用于物理气相沉积的设备和方法技术

一种用于物理气相沉积的设备和方法包括：磁控管，其具有位于基座和导磁板之间的多个电磁体。磁控管包括位于基座和导磁板之间的多个单独控制的电磁体。磁控管控制供应给各个电磁体的电流的极性和强度，以产生磁场将电子限制在沉积腔室内靶材附近的区域。在沉积腔室内靶材附近的区域。在沉积腔室内靶材附近的区域。

【技术实现步骤摘要】
用于物理气相沉积的设备和方法


[0001]本专利技术实施例涉及一种用于物理气相沉积的设备和方法。

技术介绍

[0002]物理气相沉积(PVD)是在沉积腔室中执行的靶材沉积工艺。靶材被源自具有相对重原子的工艺气体的离子轰击。当离子撞击靶材时，原子或分子从靶材中朝另一材料的方向射出。射出的原子或分子在另一材料的表面积累，形成靶材的薄膜或层。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的一实施例，一种用于物理气相沉积的磁控管包括：导磁板；基座，其耦合到所述导磁板；以及多个电磁体，其位于所述导磁板与所述基座之间，其中所述多个电磁体耦合到所述基座。
[0004]根据本专利技术的一实施例，一种用于物理气相沉积的沉积装置包括：外壳，其界定沉积腔室，其中所述外壳包括侧表面，所述侧表面界定气体端口以将气体引入所述沉积腔室；固定装置，其位于所述沉积腔室内，其中所述固定装置包括表面；以及磁控管，其位于所述沉积腔室内，其中所述磁控管包括：导磁板，基座，其中所述导磁板位于所述基座与所述表面之间，及多个电磁体，其位于所述导磁板与所述基座之间。
[0005]根据本专利技术的一实施例，一种物理气相沉积方法包括：停用沉积腔室内的多个电磁体中的第一电磁体；在所述沉积腔室内的第二电磁体的正极和第三电磁体的负极之间产生磁场；将惰性气体引入所述沉积腔室；以及将所述惰性气体离子化使所述惰性气体的离子在所述磁场内碰撞沉积靶材。
附图说明
[0006]本公开的方面可经由阅读以下详细描述结合附图得到最佳理解。应注意，根据行业标准做法，各种构件未按比例绘制。实际上，为使论述清楚，可任意增大或减小各种构件的尺寸。
[0007]图1A是根据一些实施例的磁控管的示意图。
[0008]图1B是根据一些实施例的导磁板的仰视图。
[0009]图2是根据一些实施例的磁控管基座的仰视图。
[0010]图3是根据一些实施例的电磁体的示意图。
[0011]图4
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6是根据一些实施例的磁控管的示意图。
[0012]图7A和7B是根据一些实施例的导磁板的示意图。
[0013]图8是根据一些实施例的导磁板的示意图。
[0014]图9是根据一些实施例的多个电磁体和基座的示意图。
[0015]图10是根据一些实施例的磁控管基座的示意图。
[0016]图11是根据一些实施例的磁控管基座的示意图。
[0017]图12是根据一些实施例的磁控管基座的俯视图。
[0018]图13是根据一些实施例的用于物理气相沉积的沉积装置的示意图。
[0019]图14是根据一些实施例的物理气相沉积方法的示意图。
[0020]图15是根据一些实施例的实例计算机可读媒体的示意图。
[0021]图16展示根据一些实施例的实例计算机环境，其中可以实施本文所阐述的一或多个规定。
具体实施方式
[0022]以下公开提供用于实施所提供标的的不同特征的诸多不同实施例或实例。下文将描述组件及配置的特定实例以简化本公开。当然，这些仅为实例且不意在产生限制。例如，在以下本公开中，在第二构件上方或第二构件上形成第一构件可包含其中形成直接接触的第一构件及第二构件的实施例，且也可包含其中可在第一构件与第二构件之间形成额外构件使得第一构件及第二构件可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各个实例中重复参考元件符号及/或字母。此重复是为了简单及清楚且其本身不指示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。
[0023]此外，为便于描述，例如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”及其类似者的空间相对术语在本文中可用于描述一元件或构件与另一(些)元件或构件的关系，如图中所展示。除图中所描绘的定向之外，空间相对术语还意欲涵盖装置在使用或操作中的不同定向。设备可依其它方式定向(旋转90度或依其它定向)且也可因此解译本文中所使用的空间相对描述词。
