[發明專利]磁控濺射源及磁控濺射設備

無效

• 申請號: 201010281329.1
• 申請日: 2010-09-13
• 公開（公告）號: CN102400107A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 楊柏
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張天舒;陳源

技術領域

本發明涉及磁控濺射技術，特別涉及一種磁控濺射源及磁控濺射設備。

背景技術

在半導體工業集成電路制造行業中，多采用磁控濺射(Magnetron?Sputtering)技術，主要用于鋁、銅等金屬薄膜的沉積，以構成金屬接觸、金屬互連線等。

工藝中，磁控濺射過程可為：工藝腔室中的電子在電場作用下向基片運動，在飛向基片的過程中與氬原子碰撞，使氬原子電離得到帶正電的氬離子和二次電子；其中，氬離子向具有負電勢的靶材方向加速運動的過程中獲得動量，轟擊靶材使靶材發生濺射，以生成濺射粒子；二次電子在電場和外加磁鐵產生的磁場的作用下，其運動軌跡近似于一條擺線，二次電子在沿其軌跡運動的過程中繼續碰撞氬原子以電離得到新的氬離子和新的二次電子；再者，氬離子轟擊靶材所生成濺射粒子中的中性靶材原子或分子遷移到硅片表面，并通過沉積的方式在硅片表面凝聚以形成薄膜，該薄膜具有和靶材基本相同的組份；且在由氬離子轟擊靶材時所產生的尾氣或其它雜質可由真空泵抽走。

但是在上述工藝中，由于靶材和磁鐵的相對位置是相對固定的，磁鐵所產生的磁場無法均勻分布于整個靶材濺射面，從而在影響二次電子運動軌跡、減少二次電子與氬原子碰撞次數以使氬離子的生成數量偏少的同時，使得沒有足夠的氬離子來轟擊靶材濺射面，導致靶材的濺射利用率相對較低且濺射均勻性較差。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種磁控濺射源及磁控濺射設備，以解決現有技術中由于靶材和磁鐵的位置相對固定，從而導致靶材的利用率相對較低且濺射均勻性較差的技術問題。

為解決上述問題，本發明實施例提供了一種磁控濺射源，其中，包括：靶材、磁體、固定板和動力源；

所述磁體設置于所述固定板上；

所述固定板連接于所述動力源，該動力源用于驅動所述固定板繞自身中心軸旋轉；

所述靶材與所述固定板同中心軸平行設置，且所述靶材與所述固定板作相對運行。

其中，磁體包括至少一塊磁鐵，所述至少一塊磁鐵在所述固定板不均勻地分布

其中，所述靶材與所述固定板均環繞所述中心軸轉動，所述靶材與所述固定板之間存在速度差。

其中，所述靶材與所述固定板中的一個環繞所述中心軸轉動，另一個靜止。

其中，所述靶材為圓形靶材或環形靶材。

其中，所述靶材為中通的圓錐臺結構的靶材。

其中，所述靶材濺射面與自身中心軸的夾角范圍為30-90度之間。

其中，所述靶材固定在背板上，所述背板連接有加熱設備，用于控制所述靶材溫度。

進一步地，磁控濺射源還包括另一動力源，該另一動力源連接于所述靶材，用于驅動所述靶材繞自身中心軸旋轉。

本發明實施例還提供了一種磁控濺射設備，其中包括：工藝腔室、真空泵以及采用上述的任意一種的磁控濺射源。

本發明具有下述有益效果：

本發明所提供的技術方案，通過固定有磁鐵的固定板與靶材做相對運動，可在一定時間內使磁鐵所產生的磁場掃描到靶材的每一個位置，調整二次電子的運動軌跡以增加二次電子與氬原子碰撞次數，進而使得氬原子能夠充分電離以產生更多的氬離子，從而提高了氬離子在轟擊靶材過程中的靶材的濺射利用率和濺射均勻性。

附圖說明

圖1為本發明提供的磁控濺射源第一具體實施例的結構示意圖；

圖2A為本發明提供的磁控濺射源第二具體實施例的結構示意圖；

圖2B為圖2A中B-B方向的截面圖；

圖3為本發明提供的磁控濺射源第三具體實施例的俯視圖；

圖4為本發明提供的磁控濺射源第四具體實施例的俯視圖；

圖5為本發明提供的磁控濺射源第五具體實施例的俯視圖；

圖6A為本發明提供的磁控濺射源第六具體實施例中靶材的立體圖；

圖6B為本發明提供的磁控濺射源第六具體實施例中靶材的俯視圖；

圖6C為圖6B中靶材C-C方向的截面圖；以及

圖7為本發明實施例磁控濺射設備具體實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本發明實施例的技術方案做進一步地詳細描述。