏽鋼形成。
全文摘要
本發明涉及管靶的磁分路，尤其是涉及這樣一種濺射靶，其具有載體和設置在載體上的靶材，其中，載體具有背對靶材的後表面、而靶材具有背對載體的前表面，並且在前表面和後表面之間存在鐵磁性材料。該靶表現出均勻的損耗行為，而且，即使對於製造起來相對複雜的管狀結構而言，也可以在無需消極地改變管結構本身的條件下改善損耗行為。
文檔編號C23C14/35GK101445914SQ200810179239
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月1日 優先權日2007年11月29日
發明者H·-J·帕維爾, J·海因德爾 申請人:W.C.賀利氏有限公司