CN112020759A - 物理气相沉积的腔室内电磁铁 - Google Patents

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Abstract

物理气相沉积(PVD)腔室沉积具有高厚度均匀性的膜。PVD腔室包括电磁线圈，当用直流电力通电时，所述线圈可改变PVD腔室的处理区域的边缘部分中的等离子体。线圈设置在PVD腔室的真空容纳部分内并且位于PVD腔室的处理区域外部。

Description

物理气相沉积的腔室内电磁铁
背景
领域
本公开内容的实施方式大体涉及半导体制造，并且更具体而言涉及物理气相沉积的腔室内电磁铁。
相关领域的说明
在半导体装置的制造中，物理气相沉积(PVD)是用于沉积各种不同材料的工艺。随着半导体装置的小型化持续进行，对这种装置中所包含的各种膜的要求总体变得更加严格。
射频(RF)滤波器是无线通信装置的关键部件，射频滤波器是持续小型化以获得更好性能的半导体装置的一个示例。随着小型化，必须严格控制构成这样的滤波器的膜的沉积均匀性。例如，体声波(bulk acoustic wave，BAW)谐振器使得能够对移动电话从蜂窝式电话基站接收的RF信号进行精确的滤波。随着智能手机接收的信号(包括蜂窝、Wi-Fi和GPS)越来越多，并且可用的频率变得拥挤，BAW必须具有高度的频率选择性，以避免运行中速度减慢或中断。
BAW装置的谐振频率与BAW中的压电(piezoelectric)层的厚度和在所述压电层上方及下方的电极的厚度成反比。此关系意味着压电层和电极层的沉积均匀性对于BAW装置性能的可重复性是重要的。例如，氮化铝(AlN)压电层的晶片内均匀性目标可为0.5％左右。相较之下，使用常规的PVD技术，对于沉积的金属膜实现小于1％的晶片内均匀性已经是一项挑战。
通过许多变量来控制PVD工艺腔室内的沉积，包括腔室真空程度、工艺气体的组成、等离子体密度和均匀性、施加到晶片的偏压等。除了上述变量之外，经由PVD沉积的膜的均匀性和质量也高度依赖于PVD工艺腔室的几何形状，诸如在靶材上方旋转的磁控管的磁测剖面(magnetic profile)和配置、腔室内的工艺配件部件的形状、靶材到晶片的间距和类似物。然而，除了靶材到晶片的间距之外，这样的几何因素在没有大量的时间和成本来再造一些或全部这样的部件的情况下通常是不可改变的。此外，任何基于重新设计的工艺配件部件的方案都是固定的(static)，而不能针对个别工艺腔室进行调整或以其他方式修改。作为结果，通过重新设计腔室来改善膜的均匀性是耗时并且昂贵的工艺。
鉴于上述，本领域需要使得能够在PVD工艺期间改善沉积均匀性的系统和方法。
概述
本文描述的一个或多个实施方式提供一种PVD腔室，所述PVD腔室可沉积具有高厚度均匀性的膜。具体而言，PVD腔室包括电磁线圈，当用直流(DC)电力通电时，所述线圈可改变PVD腔室的处理区域的边缘部分中的等离子体。所述线圈设置在PVD腔室的真空容纳部分(vacuum-containing portion)内并且位于PVD腔室的处理区域外部。
根据各种实施方式，物理气相沉积系统包括：真空处理腔室，所述真空处理腔室包括：溅射靶材；基板支撑件，所述基板支撑件设置在真空处理腔室内并且经配置以将基板定位在溅射靶材附近；沉积屏蔽物，所述沉积屏蔽物设置在真空处理腔室内；处理区域，所述处理区域设置在真空处理腔室内，并且以靶材的表面、基板支撑件的表面和沉积屏蔽物的内表面为界；电磁铁的线圈部分，其中所述线圈部分设置在真空处理腔室内并且在处理区域外部。
根据各种实施方式，一种在真空腔室中进行物理气相沉积的方法包括以下步骤：将基板定位在真空腔室的处理区域中，其中所述处理区域设置在真空腔室的溅射靶材的表面、真空腔室中的基板支撑件的表面和设置在真空腔室中的沉积屏蔽物的内表面之间；在处理区域中产生等离子体；和当等离子体存在于处理区域中时，将直流(DC)电力施加到电磁铁的线圈部分，其中所述线圈部分设置在真空腔室内并且在处理区域外部。
附图简要说明
