直流磁控溅射是一种工业常用的镀膜方法,为了提高其靶材利用,旋转磁控管被引入溅射系统。随着近些年集成电路的发展,基片上的高深宽比结构逐渐增多,而旋转直流磁控溅射系统对高深宽比结构的镀膜效果并不理想,存在沉积速率低、均匀性差等问题。经前人研究,其原因在于部分靶材离子射向基片时的准直性较差。本文针对具有旋转磁控管的直流磁控溅射,对其腔室内部轴向磁场的分布进行研究,旨在通过轴向磁场的加入引导靶材离子垂直入射向基片从而提高镀膜质量。本文首先分析了圆环通电线圈产生的轴向磁场分布特性:在与线圈所在平面相平行的平面上,线圈所在位置对应处产生的磁场强度为零;在沿径向向中心靠近过程中,轴向磁场强度先迅速升高然后平缓下降,直至达到极大值的四分之一左右。以单个圆环线圈产生的轴向磁场分析为基础,向传统磁控溅射系统中引入一系列电磁线圈作为辅助磁极,通过MATLAB仿真其不同通电状态下产生的轴向磁场形貌,并以椭圆形磁控管为例给出了辅助磁极的相关参数设置。由仿真结果可以看出,磁控管所在位置对应区域内的轴向磁场强度有显著提高。本文提出的方法适用于具有偏心旋转磁控管的磁控溅射系统腔室,能够对磁控管的任意轮廓形状进行静态匹配,同时提出了下一步对磁控管的运动规律进行动态匹配的可能性。