專利名稱：磁控源和磁控濺射設(shè)備、以及磁控濺射方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磁控源、磁控濺射設(shè)備以及磁控濺射方法。
背景技術(shù)：
磁控濺射技術(shù)廣泛地應(yīng)用于集成電路、液晶顯示器、薄膜太陽能及LED等領(lǐng)域。所謂濺射是指利用荷能粒子(例如氬離子)轟擊固體表面，從而引起表面各種粒子，如原子、 分子或團(tuán)束從該物體表面逸出的現(xiàn)象。如圖1所示，為一種磁控濺射設(shè)備的示意圖。該磁控濺射設(shè)備包括高真空工藝腔的腔體1、位于所述腔體1之內(nèi)的用以承載晶片的靜電卡盤9 和抽氣口 10。其中，腔體1由腔室主體2和適配器(adaptor) 8組成，其中，腔室主體2由底座和周壁構(gòu)成。在高真空工藝腔1之上設(shè)有被濺射的靶材3、以及隔離部件4構(gòu)成的密封腔室，密封腔室和靶材3之間充滿去離子水7，其中，該隔離部件4采用絕緣材料構(gòu)成，例如石英等，其使去離子水7與其他部件絕緣。磁控管6設(shè)置在密封腔室內(nèi)，且磁控管6在電機(jī)5 的作用下做高速的轉(zhuǎn)動。在該磁控濺射設(shè)備中，等離子體產(chǎn)生于密封腔室中。等離子體的正離子被陰極負(fù)電所吸引，轟擊密封腔室中的靶材3，撞出靶材3的原子，并沉積到晶片上。在非反應(yīng)濺射的情況下，氣體是惰性氣體，例如氬氣。在反應(yīng)濺射中，則可采用反應(yīng)氣體和惰性氣體一起使用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，超大規(guī)模集成電路目前都以Cu互連為主。主要是因為銅具有較低的電阻率、較低的電子遷移率的優(yōu)勢。伴隨著半導(dǎo)體芯片的進(jìn)一步集成化，對于銅互連溝壑與通孔鍍膜深寬比要求變得的越來越大，PVD設(shè)備開始向 IPVD(Ionized-PVD)發(fā)展，IPVD的技術(shù)特點是要求對濺射金屬的離化率高，離化后的金屬離子，可以通過外部再增加電場與磁場技術(shù)進(jìn)行方向?qū)б@樣可以實現(xiàn)高深寬比的溝壑填充，并滿足填充的一致性。得到高離化率的方法之一是采用一個小型但是強(qiáng)力的磁控管， 作用于一個靶材的小的區(qū)域上，這樣可以在單位面積上產(chǎn)生較高的功率密度，這樣可以增加金屬的離化率，離化了的金屬可以在靜電卡盤上加載的電壓的吸引下較準(zhǔn)直的運(yùn)動，同樣可以在腔室周壁上加上變磁場，使離子流發(fā)生方向改變，實現(xiàn)對通孔側(cè)壁填充的一致性， 從而提高通孔的填充效果。然而由于濺射靶材比較昂貴，因此小型的磁控管又帶來一個技術(shù)問題如何使磁控管的運(yùn)行軌跡合理的覆蓋整個靶面，在得到理想的均勻的靶材刻蝕效果的同時，還能夠提高靶材利用率。目前普遍采用的方案是將磁控管的掃描機(jī)構(gòu)的軌跡設(shè)計為定軌跡，而這種定軌跡運(yùn)動模式對靶面的覆蓋并不均勻，磁控管重復(fù)經(jīng)過較多的地方刻蝕較快，而其它地方則刻蝕較慢。這樣當(dāng)靶材的刻蝕較快之處到達(dá)靶材最底端時，就會使得整個靶材報廢。 因此本領(lǐng)域的技術(shù)人員面臨的問題就是如何提高靶材的利用率，提高金屬離化率
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別是解決靶材的利用率和金屬離化率低的問題。本發(fā)明實施例一方面提出了一種磁控源，包括靶材；磁控管，所述磁控管位于所述靶材上方；靶材厚度測量器，所述靶材厚度測量器用于檢測所述靶材的厚度；掃描機(jī)構(gòu)， 所述掃描機(jī)構(gòu)與所述磁控管相連以控制所述磁控管以預(yù)定軌跡在所述靶材上方移動，且所述掃描機(jī)構(gòu)與所述靶材厚度測量器相連以在磁控管停止運(yùn)行時控制所述靶材厚度測量器在所述靶材上方移動以檢測所述靶材的厚度；和控制器，所述控制器分別與所述靶材厚度測量器和所述掃描機(jī)構(gòu)相連，所述控制器對所述磁控管的預(yù)定軌跡進(jìn)行設(shè)定，并根據(jù)靶材厚度測量器檢測的厚度測量信息調(diào)整所述磁控管的預(yù)定軌跡。