[发明专利]直流溅射方法及直流溅射装置

说明书

本发明提供一种直流溅射方法及直流溅射装置，包括：对置于直流溅射装置中的板执行直流溅射工艺，执行直流溅射工艺时通过监测溅射电流是否大于设定电流以判定直流溅射工艺是否发生电弧放电，设定电流大于直流溅射工艺的标准电流；若发生电弧放电则发出异常信号，并响应于异常信号而切断直流电源以进行熄弧处理，并于预定时间后再继续执行直流溅射工艺。本发明中，通过在直流溅射工艺中监测溅射电流是否大于设定电流以判定该直流溅射工艺是否发生电弧放电，若发生电弧放电即切断直流电源进行熄弧处理，从而减少电弧放电对靶材或基板等的危害，进而减少基板上因电弧放电引起的缺陷，相比于其他方法，不仅操作简单，且具有较高的效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种直流溅射方法及直流溅射装置。

背景技术

利用直流溅射装置的直流电源以执行直流溅射工艺形成金属膜层，因具有溅射速率快且操作简便等优势，其在半导体领域应用较为广泛。

然而，在执行直流溅射工艺中，靶材本身的质量问题、真空腔体的环境问题或真空腔体内零部件问题等，都容易导致靶材和等离子区之间发生电弧放电，使得在基板上形成的金属膜层具有凸起缺陷，影响所形成的金属膜层的质量，并且极易在后续的蚀刻工艺或研磨工艺中形成残余（Residual）或丢失物（MIss）等缺陷。

业界通常需要多管齐下以解决直流溅射中的电弧放电或减轻其不良影响，例如提高靶材的修整（去除杂质）及更换频率、提高真空腔体的保养频率、以及真空腔体内零部件的跟换频率等，上述方法虽有一定效果，但难有很大的效果提升，并且整体成本太高、操作复杂影响生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流溅射方法及直流溅射装置，用以低成本且高效的解决直流溅射工艺中的电弧放电问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种直流溅射方法，利用直流溅射装置的直流电源执行直流溅射工艺，包括：对置于所述直流溅射装置中的基板执行所述直流溅射工艺，执行所述直流溅射工艺时通过监测所述直流溅射装置的溅射电流是否大于设定电流以判定所述直流溅射工艺是否发生电弧放电，所述设定电流大于所述直流溅射工艺的标准电流；若发生电弧放电则发出异常信号，并响应于所述异常信号而切断所述直流电源以进行熄弧处理，并于预定时间后再继续执行所述直流溅射工艺。

可选的，所述设定电流包括第一设定电流，监测到所述溅射电流大于所述第一设定电流即发出所述异常信号。

可选的，所述设定电流还包括第二设定电流，所述第二设定电流小于所述第一设定电流，监测到在设定时间内所述溅射电流大于或等于所述第二设定电流且小于或等于所述第一设定电流的次数大于预设次数即发出所述异常信号。

可选的，所述第一设定电流为所述标准电流的1.06~1.1倍，所述第二设定电流为所述标准电流的1.03~1.05倍。

可选的，所述溅射电流的采样频率大于或等于2赫兹，所述设定时间为5秒~15秒，所述预设次数为3次~10次。

可选的，所述预定时间为2秒~5秒。

可选的，所述直流溅射装置包括靶材，所述电弧放电为发生在所述基板的表面的电弧放电和/或发生在所述靶材的表面的电弧放电。

可选的，所述直流溅射装置还包括真空腔体，执行所述直流溅射工艺时，还通过监测所述真空腔体的电压的变化以判定是否发生电弧放电。

基本发明的另一方面，还提供一种直流溅射装置，包括：真空腔体；靶材，设置于所述真空腔体内；直流电源，与所述靶材电连接，用于提供溅射电流；监测单元，用于在执行直流溅射工艺时监控所述溅射电流是否大于设定电流以判定所述真空腔体内是否发生电弧放电，并在发生所述电弧放电时发出异常信号，所述设定电流大于所述直流溅射工艺的标准电流；以及，控制单元，用于获取所述异常信号并切断所述直流电源以进行熄弧处理，并于预定时间后重启所述直流电源以继续执行所述直流溅射工艺。