为了可详细理解本公开内容的上述特征，可通过参考实施方式获得上方简要概述的本公开内容的更具体描述，其中某些实施方式图示于附图中。然而应注意到，附图仅图示示例性实施方式，因此不应视为对本公开内容的范围的限制，并且可允许其他等效实施方式。
图1是根据本公开内容的各种实施方式的物理气相沉积(PVD)腔室的示意性横截面图。
图2是根据本公开内容的各种实施方式的电磁铁的线圈部分的示意性横截面图，其中所述线圈部分安装在图1的PVD腔室的沉积屏蔽物中的一个沉积屏蔽物的表面上。
图3是根据本公开内容的各种实施方式的电磁铁的线圈部分和相关联的环形结构的示意性横截面图，所述环形结构使得能够经由冷却液来冷却所述线圈部分。
图4是根据本公开内容的实施方式的电磁铁的线圈部分和与所述线圈部分连接的电引线(electrical lead)的示意性横截面图。
图5根据本公开内容的实施方式示意性地图示设置在PVD腔室内的两个独立供电的线圈的相邻部分。
图6是根据本公开内容的各种实施方式的工艺步骤流程图，所述工艺步骤用于经由PVD工艺在基板上沉积膜。
为了便于理解，已尽可能使用相同的参考数字来表示图中共有的相同元件。可预期到，一个实施方式中的元件和特征可有利地并入其他实施方式中而无需进一步详述。
具体说明
在以下说明中，阐述了许多具体细节以对本公开内容的实施方式提供更透彻理解。然而，本领域技术人员将明显观察到，可在没有这些具体细节中的一个或多个细节的情况下实施本公开内容的一个或多个实施方式。在其他情况下，为了避免使本公开内容的一个或多个实施方式模糊，没有描述熟知的特征。
图1是根据本公开内容的各种实施方式的物理气相沉积(PVD)腔室100的示意性横截面图。PVD腔室100经配置以将材料沉积到基板101上，作为制造电子电路(诸如集成电路芯片和显示器)的工艺的一部分。更具体而言，PVD腔室100在PVD工艺或“溅射”工艺期间将来自溅射靶材110的材料沉积到基板101上，其中高能离子撞击溅射靶材110，造成靶材材料的粒子从溅射靶材110射出，并且在基板101上沉积成膜。可由PVD腔室100沉积的材料范例包括但不限于各种金属，例如铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)和/或金属化合物，诸如氮化钽(TaN)、氮化钨(W2N、WN或WN2)、氮化钛(TiN)、氮化铝(AlN)、氮化钪铝(ScAlN或ScxAl1-xN)和类似物。
PVD腔室100包括腔室壁102。如图所示，PVD腔室100还包括设置在腔室壁102内的基板支撑件103、一个或多个沉积屏蔽物120和电磁铁的线圈部分130，所述基板支撑件耦合到升举机构104。PVD腔室100还包括安装在腔室壁102上或耦合到腔室壁102的溅射靶材110。在图1中所示的实施方式中，由绝缘体106使溅射靶材110与腔室壁102电隔离，所述绝缘体设置在适配器107上，所述适配器安装在腔室壁102上。溅射靶材110、沉积屏蔽物120和基板支撑件103(当被提升到靠近靶材110的处理位置时)一起包围处理区域105，在PVD腔室100中执行沉积工艺期间，在所述处理区域中形成等离子体。
PVD腔室100还包括一个或多个真空泵151，所述一个或多个真空泵经由相应的阀152而流体地耦合到PVD腔室100；气源153，所述气源流体地耦合到PVD腔室100；DC功率源154，所述DC功率源154电耦合到溅射靶材110；和DC功率源155，所述DC功率源155电耦合到线圈部分130。真空泵151经配置以在PVD腔室100中的基板101上执行沉积工艺期间产生目标程度的真空。气源153经配置以在这样的沉积工艺期间提供一种或多种工艺气体。在沉积工艺期间，DC功率源154电耦合到溅射靶材110，使得溅射靶材110具有适合要在处理区域105中产生的等离子体的电荷。DC功率源155在沉积工艺期间电耦合到线圈部分130，使得在处理区域105中产生磁场，所述磁场可改善基板101上的沉积均匀性，如下方更详细地描述的。在一些实施方式中，基板支撑件103也可耦合到DC或射频(RF)功率源(未显示)，以改善沉积在基板101上的材料的均匀性或其他膜特性。