[0024]本文提供了一或多种用于物理气相沉积(PVD)的装置和方法。一种用于PVD的设备包括磁控管，所述磁控管具有位于基座和导磁板之间的多个电磁体。电磁体以一维或二维排列耦合到基座。在一些实施例中，每个电磁体由磁控管独立控制，使得当其它电磁体为非有源时一些电磁体可以是有源的。在一些实施例中，电磁体成组排列，每组电磁体由磁控管独立控制。电磁体耦合到电流源和电流调节器。在一些实施例中，磁控管经配置以向一些有源电磁体提供正电流并且同时向其它有源电磁体提供负电流。磁控管由此可以将一些有源电磁体配置为具有北/南(N/S)极性并且将其它有源电磁体配置为具有南/北(S/N)极性。
[0025]在相反极性(即，N/S和S/N)的电磁体之间产生磁场。由于电磁体单独地(或当作一组)选择性地有源或非有源并选择性地配置为具有N/S极性或S/N极性，因此磁控管经配置以经由将各个电磁体设定为非有源、正极有源或负极有源来产生不同形状和强度的磁场。磁场的形状和强度可以由电流调节器经由修改哪些电磁体(或电磁体组)处于非有源状态、正极有源或负极有源来改变。
[0026]电流调节器还可以经由控制提供给每个相应电磁体或每个相应电磁体组的电流量来设定每个电磁体的强度。因此，与在永久位置具有固定极性的永久有源磁体的磁控管不同，磁控管用途广泛且易于重新配置以产生不同形状和强度的磁场。此外，可以经由停用多个电磁体来迅速地停用磁控管，以便不产生可能交叉影响附近工艺或设备功能的磁场，例如相邻的PVD室。相比之下，具有永久磁体的磁控管无法停用，并且会产生可能交叉影响附近工艺或设备的磁场。
[0027]导磁板位于所述多个电磁体下方并且包括多个插孔。插孔经配置以接收个别的可
移除式导磁段或保持空白。因此，在一些实施例中，所述导磁板的一些区域具有位于所述多个电磁体中的一些下方的导磁段，且所述导磁板位于所述多个电磁体中的其它电磁体下方的其它区域没有导磁段。因为导磁段可以在制造期间或PVD工艺期间中的至少一种情况下从插孔插入或移除，所以可以以多种方式配置导磁板。例如，导磁段可以仅插入即将或可能位于有源电磁体下方的导磁板的插孔中。
[0028]可移除式导磁段增强了由有源电磁体产生的磁场的形状和强度。如果一些有源电磁体被停用而其它非有源电磁体被启用时，可以在制造期间或PVD工艺期间中的至少一个情况将导磁段插入到导磁板的对应电磁位置中及/或从导磁板的对应电磁位置移除。经由导磁板和导磁段，磁控管的多功能性比具有永久磁体的磁控管得到进一步强化。
[0029]一或多个PVD腔室包括位于其中的磁控管。磁控管可调节以在沉积腔室内产生不同形状和强度的磁场。在靶材附近产生的磁场区域将电子限制在靶材附近的区域。因此，靠近靶材的区域具有高浓度的电子。
[0030]惰性气体被引入到沉积腔室中。流入磁场附近或流入磁场中的惰性气体原子被电子轰击。轰击的电子与惰性气体的电子碰撞并位移，产生等离子体。等离子体的带正电荷的离子被靶材吸引，并用足以将靶材的原子或分子位移并将原子或分子推向衬底或其它材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于物理气相沉积的磁控管，其包括：导磁板；基座，其耦合到所述导磁板；以及多个电磁体，其位于所述导磁板与所述基座之间，其中所述多个电磁体耦合到所述基座。2.根据权利要求1所述的磁控管，其中所述导磁板包括：侧表面，其界定多个插孔；以及导磁段，其位于所述多个插孔中的至少一些插孔内。3.根据权利要求1所述的磁控管，其中所述多个电磁体中的电磁体包括：磁芯；线圈，其围绕所述磁芯，其中所述线圈包括导体；以及封装器，其封装所述磁芯和所述线圈，其中所述封装器包括磁隔离材料。4.根据权利要求1所述的磁控管，其包括电流调节器，所述电流调节器电耦合到所述多个电磁体中的一或多个电磁体。5.一种用于物理气相沉积的沉积装置，其包括：外壳，其界定沉积腔室，其中所述外壳包括侧表面，所述侧表面界定气体端口以将气体引入所述沉积腔室；固定装置，其位于所述沉积腔室内，其中所述固定装置包括表面；以及磁控管，其位于所述沉积腔室内，其中所述磁控管包括：导磁板，基座...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇洋，杨文成，倪其聪，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：