[发明专利]溅射系统，控制溅射系统的方法以及操作涂布系统的方法

说明书

一种溅射系统包括：真空腔室；电源，具有耦合到背板的极，背板用于在真空腔室内保持靶；基座，用于在真空腔室内保持衬底；以及飞行时间照相机，被定位成扫描保持到背板的靶的表面。飞行时间照相机可用于获得与在靶处于低于大气压的压力下的同时所述靶的形貌有关的信息。靶信息可用于管理溅射系统的操作。管理溅射系统的操作可包括设定沉积工艺的可调节参数或决定何时替换溅射靶。可使用机器学习以将飞行时间照相机数据应用于管理溅射系统操作。

技术领域

本发明的实施例是有关于一种溅射系统，控制溅射系统的方法以及操作涂布系统的方法。

背景技术

半导体工业中广泛使用物理气相沉积(Physical vapor deposition，PVD)(也称为溅射(sputtering))来形成薄膜。典型的溅射系统包括真空腔室、高电压直流(directcurrent，DC)电源、用以保持靶的背板(backing plate)及用以保持衬底的基座(pedestal)。背板耦合到高电压直流电源，由此背板上的靶提供阴极。在一些情形中，背板也耦合到射频(radio frequency，RF)电源。基座上的衬底提供阳极。腔室被抽真空且接着在减小的压力下被以工艺气体回填。阴极与阳极之间的辉光放电(glow discharge)生成由来自工艺气体的正离子构成的等离子体。正离子朝向靶加速并轰击靶而导致源材料的原子被喷出。被喷出的原子中的一些原子沉积在衬底上而形成由源材料构成的薄膜。

增大真空腔室中的工艺气体压力会提高溅射速率，但也会减少溅射原子的平均自由路程(mean free path)，此可为所不期望的。磁控溅射(Magnetron sputtering)提供一种在不增大工艺气体压力的条件下提高溅射速率的方式。在磁控溅射中，磁场被定位成增大腔室中自由电子的路程长度，此增大了这些电子与工艺气体相互作用的程度，而这又提高了等离子体生成速率。这使得对于给定的腔室压力而言实现较高的等离子体浓度及较高的溅射速率。

发明内容

本发明实施例提供一种溅射系统，所述溅射系统包括：真空腔室；电源，具有耦合到背板的极，背板用于在真空腔室内保持靶；基座，用于在真空腔室内保持衬底；以及飞行时间照相机，被定位成扫描保持到背板的靶的表面。

本发明实施例提供一种控制溅射系统的方法。所述方法包括利用飞行时间照相机获得与在溅射靶处于真空下的同时溅射靶的表面的形貌有关的靶数据以及利用靶数据控制溅射系统的操作。

本发明实施例提供一种操作涂布系统的方法，所述方法包括：将溅射靶及衬底放置在腔室中；以带正电荷的离子轰击靶，以使靶材喷出；由喷出的靶材在衬底上形成涂层；收集包括由指向靶的飞行时间照相机提供的信息的数据；以及基于所述数据操作涂布系统。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的方面。根据标准行业惯例，特征并非按比例绘制。此外，各别图式内的各种特征的尺寸可相对于彼此任意地增大或减小，以便于例示或提供强调。

图1示出根据本公开一些方面的溅射系统的剖视图。

图2示出在沉积运行(deposition run)期间的图1所示溅射系统。

图3示出根据本公开一些其他方面的溅射系统的剖视图。

图4提供根据本教示内容一些方面的方法的流程图。

图5提供根据本教示内容一些其他方面的方法的流程图。

附图标号说明：

100、300：溅射系统；

101：射频(RF)电源；

103：磁体；

105：靶/溅射靶；

107：背板；