溅射设备及其操作方法技术

提供了一种溅射设备和操作溅射设备的方法，溅射设备包括具有设置在其内表面上的挡板的溅射室。处理控制器控制在溅射室中执行的溅射处理，使得沉积模式和在沉积层上形成覆盖层的粘合模式彼此交替地执行，并且粘合模式的粘合时间与累积溅射量成比例地增加。

Sputtering equipment and its operation method

A sputtering device including a sputtering chamber with a baffle arranged on its inner surface and a method for operating the sputtering device are provided. The processing controller controls the sputtering process performed in the sputtering chamber so that the deposition mode and the bonding mode forming the overlay on the deposit layer alternately execute with each other, and the bonding time of the bonding mode increases proportionally with the accumulated sputtering amount.

【技术实现步骤摘要】
溅射设备及其操作方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年11月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0153413的优先权，该申请的公开以引用方式全文并入本文中。
本专利技术构思的示例性实施例涉及一种溅射设备，并且更具体地说，涉及其操作方法。
技术介绍
半导体装置的常规制造方法可包括沉积处理和图案化处理的多次重复，因此图案质量很大程度上受层质量的影响。因此，沉积设备的操作技术对沉积处理的图案质量以及处理条件可具有相对大的影响。根据薄层的组成和功能使用不同的层形成处理。例如，可使用化学气相沉积(CVD)处理、原子层沉积(ALD)处理和溅射处理来形成薄层。例如，由于溅射处理可具有薄层的沉积质量相对高和热阻相对高的特性，所以可以使用溅射处理来形成合格的薄层。在常规溅射处理中，气体等离子体可由诸如氩(Ar)气之类的溅射气体作为溅射等离子体产生，然后溅射等离子体的离子可被加速并碰撞到靶板上。用于沉积的源材料可被腐蚀并以中性粒子(诸如单个原子和分子)的形式从靶中射出，这些中性粒子可称为沉积粒子。沉积粒子可直线行进并且可与放置在粒子路径中的衬底接触，从而在衬底上形成薄层。在溅射室中，从靶板射出的沉积粒子可以从靶板溢出性地向下流，因此沉积粒子也可与溅射室的内侧壁以及靶板下面的衬底接触。沉积在内侧壁上的沉积粒子可在溅射室的侧壁上形成不期望的沉积层。溅射室中的沉积层可在层形成处理中产生污染物。因此，内挡板可以沿着室的内侧壁以可拆卸方式安装，以覆盖内侧壁的表面。从靶板产生的沉积粒子可以沉积到挡板上而不是内侧壁上，从而防止溅射室的侧壁沉积并在挡板上形成沉积层。然后，当在维护溅射设备中更换靶板时，可将被沉积层覆盖的挡板换成新的挡板。随着溅射处理的重复，沉积层可在挡板上逐渐生长，直到挡板更换为止。当沉积层在挡板上生长到超过临界点的厚度时，该沉积层往往从挡板翘起，并作为沉积颗粒与挡板分离。在随后的溅射处理中，沉积颗粒可起到污染物的作用。因此，可以通过粘合处理在沉积层上周期性地形成覆盖层，使得沉积层粘合到挡板上，并且防止其从挡板上翘起。在靶板的使用寿命中，可在预定粘合时间重复多个粘合处理。无论溅射处理的重复次数或累积溅射量如何，粘合时间可为不变的，因此沉积颗粒会随着溅射处理的重复而逐渐增加。例如，覆盖层可能最初减少或防止沉积颗粒的翘起或分离，并且污染物的量可能随时间逐渐增加。
技术实现思路
