用于磁控溅射工艺腔室的磁场分布均匀化装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110911263A(43)申请公布日2020.03.24(21)申请号201910883185.8(22)申请日2019.09.18(71)申请人北京信息科技大学地址100192北京市海淀区清河小营东路12号(72)发明人侯悦民(74)专利代理机构北京金恒联合知识产权代理事务所11324代理人李强(51)Int.Cl.H01J37/34(2006.01)C23C14/35(2006.01)C23C14/54(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图8页(54)发明名称用于磁控溅射工艺腔室的磁场分布均匀化装置(57)摘要本发明公开了一种用于磁控溅射工艺腔室的磁场分布均匀化装置。柔性四杆机构连杆上一组磁铁以不同运动轨迹相对于柔性四杆机构机架做往复运动、并随同连杆机构做旋转运动，从而形成非周期或者弱周期变化的非辐射性磁场分布。根据本发明的磁场分布均匀化装置，可以使磁场分布呈非周期性或弱周期性、非辐射状分布，从而可以提高磁场分布均匀性，进而能够提高靶材溅射均匀性和靶材的利用率。本发明利用柔性四杆机构连杆曲线特性和凸轮机构实现磁场分布均匀化，从而提高工艺腔室内流场均匀性及溅射速率，提高流场的可控性。CN110911263ACN110911263A权利要求书1/2页1.一种用于磁控溅射工艺腔室的磁场分布均匀化装置，其特征在于包括：壳体，壳体内限定了一个真空腔室，设置在真空腔室内的、用于升降基片的升降机构(10)，转轴(3)，驱动装置(1)，用于驱动转轴(3)转动，柔性四杆机构，包括机架、连杆、连架杆、以及柔性铰链，所述柔性四杆机构设在所述腔室内且位于靶材上方，其中：柔性四杆机构与转轴(3)相连，当驱动装置(1)驱动转轴(3)转动时，转轴(3)带动柔性四连杆机构(4)旋转，磁控管驱动装置，所述磁控管驱动装置与所述机架相连，用于驱动所述四连杆机构旋转，一组磁铁，设置在升降机构的顶部的基片支撑台组件(9)，用于把基片设在基片支撑台组件(9)上，磁控管，其位于靶材的上部，调速电机，用于驱动转子，从而带动柔性四杆机构在一定范围内摆动，至少一个柔性四杆机构，其被安装在转子上，在连杆上安装的一组磁铁，转子的安装位置是从以下位置中选出的一个：真空腔室的顶部，和真空腔室侧面，转子相对于靶材和腔室非对称地安装，安装在所述连杆上的一组磁铁，靶材转轮(7)、靶材托架(6)、转轮托架(16)、等径凸轮环槽(34)、靶材驱动装置(17)，其中：等径凸轮环槽(34)形成在靶材转轮(7)的上表面，靶材转轮(7)用于带动靶材(8)转动，靶材托架(6)为圆环形，靶材托架(6)安装在等径凸轮环槽(34)内，靶材(8)设在靶材托架(6)上，转轮托架(16)由壳体支撑，靶材转轮(7)通过交叉轴承(15)安装在转轮托架(16)上，以由靶材驱动装置(17)驱动，从而实现转动，所述一组磁铁位于连杆不同位置，随所述连杆运动。2.根据权利要求1所述的用于磁控溅射工艺腔室的磁场分布均匀化装置，其特征在于：靶材驱动装置(17)与靶材转轮(7)之间设有第一齿轮(14)，靶材转轮(7)的外周面上设有与第一齿轮(14)配合的轮齿，从而使靶材驱动装置(17)驱动第一齿轮(14)转动，靶材转轮(7)上的轮齿与第一齿轮(14)啮合，从而实现靶材转轮(7)的转动。3.根据权利要求1所述的用于磁控溅射工艺腔室的磁场分布均匀化装置，其特征在于：靶材转轮(7)的上表面可设有滑槽(32)，滑槽(32)内安装有圆环滑块(22)，圆环滑块2CN110911263A权利要求书2/2页(22)由减摩材料制成，支撑转轮上端并减少转轮与转轮支架的摩擦。4.根据权利要求1所述的用于磁控溅射工艺腔室的磁场分布均匀化装置，其特征在于，所述柔性四杆机构为一体成型件，柔性铰链由梯度材料和特定的宽径比实现。5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于磁控溅射工艺腔室的磁场分布均匀化装置，其特征在于，所述磁铁为至少两对S和N极间隔布置。6.根据权利要求1所述的用于磁控溅射工艺腔室的磁场分布均匀化装置，其特征在于，所述壳体包括：下壳体，所述下壳体内限定有下腔室，所述基片位于所述下腔室内；上壳体，所述上壳体设在所述下壳体上，所述上壳体内限定有上腔室，所述上腔室与所述下腔室共同限定出所述腔室，所述四连杆机构位于所述上腔室内。3CN110911263A说明书1/12页用于磁控溅射工艺腔室的磁场分布均匀化装置技术领域[0001]本发明涉及一种用于磁控溅射工艺腔室的磁场分布均匀化装置。背景技术[0002]集成电路芯片制造工艺中，例如集成电路CMOS、半导体元件、薄膜晶体管等，在基板上制作的器件结构层大多数采用沉积技术实现。沉积指一种材料以物理方式或化学方式沉积在基板表面而