一种旋转靶材体监测装置制造方法及图纸

本申请公开一种旋转靶材体监测装置，该装置包括：设置在所述旋转靶材体上的至少一个标记；传感器，设置在所述旋转靶材体的周边至少一个区域，用于检测所述标记并在检测到所述标记时生成对应的信号；与所述传感器连接的控制模块，用于根据所述传感器生成的信号来提供反馈和/或控制信号。根据本申请的一个实施例，能够通过在溅射设备上设置传感器以及在旋转靶材体上设置标记来实现检测靶材是否旋转和/或靶材是否消耗殆尽、需要更换的功能。需要更换的功能。需要更换的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转靶材体监测装置


[0001]本申请涉及半导体制造
，具体地，涉及一种旋转靶材体监测装置。

技术介绍

[0002]超大规模集成电路制造过程中要反复用到的溅射(Sputtering)工艺属于物理气相沉积(PVD)技术的一种，是制备电子薄膜材料的主要技术之一。在溅射工艺中，利用离子束流轰击固体表面，使得固体表面的各种粒子，包括原子、分子或团束离开固体表面逸出并沉积在待溅射的基底表面，被轰击的固体作为沉积薄膜的原材料，称为靶材。溅射过程就是靶材被不断消耗的过程。
[0003]随着技术的进步，靶材形式由平面靶材改进为旋转靶材，旋转靶材体整体为圆筒型，内部装有静止不动的磁体，外部覆以圆环状的靶材。在工作过程中，旋转靶材体整体由电机带动以较慢的速度旋转，靶材由外而内被逐渐消耗。相对平面靶材，旋转靶材体的靶材具有更高的原料利用率。在溅射过程中，靶材是否正常旋转、以及靶材的消耗度是两个关键参数。
[0004]一方面，为了防止靶材过渡消耗损坏背板或设备的其他部件，需要及时更换靶材。现有技术中主要通过软件估算和电机运转情况监测两种方式判断何时更换靶材，在依靠软件的估算来判断靶材的消耗的情况下，当软件出现计算故障时，容易导致出现背板被击穿的现象。另一方面，在通过监测电机是否正在运行以及电机与靶材之间连接皮带是否断裂来判断旋转阴极的靶材是否旋转正常的情况下，若靶材旋转机构故障导致靶材不旋转，则无法检测终端靶材的旋转是否正常。

