军事、医学和航空航天等诸多领域对光学薄膜的需求与日俱增,而光学薄膜大多为氧化膜,中频磁控技术是制备氧化物光学薄膜的主要方法。中频溅射阴极作为核心部件,其刻蚀状态对膜层质量具有至关重要的作用。靶材的刻蚀与很多因素有关,包括真空室气体压力、温度及靶功率等。研究表明,磁场是控制靶材刻蚀的关键因素,直接关系到靶材利用率和沉积薄膜的特性。本文利用可移动式磁铁结构研究磁场对中频溅射阴极的影响机制。首先对靶材表面的磁场分布进行了仿真,然后利用高斯计对靶材表面的磁场分布进行了测量,最后对靶材的刻蚀剖面进行了表征,与仿真结果进行了比较研究。在本实验中,特别设计了可移动圆柱形磁铁结构,通过改变其位置控制弯道的刻蚀行为。研究发现:圆柱磁铁的运动控制靶面弯道处(距离靶材边缘15 mm-25 mm)的磁场,靶材表面其他位置的磁场基本不发生变化。进一步研究发现:在垂直磁场分量为零的地方,靶材刻蚀最深,该位置等离子体密度最大。此外,对靶材表面水平磁场进行分析,结合刻蚀形貌,发现水平磁场影响靶材刻蚀跑道的深度和宽度,水平磁场越大,刻蚀越剧烈,刻蚀宽度相应减小。垂直磁场和水平磁场均对靶材刻蚀有一定作用,本文提出靶材刻蚀角(空间磁场与靶面的夹角)作为衡量刻蚀情况的预测性指标。由于刻蚀弯道处磁场受圆柱磁铁的影响,因此通过仿真可以预测靶材的刻蚀位置。本文的研究结果可为阴极结构设计和提高靶材利用率的镀膜工艺开发提供参考。