專利名稱：磁控管濺射設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及依照權(quán)利要求1的前序的一種磁控管濺射設(shè)備，其中該設(shè)備包括基板支承件，其在基板平面內(nèi)限定了平面基板表面，其中縱向中心平面沿縱向中心線垂直地與基板表面相交，用于承載基板，該設(shè)備包括標(biāo)靶組件，其具有兩個(gè)基本上長(zhǎng)方形的標(biāo)靶，該標(biāo)靶被平行地布置在縱向中心平面的相對(duì)側(cè)處的基板支承件上方，每個(gè)標(biāo)靶具有標(biāo)靶板，其中標(biāo)靶表面面向基板表面且在縱向上延伸超過(guò)該基板表面的邊界，以及磁鐵構(gòu)造被布置在與標(biāo)靶表面相對(duì)的標(biāo)靶板的背側(cè)處。這種類型的設(shè)備被用來(lái)利用從標(biāo)靶組件的標(biāo)靶表面釋放出的材料的薄膜來(lái)覆蓋基板的表面。然后，基板通常被切成被使用在半導(dǎo)體裝置的產(chǎn)品及其他物品中的矩形芯片。
背景技術(shù)：
一般類型的磁控管濺射設(shè)備是從US5，415，757 A得知的。此類型的濺射設(shè)備的一般問(wèn)題在于形成在基板的表面上的薄膜的厚度傾向于相當(dāng)大地變化，經(jīng)常變化達(dá)10%，且此夕卜，標(biāo)靶具有例如200mm的直徑，導(dǎo)致了從基板切割的產(chǎn)品的可變性質(zhì)。在某種程度上，厚度可通過(guò)永久旋轉(zhuǎn)基板而被均等化，然而，這需要可旋轉(zhuǎn)的支承件且尤其導(dǎo)致設(shè)備更復(fù)雜和昂貴，因?yàn)榛寮皹?biāo)靶組件必須被收容在真空室中。也已知的是，在單個(gè)標(biāo)靶與基板之間提供準(zhǔn)直器，以便形成具有例如在WO2008/080 244 Al中所解釋的磁化的優(yōu)選方向的磁層。然而，與已知的標(biāo)靶組件一起使用的準(zhǔn)直器對(duì)薄膜層的均勻性，尤其是相對(duì)于其厚度并未引起顯著的改良。本發(fā)明的目的在于提供一種磁控管濺射設(shè)備，其允許了在基板表面上厚度的變化比較小的薄膜的形成，而不需要在濺射過(guò)程中永久地旋轉(zhuǎn)或者以其他方式使基板相對(duì)于標(biāo)靶移動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
該目的由包含于權(quán)利要求1的特征部分的附加特征所實(shí)現(xiàn)，即每個(gè)標(biāo)靶板相對(duì)于基板平面朝向縱軸附近的中心平面傾斜，使得在標(biāo)靶表面的中心點(diǎn)處的標(biāo)靶表面的面法線在所有情況下都被基本上指引向基板表面，標(biāo)靶板的標(biāo)靶表面圍成小于180°的角度，且提供了至少一個(gè)準(zhǔn)直器，該至少一個(gè)準(zhǔn)直器具有在與該縱向中心平面基本上垂直的側(cè)向上延伸的基本上平面的平行準(zhǔn)直器板，該至少一個(gè)準(zhǔn)直器被置于每個(gè)標(biāo)靶表面與基板表面之間。已發(fā)現(xiàn)的是，利用根據(jù)本發(fā)明的磁控管濺射設(shè)備，可能將薄膜置放在相對(duì)大的基板上，例如，如上述提到的直徑200mm的圓盤上，其厚度取決于各種參數(shù)僅與平均值偏差2至4%或更小。還已經(jīng)證明的是，厚度分布在標(biāo)靶壽命期間幾乎不改變。這種結(jié)果通常在濺射過(guò)程期間不需要永久旋轉(zhuǎn)基板支承件的情況下是可實(shí)現(xiàn)的，在許多情況下基板支承件甚至保持固定，減少了設(shè)備的復(fù)雜性。


