沉积系统技术方案

披露了一种沉积系统，该沉积系统包括用于沉积工艺的处理室；处理室内的阴极，其构形成在靶附近引入溅射气体和反应气体；基底保持器，其与处理室内的阴极相对地布置，构形成固定基底以接收来自靶的沉积；和控制系统，其构形成在沉积工艺过程中监视靶电压并控制反应气体的流量以将靶电压维持在所需范围内。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Depositional system

Disclosed is a deposition system, the deposition system includes a processing chamber for deposition process; the cathode chamber and configured into the sputtering gas and reactive gas in the target area; a substrate holder, and the processing chamber is arranged opposite to the cathode, forming a fixed substrate to receive deposits from the target and control system; the structure, monitor the formation of target voltage in deposition process and control the reaction gas flow rate to maintain the desired target voltage range.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术的一个或多个实施例总的涉及将薄膜沉积到基底上的工艺，更具体地涉及改进的沉积系统、方法和装置。
技术介绍
在许多
中，都在大量装置和更多部件的制造、精制和精加工中采用了薄膜工艺。例子来自于电子和电气设备、集成电路、微机械设备、物理、化学和生物传感器、光学部件、机械部件的领域和更多的应用领域。在许多这些和其他例子中，膜的沉积，例如厚度典型地为1μm或更少的薄膜通过沉积技术沉积，例如物理气相沉积工艺(PVD)。一种重要的物理气相沉积工艺是溅射沉积技术，其有时也被称为溅射法。在溅射法中，高能粒子击中靶和物理地使原子移位。这些溅射原子迁移通过真空，并最终沉积在基底例如晶片上。在反应溅射中，通过在靶材料和被引入真空室内的气体之间的化学反应形成膜，其被沉积在晶片上。通常利用反应溅射法制造氧化物膜和氮化物膜。然而，一些反应沉积工艺具有窄的工艺窗口，其导致晶片均匀性差和可重复性问题(例如，对于例如用于微测辐射热计的制造的钒氧化物薄膜的沉积)。因此，需要提高晶片均匀性和可重复性的改进的沉积方法、系统和设备。
技术实现思路
本技术提供了根据一个或多个实施例的各种有利的沉积系统、装置和方法。例如，根据一个实施例，沉积系统包括用于沉积工艺的处理室；处理室内的阴极，其构形成在靶附近引入溅射气体和反应气体；基底保持器，其与处理室内的阴极相对地布置，构形成固定基底以接收来自靶的沉积；和控制系统，其构形成在沉积工艺过程中监视靶电压并控制反应气体的流量以将靶电压维持在所需范围内。在一个或多个实施例中，基底保持器和/或基底处于与阴极不同的电位。其中，所述阴极构形成在所述沉积工艺过程中保持所述靶。其中，所述控制系统提供闭环反馈控制。其中，所述控制系统控制所述处理室中的所述反应气体的分压。其中，沉积系统还包括板，其构形成调节所述靶和所述基底之间的距离。其中，所述靶包括钒，所述溅射气体包括氩，且所述反应气体包括氧，其中所述阴极包括磁体，和其中所述控制系统向所述阴极施加直流脉冲电压。其中，所述基底包括用于测辐射热计的红外传感器。其中，所述基底保持器与所述处理室和所述基底保持器的周围屏蔽件电绝缘。其中，所述基底保持器处于与所述阴极不同的电位，并且其中所述系统在所述沉积工艺中将所述基底的温度维持在小于150摄氏度。其中，所述阴极包括接收溅射气体和反应气体的气体入口；和气体通道，其与气体入口操作地相关联以使溅射气体和反应气体分布在用于沉积工艺的靶的两个或更多侧表面(并且/或者沿着外边缘)和一中心表面处。其中，所述气体入口包括中心气体入口和侧气体入口，并且其中所述阴极包括用于沉积工艺的溅射枪。其中，所述气体通道包括中心气体通道和侧气体通道。其中，所述阴极还包括在沉积工艺过程中固定靶的夹具和产生磁场的磁体。其中，所述阴极还包括朝着所述靶改变气体方向的导流罩。其中，所述溅射气体包括氩，且所述反应气体包括氧。其中，所述靶包括钒和/或掺杂过渡金属的钒氧化物。其中，所述阴极还包括磁体，并且其中所述阴极构形成响应于接收直流脉冲电压在所述靶处产生等离子体。其中，所述溅射气体和所述反应气体作为混合物被引入到所述靶。其中，至少一个气体入口还包括用于控制反应气体的流量的阀和/或控制器。其中，沉积工艺的产物包括钒氧化物。其中，所述产物包括钒氧化物(VOx)，其中x在1至3的范围内；钒氧化物(V2O(5-y))，其中y在0至3的范围内；和/或掺杂钨的钒氧化物(WxV(2-x)O(5-y))，其中x在0至1的范围内并且y在0至3的范围内。根据本技术的又一个实施例，一种方法包括经由处理室内的阴极在靶附近引入溅射气体和反应气体，其中阴极极为接近靶；在靶处产生等离子体；激活靶，使得从靶发射粒子；从靶粒子与反应气体的反应形成产物；和使产物沉积在基底上。