本發(fā)明涉及集成電路制造設(shè)備，特別是涉及一種磁控濺射鍍膜設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在目前高深寬比結(jié)構(gòu)的硅微納米孔（tsv）工藝中，用等離子濺射（pvd）鍍金屬阻擋層和銅金屬種子層的工藝存在一些技術(shù)難點，其中之一是對微孔的側(cè)壁膜厚缺乏有效的控制，導(dǎo)致側(cè)壁的膜厚偏薄。

2、磁控濺射鍍膜是將涂層材料作為靶陰極，利用氬離子轟擊靶材，產(chǎn)生陰極濺射，將靶材原子濺射到晶圓上形成沉積層的一種鍍膜技術(shù)。在高真空環(huán)境中充入適量的氬氣，在陰極（柱狀靶或平面靶）和陽極（鍍膜室壁）之間施加直流電壓，產(chǎn)生磁控輝光放電，使氬氣發(fā)生電離，氬離子被陰極加速并轟擊陰極靶表面，將靶材表面原子濺射出來沉積在晶圓表面上形成薄膜。

3、在tsv的工藝中，在晶圓的載盤上會加載射頻功率，使得晶圓表面形成了一個負(fù)的表面電壓，這個負(fù)電壓會把在等離子體中電離的離子在等離子體鞘層內(nèi)加速并沉積在微納米孔的側(cè)壁和底部。由于離子是垂直于晶圓表面運動，大部分離子會集中在硅微納米孔底部，而硅微納米孔側(cè)壁的膜厚會很薄。

4、現(xiàn)有技術(shù)中，為了提高濺射均勻性，常用的做法是在靶材附近增加輔助磁場以增強靶材的電離化率。但發(fā)明人經(jīng)大量實驗發(fā)現(xiàn)，在靶材附近設(shè)置的輔助磁場難以實現(xiàn)平行于晶圓表面的磁場，且在有些區(qū)域的磁場的水平分量很小，起不到偏轉(zhuǎn)帶電離子的作用，因而在用于深孔填充時仍然難以實現(xiàn)較好的填充均勻性。

5、應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本發(fā)明的背景技術(shù)部分進行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種磁控濺射鍍膜設(shè)備，以解決現(xiàn)有的磁控濺射鍍膜設(shè)備通過在靶材附近增加輔助磁場以提高濺射均勻性的方法難以實現(xiàn)平行于晶圓表面的磁場，且在有些區(qū)域的磁場的水平分量很小，起不到偏轉(zhuǎn)帶電離子的作用，因而在用于深孔填充時仍然難以實現(xiàn)較好的填充均勻性等問題。

2、為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種磁控濺射鍍膜設(shè)備，包括：工藝腔體、磁控濺射組件、載臺以及旋轉(zhuǎn)磁場組件，所述磁控濺射組件位于工藝腔體的頂部，用于產(chǎn)生濺射粒子；所述載臺位于工藝腔體內(nèi)，用于承載晶圓；所述旋轉(zhuǎn)磁場組件包括兩組呈正交分布于磁控濺射組件和載臺之間的濺射空間外圍的亥姆霍茲線圈，以及與亥姆霍茲線圈電連接的電源，所述旋轉(zhuǎn)磁場組件用于產(chǎn)生平行于晶圓表面的均勻磁場。

3、在一可選方案中，所述電源包括正弦波交流電源。

4、在另一可選方案中，所述電源包括直流電源，所述旋轉(zhuǎn)磁場組件還包括用于驅(qū)動亥姆霍茲線圈旋轉(zhuǎn)的運動部件。

5、可選地，所述磁控濺射鍍膜設(shè)備還包括設(shè)置于亥姆霍茲線圈外側(cè)的電磁屏蔽組件，所述電磁屏蔽組件包括屏蔽殼體及設(shè)置于屏蔽殼體內(nèi)的液態(tài)金屬材料。

6、可選地，所述磁控濺射鍍膜設(shè)備還包括調(diào)整亥姆霍茲線圈和/或載臺上下位置的升降組件。

7、可選地，所述亥姆霍茲線圈設(shè)置于工藝腔體的外圍，所述工藝腔體的材質(zhì)包括無磁不銹鋼。

8、可選地，各亥姆霍茲線圈均包括兩段以上的線圈，通過控制各段線圈的電流通斷調(diào)整各亥姆霍茲線圈的匝數(shù)，由此調(diào)整磁場強度。

9、在一可選方案中，所述亥姆霍茲線圈包括金屬導(dǎo)體層及包覆于金屬導(dǎo)體層表面的導(dǎo)電材料層，所述導(dǎo)電材料層的電導(dǎo)率隨溫度升高而升高。