在本發(fā)明的一個實施例中， 所述控制器可為上位機(jī)，即可為控制磁控濺射設(shè)備的工控機(jī)。本發(fā)明實施例通過靶材厚度測量器對靶材進(jìn)行厚度檢測，從而根據(jù)靶材厚度檢測結(jié)果及時地調(diào)整磁控管的運(yùn)行軌跡，以達(dá)到提高靶材利用率和金屬離化率的目的。在本發(fā)明的一個實施例中，所述靶材厚度測量器安裝在所述磁控管上。通過將靶材厚度測量器與磁控管設(shè)置為一體，這樣就可以通過一個掃描機(jī)構(gòu)對靶材厚度測量器和磁控管分別進(jìn)行控制，在磁控管工作時刻停止靶材厚度測量器的工作，而在靶材厚度測量器工作時可停止磁控管的工作，從而本發(fā)明的磁控源結(jié)構(gòu)簡單，成本低。在本發(fā)明的一個實施例中，所述靶材厚度測量器安裝在磁控管的中心位置。在本發(fā)明的一個實施例中，所述靶材厚度測量器為渦流傳感器。在本發(fā)明的一個實施例中，所述磁控管為電磁鐵。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括供電電源，所述供電電源為所述磁控管供電； 電源控制器，所述電源控制器在所述控制器的控制下調(diào)整所述供電電源的輸出電壓以控制所述磁控管的磁場強(qiáng)度。在本發(fā)明的實施例中，通過將電磁鐵作為磁控管，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的永磁鐵，從而可以控制磁控管的磁場強(qiáng)度，這樣就可以在檢測到的靶材偏厚的區(qū)域提高磁場強(qiáng)度，從而使得靶材的刻蝕更加均勻。在本發(fā)明的一個實施例中，所述電磁鐵的鐵芯由硅鋼片疊壓形成，從而減小由于渦流效應(yīng)而引起的鐵芯溫度升高。在本發(fā)明的一個實施例中，所述磁控管包括內(nèi)環(huán)架；多個內(nèi)磁極，所述多個內(nèi)磁極沿周向均勻地設(shè)置在所述內(nèi)環(huán)架上；外環(huán)架，所述外環(huán)架與所述內(nèi)環(huán)架同心；和多個外磁極，所述多個外磁極沿周均勻地向設(shè)置在所述外環(huán)架上，其中，所述內(nèi)磁極和所述外磁極均為電磁鐵，且所述內(nèi)磁極和所述外磁極的極性相反。在本發(fā)明的一個實施例中，所述內(nèi)環(huán)架和所述外環(huán)架為圓形，所述靶材厚度測量器設(shè)置在所述內(nèi)環(huán)架和所述外環(huán)架的圓心處。在本發(fā)明的一個實施例中，所述掃描機(jī)構(gòu)包括第一導(dǎo)軌；機(jī)械臂，所述機(jī)械臂的上端可移動地設(shè)置在所述第一導(dǎo)軌上，其中，所述磁控管和所述靶材厚度測量器設(shè)置在所述機(jī)械臂的下端；第一驅(qū)動器，所述第一驅(qū)動器用于驅(qū)動所述機(jī)械臂在所述第一導(dǎo)軌上沿第一方向移動；第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌，所述第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌彼此間隔且平行地設(shè)置，其中，所述第一導(dǎo)軌的兩端分別可移動地支撐在所述第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌上；和第二驅(qū)動器， 所述第二驅(qū)動器用于驅(qū)動所述第一導(dǎo)軌在所述第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌上沿與第一方向正交的第二方向上移動。
