[實用新型]堿金屬和堿土金屬的沉積系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120496500.0
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN202465855U
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 秉圣·郭;斯蒂芬·班格;邁克爾·柯尼希;弗洛里安·里斯;拉爾夫·霍夫曼
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/14
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;鐘強

相關申請的交叉引用

本申請要求享有2010年11月24日提交的美國臨時申請序列號61/417,108的權益，在此通過引用的方式將該申請的全部內容并入本文。

技術領域

本實用新型大體涉及用于堿金屬和堿土金屬的沉積系統(tǒng)，更具體地說，涉及高產量沉積系統(tǒng)。

背景技術

已知現(xiàn)有技術的堿金屬和堿土金屬沉積系統(tǒng)產量低且不易于擴展為高產量和大基板。需要堿金屬和堿土金屬沉積源和沉積系統(tǒng)，這樣的堿金屬和堿土金屬沉積源和系統(tǒng)(1)可用于不同基板規(guī)格，所述基板規(guī)格包括圓形、矩形等，(2)尺寸可以適應任何尺寸的基板，以及(3)允許高產量沉積-允許成本可競爭地制造諸如薄膜電池和電變色窗口之類的器件。

實用新型內容

大體上，本實用新型的實施例提供用于沉積堿金屬和堿土金屬的高沉積速率源和系統(tǒng)，可適配于任何室形狀因數(shù)，且尺寸可用于任何尺寸基板。這些系統(tǒng)可配置有濺射靶，所述濺射靶具有有效冷卻通道和氣密密封的可清潔蓋，以在于惰性氣氛下將靶安裝到沉積室中之前保護對環(huán)境敏感的靶。而且，可利用以下項配置這些系統(tǒng)：(1)較輕的惰性氣體和/或惰性氣體的混合物；和(2)單種和多種功率源，例如直流(DC)功率源、脈沖直流功率源、射頻(RF)功率源、射頻-直流(RF-DC)功率源、脈沖直流-射頻(DC-RF)功率源、脈沖直流-高頻(DC-HF)功率源和/或其他雙頻功率源。再進一步地，這些系統(tǒng)可配置有與平坦濺射靶平行的平坦基板，(對于組合工具構造)，所述濺射靶具有比基板大的表面積，或者(對于串聯(lián)(in-line)構造)所述濺射靶具有比基板大的寬度，由此提供這樣的系統(tǒng)：能夠均勻沉積且尺寸可以適應任何形狀和尺寸的平坦基板。靶也可是圓柱形或者是環(huán)形形狀，以便旋轉用于高的材料利用率應用。

根據(jù)本實用新型的各方面，用于堿金屬/堿土金屬的沉積系統(tǒng)可包括：真空室；在真空室內的金屬濺射靶，所述靶包括貼附到背板的靶材料，所述背板包括冷卻通道；在真空室內的基板固定器，所述固定器配置成保持基板，所述基板面對且平行于金屬濺射靶；以及多個功率源，所述多個功率源配置成向在基板和靶材料之間點燃的等離子體施加能量。冷卻通道的截面可為圓形的、矩形的或者錐形的。而且，能實現(xiàn)較低溫度的致冷劑可用在冷卻通道中以最大化冷卻效率，使所述系統(tǒng)能應對高功率、高沉積速率和高產量處理。單個和多個功率源可包括DC功率源、脈沖DC功率源、RF功率源、RF-DC功率源、脈沖DC-RF功率源、脈沖DC-HF功率源和/或其他雙頻功率源。多頻功率源可允許反卷積控制等離子體特性(自偏壓、等離子體密度、離子和電子能量等)，從而，與使用單個功率源的其他可能性相比，可在較低功率下達到較高生產條件。例如，可使用較低頻功率源來控制自偏壓，同時可使用較高頻功率源來控制離子密度。

優(yōu)選地，所述沉積系統(tǒng)還包括泵和冷卻單元，所述泵和冷卻單元配置成經由所述冷卻通道循環(huán)致冷劑。

優(yōu)選地，在低于零攝氏度的溫度下向所述冷卻通道提供所述致冷劑。

優(yōu)選地，所述沉積系統(tǒng)還包括蓋，所述蓋配置成安裝在所述靶材料上方，所述蓋和所述金屬濺射靶配置成在所述蓋和所述金屬濺射靶之間形成密封。

優(yōu)選地，所述蓋包括把手，用于去除或者替換在所述沉積系統(tǒng)內的所述蓋，所述沉積系統(tǒng)配置成適應自動去除所述蓋并將所述蓋存儲在與所述金屬濺射靶相鄰的非濺射區(qū)域中。

優(yōu)選地，所述蓋包括閥，用于提供在所述靶材料和所述蓋之間的密封空間的通道，以便泵送、凈化或者加壓所述密封空間中的氣體。

優(yōu)選地，所述多個功率源包括耦合到所述靶的第一射頻功率源和耦合到所述靶的第二射頻功率源，所述第一射頻功率源和所述第二射頻功率源配置成向所述金屬濺射靶提供不同頻率。

優(yōu)選地，所述第一射頻功率源控制靶材料自偏壓，并且所述第二射頻功率源控制所述等離子體中的離子密度。

優(yōu)選地，所述多個功率源包括耦合到所述靶的射頻功率源和耦合到所述靶的直流功率源。

優(yōu)選地，所述多個功率源包括耦合到所述靶的射頻功率源和耦合到所述靶的脈沖直流功率源。

優(yōu)選地，所述沉積系統(tǒng)配置成結合到組合工具中。

優(yōu)選地，所述靶材料的表面積大于基板面積。

優(yōu)選地，所述沉積系統(tǒng)配置成結合到串聯(lián)工具中。

優(yōu)選地，所述靶材料寬度大于基板寬度。

優(yōu)選地，所述沉積系統(tǒng)還包括耦合到所述真空室的工藝氣體源，所述工藝氣體源包括惰性氣體源，選擇原子量小于所述靶材料原子量的所述惰性氣體。