磁控組件和磁控濺射設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，具體地，涉及一種磁控組件和一種包括該磁控組件的磁控濺射設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]濺射是指荷能粒子(例如氬離子)轟擊固體表面，引起表面各種粒子，如原子、分子或團(tuán)束從該物體表面逸出的現(xiàn)象。在磁控濺射裝置中，等離子體產(chǎn)生于腔室中，等離子體的正離子被陰極負(fù)電所吸引，轟擊腔室中的靶材，撞出靶材的原子，并沉積到襯底上。
[0003]為了改善濺射的效果，在靶材附近使用了磁鐵，該磁鐵可以迫使等離子中的電子按照一定的軌道運(yùn)動(dòng)，以增加電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，從而增加了電子和待電離的氣體的碰撞的機(jī)會(huì)，進(jìn)而得到高密度的等離子體，并提供高的沉積速率。
[0004]CNlO 187832IA中公開了一種用于控制在濺射腔室中的磁控管的運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)馬達(dá)和運(yùn)動(dòng)控制器。所述濺射腔室具有掃描機(jī)構(gòu)，該掃描機(jī)構(gòu)用于允許磁控管繞中心軸的方位角及徑向運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)馬達(dá)機(jī)械地耦合至所述掃描機(jī)構(gòu)，所述運(yùn)動(dòng)控制器通過輪詢通信鏈路連接至系統(tǒng)控制器并接收命令用于該磁控管的掃描路徑，且分離地控制所述兩個(gè)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速率及其間的旋轉(zhuǎn)相位。
[0005]上述控制機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不便。因此，如何提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且可以提高靶材的利用率的磁控組件成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種磁控組件和一種包括該磁控組件的磁控濺射設(shè)備，所述磁控組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且可以提高磁體的軌跡覆蓋靶材的覆蓋率，進(jìn)而提高靶材的利用率。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種磁控組件，該磁控組件包括磁體和驅(qū)動(dòng)軸和控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)與所述驅(qū)動(dòng)軸相連，所述磁體設(shè)置在所述控制機(jī)構(gòu)上，其中，所述控制機(jī)構(gòu)包括動(dòng)外齒輪和定齒輪件，所述定齒輪件能夠相對(duì)于待濺射靶材固定設(shè)置，所述動(dòng)外齒輪的輪齒與所述定齒輪件的輪齒嚙合，且所述動(dòng)外齒輪與所述驅(qū)動(dòng)軸相連，所述磁體與所述動(dòng)外齒輪相連，以在所述動(dòng)外齒輪的帶動(dòng)下在所述靶材的上方移動(dòng)。
[0008]優(yōu)選地，所述定齒輪件為外齒輪。
[0009]優(yōu)選地，所述定齒輪件與所述驅(qū)動(dòng)軸同心設(shè)置。
[0010]優(yōu)選地，所述磁體的半徑、所述磁體的中心軸線至所述動(dòng)外齒輪的外緣之間的距離所述動(dòng)外齒輪的半徑以及所述動(dòng)外齒輪的中心軸線至所述磁體的中心軸線之間的距離之和等于所述靶材的半徑。
[0011]優(yōu)選地，所述定齒輪件的齒數(shù)與所述動(dòng)外齒輪的齒數(shù)之比不是整數(shù)。
[0012]優(yōu)選地，所述定齒輪件的齒數(shù)與所述動(dòng)外齒輪的齒數(shù)之比在0.75至2.5之間。
[0013]優(yōu)選地，所述定齒輪件的齒數(shù)與所述動(dòng)外齒輪的齒數(shù)之比在0.75至I之間。
[0014]優(yōu)選地，所述動(dòng)外齒輪的齒數(shù)不小于11。
[0015]優(yōu)選地，所述控制機(jī)構(gòu)還包括套設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)軸上的滾動(dòng)軸承，所述定齒輪件套設(shè)在所述滾動(dòng)軸承的外圈上。
[0016]優(yōu)選地，所述控制機(jī)構(gòu)還包括第一連接板和第一配重，該第一連接板與所述驅(qū)動(dòng)軸相連，所述第一配重和所述磁體分別設(shè)置在所述第一連接板的兩端。
[0017]優(yōu)選地，所述控制機(jī)構(gòu)還包括第二連接板和第二配重，所述第二連接板與所述第一連接板相連，所述第二配重設(shè)置在所述第二連接板上靠近所述第一配重的一端，所述磁體設(shè)置在所述第二連接板上與所述第二配重相對(duì)的一端。
[0018]作為本發(fā)明的另外一個(gè)方面，還提供一種磁控濺射設(shè)備，該磁控濺射設(shè)備包括磁控組件和用于設(shè)置待濺射的靶材的濺射腔室，其中，所述磁控組件為本發(fā)明所提供的上述磁控組件，所述驅(qū)動(dòng)軸插入所述濺射腔中，所述控制機(jī)構(gòu)和所述磁體位于所述濺射腔室內(nèi)。
