本发明公开了磁控源,磁控溅射设备和磁控溅射方法。磁控源包括:靶材;位于靶材上方的磁控管;与磁控管相连以控制磁控管在靶材上方移动的扫描机构;扫描机构包括:桃形轨道,磁控管可移动地设置在桃形轨道上;与桃形轨道的极坐标原点相连,所述第一驱动轴用于驱动桃形轨道绕第一驱动轴的轴线转动的第一驱动轴;与第一驱动轴相连,所述第一驱动器用于驱动第一驱动轴转动的第一驱动器;和用于通过传动组件驱动所述磁控管沿桃形轨道移动的第二驱动器。本发明的磁控源,一方面由第一驱动器驱动桃形轨道转动,另一方面通过第二驱动器控制磁控管沿桃形轨道的运动速度,从而可以提高靶材的利用率并能达到较理想的靶材刻蚀效果,且具备高金属离化率。
1.一种磁控源,其特征在于,包括:靶材;磁控管,所述磁控管位于所述靶材上方;和扫描机构,所述扫描机构与所述磁控管相连以控制所述磁控管在所述靶材上方移动,其中所述扫描机构包括:桃形轨道,所述磁控管可移动地设置在所述桃形轨道上;第一驱动轴,所述第一驱动轴的底端与所述桃形轨道的极坐标原点相连,所述第一驱动轴用于驱动所述桃形轨道绕所述第一驱动轴的轴线转动;第一驱动器,所述第一驱动器与所述第一驱动轴相连,所述第一驱动器用于驱动所述第一驱动轴转动;和第二驱动器,所述第二驱动器用于通过传动组件驱动所述磁控管沿所述桃形轨道移动;在所述磁控管从所述桃形轨道的尖端开始沿所述桃形轨道运行一周的一个周期内,在上半周期内所述磁控管沿所述桃形轨道作加速运动,且在下半周期内所述磁控管沿所述桃形轨道作减速运动,或者在所述磁控管从所述桃形轨道的尖端开始沿所述桃形轨道运行一周的一个周期内,所述磁控管沿所述桃形轨道依次作第一加速运动、第一匀速运动、第二加速运动、第一减速运动、第二匀速运动和第二减速运动。
2.根据权利要求1所述的磁控源,其特征在于,所述传动组件包括:第一传动齿轮,所述第一传动齿轮与所述第二驱动器相连并由所述第二驱动器驱动;空心轴和第二传动齿轮,所述空心轴可旋转地套设在所述第一驱动轴上,所述第二传动齿轮安装在所述空心轴上且与所述第一传动齿轮啮合;恒星齿轮,所述恒星齿轮安装在所述空心轴上;行星轴和行星齿轮,所述行星齿轮安装在所述行星轴上且与所述恒星齿轮啮合以驱动所述行星轴自转;可伸缩连杆,所述可伸缩连杆的一端与所述行星轴相连且所述可伸缩连杆的另一端与所述磁控管相连以驱动所述磁控管沿所述桃形轨道移动;和恒星架,所述恒星架的一端固定在所述第一驱动轴上且所述行星轴可旋转地安装在所述恒星架的另一端。
3.根据权利要求2所述的磁控源,其特征在于,所述可伸缩连杆包括:内杆,所述内杆的一端与所述行星轴相连;外杆,所述外杆的一端与所述磁控管相连且所述外杆的另一端通过可伸缩元件与所述内杆相连。
4.根据权利要求3所述的磁控源,其特征在于,所述内杆的另一端设有轴向孔,所述外杆的所述另一端插入到所述轴向孔内,所述可伸缩元件为设置在所述轴向孔内的弹簧以便所述外杆的所述另一端通过所述弹簧与所述内杆相连。
5.根据权利要求1所述的磁控源,其特征在于,所述第一驱动轴的轴线通过所述靶材的中心。
6.根据权利要求5所述的磁控源,其特征在于,当所述磁控管位于所述桃形轨道的尖端处时,所述磁控管的最外沿与所述靶材的外周缘在水平面上的投影重合。
