線性掃描濺射系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種濺射系統(tǒng)，其具有帶輸入端口和輸出端口的處理室，和定位在所述處理室的壁上的濺射靶?？蓜?dòng)的磁體配置被定位在所述濺射靶的后面并且在所述靶的后面往復(fù)地滑動(dòng)。輸送機(jī)以恒定速度連續(xù)地運(yùn)輸基片經(jīng)過(guò)所述濺射靶，使得在任意給定時(shí)刻，若干基片在前緣和后緣之間面對(duì)所述靶。所述可動(dòng)的磁體配置以至少是所述輸送機(jī)的所述恒定速度幾倍的速度滑動(dòng)。旋轉(zhuǎn)區(qū)域被限定在靶的所述前緣和后緣的后面，其中所述磁體配置當(dāng)其進(jìn)入所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)減速、且當(dāng)其在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)調(diào)轉(zhuǎn)滑動(dòng)方向時(shí)加速。
【專利說(shuō)明】線性掃描濺射系統(tǒng)和方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)要求享有2011年11月4日提交的，序列號(hào)為61/556, 154的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) 的優(yōu)先權(quán)益，該申請(qǐng)的內(nèi)容以其整體通過(guò)引用被合并于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本申請(qǐng)涉及濺射系統(tǒng)，諸如在集成電路、太陽(yáng)能電池、平板顯示器等的制作期間用 來(lái)在基片上沉積薄膜的濺射系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0004] 濺射系統(tǒng)在本領(lǐng)域中是公知的。具有線性掃描磁控管的濺射系統(tǒng)的實(shí)例在美國(guó)專 利5, 873, 989中被公開(kāi)。該系統(tǒng)中要被解決的問(wèn)題之一是形成在基片上的膜的均勻性。該 系統(tǒng)中要被解決的另一個(gè)問(wèn)題是靶利用率。特別地，由于線性磁控管的磁體來(lái)回地掃描，過(guò) 度濺射出現(xiàn)在靶的雙邊緣處，產(chǎn)生了沿著、也即平行于掃描方向的兩條深溝槽。因此，靶不 得不進(jìn)行替換，即使靶表面的大部分依舊是可用的。與該現(xiàn)象作斗爭(zhēng)的各種方法在上面引 用的'989專利中被公開(kāi)。
[0005] 然而，此前還沒(méi)有被解決的另一個(gè)靶利用率問(wèn)題是在掃描循環(huán)的邊緣處導(dǎo)致的侵 蝕。也即是，當(dāng)磁體到達(dá)靶的一端時(shí)，掃描方向被調(diào)轉(zhuǎn)。為實(shí)現(xiàn)膜均勻性，該'989專利建議 放慢朝向靶的任一端的掃描速度。然而，這導(dǎo)致靶的增加的濺射，從而導(dǎo)致在垂直于掃描方 向的方向上在靶的雙端處過(guò)度的侵蝕。
[0006] 因此，本領(lǐng)域中需要有一種濺射系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)均勻的膜沉積和增加的靶利用率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的下列概要被包含于此以便提供對(duì)本發(fā)明的一些方面和特征的基本理解。 此概要不是本發(fā)明的寬泛概述并且因而并不意圖特別地識(shí)別本發(fā)明的重要或關(guān)鍵要素或 描述本發(fā)明的范圍。其唯一的目的是作為下面呈現(xiàn)的更詳細(xì)說(shuō)明的序言而以簡(jiǎn)化的形式呈 現(xiàn)本發(fā)明的一些觀念。