本专利技术构思的示例性实施例提供了一种溅射设备，其中覆盖层的厚度与累积溅射量成比例，因此防止了沉积颗粒的积聚。本专利技术构思的示例性实施例提供了一种操作溅射设备的方法。根据本专利技术构思的示例性实施例，一种溅射设备包括溅射室，其具有设置在其内表面上的挡板。处理控制器控制在溅射室中执行的溅射处理，使得沉积模式和在沉积层上形成覆盖层的粘合模式彼此交替地执行，并且粘合模式的粘合时间与累积溅射量成比例地增加。根据本专利技术构思的示例性实施例，一种溅射设备包括：溅射室，其包括壳体以及设置在壳体的内表面上的挡板。所述溅射室包括可固定有衬底的衬底保持器和可产生沉积材料的靶板。电源将电力施加至靶板。气体供应器具有将溅射气体供应至溅射室中的第一供应器和选择性地将反应气体供应至溅射室中的第二供应器。处理控制器控制在溅射室中执行的溅射处理，使得沉积模式和用于在沉积层上形成覆盖层的粘合模式彼此交替地执行，并且粘合模式的粘合时间与累积溅射量成比例地增加。根据本专利技术构思的示例性实施例，一种操作溅射设备的方法包括以下步骤：在溅射室中针对衬底执行溅射处理的沉积模式。挡板设置在溅射室的内表面上。执行溅射处理，以在衬底上形成薄层并且在挡板上形成沉积层。检测其上形成有薄层的沉积衬底的累积数。根据完成针对衬底的沉积模式时产生的沉积终止信号检测施加至靶板的总电力和靶板的剩余寿命。当沉积衬底的累积数与可作为用于溅射处理的衬底的处理单元的衬底束的衬底数一致时，在与施加至靶板的总电力成比例的粘合时间内执行溅射处理的粘合模式。在沉积层上形成覆盖层。根据本专利技术构思的示例性实施例，可在可形成在设置在溅射室的内表面上的挡板上的沉积层上以及薄层上形成覆盖层，其方式是，覆盖层的厚度可与累积溅射量成比例地增大。例如，用于形成覆盖层的粘合模式的粘合时间可变长，而用于形成薄层和沉积层的沉积模式的操作时间可不变，以增大覆盖层的厚度。因此，在溅射室中可基本防止由于沉积层导致的污染物的出现，并且在溅射处理中可减少或消除处理缺陷的发生。附图说明通过参照附图详细描述本专利技术构思的示例性实施例，本专利技术构思的以上和其它特征将变得更加清楚，其中：图1是根据本专利技术构思的示例性实施例的溅射设备的结构图；图2是图1的溅射设备中的沉积模式和粘合模式的时序图；图3是图1的溅射设备的部分A上的层结构的剖视图；以及图4是根据本专利技术构思的示例性实施例的操作图1的溅射设备的方法的流程图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术构思的示例性实施例。这样，示例性实施例可具有不同形式，并且不应理解为限于本文所述的本专利技术构思的示例性实施例。在说明书和附图中，相同的附图标记可始终指代相同元件。图1是根据本专利技术构思的示例性实施例的溅射设备的结构图。图2是图1的溅射设备中的沉积模式和粘合模式的时序图。图3是图1的溅射设备的部分A上的层结构的剖视图参照图1，根据本专利技术构思的示例性实施例的溅射设备1000可包括具有挡板112的溅射室100。可将挡板112设置在溅射室100的内表面上。挡板112可覆盖溅射室100的内表面的至少一部分。在溅射室100中，可通过沉积模式DM执行溅射处理，从而与在挡板112上形成沉积层SL一起，在衬底W上形成薄层。处理控制器500可按照沉积模式DM和用于在沉积层SL上形成覆盖层CL的粘合模式PM可彼此交替地执行的方式控制溅射处理，并且粘合模式的粘合时间可与累积溅射量成比例地增加。作为示例，溅射室100可包括壳体110，其内空间与溅射室100的外部分离。溅射室100的壳体110可具有足够大的刚度和强度，从而(例如，在溅射处理期间)在溅射室100中可维持真空压强。在溅射处理中，壳体110的内空间可处于真空压强下。因此，溅射室100可为具有与周围隔离并维持在真空压强下的沉积空间的真空室。可将挡板112设置在壳体110的内表面上，因此，可防止可通过溅射等离子体从靶板(例如，下面更详细地描述靶板124)射出的沉积材料在壳体110的内表面上沉积。沉积材料可从壳体110的上部落下并且可从衬底W上方的靶板向下辐射。因此，沉积材料可沉积至衬底W的各个表面上。例如，沉积材料可沉积至衬底W的侧表面以及上表面上。沉积在除衬底W之外的任何其它表面(例如，挡板112的表面)上的沉积材料可形成沉积层SL。沉积层SL的厚度可随着溅射处理的继续进行而增大。相对厚的沉积层往往会剥落或翘起，成为沉积颗粒，并且沉积颗粒可成为溅射处理中的污染物。衬底W周围的壳体110的内表面可包括设置于其上的挡板112。因此，沉积材料可沉积至挡板112的表面上而不是壳体110的内表面上。例如，挡板112可以可拆卸地固定于壳体110，因此可将积累了沉积层SL的挡板112更换为新挡板112，如下面更详细的描述。例如，当沉积层SL到达预定厚度时可更换挡板112。当沉积材料在挡板1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种溅射设备，包括：溅射室，其具有设置在其内表面上的挡板；以及处理控制器，其控制在所述溅射室中执行的溅射处理，使得沉积模式和用于在沉积层上形成覆盖层的粘合模式彼此交替地执行，并且所述粘合模式的粘合时间与累积溅射量成比例地增加。