DC功率源155可为任何合适的电源，所述电源经配置以将DC电力输送到线圈部分130。在一些实施方式中，DC功率源155经配置以在PVD工艺期间以恒定电力水平将DC电力输出到线圈部分130。在其他实施方式中，DC功率源155经配置以将DC电力的定时脉冲输出到线圈部分130。此外，在一些实施方式中，DC功率源155可经配置以选择性地输出不同极性的DC电力。因此，在这样的实施方式中，DC功率源155可在某些情况下输出正DC电力而在其他情况下输出负DC电力，这取决于来自与PVD腔室100相关联的控制器的命令或输入。结果，当有益于PVD工艺时，可改变线圈部分130所产生的磁场极性。
在一些实施方式中，DC功率源155经配置而以可变电力水平将DC电力输出到线圈部分130。因此，当有益于PVD工艺时，线圈部分130所产生的磁场大小可改变。例如，在一个这样的实施方式中，DC功率源155配置为可编程电源，所述可编程电源响应于命令而产生可变DC输出，所述命令例如是来自用于PVD腔室100的控制器的命令。可变DC输出可由DC功率源155经由不同电力幅度(power amplitude)的脉冲DC输出而实现。此外，可变DC输出可遵循随着时间变化的输出曲线(output profile)。例如，可变DC输出可遵循一曲线，所述曲线包括在PVD工艺的开始时段期间的特定电力斜升曲线(ramp-up profile)和在PVD工艺的结束时段期间的电力斜降(ramp-down)曲线。替代地或额外地，可变DC输出可根据任何合适的函数而随着时间变化，包括阶跃函数(step function)、正弦函数或任何其他合适的时变函数。因此，在这样的实施方式中，用于PVD腔室100的控制器可利用对DC功率源155的单一命令来启动特定的可变DC输出。在其他实施方式中，DC功率源155配置为可控电源，所述可控电源经配置以响应于特定输入值而产生特定DC输出。在这样的实施方式中，与PVD腔室100相关联的控制器可传输可实时(in real time)改变的输入，并且从而在PVD腔室100中的PVD工艺期间直接控制DC功率源155的DC电力输出。
溅射靶材110是要沉积的固体金属或其他材料，并且所述溅射靶材有时耦合到背板(未示出)并且由所述背板支撑。在操作中，溅射靶材110通常用作阴极并且带负电，例如通过电耦合到DC功率源154。另外，磁控管112设置在PVD腔室100的外部而靠近溅射靶材110，并且通常被包围在水冷腔室(未示出)中。磁控管112在PVD工艺期间旋转，以在带负电的溅射靶材110上方捕获电子，增加靶材溅射速率，并且从而在基板101上产生更高的沉积速率。
沉积屏蔽物120保护腔室壁102和PVD腔室100内的其他部件免于接收溅射材料的沉积。在图1中所示的实施方式中，沉积屏蔽物120包括安装在适配器107上的上屏蔽物121、下屏蔽物122和盖环123，但是PVD腔室100可包括任何其他技术上可行的多个沉积屏蔽物或单个沉积屏蔽物的配置而不超出本公开内容的范围。
线圈部分130是电磁铁的线圈，所述电磁铁设置在PVD腔室100内并且在处理区域105外部。根据各种实施方式，在PVD腔室100中的PVD工艺期间，将直流(DC)电力施加到线圈部分130以产生延伸到处理区域105中的磁场(未示出)。结果，可改变处理区域105中的等离子体的分布和密度，从而改变沉积在基板101的表面上的速率。具体而言，由于线圈部分130所产生的磁场在处理区域105和基板101的周边附近最强，因此由磁场引起的沉积速率的最大变化发生在基板101的周围附近。因此，通过改变流过线圈部分130的电流来改变由线圈部分130产生的磁场强度，可解决沉积在基板101上的膜的中心到边缘均匀性问题。