[0008] 濺射系統(tǒng)和方法在此被公開(kāi)，它們提高了形成于基片上的膜的均勻性，并且還使 能實(shí)現(xiàn)高的生產(chǎn)量。一個(gè)實(shí)施方式提供了一種系統(tǒng)，其中各基片在濺射靶的前面連續(xù)地移 動(dòng)。磁控管以至少是基片的運(yùn)動(dòng)速度幾倍的速度被來(lái)回地線性掃描。磁控管重復(fù)地在基片 行進(jìn)方向上并然后在反方向上被掃描。在其行程的大多數(shù)期間，磁控管以恒定速度被移動(dòng)。 然而，當(dāng)其接近其行程的終點(diǎn)時(shí)，其被減速。然后，當(dāng)其在相反方向上開(kāi)始其行程時(shí)，其加速 直至其達(dá)到該恒定速度。減速度/加速度在一個(gè)實(shí)施方式中為0. 5g，并且在另一個(gè)中為lg。 這提高了靶的利用率。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，磁控管的轉(zhuǎn)向點(diǎn)在連續(xù)的掃描中被改變，以便 限定轉(zhuǎn)向的區(qū)域。這也有助于提高靶利用率。
[0009] 一種濺射系統(tǒng)，其具有帶輸入端口和輸出端口的處理室，和定位在所述處理室的 壁上的濺射靶?？蓜?dòng)的磁體配置被定位在所述濺射靶的后面并且在所述靶的后面往復(fù)地滑 動(dòng)。輸送機(jī)以恒定速度連續(xù)地運(yùn)輸基片經(jīng)過(guò)所述濺射靶，使得在任意給定時(shí)刻，若干基片在 前緣和后緣之間面對(duì)所述靶。所述可動(dòng)的磁體配置以至少是輸送機(jī)的所述恒定速度幾倍的 速度滑動(dòng)。旋轉(zhuǎn)區(qū)域被限定在靶的所述前緣和后緣的后面，其中所述磁體配置當(dāng)其進(jìn)入所 述旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)減速、且當(dāng)其在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)調(diào)轉(zhuǎn)滑動(dòng)方向時(shí)加速。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 被合并于本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分的各附圖，舉例說(shuō)明了本發(fā)明的各 實(shí)施方式，并且與說(shuō)明書(shū)一起，用來(lái)解釋和說(shuō)明本發(fā)明的原理。這些圖意在以概略的方式說(shuō) 明各示例性實(shí)施方式的主要特征。這些圖并不意欲描繪各實(shí)際實(shí)施方式的每個(gè)特征或所描 繪的元件的相對(duì)尺寸，并且沒(méi)有按比例繪制。
[0011] 圖1示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的用于使用濺射磁控管處理基片的系統(tǒng)的一部分。
[0012] 圖2示出了沿著圖1中的線A-A的橫截面。
[0013] 圖3示出了沿著圖1中的線B-B的橫截面。
[0014] 圖4示出了另一實(shí)施方式，其中各基片被支撐在以恒定速度連續(xù)運(yùn)動(dòng)的輸送機(jī) 上。
[0015] 圖5示出了使用諸如在圖4中所示的濺射室的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的實(shí)例。
[0016] 圖6示出了可動(dòng)的磁控管的實(shí)施方式，其可以被使用在所公開(kāi)的實(shí)施方式的任一 個(gè)中。
[0017] 圖7A-7D為使用恒定的晶片運(yùn)輸速度和不同的磁體掃描速度的沉積均勻性的圖 表。
[0018] 圖8A為示出了均勻性隨著磁體掃描速度增加而下降的圖表。
[0019] 圖8B為不出了在高于掃描速度的速度下膜沉積均勻性對(duì)磁體掃描速度的奇異表 現(xiàn)的另一圖表。
[0020] 圖8C為圖8B中圈出的部分的放大視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明的濺射系統(tǒng)的各實(shí)施方式現(xiàn)在將參照附圖進(jìn)行描述。不同的實(shí)施方式可以 被用于處理為實(shí)現(xiàn)諸如生產(chǎn)量、膜均勻性、靶利用率、等的不同利益的不同基片。取決于力 圖實(shí)現(xiàn)的結(jié)果，在此所公開(kāi)的不同的特征可以部分地或完全地、單獨(dú)地或組合地被應(yīng)用，從 而使優(yōu)點(diǎn)與要求和限制平衡。因此，根據(jù)不同的實(shí)施方式，某些利益將被突出，但并不限于 所公開(kāi)的實(shí)施方式。