【技术特征摘要】
2017.11.16 KR 10-2017-01534131.一种溅射设备，包括：溅射室，其具有设置在其内表面上的挡板；以及处理控制器，其控制在所述溅射室中执行的溅射处理，使得沉积模式和用于在沉积层上形成覆盖层的粘合模式彼此交替地执行，并且所述粘合模式的粘合时间与累积溅射量成比例地增加。2.根据权利要求1所述的溅射设备，其中，通过以下方程(1)确定所述粘合模式的粘合时间：Tp＝Tr(1+aPa)(1)，其中，Tp表示所述粘合模式的粘合时间，Tr表示所述粘合模式的参考时间，小写字母‘a’表示比例常数，并且Pa表示所述累积溅射量。3.根据权利要求2所述的溅射设备，其中，通过在最初将靶板放置在所述溅射室中之后已经施加至所述靶板的总电力来确定所述累积溅射量。4.根据权利要求3所述的溅射设备，其中，所述比例常数在从0.001至0.005的范围内，并且所述总电力在从1500KWh至1800KWh的范围内。5.根据权利要求1所述的溅射设备，其中，所述溅射室包括靶板，溅射等离子体的离子与所述靶板碰撞，并且所述靶板提供用于所述溅射处理的沉积材料；并且所述处理控制器包括靶更换器，其检测所述靶板的剩余寿命，并且将所述靶板更换为新靶板，从而与所述新靶板一起，将所述挡板更换为新挡板。6.一种溅射设备，包括：溅射室，其包括壳体以及设置在所述壳体的内表面上的挡板、固定衬底的衬底保持器和产生沉积材料的靶板；电源，其将电力施加至所述靶板；气体供应器，其具有将溅射气体供应至所述溅射室中的第一供应器和选择性地将反应气体供应至所述溅射室中的第二供应器；以及处理控制器，其控制在所述溅射室中执行的溅射处理，使得沉积模式和用于在沉积层上形成覆盖层的粘合模式彼此交替地执行，并且所述粘合模式的粘合时间与累积溅射量成比例地增加。7.根据权利要求6所述的溅射设备，其中，所述处理控制器包括：粘合单元，其产生用于执行所述粘合模式和设置所述粘合模式的操作特征的粘合信号；参数存储单元，其存储所述溅射处理的操作参数；靶更换器，其检测所述靶板的剩余寿命，并且基于检测到的剩余寿命与所述挡板一起更换所述靶板；以及中央控制单元，其控制所述溅射室、所述电源和所述气体供应器，使得所述沉积模式和所述粘合模式彼此交替地执行。8.根据权利要求7所述的溅射设备，其中，所述粘合单元包括：信号产生器，其根据具有薄层的沉积衬底的累积数产生所述粘合信号；溅射量检测器，其检测直至当前沉积模式为止的整体沉积材料，作为累积溅射量；以及粘合计时器，其根据所述累积溅射量确定所述粘合模式的粘合时间。9.根据权利要求8所述的溅射设备，其中，所述信号产生器包括：积累器，其响应于沉积终止信号增加所述沉积衬底的累积数；比较器，其将所述沉积衬底的累积数与衬底束的衬底数进行比较；以及脉冲产生器，当所述沉积衬底的累积数与...

【专利技术属性】
技术研发人员：金东一，罗基桓，金承赫，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR