[发明专利]磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备

说明书

本发明提供一种磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备，包括腔室主体和偏置磁场装置，在腔室主体内设置有基座，用以承载待加工工件。偏置磁场装置用于在基座上方形成水平磁场，该水平磁场用于在待加工工件上沉积具有面内各向异性的磁性膜层。本发明提供的薄膜沉积腔室，其能够在基座上方形成足以诱发磁性薄膜的面内各向异性的水平磁场。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，具体地，涉及一种磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备。

背景技术

随着技术的发展，集成电路制造工艺已可以显著缩小处理器的尺寸，但是仍然有一些诸如集成电感、噪声抑制器等的核心元器件在高频化、微型化、集成化等方面面临诸多困难。为了解决此问题，具有高磁化强度、高磁导率、高共振频率及高电阻率的软磁薄膜材料引起人们越来越多的关注。

虽然软磁薄膜材料主要考虑其高磁导率和高磁化强度，以及低矫顽力和低损耗，但是，左右软磁薄膜材料发展的一个主要因素是它的截止频率。而通过调控软磁薄膜的面内单轴各向异性场，可以实现对软磁薄膜材料的截止频率的调节。而调控软磁薄膜的面内单轴各向异性场的一个常用方法是磁场诱导沉积，其具有工艺简单、无需增加工艺步骤、对芯片伤害小等的优点，是工业生产的首选方法。

但是，现有的磁场诱导沉积方法还无法应用到制备磁性薄膜的生产设备中，例如PVD设备。也就是说，现有的薄膜沉积腔室不具有诱发磁性薄膜的面内各向异性的功能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备，其能够在基座上方形成足以诱发磁性薄膜的面内各向异性的水平磁场，满足生产型设备在大尺寸待加工工件上制备具有面内各向异性的磁性膜层的需要。

为实现本发明的目的而提供一种磁性薄膜沉积腔室，包括腔室主体，在所述腔室主体内设置有基座，用以承载待加工工件，还包括偏置磁场装置，所述偏置磁场装置用于在所述基座上方形成水平磁场，所述水平磁场用于在所述待加工工件上沉积具有面内各向异性的磁性膜层。

优选地，所述偏置磁场装置包括：环绕所述基座设置的磁体组，所述磁体组用于在所述基座上方形成所述水平磁场。

优选地，所述磁体组包括两段呈圆弧状的磁体，二者对称环绕在所述基座的两侧，且其中一段磁体N极与其中另一段磁体中的S极均朝向所述基座。

优选地，所述磁体组包括闭合的环状磁体，所述环状磁体由永磁材料采用整体充磁的方式形成所述水平磁场。

优选地，所述磁体组包括两组呈圆弧状的子磁体组，二者对称环绕在所述基座的两侧；每组所述子磁体组包括多个磁柱，且所述多个磁柱沿所述基座的周向间隔分布。

优选地，每组所述子磁体组中，各个所述磁柱的磁极方向相互平行。

优选地，每组所述子磁体组中，各个所述磁柱的磁极方向沿所述基座的径向设置。

优选地，每个所述磁柱水平设置，且其中一个所述子磁体组中的每个所述磁柱的N极与其中另一个所述子磁体组中的每个所述磁柱的S极均朝向基座。

优选地，每个所述磁柱竖直设置，且其中一个所述子磁体组中的每个所述磁柱的N极与其中另一个所述子磁体组中的每个所述磁柱的S极均竖直向上。

优选地，每个所述磁柱倾斜设置，且其中一个所述子磁体组中的每个所述磁柱的N极与其中另一个所述子磁体组中的每个所述磁柱的S极均朝向靠近所述基座的方向倾斜向上。

优选地，在所述多个磁柱中，靠近圆弧两端的一部分磁柱的分布密度小于靠近圆弧中间的另一部分磁柱的分布密度。

优选地，每组所述子磁体组所对应的弦长大于或等于待加工工件直径。

优选地，所述偏置磁场装置包括：