沉积系统和方法技术方案

一种沉积系统和方法，本公开的沉积系统提供透过延长靶材替换间隔来降低溅镀制程成本的特征。沉积系统提供磁性元件的阵列，此磁性元件的阵列会产生磁场并基于靶材厚度测量数据来重新定向磁场。阵列中的至少一个磁性元件会倾斜以调节或改变磁场方向并使磁场聚焦在靶材的一个区域上，其中此区域具有比其他区域更多的靶材材料。因此，在此区域上会发生更多的离子(例如，氩离子)轰击，以在靶材表面上产生更均匀的侵蚀。生更均匀的侵蚀。生更均匀的侵蚀。

【技术实现步骤摘要】
沉积系统和方法


[0001]本公开是关于一种沉积系统和方法。

技术介绍

[0002]为了生产半导体装置，作为半导体装置的原材料的半导体基板(例如，硅晶片)必须经历一系列复杂而精确的制程步骤(例如，扩散、离子布植、化学气相沉积、微影、蚀刻、物理气相沉积、化学机械平坦化和电化学电镀)。
[0003]物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)通常用于在半导体基板上沉积一层或多层。例如，通常会在半导体制造制程中使用溅镀(物理气相沉积的一种形式)，以在基板上沉积复合的合金和金属(例如，银、铜、黄铜、钛、硅、氮化硅和氮化碳)。溅镀包括在真空罩(室)中彼此平行地定位的靶材(target)(源(source))和基板(晶片)。当基板(阳极)具有正电位时，靶材(阴极)电接地。相对较重并且是化学惰性气体的氩气常在溅镀过程中作为溅镀的离子种类。当将氩气引入腔室中时，其会与从阴极释放的电子发生多次碰撞。这会导致氩气失去其外部电子并变成带正电的氩离子。带正电的氩离子会被阴极靶材的负电位强烈地吸引。当带正电的氩离子撞击靶材表面时，带正电的氩离子的动量会转移到靶材材料上，以使一个或多个原子离开原位，这些原子最后会沉积在基板上。
[0004]溅镀可采用配置在靶材后面和周围的磁铁，以透过在靶材的表面附近捕获电子来吸引更多带正电的离子，这将导致靶材表面上更多的氩离子轰击。

