一种溅射系统技术方案

本发明专利技术提供一种溅射系统，包括腔室、溅射源和基座，等离子体产生于所述腔室内，所述基座用于承载基片，包括至少一对所述溅射源，每对所述溅射源相对设置，所述基座设于所述腔室内且位于等离子体区域之外。该溅射系统溅射速率高，对薄膜的损伤小，以及可以实现低温溅射。

【技术实现步骤摘要】
一种溅射系统
本专利技术属于半导体加工领域，涉及一种溅射系统。
技术介绍
薄膜沉积技术是泛半导体
广泛采用的一项技术，如绝缘层和金属化导电层即是通过薄膜沉积技术获得。物理气相沉积装置是实现薄膜沉积技术的常用设备，其通过蒸发、离子束、溅射等手段获得薄膜。其中，溅射法沉积速率快，而且获得的薄膜致密性好、纯度高等特点，被业内普遍采用。图1为一种实施溅射法制备薄膜的二级溅射设备的机构示意图。如图1所示，二级溅射设备包括腔室3、靶材2和用于承载基片7的基座4，靶材2和基座4分别相对地设于腔室3内的顶部和底部。腔室3接地。在靶材2的上方设有用于冷却靶材2的冷却装置1。真空系统6用于调节腔室3内的压力，气路控制系统5用于向腔室3内提供工艺气体。靶材2与直流电源（图中未示出）的负电位连接。当工艺气体被电离产生等离子体时，轰击靶材2的表面，被轰击下来的靶材2沉积在基片7的表面形成薄膜。该二级溅射设备虽然具有沉积速率快、薄膜致密以及薄膜纯度较高的优点。然而，在工艺过程中，等离子体和基片7之间的负片压会诱导电子轰击基片7，不仅会损伤基片7，而且会导致基片7的温度升高，无法满足泛半导体领域所要求的高沉积速率、低温和无损伤的要求。虽然相关技术人员对上述二级溅射设备进行了改进，即，使靶材2连接射频电源，以期降低基片7的温度和损伤。然而，靶材2连接射频电源又会降低沉积速率，影响生产效率。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种溅射系统，其不仅沉积速率较快，而且可以有效地降低基片的损伤和温度。解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种溅射系统，包括腔室、溅射源和基座，等离子体产生于所述腔室内，所述基座用于承载基片，其包括至少一对所述溅射源，每对所述溅射源相对设置，所述基座设于所述腔室内且位于等离子体区域之外。其中，所述基座设于所述腔室内且位于等离子体区域的边缘。其中，所述溅射源包括靶材、磁铁组件和冷却装置，所述靶材的溅射面朝向所述腔室，且每对所述溅射源中的所述靶材的溅射面相对，所述磁体组件和所述冷却装置设于所述靶材的非溅射面，且每对所述溅射源中的所述磁铁组件的极性相反。其中，所述溅射源还包括直流电源，所述直流电源的负极与所述靶材电连接。其中，包括一对溅射源，所述溅射源设于所述腔室的侧壁。其中，还包括启闭装置，用于使所述溅射源与所述腔室分离和闭合。其中，还包括真空系统，用于调节所述腔室内的真空度。其中，还包括工艺气体供应系统，用于向所述腔室内提供所需的工艺气体。其中，所述基座包括基片台、传动机构和驱动机构，所述基片台用于承载基片，所述传动机构的两端分别连接所述驱动机构的输出端和所述基片台，所述驱动机构的驱动所述基片台上下运动。其中，还包括支撑针和支撑针驱动部件，所述支撑针驱动部件驱动所述支撑针上下运动，以将所述基片放置于所述基座的承载面或从所述基座的承载面顶起。其中，还包括遮蔽环，所述遮蔽环设于所述基片的边缘。优选的，用于制备IC领域的金属栅薄膜或LED领域的ITO薄膜。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的溅射系统通过至少一对相对设置的溅射源，二次电子在两个靶之间往返运动，提高了靶材的溅射速率，从而提高了成膜的速率；基座设于等离子体区域之外，可以减少等离子体对基片的轰击，从而减少了薄膜的损伤，提高薄膜的质量，以及降低了基片的温度，实现低温溅射。附图说明图1为一种实施溅射法制备薄膜的二级溅射设备的结构示意图；图2为本专利技术实施例的溅射系统的结构示意图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术提供的溅射系统进行详细描述。图2为本专利技术实施例溅射系统的结构示意图。如图2所示，溅射系统包括腔室11、溅射源12、基座13、真空系统14和工艺气体供应系统15。溅射源12设于腔室11的侧壁，基座13设于腔室11内的底部，真空系统14用于调节腔室11内的真空度，工艺气体供应系统15用于向腔室11内提供实施工艺所需的工艺气体，如Ar气。本实施例溅射系统设有两个溅射源12，即设有一对溅射源12，两个溅射源12相对地设于腔室11的侧壁。