【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体，具体涉及一种磁控溅射设备中的等离子体发生装置。
技术介绍
1、磁控溅射属于物理气相沉积（pvd）的一种。基本原理为，真空条件下充入ar，在高压下氩气辉光放电，ar原子被电离为ar+离子和电子e-， ar+在电场作用下加速轰击阴极靶材，靶材原子沉积在wafer表面形成薄膜。电子e-受电磁场作用产生e×b所指方向漂移，电子以近似摆线在靶材表面做螺旋运动，而且被束缚在靶表面的等离子体区域内，并在该区域内碰撞电离出大量的ar+来轰击靶材，从而实现高沉积速率。
2、现有技术的等离子体发生装置一般采用动态磁控装置及平面靶材。其中，动态磁控装置也被称为场扫描式磁控器，动态磁控装置示意图如图1所示。这种磁铁小于靶直径，但以低速在阴极背面旋转(<=100rpm)，以便使磁场扫描覆盖整个靶。阴极表面上通过物理平移e×b漂移路径，以平均出固有的溅射不均匀性。这是通过配置阴极后面的磁体（在阴极表面形成b场）由电机驱动转动来实现的。通过合理设计磁体阵列形状及选择旋转轴心，使靶面产生较为均匀的溅射率，并尽可能提升靶材利用率。
3、在层状金属接触或互连结构中，必须在通孔、沟槽的底部及侧壁，淀积厚度均匀但很薄的扩散阻挡层等。随着器件尺寸缩微，接触通导孔与沟槽的深宽比愈益增大，均匀薄层淀积与填充难度上升。由靶表面溅射出的原子沿不同方向运动，并且会因散射不断改变。如图2中（a）、（b）所示，在陡峭台阶的通孔和沟槽内，甚至可能形成夹断或无法填充的空洞。
4、现有技术中，等离子体发生装置中一般包含普通平面
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术公开了一种磁控溅射设备中的等离子体发生装置。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种磁控溅射设备中的等离子体发生装置，包括腔体，腔体内从下至上依次设置有载台、靶材、电磁铁；电磁铁置于固定板上，固定板上开设有多圈安装电磁铁的孔位，每圈孔位包括均匀设置的多个孔位，孔位内设置有电磁铁；电磁铁通过导线连接电源，一个和/或多个电磁铁输入相同的电流。
4、进一步地，固定板中心处的孔位为圆形，其余所述孔位为长条形，孔位的长度方向沿径向设置，孔位底部向内设置有限位凸缘，电磁铁的位置可调节，电磁铁上设置螺纹孔，将圆柱形的电磁铁用螺栓安装于长条形的孔位中。当需要调节电磁铁时，将螺栓拧松，将电磁铁移动至合适的位置后再锁紧即可。
5、作为本专利技术的一种具体实施方式，将每一圈的电磁铁均向外扩张相同的距离。
6、本专利技术还提供一种采用如上所述的磁控溅射设备中的等离子体发生装置的磁控溅射方法，包括以下步骤：调整晶圆与所述靶材的距离，使晶圆与靶材距离为100-150mm，调整电磁铁的输入电流，靶材的总输入功率为8000w；通入氩气，压力保持在3.0-4.0torr，溅射750-850s，晶圆表面沉积得到金属薄膜；调整电磁铁的输入电流具体为：一个和/或多个电磁铁输入相同的电流，电流为0-1.5a。
7、进一步地，所述氩气的流量为45-65sccm。
8、进一步地，所述调整电磁铁的输入电流具体为：一个或一圈电磁铁输入相同的电流，电流为0-1.5a。
9、进一步地，溅射n次后，靶材上对应的电磁铁处出现凹陷，调节电磁铁的位置，使得电磁铁移动至靶材未凹陷的位置。
10、本专利技术还提供一种磁控溅射设备，包括如上所述的等离子体发生装置。
11、本专利技术的有益效果为：
