[發明專利]離化率檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201310695110.X
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN104711524A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 邊國棟;邱國慶;丁培軍;王厚工
• 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: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

1.一種離化率檢測裝置，其特征在于，所述離化率檢測裝置包括離子沉積速率檢測單元和總沉積速率檢測單元；

所述總沉積速率檢測單元用于通過檢測沉積在被加工工件上的薄膜厚度而獲得濺射粒子的總沉積速率；

所述離子沉積速率檢測單元用于檢測濺射粒子中離子的沉積速率，其包括導電金屬片、隔離件、電流檢測裝置及直流電源；其中

所述被加工工件的上表面上覆蓋有絕緣層；所述導電金屬片置于所述被加工工件的絕緣層上；

所述隔離件采用絕緣材料制作，用以將導電金屬片與外界電絕緣；并且，所述隔離件的位于導電金屬片上方的位置處設有豎直的通孔，在進行濺射沉積工藝的過程中，濺射粒子通過所述通孔沉積至所述導電金屬片的上表面上；

所述直流電源的正極接地，負極與所述導電金屬片連接，用以在進行濺射沉積工藝的過程中向導電金屬片加載負偏壓；

所述電流檢測裝置串接于所述導電金屬片與所述直流電源之間的電路中，用于檢測該電路上的電流；

根據所述電流進行計算而獲得濺射粒子中離子的沉積速率，并通過計算所述濺射粒子的離子沉積速率與總沉積速率的比值而獲得濺射粒子的離化率。

2.根據權利要求1所述的離化率檢測裝置，其特征在于，所述導電金屬片的數量為多個，多個所述導電金屬片分布在被加工工件的絕緣層上的不同區域；

所述隔離件的數量為一個，其將所有導電金屬片與外界之間以及各個導電金屬片之間電絕緣，且所述通孔的數量與所述導電金屬片的數量相對應；或者，所述隔離件的數量為多個，每個隔離件將所有導電金屬片中的至少一個與外界之間以及與其他各個導電金屬片之間電絕緣，并且每個隔離件的通孔數量與被其電絕緣的導電金屬片的數量相對應。

3.根據權利要求1所述的離化率檢測裝置，其特征在于，所述通孔的孔壁在隔離件的上表面至下表面方向向內或向外傾斜。

4.根據權利要求1或3所述的離化率檢測裝置，其特征在于，所述隔離件的底部設有環繞所述通孔的凹部，所述凹部自所述通孔向所述隔離件的外周壁凹陷，并且

所述凹部在所述導電金屬片所在平面內的投影位于所述導電金屬片內。

5.根據權利要求4所述的離化率檢測裝置，其特征在于，所述凹部在水平方向的寬度和在豎直方向的高度之比大于3。

6.根據權利要求5所述的離化率檢測裝置，其特征在于，所述凹部在水平方向的寬度和在豎直方向的高度之比為6。

7.根據權利要求1所述的離化率檢測裝置，其特征在于，所述電流檢測裝置包括電流表，其串接于所述導電金屬片與所述直流電源之間的電路中，用于檢測該電路上的電流。

8.根據權利要求1所述的離化率檢測裝置，其特征在于，所述電流檢測裝置包括串接于所述導電金屬片與所述直流電源之間的電路上的電阻和與所述電阻并聯的電壓表或示波器，所述電壓表或示波器用于檢測所述電阻兩端的電壓，根據所述電壓而獲得所述電阻所在電路上的電流。

9.根據權利要求1所述的離化率檢測裝置，其特征在于，根據下述公式而獲得濺射粒子中離子的沉積速率：

v=I·ue·NA·ρ·S]]>

其中，v為濺射粒子中離子的沉積速率；I為由所述電流檢測裝置檢測獲得的電流；u為濺射材料的相對原子質量；e為元電荷；N_A為阿伏伽德羅常數；ρ為濺射材料的密度；S為所述通孔在水平方向的最小截面面積。

10.一種離化率檢測方法，其特征在于，其采用權利要求1-9任意一項所述的離化率檢測裝置檢測濺射粒子的離化率，其包括以下步驟：

通過檢測沉積在被加工工件上的薄膜厚度而獲得濺射粒子的總沉積速率；

檢測連接導電金屬片和直流電源的電路中的電流，并根據所述電流進行計算而獲得濺射粒子中離子的沉積速率；

通過計算所述濺射粒子的離子沉積速率與總沉積速率的比值而獲得濺射粒子的離化率。