可互換磁體組的制作方法
【專利說明】可互換磁體組
[0001]本申請是被轉(zhuǎn)讓給同一受讓人的Toon Hai FOO等人在2011年12月9日提交的美國申請N0.13/316，358的部分繼續(xù)申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]根據(jù)本發(fā)明的實施例總地涉及濺射設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]總地來說，濺射是在填充有選擇氣體的真空腔內(nèi)執(zhí)行的工藝。該濺射過程使襯底被來自位于濺射腔內(nèi)的靶的材料涂覆。如已知的，腔內(nèi)的電子擊中并離子化惰性氣體，由此形成正離子。正離子隨后被吸引至負的靶。當離子擊中靶時，離子將能量傳遞至靶材料，由此使材料從靶表面逐出。逐出材料的一些附于并涂覆襯底表面，所述襯底表面通常是與靶相對定位的。
[0004]諸如磁記錄和半導體晶片加工的技術(shù)的生產(chǎn)濺射系統(tǒng)經(jīng)常被設(shè)計成濺射圓形的8”、7”、6.5”和6”祀。對于這些靶以及其它靶幾何形狀，磁體組常見地被布置在靶后面以幫助約束等離子體并控制諸如速率和均一性的濺射特征。傳統(tǒng)磁通組也限制了減少濺射再沉積的可能性，這可能造成大顆粒、剝落、弓曲和其它相關(guān)的問題。
[0005]附圖簡述
[0006]本發(fā)明的各實施例在各附圖中是作為示例而非作為限制示出的。
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例具有可編程磁體組的濺射裝置的橫截面。
[0008]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性可編程磁體組的立體圖。
[0009]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性可編程磁體組的立體橫截面部分。
[0010]圖4A是根據(jù)本發(fā)明實施例可以與可編程磁體組一起使用的各插入物的立體圖。
[0011]圖4B是根據(jù)本發(fā)明實施例具有在模板上的單元內(nèi)的插入物的可編程磁體組的立體橫截面。
[0012]圖5A示出根據(jù)本發(fā)明實施例具有多個圓形單元的示例性模板。
[0013]圖5B示出根據(jù)本發(fā)明實施例具有多個菱形單元的示例性模板。
[0014]圖5C示出根據(jù)本發(fā)明實施例具有多個六角形單元的示例性模板。
[0015]圖示出根據(jù)本發(fā)明實施例具有多個正方形單元的示例性模板。
[0016]圖5E示出根據(jù)本發(fā)明實施例具有多個三角形單元的示例性模板。
[0017]圖6示出根據(jù)本發(fā)明一些實施例制備可編程磁體組的示例性過程的流程圖。
[0018]圖7示出根據(jù)本發(fā)明一些實施例制備可編程磁體組的另一示例性過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)在將詳細參照實施例，在附圖中示出了這些實施例的示例。盡管這些實施例將結(jié)合附圖予以描述，然而要理解，這些附圖不旨在對實施例構(gòu)成限制。相反，這些實施例旨在覆蓋多種替代、修正和等效物。此外，在以下詳細描述中，闡述了許多具體細節(jié)以提供透徹的理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，沒有這些具體細節(jié)也可實現(xiàn)這些實施例。在其它實例中，并未對公知方法、程序、組件以及電路進行詳細描述以免不必要地模糊實施例的一些方面。
[0020]本發(fā)明的實施例涉及在濺射中使用的可編程磁體組?？删幊檀朋w組包括蓋、軛和具有多個單元的模板。多個可移除磁性插入物和多個可移除非磁性插入物被布置在模板上的單元內(nèi)。可移除插入物可被重新配置以定制預定磁場或調(diào)整預定磁場的形狀。由此，磁場可被修正以改變?yōu)R射特征。軛提供返回路徑，這對通過模板上的插入物配置產(chǎn)生的磁場而言是有利的。蓋保護被布置在模板上的單元內(nèi)的各插入物不受傷害并又使得插入物盡可能地靠近濺射靶。單元和插入物可以任何封閉式形狀來設(shè)計。
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例具有可編程磁體組106的示例性濺射裝置100的橫截面。在一些實施例中，屏蔽102可在靶104的表面之上引導氣體流動。在各實施例中，屏蔽102可以是再沉積屏蔽，它減少了再沉積材料回落到靶104的表面上。
[0022]靶104覆在可編程磁體組106之上?？删幊檀朋w組106形成磁場108，該磁場108覆蓋在靶104之上并圍住多個單元208 (見圖2)。等離子體110受磁場108約束。電子112擊中等離子體110內(nèi)的原子，由此形成離子114。在一個實施例中，離子114可以是正充電的離子。在本發(fā)明的實施例中，可編程磁體組106可被配置成(見下文)將磁場108定制或調(diào)整成預定和要求的形狀。在又一些實施例中，磁體104和可編程磁體組106之間的間距可以是可調(diào)整的(例如可選擇z高度)。結(jié)果，可選擇地改變?yōu)R射裝置100的濺射特征。