本技术的范围由权利要求限定，其被并入本部分中作为参考。本技术实施例的更完全的理解以及其额外优点的实现将通过考虑下面对一个或多个实施例的详细描述而被提供给本领域技术人员。将会参考附图，其将首先被简要描述。附图说明图1表示根据本技术实施例的系统的框图。图2表示根据本技术实施例的构形成调节靶和基底之间的距离的两个板。图3表示流程图，其示出了根据本技术实施例的将膜沉积在基底上的方法。图4表示根据本技术实施例的装置的横截面图。图5表示根据本技术实施例的装置的顶视图。图6表示根据本技术实施例的用于捕获图像的系统的框图。通过参考下面的详细说明会最好地理解本技术的实施例及其优点，应该懂得，同样的附图标记用来表示在一个或多个图中所示的同样的元件。具体实施方式图1是根据本技术的系统100的一实施例的框图。系统100包括处理室105、阴极110、靶115、基底120、基底保持器125、泵130、溅射气体流量控制器135、反应气体流量控制器140、联合气体入口145和控制系统150。处理室105包围靶115和基底120。靶115可以是适合用于溅射工艺中的任何金属。在一个实施例中，靶115包括过渡金属，如钒(V)、镍(Ni)、钨(W)、锰(Mn)、钛(Ti)、铬(Cr)、钼(Mo)、铌(Nb)和/或锆(Zr)。在一示例性实施例中，靶115包括钒(V)。在其他例子和实施例中，靶115包括成膜材料，如铝(Al)、铜(Cu)或硅(Si)。基底120可以是由绝缘的、半导体的、金属的或导电的材料制成的单晶或多晶的基底，其形状可以是圆形的或椭圆形的、矩形的、方形的或多边形的或任何其他所需形状的。圆形基底通常被称为晶片。基底的厚度可以在几微米至几毫米(例如，大约4mm)之间改变。处理室105中的空气基本上被泵130排空以将处理室105的内部保持在所需的气氛中。在一个实施例中，处理室105是真空室。泵130可以是任何合适的泵，如真空泵，例如，涡轮泵，机械泵，和/或低温泵。通过将气体从处理室105抽出，泵130控制反应气体和溅射气体的分压，因此可以影响膜的均匀性。基于用于特定的所需应用的泵，处理室105中的每一种气体的分压可以改变。溅射气体，如氩气，例如通过溅射气体入口供应到处理室105。溅射气体供应系统机械地耦联到溅射气体入口以给系统100供应溅射气体。反应气体，如氧气，也通过反应气体入口供应到处理室105。溅射气体和反应气体入口可以进一步包括控制和/或调节气体流量的部件。因此，气体入口可以包括可切换阀，可控制阀，和/或流量控制器。如图所示，溅射气体的流量由溅射气体流量控制器135控制，反应气体的流量由反应气体流量控制器140控制。这两种气体被供应到联合入口145以在靶115附近释放(例如，经由阴极110)。在不同的实施例中，两种气体被供应到各自的入口以释放到处理室105中(例如，经由阴极110)。阴极110接收气体(例如，气体混合物)并使气体混合物的等离子体155分布在靶115附近。下面进一步提供阴极110的一个实施例的细节。在一个实施例中，等离子体155分布为极其接近靶115的两个或更多侧表面和一中心表面。阴极110可以任选地包括磁体，其取向成在处理室105内产生磁场(直流磁控构形)。磁场用于在所需区域中，即在靶115前面，捕捉电子，从而产生高密度等离子体的区域。这种设置的最终结果是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沉积系统，其特征在于，包括:用于沉积工艺的处理室；所述处理室内的阴极，其构形成在靶附近引入溅射气体和反应气体；基底保持器，其与所述处理室内的所述阴极相对地布置，构形成固定基底以接收来自所述靶的沉积；和控制系统，其构形成在所述沉积工艺过程中监视靶电压并控制所述反应气体的流量以将所述靶电压维持在所需范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.27 US 61/746,4951.一种沉积系统，其特征在于，包括:用于沉积工艺的处理室；所述处理室内的阴极，其构形成在靶附近引入溅射气体和反应气体；基底保持器，其与所述处理室内的所述阴极相对地布置，构形成固定基底以接收来自所述靶的沉积；和控制系统，其构形成在所述沉积工艺过程中监视靶电压并控制所述反应气体的流量以将所述靶电压维持在所需范围内。2.根据权利要求1所述的沉积系统，其特征在于，所述阴极构形成在所述沉积工艺过程中保持所述靶。3.根据权利要求1所述的沉积系统，其特征在于，所述控制系统提供闭环反馈控制。4.根据权利要求1所述的沉积系统，其特征在于，所述控制系统控制所述处理室中的所述反应气体的分压。5.根据权利要求1所述的沉积系统，其特征在于，还包括板，其构形成调节所述靶和所述基底之间的距离。6.根据权利要求1所述的沉积系统，其特征在于，所述靶包括钒，所述溅射气体包括氩，且所述反应气体包括氧，其中所述阴极包括磁体，和其中所述控制系统向所述阴极施加直流脉冲电压。7.根据权利要求6所述的沉积系统，其特征在于，所述基底包括用于测辐射热计的红外传感器。8.根据权利要求1所述的沉积系统，其特征在于，所述基底保持器与所述处理室和所述基底保持器的周围屏蔽件电绝缘。9.根据权利要求1所述的沉积系统，其特征在于，所述基底保持器处于与所述阴极不同的电位，并且其中所述沉积系统在所述沉积工艺中将所述基底的温度维持在小于1...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·马克斯，R·E·玻恩弗洛恩德，Y·佩特雷蒂斯，J·黛尔，
申请(专利权)人：菲力尔系统公司，
类型：新型
国别省市：美国;US