[0022] 圖1示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的用于利用濺射磁控管處理基片的系統(tǒng)的一部分。 圖1中，三個(gè)室100、105和110被示出，但是每一側(cè)上的三個(gè)圓點(diǎn)表明任意數(shù)目的室可以被 使用。而且，盡管此處三個(gè)特定的室被示出，在此所示的室布置并不必須被采用。反而，其 它的室布置可以被使用并且其它類型的室可以被介于如所示出的這些室之間。例如，第一 室100可以為進(jìn)料鎖氣室（loadlock)，第二室105為濺射室，并且第三室110為另一進(jìn)料鎖 氣室。
[0023] 為了說(shuō)明性目的，在圖1的實(shí)例中，三個(gè)室100U05和110為濺射室；分別由其各 自的真空泵102、104、106抽空。這些處理室中的每個(gè)具有傳送部分122、124和126,以及處 理部分132、134和136?；?50被安裝到基片承載器120上。在本實(shí)施方式中，基片150 通過(guò)其外周被保持，也即，沒(méi)有觸及其各表面的任一個(gè)，因?yàn)閮蓚€(gè)表面是通過(guò)將靶材料濺射 在基片的兩側(cè)上而被制作。承載器120具有騎跨在軌道（圖1中未示出）上的一組輪子 121。在一個(gè)實(shí)施方式中，這些輪子被磁化以便提供更好的牽引和穩(wěn)定性。承載器120騎跨 在設(shè)置于傳送部分中的軌道上以便將基片定位在處理部分中。在一個(gè)實(shí)施方式中，原動(dòng)力 被利用直線電機(jī)配置（圖1中未示出）從外部提供至承載器120。當(dāng)這三個(gè)室100、105、和 110為濺射室時(shí)，假定承載器120經(jīng)由進(jìn)料鎖氣室配置進(jìn)入和退出該系統(tǒng)。
[0024] 圖2示出了沿著圖1中的線A-A的橫截面。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在圖2中基片250被示 出而沒(méi)有其承載器，但應(yīng)意識(shí)到的是，基片250在圖1的系統(tǒng)中所執(zhí)行的處理的整個(gè)期間都 停留在基片承載器120上，并且由該基片承載器從室到室連續(xù)地運(yùn)輸，如由圖2中的箭頭所 示。在該說(shuō)明性實(shí)施方式中，在每個(gè)室200、205和210中，基片250在雙側(cè)上被處理。隔離 閥202、206也在圖2中示出，其在制作期間將每個(gè)室隔離；然而，由于在一個(gè)實(shí)施方式中基 片連續(xù)地移動(dòng)，這些隔離閥可以被替換為簡(jiǎn)單的門(mén)或者被取消。
[0025] 每個(gè)室包括安裝到直線軌道242 '、244 '、246 '上的可動(dòng)的磁控管242、244、246，使 得其遍及靶262的表面掃描等離子體，如由雙頭箭頭所示。當(dāng)這些基片在承載器上在各室 中被運(yùn)輸時(shí)這些磁體連續(xù)地來(lái)回掃描。如對(duì)于磁體242所示出的，當(dāng)這些磁體到達(dá)靶262 的前緣263時(shí)，其調(diào)轉(zhuǎn)方向并朝向靶262的后緣267行進(jìn)。當(dāng)其到達(dá)后緣267時(shí)，其再次調(diào) 轉(zhuǎn)方向并且朝向前緣263掃描。該掃描處理被連續(xù)地重復(fù)。
[0026] 圖3示出了沿著圖1中的線B-B的橫截面?；?50被顯示為安裝到承載器320 上。承載器320具有輪子321，這些輪子騎跨在軌道324上。這些輪子321可以是磁性的， 該情況中這些軌道324可以由順磁性材料制成。在本實(shí)施方式中承載器由直線電機(jī)326移 動(dòng)，盡管其它的原動(dòng)力和/或布置可以被使用。該室被抽空并且前導(dǎo)氣體例如氬氣被供應(yīng) 至該室中以維持等離子體。通過(guò)施加 RF偏壓能量至設(shè)置在靶364后面的可動(dòng)的磁控管344， 等離子體被點(diǎn)火和維持。
