[发明专利]可调节薄膜应力的溅射设备和方法

权利要求书

1.一种可调节薄膜应力的溅射设备，其特征在于，包括腔体、磁控溅射装置、挡板、晶圆压环、基座及电磁线圈模块；所述磁控溅射装置位于腔体顶部；所述挡板位于所述腔体内侧，且延伸到所述基座的一侧；所述晶圆压环一端与所述挡板相邻，另一端延伸到所述基座边缘的上方；所述基座位于所述腔体内，与偏压电源相连接，所述基座内设置有加热单元；所述电磁线圈模块位于所述基座内和/或所述晶圆压环与所述基座之间，所述电磁线圈模块包括多个电磁线圈组，所述多个电磁线圈组以所述腔体的中心为圆心在同一圆周面内间隔分布，各电磁线圈组相互电隔离，其中，各所述电磁线圈组包括N极电磁铁和S极电磁铁，单个电磁线圈组中的N极电磁铁相邻设置于S极电磁铁的左侧，且N极电磁铁的N极磁极面和S极电磁铁的S极磁极面同时朝上或朝下；溅射过程中，将所述多个电磁线圈组分为多个通电单元，沿顺时针或逆时针方向对所述多个通电单元依次交替进行通断电，以于基底表面沉积薄膜并调节薄膜应力。

2.根据权利要求1所述的溅射设备，其特征在于，各所述N极电磁铁和S极电磁铁均包括多个间隔分布的电磁线圈和位于电磁线圈两侧的接线柱，所述电磁线圈与所述接线柱电连接。

3.根据权利要求1所述的溅射设备，其特征在于，所述通电单元包括单个所述电磁线圈组、位于同一直径上的两个所述电磁线圈组或不相邻的多条直径上的电磁线圈组这三种形式中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的溅射设备，其特征在于，所述溅射设备还包括PLC控制器，所有所述电磁线圈组与所述PLC控制器相连接，以实现通电单元的交替通断电。

5.根据权利要求1所述的溅射设备，其特征在于，所述溅射设备还包括适配块，所述挡板包括上挡板和下挡板；所述适配块与所述腔体相固定，所述上挡板一端固定于所述磁控溅射装置和所述适配块之间，另一端延伸到所述基座外围；所述下挡板一端固定于所述适配块下方，另一端延伸到所述上挡板的底部，所述晶圆压环远离所述基座边缘的上方的一端延伸到所述下挡板的上方；所述磁控溅射装置、上挡板和适配块之间的间隙内设置有密封圈。

6.根据权利要求2所述的溅射设备，其特征在于，不同的电磁线圈组沿径向的长度不同。

7.根据权利要求1所述的溅射设备，其特征在于，所述腔体的侧壁上设置有进气口，所述进气口位于所述挡板下方，溅射气体和反应气体经所述进气口进入所述腔体内部；所述溅射设备为氮化铝沉积设备，所述溅射气体包括氩气，所述反应气体为氮气，溅射过程中，氮气过溢通入所述腔体内。

8.一种可调节薄膜应力的溅射方法，其特征在于，所述溅射方法依权利要求1-7任一项所述的溅射设备进行，所述溅射方法包括在薄膜的溅射沉积过程中，将所述多个电磁线圈组分为多个通电单元，沿顺时针或逆时针方向对所述多个通电单元依次交替进行通断电，以于基底表面沉积薄膜并调节薄膜应力的步骤。

9.根据权利要求8所述的溅射方法，其特征在于，所述溅射方法还包括在溅射过程中调节电流大小以调节各电磁线圈组产生的磁场强度的步骤。

10.根据权利要求8所述的溅射方法，其特征在于，沉积的薄膜包括氮化铝薄膜。