[发明专利]磁控管控制方法、磁控管控制装置和磁控溅射设备

说明书

本发明公开了一种磁控管控制方法、装置及磁控溅射设备。包括：获取在磁控管匀速转动状态下晶圆上各不同沉积区域沉积的膜层的膜厚；其中，使靶材溅射出的粒子在特定入射角度范围内溅射到晶圆上；根据获得的膜厚的不同，将磁控管的运动区域划分为若干个子运动区域，每个子运动区域对应一个沉积区域；分别比较每个子运动区域所对应的沉积区域的膜厚，对应膜厚相对较大的子运动区域，减少磁控管的停留时间；对应膜厚相对较小的子运动区域，增大磁控管的停留时间，以使得各子运动区域所对应的沉积区域的膜厚均匀。可以快速使得各子运动区域所对应的沉积区域的膜厚一致，提高膜层的厚度均匀性，进而提高晶圆的加工制作良率，降低制作成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种磁控管控制方法、一种磁控管控制装置以及一种磁控溅射设备。

背景技术

集成电路芯片制备的后道工序中，物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)中的磁控溅射是使用最广泛的技术之一。金属互连、硬掩膜、封装都需要使用到PVD技术。其中金属互连又是最为关键的技术，在经由光刻技术形成的沟槽、通孔中通过PVD沉积上金属导线，将晶体管相互连接起来形成所需要的电路。一道完整金属互连工序通常由：阻挡层/籽晶层(Barrier/Seed Layer)沉积、铜电镀(ECP，Electrochemical Plating)、化学机械研磨(CMP，Chemical Mechanical Polishing)构成。随着芯片的集成度提高，互连所需要的布线层数越来越多。形成多层金属布线则是通过在CMP之后，再经由光刻技术形成图案，并重复金属互连工艺来实现。

一般地，磁控管溅射设备包括反应腔室、靶材、磁控管以及驱动磁控管运动的驱动机构，但是，磁控管在运动时，会存在部分重叠区域，这样，会导致重叠区域内晶圆表面所沉积的膜层的膜厚增大，从而使得膜厚不均匀。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种磁控管控制方法、一种磁控管控制装置以及一种磁控溅射设备。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供了一种磁控管控制方法，用于提高磁控溅射设备中沉积膜层的膜厚均匀性，包括：

步骤S110、获取在磁控管匀速转动状态下晶圆上各不同沉积区域沉积的膜层的膜厚；其中，使靶材溅射出的粒子在特定入射角度范围内溅射到所述晶圆上；

步骤S120、根据获得的膜厚的不同，将所述磁控管的运动区域划分为若干个子运动区域，每个所述子运动区域对应一个所述沉积区域；

步骤S130、分别比较每个所述子运动区域所对应的所述沉积区域的膜厚，使所述磁控管非匀速转动，对应膜厚相对较大的所述子运动区域，减少所述磁控管在该子运动区域的停留时间；对应膜厚相对较小的所述子运动区域，增大所述磁控管在该子运动区域的停留时间，以使得各所述子运动区域所对应的所述沉积区域的膜厚均匀。

可选地，在步骤S110中，通过设置准直器，使得靶材溅射出的粒子在特定入射角度范围内溅射到所述晶圆上。

可选地，在步骤S120中，根据获得的膜厚在所述晶圆的径向上的不同，以所述磁控管的转动中心为圆心，将所述磁控管的运动区域沿径向划分为若干个同心的所述子运动区域。

可选地，所述磁控管采用行星式运动机构，步骤S130具体包括：

获取磁控管与所述转动中心的距离D、磁控管转速w₂以及时间t之间的函数关系式；

判断所述磁控管所在的区域，在对应膜厚相对较大的所述子运动区域，增大所述磁控管的转速w₂；在对应膜厚相对较小的所述子运动区域，减少所述磁控管的转速w₂。

本发明的第二方面，提供了一种磁控管控制装置，用于提高磁控溅射设备中沉积膜层的膜厚均匀性，包括：