磁控溅射沉积装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种磁控溅射沉积装置，包括沉积腔室、靶材、磁控管、晶圆基座、环形电极和交流电源；靶材设置于沉积腔室的内部上方，晶圆基座位于沉积腔室的底部与靶材相对设置，晶圆基座用于放置待沉积的晶圆；靶材和晶圆基座之间设置有环形电极，靶材的投影面位于环形电极的投影面轮廓线之内；环形电极连接交流电源，用于在惰性气体离化后，向沉积腔室提供中心对称的周期变化电场，以引导惰性气体离子偏转轰击靶材，通过在靶材和晶圆之间形成一个中心对称的周期变化电场，使得惰性气体离子能够对靶材进行扫描式轰击，使靶材的消耗更均匀，提高靶材的利用率，节省靶材的使用成本。节省靶材的使用成本。节省靶材的使用成本。

【技术实现步骤摘要】
磁控溅射沉积装置


[0001]本说明书涉及半导体
，具体涉及一种磁控溅射沉积装置。

技术介绍

[0002]在半导体的生产过程中，在半导体的生产过程中，会使用磁控溅射沉积技术在目标表面沉积金属。磁控溅射沉积技术是在真空环境下，通过电场和磁场的共同作用，利用被离化的惰性气体离子对靶材进行轰击，使靶材以离子、原子或分子的形式被弹出，以在晶圆上沉积形成薄膜。磁控溅射沉积技术可以用于对铝、铜、金、铂等金属薄膜的沉积，以构成金属接触以及金属互连线等工艺。在磁控溅射沉积过程中，由于磁控管在靶材表面产生的电场不均匀，会使靶材的消耗产生不均匀的现象，消耗速度快的区域中靶材材料用尽或接近用尽，需要频繁的进行靶材更换，而此时消耗速度慢的区域中尚有靶材材料未利用，从而造成了靶材浪费。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本说明书实施例提供一种磁控溅射沉积装置，能够提高溅射过程中靶材的平坦化程度，使靶材的消耗更均匀，提高靶材的利用率，节省靶材的使用成本。
[0004]本说明书实施例提供以下技术方案：
[0005]一种磁控溅射沉积装置，包括沉积腔室、靶材、磁控管、晶圆基座、环形电极和交流电源；
[0006]所述靶材设置于所述沉积腔室的内部上方，所述晶圆基座位于所述沉积腔室的底部与所述靶材相对设置，所述晶圆基座用于放置待沉积的晶圆；
[0007]所述靶材和所述晶圆基座之间设置有所述环形电极，所述靶材的投影面位于所述环形电极的投影面轮廓线之内；
[0008]所述环形电极连接所述交流电源，用于在惰性气体离化后，向所述沉积腔室提供中心对称的周期变化电场，以引导惰性气体离子偏转轰击所述靶材。
[0009]在上述方案中，通过在靶材和晶圆基座之间增加环形电极，并且该环形电极连接交流电源，在交流电的作用下，环形电极在靶材和晶圆之间形成一个沿环形电极中心对称的周期变化电场，离化的惰性气体离子在电场的作用下发生偏转，使得惰性气体离子对靶材进行往复的扫描式轰击，使靶材的消耗更均匀，提高靶材的利用率，节省靶材的使用成本。
[0010]本说明书实施例还提供一种方案，所述环形电极在轴向上设置在靠近所述靶材一侧。
[0011]本说明书实施例还提供一种方案，所述环形电极固定在所述沉积腔室的内部，且与所述沉积腔室的内壁绝缘；
[0012]或，所述环形电极固定在所述沉积腔室的外部，且与所述沉积腔室的外壁绝缘。
[0013]本说明书实施例还提供一种方案，所述环形电极的中轴线与所述靶材的中轴线重
合。
[0014]本说明书实施例还提供一种方案，所述环形电极的中轴线与晶圆基座的中轴线重合。
[0015]本说明书实施例还提供一种方案，所述环形电极的高度为2cm～30cm；优选的，所述环形电极的高度为10cm。
[0016]本说明书实施例还提供一种方案，所述环形电极上还均匀开设有孔洞。
[0017]本说明书实施例还提供一种方案，所述环形电极沿周向开设有N条沟槽，以将所述环形电极分割为N+1个环形电极区域，每个所述环形电极区域均连接所述交流电源。
[0018]本说明书实施例还提供一种方案，所述交流电源的功率为100W～1000W；优选的，所述交流电源的功率为300W。
[0019]本说明书实施例还提供一种方案，所述交流电源的频率为220Hz～2MHz；优选的，所述交流电源的频率为20KHz。
[0020]与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本专利技术提供的磁控溅射沉积装置，在交流电的作用下，环形电极形成中心对称的周期变化电场，具体的，在交流电的变化下，电场的方向周期变化，使得离化的惰性气体离子在电场发生偏转，在周期电场的带动下，惰性气体离子能够来回扫射靶材表面，各区域的靶材均匀消耗，提高靶材的利用率，延长靶材的更换时间，节省靶材的使用成本。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0022]图1是一种现有技术中磁控溅射沉积设备的结构示意图；
[0023]图2是一种现有技术中未使用的磁控溅射平面靶材的示意图；
[0024]图3是一种现有技术中使用后的磁控溅射平面靶材的示意图；
[0025]图4是本专利技术一个实施例中的安装有环形电极的磁控溅射沉积装置的侧视示意图；
[0026]图5是本专利技术一个实施例中的环形电极的俯视示意图；
[0027]图6是本专利技术一个实施例中的环形电极带负电时的俯视示意图；
[0028]图7是本专利技术一个实施例中的环形电极带正电时的俯视示意图；
[0029]图8是现有技术和安装有环形电极的磁控溅射沉积装置的实施效果对比；
[0030]其中，10、沉积腔室，12、直流电源，20、靶材，30、磁控管，40、晶圆基座，50、晶圆，60、环形电极，70、交流电源，80、惰性气体正离子。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0032]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实
施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0033]需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0034]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0035]需要理解的是，“部件A与部件B的连接”是指部件A直接与部件B接触连接，或者部件A通过其他部件与部件B进行间接连接。本说明书的示例实施例中所描述的“上”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁控溅射沉积装置，其特征在于，包括沉积腔室、靶材、磁控管、晶圆基座、环形电极和交流电源；所述靶材设置于所述沉积腔室的内部上方，所述晶圆基座位于所述沉积腔室的底部与所述靶材相对设置，所述晶圆基座用于放置待沉积的晶圆；所述靶材和所述晶圆基座之间设置有所述环形电极，所述靶材的投影面位于所述环形电极的投影面轮廓线之内；所述环形电极连接所述交流电源，用于在惰性气体离化后，向所述沉积腔室提供中心对称的周期变化电场，以引导惰性气体离子偏转轰击所述靶材。2.根据权利要求1所述的磁控溅射沉积装置，其特征在于，所述环形电极在轴向上设置在靠近所述靶材一侧。3.根据权利要求1所述的磁控溅射沉积装置，其特征在于，所述环形电极固定在所述沉积腔室的内部，且与所述沉积腔室的内壁绝缘；或，所述环形电极固定在所述沉积腔室的外部，且与所述沉积腔室的外壁绝缘。4.根据权利要求1所述的磁控溅射沉积装置，其特征在于，所述环形电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫晓晖，
申请(专利权)人：上海积塔半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：