[發明專利]磁控管濺射方法、磁控濺射電極及其裝置

有效

• 申請號: 201210194286.2
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN103290377A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 何寧;韓拓揚;潘高
• 申請（專利權）人: 成都天馬微電子有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;H01J37/32
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及一種磁控管濺射方法、磁控管濺射電極及其裝置。

背景技術

圖1所示為目前的磁控管濺射裝置（以下稱為濺射裝置）。濺射裝置1擁有真空濺射室11，在真空濺射室11上部有基板搬運裝置2，基板搬運裝置2包含裝載處理基板S的載體21和成膜時的掩體22，并且真空濺射室11設有氣體導入裝置3。氣體導入裝置3通過設有流量控制錕31的氣管32與其他源33相通，可向真空濺射室11導入一定流量的Ar或H₂O等氣體。在真空濺射室11的下側，配置有磁控管濺射電極4。

磁控管濺射電極4包括在處理基板S對面設置的靶41，靶41的大小較處理基板S長寬均要大些，靶41固定在背板42上，通過絕緣板43安裝在磁控濺射電極4的框架44上，通電后在靶41與處理基板S間可以形成電場。在磁控管濺射電極4中，在靶41的后方裝備有磁鐵組件45和驅動裝置46，磁鐵組件45水平方向的寬度（即圖中45a的寬度）一般遠小于靶41水平方向的寬度，磁鐵組件45可以在靶41的前方形成磁通，磁通與電場共同作用使等離子體濺射靶41，在處理基板S成膜期間，磁鐵組件45依靠驅動裝置46在平行靶41的水平方向上（矩形長邊）的兩個折返端位置間以特定速度平行且往返運動，為了保證處理基板S的膜厚的平整性，在處理基板區域內的濺射時間要保持一致或相近，但以特定速度運動的磁鐵組件45在端處的兩個折返端位置折返時有一個加、減速的過程，磁通在該區域的停留時間較其他區域要長些，該區域的靶材侵蝕速率要高于其他區域。因此磁鐵組件45往返運動的兩個折返端位置選擇在處理基板S邊緣還要靠外的區域。

請參見圖2所示，在靶41的水平寬度方向上，兩端的折返端位置會因為磁鐵組件的兩束磁力線M1、M2形成侵蝕最嚴重的部分ER1、ER2，最嚴重的部分ER1和ER2之間會間隔EP，間隔EP的距離受到實際磁鐵組件45b和45c的間距影響。將磁鐵組件45處于用實線標示的位置時作為一個端點，也是磁鐵組往返運動的原點（起點），將磁鐵組件45處于用虛線標示的位置時作為另一端點，DS是磁鐵組件45的運動距離，DS=960mm。磁鐵組件從原點出發，運動到另一個端點后折返再回至原點，以這樣的動作作為一個動作系列，濺射過程中將重復該動作系列。

這樣，磁鐵組件45能夠以規定速度在處理基板對向區域運動，能夠均勻地刻蝕處理基板對向的靶材形成規定均勻的膜層，但在兩端點停留時，由于在處理基板對向的靶材以外的區域磁鐵組件運動需要減速停止、加速起動的過程，該區域的靶材會形成嚴重刻蝕區域，該區域直接影響靶材的使用效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種磁控管濺射方法、磁控管濺射電極及其裝置，能解決處理基板均勻鍍膜時，在處理基板水平兩側邊緣的兩個折返端位置往返運動對靶材固定區域刻蝕不均勻，從而影響靶材使用效率的問題。

為解決上述問題，本發明提供一種磁控管濺射方法，向真空室內配置的靶的對向位置順序搬運處理基板，在該靶的前方形成磁通，同時在靶與處理基板間形成電場，磁通與電場共同作用使等離子體濺射靶，所述磁通以一預設速度相對靶做平行的往返運動以在處理基板上成膜，在上一處理基板成膜結束后，下一處理基板搬運至與靶對向位置之前，平行移動所述磁通以使所述磁通往返運動的折返端位置相對靶改變。

進一步的，平行移動所述磁通而產生的所有折返端位置均不同。

進一步的，所述折返端位置的改變為周期性重復改變。

進一步的，所述周期性重復改變的周期大于或等于2。

進一步的，所述折返端位置在靶區域以內但在處理基板成膜濺射區域以外。

本發明提供一種磁控管濺射電極，包括：

在處理基板對面設置的靶；

在所述靶的背面設置的磁鐵組件，用于在該靶的前方形成磁通；

在所述靶的背面設置的驅動裝置，用于驅動所述磁鐵組件以一預設速度相對靶做平行的往返運動以在處理基板上成膜，并在上一處理基板成膜結束后，下一處理基板搬運至與靶對向位置之前，平行移動所述磁鐵組件以使所述磁鐵組件往返運動的折返端位置相對靶改變。

進一步的，所述折返端位置的改變為周期性重復改變。

進一步的，所述周期性重復改變的周期大于或等于2。

本發明一種磁控濺射裝置，包括上述磁控濺射電極。

進一步的，所述磁控濺射裝置還包括：

真空濺射室，用于提供真空環境；

基板搬運裝置，設置于真空濺射室中，用于搬運處理基板；