在以下參照僅示出實(shí)施例的附圖來(lái)更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。圖1a示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的磁控管濺射設(shè)備的正視 圖1b意義性示出了圖1a的實(shí)施例的俯視 圖2a示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的磁控管濺射設(shè)備的正視 圖2b示意性示出了圖2a的實(shí)施例的俯視 圖3示意性示出了圖2a和2b的實(shí)施例的局部截面圖；以及 圖4示出了說(shuō)明利用圖2a、2b、2c的實(shí)施例所執(zhí)行的濺射過(guò)程的結(jié)果的示圖。
具體實(shí)施例方式磁控管濺射設(shè)備包括真空室I以及靠近真空室底部的基板支承件2，該基板支承件2優(yōu)選本質(zhì)上是固定的，但是也可被安裝以便在側(cè)向上可位移且可旋轉(zhuǎn)。其被配置成保持基板3，該基板3展示了平面基板表面4，該平面基板表面4限定了基板平面且具有特定形狀。在所描述的情況中，基板3是具有例如200mm的直徑的圓盤且基板表面因此是具有相同直徑的圓形。但是其他形狀的平面基板(例如四邊形平面基板)也同樣可能?；宓闹睆酵ǔＴ贗OOmm與305mm之間。在與基板表面4沿著縱向中心線6相交的縱向中心平面5的相對(duì)側(cè)處，標(biāo)靶組件的兩個(gè)標(biāo)靶7a，7b被布置在基板3的上方。每個(gè)標(biāo)靶7a ；7b包括標(biāo)靶板8a ；8b,該標(biāo)靶板8a ；8b展示了面向基板表面4的基本上平面的標(biāo)靶表面9a ;9b。在與標(biāo)靶表面9a ；9b相對(duì)的背側(cè)，安裝了磁鐵構(gòu)造IOa ;10b，其在相應(yīng)標(biāo)靶表面9a ；9b的前方產(chǎn)生磁場(chǎng)。每個(gè)標(biāo)靶板8a, 8b基本上為長(zhǎng)方形，尤其是矩形或橢圓形，且在縱向上延伸超過(guò)基板表面4的邊界。優(yōu)選地，每個(gè)標(biāo)靶板8a，8b包括長(zhǎng)方形的第一部分，其形成標(biāo)靶表面9a ；9b的中心部分，以及環(huán)狀的第二部分，其形成圍繞第一部分且通過(guò)狹縫與第一部分分離的標(biāo)靶表面9a ；9b的第二部分。磁鐵構(gòu)造IOa ；10b的第一極被布置在第一部分的背部且相反極被布置在第二部分的背部。由于必須跨接該狹縫，磁場(chǎng)被擠出到標(biāo)靶表面9a ；9b的前方的空間中，在那里增強(qiáng)了標(biāo)靶侵蝕等離子區(qū)的形成。然而，標(biāo)靶板可以更復(fù)雜且由兩個(gè)以上的部分構(gòu)成。在濺射過(guò)程開(kāi)始時(shí)，標(biāo)靶表面9a，9b是平面的或具有一些其他初始輪廓。在濺射期間，標(biāo)靶板被侵蝕且被移除材料的一部分被置放在基板表面4上，在那里其形成了薄膜。在所有情況下標(biāo)靶板8a，8b的侵蝕主要沿著跑道狀的封閉線而發(fā)生，該跑道狀的封閉線在標(biāo)靶表面9a ；9b中形成對(duì)應(yīng)的溝槽。標(biāo)靶組件優(yōu)選地但非必要地為相對(duì)于中心平面5對(duì)稱。標(biāo)靶表面9a ；9b的中心點(diǎn)Ila ; I Ib在側(cè)向上與中心平面5分離了偏心度X且與基板平面分離了高度d。偏心度x通常在80mm與150mm之間且優(yōu)選為在IOOmm與130mm之間，而高度d —般在70mm與250mm之間。每個(gè)標(biāo)靶7a, 7b在穿過(guò)中心點(diǎn)Ila ；llb的中心線12a ；12b附近，朝向中心平面5傾斜，以這樣的方式使得其限定了與基板平面圍成可在8°與35°之間的銳角β的平面，由兩個(gè)標(biāo)靶表面9a，9b所限定的平面圍成了小于180° (即180° _2β)的角度。