10、可選地，所述導(dǎo)電材料層包括透明導(dǎo)電氧化物層。

11、在另一可選方案中，所述亥姆霍茲線圈包括金屬導(dǎo)體層及包覆于金屬導(dǎo)體層表面的高導(dǎo)熱絕緣材料層。

12、如上所述，本發(fā)明提供的磁控濺射鍍膜設(shè)備，具有以下有益效果：本發(fā)明提供的磁控濺射鍍膜設(shè)備通過在濺射空間外圍設(shè)置呈正交分布的兩組亥姆霍茲線圈以形成平行于晶圓表面的旋轉(zhuǎn)磁場，可以有效改善深孔填充均勻性，提高生產(chǎn)良率。

技術(shù)特征：

1.一種磁控濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，包括：工藝腔體、磁控濺射組件、載臺以及旋轉(zhuǎn)磁場組件，所述磁控濺射組件位于工藝腔體的頂部，用于產(chǎn)生濺射粒子；所述載臺位于工藝腔體內(nèi)，用于承載晶圓；所述旋轉(zhuǎn)磁場組件包括兩組呈正交分布于磁控濺射組件和載臺之間的濺射空間外圍的亥姆霍茲線圈，以及與亥姆霍茲線圈電連接的電源，所述旋轉(zhuǎn)磁場組件用于產(chǎn)生平行于晶圓表面的均勻磁場。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述電源包括正弦波交流電源。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述電源包括直流電源，所述旋轉(zhuǎn)磁場組件還包括用于驅(qū)動亥姆霍茲線圈旋轉(zhuǎn)的運動部件。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述磁控濺射鍍膜設(shè)備還包括設(shè)置于亥姆霍茲線圈外側(cè)的電磁屏蔽組件，所述電磁屏蔽組件包括屏蔽殼體及設(shè)置于屏蔽殼體內(nèi)的液態(tài)金屬材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述磁控濺射鍍膜設(shè)備還包括調(diào)整亥姆霍茲線圈和/或載臺上下位置的升降組件。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述亥姆霍茲線圈設(shè)置于工藝腔體的外圍，所述工藝腔體的材質(zhì)包括無磁不銹鋼。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，各亥姆霍茲線圈均包括兩段以上的線圈，通過控制各段線圈的電流通斷調(diào)整各亥姆霍茲線圈的匝數(shù)，由此調(diào)整磁場強度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述亥姆霍茲線圈包括金屬導(dǎo)體層及包覆于金屬導(dǎo)體層表面的導(dǎo)電材料層，所述導(dǎo)電材料層的電導(dǎo)率隨溫度升高而升高。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁控濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)電材料層包括透明導(dǎo)電氧化物層。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控濺射鍍膜設(shè)備，其特征在于，所述亥姆霍茲線圈包括金屬導(dǎo)體層及包覆于金屬導(dǎo)體層表面的高導(dǎo)熱絕緣材料層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種磁控濺射鍍膜設(shè)備，設(shè)備包括：工藝腔體、磁控濺射組件、載臺以及旋轉(zhuǎn)磁場組件，所述磁控濺射組件位于工藝腔體的頂部，用于產(chǎn)生濺射粒子；所述載臺位于工藝腔體內(nèi)，用于承載晶圓；所述旋轉(zhuǎn)磁場組件包括兩組呈正交分布于磁控濺射組件和載臺之間的濺射空間外圍的亥姆霍茲線圈，以及與亥姆霍茲線圈電連接的電源，所述旋轉(zhuǎn)磁場組件用于產(chǎn)生平行于晶圓表面的均勻磁場。本發(fā)明提供的磁控濺射鍍膜設(shè)備通過在濺射空間外圍設(shè)置呈正交分布的兩組亥姆霍茲線圈以形成平行于晶圓表面的旋轉(zhuǎn)磁場，可以有效改善深孔填充均勻性，提高生產(chǎn)良率。

技術(shù)研發(fā)人員：睢智峰,周云,曹輝,解文駿,龍風(fēng)琴,宋維聰
受保護的技術(shù)使用者：上海陛通半導(dǎo)體能源科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30