溅射设备以及使用其的溅射方法技术

本公开涉及一种改善待沉积物体上的沉积均匀性的溅射设备及溅射方法。所述溅射设备可包括：外旋转轴，具有管状形状；内旋转轴，设置在外旋转轴的中空部分中，以独立于外旋转轴旋转；第一臂，连接到外旋转轴及内旋转轴中的一个旋转轴，且通过所述一个旋转轴的旋转而围绕所述一个旋转轴旋转；第二臂，设置在第一臂的一侧处，以通过外旋转轴及内旋转轴中的另一旋转轴的旋转而围绕第一臂的一侧旋转；以及第一磁体组件，连接到第二臂的一侧。连接到第二臂的一侧。连接到第二臂的一侧。

Sputtering device and sputtering method using the same

【技术实现步骤摘要】
溅射设备以及使用其的溅射方法


[0001]本公开涉及一种溅射设备以及溅射方法，且更具体来说涉及一种改善待沉积物体上的沉积均匀性的溅射设备以及溅射方法。

技术介绍

[0002]被称为物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)的溅射是在制造半导体集成电路的工艺中沉积金属层及相关材料的最广为人知的方法。商业上最重要的溅射是在靶后面使用磁控管来增加等离子体的密度及溅射速度的等离子体溅射。
[0003]近年来，使用小型的磁控管的等离子体溅射被广泛使用。由于小型的磁控管在邻近靶的圆周的同时旋转，且小型的磁控管的中心邻近靶的溅射表面以投射强磁场，从而产生高密度等离子体。此处，高密度等离子体提高了溅射速度，且还产生大量的电离的溅射粒子。尽管磁控管与靶的中心间隔开，但离子倾向于朝中心扩散，并在全部衬底(或晶片)之上溅射沉积物。实质上，由于影响衬底边缘的靶的溅射区域(或区)比衬底中心减少得更多，溅射沉积倾向于将衬底边缘沉积得比衬底中心薄。
[0004]然而，设置在圆周处的小型的磁控管具有将杂质或大量的溅射粒子(重新)沉积到靶的非溅射区域上的局限性。沉积到靶中心的材料不容易额外溅射，并形成不容易附接到基底靶的增厚膜。在一方面，将(重新)沉积的膜从靶剥离，以在腔室中产生过量的粒子。粒子倾向于落在衬底上，并导致产量损失或设备可靠性劣化，从而造成最终集成电路中的缺陷。因此，对靶一般且频繁地执行清洁工艺。在清洁模式中，溅射条件由于一般来说不在腔室中提供的生产晶片而改变，且对靶的中心进行溅射以移除在靶的中心上(重新)沉积的溅射材料。
[0005][现有技术文献][0006][专利文献][0007]韩国专利第10
‑
0786713号