[0027] 圖4示出了另一實(shí)施方式，其中基片450被支撐在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的輸送機(jī)440上以用 于"經(jīng)過(guò)式（pass-by)"處理。當(dāng)基片的僅一個(gè)側(cè)面需要被濺射，諸如在制作太陽(yáng)能電池時(shí)， 該布置尤為有利。例如，若干基片可以被并排地定位使得若干基片被同時(shí)處理。圖4中的 標(biāo)注示出了并排的、也即垂直于如由箭頭指示的運(yùn)動(dòng)方向布置的三個(gè)基片。在這一實(shí)施方 式中，當(dāng)靶464不再與基片的尺寸相對(duì)應(yīng)時(shí)，那么當(dāng)傳送帶在靶464的下面連續(xù)地移動(dòng)基片 時(shí)若干基片可以以多列和多行同時(shí)被處理。例如，當(dāng)使用三個(gè)行時(shí)，也即，三個(gè)晶片并排，靶 的尺寸可以被設(shè)計(jì)成使能夠處理三個(gè)行中的四個(gè)基片，因而同時(shí)處理十二個(gè)基片。像前面 一樣，磁控管444在靶的前緣和后緣之間線性地來(lái)回移動(dòng)，如由雙頭箭頭所示。
[0028] 圖5示出了諸如圖4中所示的系統(tǒng)的實(shí)例。大氣中的輸送機(jī)500連續(xù)地將基片帶 入系統(tǒng)，并且這些基片隨后在系統(tǒng)內(nèi)部在輸送機(jī)上被運(yùn)輸以便橫穿低真空進(jìn)料鎖氣室505、 高真空進(jìn)料鎖氣室510、以及任選的傳送室515。然后，這些基片在輸送機(jī)上連續(xù)移動(dòng)的同 時(shí)，由一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的室520處理，這里示出了兩個(gè)。這些基片然后繼續(xù)在輸送機(jī)上到可 選的傳送室525,然后到高真空進(jìn)料鎖氣室530、低真空進(jìn)料鎖氣室535,并且然后到大氣中 的輸送機(jī)540,到退出系統(tǒng)。
[0029] 圖6示出了可動(dòng)的磁控管的實(shí)施方式，其可以被用于以上實(shí)施方式的任一個(gè)中。 圖6中，各基片650以恒定速度在輸送機(jī)640上被移動(dòng)。靶組件664被定位在基片上方，并 且可動(dòng)的磁控管644在靶組件的后面線性地來(lái)回振動(dòng)，如由雙頭箭頭所示。等離子體622 跟隨磁控管，從靶的不同區(qū)域?qū)е聻R射。在本實(shí)施方式中，在正常行進(jìn)期間磁控管的速度是 恒定的并且至少是基片速度幾倍。該速度被計(jì)算為使得在基片橫穿濺射室期間，其被移動(dòng) 的磁控管濺射若干次。例如，磁控管的速度可以是基片速度的五到十倍，使得在輸送機(jī)移動(dòng) 基片經(jīng)過(guò)靶的整個(gè)長(zhǎng)度時(shí)，這些磁體已在靶的后面被來(lái)回掃描若干次以便在基片上沉積多 個(gè)層。
[0030] 如圖6中所示，在本實(shí)施方式中，每個(gè)基片具有長(zhǎng)度Ls，其在輸送帶的行進(jìn)方向上 被定義。類似地，靶具有長(zhǎng)度Lt，其在輸送機(jī)的行進(jìn)方向上被定義，該方向與磁體的行進(jìn)方 向平行。在本實(shí)施方式中，靶的長(zhǎng)度Lt是基片長(zhǎng)度Ls的若干倍。例如，靶的長(zhǎng)度可以是節(jié) 距長(zhǎng)度的四倍，該節(jié)距長(zhǎng)度被定義為一個(gè)基片長(zhǎng)度加上在輸送機(jī)上兩個(gè)基片之間的間隔S 的長(zhǎng)度。也就是，節(jié)距P= (Ls+S)。
[0031] 磁控管在靶后面的線性運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題在于，當(dāng)其到達(dá)靶的前端或后端時(shí)，其停止并 在相反方向上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。因此，靶的邊緣被侵蝕得遠(yuǎn)多于靶的主要表面。當(dāng)在靶的邊緣處 的侵蝕超過(guò)規(guī)范時(shí)，該靶需要被替換，即使該靶的中心依然是可用的。該問(wèn)題利用如下面所 描述的各個(gè)實(shí)施方式被解決。
[0032] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，偏移量E和F分別在靶的前緣和后緣處被指定。當(dāng)磁控管到 達(dá)該偏移量時(shí)，其以規(guī)定的比率減速，例如〇. 5g、lg等。在該偏移量的盡頭，磁控管改變方 向并以規(guī)定的比率加速。這在磁控管行程的兩端處、也即在靶的前緣和后緣處完成。
