[发明专利]用于半导体处理腔室中的磁控管组件的方法和设备

说明书

一种用于处理半导体的设备，所述设备包括处理腔室，所述处理腔室具有设置在顶部适配器组件中的多个阴极。具有磁控管组件的多个阴极包括：用于支撑磁控管组件的分流板；环磁极组件，所述环磁极组件耦接至分流板且具有环磁极、线性磁极和中心磁极，线性磁极从环磁极延伸到位于磁控管组件的中心处的中心磁极；和开环磁极电弧组件，所述开环磁极电弧组件耦接至分流板且围绕中心磁极的至少一部分而不与线性磁极相交。磁控管组件被定向成使得开环磁极电弧组件的开口朝向屏蔽件的外壁加以定向。

技术领域

本原理的实施方式一般涉及半导体处理腔室。

背景技术

在半导体处理中使用等离子体以在称为溅射的处理中将薄的材料层沉积到基板上。可以使用DC溅射或RF溅射来完成等离子体溅射。等离子体溅射通常包括位于溅射靶材背面的磁控管，以将磁场投射到处理空间中以增加等离子体的密度并增强溅射速率。多阴极处理腔室使用多个溅射靶材，这些溅射靶材通常紧密间隔以增加单个腔室中的阴极数量。发明人已经观察到，当阴极更靠近处理配件屏蔽件(process kit shield)时，可能在处理配件上形成重的材料沉积物而导致剥离和污染。

因此，发明人提供了用于半导体腔室中的磁控管的改进方法和设备。

发明内容

兹提供方法和设备，其为半导体腔室提供增强的磁控管，以减少/防止在屏蔽件壁(shield wall)上的过量沉积，这会导致剥离和污染。

在一些实施方式中，磁控管组件包括：用于支撑磁控管组件的分流板(shuntplate)；环磁极组件(loop magnetic pole assembly)，其耦接至分流板且具有环磁极、线性磁极和中心磁极，所述线性磁极从环磁极延伸到位于磁控管组件的中心处的中心磁极中；和开环磁极电弧组件(open loop magnetic pole arc assembly)，其耦接至分流板，且围绕中心磁极的至少一部分而不与线性磁极相交。

在一些实施方式中，磁控管组件可进一步包括：其中开环磁极电弧组件具有大约180度至大约350度的弧长，其中磁控管组件位于处理腔室的阴极中，其中阴极至少是多阴极处理腔室中的多个阴极中的一个，其中磁控管组件安装在处理腔室中，且开环磁极电弧组件的开口部分靠近处理腔室内的屏蔽件的外壁，其中环磁极组件具有均匀分布的磁体，其中开环磁极电弧组件具有均匀分布的磁体，其中开环磁极电弧组件或环磁极组件的至少一部分由铁磁材料所制成，其中开环磁极电弧组件的第一宽度和环磁极的第二宽度近似相等，其中，环磁极和开环磁极电弧组件之间的第一距离和开环磁极电弧组件与中心磁极之间的第二距离近似相等，其中开环磁极电弧组件的第一端和线性磁极之间的第三距离与开环磁极电弧组件的第二端和线性磁极的第四距离近似相等，其中环磁极具有围绕中心磁极的中心点的第一恒定半径，且开环磁极电弧组件具有围绕中心磁极的中心点的第二恒定半径，第一恒定半径大于第二恒定半径，和/或其中环磁极与开环磁极电弧组件之间的第一距离和开环磁极电弧组件与中心磁极之间的第二距离是不同的。

在一些实施方式中，一种用于处理半导体的设备包括处理腔室，所述处理腔室具有形成内部容积的腔室主体和顶部适配器组件，以及设置在顶部适配器组件中的至少一个阴极，所述至少一个阴极具有磁控管组件，其被配置成产生磁场，所述磁场的靠近内部容积壁的一部分具有降低的磁场强度。

在一些实施方式中，磁控管可进一步包括：用于支撑磁控管组件的分流板；环磁极组件，其耦接至分流板且具有环磁极、线性磁极和中心磁极，所述线性磁极从环磁极延伸到位于磁控管组件的中心处的中心磁极中；和开环磁极电弧组件，其耦接至分流板，且围绕中心磁极的至少一部分而不与线性磁极相交，其中磁控管组件被配置为定向成使得开环磁极电弧组件的开口朝向内部容积的壁定向；其中开环磁极电弧组件的弧长为约180度至约350度；其中，开环磁极电弧组件的第一宽度和环磁极的第二宽度近似相等；和/或其中环磁极和开环磁极电弧组件之间的第一距离和开环磁极电弧组件与中心磁极之间的第二距离是不同的。