一种磁控溅射方法包括：以角频率ω来转动磁控管的磁铁；以及当由所述磁控管的溅射源来溅射材料于基材上时，周期性的以至少一组成单元来调制功率位准，此功率位准是施加于溅射源，所述组成单元包括频率ｆ，其是在第一谐波以外，且为转动所述磁铁的所述角频率ω的谐波。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种磁控溅射方法，特别是涉及一种使用具有溅射源和转动磁铁的磁 控管来沈积薄膜于基材上的磁控溅射方法。
技术介绍
磁控溅射(magnetron sputtering)为一种已知的技术，其利用正交电 (crossedelectric)磁场来产生一等离子体通道(plasma tunnel)于靶材的上方，其中靶 材是用以提供溅射的材料来源。此电场可利用施加一偏压来产生，此偏压可具有直流电 (direct current, DC)、交电(alternating current, AC) λ MM (radiofrequency, RF) 或迭加有交流电的直流电。此类的方法已广泛的使用于薄膜沈积，许多应用是涉及涂布 单一圆形基板，例如硅晶圆或圆形盘片(光盘或磁盘等)，而具有转动磁性组件的磁控管 (magnetrons)可应用于此目的。在一些应用中，需要有高均勻度薄膜厚度，然而，可理解的是，实际上有几种物理 效应会限制均勻度。一种限制沈积厚度均勻度的效应为靶材的径向侵蚀(radial erosion) 及使用寿命的变动，具有一个或多个可移动永久磁铁的磁控管可用以调整在基板上的薄膜 厚度的径向分布，其部分补偿靶材的径向侵蚀效应；其它影响薄膜均勻度的物理效应可由 腔体形状、气体引入及抽气等所造成；溅射靶材的结晶结构的同构型，例如晶粒尺寸与较佳 的结晶方向，亦可影响沈积薄膜的厚度均勻度。再者，在靶材中的晶粒的不同结晶方向上， 其溅射良率亦不同，导致在基材上的不预期的厚度非均勻度，此非均勻度的分布可能具有 一明显的不规格形状。一些具有尖角的厚度非均勻度可利用电源供应所传送的功率的周期调制来进行 补偿，其中此电源供应的频率相同于且相位同步于磁铁的转动，此功率调制可包括正弦和 余弦函数。此种配置可补偿在观察沈积薄膜中发现的厚度均勻度的外形倾斜(斜面、歪 斜)，然而，有些厚度非均勻度仍会出现。因此，需要提供一种磁控溅射方法，藉以使沈积于基材上的薄膜可具有更佳的厚 度均勻度。
技术实现思路
一种磁控溅射方法已被提供，其包括以角频率ω来转动磁控管的磁铁；以及当 由磁控管的溅射源来溅射材料于基材上时，周期性的以至少一组成单元来调制功率位准， 功率位准是施加于溅射源，组成单元包括频率f，其是在第一谐波以外，且为转动磁铁的角 频率ω的谐波。所周期调制的功率是根据本专利技术的方法来施加于溅射源，藉以改善薄膜的厚度均 勻度，特别是改善角厚度分布。此磁铁的转动的角频率为ω，且所供应的功率的含时调制(time-d印endentmodulation)为 f，频率 f 与角频率 ω 为 5Hz,此功率位准(power level) 的第一谐波(first harmonic)是定义为f = ω，亦即此功率位准的时间调制频率是相同于 磁铁的转动的角频率。此功率位准的第二谐波频率为2 ω，此功率位准的第三谐波频率为 3ω等。在另一实施例中，此调制步骤的功率位准包括一或多个其它组成单元，每一组成 单元包括一频率f，其不同于第一谐波，且为转动磁铁的角频率ω的一谐波。因此，此调制 步骤包括二或更多个不同随时间而变的频率的组成单元，其中至少一组成单元不是转动磁 铁的角频率ω的第一谐波。在一实施例中，可使用第一谐波和第二谐波。在又一实施例中， 可使用第一、第二、第三及第四谐波。不同形式的周期调制可被使用，此周期调制的形式或近似形式可为具有相位偏移 的余弦形式、具有相位偏移的正弦形式、余弦与正弦的总和形式。在本专利技术的实施例中，此周期调制单元相对于磁铁的角频率ω具有第一频率f\、 第一振幅a及第一相位偏移δ，第一频率&为角频率ω的谐波，且是在第一谐波以外。在更进一步的实施例中，此周期调制可包括一或更多组成单元，其相对于磁铁的 角频率ω具有第二频率f2、第二振幅％及第二相位偏移δ 2，相较于第一频率T1，第二频率 4为角频率ω的另一不同的谐波。