中频交流反应磁控溅射是一种利用中频交流电溅射绝缘靶材的真空镀膜技术。相比于传统的磁控溅射,中频交流反应磁控溅射解决了阳极消失和靶中毒等对成膜不利的因素。阴极磁控靶作为磁控溅射技术的核心部件,是磁控溅射镀膜系统的关键所在。然而,磁控平面靶刻蚀不均匀、靶材利用率低是磁控溅射技术的“通病”。本文从中频孪生平面靶的辉光放电机理出发,采用“模拟+实验”的研究方法,通过孪生靶表面磁场分布模拟和靶材刻蚀实验分析磁场对孪生靶刻蚀作用机理。很多研究表明,磁控溅射水平磁场可以约束其附近的二次电子运动,延长电子在等离子体中的运动路径,增加气体电离程度,从而增加靶材被溅射的面积和效率,提高靶材利用率。因此对水平磁场强度提出范围要求（30mT-80 mT）。但对平面靶垂直磁场的研究相对匮乏。在本实验中自主独立设计一台中频磁控溅射镀膜实验设备,对中频孪生靶结构进行创新性设计,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。利用COMSOL软件对靶材表面的磁场分布进行了仿真,通过高斯计对靶材表面的磁场分布进行了测量验证模拟结果,利用实验设备进行靶材刻蚀实验,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。研究发现:圆柱磁铁的运动控制靶面弯道处（距离靶材边缘15mm-25mm）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。