[0033] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，旋轉(zhuǎn)區(qū)域被規(guī)定，例如，區(qū)域E和F分別在靶的前緣和后緣 處被指定。當(dāng)磁控管到達(dá)任一個(gè)旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)，其在該旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的一點(diǎn)處改變行進(jìn)方向。然 而，隨著時(shí)間的推移，磁控管在該旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)不同的點(diǎn)處改變方向。這在圖6中通過(guò)標(biāo)注被 舉例說(shuō)明。如所示出的，在時(shí)刻h，該調(diào)轉(zhuǎn)方向的點(diǎn)被指示為Fi。在時(shí)刻t 2，該調(diào)轉(zhuǎn)方向的 點(diǎn)被指示為F2，并且朝向靶的后緣比點(diǎn)匕遠(yuǎn)，但仍在指定的區(qū)域F內(nèi)。在時(shí)刻t 3，調(diào)轉(zhuǎn)方向 的點(diǎn)F3朝向靶的后緣甚至更遠(yuǎn)，同時(shí)在時(shí)刻tn，點(diǎn)F n向后遠(yuǎn)離靶的后緣。然而，所有的點(diǎn)匕 都在區(qū)域F內(nèi)。類似的處理遍及另一側(cè)上、也即靶的前緣上的區(qū)域E發(fā)生。
[0034] 調(diào)轉(zhuǎn)掃描方向的點(diǎn)的選擇可以利用各種方式而完成。例如，隨機(jī)選擇可以在每次 掃描時(shí)、在每?jī)纱螔呙钑r(shí)、或在X次的掃描之后進(jìn)行。相反地，可以執(zhí)行程序，其中在每次掃 描時(shí)該點(diǎn)在一個(gè)方向上被移動(dòng)距離Y直至到達(dá)該區(qū)域的盡頭，并且然后這些點(diǎn)開(kāi)始朝向相 反的盡頭移動(dòng)距離Y。另一方面，通過(guò)在一個(gè)方向上移動(dòng)Z的量并且然后在下一步中在相反 方向上移動(dòng)-W的量，其中| W|〈 | z |，該移動(dòng)可以被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生交錯(cuò)的模式。
[0035] 在此所描述的各實(shí)施方式中，在整個(gè)處理方案中，磁控管以恒定速度被掃描，因?yàn)?已被發(fā)現(xiàn)的是，改變掃描速度將負(fù)面影響基片上膜的均勻性。值得注意的是，在其中基片在 靶的前面連續(xù)移動(dòng)的配置中，在處理區(qū)域上方減速或加速磁體陣列是不妥當(dāng)?shù)?，即使為?控制膜厚度的均勻性。
[0036] 在所公開(kāi)的各實(shí)施方式中，在輸送機(jī)上移動(dòng)許多基片可以被認(rèn)為是以恒定速度移 動(dòng)的連續(xù)的（無(wú)限長(zhǎng)的）基片。掃描速度必須被選擇以便在以恒定速度移動(dòng)的基片上提供 良好的均勻性。在這些實(shí)施方式中，對(duì)開(kāi)始位置、停止位置、加速度、和減速度進(jìn)行特殊利用 以便控制靶的利用率。這具有的作用是將在運(yùn)動(dòng)反向時(shí)出現(xiàn)在各端點(diǎn)處的深溝槽伸展開(kāi)。
[0037] 電極設(shè)計(jì)被用來(lái)減少等離子體軌道的頂部和底部處的深溝槽。更厚的靶可以被使 用或者更高的功率可以被利用到這些靶中，因?yàn)閽呙枋窃谙喈?dāng)高的速度下完成的，從而將 功率遍及基片的整個(gè)表面散布開(kāi)。因?yàn)槊總€(gè)基片經(jīng)歷等離子體的多個(gè)靶通道，開(kāi)始和停止 位置可以隨每個(gè)通道而被改變，并且從一個(gè)通道到下一個(gè)通道改變掃描長(zhǎng)度的效果將不會(huì) 在膜的均勻性上顯現(xiàn)出。也即是說(shuō)，盡管圖6的實(shí)施方式被描述使得旋轉(zhuǎn)區(qū)域被設(shè)計(jì)成位 于處理區(qū)域以外，但是如在此所述的當(dāng)使這些基片連續(xù)移動(dòng)時(shí)這是不必要的。相反，旋轉(zhuǎn)區(qū) 域可以位于處理區(qū)域內(nèi)。
