溅射设备的制造方法_3

文档序号:8491357阅读:来源:国知局

[0065]外部分大体上围绕内部分的周边。配置900的外部分包括一对长形区段928,其大体上彼此平行。在图9中所示的实例中,长形区段928由外行910中的多个磁铁922形成(但是长形区段928可使用多于或少于图9中所示的四个磁铁922形成)。
[0066]磁铁配置900的外部分还包括一对转向区段930。每个转向区段930大体上横跨一对长形区段928的各自末端。在图9中所示的实例中,每个转向区段930形成在每个内行908中,其使用紧邻所述内行908中的最近内部分磁铁920定位的至少一个转动磁铁924 (下文描述)和定位于所述内行908的末端上的一个或更多个末端磁铁926。
[0067]在这个示例性磁铁配置900中,如上文结合图4、图5和图6描述的磁铁配置400、500和600,形成在外行910中的长形区段928比形成在内行908中的图案的内部分长。这在内行908中为转动磁铁924和末端磁铁926提供空间以形成跑道图案的外部分的转向区段930。形成在内行908中的内部分彼此侧向偏移。这得到阶状转向区段930,其中每个转向区段930的半径减小。
[0068]在本实施方案中,对于至少一行906,所述行906中的至少两个磁铁902具有各自磁极,其不落在相同平面内(即,不共面)。在图9中所示的具体示例性磁铁配置900中,用于实施每个转向区段930的磁铁(转动磁铁924)之一被“转动”九十(90)度。图1O-A图示沿着线1-A取得的图9中所示的磁铁配置900的横截面,其包括来自两个外行910的长形区段磁铁922和来自两个内行908的转动磁铁924的横截面。图1O-B图示沿着线1-B取得的图9中所示的磁铁配置900的横截面,其包括来自两个外行910的长形区段磁铁922和来自两个内行908的内部分磁铁920的横截面。
[0069]图1O-A至图1O-E图示分别跨线1-A至1-E取得的图9中所示的示例性磁铁配置的横截面。如图1O-A中所示,长形区段磁铁922的磁极932的方向(其示为具有“S”极)与内部分磁铁920的磁极934的方向异相180度(其示为具有“N”极)。
[0070]如图1O-B和图1O-C中所示,每个转动磁铁924的磁极936的方向垂直于来自相同内行908的内部分磁铁920的磁极934的方向且不与其共面。即,每个磁铁924的磁极936的方向相对于各自相邻长形区段磁铁922的磁极932的方向转动九十(90)度。此外,如图1O-C中所示,每个转向区段930中的转动磁铁924的磁极936的方向彼此异相180度(其一示为具有“NS”极且另一个示为具有“SN”极)。
[0071]此外,如图1O-D和图1O-E中所示,末端磁铁926的磁极938的方向(其示为具有“S”极)与长形区段磁铁922的磁极932的方向相同。
[0072]如图9中所示,每个转向区段930中的磁铁被配置来在由所述转向区段930中的磁铁形成的磁场中形成两个或更多个不同曲线。在一些实施方案中,形成至少四个不同曲线。曲线形成在各自至少四个不同平面中(相对于图9中所示的实例中的长形可旋转圆柱管的旋转)。如图9中所示的实施方案中,每个转向区段930中的磁铁被配置来在由所述转向区段930中的磁铁形成的磁场中形成四个不同曲线950、952、954及956。更具体地,第一曲线950跨第一外行910中的一个长形区段磁铁922(其示为具有“S”极)之一与第一内行908中的一个相邻转动磁铁924(其示为具有“SN”极)的相交处形成,第二曲线952形成在所述相同第一内行908中的转动磁铁924与末端磁铁926(其示为具有“S”极)之间,第三曲线954形成在另一个内行908中的所述末端磁铁926与转动磁铁924(其示为具有“NS”极)之间,且第四曲线956形成在另一外行910中的所述转动磁铁924与长形区段磁铁922 (其示为具有“S”极)之间。在图9中所示的实例中,四个曲线950、952、954及956的每一个形成在具有相对于彼此转动的磁极的两个(或更多个)磁铁之间(尤其,相对于彼此转动至少90度)。
[0073]虽然曲线950、952、954及956在图9中仅在一端上突出显示,但是应了解类似曲线形成在另一端上。
[0074]图11图示图9的磁铁配置900的一端,其中由配置900形成的等离子938重叠在其上。如图11中所示,由于在由所述转向区段930中的磁铁形成的磁场中形成四个不同曲线950、952、954及956,每个转向区段930中的所得等离子938的每个边角被分解为4个不同曲线(其中等离子938形成在转动磁铁924上方,而非行之间的间隙)。将等离子938的每个边角分解为较小曲线减小在靶旋转时由每个边角溅射的一体化表面积,其接着减小转向区段930上的靶腐蚀。