此第一频率可为角频率ω的第二谐波、第三谐波及第四谐波的其中一者，此第 二频率f2可为角频率ω的第一谐波、第三谐波及第四谐波的其中一者。一种多阶段溅射方法亦已被提供，在至少二阶段中，施加于功率位准的周期调制 是不同。在本说明中，阶段是用以代表时间上的连续的溅射期间。特别的是，在一第一步骤中，功率位准包括一周期调制，其具有第一频率，此第 一频率4为角频率ω的谐波，在一第二步骤中，此功率位准包括另一周期调制，其具有一 第二频率f2，此第二频率f2为角频率ω的一谐波，相较于第一频率，第二频率f2为角频 率ω的另一不同的谐波。本专利技术的方法可用以改善沈积于工件(例如晶圆)上的薄膜厚度的径向均勻度， 在本实施例中，此谐波调制方式可改善径向均勻度，例如，在工件上一小半径处的角厚度均 勻度是远不同于在工件边缘处角厚度均勻度，此时，可区分此沈积过程成二或更多个阶段 (时间步骤)。在每一阶段中，其径向蚀刻轮廓是不相同，因而一适合的功率调制公式可应 用于每一阶段中。为了补偿厚度的径向非均勻度，可进行第一阶段于靶材的径向蚀刻较强的中心 处，其导致最大径向厚度均勻度于工件的中心。接着，可进行第二阶段于靶材的径向蚀刻较 弱的中心处，其导致最小径向厚度均勻度于工件的中心。最终径向均勻度可利用二阶段的适当时间及/或功率来进行调整，用于第一阶段 的功率调制公式可被最佳化，以补偿在工件较内部分的角均勻度。在第二阶段中，可使用一 不同的功率调制公式，其可被最佳化来补偿在工件较外部分及边缘的角均勻度。在又一实施例中，此组成单元包括一振幅，其是设定来补偿溅射于基材上的薄膜 的角非均勻度的差异，并使用角频率的单一谐波、一零相位偏移及一预设振幅，来对照于一 参考薄膜，参考薄膜是溅射材料于基材上来形成，且未进行电源供应的调制。在又一实施例中，此组成单元包括一相位偏移，其是设定来补偿溅射于基材上的薄膜的角非均勻度的差异，并使用角频率的单一谐波、一零相位偏移及一预设振幅，来对照 于一参考薄膜，参考薄膜是溅射材料于基材上来形成，且未进行电源供应的调制。此周期功率调制的组成单元可包括一振幅和一相位偏移，其是设定来补偿溅射 于基材上的薄膜的角非均勻度的差异，并使用角频率的单一谐波、一零相位偏移及一预设 振幅，来对照于一参考薄膜，参考薄膜是溅射材料于基材上来形成，且未进行电源供应的调 制。根据本专利技术的实施例所的薄膜的厚度及参考薄膜的厚度可利用傅立叶分析或最 小平方近似法来决定在又一实施例中，施加于溅射源的周期调制是利用功率调制补偿公式来决定，此 功率调制补偿公式包括一振幅和一相位偏移，此功率调制补偿公式为一参考功率调制和一 差分功率调制的向量总和。此差分功率调制是利用量测第一薄膜与参考薄膜之间的厚度差异来决定。第一薄 膜是使用角频率的谐波、第一相位偏移及第一振幅来溅射于基材上。参考薄膜是使用一参 考功率调制来溅射材料于基材上，参考功率调制包括角频率的谐波、参考相位偏移及参考 振幅。相对于厚度参数，薄膜的非均勻度亦可使用量测参数来决定，例如薄膜电阻 (sheet resistance)和光厚度(optical thickness)，此些参数是至少部分决定于所溅射 薄膜的物理性厚度。在又一实施例中，施加于溅射源的周期调制包括一功率调制补偿公式，其包括振 幅和相位偏移，并可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁控溅射方法，其特征在于：所述方法包括：以角频率ω来转动磁控管的磁铁；以及当由所述磁控管的溅射源来溅射材料于基材上时，周期性的以至少一组成单元来调制功率位准，所述功率位准是施加于所述溅射源，所述组成单元包括频率ｆ，其是在第一谐波以外，且为转动所述磁铁的所述角频率ω的谐波。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：史塔尼斯拉夫卡利克，范提萨克巴隆，约根威查特，巴特裘特凡梅斯特，
申请(专利权)人：OC欧瑞康巴尔斯公司，
类型：发明
国别省市：LI[]
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