[发明专利]HIPIMS溅射的方法和HIPIMS溅射系统

说明书

为了在靶材的使用寿命内并且在HIPIMS操作下控制溅射靶材（9）的操作，在靶材（9）的使用寿命内，与靶材（9）相关联的磁体结构的部分I相对于靶材（9）收缩，而磁体结构的第二部分II，如果会发生的话，相对于所述后侧（7）收缩较少。由此，部分I比部分II更靠近靶材（9）的周界，两者都围绕旋转轴线（A）偏心地旋转。

技术领域

本发明涉及一种溅射涂覆的方法，特别是HIPIMS溅射涂覆基底的方法，并且涉及一种HIPIMS溅射系统。

背景技术

定义

在本发明中，加工包括作用于基底的任何化学、物理或机械作用。

在本发明中，基底是加工设备中待处理的部件、零件或工件。基底包括但不限于具有矩形、正方形或圆形形状的平坦板状零件。在优选实施例中，本发明主要处理平面圆形基底，诸如半导体晶片。

真空加工或真空处理系统或设备包括至少一个外壳，其用于将在低于环境大气压力的压力下处理的基底。

CVD或化学气相沉积是容许将多个层沉积在热基底上的化学过程。一种或多种挥发性前体材料被供给到加工系统，在其中，它们在基底上反应和/或分解，以产生期望的沉积物。CVD的变型包括低压CVD（LPCVD）-在低于大气压的压力下进行的CVD过程；超高真空CVD（UHVCVD）-通常低于10^-6Pa/10^-7Pa的CVD过程；等离子体方法，如微波等离子体辅助的CVD（MPCVD）；等离子体增强CVD（PECVD）-利用等离子体提高前体的化学反应速率的CVD过程。

物理气相沉积（PVD）是用于描述通过将蒸汽形式的材料冷凝到基底表面上（例如，半导体晶片上）来沉积薄膜的各种方法的通用术语。与CVD不同，所述涂覆方法仅涉及物理过程，诸如高温真空蒸发或等离子体溅射轰击。PVD的变型包括阴极电弧沉积、电子束物理气相沉积、蒸发沉积、溅射沉积（即，辉光等离子体放电，其通常被限定在位于靶材材料表面上的磁性隧道中，在该情形中也被称作磁控溅射）。

用语层、涂层、沉积物和膜在本发明中可互换使用，用于表示在真空加工仪器中沉积的膜，可以是CVD、LPCVD、等离子体增强CVD（PECVD）或PVD（物理气相沉积）。

技术背景

利用PVD沉积技术在真空处理系统中加工基底是众所周知的。在被设计用于磁控溅射沉积的这种系统中，已知将磁体系统布置在溅射靶材后面，以限定位于靶材材料表面（溅射表面）上的磁性隧道，该隧道在操作期间限制等离子体。在靶材的使用寿命内，磁控溅射引起的靶材侵蚀会形成所谓的跑道，靶材材料中的沟槽。如果沟槽已耗尽了靶材的厚度，则需要更换靶材；这也限定靶材使用寿命。

为了容许更好地利用靶材材料并且提高基底上的沉积一致性，已知在沉积过程操作期间移动磁体系统。这可机械地（部分地或整体地旋转、移动磁体系统）实现或利用调节磁场的位置和/或强度的线圈电气地实现。

已经提出了在旋转磁控溅射系统中在靶材的使用寿命内均匀地侵蚀靶材的若干构思，这些构思包括如US_6821397_B2、WO0163643A1、US_05171415_A、US_05833815_A、US_20040050690_A1及其他申请中那样进行横向磁体移动的构思，以及如DE_03908252_A1、EP_00945524_A1和EP_01908090_B1中那样进行轴向磁体移动的构思。

现有技术的缺点