[发明专利]磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备

说明书

本发明提供一种磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备，包括腔室主体，在所述腔室主体的外侧设置有与电源相连的偏置电磁场装置，在腔室主体内设置有基座，用以承载待加工工件；偏置电磁场装置用于在基座上方形成水平磁场，该水平磁场用于在待加工工件上沉积具有面内各向异性的磁性膜层。本发明提供的薄膜沉积腔室，其能够在基座上方形成足以诱发磁性薄膜的面内各向异性的水平磁场。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，具体地，涉及一种磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备。

背景技术

随着技术的发展，集成电路制造工艺已可以显著缩小处理器的尺寸，但是仍然有一些诸如集成电感、噪声抑制器等的核心元器件在高频化、微型化、集成化等方面面临诸多困难。为了解决此问题，具有高磁化强度、高磁导率、高共振频率及高电阻率的软磁薄膜材料引起人们越来越多的关注。

虽然软磁薄膜材料主要考虑其高磁导率、高磁化强度、低矫顽力和低损耗，但是，左右软磁薄膜材料发展的一个主要因素是它的截止频率。而通过调控软磁薄膜的面内单轴各向异性场，可以实现对软磁薄膜材料的截止频率的调节。而调控软磁薄膜的面内单轴各向异性场的一个常用方法是磁场诱导沉积，其具有工艺简单、无需增加工艺步骤、对芯片伤害小等的优点，是工业生产的首选方法。

但是，现有的磁场诱导沉积方法还无法应用到制备磁性薄膜的生产设备中，例如PVD设备。也就是说，现有的薄膜沉积腔室不具有诱发磁性薄膜的面内各向异性的功能。

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，提出了一种磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备，其能够在基座上方形成足以诱发磁性薄膜的面内各向异性的水平磁场，不仅满足生产型设备在大尺寸待加工工件上制备具有面内各向异性的磁性膜层的需要，而且对腔室的改进较容易。

为实现本发明的目的而提供一种磁性薄膜沉积腔室，包括腔室主体，在所述腔室主体内设置有基座，用以承载待加工工件，在所述腔室主体的外侧设置有用于与电源相连的偏置电磁场装置；所述偏置电磁场装置用于在所述基座上方形成水平磁场，所述水平磁场用于在所述待加工工件上沉积具有面内各向异性的磁性膜层。

优选地，所述偏置电磁场装置包括第一电磁装置和第二电磁装置；所述第一电磁装置和所述第二电磁装置沿所述基座的径向相对设置；所述第一电磁装置产生的磁场方向自所述腔室主体的外侧向所述腔室主体的内侧，所述第二电磁装置产生的磁场方向自所述腔室主体的内侧朝向所述腔室主体的外侧。

优选地，所述第一电磁装置产生的磁场方向自所述腔室主体的外侧朝向所述腔室主体的内侧倾斜向上，所述第二电磁装置产生的磁场方向自所述腔室主体的内侧朝向所述腔室主体的外侧倾斜向下。

优选地，，所述第一电磁装置产生的磁场方向自所述腔室主体的外侧朝向所述腔室主体的内侧倾斜向下，所述第二电磁装置产生的磁场方向自所述腔室主体的内侧朝向所述腔室主体的外侧倾斜向上。

优选地，所述第一电磁装置和所述第二电磁装置产生的磁场方向平行于所述基座的表面。

优选地，所述第一电磁装置和所述第二电磁装置在腔室横向截面上的长度均大于所述待加工工件的直径。

优选地，所述第一电磁装置包括至少一个第一螺线管，所述第二电磁装置包括至少一个第二螺线管；在所述第一电磁装置包括多个第一螺线管时，多个所述第一螺线管沿所述腔室本体的周向间隔设置；在所述第二电磁装置包括多个第二螺线管时，多个所述第二螺线管沿所述腔室本体的周向间隔设置。

优选地，所述第一螺线管和所述第二螺线管均为矩形螺线管。

优选地，所述第一电磁装置还包括与所述第一螺线管一一对应的支撑件；所述第二电磁装置还包括与所述第二螺线管一一对应的支撑件；所述支撑件采用导磁材料制成；所述第一螺线管和所述第二螺线管缠绕在各自对应的所述支撑件上。