具有增强靶材冷却设置的磁电管制造技术

本文提供磁电管组件以及并有该磁电管组件的处理系统的实施例。一些实施例中，一种磁电管组件包括：可旋转磁体组件，耦接至主体的底部且具有彼此间隔开的多个磁体；以及包覆主体，设置在该多个磁体之间的空间中。一些实施例中，该磁电管组件进一步包括主体，该主体沿着该磁电管组件的中心轴延伸且具有冷却剂馈通通道，以将冷却剂提供至该主体下方的区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增强靶材冷却设置的磁电管
本公开的实施例总体上涉及用于基板处理的物理气相沉积腔室的磁电管。
技术介绍
长期以来溅射(或称物理气相沉积(PVD))已用于在半导体集成电路的制造中沉积金属和相关材料。PVD的使用已扩展到将金属层沉积到高深宽比孔(诸如通孔(via)或其他垂直互连结构)的侧壁上。目前，先进的溅射应用包括将具有高应力和高离子密度的材料沉积到这样的通孔中。例如，钛、钽及类似物已用于直穿硅通孔(TSV)应用中。专利技术人已经观察到，在这样的应用以及使用其他靶材材料的其他应用(其中利用高应力靶材材料且因此利用高功率)中，由于高靶材温度及不充分冷却而使得靶材开始破裂及弯曲。尽管已使用冷却剂来冷却靶材组件的后侧，但专利技术人已经观察到，流入其中设置有磁电管的空腔的冷却剂在某些应用中不会充分冷却靶材。因此，专利技术人已提供了一种改良的磁电管组件，该磁电管组件能够解决上述问题。
技术实现思路
本文提供磁电管组件以及并有磁电管组件的处理系统的实施例。一些实施例中，一种磁电管组件包括：可旋转磁体组件，耦接至主体的底部且具有彼此间隔开的多个磁体；以及包覆主体，设置在多个磁体之间的空间中。一些实施例中，磁电管组件进一步包括主体，主体沿着磁电管组件的中心轴延伸，且具有冷却剂馈通通道，以提供冷却剂至主体下方的区域。一些实施例中，一种基板处理系统包括：腔室；盖，可移除地设置在腔室顶上；靶材组件，耦接至盖，靶材组件包括靶材材料，靶材材料将从靶材组件溅射且沉积于基板上；基板支撑件，设置在腔室内以在处理期间支撑基板；冷却剂供应源；以及如本文的任一实施例所描述的磁电管组件。一些实施例中，磁电管组件能够包括：主体，主体沿着磁电管组件的中心轴延伸，且具有冷却剂馈通通道，以将冷却剂提供至主体下方的区域；可旋转磁体组件，耦接至主体的底部，可旋转磁体组件具有分流板、耦接至分流板的第一表面的外圈磁体、及耦接至分流板的第一表面的内圈磁体；以及包覆主体，设置在内圈磁体内之间以及内圈磁体与外圈磁体之间的空间中，其中磁体组件设置成邻近靶材组件，且冷却剂馈通通道配置成将冷却剂从冷却剂供应源沿着中心轴提供至包覆主体与靶材组件之间的间隙，以冷却靶材组件。一些实施例中，一种磁电管组件包括：主体，沿着磁电管组件的中心轴延伸，且具有冷却剂馈通通道，以将冷却剂提供至主体下方的区域；以及可旋转磁体组件，耦接至主体的底部，可旋转磁体组件具有分流板、耦接至分流板的第一表面的外圈磁体、及耦接至分流板的第一表面的内圈磁体；以及包覆主体，设置在内圈磁体与外圈磁体之间的空间中，其中包覆主体包括穿孔，穿孔与冷却剂馈通通道对齐。本公开的其他与进一步的实施例于下文描述。附图说明通过参考附图中描绘的本公开的说明性实施例，能够了解上文简要概述且在下文更详细讨论的本公开的实施例。然而，附图仅显示本公开的典型实施例，因此不应视为对范围的限制，因为本公开可允许其他等效的实施例。图1描绘了根据本公开的一些实施例的处理腔室的示意剖面视图。图2A描绘了根据本公开的一些实施例的磁体组件的分解等距视图。图2B描绘了根据本公开的一些实施例的磁体组件的底部示意图。图3描绘了根据本公开的一些实施例的磁电管组件的示意剖面视图。为了便于理解，如可能则已使用相同的参考标号来标注各图中共通的相同元件。附图并未按比例绘制，并且为了清楚起见可能经过简化。一个实施例的元件和特征可以有利地并入其他实施例中而无需赘述。具体实施方式本公开涉及磁电管组件，该磁电管组件具有设置在该磁电管组件的磁体之间的空间中的包覆主体，而有利地改善设置在磁电管组件下方的靶材组件的冷却。本专利技术的磁电管组件有利地迫使冷却剂横跨靶材组件的后板而非其他空间，从而增加有效的冷却面积。本专利技术的磁电管有利地缓解由于过热所导致的靶材失效。图1描绘了根据本公开的一些实施例的基板处理系统(例如，物理气相沉积(PVD)处理系统100)的简化剖面视图。适合用于根据本文提供的教示的修改例的其他PVD腔室的示例包括和SIPPVD处理腔室，上述两者均可购自美国加州圣克拉拉的应用材料公司。来自应用材料公司或其他制造商的其他处理腔室(包括配置成用于除PVD外的其他类型的处理的那些处理腔室)也可受益于根据本文公开的教示的修改例。为了说明，PVD处理系统100包括腔室盖102，该腔室盖102可移除地设置在处理腔室104顶上。该腔室盖102可包括靶材组件114和接地组件103。处理腔室104含有用于在上面接收基板108的基板支撑件106。该基板支撑件106可位于下方接地外壳壁110内，该下方接地外壳壁110可以是处理腔室104的腔室壁。该下方接地外壳壁110可以电耦接至腔室盖102的接地组件103，使得RF返回路径被提供至设置在腔室盖102上方的RF电源182。该RF电源182可将RF能量提供至靶材组件114，如下文所讨论。以替代方式或组合方式，DC电源可以类似地耦接至靶材组件114PVD处理系统100可包括源分配板158，该源分配板158与靶材组件114的后侧相对，且沿着该靶材组件114的周围边缘电耦接至靶材组件114。PVD处理系统100可以包括空腔170，该空腔170设置在靶材组件114的后侧和源分配板158之间。该空腔170可至少部分容纳磁电管组件196，如下文所讨论。该空腔170至少部分由导电支撑环164的内表面、源分配板158的面向靶材表面、以及靶材组件114(或背衬板160)的面向源分配板表面(例如，后侧)所限定。磁电管组件196提供最接近靶材的旋转磁场，以助于处理腔室104内的等离子体处理。磁电管组件196包括主体154、电机176(该电机经由耦接组件178(例如齿轮组件)耦接至主体154)、及可旋转磁体组件148，该可旋转磁体组件148耦接至主体154的下部且设置在空腔170内。该可旋转磁体组件148包括多个磁体150。电机176和耦接组件178配置成使主体154、可旋转磁体组件148和多个磁体150绕处理腔室104的中心轴186旋转。电机176可以是电动电机、气动或液压驱动器、或任何其他能够提供所需移动的与工艺兼容的机构。尽管本文描述了一个说明性实施例以说明可旋转磁体组件148可如何旋转，但是也可以使用其他配置。主体154包括冷却剂馈通通道183，以沿中心轴186将冷却剂提供至主体154下方的区域。该冷却剂馈通通道183沿中心轴186延伸穿过主体154。该冷却剂馈通通道183沿着中心轴186从歧管部分162延伸穿过主体154的下部161。冷却剂供应源165流体耦接至歧管部分162的入口167，以将冷却剂供应通过冷却剂馈通通道183且进入空腔170至磁体组件148下方的区域。在使用中，磁电管组件196旋转，且在一些实施例中，该磁电管组件196使可旋转磁体组件148在空腔170内垂直移动。一些实施例中，耦接组件178可以是包括凸脊的带，凸脊与设置在电机176及主体154中的凹槽配合，以将由电机176提供的旋转运动传送至可旋转磁体组件148。一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁电管组件，包括：/n可旋转磁体组件，具有彼此间隔开的多个磁体；以及/n包覆主体，设置在所述多个磁体之间的空间中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171211 US 62/597,397;20181207 US 16/213,8051.一种磁电管组件，包括：
可旋转磁体组件，具有彼此间隔开的多个磁体；以及
包覆主体，设置在所述多个磁体之间的空间中。