[0019]在本發(fā)明所提供的磁控組件中，所述控制機(jī)構(gòu)包括定齒輪件和動(dòng)外齒輪，通過二者的嚙合可以使得磁體既繞驅(qū)動(dòng)軸的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，又繞動(dòng)外齒輪的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可實(shí)現(xiàn)磁體的運(yùn)動(dòng)軌跡覆蓋靶材的大部分區(qū)域。并且，本發(fā)明所提供的磁控組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了磁控組件的成本。
【附圖說明】
[0020]附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0021]圖1是展示本發(fā)明所提供的磁控組件的示意圖；
[0022]圖2是定齒輪件與動(dòng)外齒輪的齒數(shù)比為11:13時(shí)磁體的運(yùn)動(dòng)軌跡；
[0023]圖3是定齒輪件與動(dòng)外齒輪的齒數(shù)比為13:17時(shí)磁體的運(yùn)動(dòng)軌跡；
[0024]圖4是定齒輪件與動(dòng)外齒輪的齒數(shù)比為17:21時(shí)磁體的運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0025]10:磁體20:驅(qū)動(dòng)軸
[0026]30:控制機(jī)構(gòu)31:動(dòng)外齒輪
[0027]32:定齒輪件33:滾動(dòng)軸承
[0028]34:第一連接板 35:第一配重
[0029]36:第二連接板 37:第二配重
[0030]40:祀材50:濺射腔室
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0032]作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種磁控組件，該磁控組件包括磁體10和驅(qū)動(dòng)軸20和控制機(jī)構(gòu)30，控制機(jī)構(gòu)30與驅(qū)動(dòng)軸20相連，磁體10設(shè)置在控制機(jī)構(gòu)30上，其中，控制機(jī)構(gòu)30包括動(dòng)外齒輪31和定齒輪件32，定齒輪件32可以相對(duì)于待濺射靶材40固定設(shè)置，動(dòng)外齒輪31的輪齒與定齒輪件32的輪齒嚙合，且動(dòng)外齒輪31與驅(qū)動(dòng)軸20相連，磁體10與動(dòng)外齒輪31相連，以在動(dòng)外齒輪31的帶動(dòng)下在靶材40的上方移動(dòng)。
[0033]控制機(jī)構(gòu)30可以控制磁體10的運(yùn)動(dòng)軌跡。在對(duì)待濺射的靶材40進(jìn)行濺射處理時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸20繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，由于動(dòng)外齒輪31與驅(qū)動(dòng)軸20相連，所以，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以帶動(dòng)動(dòng)外齒輪31繞驅(qū)動(dòng)軸20的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得與動(dòng)外齒輪31相連的磁體10繞驅(qū)動(dòng)軸20的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。由于定齒輪件32相對(duì)于待濺射的靶材40靜止，且動(dòng)外齒輪31與定齒輪件32嚙合，所以，動(dòng)外齒輪31可以繞自身的中心軸線自轉(zhuǎn)(容易理解的是，動(dòng)外齒輪31的公轉(zhuǎn)方向和自轉(zhuǎn)方向相同)，從而使得與動(dòng)外齒輪31相連的磁體10繞動(dòng)外齒輪31的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0034]由上文中的描述可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁體10既繞驅(qū)動(dòng)軸的中心轉(zhuǎn)動(dòng)，又繞動(dòng)外齒輪31的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，兩種運(yùn)動(dòng)相疊加可以使磁體10的運(yùn)動(dòng)軌跡覆蓋靶材40的大部分區(qū)域。
[0035]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明對(duì)磁體10的具體形式?jīng)]有特殊要求，磁體10可以使簡(jiǎn)單的磁鐵，也可以是現(xiàn)有技術(shù)中常用的磁控管，只要可以增加金屬的離化率即可。
[0036]在本發(fā)明所提供的磁控組件中，控制機(jī)構(gòu)30包括定齒輪件32和動(dòng)外齒輪31，通過二者的嚙合即可實(shí)現(xiàn)磁體10的運(yùn)動(dòng)軌跡覆蓋靶材40的大部分區(qū)域，因此，本發(fā)明所提供的磁控組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了磁控組件的成本。通過控制定齒輪件32的齒數(shù)N2和半徑以及動(dòng)外齒輪31的齒數(shù)NI和半徑可以控制磁體10的運(yùn)動(dòng)軌跡，因此本發(fā)明所提供的磁控組件還具有易于操作的優(yōu)點(diǎn)。
[0037]在本發(fā)明中，對(duì)定齒輪件32的具體形式并沒有特殊要求。例如，定齒輪件32可以為內(nèi)齒圈。在這種情況中，可以通過連接件將定齒輪件32固定在濺射腔室的內(nèi)壁上，以確保定齒輪件32相對(duì)于待濺射的靶材靜止。
[0038]為了便于設(shè)置，優(yōu)選地，定齒輪件32可以為外齒輪。
[0039]為了便于確定磁體1