[0023]離子114朝向靶104被吸弓丨。離子114擊中靶104的表面，由此使靶材料116從靶104釋放出。屏蔽102引導靶材料116，使之通過孔腔118并至襯底1120上。在各實施例中，例如氧氣的反應(yīng)性氣體(未示出)被添加到濺射裝置100中。該反應(yīng)性氣體可在聚集到襯底120上之前與靶材料116組合。靶材料116聚集到襯底120上，以形成薄膜(未示出)。由此，襯底120覆蓋在孔腔118之上。在一些實施例中，孔腔118的直徑大于或等于襯底120的直徑。
[0024]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的可編程磁體組106的立體圖。在一個實施例中，可編程磁體組106的主組件疊層包括蓋202、模板204和軛206。
[0025]模板205可包括單元208，該單元208允許多種可移除和可互換插入物418的插入(見圖4A)。在一些實施例中，模板204可包括這些材料，例如但不限于鋁等級6061、銅或不銹鋼等級300+。
[0026]蓋202保護模板204上的單元208內(nèi)的多種可移除和可互換插入物418 (見圖4A)不受損害并使得多種可移除和可互換插入物418(見圖4A)盡可能地靠近靶104 (圖1)。在一個實施例中，蓋202可包括這些材料，例如但不限于鋁等級6061、銅或不銹鋼等級300+。
[0027]軛206提供磁場的返回路徑，所述磁場是通過模板204上的單元208內(nèi)的各可移除和可互換插入物418 (見圖4A)定制或調(diào)整形狀的。在各實施例中，軛206可包括這些材料，例如但不限于不銹鋼等級538、不銹鋼等級400+或鋼。
[0028]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的可編程磁體組106的一部分的立體橫截面圖?？删幊檀朋w組106被描繪成部分組裝的。在一個實施例中，蓋202經(jīng)由緊固件314可移除地連接至模板204，所述緊固件314被插入到位于蓋202上的緊固件孔310內(nèi)。在各實施例中，圓柱312可延伸通過模板204和軛206。圓柱312允許被插入到緊固件孔310的緊固件314延伸通過模板204和軛206，由此使蓋202、模板204和軛206經(jīng)由緊固件314可移除地連接在一起。
[0029]在另一實施例中，多種可移除插入物418(見圖4A)可比單元208的高度更長，并當被設(shè)置在單元208內(nèi)時可物理地接觸蓋202。蓋202具有額外的厚度311以將設(shè)置在單元208內(nèi)的任何可移除插入物418 (見圖4A)考慮在內(nèi)，所述可移除插入物418可以比單元208的高度更長。當至少一個可移除插入物418 (見圖4A)比單元208的高度更長時，額外的厚度311使得蓋202經(jīng)由緊固件314可移除地連接至模板204，該緊固件314被插入到緊固件孔310內(nèi)。
[0030]圖4A是根據(jù)本發(fā)明實施例可以與可編程磁體組一起使用的多種可移除和可互換插入物418的立體圖?？梢瞥涂苫Q插入物418可以是完全長度的磁性插入物420、部分長度的磁性插入物426、完全長度的非磁性插入物428或部分長度的非磁性插入物430。
[0031]單元208(圖3)可被分成任何數(shù)量“X”個子單元或塊，它們可被填充以磁性或非磁性插入物。插入物中的每一個可以是n/x單元的長度，由此每個單元208 (例如磁性陣列槽)內(nèi)的磁矩的強度和方向可通過調(diào)整一個或多個插入物的長度、磁矩和偏振取向予以調(diào)整，所述插入物可用來填充每個陣列槽的長度“X單元”。
[0032]完全長度的磁性插入物420和部分長度的磁性插入物426可具有第一極性和第二極性，一般是北極422和南極424。完全長度的磁性插入物420和部分長度的磁性插入物426可包括永磁材料，所述永磁材料包括但不限于，釹、釤鈷、陶瓷或阿爾尼科合金(Alnico)。在一個實施例中，完全長度的磁性插入物420和部分長度的磁性插入物426可包括稀土(釹)磁體等級N52。
[0033]完全長度的非磁性插入物428和部分長度的非磁性插入物430可由多種材料制成，以允許用戶避開磁場，或為了轉(zhuǎn)動穩(wěn)定性用作配重。完全長度的非磁性插入物428和部分長度的非磁性插入物430可包括這樣的材料，例如但不限于不銹鋼、鋁、銅和尼龍。在一個實施例中，完全長度的非磁性插入物428和部分長度的非磁性插入物430包括不銹鋼等級304和不銹鋼等級410。
[0034]部分長度的非磁性插入物430和部分長度的磁性插入物426可介入地層疊在模板204(見圖4B)上的單元208內(nèi)(見圖4B)以形成層疊的插入物427。層疊的插入物427可具有或者部分長度的非磁性插入物430或者部分長度的磁性插入物426，這些插入物面向蓋202 (見圖4B)。
[0035]由此在一些實施例中，可將單個插入物布置到一些或全部的陣列槽內(nèi)以根據(jù)需要調(diào)整(例如編