[發明專利]磁控電極裝置及包含磁控電極裝置的等離子處理系統

有效

• 申請號: 201210199908.0
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN103510060A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 虞文韜;張艷芳;薛濤;劉陽
• 申請（專利權）人: 永恒科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;H01J37/32;H01J37/34
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 張世俊

技術領域

本發明涉及一種物理氣相沉積(PVD)涂布設備，特定來說涉及一種應用于濺射機的等離子處理系統及磁控電極裝置。

背景技術

以習知技術而言，用于在真空中沉積薄膜涂布層于待處理對象上的方法通常可分類為物理氣相沉積(PVD)或化學氣相沉積(CVD)。物理氣相沉積(PVD)又可分為蒸鍍(evaporation)(以熱為能量來源)與濺射(sputtering)(以等離子氣體為能量來源)。

早期的濺射技術系采用一對設置于真空中的陽極與陰極，且所述陰極系以欲濺射的材料或金屬(靶材)所形成，所能達成的沉積速率很低。目前較先進的濺射技術系在平坦的濺射表面附近形成以磁通量的拱線所構成的磁場，使得所述磁力線貫穿所述靶材，且于所述靶材上產生侵蝕區域(erosion?region)，但此等濺射技術無法被有效地控制，因此所產生的沉積質量較不穩定。

由此可知，習知的物理氣相沉積(PVD)設備與制程無法以高沉積速率在待處理對象表面上沉積介電薄膜或半導電性薄膜(semiconducting?film)。此外，習知物理氣相沉積(PVD)無法在沉積期間提供可精確控制且穩定的沉積制程。

因此，極需一種能夠改善沉積制程的可控制性與穩定性，同時進一步達到高沉積速率的等離子處理系統及磁控電極裝置。

發明內容

為了解決上述習知技術的問題，本發明之目的在于提供一種能夠大幅提升等離子密度，以達到高沉積速率同時改善沉積制程的可控制性與穩定性的等離子處理系統及磁控電極裝置。

本發明的實施例提供一種磁控電極裝置，包含：第一電極組件；第一磁性體組，具有復數個第一磁性體；第二電極組件；以及第二磁性體組，具有復數個第二磁性體；其中，所述第一磁性體組中相鄰的所述第一磁性體的磁極性彼此相異，所述第二磁性體組中相鄰的所述第二磁性體的磁極性彼此相異，且所述第一磁性體組中所述第一磁性體的磁極性與相鄰之所述第二磁性體組中所述第二磁性體的磁極性彼此相異。

本發明的另一實施例提供一種等離子處理系統，包含：配置為真空或壓力氣氛的容器；復數個磁控電極裝置，所述磁控電極裝置分別包括：電極組件；及磁性體組，具有復數個磁性體；其中，所述磁性體組中相鄰的所述磁性體的磁極性彼此相異。

本發明的又一實施例提供一種等離子處理系統，包含：配置為真空或壓力氣氛的容器；復數個磁控電極裝置，排列成為互相平行的或等距的曲線的兩個序列結構，所述磁控電極裝置分別包括：電極組件；及磁性體組，具有復數個磁性體；其中，所述磁性體組中相鄰的所述磁性體的磁極性彼此相異。

附圖說明

圖1A-1B顯示本發明的實施例所揭示的磁控電極裝置與所產生的磁力線的截面示意圖；

圖2顯示本發明的另一實施例所揭示的磁控電極裝置與所產生的濺鍍區域的截面示意圖；

圖3顯示應用本發明的又一實施例所揭示的等離子處理系統的示意圖；以及

圖4A-4B顯示應用本發明的再一實施例所揭示的等離子處理系統的示意圖。

具體實施方式

圖1A-1B顯示本發明的實施例所揭示的磁控電極裝置10與所產生的磁力線105，107的示意圖。首先，如圖1A所示，所述磁控電極裝置10至少包含第一電極組件112、第一磁性體組(由復數個第一磁性體114所組成)、第二電極組件122及第二磁性體組(由復數個第二磁性體124所組成)。

如圖1A-1B所示，所述第一磁性體組中相鄰的所述第一磁性體114的磁極性彼此相異，也就是配置為…-S-N-S-…的磁極性組態。同樣地，所述第二磁性體組中相鄰的所述第二磁性體124的磁極性也彼此相異，且配置為…-N-S-N-…的磁極性組態。此外，構成所述第一磁性體組中所述第一磁性體114的磁極性(例如：S極)與相鄰之所述第二磁性體組中所述第二磁性體124的磁極性(例如：N極)彼此相異的組態。

如圖1A所示，由所述第一磁性體114與所述第二磁性體124所產生的磁力線105分別貫穿各自的靶材118，128，形成所述第一磁性體組中所述第一磁性體114之間的閉合磁路及所述第二磁性體組中所述第二磁性體124之間的閉合磁路。此外，如圖1B所示，由所述第一磁性體114與所述第二磁性體124間所產生的磁力線107也分別貫穿各所述靶材118，128，形成所述第一磁性體組中所述第一磁性體114與所述第二磁性體組中所述第二磁性體124之間的閉合磁路。所述磁力線105，107可在所述靶材上產生所欲的侵蝕區域，將靶材透過等離子氣體沉積在待處理基板(未繪示)的表面。