至少一個(gè)準(zhǔn)直器被提供并置于標(biāo)靶組件與基板之間，該準(zhǔn)直器由在側(cè)向上延伸的基本上平面的平行準(zhǔn)直器板構(gòu)成，即每個(gè)準(zhǔn)直器板基本上與垂直于基板平面4及垂直于中心平面5的平面相重合，兩相鄰的板總是在側(cè)向界定了被指引向基板平面且基本上垂直于縱向中心線6的狹縫。在圖la，lb中所示的第一實(shí)施例中，布置了兩個(gè)分離的準(zhǔn)直器13a，13b，每個(gè)準(zhǔn)直器13a，13b在相應(yīng)的標(biāo)靶表面9a，9b的前方的一定距離處，每個(gè)準(zhǔn)直器13a，13b包括例如一排等距離、矩形的板或如所示的梯形板，其在垂直于標(biāo)靶表面9a，9b的方向上的延伸隨著與中心平面5的距離而增加或減少。準(zhǔn)直器13a，13b均分別被傾斜與標(biāo)靶7a ；7b相同的角度β或_β，使得每個(gè)板的上邊緣基本上平行于標(biāo)靶表面9a ;9b。準(zhǔn)直器板在垂直于中心平面5的側(cè)向上的延伸也可隨著與標(biāo)靶表面9a;9b的中心點(diǎn)lla, Ilb的縱向距離而變化。在第二實(shí)施例中，單個(gè)準(zhǔn)直器13被布置在基板表面4的前方的一定距離處。等距的準(zhǔn)直器板基本上是平面且矩形的，每個(gè)準(zhǔn)直器板具有在側(cè)向上，即在垂直于中心平面5且基本上平行于基板表面4的方向上延伸的下邊緣。再者，準(zhǔn)直器板在側(cè)向上的延伸可以變化，例如隨著與標(biāo)靶表面的中心點(diǎn)lla ；llb的縱向距離而減少。在兩個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)直器的縱橫比，即狹縫的深度除以其寬度是稍微可變的，但是優(yōu)選為各處在0.3至2.5之間。在第一實(shí)施例中，由于準(zhǔn)直器13a，13b與基板表面4之間的相當(dāng)大的距離，不存在可辨識(shí)的波紋，即沒(méi)有由個(gè)別準(zhǔn)直器板的陰影效應(yīng)所引起的厚度變化。在第二實(shí)施例中，另一方面，由于準(zhǔn)直器板的下邊緣相當(dāng)靠近基板表面4，波紋可能在涂覆層的厚度上引起相當(dāng)大的變化。然而，已發(fā)現(xiàn)(見(jiàn)圖3)的是，此效應(yīng)可通過(guò)選擇準(zhǔn)直器13與基板表面4之間的距離b以及垂直于基板表面4的準(zhǔn)直器板的延伸h而相當(dāng)大地減少，以這樣的方式使得可由直線軌跡穿過(guò)形成于兩個(gè)相鄰板14a，14b之間的狹縫I。的微粒所到達(dá)的基板表面4的區(qū)域R是由該狹縫Itl及相鄰狹縫I1U2的正軸投影所形成的條紋的結(jié)合。換言之，基板表面4的所述區(qū)域R必須在所有情況下通過(guò)準(zhǔn)直器板的正軸投影而被側(cè)向限制在兩側(cè)上。如
(1)h/Δ = (h+b) / (1+η) Δ
其中η是條紋的數(shù)目，其與在一側(cè)上的相鄰狹縫的投影相對(duì)應(yīng)，此條件在下列情況下被滿足:
(2)b=nXh
其中η是自然數(shù)且優(yōu)選等于I或2。涂層厚度的均勻度可以通過(guò)隨著增加與中心平面5的距離而稍微增加每個(gè)準(zhǔn)直器板的厚度來(lái)被進(jìn)一步改善。例如，準(zhǔn)直器板可具有20mm的垂直于基板表面4延伸，以及0.4mm的中心處的厚度和0.5mm的側(cè)端處的厚度。圖4示出了沿跟隨中心線6的y軸以及沿著垂線，即側(cè)向延伸的x軸的作為與中心的距離的函數(shù)的涂層的厚度除以平均厚度。所使用的標(biāo)靶是NiFe (78.5/21.5)標(biāo)靶。準(zhǔn)直器具有2.0的縱橫比，η被選擇為等于2。厚度與平均值的偏差在各處為少于2%。沿y軸的波紋是清晰可見(jiàn)的但是明顯地很小。附圖標(biāo)記列表
