[发明专利]一种磁控溅射设备

说明书

本发明提供一种磁控溅射设备，包括工艺腔室和设置在工艺腔室中的靶材，还包括与靶材相对设置的承载台，该承载台包括基座和设置于基座上的基盘，该基盘用于承载待加工工件，且该基盘中设置有进气结构，该进气结构用于将工艺气体自基座传输至工艺腔室。在本发明提供的磁控溅射设备中，工艺气体直接通过进气结构导入至基片所在一侧，提高了氧气的利用率，进而提高了沉积得到的薄膜性能。同时，工艺气体的释放位置远离靶材，降低了靶材中毒速率，提高了生产率。

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，具体地，涉及一种磁控溅射设备。

背景技术

磁控溅射反应是物理气相沉积(PVD，Physical Vapor Deposition)反应中的一种，通常在真空腔室中进行，腔室的顶部固定有靶材，靶材背面安装有磁铁，通过磁场增强束缚电子的能力，在基片和靶材之间通入氩气等气体，对靶材施加负电压，使得气体电离产生等离子体，氩离子撞击靶材产生靶材材料的原子或离子等粒子，这些粒子溅射并沉积在基片上最终形成所需的膜层。

磁控溅射反应除用于沉积金属薄膜外，还可以用于金属氧化物(如氧化钛、氧化钽、二氧化硅等)的沉积。在沉积金属氧化物时，腔室内除溅射气体(氩气)外，还需同时通入反应气体(如，氧气)。

然而，利用现有的磁控溅射反应设备进行氧化物沉积时，常出现薄膜均匀性差、靶材易被氧化需频繁清洗靶材等问题。

发明内容

本发明旨在提供一种用于磁控溅射反应的半导体设备，利用该半导体设备进行氧化物沉积时，薄膜均匀性好，且减少靶材中毒现象。

为实现上述目的，本发明提供一种磁控溅射设备，包括工艺腔室和设置在所述工艺腔室中的靶材，还包括与所述靶材相对设置的承载台，所述承载台包括基座和设置于所述基座上的基盘，所述基盘用于承载待加工工件，且所述基盘中设置有进气结构，所述进气结构用于将工艺气体自所述基座传输至所述工艺腔室。

优选地，所述进气结构包括形成在所述基盘内部的缓冲腔和沿所述基盘周向设置的多个出气口和设置在所述缓冲腔底部的进气口，所述出气口将所述缓冲腔与所述工艺腔室导通，所述进气口与所述基座的气体传输通道连通。

优选地，多个所述出气口设置在所述基盘的周向侧壁上，且多个所述出气口的轴向与所述基盘的轴向成角度。

优选地，所述角度大于零小于等于90度。

优选地，所述基盘与所述靶材之间的距离为300-500mm。

优选地，所述磁控溅射设备还包括工艺气体源和与所述工艺气体源连通的第一进气通道，所述第一进气通道与所述基座的气体传输通道之间设置有第一通断装置；所述工艺气体源包括氧气源和氩气源。

优选地，所述还包括保护罩组件，所述保护罩组件设置在所述工艺腔室中，且所述保护罩组件与所述工艺腔室的顶壁密封形成溅射区域，所述靶材和所述基盘均位于所述溅射区域中，所述保护罩组件具有承载孔，所述基盘与所述承载孔形状匹配。

优选地，还包括远程等离子装置，所述远程等离子装置与所述工艺腔室可通断地连通，所述远程等离子装置用于将清洗气体离化为等离子体并导入所述工艺腔室中。

优选地，所述远程等离子装置包括清洗气体源、远程等离子体反应腔室和设置在二者之间的第二通断装置，所述清洗气体源包括氢气源和氩气源，所述第一通断装置与所述第二通断装置逻辑互锁，以使所述第一通断装置与所述第二通断装置不可同时开启。

优选地，所述磁控溅射设备还包括排气泵，所述排气泵用于排出所述工艺腔室中的气体。