[實用新型]一種物理濺射的硬件配置及系統

有效

• 申請號: 201921190611.1
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN211897094U
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 衛克拉瑪那雅卡·蘇尼爾
• 申請（專利權）人: 愛萊私人有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳

本實用新型公開了一種物理濺射的硬件配置，包括一個靶構件，被配置為陰極，用于產生濺射粒子；以及一個基板，用于沉積所述濺射粒子，形成沉積膜。其中，所述靶構件至少包括一個第一靶構件和一個第二靶構件，兩者相互獨立；所述第一靶構件在其長度方向具有一個基本均勻的第一侵蝕率；以及所述第二靶構件在其長度方向具有一個基本均勻的第二侵蝕率。本實用新型還公開了一種物理濺射的系統，包括上述物理濺射的硬件配置和其它配件。

相關申請

本實用新型申請要求新加坡專利申請第10201902041W號的申請日2019年03月07日為本實用新型的優先權日。所述新加坡優先權專利申請的題目為“用于線性物理濺射系統的硬件配置和使用該系統在基板上沉積膜的方法。(即原英文標題A HardwareConfiguration for a Linear Magnetron Sputtering System and a Methodology forDepositing a Film on a Substrate Using the Same)。此新加坡優先權專利申請的全部或有關內容以此引用的方式并入此中國實用新型(專利)申請。

技術領域

本申請屬于物理氣相沉積領域。具體地，本申請涉及一種物理濺射的硬件配置及系統。

背景技術

磁控濺射技術通過產生磁場來控制等離子體，用于濺射沉積。現有技術中存在幾種類型的磁控濺射的硬件配置，例如，美國專利US5328585和US5298137。其配置的共同特征是，具有一個耦合到直流(DC)電源的細長靶構件，一個位于所述靶構件上方的磁體配置，以及一個將基板移動到所述靶構件下方的機械裝置。所述磁體配置將等離子體中的帶電粒子限制在所述靶構件的附近，該靶構件也稱為陰極。這導致在所述靶構件的附近處等離子體密度增加，進而可以提高所述靶構件的濺射速率。圖1a、圖1b及圖2將做出詳細的解釋。

圖1a和圖1b分別示出了一種傳統的磁控濺射硬件配置的俯視圖和橫截面圖。上述磁控濺射硬件配置包括一個靶構件51和一個在靶構件51的正上方的磁體配置52，其用于在所述靶構件51下方產生跑道形磁場53。所述磁體配置52具有兩個磁體：內磁體52a，位于所述靶構件51的中心位置；和外磁體52b，圍繞在所述靶構件51的周邊位置，并沿著靶構件51的長度方向伸展。特別地，在面向靶構件51一側，所述內磁體52a和所述外磁體 52b的極性相反。優選地，對于面向靶構件51的一側，外磁體52b為南極，內磁體52a為北極。優選地，為了有效地回磁(magnetic flux return)，磁體52的上端連接到一個鐵磁金屬板54，例如鐵(iron)；而磁體52的下端保持打開。內磁體52a和外磁體52b充分分離，使得其磁場53穿過靶構件51，并在靶構件51的下方形成跑道形磁場53。

圖2示出了一個傳統的磁控濺射系統55的橫截面圖，其用于在面積較大的基板上濺射沉積材料。上述靶構件51和磁體配置52位于靠近外殼56的上壁周圍。直流(DC)電源 57產生直流(DC)電，為靶構件51供電。所述施加到靶構件51的直流(DC)功率可以在幾百瓦到幾十千瓦的范圍內，其取決于所需的沉積速率和基板的尺寸。

一個基板支架58連接到一個機電軌道系統59，其可以以預定的速度移動所述基板支架 58穿過靶構件51。所述機電軌道系統59包括一個步進電機或高分辨電機，一個驅動軸和用于檢測機電軌道系統59的起始和終止位置的傳感器。優選地，所述基板支架58具有一個機械夾緊系統(未示出)，用于夾緊放置在其上的基板60。所述基板支架58的尺寸由所述基板60的尺寸決定。

操作時，由所述外殼56包圍的腔室66被抽真空，并填充惰性氣體，以保持低真空度。優選地，所述惰性氣體為氬(Ar)。通過向靶構件51施加合適的負直流(DC)電，在外殼 56包圍的腔室66中內產生等離子體。所述等離子體中的電子和正離子被跑道形磁場53捕獲，進而使等離子體密度的增加。所述等離子體中的正離子朝向靶構件加速運動，獲得能量，再對靶構件51進行濺射。由于所述等離子體主要受限于所述跑道形磁場53，靶構件 51的侵蝕輪廓61也具有相同的跑道形狀。