1真空室2基板支承件
3基板
4基板表面
5中心平面
6中心線7a, 7b標(biāo)靶
8a, 8b標(biāo)革巴板
9a, 9b標(biāo)祀表面
10a, IOb磁鐵構(gòu)造
lla, Ilb中心點(diǎn)
12a, 12b中心線
13準(zhǔn)直器
13a, 13b準(zhǔn)直器
14a, 14b板。
權(quán)利要求
1.一種磁控管濺射設(shè)備，包括:基板支承件(2)，其在基板平面內(nèi)限定了平面的基板表面(4)，其中縱向中心平面(5)與該基板表面(4)沿著縱向中心線(6)垂直地相交，用于承載基板(3);標(biāo)靶組件，具有兩個(gè)基本上長(zhǎng)方形的標(biāo)靶(7a，7b)，所述標(biāo)靶(7a，7b)在所述縱向中心平面(5)的相對(duì)側(cè)處被平行地布置在所述基板支承件(2)的上方，每個(gè)標(biāo)靶(7a，7b)具有標(biāo)靶板(8a;8b)，其中標(biāo)靶表面(9a;9b)面向所述基板表面(4)且在縱向上延伸超過(guò)所述基板表面(4)的邊界，以及磁鐵構(gòu)造(10a;10b)被布置在與所述標(biāo)靶表面(9a;9b)相對(duì)的所述標(biāo)靶板(8a ；8b)的背側(cè)處， 其特征在于，每個(gè)標(biāo)靶板(8a ；8b)相對(duì)于所述基板平面(4)朝向縱軸附近的所述中心平面(5)傾斜，使得在所述標(biāo)靶表面(9a;9b)的中心點(diǎn)(lla;llb)處的所述標(biāo)靶表面(9a, 9b)的面法線在所有情況下都被基本上指引向所述基板表面(4)，所述標(biāo)靶板的所述標(biāo)靶表面(9a，9b)圍成小于180°的角度，以及提供至少一個(gè)準(zhǔn)直器(13，13a, 13b)，所述至少一個(gè)準(zhǔn)直器(13，13a, 13b)具有在與所述縱向中心平面(5)基本上垂直的側(cè)向上延伸的基本上平面的平行準(zhǔn)直器板，所述至少一個(gè)準(zhǔn)直器(13，13a, 13b)被置于標(biāo)靶表面(9a，9b)與基板表面⑷之間。
2.如權(quán)利要求1所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于所述磁控管濺射設(shè)備相對(duì)于所述中心平面(5)對(duì)稱。
3.如權(quán)利要求1或2所述的磁控管派射設(shè)備,其特征在于偏心度(X)在80mm與150mm之間，優(yōu)選在IOOmm與130mm之間,所述偏心度(x)是每個(gè)標(biāo)祀表面(9a, 9b)的中心點(diǎn)(Ila ；Ilb)與所述中心平面(5)的距離。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于高度(d)在70mm與250mm之間，所述高度(d)是每個(gè)標(biāo)祀表面(9a, 9b)的中心點(diǎn)(11a ;llb)與所述基板平面(4)的距離。
5.如權(quán)利要求1 至4之一所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于每個(gè)標(biāo)靶表面(9a，9b)相對(duì)于所述基板平面的傾斜(β ;-β)的絕對(duì)值在8°與35°之間。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于所述基板表面(4)具有IOOmm與305mm之間的直徑。
7.如權(quán)利要求1至5之一所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于所述準(zhǔn)直器板基本上垂直于所述基板平面(4)。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于提供了兩個(gè)分離的準(zhǔn)直器(13a，13b)，其中的每個(gè)被分配給所述標(biāo)靶(7a，7b)之一且被布置在其標(biāo)靶表面(9a ；9b)的前方一定距離處。