技术实现思路

[0008]本公开提供一种精确地控制磁体组件的旋转轨道以改善待沉积物体上的沉积均匀性的溅射设备以及溅射方法。
[0009]根据示例性实施例，一种溅射设备包括：外旋转轴，具有管状形状；内旋转轴，设置在所述外旋转轴的中空部分中，以独立于所述外旋转轴旋转；第一臂，连接到所述外旋转轴及所述内旋转轴中的一个旋转轴，且通过所述一个旋转轴的旋转而围绕所述一个旋转轴旋转；第二臂，设置在所述第一臂的一侧处，以通过所述外旋转轴及所述内旋转轴中的另一旋转轴的旋转而围绕所述第一臂的一侧旋转；以及第一磁体组件，连接到所述第二臂的一侧。
[0010]溅射设备还可包括：第一旋转体，连接到所述另一旋转轴，并通过所述另一旋转轴的旋转而旋转；以及第二旋转体，连接到所述第二臂，并通过从所述第一旋转体传递的旋转力旋转，以使得所述第二臂能够旋转。
[0011]溅射设备还可包括：第一磁体配重，连接到所述第二臂的另一侧；以及配重，连接到所述第一臂的另一侧。
[0012]配重可具有大于所述第一磁体配重的重量的重量。
[0013]溅射设备还可包括：第三臂，设置在所述第一臂的另一侧；第二磁体组件，连接到所述第三臂的一侧；第一磁体配重，连接到所述第二臂的另一侧；以及第二磁体配重，连接到所述第三臂的另一侧。
[0014]第三臂可固定到第一臂的另一侧。
[0015]溅射设备还可包括第三旋转体，所述第三旋转体连接到第三臂，并通过从第一旋转体传递的旋转力旋转，且通过所述第三旋转体的旋转，所述第三臂可围绕所述第一臂的所述另一侧旋转。
[0016]溅射设备还可包括控制单元，所述控制单元被配置成控制所述外旋转轴及所述内旋转轴中的每一者的旋转。
[0017]所述控制单元可根据时间将工艺分成两个工艺，以不同地控制所述外旋转轴与所述内旋转轴之间的旋转速度差。
[0018]所述控制单元可控制：所述外旋转轴及所述内旋转轴在工艺的前半部分中具有相同的旋转速度；以及所述外旋转轴及所述内旋转轴在工艺的后半部分中具有不同的旋转速度。
[0019]所述控制单元可通过控制所述外旋转轴及所述内旋转轴中的每一者的所述旋转速度来改变所述第一磁体组件的旋转轨道。
[0020]所述控制单元可根据待沉积物体来确定所述第一磁体组件的旋转路径。
[0021]溅射设备还可包括参考位置检测单元，所述参考位置检测单元被配置成检测所述第一臂及所述第二臂中的每一者的参考位置。
[0022]所述控制单元可在工艺开始之前将所述第一臂及所述第二臂中的每一者布置到所述参考位置。
[0023]根据另一示例性实施例，一种溅射方法包括：执行第一溅射，同时使得第一臂能够以相同的速度旋转，所述第一臂连接到外旋转轴及内旋转轴中的一个旋转轴，所述外旋转轴及所述内旋转轴中的每一者独立旋转，且围绕所述一个旋转轴旋转，且第二臂具有与第一磁体组件连接的一侧，且通过所述外旋转轴及所述内旋转轴中的另一旋转轴的旋转而围绕所述第一臂的一侧旋转；以及执行第二溅射，同时使得所述第一臂及所述第二臂能够以不同的速度旋转。
[0024]当所述第二臂具有比所述第一臂的旋转速度慢的旋转速度时，可执行所述第二溅射。
[0025]可在所述第一臂的另一侧处设置一侧与第二磁体组件连接的第三臂。
[0026]可在所述第一臂及所述第二臂在所述第三臂固定到所述第一臂的状态下旋转的同时执行所述第一溅射。
[0027]可通过区分所述第一磁体组件及所述第二磁体组件的旋转开始位置来执行所述第一溅射或所述第二溅射。
[0028]溅射方法还可包括将所述第一臂及所述第二臂中的每一者布置到参考位置。
[0029]溅射方法还可包括根据待沉积物体确定所述第一磁体组件的旋转路径。
附图说明
[0030]根据结合附图的以下说明，可更详细地理解示例性实施例，其中：
[0031]图1是示出根据示例性实施例的溅射设备的示意性透视图。
[0032]图2是示出根据示例性实施例的溅射设备的示意性剖视图。
[0033]图3是用于阐释根据示例性实施例的磁体组件的旋转的概念图。
[0034]图4是示出根据示例性实施例的包括两个磁体组件的溅射设备的图。
[0035]图5是示出根据示例性实施例的沉积轮廓的图。
[0036]图6是用于阐释根据示例性实施例的磁体组件的旋转路径的图。
[0037]图7是示出根据示例性实施例的参考位置检测单元的图。
[0038]图8是用于阐释根据示例性实施例的第一臂及第二臂中的每一者的参考位置的概念图。
[0039]图9是表示根据另一示例性实施例的溅射方法的流程图。
具体实施方式
[0040]在下文中，将参考附图更详细地阐述具体实施例。然而，本专利技术可以不同的形式具体化，且不应该被解释为局限于本文中所述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底及完整，并将本专利技术的范围完全传达给本领域技术人员。附图中相同的参考编号表示相同的元件。此外，在附图中，为了例示的清晰起见，放大层及区的尺寸。
[0041]图1是示出根据示例性实施例的溅射设备的示意性透视图，且图1是示出根据示例性实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溅射设备，包括：外旋转轴，具有管状形状；内旋转轴，设置在所述外旋转轴的中空部分中，以独立于所述外旋转轴旋转；第一臂，连接到所述外旋转轴及所述内旋转轴中的一个旋转轴，且通过所述一个旋转轴的旋转而围绕所述一个旋转轴旋转；第二臂，设置在所述第一臂的一侧处，以通过所述外旋转轴及所述内旋转轴中的另一旋转轴的旋转而围绕所述第一臂的一侧旋转；以及第一磁体组件，连接到所述第二臂的一侧。2.根据权利要求1所述的溅射设备，还包括：第一旋转体，连接到另一旋转轴，并通过所述另一旋转轴的旋转而旋转；以及第二旋转体，连接到所述第二臂，并通过从所述第一旋转体传递的旋转力旋转，以使得所述第二臂能够旋转。3.根据权利要求1所述的溅射设备，还包括：第一磁体配重，连接到所述第二臂的另一侧；以及配重，连接到所述第一臂的另一侧。4.根据权利要求3所述的溅射设备，其中所述配重具有大于所述第一磁体配重的重量的重量。5.根据权利要求1所述的溅射设备，还包括：第三臂，设置在所述第一臂的另一侧；第二磁体组件，连接到所述第三臂的一侧；第一磁体配重，连接到所述第二臂的另一侧；以及第二磁体配重，连接到所述第三臂的另一侧。6.根据权利要求5所述的溅射设备，其中所述第三臂固定到所述第一臂的所述另一侧。7.根据权利要求5所述的溅射设备，还包括第三旋转体，所述第三旋转体连接到所述第三臂，并通过从第一旋转体传递的旋转力旋转，其中通过所述第三旋转体的旋转，所述第三臂围绕所述第一臂的所述另一侧旋转。8.根据权利要求1所述的溅射设备，还包括控制单元，所述控制单元被配置成控制所述外旋转轴及所述内旋转轴中的每一者的旋转。9.根据权利要求8所述的溅射设备，其中所述控制单元根据时间将工艺分成两个工艺，以不同地控制所述外旋转轴与所述内旋转轴之间的旋转速度差。10.根据权利要求9所述的溅射设备，其中所述控制单元控制：所述外旋转轴及所述内旋转轴在所述工艺的前半部分中具有相同的旋转速度；以及所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴俊雨，李大龙，尹盛俊，赵元基，
申请(专利权)人：AP系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：