线圈部分130可为任何技术上可行的导电线圈，所述导电线圈大体上以基板支撑件103的中心点103A为中心，即，从中心点103A到线圈部分130的中心的距离绕着中心点103A大体上是相等的。在某些情况下，从中心点103A到线圈部分130的中心的距离可偏移，使得中心点103A不是线圈部分130的中心轴，或者线圈部分130在平面图(即从上方俯视)中可以不是圆形的。在这些情况下，线圈部分130的结构被修改以解决跨基板表面的沉积不均匀性。例如，在溅射沉积场的沉积厚度或其他性质从绕着基板中心对称偏离之处，可通过在相反方向中对整个或部分的线圈进行物理位移，使得线圈部分所产生的磁场可在相反方向中偏移。类似地，在基板上的溅射沉积膜的厚度或其他性质的环形不均匀性存在之处，可利用线圈部分130中的电流变化，或利用线圈部分相对于中心点103A的空间对准，以使环形区域展开或缩小环形区域的径向扩展。在一些实施方式中，线圈部分130与平面109重叠，所述平面对应于当基板支撑件103将基板101定位在处理位置(即，PVD工艺期间的基板101的位置)时基板101的位置。因此，在这样的实施方式中，平面109穿过线圈部分130，如图1中所示。在图1中所示的实施方式中，线圈部分130的每匝不与线圈部分130的其他匝接触。在其他实施方式中，线圈部分130的匝与线圈部分130的一个或多个其他匝接触。线圈部分130中所包括的匝数基于要由线圈部分130产生的磁场的目标强度。此外，目标强度可为多种因素的函数，包括基板101的直径、线圈部分130离处理区域105的距离、施加到线圈部分130的DC电流大小、PVD工艺的持续时间和类似物。虽然图1中所示的线圈部分130的实施方式包括10匝，但是线圈部分130可包括任何合适数量的匝数，这至少取决于上述因素。因此，线圈部分130的各种配置可在本公开内容的不同实施方式中实现，如下方结合图2至图5所描述的。
图2是根据本公开内容的各种实施方式的线圈部分130的示意性横截面图，其中线圈部分130安装在PVD腔室100的沉积屏蔽物120中的一个沉积屏蔽物的表面201上。在图2中所示的实施方式中，线圈部分130安装在下屏蔽物122的表面201上，所述表面201面向腔室壁102，并且因此线圈部分130围绕基板支撑件103。如图所示，线圈部分130可定位在下屏蔽物122上以与平面109重叠，即，线圈部分130的部分的匝位于平面109的任一侧。另外，线圈部分130可包括匝210的多个层211和212，在此，匝210是第一半径的多个第一匝和不同半径的多个第二匝。在图2中所示的实施方式中，线圈部分130包括两个层211和212，但在其他实施方式中，线圈部分130可包括多于二个的这样的层或少于两层的匝210。此外，在图2中所示的实施方式中，匝210由横截面为圆形的导线(wire)或其他导体形成，但在其他实施方式中，匝210可由横截面为正方形或长方形的导线或导体形成。
在一些实施方式中，线圈部分130安装在PVD腔室100内的任何其他合适的表面上，而不安装在下屏蔽物122的表面201上。例如，线圈部分130可安装在下屏蔽物122的不同表面上，或安装在处理区域105外部的任何其他沉积屏蔽物120的表面上。因此，在替代实施方式中，线圈部分130安装在上屏蔽物121的外表面202上、下屏蔽物122的下表面203上等。
由于在此描述的电磁铁的线圈部分130设置在PVD腔室100的真空容纳部分内，因此线圈部分130的冷却受到限制。结果，由于线圈部分130在较长持续时间的配方期间过热的可能性，可能限制由DC功率源155施加到线圈部分130上的DC电力大小。在一些实施方式中，线圈部分130安装在PVD腔室100中的结构上或结构内，所述结构使得冷却液能够减少线圈部分130的加热。在图3中图示一种这样的实施方式。
图3是根据本公开内容的各种实施方式的线圈部分130和相关联的环形结构300的示意性局部横截面图，所述环形结构使得能够经由冷却液来冷却线圈部分130。在图3中所示的实施方式中，线圈部分130安装在环形结构300的表面上或位于环形结构300内部，所述环形结构设置在PVD腔室100内。
环形结构300是大体上环形的结构，所述大体上环形的结构设置在沉积屏蔽物120附近并且在处理区域105外部。在图3中，仅显示环形结构300的一部分的横截面，但环形结构300围绕沉积屏蔽物120的周围而延伸。如图所示，环形结构300设置在腔室壁102与沉积屏蔽物120之间。在图3中所示的实施方式中，环形结构300通过一个或多个支架(pylon)302耦合到适配器107并且悬挂在适配器107下方。在这样的实施方式中，一个或多个支架可各自配置为适配器107的被加工部分(machined part)，或者可为耦合到适配器107的单独组装部件。替代地，环形结构300可利用耦合到腔室壁102的内表面的一个或多个支撑件而悬挂在PVD腔室100中。
