[發明專利]用于真空物理蒸汽沉積的成形陽極和陽極護罩連接

有效

• 申請號: 200980149159.7
• 申請日: 2009-12-08
• 公開（公告）號: CN102246271A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 李有明;杰弗里·比克邁爾
• 申請（專利權）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: H01L21/203
• 分類號: H01L21/203
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 朱進桂

技術領域

本公開大致涉及射頻(RF)濺射物理蒸汽沉積(PVD)，且更特別地涉及用于RF濺射PVD設備的成形陽極和條帶。

背景技術

射頻濺射PVD是用于在基底上沉積薄膜的方法。基底放置在真空室中，面向連接至RF電源的靶體。當施加RF功率時，形成等離子體。正氣體離子被拉向靶面，撞擊靶體，并通過動量傳遞移除靶原子。被移除的靶原子隨后沉積在基底上以形成薄膜層。

在物理蒸汽沉積期間，重要的是控制沉積的薄膜的特性。由于等離子體朝向真空室壁展開或反向沉積，在過程或薄膜的穩定性方面會出現問題。

發明內容

通常，在一個方面中，一種物理蒸汽沉積設備，包括具有側壁的真空室、陰極、射頻電源、基底支架、護罩和陽極。陰極位于真空室的內部，并且陰極被構造為包括濺射靶體。射頻電源被構造為向陰極施加功率。基底支架位于真空室的內部并與真空室的側壁電絕緣。護罩位于真空室的內部并電連接至真空室的側壁。陽極位于真空室的內部并電連接至真空室的側壁。陽極包括環狀體和從環狀體向內突出的環狀凸緣，并且環狀凸緣被定位為在靶體下面限定用于生成等離子體的體積。

這些和其它實施方式可以任選地包括下述特征中的一個或多個。環狀體可以包括上部和下部，并且上部可以比下部更靠近陰極。環狀凸緣可以從所述下部向內突出。陽極的上部上方的間隙可以構造為防止等離子體形成。

環狀凸緣的環形開口可以具有與基底支架近似相同的半徑。環狀凸緣可以從環狀體水平地突出。環狀凸緣可以從環狀體向下向內突出。環狀凸緣的更靠近陰極的半徑可以大于環狀凸緣的更遠離陰極的半徑。

靶體可以包括鋯鈦酸鉛(″PZT″)。真空室可以包括真空泵、過程氣體控制裝置或壓力測量裝置中的至少一個。陰極還可以包括構造為結合至靶體的金屬支撐板。陰極還可以包括磁控管組件。

通常，在另一方面中，物理蒸汽沉積設備包括具有側壁的真空室、陰極、射頻電源、基底支架、護罩、陽極、以及穿過真空室直接連接陽極和護罩的導電體。陰極位于真空室的內部，并且陰極構造為包括濺射靶體。射頻電源被構造為向陰極施加功率。基底支架位于真空室的內部并與真空室的側壁電絕緣。護罩位于真空室的內部并電連接至真空室的側壁。陽極位于真空室的內部并電連接至真空室的側壁。導電體構造為允許氣體在陽極和護罩之間流動。

這些和其它實施方式可以任選地包括下述特征中的一個或多個。導電體可以包括連接陽極和護罩的至少一根條帶。導電體可以包括網狀結構。

導電體可以連接在陽極的下表面和護罩的頂部之間。導電體可以連接在陽極的頂部和護罩的外表面之間。導電體可以在至少四個點處連接至陽極和護罩。

導電體可以包括銅。靶體可以包括鋯鈦酸鉛(″PZT″)。

真空室可以包括真空泵、過程氣體控制裝置或壓力測量裝置中的至少一個。陰極還可以包括構造為結合至靶體的金屬支撐板。陰極還可以包括磁控管組件。

某些實施方案可以具有下述優點中的一個或多個。陽極可以被設計為使得對于來自等離子體放電的返回RF電流的收集和電接地都具有足夠的表面積。連接陽極和護罩的導電體可以通過使護罩與接地陽極相同的電勢而降低等離子體向等離子體放電區域外面的流出。增加RF護罩表面積可以通過增加總的陽極表面積與陰極表面積比而穩定沉積過程。第二護罩可以降低室壁上的靶體材料沉積量。

在附圖和下文的描述中提出了本發明的一個或多個方式。根據所述描述、附圖和權利要求，本發明的其它特征、方面和優點將變得明顯。

附圖說明

圖1為包括延伸陽極的物理蒸汽沉積設備的實施方式的剖視圖。

圖1A為圖1的延伸陽極的放大視圖。

圖2示出用在物理蒸汽沉積設備中的陽極的立體圖。

圖3為包括延伸護罩的物理蒸汽沉積設備的實施方式的剖視圖。

圖3A為圖3的延伸護罩的放大視圖。

圖4為用在物理蒸汽沉積設備中的護罩的頂部的示意圖。

圖5圖示了將自偏直流電壓與用于不具有延伸陽極的物理蒸汽沉積設備的氣體流量相關聯的示例性曲線圖。

圖6圖示了將自偏直流電壓與用于包括延伸陽極的物理蒸汽沉積設備的氣體流量相關聯的示例性曲線圖。

在各個附圖中相同的附圖標記和標號表示相同的元件。

具體實施方式