ICS 77. 120. 99 YS H 21 中华人民共和国有色金属行业标准 YS/T 1124—2016 磁性溅射靶材透磁率测试方法 Testing method on pass through flux of magnetic sputtering target 2017-01-01实施 2016-07-11发布 中华人民共和国工业和信息化部 发布 YS/T1124—2016 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243)提出并归口。 本标准起草单位：有研亿金新材料有限公司、有色金属技术经济研究院。 本标准主要起草人：罗俊锋、万小勇、向磊、丁照崇、李勇军、何金江、徐国进、夏乾坤、刘晓、王越。 YS/T1124—2016 磁性溅射靶材透磁率测试方法 1范围 本标准规定了磁控溅射用磁性靶材透磁率的术语和定义、检测设备、检验过程及结果计算等内容。 本标准适用于溅射薄膜用各类磁性靶材透磁率的检验。 2术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 2.1 透磁率passthroughflux PTF 直流磁场从磁性靶材一面透过另一面的比率，也称磁透率。 2.2 源磁场sourcefield 使用霍尔探头高斯计测量的贴近载物台上表面的磁场，为直流磁场，单位为Gs。 2.3 参考磁场referencefield 载物台预置靶材的上表面位置的磁场，其强度取决于霍尔探头到源磁体的距离。 2.4 浏量磁场 measuringfield 溅射靶材置于载物台后靶材的上表面位置的磁场。 3检测设备 透磁率检测设备主要包括源磁体、载物台、高斯计和霍尔探头等，设备放置在无铁磁性材料或外部 强磁场干扰的环境中。示意图如图1所示。 3.1源磁体 源磁体为马蹄形永磁铁，固定到载物台的下方，并保持稳定。源磁体两极平行于载物台表面。调整 源磁体距离载物台的位置，使霍尔探头高斯计测得的源磁场强度为825Gs士50Gs。 3.2高斯计 高斯计是透磁率(PTF)检测的核心设备，附带有横向场霍尔探头。高斯计直流磁场测量范围为0～ 3500Gs，精确度为士2%。霍尔探头在源磁体两极正中位置，如图1a所示。霍尔探头位于样品上方， 仅能通过调节支架上下移动并与磁铁在水平位置相对固定。 3.3载物台 载物台作为靶材的承载平台存在于透磁率检测设备中，位于源磁体与霍尔探头之间，载物台装配有 1 YS/T1124—2016 夹具，用于固定待检测的靶材。载物台能通过导轨在水平面上移动，用以选择靶材不同半径位置进行测 量。采用电机驱动载物台旋转，用以选择靶材不同角度位置测量。 a）俯视图 b）正视图 c）侧视图 说明： 一基板； 2 一源磁体； 3- 载物台； 一靶材； 一霍尔探头； 6- 一探头支架； 一步进电机； 8——导轨。 图1透磁率检测设备示意图 检验过程 4.1 仪器校准 4.1.1启动高斯计开关，预热3min以上，以降低热漂移效应，按操作说明书进行归零及霍尔探头校准。 4.1.2移动霍尔探头使底端贴近载物台表面位置，确认源磁场强度为825Gs士50Gs。 4.2样品准备 4.2.1测试前，靶材应避免剩磁存在。在远离各种磁场情况，采用手持高斯计对待测样品表面磁场进 行测量，若靶材表面磁场强度小于2Gs，即满足测试要求；否则需用交流退磁机对靶材进行退磁。 4.2.2测量样品尺寸，靶材尺寸须完全覆盖磁铁两极。上下调整霍尔探头至设定高度，使霍尔探头底 端与被测靶材上表面之间的间隙为1.0mm士0.5mm，调整完成后固定霍尔探头。然后，移开靶材，记 录此时高斯计读数，此读数即为参考磁场强度。 YS/T1124—2016 4.3透磁率检验 4.3.1将样品轻置于载物台上，保证靶材与载物台同心，然后通过夹具将靶材固定，霍尔探头与靶材边 缘距离应≥25mm，以降低磁场边缘效应。 4.3.2在平台上逆时针旋转靶材2圈以上。对比旋转前后，起始位置处磁场强度偏差值要小于2Gs， 则表明靶材已完成磁化，否则要进行重复旋转。 4.3.3移动霍尔探头到靶材中心上方的设定位置（4.2.2中的设定高度），锁定探头位置确保探头距离 靶材表面的高度与初始设定无变化。 4.3.4记录在起始位置时的高斯计读数。旋转靶材一圈，记录读数n（n>5）次，每次读数所对应旋转角 度需均匀分配，此时读数即为测量磁场强度。 4.3.5如果需要检测其他位置（如半径R处）透磁率，则平移载物台，使霍尔探头置于样品半径R圆周 处，然后按4.3.14.3.5操作进行即可。 4.3.6每批靶材前2块靶材，按照4.3.1~4.3.4重复进行测试，两次测试误差应小于5%，如果无法达 到所需精度，重复步骤4.3.1。 5结果计算 5.1每个测试点的透磁率(PTF)按式(1)计算： PTF,= .(1) H。 式中： -第i个测试点测量磁场强度值，单位为高斯（Gs）； H。—参考磁场强度值，单位为高斯(Gs)； PTF：-第i个测试点的透磁率。 5.2从测得的n个读数中选取透磁率的最大值PTFmax和最小值PTFmin，透磁率极差按式（2)计算： PTF=PTFmxPTFmin ..(2) 式中： PTFmx 透磁率的最大值； PTFmin透磁率的最小值； PTFR-透磁率极差。 5.3将n个透磁率值计算平均值得到靶材的平均透磁率PTF，，按式（3)计算： PTF, = ·(3) n 式中： 测量的n个测试点； n PTF. 平均透磁率。