本發(fā)明另一方面還提出了一種磁控濺射設(shè)備，包括腔室本體，所述腔室本體內(nèi)限定有腔室，且所述腔室本體上設(shè)有用于對所述腔室抽真空的抽氣口 ；靜電卡盤，所述靜電卡盤設(shè)置在所述腔室中用于承載晶片；磁控源，所述磁控源為以上所述的磁控源；和隔離部件；其中，所述磁控源的靶材設(shè)置在所述腔室本體且所述靶材的下表面暴露到所述腔室內(nèi)， 所述隔離部件設(shè)置在靶材上方以與所述靶材限定出適于容納去離子水的密封腔室。通過本發(fā)明實施例的磁控濺射設(shè)備可實現(xiàn)靶材厚度信息的反饋，并根據(jù)靶材厚度信息重新設(shè)置磁控管的運(yùn)動軌跡，從而達(dá)到對靶材均勻刻蝕的目的。通過本發(fā)明實施例可以使靶材的利用率接近100%。本發(fā)明再一方面還提出了一種磁控濺射方法，包括以下步驟控制磁控管以預(yù)定軌跡在靶材上方移動以刻蝕所述靶材；在預(yù)定時間之后停止所述磁控管的運(yùn)行并檢測所述靶材的厚度以獲得靶材厚度信息；和根據(jù)獲得的所述靶材厚度信息調(diào)整所述磁控管移動的預(yù)定軌跡。在本發(fā)明實施例中可在預(yù)定時間之后，重新檢查靶材的厚度信息，這樣可以及時地根據(jù)靶材的厚度信息調(diào)整磁控管的運(yùn)動軌跡，從而達(dá)到均勻刻蝕的目的。在本發(fā)明的一個實施例中，通過渦流傳感器測量所述靶材的厚度。在本發(fā)明的一個實施例中，其中，通過控制渦流傳感器在所述靶材之上運(yùn)動以檢測所述靶材的厚度。在本發(fā)明的一個實施例中，所述磁控管為電磁鐵。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括根據(jù)獲得的所述靶材厚度信息控制為所述磁控管供電的供電電源的輸出電壓以調(diào)整所述磁控管的磁場強(qiáng)度。在本發(fā)明實施例中，由于采用電磁鐵作為磁控管，因此還可以根據(jù)獲得的靶材厚度信息對磁控管的磁場強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整，從而進(jìn)一步地提高靶材的利用率。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為一種磁控濺射設(shè)備的示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的磁控源的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明一個實施例的磁控管的結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明一個實施例的磁控管的磁極示意圖；圖5為本發(fā)明實施例的掃描機(jī)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例磁控濺射方法的流程圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。如圖2所示，為本發(fā)明實施例的磁控源的結(jié)構(gòu)圖。該磁控源包括靶材1100、磁控管1200、靶材厚度測量器1300、掃描機(jī)構(gòu)1400和控制器1500。磁控管1200和靶材厚度測量器1300位于靶材1100上方。在本發(fā)明的一個實施例中，控制器1500可為上位機(jī)，即可為控制磁控濺射設(shè)備的工控機(jī)。在本發(fā)明的一個實施例中，磁控管1200和靶材厚度測量器1300均由掃描機(jī)構(gòu) 1400進(jìn)行控制，這樣可以使得本發(fā)明實施例磁控源的結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊，從而降低制造成本。當(dāng)然在本發(fā)明的其他實施例中，磁控管1200和靶材厚度測量器1300也可由兩個獨(dú)立的掃描機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。在該實施例中，掃描機(jī)構(gòu)1400與磁控管1200相連以控制磁控管1200 以預(yù)定軌跡在靶材1100上方移動，且掃描機(jī)構(gòu)1400與靶材厚度測量器1300相連以在磁控管1200停止運(yùn)行時控制靶材厚度測量器1300在靶材1100上方移動以檢測靶材1100的厚度?？刂破?500分別與靶材厚度測量器1300和掃描機(jī)構(gòu)1400相連，控制器1500對磁控管1200的預(yù)定軌跡進(jìn)行設(shè)定，并根據(jù)靶材厚度測量器1300檢測的厚度測量信息調(diào)整磁控管1200的預(yù)定軌跡。