[發明專利]一種磁控濺射設備

有效

• 申請號: 202010533267.2
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111549325B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 紀紅;史小平;蘭云峰;秦海豐;趙雷超;張文強
• 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;C23C14/50;C23C14/02;C23C14/56;C23C14/08
• 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

本發明提供一種磁控濺射設備，包括工藝腔室和設置在工藝腔室中的靶材，還包括與靶材相對設置的承載臺，該承載臺包括基座和設置于基座上的基盤，該基盤用于承載待加工工件，且該基盤中設置有進氣結構，該進氣結構用于將工藝氣體自基座傳輸至工藝腔室。在本發明提供的磁控濺射設備中，工藝氣體直接通過進氣結構導入至基片所在一側，提高了氧氣的利用率，進而提高了沉積得到的薄膜性能。同時，工藝氣體的釋放位置遠離靶材，降低了靶材中毒速率，提高了生產率。

技術領域

本發明涉及半導體設備領域，具體地，涉及一種磁控濺射設備。

背景技術

磁控濺射反應是物理氣相沉積(PVD，Physical Vapor Deposition)反應中的一種，通常在真空腔室中進行，腔室的頂部固定有靶材，靶材背面安裝有磁鐵，通過磁場增強束縛電子的能力，在基片和靶材之間通入氬氣等氣體，對靶材施加負電壓，使得氣體電離產生等離子體，氬離子撞擊靶材產生靶材材料的原子或離子等粒子，這些粒子濺射并沉積在基片上最終形成所需的膜層。

磁控濺射反應除用于沉積金屬薄膜外，還可以用于金屬氧化物(如氧化鈦、氧化鉭、二氧化硅等)的沉積。在沉積金屬氧化物時，腔室內除濺射氣體(氬氣)外，還需同時通入反應氣體(如，氧氣)。

然而，利用現有的磁控濺射反應設備進行氧化物沉積時，常出現薄膜均勻性差、靶材易被氧化需頻繁清洗靶材等問題。

發明內容

本發明旨在提供一種用于磁控濺射反應的半導體設備，利用該半導體設備進行氧化物沉積時，薄膜均勻性好，且減少靶材中毒現象。

為實現上述目的，本發明提供一種磁控濺射設備，包括工藝腔室和設置在所述工藝腔室中的靶材，還包括與所述靶材相對設置的承載臺，所述承載臺包括基座和設置于所述基座上的基盤，所述基盤用于承載待加工工件，且所述基盤中設置有進氣結構，所述進氣結構用于將工藝氣體自所述基座傳輸至所述工藝腔室。

優選地，所述進氣結構包括形成在所述基盤內部的緩沖腔和沿所述基盤周向設置的多個出氣口和設置在所述緩沖腔底部的進氣口，所述出氣口將所述緩沖腔與所述工藝腔室導通，所述進氣口與所述基座的氣體傳輸通道連通。

優選地，多個所述出氣口設置在所述基盤的周向側壁上，且多個所述出氣口的軸向與所述基盤的軸向成角度。

優選地，所述角度大于零小于等于90度。

優選地，所述基盤與所述靶材之間的距離為300-500mm。

優選地，所述磁控濺射設備還包括工藝氣體源和與所述工藝氣體源連通的第一進氣通道，所述第一進氣通道與所述基座的氣體傳輸通道之間設置有第一通斷裝置；所述工藝氣體源包括氧氣源和氬氣源。

優選地，所述還包括保護罩組件，所述保護罩組件設置在所述工藝腔室中，且所述保護罩組件與所述工藝腔室的頂壁密封形成濺射區域，所述靶材和所述基盤均位于所述濺射區域中，所述保護罩組件具有承載孔，所述基盤與所述承載孔形狀匹配。

優選地，還包括遠程等離子裝置，所述遠程等離子裝置與所述工藝腔室可通斷地連通，所述遠程等離子裝置用于將清洗氣體離化為等離子體并導入所述工藝腔室中。

優選地，所述遠程等離子裝置包括清洗氣體源、遠程等離子體反應腔室和設置在二者之間的第二通斷裝置，所述清洗氣體源包括氫氣源和氬氣源，所述第一通斷裝置與所述第二通斷裝置邏輯互鎖，以使所述第一通斷裝置與所述第二通斷裝置不可同時開啟。

優選地，所述磁控濺射設備還包括排氣泵，所述排氣泵用于排出所述工藝腔室中的氣體。