2.如权利要求1所述的磁电管组件，进一步包括：
主体，沿着所述磁电管组件的中心轴延伸且具有冷却剂馈通通道，以将冷却剂提供至所述主体下方的区域，其中所述可旋转磁体组件耦接至所述主体的底部。


3.如权利要求2所述的磁电管组件，其中所述包覆主体包括穿孔，所述穿孔延伸穿过所述包覆主体且与所述冷却剂馈通通道对齐。


4.如权利要求1所述的磁电管组件，其中所述多个磁体中的多者的底表面基本上与所述包覆主体的底表面共平面，或者所述多个磁体中的多者的底表面相对于所述包覆主体的底表面凹陷。


5.如权利要求1至4中任一项所述的磁电管组件，其中所述可旋转磁体组件包括：
分流板，其中所述多个磁体耦接至所述分流板的第一表面，其中所述多个磁体包括外圈磁体与内圈磁体，且其中所述空间在所述内圈磁体内以及在所述外圈磁体与所述内圈磁体之间。


6.如权利要求5所述的磁电管组件，进一步包括：
外磁极板，具有对应于所述外圈磁体的形状且耦接至所述外圈磁体；以及
内磁极板，具有对应于所述内圈磁体的形状且耦接至所述内圈磁体。


7.如权利要求5所述的磁电管组件，进一步包括：
平衡件，耦接至所述分流板以当所述可旋转磁体组件旋转时提供平衡重。


8.如权利要求1至4中任一项所述的磁电管组件，其中所述包覆主体由非铁材料形成。

【专利技术属性】
技术研发人员：V·法恩，W·R·乔安森，K·N·萨万戴安，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US