7.根据权利要求6所述的磁控源,其特征在于,所述桃形轨道关于X轴对称且所述桃形轨道的位于X轴上侧的部分由下面的方程定义:r=a×θ+b其中,r为所述桃形轨道上的点到所述桃形轨道的极坐标原点的距离,θ为所述桃形轨道上的点与所述极坐标原点之间的连线与X轴正向之间的夹角且0≤θ≤π,a和b均为大于零的常数。
8.根据权利要求1所述的磁控源,其特征在于,所述第一驱动器和第二驱动器分别为电机。
9.一种磁控溅射设备,其特征在于,包括:腔室本体,所述腔室本体内限定有腔室;和磁控源,所述磁控源为根据权利要求1-8中任一项所述的磁控源,其中所述磁控源的靶材设置在所述腔室本体的上端且所述靶材的下表面暴露到所述腔室内。
10.一种利用权利要求9所述的磁控溅射设备进行的磁控溅射方法,其特征在于,包括:控制所述磁控溅射设备的所述桃形轨道旋转且控制所述磁控管沿所述桃形轨道移动,以对所述靶材进行刻蚀;在所述磁控管从所述桃形轨道的尖端开始沿所述桃形轨道运行一周的一个周期内,在上半周期内所述磁控管沿所述桃形轨道作加速运动,且在下半周期内所述磁控管沿所述桃形轨道作减速运动。
11.根据权利要求10所述的磁控溅射方法,其特征在于,所述磁控管作加速运动时的角加速度为6.28×10^-4rad/s²,且所述磁控管作减速运动时的角加速度为-6.28×10^-4rad/s²。
12.一种利用权利要求9所述的磁控溅射设备进行的磁控溅射方法,其特征在于,包括:控制所述磁控溅射设备的所述桃形轨道旋转且控制所述磁控管沿所述桃形轨道移动,以对所述靶材进行刻蚀;在所述磁控管从所述桃形轨道的尖端开始沿所述桃形轨道运行一周的一个周期内,所述磁控管沿所述桃形轨道依次作第一加速运动、第一匀速运动、第二加速运动、第一减速运动、第二匀速运动和第二减速运动。
13.根据权利要求12所述的磁控溅射方法,其特征在于,第一加速运动、第一匀速运动、第二加速运动、第一减速运动、第二匀速运动和第二减速运动的运动时间彼此相等。
14.根据权利要求12或13所述的磁控溅射方法,其特征在于,所述磁控管作第一加速运动和第二加速运动时的角加速度为6.28×10^-4rad/s²,且所述磁控管作第一减速运动和第二减速运动时的角加速度为-6.28×10^-4rad/s²。技术领域
本发明涉及半导体技术领域,尤其是涉及一种磁控源和具有该磁控源的磁控溅射设备。
背景技术
磁控溅射,又称为物理气相沉积,是集成电路制造过程中沉积金属层和相关材料广泛采用的方法。图8示出了一种典型的磁控溅射设备,其中腔室本体9’内部限定有高真空工艺腔,被溅射的靶材10’设置在腔室本体9’的顶部,上盖11’设置在靶材10’上面,隔离件11’和靶材10’中间充满了去离子水12’,承载晶片7’的静电卡盘8’设置在高真空工艺腔内,抽气腔6’与高真空工艺腔的下部连通。为了提高溅射效率,磁控管2’放置在靶材10’背面,且包括极性相反的磁铁3’和4’,受到轨道束缚在邻近磁铁3’和4’的腔室范围内产生磁场,对于自离子化等离子体(SIP)溅射而言,磁控管2’较小,是一种嵌套式结构,其内轨道由一个或多个磁铁被外轨道相反极性的磁铁包围而成。磁场束缚电子,限制电子的运动范围,并延长电子的运动轨迹,使电子最大幅度的离化原子形成离子,离子浓度大幅提高,在邻近磁控管2’的腔室内形成高密度等离子体区域。为了达到均匀溅射的目的,磁控管2’通过电机1’驱动沿靶材10’的中心扫过固定的轨迹。图9示出了现有技术中的磁控管的驱动机构,其中电机通过轴101’带动齿轮103’绕齿轮102’转动,齿轮103’驱动齿轮104’,齿轮104’带动磁控管105’和配重106’做自转运动,此外磁控管105’和配重106’绕着轴101’做公转运动,配重107’用于平衡整个驱动机构,防止由于力矩产生的不平衡,增加传动的稳定性。磁控管105’扫过靶材表面的运动轨迹如图10所示,刻蚀靶材曲线如图11所示,靶材利用率约为53%,且靶材的中心附近和外周缘附近的利用率均较低。综上所述,在上述现有技术中,驱动机构驱动磁控管扫描靶材不同位置的运动速度难以控制,并且靶材的利用率有待提高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种磁控源,利用该磁控源可以调节磁控管扫描靶材边缘及其中心的运动速度,从而提高靶材的利用率。本发明的另一目的在于提出一种具有上述磁控源的磁控溅射设备。本发明的再一目的在于提出一种利用上述磁控溅射设备进行的磁控溅射方法。为了实现上述目的,根据本发明第一方面的实施例的磁控源,包括:靶材;磁控管,所述磁控管位于所述靶材上方;和扫描机构,所述扫描机构与所述磁控管相连以控制所述磁控管在所述靶材上方移动。其中所述扫描机构包括:桃形轨道,所述磁控管可移动地设置在所述桃形轨道上;第一驱动轴,所述第一驱动轴的底端与所述桃形轨道的极坐标原点相连,所述第一驱动轴用于驱动所述桃形轨道绕所述第一驱动轴的轴线转动;第一驱动器,所述第一驱动器与所述第一驱动轴相连,所述第一驱动器用于以驱动所述第一驱动轴转动;和第二驱动器,所述第二驱动器用于通过传动组件驱动所述磁控管沿所述桃形轨道移动。根据本发明上述实施例的磁控源,一方面由第一驱动器通过第一驱动轴驱动桃形轨道绕第一驱动轴的轴线转动,也即在靶材的上方转动,并由第二驱动器通过传动组件驱动磁控管沿所述桃形轨道移动,而磁控管在靶材表面的运动轨迹是由桃形轨道的旋转以及其沿桃形轨道的移动叠加而成的,由此保证了磁控管运动轨迹可以覆盖整个靶材料。另一方面,通过第二驱动器可以与第一驱动器相独立地控制磁控管沿桃形轨道的运动速度,以此来调节磁控管在靶材边缘和靶材中心位置的扫描时间。因此,根据本发明上述实施例的磁控源,可以提高靶材的利用率并能达到较理想的靶材刻蚀效果,且具备高金属离化率。另外,根据本发明上述实施例的磁控源,还可以具有如下附加的技术特征:根据本发明的一个实施例,所述传动组件包括:第一传动齿轮,所述第一传动齿轮与所述第二驱动器相连并由所述第二驱动器驱动;空心轴和第二传动齿轮,所述空心轴可旋转地套设在所述第一驱动轴上,所述第二传动齿轮安装在所述空心轴上且与所述第一传动齿轮啮合;恒星齿轮,所述恒星齿轮安装在所述空心轴上;行星轴和行星齿轮,所述行星齿轮安装在所述行星轴上且与所述恒星齿轮啮合以驱动所述行星轴自转;可伸缩连杆,所述可伸缩连杆的一端与所述行星轴相连且所述可伸缩连杆的另一端与所述磁控管相连以驱动所述磁控管沿所述桃形轨道移动;和恒星架,所述恒星架的一端固定在所述第一驱动轴上且所述行星轴可旋转地安装在所述恒星架的另一端。根据本发明的一个实施例,所述可伸缩连杆包括:内杆,所述内杆的一端与所述行星轴相连;外杆,所述外杆的一端与所述磁控管相连且所述外杆的另一端通过可伸缩元件与所述内杆相连。根据本发明的一个实施例,所述内杆的另一端设有轴向孔,所述外杆的所述另一端插入到所述轴向孔内,所述可伸缩元件为设置在所述轴向孔内的弹簧以便所述外杆的所述另一端通过所述弹簧与所述内杆相连。根据本发明的一个实施例,所述第一驱动轴的轴线通过所述靶材的中心。根据本发明的一个实施例,当所述磁控管位于所述桃形轨道的尖端处时,所述磁控管的外沿与所述靶材的外周缘在水平面上的投影重合。根据本发明的一个实施例,所述桃形轨道关于X轴对称且所述桃形轨道的位于X轴上侧的部分由下面的方程定义:r=a×θ+b其中,r为所述桃形轨道上的点到所述桃形轨道的极坐标原点的距离,θ为所述桃形轨道上的点与所述极坐标原点之间的连线与X轴正向之间的夹角且0≤θ≤π,a和b均为大于零的常数。根据本发明的一个实施例,所述第一驱动器和第二驱动器分别为电机。根据本发明第二方面的实施例的磁控溅射设备,包括:腔室本体,所述腔室本体内限定有腔室;和磁控源,所述磁控源为根据本发明第一方面的实施例所述的磁控源,其中所述磁控源的靶材设置在所述腔室本体的上端且所述靶材的下表面暴露到所述腔室内。根据本发明第三方面的实施例的利用本发明第二方面实施例的磁控溅射设备进行的磁控溅射方法,包括:控制所述磁控溅射设备的所述桃形轨道旋转且控制所述磁控管沿所述桃形轨道旋转,以对所述靶材进行刻蚀。根据本发明的一个实施例,在所述磁控管从所述桃形轨道的尖端开始沿所述桃形轨道运行一周的一个周期内,在上半周期内所述磁控管沿所述桃形轨道作加速运动,且在下半周期内所述磁控管沿所述桃形轨道作减速运动。根据本发明的一个实施例,所述磁控管作加速运动时的角加速度为6.28×10^-4rad/s²,且所述磁控管作减速运动时的角加速度为-6.28×10^-4xa0rad/s²。根据本发明的一个实施例,在所述磁控管从所述桃形轨道的尖端开始沿所述桃形轨道运行一周的一个周期内,所述磁控管沿所述桃形轨道依次作第一加速运动、第一匀速运动、第二加速运动、第一减速运动、第二匀速运动和第二减速运动。根据本发明的一个实施例,第一加速运动、第一匀速运动、第二加速运动、第一减速运动、第二匀速运动和第二减速运动的运动时间彼此相等。根据本发明的一个实施例,所述磁控管作第一加速运动和第二加速运动时的角加速度为6.28×10^-4rad/s²,且所述磁控管作第一减速运动和第二减速运动时的角加速度为-6.28×10^-4rad/s²。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:图1是根据本发明一个实施例的磁控源的示意图;图2是图1中沿A-A的剖视示意图;图3是根据本发明一个实施例的桃形轨道的极坐标示意图;图4是利用根据本发明一个实施例的磁控溅射方法中磁控管在桃形轨道上运动的角加速度与时间关系;图5是基于图4所示关系控制磁控管对靶材进行刻蚀的仿真靶材刻蚀曲线;图6是利用根据本发明另一实施例的磁控溅射方法中磁控管在桃形轨道上运动的角加速度与时间关系;图7是基于图6所示关系控制磁控管对靶材进行刻蚀的仿真靶材刻蚀曲线;图8是现有磁控溅射设备的示意图;图9是现有驱动机构的示意图;图10是利用图9所述扫描机构控制磁控管运动的运动轨迹;和图11是现有技术的靶材刻蚀曲线图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。下面参考附图1和附图2描述根据本发明实施例的磁控源。如图所示,根据本发明实施例的磁控源,包括靶材(未图示)、磁控管12和扫描机构。具体地,磁控管12位于所述靶材上方。所述扫描机构与磁控管12相连以控制磁控管12在所述靶材上方移动。其中,所述扫描机构包括桃形轨道14、第一驱动轴3、第一驱动器1和第二驱动器2。具体地,磁控管12可移动地设置在桃形轨道14上。第一驱动轴3的底端与桃形轨道14的极坐标原点(图2中的原点O)相连,第一驱动轴3的底端用于驱动桃形轨道14绕第一驱动轴3的轴线转动。第一驱动器1与第一驱动轴3相连,第一驱动器1用于驱动第一驱动轴3转动。第二驱动器2用于通过传动组件驱动磁控管12沿桃形轨道14移动。可选地,第一驱动器1和第二驱动器2分别为电机。根据本发明上述实施例的磁控源,一方面由第一驱动器1通过第一驱动轴3驱动桃形轨道14绕第一驱动轴3的轴线转动,也即在靶材的上方转动,并由第二驱动器2通过传动组件驱动磁控管12沿桃形轨道14移动。而磁控管12在靶材表面的运动轨迹是由桃形轨道14的旋转以及磁控管12沿桃形轨道14的移动叠加而成的,由此使磁控管12运动轨迹可以覆盖靶材表面。另一方面,分别通过第一驱动器1和第二驱动器2相互独立地控制桃形轨道14绕第一驱动轴3的轴线转动的速度和磁控管12沿桃形轨道14的运动速度,由此可以根据需要通过调节第二驱动器2来调节磁控管12在靶材边缘和靶材中心位置的扫描时间。因此,根据本发明上述实施例的磁控源,可以提高靶材的利用率并能达到较理想的靶材刻蚀效果,且具备高金属离化率。根据本发明的一个示例,所述传动组件包括第一传动齿轮4、空心轴5和第二传动齿轮6、恒星齿轮7、行星轴16和行星齿轮8、可伸缩连杆和恒星架15。具体地,第一传动齿轮4与第二驱动器2相连并由第二驱动器2驱动。空心轴5可旋转地套设在第一驱动轴3上,第二传动齿轮6安装在空心轴5上且与第一传动齿轮4啮合。恒星齿轮7安装在空心轴5上。行星齿轮8安装在行星轴16上且与恒星齿轮7啮合以驱动行星轴16自转。可伸缩连杆的一端与行星轴16相连且可伸缩连杆的另一端与磁控管12相连以驱动磁控管12沿桃形轨道14移动。恒星架15的一端固定在第一驱动轴3上且行星轴16可旋转地安装在恒星架15的另一端。磁控管12与可伸缩连杆的连接方式没有特殊的限定,例如,如图1所示,可以通过安装轴11将磁控管12连接至可伸缩连杆的端部。下面参考图1和图2描述根据本发明上述实施例的磁控源进行扫描的工作过程。首先,描述桃形轨道14的运动过程。如图所示,由第一驱动器1驱动第一驱动轴3旋转,进而带动安装在第一驱动轴3的底端的桃形轨道14绕着第一驱动轴3的轴线(同时也是桃形轨道14的极坐标原点)旋转,由此使桃形轨道14的运动轨迹覆盖靶材表面。接着,描述磁控管12的运动过程。如图所示,首先由第二驱动器2驱动第一传动齿轮4转动,进而带动与第一传动齿轮4相啮合的第二传动齿轮6转动,从而带动设在第二传动齿轮6内的空心轴5转动。而空心轴5的转动进一步带动安装在其上的恒星齿轮7以相同的角速度转动,并由此带动与恒星齿轮7啮合的行星齿轮8自转,也即带动安装在行星齿轮8内的行星轴16自转,并进而通过与行星轴16相连的可伸缩连杆而带动磁控管12运动,而由于磁控管12可移动地设置在桃形轨道14上其运动受到桃形轨道14的约束从而使磁控管12沿着桃形轨道移动。综上可知,可以通过第二驱动器2驱动磁控管12沿着桃形轨道14移动。另一方面,由于行星轴16还通过恒星架15与第一驱动轴3相连,因此第一驱动器1在驱动桃形轨道绕着第一驱动轴3的轴线转动的同时还通过恒星架15限定行星轴16以相同的角速度绕着第一驱动轴3的轴线转动,并进而由行星轴16通过可伸缩连杆带动磁控管12绕着第一驱动轴3的轴线转动。