由于靶材1100的刻蝕速率受到電場，磁場等綜合因素的影響，而靶材 1100中的電場空間分布和正負(fù)電極的接入位置和腔室結(jié)構(gòu)相關(guān)，可控性較差，因此在本發(fā)明實施例中通過閉環(huán)控制來最大限度的提高靶材的利用率。在本發(fā)明實施例中，上述閉環(huán)控制是指對根據(jù)檢測的靶材1100的厚度不斷地調(diào)整磁控管1200的運(yùn)動軌跡，從而能夠?qū)Π胁?100中厚度大的地方進(jìn)行較多的刻蝕，對靶材1100中厚度小的地方進(jìn)行較低的刻蝕或者不刻蝕，從而通過不斷地反饋和調(diào)整就能夠保證對靶材1100的均勻刻蝕。在本發(fā)明的一個實施例中，靶材厚度測量器1300可為渦流傳感器，當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員還可根據(jù)本發(fā)明的上述思想選擇其他的測量方式對靶材1100的厚度進(jìn)行檢測。渦流傳感器能夠在非接觸的情況下測量金屬導(dǎo)體的厚度。在本發(fā)明的實施例中，由于渦流傳感器工作原理是利用渦流效應(yīng)來測量磁場的強(qiáng)度，因此很容易受到強(qiáng)磁場的干擾而引起測量誤差。因此在本發(fā)明的實施例中，磁控管1200為電磁鐵，從而可以及時控制磁控管1200 的開啟或關(guān)閉。這樣，在本發(fā)明的實施例中，在渦流傳感器工作時，控制磁控管1200內(nèi)的電磁鐵不通電，因此就不會有強(qiáng)磁場干擾到渦流傳感器的工作。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，磁控管1200的電磁鐵的鐵芯由硅鋼片疊壓形成， 從而減小由于渦流效應(yīng)而引起的鐵芯溫度升高。鐵芯外用絕緣導(dǎo)線繞制，當(dāng)導(dǎo)線上通過電流時，就會在磁芯中感應(yīng)出磁場。在本發(fā)明的一個實施例中，該磁控源還包括供電電源1600和電源控制器1700。供電電源1600為直流電源用于為磁控管1200中的電磁鐵供電。電源控制器1700在控制器 1500的控制下調(diào)整供電電源1600的輸出電壓以控制磁控管1200的磁場強(qiáng)度。在本發(fā)明的實施例中，通過將電磁鐵作為磁控管1200，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的永磁鐵，從而達(dá)到控制磁控管的磁場強(qiáng)度的目的，這樣就可以在檢測到的靶材1100偏厚的區(qū)域提高磁場強(qiáng)度，從而進(jìn)一步提高靶材1100刻蝕的均勻性。例如，在控制器1500檢測到靶材偏厚的區(qū)域之后，不僅要控制磁控管1200延長在該區(qū)域中的運(yùn)行時間，另外還需要增大磁控管1200在該區(qū)域運(yùn)行時的磁場強(qiáng)度，從而增大對該區(qū)域的刻蝕力度。在本發(fā)明的一個實施例中，靶材厚度測量器1300可安裝在磁控管1200之上。本發(fā)明實施例通過將靶材厚度測量器1300與磁控管1200設(shè)置為一體，這樣就可以通過一個掃描機(jī)構(gòu)對靶材厚度測量器和磁控管分別進(jìn)行控制，在磁控管工作時刻停止靶材厚度測量器的工作，而在靶材厚度測量器工作時可停止磁控管的工作。因此，本發(fā)明的磁控源結(jié)構(gòu)簡單，成本低。如圖3所示，為本發(fā)明一個實施例的磁控管的結(jié)構(gòu)圖。該磁控管1200為標(biāo)準(zhǔn)的圓形磁控管，但是在本發(fā)明的其他實施例中，磁控管1200也可選擇其他類型的磁控管，例如腎形磁控管等。如圖所示，磁控管1200包括內(nèi)環(huán)架1210、多個內(nèi)磁極1220、外環(huán)架1230和多個外磁極1240。在該實施例中，內(nèi)環(huán)架1210和外環(huán)架1230為圓形，但是在其他實施例中也可為方形等其他形狀。多個內(nèi)磁極1220沿周向均勻地設(shè)置在內(nèi)環(huán)架1210上。外環(huán)架 1230與內(nèi)環(huán)架1210同心，多個外磁極1240沿周均勻地向設(shè)置在外環(huán)架1230上，其中，內(nèi)磁極1220和外磁極1240均為電磁鐵，且內(nèi)磁極1220和外磁極1240的極性相反。