[发明专利]磁控溅射组件、磁控溅射腔室及磁控溅射设备

说明书

本发明提供一种磁控溅射组件，包括磁控管和靶材，所述磁控管相对于所述靶材固定设置，所述磁控管包括磁极方向相反的内磁极和外磁极，在所述内、外磁极之间形成磁场轨道。本发明还提供一种磁控溅射腔室及磁控溅射设备。本发明不仅可提高磁控溅射组件稳定性，而且还可以增加生成的磁性薄膜的应用频率范围。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，具体地，涉及一种磁控溅射组件、磁控溅射腔室及磁控溅射设备。

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。

典型的磁性薄膜沉积腔室包括腔室主体，在该腔室主体内的顶部设置有靶材，且在该腔室主体内且位于靶材的下方设置有基座，用以承载待加工工件，在腔室主体的顶壁上方还设置有磁控管，磁控管在工艺过程中在电机的作用下能围绕反应腔室的中心轴而在水平平面内旋转，用以实现靶材离子的高度离化。

但是，在实际应用中由于磁控管需要旋转机构驱动进行旋转会存在以下问题：第一，旋转机构本身属于运动机构，其稳定性不好，第二，在溅射磁性材料时，磁控管产生的磁场和腔室磁场之间的作用，会给旋转机构的转轴上施加轴向上的扭矩，从而进一步造成旋转机构的稳定性差。

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，提出了一种磁控溅射组件、磁控溅射腔室及磁控溅射设备，可以提高腔室稳定性。

为实现本发明的目的而提供一种磁控溅射组件，包括磁控管和靶材，所述磁控管相对于所述靶材固定设置，所述磁控管包括磁极方向相反的内磁极和外磁极，在所述内磁极、外磁极之间形成磁场轨道。

优选地，所述靶材的投影落在所述内磁极、外磁极投影所形成的区域内，且所述磁场轨道覆盖所述靶材。

优选地，所述靶材沿其厚度方向自顶端至底端的宽度逐渐增大。

优选地，所述靶材的侧壁呈台阶状。

优选地，所述靶材的侧壁上包括至少两个连续的厚度不同的台阶。

优选地，还包括用于固定安装所述靶材的背板，所述背板上未安装所述靶材的表面上设置有靶材材料涂层。

优选地，所述内磁极和所述外磁极均为圆环磁极，且二者嵌套设置。

优选地，所述外磁极和所述内磁极同心设置。

优选地，所述内磁极和所述外磁极之间的间隙的取值范围为25.4mm～45mm。

优选地，所述靶材为圆环形靶材。

本发明还提供一种磁控溅射腔室，包括磁控溅射组件，所述磁控溅射组件采用本发明上述提供的磁控溅射组件。

优选地，还包括：偏置磁场装置，

所述偏置磁场装置用于在腔室内的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；

所述磁控溅射组件设置在腔室的顶部与所述基座相对设置。

本发明还提供一种磁控溅射设备，包括磁控溅射腔室，所述磁控溅射腔室采用本发明上述提供的磁控溅射腔室。