[0038] 例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式該系統(tǒng)被用來(lái)以每小時(shí)2400個(gè)基片的速度制作太陽(yáng)能 電池。輸送機(jī)以大約35mm/s的速度連續(xù)地移動(dòng)基片。磁控管以至少250mm/s的速度被 掃描，也即，超過(guò)基片運(yùn)輸速度的七倍。靶和磁控管被設(shè)計(jì)成使得磁控管掃描的沖程為大 約260mm。這提供了超過(guò)97%的膜均勻性。加速度/減速度可以被設(shè)定成0. 5g、經(jīng)過(guò)大約 6. 4mm的距離，或者lg，以用于該距離的大約一半。
[0039] 圖7A-7D為使用恒定的晶片運(yùn)輸速度和不同的磁體掃描速度的沉積均勻性的圖 表。圖7A為對(duì)于磁體掃描速度為晶片運(yùn)輸速度的5%時(shí)的均勻性的圖表。例如，對(duì)于35mm/ s的晶片運(yùn)輸速度，磁體以1. 75mm/s被掃描。結(jié)果得到的膜均勻性為90%，這對(duì)于諸如太 陽(yáng)能電池的器件的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是不夠的。當(dāng)磁體掃描速度被增加到晶片速度的7. 5%時(shí)，均勻 性下降至86%，如圖7B中所示。此外，當(dāng)該速度被增加到10%時(shí)均勻性下降至82%，并且 當(dāng)該速度被增加到12. 5%時(shí)均勻性甚至進(jìn)一步下降至78%。因此，看來(lái)增加磁體掃描速度 導(dǎo)致膜均勻性相應(yīng)地下降，從而提示磁體掃描速度應(yīng)當(dāng)為晶片運(yùn)輸速度的一小部分。此結(jié) 論被圖8A中所示的圖表進(jìn)一步支撐，其中均勻性隨著磁體掃描速度的增加而下降。
[0040] 然而，圖8A的圖表還顯示最大可實(shí)現(xiàn)的均勻性可以是大約90%上下。如上面所 提到的，這樣的均勻性對(duì)于很多處理來(lái)說(shuō)是不可接受的。因此，進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，結(jié)果 得到了圖8B的圖表。圖8B的圖表示出了膜沉積均勻性對(duì)磁體掃描速度的奇異表現(xiàn)。實(shí)際 上，當(dāng)磁體掃描速度增加時(shí)，膜均勻性下降。然而，在某一點(diǎn)處，當(dāng)磁體掃描速度進(jìn)一步增加 時(shí)，均勻性突然開(kāi)始好轉(zhuǎn)，使得在大約三倍于晶片運(yùn)輸速度的磁體掃描速度下，大約98%的 均勻性峰值被實(shí)現(xiàn)。此后均勻性的短暫下降被觀察到，但隨后當(dāng)磁體掃描速度為大約5倍 于晶片運(yùn)輸速度及以上時(shí)，均勻性被恢復(fù)并保持很高，這在圖8C的圖表中被示出。如在作 為圖8B中圈出的部分的放大視圖的圖8C中所示，在超過(guò)5倍的晶片運(yùn)輸速度的速度下，均 勻性保持在97%以上并且，在大約10倍于運(yùn)輸速度的速度下，均勻性保持在98%以上。從 機(jī)械負(fù)荷和機(jī)器設(shè)計(jì)觀點(diǎn)的角度來(lái)說(shuō)，更高的速度是不推薦的，并且對(duì)于更高的速度而言 均勻性看來(lái)并未好轉(zhuǎn)那么多。因此，設(shè)計(jì)復(fù)雜性方面的成本和潛在的更高級(jí)別維護(hù)不能保 證達(dá)到超過(guò)10倍于晶片運(yùn)輸速度的掃描速度是合適的。
[0041] 應(yīng)被理解的是，在此所描述的工藝和技術(shù)并不與任何特定的裝置固有地相關(guān)，并 且可以由構(gòu)件的任何合適的組合實(shí)現(xiàn)。此外，各種類型的一般目的的裝置可以根據(jù)在此所 描述的教導(dǎo)而被使用。本發(fā)明已經(jīng)關(guān)于特定的實(shí)例而被描述，這些實(shí)例在各方面都意在是 說(shuō)明性的而不是限制性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到很多不同的組合將適合于實(shí)現(xiàn)本發(fā) 明。
[0042] 此外，根據(jù)對(duì)此處所公開(kāi)的本發(fā)明的說(shuō)明和實(shí)踐的考慮，本發(fā)明的其它實(shí)現(xiàn)方式 對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是明顯的。所描述的實(shí)施方式的各方面和/或構(gòu)件可以單獨(dú) 地或以任何組合地被使用。意圖的是，這些說(shuō)明和實(shí)例僅被視為示例性的，同時(shí)本發(fā)明的真 實(shí)范圍和主旨由所列的權(quán)利要求指定。