[0075]这多个曲线可通过在磁铁行的轴上使转动磁铁924转动九十度而形成,同时仍使用四个笔直和单独行906。磁铁924的这种转动使等离子938能从磁铁行910与908之间的间隙偏移至转动磁铁924上方,由此在磁场和所得等离子938中形成额外曲线。维持交错图案使这些曲线能相对于靶旋转在单独平面中。因此,靶材利用通常大大增加,因为转向部在跑道图案的直道之前不再腐蚀靶。此外,可能另外发生的十字边角效应大大减小,因为转向足够强以在无任何大损失的情况下维持霍尔电流。
[0076]应了解图9至图11中所示的磁铁配置900仅是示例性的,且这种磁铁配置900的变型也可实施。例如,如图1O-A至图1O-E中所示,在这个实例中,用于形成转向区段930的内行908中的末端磁铁926和转动磁铁924与内行908中的内部分磁铁920横截面尺寸相同。但是,在其它实施方案中,情况不一定如此。此外,磁铁交错的距离可改变,且转动磁铁924面向彼此的角度可改变。此外,更一般来说,除上文结合图4至图6描述的其它变型夕卜,磁铁902的长度可改变,行906之间的距离可改变。此外,内行908的最末端上的末端磁铁926也可被免除。其它变型是可行的(例如,至少一个磁铁可具有与至少一个其它磁铁不同的几何形状、大小、定向或磁强度)。
[0077]图12是在基板上溅射材料的方法1200的一个示例性实施方案的流程图。图12中所示的示例性方法1200在本文中被描述为实施在上文结合图8中描述的溅射系统800中,但是应了解其它实施方案可以其它方式实施。
[0078]方法1200包括形成图9至图11中所示的磁铁配置900作为安置在长形可旋转圆柱管16内的磁控管总成18的部分(方块1202)。这可通过在上述类型的磁轭中形成磁铁配置900而完成。
[0079]方法1200进一步包括将长形可旋转圆柱管16安装在室10中(方块1204)及在室10中维持真空(方块1206)。方法进一步包括在室10内旋转长形可旋转圆柱管16 (方块1208),使用磁控管总成18在靶表面20上供应磁通量(方块1210),及在室10内于靶表面20附近移动基板12 (方块1212)。
[0080]已描述若干实施方案。然是,应了解可进行所述实施方案的各种修改而不脱离所要求保护发明的精神和范围。此外,上述实施方案的个别特征的组合意在本文公开的本发明的范围内。
[0081]示例性实施方案
[0082]实例I包括一种磁控管总成,其包括:多个磁铁;和磁轭,其被构造来将所述多个磁铁保持在至少四个笔直、平行、独立线性阵列中;其中所述多个磁铁配置在所述磁轭中以形成包括外部分和内部分的图案,其中所述外部分大体上围绕所述内部分的周边;其中所述线性阵列的所述末端部分包括一对转向区段,其中每个转向区段大体上横跨所述外部分的一对长形区段的各自末端;其中每个转向区段中的所述磁铁被配置来在磁场中形成沿着靶旋转轴彼此偏移的至少两个或更多个不同曲线。
[0083]实例2包括实例I的磁控管总成,其中每个转向区段中的所述磁铁被配置来在所述磁场中形成沿着所述靶旋转轴彼此偏移的至少两个或更多个不同曲线,因此每个曲线的所得靶腐蚀分量在靶材旋转时不彼此重叠。
[0084]实例3包括实例I至实例2的任一个的磁控管总成,其中所述磁铁被配置在每个转向区段中,使得由所述转向区段中的所述磁铁形成的所述磁场中的至少两个或更多个曲线的每一个形成在具有相对于彼此转动的磁极的两个磁铁之间。
[0085]实例4包括实例I至实例3的任一个的磁控管总成,其中所述磁铁被配置在每个转向区段中,使得由所述转向区段中的所述磁铁形成的所述磁场中的至少两个或更多个曲线的每一个形成在具有相对于彼此转动至少90度的磁极的两个或更多个磁铁之间。
[0086]实例5包括实例I至实例4的任一个的磁控管总成,其中磁铁的所述个别线性阵列被配置来在所述磁轭上形成径向图案、阶梯图案或扁平图案。
[0087]实例6包括实例I至实例5的任一个的磁控管总成,其中所述多个磁铁的至少一个具有与至少一个所述其它磁铁不同的几何形状、大小、定向或磁强度。
[0088]实例7包括实例I至实例6的任一个的磁控管总成,其中所述图案的所述外部分包括一对转向区段,其中每个转向区段大体上横跨所述一对长形区段的各自末端,且其中所述转向区段包括两个或更多个阶部。
[0089]实例8包括实例I至实例7的任一个的磁控管总成,其中所述磁轭被构造来使得由所述多个磁铁形成的所述图案可在不修改所述磁轭的设计的情况下重新构造。
[0090]实例9包括溅射系统,其包括:室,基板移动穿过所述室;阴极总成,其包括安装在所述室中且具有靶表面的长形可旋转圆柱管;和磁控管总成,其定位在所述长形可旋转圆柱管内,所述磁控管总成包括:多个磁铁;和磁轭,其被构造来将所述多个磁铁保持在至少四个笔直、平行、独立线性阵列中;其中所述多个磁铁配置在所述磁轭中以形成包括外部分和内部分的图案;其中所述外部分大体上围绕所述内部分的周边;其中所述线性阵列的所述末端部分包括一对转向区段,
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