[發明專利]磁控管驅動機構、磁控源和磁控濺射設備

有效

• 申請號: 201810167808.7
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN110205592B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 魏景峰;佘清;趙夢欣;侯玨
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 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;姜春咸

本發明公開了一種磁控管驅動機構、磁控源和磁控濺射設備。磁控管驅動機構包括導軌、移動件、升降組件和旋轉組件；移動件設置在所述導軌上且能沿所述導軌往復移動，用于與磁控管連接；升降組件與所述移動件連接，并能夠作往復移動，以帶動所述移動件在所述導軌上移動，以使得所述磁控管對應于靶材的不同區域；旋轉組件與所述導軌連接，所述旋轉組件能夠轉動，以驅動對應于靶材的不同區域處的磁控管繞靶材的中心軸轉動。通過合理地控制升降組件的移動行程以及合理地控制旋轉組件的轉速，可以使得靶材的任意區域處得到均勻的腐蝕，從而可以實現全靶腐蝕，進而可以提高產品的工藝制作良率，降低產品制作成本。

技術領域

本發明涉及半導體設備技術領域，具體涉及一種磁控管驅動機構、一種包括該磁控管驅動機構的磁控源和一種包括該磁控源的磁控濺射設備。

背景技術

磁控濺射或濺射(Sputtering)沉積技術是物理氣相沉積(Physical VaporDeposition，PVD)的一種，是半導體工業中最廣為使用的一類薄膜制造技術，泛指采用物理方法制備薄膜的薄膜制備工藝。物理氣相沉積技術可應用于很多工藝領域，如銅互連線技術、封裝領域中的硅穿孔(Through Silicon Via，TSV)技術等等。

為了改善濺射的效果，往往在靶材附近設置磁控管，它可以迫使等離子中的電子按照一定的軌道運動，增加了電子的運動時間，從而增加了電子和電離的氣體的碰撞的機會，進而可以得到高密度的等離子體，提高了沉積速率。同時磁控管所控制的電子運動軌跡會影響不同位置的靶材的侵蝕速率、靶材的壽命、薄膜沉積的均勻性以及離化率等重要參數。同時，為了使晶片表面獲得均勻的濺射，通常磁控管是在電機的驅動下相對于靶材的中心軸旋轉的，用來實現在靶材表面均勻掃描。

美國專利申請US 2008/0060938A1公開了一種磁控管制動器，其可以以近乎任意徑向與方位角路徑與電漿濺射室的靶材背面移動磁控管。磁控管制動器包括二同軸旋轉軸桿，其沿著腔室中心軸延時并耦接至二獨立控制的旋轉制動器。周轉圓構件或蛙腿式構件系機械連接軸桿和磁控管，用以控制其徑向與方位角位置。垂直制動器一前一后地垂直移動軸桿，借以改變磁控管與靶材背面的間隔及補償正面的侵蝕。旋轉制動器分別連接至軸桿，或者可以旋轉之環形齒輪輪通過固定與似行星運行的惰輪齒輪而耦接至軸桿。二徑向隔開之感測器偵測附接至周轉圓構件之內臂與外臂的反射器，用于引導控制器。具體地可以參考公開文本，在此不作詳細描述。

顯然，上述專利所公開的磁控管制動器中，其雖然能夠實現多種的磁控管運動軌跡，從而實現磁控管對靶材的全靶腐蝕。但是其運動機構復雜，運動控制算法復雜，運動可靠性低。

因此，如何設計一種運動軌跡簡單且可靠性高的磁控管驅動機構成為本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種磁控管驅動機構、一種包括該磁控管驅動機構的磁控源以及一種包括該磁控源的磁控濺射設備。

為了實現上述目的，本發明的第一方面，提供了一種磁控管驅動機構，包括：

導軌；

移動件，設置在所述導軌上且能沿所述導軌往復移動，所述移動件用于與磁控管連接；

升降組件，與所述移動件連接，所述升降組件能夠作往復移動，以帶動所述移動件在所述導軌上移動，以使得所述磁控管對應于靶材的不同區域；

旋轉組件，與所述導軌連接，所述旋轉組件能夠轉動，以驅動對應于靶材的不同區域處的磁控管繞靶材的中心軸轉動。

優選地，所述升降組件包括升降軸和第一連桿，所述移動件包括第一滑塊；

所述第一連桿的一端與所述升降軸可轉動連接，所述第一連桿的另一端與所述第一滑塊可轉動連接；并且，