[發明專利]在脈沖雙磁控管濺射(DMS)工藝中平衡靶消耗的系統和方法

有效

• 申請號: 201480040877.1
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN105555990B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: D·克里斯蒂
• 申請（專利權）人: 先進能源工業公司
• 主分類號: C23C14/00
• 分類號: C23C14/00;C23C14/34;C23C14/54;H01J37/34
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 苗征,于輝

1.濺射系統，其包括：

至少一個包括第一磁控管和第二磁控管的雙磁控管對，配置所述雙磁控管對中的每個磁控管以支持靶材；

包括與多個開關組件和多個電壓傳感器連接的直流電源的雙磁控管濺射(DMS)組件，配置所述DMS組件以獨立地控制對每個磁控管施加功率，并提供每個磁控管的電壓的測量；以及

一個或多個致動器，其配置為使用由所述DMS組件提供的測量控制每個磁控管的電壓；

其中配置所述DMS組件和所述一個或多個致動器以響應每個磁控管的電壓的測量，通過控制施加到每個磁控管的功率和電壓，平衡靶材的消耗。

2.根據權利要求1所述的系統，其中所述一個或多個致動器包括一個或多個：

氣體流量控制構件，以控制一個磁控管相對于另一個磁控管的反應性氣體的流量；和

旋轉組件，以控制每個磁控管的轉速。

3.根據權利要求1所述的濺射系統，其包括：

至少一個固定襯底。

4.根據權利要求1所述的濺射系統，其包括：

至少一個輔助氣體歧管；和

至少一個氣體流量控制器；其中

配置所述至少一個輔助氣體歧管和所述至少一個氣體流量控制器以改變一個磁控管的反應性氣體流量相對于另一個磁控管的反應性氣體流量。

5.根據權利要求1所述的濺射系統，其中：

配置所述DMS組件以將所述第一磁控管的第一燃燒電壓與所述第二磁控管的第二燃燒電壓匹配。

6.根據權利要求5所述的濺射系統，其中：

配置所述DMS組件以基于第一結束升壓時段和第一關斷時段之間測量的第一磁控管的平均電壓計算所述第一燃燒電壓；且

配置所述DMS組件以基于第二結束升壓時段和第二關斷時段之間測量的第二磁控管的平均電壓計算所述第二燃燒電壓。

7.根據權利要求5所述的濺射系統，其中：

配置所述DMS組件以計算工藝電壓。

8.根據權利要求1所述的濺射系統，其中：

配置所述DMS組件以改變相對于第一磁控管的第二磁控管的反應性氣體的流量。

9.根據權利要求1所述的濺射系統，其中：

配置所述DMS組件以調節所述第一磁控管和所述第二磁控管中至少一個的轉速。

10.根據權利要求1所述的濺射系統，其包括：

開關組件，其配置為接收直流功率并對所述第一磁控管和所述第二磁控管中的每一個施加脈沖直流功率；

電壓測量組件，其提供每個磁控管的電壓的測量，以使所述致動器能夠控制對所述磁控管的電壓的施加；并且其中

配置所述DMS組件以控制所述開關組件，以平衡對所述至少兩個磁控管中的每一個的功率的施加。

11.濺射方法，其包括：

布置至少兩個磁控管以形成至少一個雙磁控管對；

粘貼靶材到所述至少兩個磁控管中的每一個；

濺射靶材到襯底上；和

通過平衡施加到所述至少兩個磁控管中的每一個的功率和電壓以平衡靶材的消耗。

12.根據權利要求11所述的方法，其中平衡施加到每個磁控管的電壓包括以下一個或多個步驟：

改變一個磁控管相對于另一個磁控管的反應性氣體的流量；和

調節每個磁控管的轉速。

13.根據權利要求11所述的方法，其包括：

預測靶消耗中的失配。

14.根據權利要求13所述的方法；其中：預測失配包括計算所述至少兩個磁控管中的每一個的準直流燃燒電壓。

15.根據權利要求14所述的方法，其包括：

計算第一靶的靶表面的濺射率；并

計算第二靶的靶表面的濺射率。

16.DMS源，其包括：

開關組件，其被配置成接收直流功率并施加脈沖直流功率到至少兩個磁控管中的每一個；

控制器，其被配置成控制開關組件，以平衡對所述至少兩個磁控管中的每一個的功率的施加；

電壓測量組件，其提供每個磁控管的電壓的測量，以使致動器能夠控制對磁控管的電壓的施加。