环形结构300包括至少一个导管303，所述导管用于在环形结构300和腔体310内传输冷却液，线圈部分130设置于所述腔体中。在图3中所示的实施方式中，导管303包括多个通道304，这些通道通过分隔器306彼此分离。替代地，导管303包括三个或更多个通道304。在一些实施方式中，每个通道304流体地耦合到供应导管305和返回导管(未示出)，所述供应导管形成在支架302中的一个支架内，并且所述返回导管也形成在支架302中的一个支架内。供应导管305和返回导管接着流体耦合到冷却液再循环系统，诸如泵和热交换器。替代地，在一些实施方式中，通道304中的一个通道流体地耦合到供应导管305，而其他的通道304流体地耦合到返回导管。在这样的实施方式中，通道304中的一个通道的冷却液流动可经布置以在一个方向中绕着环形结构300流动，并且在其他的通道304中于相反方向流动，从而使冷却绕着环形结构300的周围更均匀地分布。
在一些实施方式中，线圈部分130设置在腔体310中，所述腔体通过盖311与导管303流体分离。盖311可为一个或多个焊接的金属片(strip)，这些焊接的金属片将腔体310从导管303密封，这些焊接的金属片部分地由分隔器306支撑并且焊接到所述分隔器。例如，盖311可由两个不同的件(piece)构成，因此所述盖包含覆盖每个通道304的独立的件，使得当经受与热循环相关联的应力时，盖311比较不会弯曲或以其他方式偏折。在一些实施方式中，腔体310通过盖板307与PVD腔室100的真空容纳部分流体分离。因此，在这样的实施方式中，当PVD腔室100中存在真空时，腔体310与PVD腔室100中的真空分离，并且可以例如保持在与溅射腔室中的压力不同的压力，例如大气压或高于大气压，以增强从腔体进入环形结构300中的传导热传递，并且从而增强进入在导管303中流动的任何冷却剂中的传导热传递。
导管303与PVD腔室100的真空容纳部分流体分离，例如通过盖板(未示出)或通过环形结构300的部分308。在图3中所示的实施方式中，环形结构300的部分308将导管303与PVD腔室100的真空容纳部分流体分离。作为结果，有两个焊接(weld)将导管303中的冷却液与PVD腔室100的真空容纳部分分离：使导管303从腔体310密封的焊接，和使腔体310从PVD腔室100的真空容纳部分密封的焊接。因此，在导管303中的冷却液能够泄漏到PVD腔室100的真空容纳部分之前，必然先发生两个焊接处的失效。替代地，在一些实施方式中，部分或整个的环形结构300是通过3D打印工艺而形成。在这样的实施方式中，导管303可在没有单独焊接的盖311的情况下形成，此举进一步减少了冷却液从导管303泄漏的可能性。
在图3中所示的实施方式中，线圈部分130包括大体上为正方形横截面的导线或其他导体。替代地，在其他实施方式中，线圈部分130可包括横截面为圆形或长方形的导体。
在一些实施方式中，即使腔体310设置在PVD腔室100内，腔体310也暴露于大气。图4中图示一个这样的实施方式。图4是根据本公开内容的实施方式的线圈部分130和连接到线圈部分130的电引线401的示意性横截面图，所述横截面图在不同于图3的截面的截面处截取。图4还显示通道402，电引线401从线圈部分130经由通道402到达DC功率源155。为了清楚起见，图4仅描绘单个电引线401，但通常有两个电功率连接件在线圈部分130与DC功率源155之间延伸，使得电流可流过线圈部分130的导线并且围绕基板支撑件103。如图所示，通道402形成在适配器107和支架302中的一个支架中。因此，通道402实现线圈部分130经由适配器107和支架302的电连接。在图4中所示的实施方式中，通道402处于大气压下并且流体地耦合到腔体310。作为结果，腔体310也处于大气压。因此，盖311周围的冷却液从任一个通道304的泄漏将造成腔体310注满并且接着溢出到PVD腔室100外部，可容易地检测到此情况，并且相较于线圈部分130处于真空中的情况，增强了线圈部分130的导线与环形结构300之间的热传递。