综上,磁控管12一方面在第二驱动器2的驱动下沿桃形轨道14移动另一方面在第一驱动器1的驱动下绕着第一驱动轴3公转,由此实现其对整个靶材表面的扫描。因此,根据本发明上述实施例的磁控源,能够实现由第二驱动器2驱动磁控管12沿桃形轨道14移动且由第一驱动器1驱动磁控管12绕第一驱动轴3的轴线公转,并且具有该传动组件的磁控源结构稳定、传动平稳、操作简单,增加了实用性。根据本发明的一个示例,可伸缩连杆包括内杆9和外杆10。具体地,内杆9的一端与行星轴16相连。外杆10的一端与磁控管12相连且外杆10的另一端通过可伸缩元件13与内杆9相连。可选地,如图2所示,内杆9的另一端设有轴向孔,外杆10的所述另一端插入到所述轴向孔内,可伸缩元件13为设置在所述轴向孔内的弹簧以便外杆10的所述另一端通过所述弹簧与内杆9相连。由此,在磁控管12沿桃形轨道14移动过程中,对应于行星轴16距离桃形轨道14的距离的发生变化的情形可伸缩连杆的长短可以连续变化以保证磁控管12沿桃形轨道移动。根据本发明的一个示例,第一驱动轴3的轴线通过所述靶材的中心。可选地,当磁控管12位于桃形轨道14的尖端处时磁控管12的最外沿(即,距离第一驱动轴3最远的边沿)与所述靶材的外周缘在水平面上的投影重合。由此,可以保证磁控管12的运动轨迹覆盖整个靶材,也即磁控管12可以扫描靶材的整个表面。优选地,如图3所示,桃形轨道14关于X轴对称且桃形轨道14的位于X轴上侧的部分由下面的方程定义:r=a×θ+b其中,r为所述桃形轨道上的点到所述桃形轨道的极坐标原点的距离,θ为所述桃形轨道上的点与所述极坐标原点之间的连线与X轴正向之间的夹角且0≤θ≤π,a和b均为大于零的常数且aπ+b等于所述靶材的半径。需要说明的是,所谓X轴就是桃形轨道的对称轴,其是为了便于说明桃形轨道的方程而给出的,因此不能理解为对桃形轨道的运动形成本身具有任何意义上的限制。关于a和b的大小没有特殊的限制,只要满足a和b均为大于零的常数且aπ+b等于所述靶材的半径即可。其中,b表示极坐标原点距离桃形轨道凹端B处的距离,只要b大于零即可保证磁控管12的运动轨迹覆盖整个靶材表面。下面描述根据本发明实施例的磁控溅射设备。根据本发明一个实施例的磁控溅射设备,包括腔室本体和磁控源。其中,腔室本体内限定有腔室。磁控源为根据本发明上述任一实施例的磁控源,其中磁控源的靶材设置在腔室本体之中,且靶材的下表面暴露到腔室内。通过本发明实施例的磁控溅射设备,一方面通过桃形轨道的旋转保证磁控管的运动轨迹可以覆盖整个靶材表面,另一方面可以根据需要通过调节第二驱动器2来调节磁控管12在靶材边缘和靶材中心位置的扫描时间,因此本发明实施例的磁控溅射设备可以提高靶材的利用率并能达到较理想的靶材刻蚀效果,且具备高金属离化率。下面参考图4~图7描述根据本发明实施例的磁控溅射方法及其效果。根据本发明实施例的磁控溅射方法,包括控制磁控溅射设备的桃形轨道14旋转且控制磁控管12沿桃形轨道14移动,以对所述靶材进行刻蚀。通过控制磁控溅射设备的桃形轨道14旋转可以保证磁控管12的运动轨迹覆盖整个靶材表面,通过控制磁控管12沿桃形轨道14移动的速度可以提高靶材的中心以及边缘附近的利用率进而提高整个靶材的利用率并能达到较理想的靶材刻蚀效果,且具备高金属离化率。