在本發(fā)明的一個實施例中，上述內(nèi)磁極1220和外磁極1240均由供電電源1500進(jìn)行供電，但內(nèi)磁極 1220和外磁極1240的供電電流相反。其中，靶材厚度測量器1300設(shè)置在內(nèi)環(huán)架1210和外環(huán)架1230的圓心處。如圖4所示，為本發(fā)明一個實施例的磁控管的磁極示意圖。該磁極包括鐵芯1250和繞制在鐵芯外的絕緣導(dǎo)線1沈0，當(dāng)絕緣導(dǎo)線1260上通過電流時，就會在鐵芯 1250中感應(yīng)出磁場。對于本發(fā)明實施例的掃描機(jī)構(gòu)1400可以多種方式進(jìn)行掃描，只要能保證掃描機(jī)構(gòu)1400能控制磁控管1200和靶材厚度測量器1300能夠掃描靶材1100即可。如圖5所示， 為本發(fā)明實施例的掃描機(jī)構(gòu)示意圖。該掃描機(jī)構(gòu)1400包括第一導(dǎo)軌1410、機(jī)械臂1420、第一驅(qū)動器1430、第三導(dǎo)軌1440、第四導(dǎo)軌1450和第二驅(qū)動器1460。其中，機(jī)械臂1420的上端可移動地設(shè)置在第一導(dǎo)軌1410上，其中，磁控管1200和靶材厚度測量器1300設(shè)置在機(jī)械臂1420的下端。第一驅(qū)動器1430用于驅(qū)動機(jī)械臂1420在第一導(dǎo)軌1410上沿第一方向移動。第三導(dǎo)軌1440和第四導(dǎo)軌1450彼此間隔且平行地設(shè)置，其中，第一導(dǎo)軌1410的兩端分別可移動地支撐在第三導(dǎo)軌1440和第四導(dǎo)軌1450上。第二驅(qū)動器1460用于驅(qū)動第一導(dǎo)軌1410在第三導(dǎo)軌1440和第四導(dǎo)軌1450上沿與第一方向正交的第二方向上移動。 通過該掃描機(jī)構(gòu)1400就可實現(xiàn)磁控管1200和靶材厚度測量器1300在靶材1100之上任意位置的移動。 下面描述本發(fā)明實施例的磁控濺射設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明一個實施例的磁控濺射設(shè)備，包括腔室本體、靜電卡盤、如上所述的磁控源和隔離部件。其中，腔室本體內(nèi)限定有腔室，且腔室本體上設(shè)有用于對腔室抽真空的抽氣口。靜電卡盤設(shè)置在腔室中用于承載晶片。磁控源的靶材設(shè)置在腔室本體之中，且靶材的下表面暴露到腔室內(nèi)，隔離部件設(shè)置在靶材上方以與靶材限定出適于容納去離子水的密封腔室。通過本發(fā)明實施例的磁控濺射設(shè)備可實現(xiàn)靶材厚度信息的反饋，并根據(jù)靶材厚度信息重新設(shè)置磁控管的運(yùn)動軌跡，從而達(dá)到對靶材均勻刻蝕的目的。通過本發(fā)明實施例可以使靶材的利用率接近100%。如圖6所示，為本發(fā)明實施例磁控濺射方法的流程圖，包括以下步驟步驟S601，控制磁控管以預(yù)定軌跡在靶材上方移動以刻蝕靶材。在本發(fā)明的實施例中，由于磁控管會對渦流傳感器的工作產(chǎn)生影響，因此在本發(fā)明中當(dāng)磁控管工作時，停止渦流傳感器的工作。步驟S602，在預(yù)定時間之后停止磁控管的運(yùn)行并通過渦流傳感器檢測靶材的厚度以獲得靶材厚度信息。在本發(fā)明的實施例中，上述預(yù)定時間可以調(diào)整，這樣就可以定期地對靶材進(jìn)行掃描，預(yù)定時間的長短可根據(jù)工藝的類型和時間進(jìn)行設(shè)置。在步驟S601的工藝結(jié)束后，關(guān)閉給磁控管供電的電源，此時磁場消失，渦流傳感器工作，掃描機(jī)構(gòu)帶動渦流傳感器對與靶材平行的XY平面進(jìn)行掃描，得到一組厚度(H)基于X，Y軸的離散數(shù)據(jù)，其中X，Y 代表磁控管所在的坐標(biāo)，由電機(jī)控制器給出，H代表靶材的厚度，由渦流傳感器給出。步驟S603，根據(jù)獲得的所述靶材厚度信息調(diào)整磁控管移動的預(yù)定軌跡，即對磁控管的運(yùn)動軌跡進(jìn)行重新計算以確保下次磁控管運(yùn)行時對靶材刻蝕的均勻性。