线性扫描溅射系统和方法技术方案

一种溅射系统，其具有带输入端口和输出端口的处理室，和定位在所述处理室的壁上的溅射靶。可动的磁体配置被定位在所述溅射靶的后面并且在所述靶的后面往复地滑动。输送机以恒定速度连续地运输基片经过所述溅射靶，使得在任意给定时刻，若干基片在前缘和后缘之间面对所述靶。所述可动的磁体配置以至少是所述输送机的所述恒定速度几倍的速度滑动。旋转区域被限定在靶的所述前缘和后缘的后面，其中所述磁体配置当其进入所述旋转区域时减速、且当其在所述旋转区域内调转滑动方向时加速。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利申请是2012年11月2日提交的名称为“线性扫描溅射系统和方法”的专利技术专利申请No.201280059621.6(国际申请号PCT/US2012/063432)的分案申请。相关申请本申请要求享有2011年11月4日提交的，序列号为61/556,154的美国临时申请的优先权益，该申请的内容以其整体通过引用被合并于此。
本申请涉及溅射系统，诸如在集成电路、太阳能电池、平板显示器等的制作期间用来在基片上沉积薄膜的溅射系统。
技术介绍
溅射系统在本领域中是公知的。具有线性扫描磁控管的溅射系统的实例在美国专利5,873,989中被公开。该系统中要被解决的问题之一是形成在基片上的膜的均匀性。该系统中要被解决的另一个问题是靶利用率。特别地，由于线性磁控管的磁体来回地扫描，过度溅射出现在靶的双边缘处，产生了沿着、也即平行于扫描方向的两条深沟槽。因此，靶不得不进行替换，即使靶表面的大部分依旧是可用的。与该现象作斗争的各种方法在上面引用的‘989专利中被公开。然而，此前还没有被解决的另一个靶利用率问题是在扫描循环的边缘处导致的侵蚀。也即是，当磁体到达靶的一端时，扫描方向被调转。为实现膜均匀性，该‘989专利建议放慢朝向靶的任一端的扫描速度。然而，这导致靶的增加的溅射，从而导致在垂直于扫描方向的方向上在靶的双端处过度的侵蚀。因此，本领域中需要有一种溅射系统能实现均匀的膜沉积和增加的靶利用率。
技术实现思路
本专利技术的下列概要被包含于此以便提供对本专利技术的一些方面和特征的基本理解。此概要不是本专利技术的宽泛概述并且因而并不意图特别地识别本专利技术的重要或关键要素或描述本专利技术的范围。其唯一的目的是作为下面呈现的更详细说明的序言而以简化的形式呈现本专利技术的一些观念。溅射系统和方法在此被公开，它们提高了形成于基片上的膜的均匀性，并且还使能实现高的生产量。一个实施方式提供了一种系统，其中各基片在溅射靶的前面连续地移动。磁控管以至少是基片的运动速度几倍的速度被来回地线性扫描。磁控管重复地在基片行进方向上并然后在反方向上被扫描。在其行程的大多数期间，磁控管以恒定速度被移动。然而，当其接近其行程的终点时，其被减速。然后，当其在相反方向上开始其行程时，其加速直至其达到该恒定速度。减速度/加速度在一个实施方式中为0.5g，并且在另一个中为1g。这提高了靶的利用率。根据另一个实施方式，磁控管的转向点在连续的扫描中被改变，以便限定转向的区域。这也有助于提高靶利用率。一种溅射系统，其具有带输入端口和输出端口的处理室，和定位在所述处理室的壁上的溅射靶。可动的磁体配置被定位在所述溅射靶的后面并且在所述靶的后面往复地滑动。输送机以恒定速度连续地运输基片经过所述溅射靶，使得在任意给定时刻，若干基片在前缘和后缘之间面对所述靶。所述可动的磁体配置以至少是输送机的所述恒定速度几倍的速度滑动。旋转区域被限定在靶的所述前缘和后缘的后面，其中所述磁体配置当其进入所述旋转区域时减速、且当其在所述旋转区域内调转滑动方向时加速。附图说明被合并于本说明书中并构成本说明书的一部分的各附图，举例说明了本专利技术的各实施方式，并且与说明书一起，用来解释和说明本专利技术的原理。这些图意在以概略的方式说明各示例性实施方式的主要特征。这些图并不意欲描绘各实际实施方式的每个特征或所描绘的元件的相对尺寸，并且没有按比例绘制。图1示出了根据一个实施方式的用于使用溅射磁控管处理基片的系统的一部分。图2示出了沿着图1中的线A-A的横截面。图3示出了沿着图1中的线B-B的横截面。图4示出了另一实施方式，其中各基片被支撑在以恒定速度连续运动的输送机上。图5示出了使用诸如在图4中所示的溅射室的系统体系结构的实例。图6示出了可动的磁控管的实施方式，其可以被使用在所公开的实施方式的任一个中。图7A-7D为使用恒定的晶片运输速度和不同的磁体扫描速度的沉积均匀性的图表。图8A为示出了均匀性随着磁体扫描速度增加而下降的图表。图8B为示出了在高于扫描速度的速度下膜沉积均匀性对磁体扫描速度的奇异表现的另一图表。图8C为图8B中圈出的部分的放大视图。具体实施方式本专利技术的溅射系统的各实施方式现在将参照附图进行描述。不同的实施方式可以被用于处理为实现诸如生产量、膜均匀性、靶利用率、等的不同利益的不同基片。取决于力图实现的结果，在此所公开的不同的特征可以部分地或完全地、单独地或组合地被应用，从而使优点与要求和限制平衡。因此，根据不同的实施方式，某些利益将被突出，但并不限于所公开的实施方式。