[发明专利]磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备

说明书

本发明提供一种磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备，其包括腔室主体，在该腔室主体内设置有基座，该基座包括用于承载待加工工件的承载面，并且磁性薄膜沉积腔室还包括偏置磁场装置，该偏置磁场装置包括第一磁体组，该第一磁体组设置在基座的下方，用于在基座上方形成第一水平磁场，该第一水平磁场用于使沉积在待加工工件上的磁性薄膜具有面内各向异性。本发明提供的磁性薄膜沉积腔室，其能够在基座上方形成足以诱发磁性薄膜的面内各向异性的水平磁场，满足生产型设备在大尺寸待加工工件上制备具有面内各向异性的磁性薄膜的需要。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，具体地，涉及一种磁性薄膜沉积 腔室及薄膜沉积设备。

背景技术

随着技术的发展，集成电路制造工艺已可以显著缩小处理器的 尺寸，但是仍然有一些诸如集成电感、噪声抑制器等的核心元器件在 高频化、微型化、集成化等方面面临诸多困难。为了解决此问题，具 有高磁化强度、高磁导率、高共振频率及高电阻率的软磁薄膜材料引 起人们越来越多的关注。

虽然软磁薄膜材料主要考虑其高磁导率和高磁化强度，以及低 矫顽力和低损耗，但是，左右软磁薄膜材料发展的一个主要因素是它 的截止频率。而通过调控软磁薄膜的面内单轴各向异性场，可以实现 对软磁薄膜材料的截止频率的调节。而调控软磁薄膜的面内单轴各向 异性场的一个常用方法是磁场诱导沉积，其具有工艺简单、无需增加 工艺步骤、对芯片伤害小等的优点，是工业生产的首选方法。

但是，现有的磁场诱导沉积方法还无法应用到制备磁性薄膜的 生产设备中，例如PVD设备。也就是说，现有的薄膜沉积腔室不具 有诱发磁性薄膜的面内各向异性的功能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了 一种磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备，其能够在基座上方形成足以 诱发磁性薄膜的面内各向异性的水平磁场，满足生产型设备在大尺寸 待加工工件上制备具有面内各向异性的磁性薄膜的需要。

为实现本发明的目的而提供一种磁性薄膜沉积腔室，包括腔室 主体，在所述腔室主体内设置有基座，所述基座包括用于承载待加工 工件的承载面，还包括偏置磁场装置，所述偏置磁场装置包括第一磁 体组，所述第一磁体组设置在所述基座的承载面下方，用于在所述基 座上方形成第一水平磁场，所述第一水平磁场用于使沉积在所述待加 工工件上的磁性薄膜具有面内各向异性。

优选的，所述第一磁体组包括水平设置的多个第一磁柱，多个 所述第一磁柱均与所述基座的一条直径方向相互垂直，且沿所述直径 方向间隔分布；

多个所述第一磁柱的N极朝向一致，且多个所述第一磁柱的N 极的连线为第一弧线；多个所述第一磁柱的S极朝向一致，且多个 所述第一磁柱的S极的连接为第二弧线；所述第一弧线和第二弧线 相对于所述直径方向对称，且与所述直径方向之间的间距自所述基座 的承载面的中心向边缘逐渐减小。

优选的，所述第一磁体组包括两组子磁体组，两组所述子磁体 组对称分布在所述基座的一条直径方向的两侧；每组所述子磁体组包 括竖直设置的多个第一磁柱，且沿所述直径方向间隔分布；

其中一组所述子磁体组中的所有第一磁柱的N极朝上，且所有 第一磁柱的N极的连线为第一弧线；其中另一组所述子磁体组中的 所有第一磁柱的S极朝上，且所有第一磁柱的S极的连线为第二弧 线；所述第一弧线和第二弧线相对于所述直径方向对称，且与所述直 径方向之间的间距自所述基座的承载面的中心向边缘逐渐减小。

优选的，所述第一弧线和第二弧线对接形成圆形，且所述圆形 的直径大于或者等于所述待加工工件的直径。

优选的，所述第一磁体组包括竖直设置的多个第一磁柱，多个 所述第一磁柱排列成矩形阵列，所述矩形阵列的行数和列数均为两个 以上；且在所述矩形阵列中，同一行或者同一列的所述第一磁柱的极 性相同，而各个相邻的两列或者两行的所述第一磁柱的极性相反。