在本發(fā)明實施例中可在預(yù)定時間之后，重新檢查靶材的厚度信息，這樣可以及時地根據(jù)靶材的厚度信息調(diào)整磁控管的運(yùn)動軌跡，從而達(dá)到均勻刻蝕的目的。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，如果檢測到靶材的一部分區(qū)域的厚度較大，則可在重新計算運(yùn)動軌跡時，延長磁控管在該區(qū)域的運(yùn)行時間?；蛘撸诒景l(fā)明的另一個實施例中，還可以同時增大磁控管在該區(qū)域的運(yùn)行時的磁場強(qiáng)度，從而進(jìn)一步地提高靶材的利用率。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，可設(shè)磁控管在通過各點OCi,Yj)均做短暫的停留，在各點的停留時間由以下公式?jīng)Q定，其中λ為比例系數(shù)從該式可以得出，當(dāng)靶材厚度越厚時，在該點的停留時間就越長，停留時間與靶材的厚度成正比關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種磁控源，其特征在于，包括 靶材；磁控管，所述磁控管位于所述靶材上方；靶材厚度測量器，所述靶材厚度測量器用于檢測所述靶材的厚度； 掃描機(jī)構(gòu)，所述掃描機(jī)構(gòu)與所述磁控管相連以控制所述磁控管以預(yù)定軌跡在所述靶材上方移動，且所述掃描機(jī)構(gòu)與所述靶材厚度測量器相連以在所述磁控管停止運(yùn)行時控制所述靶材厚度測量器在所述靶材上方移動以檢測所述靶材的厚度；和控制器，所述控制器分別與所述靶材厚度測量器和所述掃描機(jī)構(gòu)相連，所述控制器對所述磁控管的預(yù)定軌跡進(jìn)行設(shè)定，并根據(jù)所述靶材厚度測量器檢測的厚度測量信息調(diào)整所述磁控管的預(yù)定軌跡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控源，其特征在于，所述靶材厚度測量器安裝在所述磁控管上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控源，其特征在于，所述靶材厚度測量器安裝在磁控管的中心位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的磁控源，其特征在于，所述靶材厚度測量器為渦流傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控源，其特征在于，所述磁控管為電磁鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁控源，其特征在于，還包括 供電電源，所述供電電源為所述磁控管供電；電源控制器，所述電源控制器與供電電源相連，所述電源控制器在所述控制器的控制下調(diào)整所述供電電源的輸出電壓以控制所述磁控管的磁場強(qiáng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁控源，其特征在于，所述電磁鐵的鐵芯由硅鋼片疊壓形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控源，其特征在于，所述磁控管包括 內(nèi)環(huán)架；多個內(nèi)磁極，所述多個內(nèi)磁極沿周向均勻地設(shè)置在所述內(nèi)環(huán)架上；外環(huán)架，所述外環(huán)架與所述內(nèi)環(huán)架同心；和多個外磁極，所述多個外磁極沿周均勻地向設(shè)置在所述外環(huán)架上，其中，所述內(nèi)磁極和所述外磁極均為電磁鐵，且所述內(nèi)磁極和所述外磁極的極性相反。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁控源，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)架和所述外環(huán)架為圓形，所述靶材厚度測量器設(shè)置在所述內(nèi)環(huán)架和所述外環(huán)架的圓心處。