[发明专利]磁控管装置及磁控溅射设备

说明书

本申请公开一种磁控管装置及磁控溅射设备，磁控管装置用于作用靶材组件而溅射粒子。磁控管装置包括第一磁控管、第二磁控管和第一驱动机构，其中：第一驱动机构与第一磁控管和第二磁控管均相连，第一驱动机构用于驱动第一磁控管和第二磁控管移动而使其中一者靠近靶材组件、且另一者远离靶材组件；在第一磁控管靠近靶材组件的情况下，第一磁控管与靶材组件的环带区域对应布置；在第二磁控管靠近靶材组件的情况下，第二磁控管与靶材组件的中部区域对应布置。上述方案能够防止靶材的中部区域沉积溅射粒子。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种磁控管装置及磁控溅射设备。

背景技术

在半导体芯片的制程中，需要应用到物理气相沉积工艺(Physical VaporDeposition，PVD)，以在晶圆上沉积金属线路，由这些金属线路串连晶体管等元器件而形成集成电路。在具体的沉积工艺中，可通过磁控溅射技术将靶材溅射出的粒子沉积至晶圆上。

在相关的磁控溅射设备中，为了实现较大范围的均匀溅射，磁控管整体受控而围绕靶材的中心轴线进行周向转动，且正投影于靠近靶材边缘的环带区域。但是，此种结构布局会导致靶材的中部区域受等离子体轰击作用较弱，而部分溅射粒子会逸散沉积在靶材的中部区域，这些粒子沉积过多时则会掉落至晶圆表面而污染晶圆。

发明内容

本申请公开一种磁控管装置及磁控溅射设备，以防止靶材的中部区域沉积溅射粒子。

为了解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

第一方面，本申请提供一种磁控管装置，用于作用靶材组件而溅射离子。所述磁控管装置包括第一磁控管、第二磁控管和第一驱动机构，其中：

所述第一驱动机构与所述第一磁控管和所述第二磁控管均相连，所述第一驱动机构用于驱动所述第一磁控管和所述第二磁控管移动而使其中一者靠近所述靶材组件、且另一者远离所述靶材组件；

在所述第一磁控管靠近所述靶材组件的情况下，所述第一磁控管与所述靶材组件的环带区域对应布置；在所述第二磁控管靠近所述靶材组件的情况下，所述第二磁控管与所述靶材组件的中部区域对应布置。

第二方面，本申请还提供一种磁控溅射设备，包括工艺腔室以及本申请第一方面所述的磁控管装置，所述磁控管装置设于所述工艺腔室的上侧。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

在本申请公开的磁控管装置及磁控溅射设备中，由于在第一磁控管靠近靶材组件的情况下，第一磁控管是与靶材组件的环带区域对应布置，且第二磁控管远离靶材组件，此种情况下，第一磁控管能够在工艺空间中对应靶材组件环带区域的区域内聚集等离子体，从而实现靶材组件的粒子溅射。同时，由于在第二磁控管靠近靶材组件的情况下，第二磁控管是与靶材组件的中部区域对应布置，且第一磁控管远离靶材组件，此种情况下，第二磁控管能够在工艺空间中对应靶材组件中部区域的区域内聚集等离子体，从而轰击沉积在靶材组件中部区域上的粒子，以清洗靶材组件的中部区域。

相较于相关技术，本申请的磁控管装置能够在工作状态和清洗状态之间切换，其可在清洗状态下将工作状态下沉积于靶材组件中部区域的粒子清除掉，从而能够有效防止粒子沉积过多而掉落至晶圆上造成污染，如此能够显著提升工艺质量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1和图6分别为本申请实施例公开的磁控溅射设备在工作状态下和清洗状态下的结构示意图；

图2和图7分别为本申请实施例公开的磁控管装置在工作状态下和清洗状态下的控制原理图；

图3和图8分别为本申请实施例公开的第一磁控管和第二磁控管扫描靶材组件的范围示意图；