9.如權(quán)利要求8所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于所述準(zhǔn)直器板是梯形的，其中上邊緣在所有情況下基本上平行于其標(biāo)靶(7a，7b)的所述標(biāo)靶表面(9a ；9b)。
10.如權(quán)利要求1至7之一所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于提供單個(gè)準(zhǔn)直器(13)，其被布置在所述基板表面(4)的前方的一定距離處。
11.如權(quán)利要求10所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于所述準(zhǔn)直器板基本上為矩形，其中下邊緣與所述基板表面(4)基本上平行。
12.如權(quán)利要求11所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于所述準(zhǔn)直器(13)與所述基板表面的距離(b)基本上為所述準(zhǔn)直器(13)在垂直于所述基板表面(4)的方向上的延伸(h)的倍數(shù)。
13.如權(quán)利要求10至12之一所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于每個(gè)準(zhǔn)直器板的厚度作為與所述中心平面(4)的距離的函數(shù)而在側(cè)向上增加。
14.如權(quán)利要求1至13之一所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于所述準(zhǔn)直器(13a, 13b, 13)的縱橫比在各處處于0.3至2.5之間。
15.如權(quán)利要求1至14之一所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于所述標(biāo)靶板(8a，8b)在所有情況下由至少第一部分和第二部分構(gòu)成，所述第二部分圍繞所述第一部分且通過(guò)狹縫與所述第一部分分離，其中所述磁鐵構(gòu)造(10a;10b)的第一磁極被置于所述第一部分的背部處且所述磁鐵構(gòu)造的第二磁極被置于所述第二部分的背部處。
16.如權(quán)利要求1至15之一所述的磁控管濺射設(shè)備，其特征在于所述磁控管濺射設(shè)備進(jìn)一步包括真空室(I)，其中收容了所述基板支承件(2)、所述標(biāo)靶組件以及所述至少一個(gè)準(zhǔn)直器(13a，13b, 13)。
全文摘要
一種磁控管濺射設(shè)備，包括基板支承件(2)，其在真空室(1)內(nèi)保持基板(3)，基板(3)具有將被涂覆的面朝上的平面基板表面(4)。基板(3)可以是例如200mm直徑的圓盤。在與中心平面(5)一定距離處，兩個(gè)長(zhǎng)方形的標(biāo)靶(7a,7b)被對(duì)稱地布置，其朝向中心平面(5)傾斜，以便與由基板表面(4)所限定的平面圍成8°與35°之間的銳角(β；-β)。具有等距的矩形準(zhǔn)直器板的準(zhǔn)直器(13)被布置在基板表面(4)的上方。利用此配置，涂層的高均勻性是可實(shí)現(xiàn)的，尤其是，在如果準(zhǔn)直器(13)與基板表面(4)的距離被選擇為準(zhǔn)直器(13)垂直于所述表面的延伸的倍數(shù)n，優(yōu)選n等于1或2的情況下，以用于抑制波紋。
文檔編號(hào)H01J37/34GK103109344SQ201180034051
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者H.羅爾曼, M.杜布斯 申請(qǐng)人:Oc 歐瑞康巴爾斯公司