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁控源，其特征在于， 所述掃描機(jī)構(gòu)包括第一導(dǎo)軌；機(jī)械臂，所述機(jī)械臂的上端可移動地設(shè)置在所述第一導(dǎo)軌上，其中，所述磁控管和所述靶材厚度測量器設(shè)置在所述機(jī)械臂的下端；第一驅(qū)動器，所述第一驅(qū)動器用于驅(qū)動所述機(jī)械臂在所述第一導(dǎo)軌上沿第一方向移動；第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌，所述第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌彼此間隔且平行地設(shè)置，其中，所述第一導(dǎo)軌的兩端分別可移動地支撐在所述第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌上；和第二驅(qū)動器，所述第二驅(qū)動器用于驅(qū)動所述第一導(dǎo)軌在所述第三導(dǎo)軌和第四導(dǎo)軌上沿與第一方向正交的第二方向上移動。
11.一種磁控濺射設(shè)備，其特征在于，包括腔室本體，所述腔室本體內(nèi)限定有腔室，且所述腔室本體上設(shè)有用于對所述腔室抽真空的抽氣口；靜電卡盤，所述靜電卡盤設(shè)置在所述腔室中用于承載晶片；磁控源，所述磁控源為根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的磁控源；和隔離部件；其中，所述磁控源的靶材設(shè)置在所述腔室本體中，且所述靶材的下表面暴露到所述腔室內(nèi)，所述隔離部件設(shè)置在靶材上方以與所述靶材限定出適于容納去離子水的密封腔室。
12.一種磁控濺射方法，其特征在于，包括以下步驟控制磁控管以預(yù)定軌跡在靶材上方移動以刻蝕所述靶材；在預(yù)定時間之后停止所述磁控管的運(yùn)行，并檢測所述靶材的厚度以獲得靶材厚度信息；和根據(jù)獲得的所述靶材厚度信息調(diào)整所述磁控管移動的預(yù)定軌跡。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁控濺射方法，其特征在于，通過控制渦流傳感器在所述靶材之上運(yùn)動以檢測所述靶材的厚度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的磁控濺射方法，其特征在于，其中，所述渦流傳感器安裝在所述磁控管上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁控濺射方法，其特征在于，所述磁控管為電磁鐵。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁控濺射方法，其特征在于，還包括根據(jù)獲得的所述靶材厚度信息控制為所述磁控管供電的供電電源的輸出電壓。
全文摘要
本發(fā)明提出一種磁控源，包括靶材；磁控管，所述磁控管位于所述靶材上方；靶材厚度測量器，靶材厚度測量器用于檢測所述靶材的厚度；掃描機(jī)構(gòu)，掃描機(jī)構(gòu)以控制磁控管以預(yù)定軌跡在靶材上方移動，且掃描機(jī)構(gòu)與靶材厚度測量器相連以在磁控管停止運(yùn)行時控制靶材厚度測量器在靶材上方移動以檢測靶材的厚度；和控制器，控制器分別與靶材厚度測量器和所述掃描機(jī)構(gòu)相連，控制器對所述磁控管的預(yù)定軌跡進(jìn)行設(shè)定，并根據(jù)靶材厚度測量器檢測的厚度測量信息調(diào)整磁控管的預(yù)定軌跡。本發(fā)明實施例通過靶材厚度測量器對靶材進(jìn)行厚度檢測，從而根據(jù)靶材厚度檢測結(jié)果及時地調(diào)整磁控管的運(yùn)行軌跡，以達(dá)到提高靶材利用率和金屬離化率的目的。
文檔編號C23C14/35GK102534523SQ20101059017
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者葉華, 夏威 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司