技术实现思路

[0005]根据本申请的一个实施方式，提供一种旋转靶材体监测装置，该装置包括：
[0006]设置在所述旋转靶材体上的至少一个标记；
[0007]传感器，设置在所述旋转靶材体的周边至少一个区域，用于检测所述标记并在检测到所述标记时生成对应的信号；
[0008]与所述传感器连接的控制模块，用于根据所述传感器生成的信号来提供反馈和/或控制信号。
[0009]根据本申请的一个实施方式，所述标记设置在旋转靶材体的外圆周面上；
[0010]所述传感器设置在所述旋转靶材体的外圆周面的周边区域，从而当所述传感器感测到所述标记时，所述传感器与所述标记之间的虚拟连接直线与所述旋转靶材体的轴线成相交关系。
[0011]根据本申请的一个实施方式，所述标记设置在旋转靶材体的端面上；
[0012]所述传感器设置在所述旋转靶材体的端面的周边区域，从而当所述传感器感测到所述标记时，所述传感器与所述标记之间的虚拟连接直线与所述旋转靶材体的轴线成平行关系。
[0013]根据本申请的一个实施方式，所述标记设置在与所述旋转靶材体的端面相连的第一固定件上。
[0014]根据本申请的一个实施方式，所述旋转靶材体至少包括管状背板和套设于所述管状背板外周的靶材；
[0015]所述标记设置在所述管状背板的端面上；或者
[0016]所述标记设置在与所述管状背板的端面相连的第二固定件上；或者
[0017]所述标记设置在所述旋转靶材体的端面的靶材的最靠近所述管状背板处；或者
[0018]所述标记设置在与所述旋转靶材体的端面的靶材的最靠近所述管状背板处相连的第三固定件上。
[0019]根据本申请的一个实施方式，还包括在设置标记的所述旋转靶材体的端面或者各个固定件的附近设置的相对于旋转靶材体的第四固定件，所述传感器设置在所述第四固定件上。
[0020]根据本申请的一个实施方式，所述传感器设置在溅射工艺室外部，溅射工艺室上设置有允许传感器感测到标记的观察窗。
[0021]根据本申请的一个实施方式，所述标记从所述旋转靶材体径向地向外贯穿靶材的厚度设置。
[0022]根据本申请的一个实施方式，在与所述旋转靶材体的轴线相交的方向上还设置有激光测距传感器，用于感测激光测距传感器与旋转靶材体的外圆周表面之间的距离，并且通过将该距离数据提供给所述控制模块以确定靶材的剩余厚度。
[0023]根据本申请的一个实施方式，所述传感器是激光传感器，所述标记适于反射激光；或者
[0024]所述标记是射频标签，所述传感器是射频标签读码器，布置在旋转靶材体旋转时所述射频标签轨迹的附近；或者
[0025]所述标记是发光器，所述传感器是光检测装置；或者
[0026]所述传感器是红外传感器，所述标记具有区别于周围背景的红外感测性质；或者
[0027]所述传感器是超声波传感器，或所述标记具有区别于周围背景的超声波感测性质。
[0028]根据本申请提供的技术方案，能够通过在溅射设备中设置传感器以及在旋转靶材体上设置标记来实现检测靶材是否旋转的功能，以及实时监控靶材的消耗情况，可以替代传统的通过软件估算溅射电源总输出功率来推算靶材消耗的技术方案，能够实现闭环控制，进行实时反馈。
附图说明
[0029]图1是根据本申请的一个实施例的旋转靶材体监测装置的侧面视图；
[0030]图2是根据本申请的另一个实施例的旋转靶材体监测装置的侧面视图；
[0031]图3是根据本申请的又一个实施例的旋转靶材体监测装置的正面视图；
[0032]图4是图3所示旋转靶材体监测装置的侧面视图；
[0033]图5是根据本申请的再一个实施例的旋转靶材体监测装置的正面视图。
[0034]附图标记：
[0035]1 工艺室顶板
[0036]2 工艺室右侧板
[0037]3 工艺室底板
[0038]4 管状背板
[0039]5 靶材
[0040]6 载板
[0041]7 溅射设备
[0042]8 标记
[0043]9 传感器
[0044]10 观察窗
[0045]11 工艺室前板
[0046]12 工艺室后板
[0047]13 工艺室左侧板
[0048]14 旋转靶材体
具体实施方式
[0049]通常情况下，靶材被放置在溅射工艺室中，而工艺室一般是高真空室，其中充入所需要的惰性气体(通常为Ar气)，在被溅射的靶材(阴极)与阳极之间加一个正交磁场和电场，永久磁铁在靶材料表面形成250～350高斯的磁场，同高压电场组成正交电磁场。在电场的作用下，Ar气电离成正离子和电子，靶上加有一定的负高压，从靶材发出的电子受磁场的作用与工作气体的电离几率增大，在阴极附近形成高密度的等离子体，Ar离子在洛仑兹力的作用下加速飞向靶面，以很高的速度轰击靶面，使靶上被溅射出来的原子遵循动量转换原理以较高的动能脱离靶面飞向基片淀积成膜。在实际生产环境中，旋转靶材往往采用磁控方式，也就是说，旋转靶材体通常被做成圆筒型，包括管状背板和套设于所述管状背板外周的靶材，里面装有静止不动的磁体，以便在实际生产过程中以慢速带动所述靶材转动。本领域的技术人员针对靶材参数的测量提出过很多的技术方案，其中对于剩余靶材的厚度的判断以及靶材的旋转是否正常的判断，一直是一个难题。
[0050]一种判断是否要进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转靶材体监测装置，其特征在于，包括：设置在所述旋转靶材体上的至少一个标记；传感器，设置在所述旋转靶材体的周边至少一个区域，用于检测所述标记并在检测到所述标记时生成对应的信号；与所述传感器连接的控制模块，用于根据所述传感器生成的信号来提供反馈和/或控制信号。2.根据权利要求1所述的旋转靶材体监测装置，其特征在于，所述标记设置在旋转靶材体的外圆周面上；所述传感器设置在所述旋转靶材体的外圆周面的周边区域，从而当所述传感器感测到所述标记时，所述传感器与所述标记之间的虚拟连接直线与所述旋转靶材体的轴线成相交关系。3.根据权利要求1所述的旋转靶材体监测装置，其特征在于，所述标记设置在旋转靶材体的端面上；所述传感器设置在所述旋转靶材体的端面的周边区域，从而当所述传感器感测到所述标记时，所述传感器与所述标记之间的虚拟连接直线与所述旋转靶材体的轴线成平行关系。4.根据权利要求3所述的旋转靶材体监测装置，其特征在于，所述标记设置与所述旋转靶材体的端面相连的第一固定件上。5.根据权利要求4所述的旋转靶材体监测装置，其特征在于，所述旋转靶材体至少包括管状背板和套设于所述管状背板外周的靶材；所述标记设置在所述管状背板的端面上；或者所述标记设置在与所述管状背板的端面相连的第二固定件上；或者所述标记设置在所述旋转靶材体的端面的靶材的最靠近所述管状背板处；或者所述标记设置在与所述旋转靶材体的端面的靶材的最靠近所述管状背板处...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：宣城睿晖宣晟企业管理中心合伙企业有限合伙，
类型：新型
国别省市：