【權(quán)利要求】
1. 濺射系統(tǒng)，包括： 處理室； 濺射靶，其被定位在所述處理室的壁上。 可動(dòng)的磁體配置，其在定位于所述濺射靶后面的直線軌道上往復(fù)地滑動(dòng)； 基片運(yùn)輸系統(tǒng)，其以恒定速度連續(xù)地運(yùn)輸多個(gè)基片經(jīng)過(guò)所述濺射靶； 其中所述磁體以至少是基片運(yùn)輸?shù)乃龊愣ㄋ俣葞妆兜乃俣仍谒鲋本€軌道上滑動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述磁體配置的滑動(dòng)速度至少是基片運(yùn)輸?shù)乃龊?定速度的五倍。
3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中旋轉(zhuǎn)區(qū)域被限定在所述靶的每個(gè)端部處，并且其中， 所述磁體配置當(dāng)其進(jìn)入所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)減速、且當(dāng)其在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)調(diào)轉(zhuǎn)滑動(dòng)方向時(shí)加 速。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中限定出旋轉(zhuǎn)區(qū)域，并且其中所述磁體配置在不同的 掃描中在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的不同的點(diǎn)處調(diào)轉(zhuǎn)滑動(dòng)方向。
5. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中限定出旋轉(zhuǎn)區(qū)域，并且其中所述磁體配置在不同的 掃描中在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的隨機(jī)選擇的點(diǎn)處調(diào)轉(zhuǎn)滑動(dòng)方向。
6. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)基片具有在行進(jìn)方向上定義的長(zhǎng)度Ls，并且其 中所述靶具有基片行進(jìn)方向上定義的長(zhǎng)度Lt，并且其中所述靶的長(zhǎng)度Lt是所述基片的長(zhǎng) 度Ls的若干倍。
7. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)基片具有在行進(jìn)方向上定義的長(zhǎng)度Ls，和從鄰 近的基片分隔開(kāi)的長(zhǎng)度S，其中節(jié)距長(zhǎng)度被定義為（Ls+S)，并且其中所述靶具有在基片行 進(jìn)方向上定義的長(zhǎng)度Lt，并且其中所述靶的長(zhǎng)度Lt至少是所述節(jié)距長(zhǎng)度的四倍。
8. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)基片具有在行進(jìn)方向上定義的長(zhǎng)度Ls，并且其 中所述靶具有在基片行進(jìn)方向上定義的長(zhǎng)度Lt，并且其中所述靶的長(zhǎng)度Lt是所述基片的 長(zhǎng)度Ls的若干倍。
9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中限定出旋轉(zhuǎn)區(qū)域，并且其中磁控管在不同的掃描中 在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的不同的點(diǎn)處調(diào)轉(zhuǎn)滑動(dòng)方向。
10. 濺射系統(tǒng)，包括： 處理室，其具有輸入端口和輸出端口； 濺射靶，其被定位在所述處理室的壁上，并且具有定位在所述輸入端口的那側(cè)上的前 緣和定位在所述輸出端口的那側(cè)上的后緣； 可動(dòng)的磁體配置，其被定位在所述濺射靶的后面并且在所述前緣和所述后緣之間往復(fù) 地滑動(dòng)； 輸送機(jī)，其以恒定速度連續(xù)地運(yùn)輸多個(gè)基片經(jīng)過(guò)所述濺射靶，使得在任意給定時(shí)刻，若 干基片在所述前緣和所述后緣之間面對(duì)所述靶。
11. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述可動(dòng)的磁體配置以至少是所述輸送機(jī)的所述 恒定速度幾倍的速度滑動(dòng)。
12. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述可動(dòng)的磁體配置以至少是所述輸送機(jī)的所述 恒定速度的五倍的速度滑動(dòng)。
13. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中旋轉(zhuǎn)區(qū)域限定在靶的所述前緣和后緣的后面，并 且其中，所述磁體配置當(dāng)其進(jìn)入所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)減速、且當(dāng)其在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)調(diào)轉(zhuǎn)滑動(dòng) 方向時(shí)加速。
14. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中旋轉(zhuǎn)區(qū)域被限定在靶的所述前緣和后緣的后面， 并且其中所述磁體配置在不同的掃描中在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的不同的點(diǎn)處調(diào)轉(zhuǎn)滑動(dòng)方向。
15. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中旋轉(zhuǎn)區(qū)域被限定在靶的所述前緣和后緣的后面， 并且其中所述磁體配置在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的隨機(jī)的點(diǎn)處調(diào)轉(zhuǎn)滑動(dòng)方向。
16. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中旋轉(zhuǎn)區(qū)域被限定在靶的所述前緣和后緣的后面， 并且其中所述磁體配置在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的不同的點(diǎn)處調(diào)轉(zhuǎn)滑動(dòng)方向以便由此執(zhí)行交錯(cuò) 的掃描。
17. 通過(guò)濺射處理基片的方法，包括： 將多個(gè)基片放置在輸送機(jī)上； 運(yùn)行所述輸送機(jī)以便以恒定速度且以面對(duì)靶的定向運(yùn)輸所述多個(gè)基片，使得在任意給 定時(shí)刻，若干基片在前緣和后緣之間面對(duì)所述靶； 往復(fù)地掃描所述靶后面的磁體配置同時(shí)將等離子體維持在所述靶和所述基片之間的 空間中。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中往復(fù)地掃描所述磁體配置的步驟是以至少是所述 輸送機(jī)的所述恒定速度幾倍的速度被執(zhí)行。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在所述靶的前緣和后緣的后面定義旋轉(zhuǎn)區(qū)域， 并且當(dāng)所述磁體配置進(jìn)入所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)使其減速、且當(dāng)所述磁體配置在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi) 調(diào)轉(zhuǎn)滑動(dòng)方向時(shí)使其加速。
20. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在所述靶的前緣和后緣的后面定義旋轉(zhuǎn)區(qū)域， 并且其中，在不同的掃描期間在所述旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的不同的點(diǎn)處調(diào)轉(zhuǎn)所述磁體配置的往復(fù)掃 描。
【文檔編號(hào)】C23C14/35GK104114741SQ201280059621
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月4日
【發(fā)明者】D·W·布朗, V·沙阿, T·佩德森, T·布盧克 申請(qǐng)人:因特瓦克公司