[發明專利]膜沉積系統以及在膜沉積系統中控制粒子的方法

在審

• 申請號: 201910745121.1
• 申請日: 2019-08-13
• 公開（公告）號: CN110819954A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 郭宗翰;汪柏澍;王偉民
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/46;H01J37/32
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;鄭特強

本公開一些實施例提供一種使用粒子控制系統在沉積工藝中減少基板上的粒子污染的系統和方法，提供了膜沉積系統和在膜沉積系統中控制粒子的方法。在一些實施例中，膜沉積系統包括能密封以產生加壓環境的工藝腔室，配置以在加壓環境中包含等離子體、靶材以及基板；以及粒子控制單元，其中粒子控制單元被配置以提供外力到等離子體中的至少一個帶電原子以及至少一個污染粒子的每一者，至少一個帶電原子以及至少一個污染粒子是通過靶材與等離子體直接接觸而產生，外力被配置以將至少一個帶電原子引導朝向基板的頂表面，并將至少一個污染粒子引導遠離基板的頂表面。

技術領域

本公開實施例涉及一種膜沉積系統以及一種在膜沉積系統中控制粒子的方法。

背景技術

磁阻隨機存取存儲器(Magnetoresistive random-access memory，MRAM)是一種非揮發性隨機存取存儲器(non-volatile random-access memory)技術，并且通常是通過在真空下使用物理氣相沉積(physical vapor deposition)系統沉積多層材料以制造這種存儲器。在沉積期間，所述多層材料可能會被與系統或工藝相關的污染物污染。污染的主要類型之一是與靶材(target)相關的污染物，例如來自靶材表面的粒子(如薄片)。這種與靶材相關的污染物通常是由電弧放電、形態和組成的不均勻性(homogeneity)等所造成。沉積出的膜中的這些粒子可能會負面地影響膜的生長、性能以及裝置的性能。因此，需要一種能夠有效地防止在膜的沉積過程中發生粒子污染的方法和系統。盡管長期有這種需要，但并無合適的系統可滿足所述需求。

發明內容

本公開一些實施例提供一種膜沉積系統，包括能密封以產生加壓環境的工藝腔室，并配置以在加壓環境中包含等離子體、靶材以及基板；以及粒子控制單元，其中粒子控制單元被配置以提供外力到等離子體中的至少一個帶電原子以及至少一個污染粒子的每一者，至少一個帶電原子以及至少一個污染粒子是通過靶材與等離子體直接接觸而產生，外力被配置以將至少一個帶電原子引導朝向基板的頂表面，并將至少一個污染粒子引導遠離基板的頂表面。

本公開一些實施例提供一種在膜沉積系統中控制粒子的方法，包括：提供等離子體，以直接接觸工藝腔室中的至少一個靶材，從而產生至少一個帶電原子以及至少一個污染粒子；在等離子體中的至少一個帶電原子以及至少一個污染粒子的每一者上產生外力，以將至少一個帶電原子導引朝向基板；以及將至少一個帶電原子導引至基板的表面的第一位置上，其中是通過偏離工藝腔室中心的基板座以配置第一位置。

本公開一些實施例提供一種膜沉積系統，包括：工藝腔室，能密封以產生加壓環境，并配置以在加壓環境中包含等離子體、靶材以及基板；以及粒子控制單元，粒子控制單元被配置以提供外力到等離子體中的至少一個帶電原子以及至少一個污染粒子的每一者，至少一個帶電原子以及至少一個污染粒子是通過靶材與等離子體直接接觸而產生，外力被配置以將至少一個帶電原子引導朝向基板的頂表面，并將至少一個污染粒子引導遠離基板的頂表面，基板是通過偏離工藝腔室的中心的基板座支撐，且粒子控制單元包括至少一對電磁線圈或至少一對感應電極。

附圖說明

以下將配合附圖詳述本公開的實施例。應注意的是，依據在業界的標準做法，多種特征并未按照比例示出且僅用以說明例示。事實上，可能任意地放大或縮小元件的尺寸，以清楚地表現出本公開的特征。

圖1A示出根據本公開的一些實施例的具有粒子控制系統的物理氣相沉積系統的剖面圖。

圖1B示出根據本公開的一些實施例的具有粒子控制系統的物理氣相沉積系統的俯視圖。

圖2A示出根據本公開的一些實施例的具有粒子控制系統的物理氣相沉積系統的剖面圖。

圖2B示出根據本公開的一些實施例的具有粒子控制系統的物理氣相沉積系統的俯視圖。