[发明专利]PVD溅射沉积腔室中的倾斜磁控管

说明书

一种腔室包含靶(16)及设置在靶(16)之上的磁控管(50)。磁控管(50)包含多个磁体(52,54)。磁控管(50)具有纵向维度和横向维度。磁控管(50)的纵向维度相对于靶(16)倾斜，使得磁体(52,54)和靶(16)之间的距离变化。当磁控管(50)在操作期间旋转时，磁控管(50)产生的磁场强度是磁体(52,54)产生的各种磁场强度的平均值。磁场强度的平均导致均匀的膜性质和均匀的靶侵蚀。

技术领域

本揭示案的实施方式涉及物理气相沉积(PVD)腔室。更确切而言，本揭示案的一些实施方式涉及PVD腔室中的倾斜的磁控管。

背景技术

在半导体处理中，PVD是用于沉积薄膜的常规使用的处理。PVD处理一般包含使用等离子体中产生的离子轰击包含源材料的靶，造成源材料从靶溅射。通常，接着，经由电压偏压将喷射的源材料朝着正被处理的基板加速，从而在有或没有溅射的源材料与另一种反应物发生反应的情况下，将源材料沉积于基板的表面上。

在PVD处理中，通常将磁控管放置在PVD腔室中的靶上方。平面磁控管系统通常使用设置在靶上方的旋转磁控管和靶与基板之间的DC偏压及/或耦合到靶与基板之间的空间中以形成等离子体的RF源。磁控管是一种磁体组件以在靶的溅射表面附近提供磁场线。在靶和等离子体区域之间的负偏压电压使离子朝着靶加速，以从靶逐出靶材料。来自磁控管的磁场将自由电子(包含从靶材料转移的二次电子)限制在靶附近，以使自由电子与溅射材料的离子化碰撞最大化。磁控管通常包含一个或更多个磁体，这些磁体组装在平行于靶放置的金属板上，并且绕着靶的背侧(亦即，非溅射表面)旋转，以在靶表面周围散布磁场。

厚度和应力均匀性是生产优质膜的关键参数。在常规的PVD腔室中，磁控管产生在大小上变化且在空间上变化的磁场。磁场上的大变化使得难以保持均匀的磁场，从而无法允许均匀的靶侵蚀和膜性质。非均匀的磁场导致PVD沉积的膜中出现高应力和厚度非均匀性。另外，导致靶非均匀侵蚀的非均匀磁场减低了靶的寿命。

据此，需要一种改进的PVD腔室。

发明内容

本揭示案的实施方式涉及物理气相沉积(PVD)腔室。更确切而言，本揭示案的实施方式涉及PVD腔室中的倾斜的磁控管。在一个实施方式中，一种处理腔室包含：腔室主体；基板支撑件，设置于所述腔室主体中；溅射靶，设置于所述腔室主体中，所述溅射靶具有面对所述基板支撑件的表面；及磁控管，设置于所述溅射靶之上。所述磁控管包含磁体，所述磁体具有面对所述溅射靶的端部，所述端部界定一平面，所述平面相对于所述溅射靶的所述表面以锐角倾斜。

在另一实施方式中，一种处理腔室包含：腔室主体；基板支撑件，设置于所述腔室主体中；溅射靶，设置于所述腔室主体中，所述溅射靶具有面对所述基板支撑件的表面；及磁控管，设置于所述溅射靶之上。所述磁控管包含具有纵向维度的背板，所述纵向维度相对于所述溅射靶的所述表面以第一锐角倾斜。

在另一实施方式中，提供一种与溅射靶一起使用的处理腔室。所述处理腔室包含：腔室主体；基板支撑件，设置于所述腔室主体中；及磁控管，在所述溅射靶安装于所述处理腔室中且位于所述基板支撑件之上时，所述磁控管设置于所述溅射靶之上。所述磁控管包含磁体，所述磁体具有面对所述溅射靶的端部，所述端部界定一平面，所述平面相对于所述溅射靶的面对所述基板支撑件的表面以锐角倾斜。

附图说明

为了能详细理解本揭示案的上述特征的方式，可通过参考实施方式来对以上简要概述的本揭示案进行更特定的描述，其中一些实施方式图示在附图中。然而，应注意，附图仅图示了本揭示案的典型实施方式，因此不应被认为是对其范围的限制，因为本揭示案可允许其他等效的实施方式。

图1是PVD腔室的简要截面侧视图。

图2是磁控管和靶的截面侧视图。

图3A是图2的磁控管的俯视图。

图3B是图2的磁控管的正视图。