技术实现思路

[0005]根据本公开的一个或多个实施例，提供一种沉积方法，用以在一物理气相沉积室中将一材料从一靶材沉积到一基板上，沉积方法包含沉积材料的薄膜于初始基板上；测量在多个位置的初始基板上的薄膜的厚度；基于在这些位置的测量，决定初始基板上的薄膜的平均厚度；决定这些位置中薄膜的厚度小于薄膜的平均厚度的至少一个位置；以及基于所决定的该至少一个位置将信号传输到第一磁性元件，信号调整由第一磁性元件提供的磁场。
[0006]根据本公开的一个或多个实施例，提供一种在物理气相沉积室内将材料从靶材沉积到基板上的方法，方法包含测量在多个位置的靶材的厚度；基于在这些位置测量靶材的厚度来决定靶材的平均厚度；决定这些位置中靶材的厚度大于靶材的平均厚度的至少一个位置；使用所决定的该至少一个位置来调整第一磁性元件的取向。
[0007]根据本公开的一个或多个实施例，提供了一种沉积系统，包括基板处理室、在基板处理室中的基板卡盘和环绕基板处理室的靶材，以及在靶材上方的磁性元件的阵列。磁性元件的阵列中的多个磁性元件可以共同地或单独地倾斜。
附图说明
[0008]当结合附图阅读时，根据以下的详细描述可以最好地理解本公开的各方面。应理
解，根据行业中的标准实践，各种特征并未按比例绘制。实际上，为了讨论的清楚，各种特征的尺寸可以任意地增加或减小。
[0009]图1是根据本公开中一个或多个实施例的整个沉积系统的截面图；
[0010]图2是根据本公开中一个或多个实施例的沉积系统中的靶材以及磁性元件的阵列和超音波感测器的截面图；
[0011]图3是磁性元件的阵列的截面图，此磁性元件的阵列产生的磁场可聚焦在靶材上多个决定的位置；
[0012]图4的截面图绘示在对磁性元件进行任何调整之前的沉积系统的示例性结果；
[0013]图5绘示根据本公开的一个或多个实施例在对磁性元件施加调整之后的沉积系统的示例性结果的截面图；
[0014]图6绘示根据本公开的一个或多个实施例中磁性元件的阵列如何用于清洁基板处理室中的制程防护罩的截面图；
[0015]图7是根据本公开的一个或多个实施例的磁性元件的阵列的顶视图；
[0016]图8和图9是根据一个或多个实施例的磁性元件的正视截面图和侧视截面图；
[0017]图10是根据一个或多个实施例的磁性元件的正视截面图；
[0018]图11绘示根据本公开的一个或多个实施例的增加在后续基板上薄膜的均匀性的方法的流程图；
[0019]图12绘示根据本公开的一个或多个实施例的增加靶材替换间隔的方法的流程图。
[0020]【符号说明】
[0021]100:沉积系统
[0022]200:基板处理室
[0023]202:基板卡盘
[0024]204:靶材
[0025]206:磁性元件的阵列
[0026]208:超音波感测器
[0027]300:控制器
[0028]302:输入电路
[0029]304:记忆体
[0030]306:处理器
[0031]308:输出电路
[0032]402:磁性元件,永磁性元件
[0033]403:永久磁铁
[0034]404:磁性元件,电磁性元件
[0035]405:电磁铁
[0036]412:圆柱体
[0037]414:第一引导元件
[0038]416:第二引导元件
[0039]418:第三引导元件
[0040]422:第一滑动槽
[0041]424:第二滑动槽
[0042]426:第一榫卯
[0043]428:第二榫卯
[0044]432:第一致动器
[0045]434:第二致动器
[0046]442:驱动机构
[0047]446:第一轴
[0048]502:薄膜
[0049]504:初始基板
[0050]602:薄膜
[0051]604:后续基板
[0052]700:制程防护罩
[0053]S100:步骤
[0054]S200:步骤
[0055]S300:步骤
[0056]S400:步骤
[0057]S500:步骤
[0058]S1100:步骤
[0059]S1200:步骤
[0060]S1300:步骤
[0061]S1400:步骤
[0062]A,B:靶材表面
具体实施方式
[0063]以下公开提供了用于实现所提供的主题的不同特征的许多不同的实施例或示例。以下描述元件和配置的特定示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例，而无意于进行限制。例如，在下面的描述中，在第二特征之上或上方形成第一特征可以包括其中第一特征和第二特征以直接接触形成的实施例，并且还可以包括其中在第一特征和第二特征之间形成附加的特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。另外，本公开可以在各个示例中重复参考数字和/或文字。此重复是出于简单和清楚的目的，并且其本身并不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
[0064]更甚者，空间相对的词汇(例如，“低于”、“下方”、“之下”、“上方”、“之上”等相关词汇)于此用以简单描述如图所示的元件或特征与另一元件或特征的关系。在使用或操作时，除了图中所绘示的转向之外，这些空间相对的词汇涵盖装置的不同转向。再者，这些装置可旋转(旋转90度或其他角度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沉积方法，用以在一物理气相沉积室中将一材料从一靶材沉积到一基板上，其特征在于，该沉积方法包含：沉积该材料的一薄膜于一初始基板上；测量在多个位置的该初始基板上的该薄膜的一厚度；基于在所述多个位置的测量，决定该初始基板上的该薄膜的一平均厚度；决定所述多个位置中该薄膜的该厚度小于该薄膜的该平均厚度的至少一个位置；以及基于所决定的该至少一个位置将一信号传输到一第一磁性元件，该信号调整由该第一磁性元件提供的一磁场。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一磁性元件包含一永久磁铁和一电磁铁。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含倾斜该第一磁性元件以将该磁场施加到在所决定的该至少一个位置正上方的该靶材上的一区域。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含：施加更多的电流于该第一磁性元件；以及增加在所决定的该至少一个位置正上方的该靶材上的一区域上的离子轰击的一规模。5.一种在一物理气相沉积室内将材料从一靶材沉积到一基板上的方法，其特征在于，该方法包含：测量在多个位置的该靶材的一厚度；基于在所述多个位置测量该靶材...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文豪，朱玄之，陈彦羽，戴逸明，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：