在此提供用于沉积具有高厚度均匀度和低阻抗的薄膜的方法及设备。在一些实施例中，磁控管组件包含：分流板，所述分流板可绕轴而转动；内侧封闭回路磁极，所述内侧封闭回路磁极耦接至分流板；及外侧封闭回路磁极，所述外侧封闭回路磁极耦接至分流板，其中外侧封闭回路磁极的磁场强度对内侧封闭回路磁极的磁场强度的不平衡比例为小于约1。在一些实施例中，所述比例为约0.57。在一些实施例中，分流板和外侧封闭回路磁极具有心形。也揭露有一种使用RF和DC功率结合本发明专利技术磁控管组件的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例大体上关于基材处理，且更具体地关于物理气相沉积处理。
技术介绍
在传统物理气相沉积(PVD)处理中，如在钨(W)的沉积的例子中，为了薄膜沉积而仅施加直流(DC)功率。尽管以传统磁控管设计可达成好的厚度均匀度，但是所沉积W薄膜的阻抗非常高，而高阻抗因高线性阻抗的缘故而限制了晶体管集成的密度。一种尝试改善W薄膜的特征的技术是射频(RF)辅助PVD沉积，其中W薄膜的阻抗可因高能离子再溅射和薄膜致密化而大量地减少。然而，因RF功率在沉积处理期间耦合等离子体，所以这些W薄膜的厚度均匀度不佳。因此，专利技术人提供用于薄膜的PVD沉积的设备和方法，该薄膜具有减少的阻抗和非均匀度
技术实现思路
在此提供用于沉积具有高厚度均匀度和低阻抗的薄膜的方法及设备。在一些实施例中，磁控管组件包括分流板，所述分流板可绕轴而转动；内侧封闭回路磁极，所述内侧封闭回路磁极耦接至所述分流板；及外侧封闭回路磁极，所述外侧封闭回路磁极耦接至所述分流板，其中所述外侧封闭回路磁极的磁场强度对所述内侧封闭回路磁极的磁场强度的不平衡比例为小于约I。在一些实施例中，所述比例约O. 57。在一些实施例中，所述外侧封闭回路磁极具有心形。在一些实施例中，一种在物理气相沉积(PVD)腔室中处理基材的方法包括以下步骤提供具有至少一些离子物质的处理气体进入所述PVD腔室；施加DC功率至设置在基材上方的靶材以引导离子物质朝向所述靶材；旋转在所述靶材上方的磁控管，所述磁控管具有内侧封闭回路磁极和外侧封闭回路磁极，其中所述外侧封闭回路磁极的磁场强度对所述内侧封闭回路磁极的磁场强度的不平衡比例小于约I ;使用离子物质从所述靶材溅射金属原子；沉积多个第一金属原子在所述基材上；施加RF功率至设置在所述基材下方的电极以使用所述离子物质而再溅射沉积的金属原子的至少一部分；及藉由施加所述DC功率和所述RF功率长达所期望的时间周期而在所述基材上形成一层。在一些实施中，所述层包括包括钨(W)且具有低于约2%的厚度均匀度和低于约10μ Ohm-cm的阻抗。以下描述本专利技术的其它和进一步的实施例。附图说明可藉由参考描绘在附图中的本专利技术示范性实施例，而了解本专利技术的实施例，其中这些本专利技术的实施例概述在
技术实现思路
中且在实施方式中详细讨论。然而，应注意，附图仅绘示出本专利技术的典型实施例且因此不应被视为对本专利技术的范围的限制，这是因为本专利技术可允许其它等效的实施例。图1显示依据本专利技术的一些实施例的磁控管的底视立体图。图1A显示依据本专利技术的一些实施例的磁控管的部分底视图。图2显示依据本专利技术的一些实施例的物理气相沉积腔室的侧视示意。图3显示依据本专利技术的一些实施例沿晶片表面的沉积层厚度的图，该沉积层厚度为仅使用DC功率的磁控管的外侧极对内侧极的不平衡比例的函数。图4显示依据本专利技术的一些实施例沿晶片表面的沉积层厚度的图，该沉积层厚度为使用RF和DC功率两者的磁控管的外侧极对内侧极的不平衡比例的函数。图5显示依据本专利技术的一些实施例沉积层的厚度均匀度和阻抗的图，该沉积层的厚度均匀度和阻抗为磁控管的外侧极对内侧极的不平衡比例的函数。为促进理解，尽可能地使用相同的附图标记，来指定图中共享的相同组件。这些图并未依尺寸而绘制且这些图为了清晰起见而简化。需想到，一个实施例的组件及特征可有益地纳入其它实施例中而无须进一步赘述。具体实施例方式在此提供用于沉积具有高厚度均匀度和低阻抗的薄膜的方法及设备。本专利技术设备的一些实施例关于在射频(RF)物理气相沉积(PVD)处理中使用的磁控管设计。本方法的一些实施例关于沉积具有高厚度均匀度(如，低于约2%)和低阻抗(如，低于约10 μ Ohm-cm)的薄膜。图1显示依据本专利技术的一些实施例的磁控管。本专利技术的磁控管一般可使用于具有DC功率施加至靶材及RF功率施加至一或多个基材支撑件或PVD腔室的靶材的PVD腔室中(如，在下所描述且在图2中所描绘的PVD腔室200)。可从使用本专利技术磁控管而受益的处理的非限制例包含在其它沉积处理中的钨(W)沉积处理。图1显示依据本专利技术的一些实施例的磁控管100的底视立体图。磁控管100包含分流板102，该分流板102也作为磁控管组件的结构基底。分流板102可包含当分流板102耦接至轴杆时可绕该轴杆转动的转动轴104。