[發明專利]磁控濺射方法

在審

• 申請號: 202111515063.7
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114250439A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 譚秀文;許有超
• 申請（專利權）人: 華虹半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

本申請公開了一種磁控濺射方法，該方法應用于使用磁控濺射設備進行磁控濺射工藝中，該磁控濺射設備包括位于靶材上方或下方的磁鐵組，該磁鐵組包括第一磁鐵和第二磁鐵，該方法包括：在靶材的生命周期的第一階段，使第一磁鐵和第二磁鐵之間的距離為第一距離進行磁控濺射工藝；在靶材的生命周期的第二階段，使第一磁鐵和第二磁鐵之間的距離為第二距離進行磁控濺射工藝，第一距離和第二距離是第一磁鐵和第二磁鐵在橫向上的距離，第一距離和第二距離不同。本申請通過在靶材的生命周期內分階段調整磁鐵之間的相對位置，拓寬了靶材最深刻蝕區域的面積，在安全余量不變的前提下提高了靶材利的用率，進而降低了生產成本。

技術領域

本申請涉及半導體制造技術領域，具體涉及一種磁控濺射方法。

背景技術

磁控濺射(magnetron sputtering)是物理氣相沉積(physical vapordeposition，PVD)的一種，其工作原理為將靶材(target)置于陰極，使電子在電場和磁場的作用下與反應氣體碰撞產生正離子，正離子在電場的作用下轟擊靶材表面，靶材內的原子獲得能量因此發生級聯碰撞，發生濺射現象，進而在襯底生長薄膜層，完成鍍膜工作。

參考圖1，其示出了相關技術中提供的磁控濺射設備的反應腔室內部的剖視示意圖；參考圖2，其示出了形成有濺射環的靶材的俯視示意圖。如圖1所示，靶材110位于磁鐵121和磁鐵122的下方(也可以將靶材110設置于磁鐵121和磁鐵122的上方的，相應的，襯底(圖1中未示出)位于靶材110的上方)，虛線示出了磁鐵產生的磁場的分布。如圖2所示，由于靶材110在使用過程中，磁鐵兩極對應區域的消耗比其它區域消耗多，從而形成濺射環(最深刻蝕區)111和112。

靶材在使用中，為預防其耗盡，融至靶背，一般會預留安全余量，由于濺射環的厚度小于靶材其它區域的厚度，因此濺射環會最先到達靶材的安全余量位置，達到安全余量時需要換靶進行預防性維護(preventive maintenance，PM)，然而由于濺射環的存在，會導致靶材總體厚度并未達到安全余量時提前報廢，從而降低了靶材的利用率，提高了生產成本。

發明內容

本申請提供了一種磁控濺射方法，可以解決相關技術中提供的磁控濺射方法由于在使用過程中靶材容易產生較深的濺射環從而導致靶材的利用率較低的問題，該方法應用于使用磁控濺射設備進行磁控濺射工藝中，所述磁控濺射設備包括位于靶材上方或下方的磁鐵組，所述磁鐵組包括第一磁鐵和第二磁鐵，所述方法包括：

在所述靶材的生命周期的第一階段，使所述第一磁鐵和所述第二磁鐵之間的距離為第一距離進行所述磁控濺射工藝；

在所述生命周期的第二階段，使所述第一磁鐵和所述第二磁鐵之間的距離為第二距離進行所述磁控濺射工藝，所述第一距離和所述第二距離是所述第一磁鐵和所述第二磁鐵在橫向上的距離，所述第一距離和所述第二距離不同。

可選的，所述第二階段在所述第一階段后，所述第二距離小于所述第一距離。

可選的，所述第一階段為所述生命周期的一半，所述第二階段為所述生命周期的一半。

可選的，所述靶材包括銀。

可選的，所述第一距離為7毫米至20毫米。

可選的，所述第二距離為1毫米至6毫米。

可選的，所述第一磁鐵的位置固定，所述第二磁鐵在橫向上的位置可調節。

本申請技術方案，至少包括如下優點：

通過在靶材的生命周期內分階段調整磁鐵之間的相對位置，從而避免磁鐵的磁場在靶材的某一區域固定施加從而形成較深的濺射環，拓寬了靶材最深刻蝕區域的面積，在安全余量不變的前提下提高了靶材利的用率，進而降低了生產成本。

附圖說明