[发明专利]具有周转齿轮系统的磁性组件及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体地，涉及具有周转齿轮系统的磁性组件及其使用方法。

背景技术

半导体器件的制造包括互连结构以在半导体器件中的有源部件之间提供电连接。互连结构通过在介电材料中建立用于通孔和线路的开口来形成。然后，金属层沉积在开口中以形成导电路径来提供有源部件之间的电连接。

物理汽相沉积(PVD)或者溅射是将金属层沉积到互连结构的有效手段。通过以下方式实施溅射：将气体引入溅射室并点燃气体以形成等离子体。然后，等离子体被定向到包括将沉积在晶圆或者衬底上的金属材料的靶上。等离子体从靶处物理地迁移原子或原子团。通过对晶圆置于其上的支撑件施加偏压来使原子被吸引到晶圆或者衬底。原子接触晶圆，从而在晶圆的暴露表面上形成金属层。

磁性组件设置在靶的远离晶圆的一侧，其用于使靶表面上方的等离子体散开。磁性组件包括若干磁体，这些磁体形成吸引等离子体的磁场以在靶的表面附近增加等离子体的密度。溅射速率与等离子体密度直接相关。在传统技术中，磁性组件绕着室中心的轴旋转。磁性组件的旋转改变磁场的位置，从而改变较高等离子体密度的位置。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种磁性装置，包括：

周转齿轮系统，所述周转齿轮系统包括：

被配置成旋转的中心齿轮；

至少一个外围齿轮，连接至所述中心齿轮并且被配置成相对于所述中心齿轮旋转和平移；和

环，环绕所述至少一个外围齿轮并且与所述至少一个外围齿轮连接；以及

磁性组件，与所述周转齿轮系统连接，所述磁性组件包括：

与所述至少一个外围齿轮连接的支撑件，所述支撑件的旋转轴与连接所述支撑件的所述至少一个外围齿轮的旋转轴同轴；和

多个磁体，附接至所述支撑件的与所述外围齿轮相对的面上，所述多个磁体包括具有离所述支撑件最远的第一极的至少一个第一磁体以及具有离所述支撑件最远的第二极的至少一个第二磁体。

在可选实施例中，所述中心齿轮的旋转轴与所述支撑件的旋转轴间隔开大约20mm和大约40mm之间的距离。

在可选实施例中，所述多个磁体为永磁体。

在可选实施例中，所述多个磁体中的至少一个可相对于所述支撑件移动。

在可选实施例中，所述磁性组件进一步包括平衡锤。

在可选实施例中，所述磁性组件的边缘延伸经过所述中心齿轮的旋转轴。

在可选实施例中，所述多个磁体在所述支撑件上以非对称布置方式分布。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种溅射组件，包括：

溅射室，被配置成接收气体；

磁性装置，位于所述溅射室一端，所述磁性装置包括：

周转齿轮系统，所述周转齿轮系统包括：被配置成旋转的中心齿轮；至少一个外围齿轮，连接至所述中心齿轮并且被配置成相对于所述中心齿轮旋转和平移；和环，环绕所述至少一个外围齿轮并且与所述至少一个外围齿轮连接；以及

磁性组件，与所述周转齿轮系统连接，所述磁性组件包括：与所述至少一个外围齿轮连接的支撑件，所述支撑件的旋转轴与连接所述支撑件的所述至少一个外围齿轮的旋转轴同轴；和多个磁体，附接至所述支撑件的与所述外围齿轮相对的面上，所述多个磁体包括具有离所述支撑件最远的第一极的至少一个第一磁体以及具有离所述支撑件最远的第二极的至少一个第二磁体；

晶圆支撑件，位于所述溅射室的远离所述磁性装置的端部；以及

靶，设置所述溅射室中并且位于所述晶圆支撑件和所述磁性装置之间。

在可选实施例中，所述中心齿轮的旋转轴与所述支撑件的旋转轴间隔开大约20mm和大约40mm之间的距离。

在可选实施例中，所述气体包括氩气、氧气或者氮气。

在可选实施例中，所述靶包括铝、铜、钛、钽或者它们的合金。

在可选实施例中，所述磁性组件进一步包括平衡锤。

在可选实施例中，所述磁性组件的边缘延伸经过所述中心齿轮的旋转轴。

在可选实施例中，所述多个磁体的至少一个可相对于所述支撑件移动。

在可选实施例中，所述溅射组件进一步包括位于所述靶和所述磁性装置之间的上电极，所述上电极被配置成点燃所述气体以形成等离子体。

根据本发明的又一方面，还提供了一种使用溅射室的方法，包括：

将气体引入所述溅射室；

点燃所述气体以形成等离子体；