[发明专利]用于真空物理蒸汽沉积的室护罩

说明书

技术领域

本公开大致涉及射频(RF)溅射物理蒸汽沉积(PVD)，且更特别地涉及用于RF溅射PVD设备的成形护罩和室护罩。

背景技术

射频溅射PVD是用于在基底上沉积薄膜的方法。基底放置在真空室中，面向连接至RF电源的靶体。当施加RF功率时，形成等离子体。正气体离子被拉向靶面，撞击靶体，并通过动量传递移除靶原子。被移除的靶原子随后沉积在基底上以形成薄膜层。

在物理蒸汽沉积期间，重要的是控制沉积的薄膜的特性。由于等离子体朝向真空室壁展开或反向沉积，在过程或薄膜的稳定性方面会出现问题。

发明内容

通常，在一个方面中，物理蒸汽沉积设备包括具有侧壁的真空室、阴极、射频电源、基底支架和阳极以及护罩。阴极位于真空室的内部并被构造为包括靶体。射频电源被构造为向阴极施加功率。基底支架位于真空室的内部并与真空室的侧壁电绝缘。阳极位于真空室的内部并电连接至真空室的侧壁。护罩位于真空室的内部并电连接至真空室的侧壁，且包括环状体和从环状体延伸的多个同心环状凸起。

这些和其它实施方式可以任选地包括下述特征中的一个或多个。所述多个同心环状凸起可以向阴极延伸。更靠近侧壁的环状凸起的高度大于更远离侧壁的环状凸起的高度。每一个同心环状凸起的高度可以沿着从真空室的中心到侧壁的半径增加。第二护罩内的环形开口具有与基底支架近似相同的半径。

靶体可以包括锆钛酸铅(″PZT″)。真空室可以包括真空泵、过程气体控制装置或压力测量装置中的至少一个。阴极还可以包括构造为结合至靶体的金属支撑板。阴极还可以包括磁控管组件。

通常，在另一方面中，物理蒸汽沉积设备包括具有侧壁的真空室、阴极、射频电源、基底支架、阳极、第一护罩和第二护罩。阴极位于真空室的内部并且阴极被构造为包括溅射靶体。射频电源被构造为向阴极施加功率。基底支架位于真空室的内部并与真空室的侧壁电绝缘。阳极位于真空室的内部并电连接至真空室的侧壁。第一护罩位于真空室的内部并电连接至真空室的侧壁。第二护罩电连接至真空室的侧壁并定位在真空室的侧壁和第一护罩之间。第二护罩的高度至少与第一护罩的高度一样大。

这些和其它实施方式可以任选地包括下述特征中的一个或多个。第二护罩的高度可以大于第一护罩的高度。第二护罩可以包括环状体和从环状体向内延伸的环状凸缘。所述环状凸缘可以延伸到第一护罩的环状凸缘的下面。第二护罩可以构造能够从真空室上拆卸。

第二护罩可以电连接至第一护罩。第二护罩可以用导电体电连接至第一护罩，并且导电体可以被构造为允许气体在第一护罩和第二护罩之间流动。导电体可以包括连接第一护罩和第二护罩的至少一根条带。

靶体可以包括锆钛酸铅(″PZT″)。真空室可以包括真空泵、过程气体控制装置或压力测量装置中的至少一个。阴极还可以包括构造为结合至靶体的金属支撑板。阴极还可以包括磁控管组件。

某些实施方案可以具有下述优点中的一个或多个。阳极可以被设计为使得对于来自等离子体放电的返回RF电流的收集和电接地都具有足够的表面积。连接阳极和护罩的导电体可以通过使护罩与接地阳极相同的电势而降低等离子体向等离子体放电区域外面的流出。增加RF护罩表面积可以通过增加总的阳极表面积与阴极表面积比而稳定沉积过程。第二护罩可以降低室壁上的靶体材料沉积量。

在附图和下文的描述中提出了本发明的一个或多个方式。根据所述描述、附图和权利要求，本发明的其它特征、方面和优点将变得明显。

附图说明

图1为包括延伸阳极的物理蒸汽沉积设备的实施方式的剖视图。

图1A为图1的延伸阳极的放大视图。

图2示出用在物理蒸汽沉积设备中的阳极的立体图。

图3为包括延伸护罩的物理蒸汽沉积设备的实施方式的剖视图。

图3A为图3的延伸护罩的放大视图。

图4为用在物理蒸汽沉积设备中的护罩的顶部的示意图。

图5图示了将自偏直流电压与用于不具有延伸阳极的物理蒸汽沉积设备的气体流量相关联的示例性曲线图。

图6图示了将自偏直流电压与用于包括延伸阳极的物理蒸汽沉积设备的气体流量相关联的示例性曲线图。

在各个附图中相同的附图标记和标号表示相同的元件。

具体实施方式