在一些实施方式中，线圈部分130包括两个独立供电的线圈，这两个独立供电的线圈经配置以产生具有相反极性的磁场。也就是说，第一独立供电的线圈所产生的磁场的北极经定位以相邻于第二独立供电的线圈所产生的磁场的南极。图5中图示一个这样的实施方式。
图5根据本公开内容的实施方式示意性地图示设置在PVD腔室500内的两个独立供电的线圈510和线圈520的相邻部分。类似于先前描述的实施方式，线圈510和线圈520设置在PVD腔室500内并且在处理区域105外部，例如在沉积屏蔽物501的外表面503与PVD腔室500的腔室壁502之间。在一些实施方式中，线圈510和线圈520被独立供电，也就是说，每个线圈可电耦合到不同的相应DC功率源。因此，线圈510耦合到第一DC功率源555而线圈510耦合到第二DC功率源556。
由于线圈510和线圈520被独立供电，线圈510的极性可与线圈520的极性相反。例如，当DC电流施加到线圈510使得DC电流在线圈510的每个横截面511处流入图5中的页面时，包含线圈510的电磁铁的北极处于+Y方向。此外，当DC电流施加到线圈520使得DC电流从线圈520的每个横截面521流出图5中的页面时，包含线圈520的电磁铁的北极处于-Y方向。因此，对流过线圈520的电流进行调制可产生磁场的形状和强度的变化，所述磁场由包含线圈510的电磁铁产生。如先前所述，处理区域105中的磁场的形状和强度变化在基板的边缘区域中直接影响PVD腔室500中的基板上的材料沉积速率。
在图5中，线圈510和线圈520显示为彼此物理分离。在其他实施方式中，线圈510和线圈520可彼此物理接触但彼此电绝缘，例如通过这些线圈之间的绝缘涂层。因此，在一些实施方式中，线圈510和线圈520可各自设置在环形结构中的单个腔体中，例如图3中的腔体310。替代地，在一些实施方式中，线圈510和/或线圈520形成为沉积在沉积屏蔽物501的表面上的薄膜。
图6是根据本公开内容的各种实施方式的使用PVD工艺以在基板上沉积膜的工艺步骤流程图。尽管结合图1至图5中所示的PVD腔室描述了方法步骤，但本领域技术人员将理解到，可利用任何适当配置的沉积系统来执行方法步骤。
方法600开始于步骤601，其中基板101定位于PVD腔室100的处理区域105中。例如，在一些实施方式中，与PVD腔室100或与包含PVD腔室100的系统相关联的控制器使得基板101被放置在基板支撑件103上。接着，控制器使基板支撑件103升高到靠近处理区域105的处理位置。
在步骤602中，控制器使得在处理区域105中产生等离子体，作为PVD工艺的一部分。例如，控制器使气源153将一种或多种工艺气体引入PVD腔室100中，并且使DC功率源154对溅射靶材110施加DC电力。
在步骤603中，当等离子体存在于处理区域105中时，控制器使DC功率源155对线圈部分130施加DC电力，从而改变处理区域105内的磁场。在一些实施方式中，在步骤603中，冷却液也流过环形结构的通道，线圈部分130安装在所述环形结构上。在这样的实施方式中，冷却液的流动可为持续的，也就是说，当处理区域105中不存在等离子体时，冷却液的流动持续。
在上述实施方式中，首先在处理区域105中产生等离子体，接着对线圈部分130施加DC电力。在替代实施方式中，在处理区域105中初始产生等离子体之前或与在处理区域105中初始产生等离子体同时地，对线圈部分130施加DC电力。
方法600的实施实现当中能够改变沉积在基板101上的材料的厚度均匀性，而无需重新设计PVD腔室内的一个或多个部件的PVD工艺。也就是说，对线圈部分130施加DC电力提供一种或多种额外的工艺调节参数，以调节PVD沉积膜的厚度均匀性。具体而言，可通过增加或减少穿过线圈部分130所施加的DC电力、改变施加到线圈部分130的电力的极性和/或改变施加到线圈部分130的电力的时变曲线，来解决中心到边缘的厚度均匀性问题。