溅射源12包括靶材121、磁铁组件122和冷却装置123，靶材121的溅射面朝向腔室11，磁体组件122紧贴靶材121的非溅射面设置磁体组件122是由多块磁铁排列或间隔排列而成，或者是一个整体结构的磁铁。两个溅射源12中的靶材121的溅射面相对设置，并且两个溅射源12中的磁铁组件122的极性相反，从而在两个靶材121之间形成垂直于溅射面的磁场B。冷却装置123紧贴靶材121的非溅射面设置，用于冷却靶材121，以避免靶材121温度过高。冷却装置123采用水冷却装置，也可以采用气冷却装置。溅射源12还包括直流电源124，直流电源124的负极与靶材121电连接，从而在靠近靶材121的附近形成垂直于靶材121的溅射面且平行于磁场B的电场E，可以加强等离子体撞击靶材121的能量，进而提高溅射速率。本实施例中，溅射源12可以固定于腔室11的室壁上，也可以在溅射源12和腔室11之间设置启闭装置，用于使溅射源12与腔室11分离（开盖）和闭合。如图2所示，启闭装置包括旋转轴19，借助旋转轴19可以将溅射源12旋转向一侧，图2中虚线表示将溅射源12分离后的状态。实际上，每个溅射源12可以对应设置一个启闭装置，也可以将其中一个或几个溅射源设置启闭装置。在溅射过程中，二次电子受电场E的作用在两个靶材121之间往返运动，溅射粒子（如Ar+）在电场E的作用下轰击靶材121的表面，将靶材121溅射出来。当高能二次电子具有平行于靶材121的溅射面以外的分速度时，该二次电子受磁场B的洛仑兹力作用，平行于靶材121的溅射面作圆周运动。也就是说，二次电子在电场E和磁场B的作用下作螺旋形的往返运动。在电场E和磁场B的作用下，既能将等离子体被紧紧地约束在两个靶材121之间，又能实现高速溅射。需要说明的是，本实施例溅射系统包括一对溅射源12。实际上，溅射系统可以包括两对或更多对溅射源12。溅射源12可以设置在腔室11的侧壁，也可以设置在腔室的顶壁或底壁，只要将每对溅射源12中的靶材121的溅射面相对设置，每对溅射源12中的磁铁组件122的极性相反。在使用过程中，将溅射源12设于腔室11的侧壁便于维护和保养。基座13用于承载和传输基片。如图2所示，基座13包括基片台131、传动机构132和驱动机构133，基片台131用于承载基片18，传动机构132的两端分别连接驱动机构133的输出端和基片台131，驱动机构133的驱动基片台131上下运动。也就是说，基座13设于腔室11内的底部，并且能够进行上下升降运动。使用时，将基座13设于磁场B范围之外，优选设于等离子体区域之外，更优选设于等离子体区域的边缘位置，以避免溅射过程高能电子轰击设于基座13承载面的晶片18，既降低了基片18的温度，实现低温溅射工艺；又能减少薄膜的损伤，从而提高薄膜的质量。溅射系统还包括支撑针16和支撑针驱动部件20，支撑针驱动部件20驱动支撑针16上下运动，以将基片18放置于基座13的承载面（图中所示的上表面）或从基座13的承载面顶起。支撑针16和支撑针驱动部件20更有利于基片18的传输，以避免晶片18在传输过程中被损坏。溅射系统还包括遮蔽环17，遮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溅射系统，包括腔室、溅射源和基座，等离子体产生于所述腔室内，所述基座用于承载基片，其特征在于，包括至少一对所述溅射源，每对所述溅射源相对设置，所述基座设于所述腔室内且位于等离子体区域之外。

【技术特征摘要】
1.一种溅射系统，包括腔室、溅射源和基座，等离子体产生于所述腔室内，所述基座用于承载基片，其特征在于，包括至少一对所述溅射源，每对所述溅射源设于所述腔室的侧壁且每对所述溅射源相对设置，所述基座设于所述腔室内且位于等离子体区域之外；其中，所述溅射源包括靶材、磁体组件，所述靶材的溅射面朝向所述腔室，且每对所述溅射源中的所述靶材的溅射面相对，所述磁体组件设于所述靶材的非溅射面，且每对所述溅射源中的所述磁体组件的极性相反。2.根据权利要求1所述的溅射系统，其特征在于，所述基座设于所述腔室内且位于等离子体区域的边缘。3.根据权利要求1所述的溅射系统，其特征在于，所述溅射源还包括冷却装置，所述冷却装置设于所述靶材的非溅射面。4.根据权利要求3所述的溅射系统，其特征在于，所述溅射源还包括直流电源，所述直流电源的负极与所述靶材电连接。5.根据权利要求1所述的溅射系统，其特征在于，还包括启闭装置，用于使所述溅...

【专利技术属性】
技术研发人员：边国栋，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11