[發(fā)明專利]具有雙位置磁控管及中央供給冷卻劑的陰極組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880046250.5
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN111033683B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 艾琳娜·H·威索克;希蘭庫瑪·薩萬戴亞;安東尼·陳志東;宋焦;帕拉沙特·帕布
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號: H01J37/34
• 分類號: H01J37/34
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

本文提供了磁控管組件的實(shí)施方式和包含該磁控管組件的處理系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中，磁控管組件包括：沿磁控管組件的中心軸延伸的主體；冷卻劑供給結(jié)構(gòu)，沿中心軸延伸穿過主體以沿中心軸向冷卻劑供給結(jié)構(gòu)下方的區(qū)域提供冷卻劑；和可旋轉(zhuǎn)磁體組件，連接到主體的底部并具有多個磁體。在一些實(shí)施方式中，可旋轉(zhuǎn)磁體組件配置成垂直移動。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容的實(shí)施方式一般涉及用于物理氣相沉積室的用于基板處理的磁控管。

背景技術(shù)

濺射，或者稱為物理氣相沉積(PVD)，長期以來一直用于在半導(dǎo)體集成電路的制造中沉積金屬和相關(guān)材料。PVD的使用已經(jīng)擴(kuò)展到將金屬層沉積到高深寬比孔的側(cè)壁上，例如通孔或其他垂直互連結(jié)構(gòu)。目前，先進(jìn)的濺射應(yīng)用包括將具有高應(yīng)力和高離子密度的材料沉積到這些通孔中。

例如，鈦、鉭等已用于硅通孔(TSV)應(yīng)用中。發(fā)明人已經(jīng)觀察到，在利用高應(yīng)力靶材料并因此使用高功率的這種應(yīng)用中，由于高靶溫度和不充分的冷卻，靶開始破裂和彎曲。盡管已經(jīng)使用冷卻劑來冷卻靶組件的背面，但是磁控管經(jīng)常阻礙冷卻劑到達(dá)靶的磁體在給定時間設(shè)置于其上的部分。

發(fā)明人還觀察到，這種應(yīng)用中的沉積速率在靶壽命期間降低，因此也降低了腔室的產(chǎn)出。例如，在使用鈦靶的TSV應(yīng)用中，沉積速率在靶壽命期間從每秒18埃(A/s)降低至12A/s。解決沉積速率降低的常規(guī)方法包括改變功率以補(bǔ)償沉積速率降低。然而，改變功率是費(fèi)力的并且需要持續(xù)監(jiān)測腔室的沉積速率。

因此，發(fā)明人提供了一種改進(jìn)的陰極組件，具有解決上述問題的磁控管。

發(fā)明內(nèi)容

本文提供了磁控管組件的實(shí)施方式和包含該磁控管組件的處理系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中，磁控管組件包括沿磁控管組件的中心軸延伸的主體；冷卻劑供給結(jié)構(gòu)，沿中心軸延伸穿過主體以沿中心軸向冷卻劑供給結(jié)構(gòu)下方的區(qū)域提供冷卻劑；和可旋轉(zhuǎn)磁體組件，連接到主體的底部并具有多個磁體。在一些實(shí)施方式中，可旋轉(zhuǎn)磁體組件配置成垂直移動。

在一些實(shí)施方式中，磁控管組件包括沿磁控管組件的中心軸延伸的主體；冷卻劑供給結(jié)構(gòu)，沿中心軸延伸穿過主體以沿中心軸向冷卻劑供給結(jié)構(gòu)下方的區(qū)域提供冷卻劑；和可旋轉(zhuǎn)磁體組件，連接到主體的底部并具有多個磁體，其中可旋轉(zhuǎn)磁體組件配置成垂直移動。

在一些實(shí)施方式中，磁控管組件包括沿磁控管組件的中心軸延伸的主體；冷卻劑供給結(jié)構(gòu)，沿中心軸延伸穿過主體，以沿中心軸向冷卻劑供給結(jié)構(gòu)下方的區(qū)域提供冷卻劑；可旋轉(zhuǎn)磁體組件，耦合到所述主體的底部并具有多個磁體，其中所述可旋轉(zhuǎn)磁體組件被配置為以距所述中心軸第一距離和距所述中心軸第二距離處圍繞所述中心軸旋轉(zhuǎn)，并且其中可旋轉(zhuǎn)磁體組件配置為垂直移動；第一傳感器，被配置為檢測可旋轉(zhuǎn)磁體組件何時以第一距離旋轉(zhuǎn)；和第二傳感器，被配置為檢測可旋轉(zhuǎn)磁體組件何時以第二距離旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，可旋轉(zhuǎn)磁體組件配置成垂直移動。

在一些實(shí)施方式中，磁控管組件包括沿磁控管組件的中心軸延伸的伸縮主體；冷卻劑供給結(jié)構(gòu)，沿中心軸延伸穿過伸縮主體以沿中心軸向冷卻劑供給結(jié)構(gòu)下方的區(qū)域提供冷卻劑；可旋轉(zhuǎn)磁體組件，耦合到伸縮主體的底部并且具有多個磁體，其中可旋轉(zhuǎn)磁體組件被配置為垂直移動，其中可旋轉(zhuǎn)磁體組件被配置為距中心軸第一距離和距中心軸第二距離處圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)；和連接到伸縮主體的馬達(dá)，用于控制可旋轉(zhuǎn)磁體組件的垂直位置。

以下描述本公開內(nèi)容的其他和進(jìn)一步的實(shí)施方式。

附圖說明

通過參考附圖中描繪的本公開內(nèi)容的說明性實(shí)施方式，可以理解以上簡要概述以及下面更詳細(xì)討論的本公開內(nèi)容的實(shí)施方式。然而，附圖僅示出了本公開內(nèi)容的典型實(shí)施方式，因此不應(yīng)視為對范圍的限制，因?yàn)楸竟_內(nèi)容可允許其他同等有效的實(shí)施方式。

圖1描繪了根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實(shí)施方式的處理腔室的示意性截面圖。

圖2描繪了根據(jù)本公開內(nèi)容的一些實(shí)施方式的磁控管組件的示意性截面圖。