举例来说，安装板(图未示)可耦接至分流板102以安装分流板102至轴杆(如，显示在图2中的轴杆216)而提供磁控管100在使用期间的转动。在一些实施例中，且如图示，分流板102可具有心形。然而，分流板102也可具有其它形状。磁控管100包含至少两个磁极(如，内侧极106和外侧极108)。每一内侧和外侧极106、108可形成封闭回路磁场。当在此使用时，封闭回路磁场指的是没有分离的始端和末端的极，但形成循环。在给定极内的极性相同(如、北极或南极)，但介于每一极106、108间的极性彼此相对(如，内侧北极且外侧南极,或内侧南极且外侧北极)。每一极可包含配置在极板和分流板102间的多个磁铁。举例来说，内侧极106包含极板110,该极板110具有设置在极板110和分流板102间的多个第一磁铁112。同样地，外侧极108包含极板114，该极板114具有设置在极板114和分流板102间的多个第二磁铁116。极板110、114可由铁磁性材料(如在非限制例中，400系列不锈钢)或其它合适的材料所制成。极板110、114可具有任何合适的封闭回路形状。极板110、114的形状可相似，使得介于极板110、114间的距离绕极板110、114的回路是大体上均匀。如图所示，在一些实施例中，极板114可为心形。在一些实施例中，极板114可约略依循分流板102的周缘形状。在每一多个磁铁中的磁铁无须完整地均匀分布。举例来说，如图1中所示，在一些实施例中,在多个第二磁铁116中的至少一些磁铁可成对配置。如图1A中所示，多个磁铁可以配置成多列。举例来说，多个第一磁铁112在图中显示成以两列磁铁的方式配置。回到图1，在一些实施例中，在多个第一和第二磁铁112、116中的每一磁铁的磁强度可相同。替代地，在多个第一和第二磁铁112、116中的一或多个磁铁的磁强度可不同。在一些实施例中，由内侧极106所形成的磁场强度可大于由外侧极108所形成的磁场强度。因此，在一些实施例中，多个第一磁铁112的磁铁可较多个第二磁铁116更密集地配置。替代地或结合地，在一些实施例中，多个第一磁铁112中的磁铁数量可超过多个第二磁铁116中的磁铁数量。内侧和外侧极106、108间的磁场强度的差异可由内侧极106的磁强度对外侧极108的磁强度的不平衡比例而界定。举例来说，在多个第一和第二磁铁112、116中的每一磁铁是具有相同磁场强度的相同磁铁的实施例中，不平衡比例可简单地表示成在多个第二磁铁116中的磁铁数量对多个第一磁铁112中的磁铁数量的比例。在在此所揭露的本专利技术磁控管中，专利技术人发现具有小于I的不平衡比例(如，在外侧极108的较低磁场强度对内侧极106的磁场强度及/或在多个第二磁铁116中较少的磁铁数量对多个第一磁铁112中的磁铁数量)可使用以沉积具有如上所讨论的高厚度均匀度和低阻抗的层。举例来说，在一些实施例中，所期望的不平衡比例可为约O. 57。应考虑到，在一些应用中可使用其它的不平衡比例。举例本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.30 US 61/369,347;2011.07.25 US 13/189,9921.一种磁控管组件，所述磁控管组件包括 分流板，所述分流板可绕轴而转动； 内侧封闭回路磁极，所述内侧封闭回路磁极耦接至所述分流板；及外侧封闭回路磁极，所述外侧封闭回路磁极耦接至所述分流板，其中所述外侧封闭回路磁极的磁场强度对所述内侧封闭回路磁极的磁场强度的不平衡比例为小于约I。2.如权利要求1所述的磁控管组件，其中所述不平衡比例是约O.57至约O. 97。3.如权利要求1所述的磁控管组件，其中所述不平衡比例是约O.57。4.如权利要求1至3中任一项所述的磁控管组件，其中所述内侧封闭回路磁极的第一极性相对所述外侧封闭回路磁极的第二极性。5.如权利要求1至3中任一项所述的磁控管组件，其中所述外侧封闭回路磁极具有心形。6.如权利要求1至3中任一项所述的磁控管组件，其中具有至少一个如下特征 所述内侧封闭回路磁极还包括内侧极板；及多个第一磁铁，所述多个第一磁铁配置在所述内侧极板和所述分流板间；或 所述外侧封闭回路磁极还包括外侧极板；及多个第二磁铁，所述多个第二磁铁配置在所述外侧极板和所述分流板间。7.如权利要求1至3中任一项所述的磁控管组件，其中所述内侧封闭回路磁极还包括多个第一磁铁，且其中所述外侧封闭回路磁极还包括多个第二磁铁。8.如权利要求7所述的磁控管组件，其中在所述多个第一磁铁和所述多个第二磁铁中的每一磁铁具有相同的磁强度。...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘振东，曹勇，唐先民，史林尼维斯·甘德可塔，清·源，穆罕默德·拉希德，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：
国别省市：
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