在本发明的一个实施例中,在磁控管12从桃形轨道14的尖端A开始沿桃形轨道14运行一周的一个周期内,在上半周期内磁控管12沿桃形轨道14作第一加速运动,在下半周期内磁控管12沿桃形轨道14作第一减速运动。在本发明的一个优选实施例中,如图4所示,磁控管12从位于桃形轨道14的尖端A的初始位置以初始速度0m/s开始,在上半个周期内(即0~T/2内)磁控管沿轨道做角加速度为6.28×10^-4rad/s²的加速运动,在下半个周期内(即从T/2~T内)磁控管沿轨道做角加速度为-6.28×10^-4rad/s²减速运动。从而使得磁控管12在靶材边缘处运动较慢,在靶材中心处运动较快。以下面具体的靶材和桃形轨道14为例,其中所使用的靶材半径为9.68英寸,所使用的磁控管12的中心至最外沿的尺寸为2.34英寸,所使用的桃形轨道14的方程为r=1.97θ+1.15(单位为英寸)。即,桃形轨道14的极坐标原点至桃形轨道14的凹端B处的距离为1.15英寸,而桃形轨道14的极坐标原点距离尖端A的距离r(此时θ取最大值π)为7.34英寸,当磁控管12位于桃形轨道14的尖端处时磁控管12的最外沿与靶材的外周缘在水平面上的投影重合,也即随着桃形轨道14的转动磁控管12可以覆盖整个靶材表面,仿真得到的靶材蚀刻曲线如图5所示。由图5可知靶材边缘附近刻蚀较深,且中心区域也有一定程度(约为40%左右)刻蚀。由面积计算可知,靶材的利用率为62%。在本发明的另一个优选实施例中,在磁控管12从桃形轨道14的尖端开始沿所述桃形轨道运行一周的一个周期内,所述磁控管沿所述桃形轨道依次作第一加速运动、第一匀速运动、第二加速运动、第一减速运动、第二匀速运动和第二减速运动。优选地,第一加速运动、第一匀速运动、第二加速运动、第一减速运动、第二匀速运动和第二减速运动的运动时间彼此相等。在本发明的一个优选实施例中,如图6所示,磁控管12从位于桃形轨道14的尖端A的初始位置以初始速度0m/s开始,在第一个六分之一周期内(即0~T/6内)做第一加速运动,在第二个六分之一周期内(即T/6~T/3内)做第一匀速运动,在第三个六分之一周期内(即T/3~T/2内)做第二加速运动,在第四个六分之一周期内(即T/2~2T/3内)做第一减速运动,在第五个六分之一周期内(即2T/3~5T/6内)做第二匀速运动,在第六个六分之一周期内(即5T/6~T内)做第二减速运动。且第一加速运动和第二加速运动时的角加速度为6.28×10^-4rad/s²,且第一减速运动和第二减速运动时的角加速度为-6.28×10^-4xa0rad/s²。该运动方式也可以使得磁控管12在靶材边缘处运动较慢,在靶材中心处运动较快。同样地,以下面具体的靶材和桃形轨道14为例,其中所使用的靶材半径为9.68英寸,所使用的磁控管12的中心至外端的尺寸为2.34英寸,且所使用的桃形轨道14的方程为r=1.97θ+1.15(单位为英寸),仿真得到的靶材蚀刻曲线如图7所示。由图7可知,相比于上述实施例而言靶材中心区域的腐蚀程度进一步提高,即从大约40%提高至高于50%。同样地,边缘区域刻蚀最多,达到了刻蚀的理想效果,且靶材的利用率进一步提高到了67%。需要说明的是,上述实施例中的靶材半径、磁控管尺寸以及桃形轨道14的轨道方程只是示例性的,可以根据具体需要而设计。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。