图1示出了根据一个实施方式的用于利用溅射磁控管处理基片的系统的一部分。图1中，三个室100、105和110被示出，但是每一侧上的三个圆点表明任意数目的室可以被使用。而且，尽管此处三个特定的室被示出，在此所示的室布置并不必须被采用。反而，其它的室布置可以被使用并且其它类型的室可以被介于如所示出的这些室之间。例如，第一室100可以为进料锁气室(loadlock)，第二室105为溅射室，并且第三室110为另一进料锁气室。为了说明性目的，在图1的实例中，三个室100、105和110为溅射室；分别由其各自的真空泵102、104、106抽空。这些处理室中的每个具有传送部分122、124和126，以及处理部分132、134和136。基片150被安装到基片承载器120上。在本实施方式中，基片150通过其外周被保持，也即，没有触及其各表面的任一个，因为两个表面是通过将靶材料溅射在基片的两侧上而被制作。承载器120具有骑跨在轨道(图1中未示出)上的一组轮子121。在一个实施方式中，这些轮子被磁化以便提供更好的牵引和稳定性。承载器120骑跨在设置于传送部分中的轨道上以便将基片定位在处理部分中。在一个实施方式中，原动力被利用直线电机配置(图1中未示出)从外部提供至承载器120。当这三个室100、105、和110为溅射室时，假定承载器120经由进料锁气室配置进入和退出该系统。图2示出了沿着图1中的线A-A的横截面。为简单起见，在图2中基片250被示出而没有其承载器，但应意识到的是，基片250在图1的系统中所执行的处理的整个期间都停留在基片承载器120上，并且由该基片承载器从室到室连续地运输，如由图2中的箭头所示。在该说明性实施方式中，在每个室200、205和210中，基片250在双侧上被处理。隔离阀202、206也在图2中示出，其在制作期间将每个室隔离；然而，由于在一个实施方式中基片连续地移动，这些隔离阀可以被替换为简单的门或者被取消。每个室包括安装到直线轨道242’、244’、246’上的可动的磁控管242、244、246，使得其遍及靶262的表面扫描等离子体，如由双头箭头所示。当这些基片在承载器上在各室中被运输时这些磁体连续地来回扫描。如对于磁体242所示出的，当这些磁体到达靶262的前缘263时，其调转方向并朝向靶262的后缘267行进。当其到达后缘267时，其再次调转方向并且朝向前缘263扫描。该扫描处理被连续地重复。图3示出了沿着图1中的线B-B的横截面。基片350被显示为安装到承载器320上。承载器320具有轮子321，这些轮子骑跨在轨道324上。这些轮子321可以是磁性的，该情况中这些轨道324可以由顺磁性材料制成。在本实施方式中承载器由直线电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
溅射系统，包括：处理室，其具有输入端口和输出端口；溅射靶，其被定位在所述处理室的壁上，并且具有定位在所述输入端口的那侧上的前缘和定位在所述输出端口的那侧上的后缘；可动的磁体配置，其被定位在所述溅射靶的后面并且在所述前缘和所述后缘之间往复地滑动；大气中的输送机，其连续地将基片成多列和多行地带入所述系统；输送机，其以恒定速度连续地运输成多列和多行的多个基片经过低真空进料锁气室、高真空进料锁气室，并且在所述处理室中，使得在任意给定时刻，若干基片在所述前缘和所述后缘之间面对所述靶，使得当所述输送机在所述溅射靶的下面连续地运输基片时若干基片能同时被处理，其中多个基片并排地垂直于输送机的运动方向布置；并且其中每个基片具有在行进方向上定义的长度(Ls)，并且其中所述靶具有在基片行进方向上定义的长度(Lt)，并且其中靶的长度(Lt)是基片的长度(Ls)的若干倍。

【技术特征摘要】
2011.11.04 US 61/556,1541.溅射系统，包括：处理室，其具有输入端口和输出端口；溅射靶，其被定位在所述处理室的壁上，并且具有定位在所述输入端口的那侧上的前缘和定位在所述输出端口的那侧上的后缘；可动的磁体配置，其被定位在所述溅射靶的后面并且在所述前缘和所述后缘之间往复地滑动；大气中的输送机，其连续地将基片成多列和多行地带入所述系统；输送机，其以恒定速度连续地运输成多列和多行的多个基片经过低真空进料锁气室、高真空进料锁气室，并且在所述处理室中，使得在任意给定时刻，若干基片在所述前缘和所述后缘之间面对所述靶，使得当所述输送机在所述溅射靶的下面连续地运输基片时若干基片能同时被处理，其中多个基片并排地垂直于输送机的运动方向布置；并且其中每个基片具有在行进方向上定义的长度(Ls)，并且其中所述靶具有在基片行进方向上定义的长度(Lt)，并且其中靶的长度(Lt)是基片的长度(Ls)的若干倍。2.如权利要求1所述的系统，其中旋转区域被限定在所述靶的每端，并且其中所述磁体配置当其进入所述旋转区域时...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·W·布朗，V·沙阿，T·佩德森，T·布卢克，
申请(专利权)人：因特瓦克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US