12、本专利技术可以采用平面靶材进行溅射，通过对靶材背面的多个电磁铁选择性地进行通电，采用合适的磁控溅射工艺，可以实现膜厚均匀性提升；在靶材寿命周期内，定期地移动电磁铁，径向调整位置，可以将靶材溅射时背面的磁场强度作相应改变，即原本高溅射率区域的磁场强度降低、低溅射率区域的磁场强度升高，使得靶材各处的溅射程度得以平衡，靶材利用率大幅提升。
13、本专利技术中，也可以采用特殊靶材，使带微孔和沟槽的晶圆表面薄膜的台阶覆盖率显著提升。另外，除了可以采用普通平面靶材，也可以采用特殊靶材，通过对小靶材背面对应的小电磁铁选择性地进行通电，采用合适的磁控溅射工艺，可以实现膜厚均匀性提升。
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1.磁控溅射设备中的等离子体发生装置，其特征在于，包括腔体，腔体内从下至上依次设置有载台、靶材、电磁铁；电磁铁置于固定板上，固定板上开设有多圈安装电磁铁的孔位，每圈孔位包括均匀设置的一个或多个孔位，孔位内设置有电磁铁；一个和/或多个电磁铁输入相同的电流。
2.根据权利要求1所述的磁控溅射设备中的等离子体发生装置，其特征在于，固定板中心处的孔位为圆形，其余所述孔位为长条形，孔位的长度方向沿径向设置。
3.根据权利要求1所述的磁控溅射设备中的等离子体发生装置，其特征在于，孔位底部向内设置有限位凸缘。
4.一种采用如权利要求1-3任一项所述的磁控溅射设备中的等离子体发生装置的磁控溅射方法，其特征在于，包括以下步骤：调整晶圆与所述靶材的距离，使晶圆与靶材距离为100-150mm，调整电磁铁的输入电流，靶材的总输入功率为8000W；通入氩气，压力保持在3.0-4.0Torr，溅射750-850s，晶圆表面沉积得到金属薄膜；调整电磁铁的输入电流具体为：一个和/或多个电磁铁输入相同的电流，电流为0-1.5A。
5.根据权利要求4所述的一种采用磁控
6.根据权利要求4所述的一种采用磁控溅射设备中的等离子体发生装置的磁控溅射方法，其特征在于，所述调整电磁铁的输入电流具体为：一个或一圈电磁铁输入相同的电流，电流为0-1.5A。
7.根据权利要求4所述的一种采用磁控溅射设备中的等离子体发生装置的磁控溅射方法，其特征在于，溅射N次后，靶材上对应的电磁铁处出现凹陷，调节电磁铁的位置，使得电磁铁移动至靶材未凹陷的位置。
8.一种磁控溅射设备，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的等离子体发生装置。
...【技术特征摘要】
1.磁控溅射设备中的等离子体发生装置，其特征在于，包括腔体，腔体内从下至上依次设置有载台、靶材、电磁铁；电磁铁置于固定板上，固定板上开设有多圈安装电磁铁的孔位，每圈孔位包括均匀设置的一个或多个孔位，孔位内设置有电磁铁；一个和/或多个电磁铁输入相同的电流。
2.根据权利要求1所述的磁控溅射设备中的等离子体发生装置，其特征在于，固定板中心处的孔位为圆形，其余所述孔位为长条形，孔位的长度方向沿径向设置。
3.根据权利要求1所述的磁控溅射设备中的等离子体发生装置，其特征在于，孔位底部向内设置有限位凸缘。
4.一种采用如权利要求1-3任一项所述的磁控溅射设备中的等离子体发生装置的磁控溅射方法，其特征在于，包括以下步骤：调整晶圆与所述靶材的距离，使晶圆与靶材距离为100-150mm，调整电磁铁的输入电流，靶材的总输入功率为8000w；通入氩气，压力保持在...
【专利技术属性】
技术研发人员：张陈斌，刘超，葛青涛，王世宽，宋永辉，
申请(专利权)人：无锡尚积半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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