[發明專利]用于半導體處理腔室中的磁控管組件的方法和設備

在審

• 申請號: 201980036904.0
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN112219255A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 汪榮軍;王曉東;王偉
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01J37/34
• 分類號: H01J37/34
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

一種用于處理半導體的設備，所述設備包括處理腔室，所述處理腔室具有設置在頂部適配器組件中的多個陰極。具有磁控管組件的多個陰極包括：用于支撐磁控管組件的分流板；環磁極組件，所述環磁極組件耦接至分流板且具有環磁極、線性磁極和中心磁極，線性磁極從環磁極延伸到位于磁控管組件的中心處的中心磁極；和開環磁極電弧組件，所述開環磁極電弧組件耦接至分流板且圍繞中心磁極的至少一部分而不與線性磁極相交。磁控管組件被定向成使得開環磁極電弧組件的開口朝向屏蔽件的外壁加以定向。

技術領域

本原理的實施方式一般涉及半導體處理腔室。

背景技術

在半導體處理中使用等離子體以在稱為濺射的處理中將薄的材料層沉積到基板上。可以使用DC濺射或RF濺射來完成等離子體濺射。等離子體濺射通常包括位于濺射靶材背面的磁控管，以將磁場投射到處理空間中以增加等離子體的密度并增強濺射速率。多陰極處理腔室使用多個濺射靶材，這些濺射靶材通常緊密間隔以增加單個腔室中的陰極數量。發明人已經觀察到，當陰極更靠近處理配件屏蔽件(process kit shield)時，可能在處理配件上形成重的材料沉積物而導致剝離和污染。

因此，發明人提供了用于半導體腔室中的磁控管的改進方法和設備。

發明內容

茲提供方法和設備，其為半導體腔室提供增強的磁控管，以減少/防止在屏蔽件壁(shield wall)上的過量沉積，這會導致剝離和污染。

在一些實施方式中，磁控管組件包括：用于支撐磁控管組件的分流板(shuntplate)；環磁極組件(loop magnetic pole assembly)，其耦接至分流板且具有環磁極、線性磁極和中心磁極，所述線性磁極從環磁極延伸到位于磁控管組件的中心處的中心磁極中；和開環磁極電弧組件(open loop magnetic pole arc assembly)，其耦接至分流板，且圍繞中心磁極的至少一部分而不與線性磁極相交。

在一些實施方式中，磁控管組件可進一步包括：其中開環磁極電弧組件具有大約180度至大約350度的弧長，其中磁控管組件位于處理腔室的陰極中，其中陰極至少是多陰極處理腔室中的多個陰極中的一個，其中磁控管組件安裝在處理腔室中，且開環磁極電弧組件的開口部分靠近處理腔室內的屏蔽件的外壁，其中環磁極組件具有均勻分布的磁體，其中開環磁極電弧組件具有均勻分布的磁體，其中開環磁極電弧組件或環磁極組件的至少一部分由鐵磁材料所制成，其中開環磁極電弧組件的第一寬度和環磁極的第二寬度近似相等，其中，環磁極和開環磁極電弧組件之間的第一距離和開環磁極電弧組件與中心磁極之間的第二距離近似相等，其中開環磁極電弧組件的第一端和線性磁極之間的第三距離與開環磁極電弧組件的第二端和線性磁極的第四距離近似相等，其中環磁極具有圍繞中心磁極的中心點的第一恒定半徑，且開環磁極電弧組件具有圍繞中心磁極的中心點的第二恒定半徑，第一恒定半徑大于第二恒定半徑，和/或其中環磁極與開環磁極電弧組件之間的第一距離和開環磁極電弧組件與中心磁極之間的第二距離是不同的。

在一些實施方式中，一種用于處理半導體的設備包括處理腔室，所述處理腔室具有形成內部容積的腔室主體和頂部適配器組件，以及設置在頂部適配器組件中的至少一個陰極，所述至少一個陰極具有磁控管組件，其被配置成產生磁場，所述磁場的靠近內部容積壁的一部分具有降低的磁場強度。

在一些實施方式中，磁控管可進一步包括：用于支撐磁控管組件的分流板；環磁極組件，其耦接至分流板且具有環磁極、線性磁極和中心磁極，所述線性磁極從環磁極延伸到位于磁控管組件的中心處的中心磁極中；和開環磁極電弧組件，其耦接至分流板，且圍繞中心磁極的至少一部分而不與線性磁極相交，其中磁控管組件被配置為定向成使得開環磁極電弧組件的開口朝向內部容積的壁定向；其中開環磁極電弧組件的弧長為約180度至約350度；其中，開環磁極電弧組件的第一寬度和環磁極的第二寬度近似相等；和/或其中環磁極和開環磁極電弧組件之間的第一距離和開環磁極電弧組件與中心磁極之間的第二距離是不同的。