本文采用圆形靶磁控溅射沉积镀铜,研究了励磁电流对磁控靶刻蚀轨迹以及励磁电流与靶基距对镀层分布均匀性的影响,并以此为依据设计了程控励磁电源,利用计算机控制线圈中的溅射电流波形,目的是在保证镀膜精度的前提下,提高靶材的利用率。利用X射线衍射仪分析了磁控溅射沉积层的结构;用扫描电子显微镜分析了沉积层的形貌,利用Nano Indenter XP型纳米压痕仪测量膜层厚度;通过轮廓仪进行靶面刻蚀轨迹横截面轮廓形貌的测量。励磁电源的控制采用VC++进行编程。研究结果表明:刻蚀轨迹截面深度随溅射时间和励磁电流增加而表现为线性增加;刻蚀轨迹截面宽度可视为一个由磁场结构决定的常数,而与溅射时间和励磁电流无关;刻蚀轨迹中心位置随励磁电流的增加而变小。由以上结论拟合得到刻蚀轨迹截面形貌表达式,发现符合高斯函数形式;设计了三种非稳恒励磁电流形式,并分别模拟考察了三种励磁电流下靶材的利用率,结果显示,采用所设计的非稳恒励磁电流可以提高靶材的利用率。根据以上结果,设计励磁电流的控制电源电路,采用D/A卡用计算机直接控制,并用V沟道场效应晶体管进行放大。在D/A转换信号输出之后,通过数字电位器刻度标定,直接进行信号放大,通入励磁线圈中。控制程序中通过定义初始值、步进值、时间间隔和工艺时间4个参数,实现励磁电流波形控制。