本实施方式的方面可体现为系统、方法或计算机程序产品。从而，本公开内容的方面可采取完全硬件的实施方式、完全软件的实施方式(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施方式(所有方面在此皆可通称为“电路”、“模块”或“系统”)的形式。此外，本公开内容的方面可采取计算机程序产品的形式，所述计算机程序产品体现在一个或多个计算机可读介质中，所述计算机可读介质具有体现于所述计算机可读介质上的计算机可读程序代码。
可利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可为计算机可读信号介质或计算机可读储存介质。计算机可读储存介质可为，例如但不限于：电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，或前述项的任何合适的组合。计算机可读储存介质的更具体范例(非穷举列表)包括以下项：具有一条或多条导线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存装置、磁性储存装置，或上述项的任何适当组合。在本文件的上下文中，计算机可读储存介质可为任何有形介质，可包含或储存程序以供指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置结合使用。
虽然前述内容针对本公开内容的实施方式，但是可在不脱离本公开内容的基本范围的情况下设计本公开内容的其他和进一步的实施方式，并且本公开内容的范围由所附的权利要求书确定。

Claims (15)

1.一种物理气相沉积(PVD)系统，包括：
真空处理腔室，所述真空处理腔室包括：
溅射靶材；
基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述真空处理腔室内，所述基板支撑件经配置以将基板定位在所述溅射靶材附近；
沉积屏蔽物，所述沉积屏蔽物设置在所述真空处理腔室内；
处理区域，所述处理区域设置在所述真空处理腔室内，并且所述处理区域以所述靶材的表面、所述基板支撑件的表面和所述沉积屏蔽物的内表面为界；和
电磁铁的线圈部分，其中所述线圈部分设置在所述真空处理腔室内并且在所述处理区域外部。
2.如权利要求1所述的PVD系统，进一步包括环形结构，所述线圈部分设置在所述环形结构上，其中所述环形结构设置在所述真空处理腔室内并且在所述处理区域外部。
3.如权利要求2所述的PVD系统，其中所述环形结构包含导管，以用于使所述环形结构内的冷却液流动。
4.如权利要求3所述的PVD系统，其中所述导管包括多个通道，所述多个通道通过分隔器彼此流体分离。
5.如权利要求4所述的PVD系统，其中所述分隔器经配置以支撑水盖，所述水盖使所述线圈从所述导管流体分离。
6.如权利要求2所述的PVD系统，其中所述线圈设置在腔体中，所述腔体形成于所述环形结构中。
7.如权利要求6所述的PVD系统，进一步包括盖板，当在所述真空处理腔室中存在真空时，所述盖板使所述线圈与真空流体分离。
8.如权利要求6所述的PVD系统，其中在所述真空处理腔室内处理基板期间，所述腔体流体耦合到所述真空处理腔室外部的大气。
9.如权利要求1所述的PVD系统，进一步包括直流(DC)电源，所述直流(DC)电源耦合到所述线圈部分。
10.如权利要求9所述的PVD系统，其中所述DC电源包括以下项中的一个：可编程电源，所述可编程电源经配置以响应于命令而产生可变DC输出，所述命令选择输出曲线；或可控电源，所述可控电源经配置以响应于输入值而产生可变DC输出。
11.如权利要求1所述的PVD系统，进一步包括额外电磁铁的额外线圈部分，其中所述额外线圈部分设置在所述真空处理腔室内并且在所述处理区域外部。
12.如权利要求11所述的PVD系统，其中线圈部分耦合至第一DC电源并且所述额外线圈部分耦合到第二DC电源。
13.一种在真空腔室中进行物理气相沉积的方法，所述方法包括以下步骤：
将基板定位在所述真空腔室的处理区域中，其中所述处理区域设置在所述真空腔室的溅射靶材的表面、所述真空腔室中的基板支撑件的表面和设置在所述真空腔室中的沉积屏蔽物的内表面之间；
在处理区域中产生等离子体；和
当等离子体存在于所述处理区域中时，将直流(DC)电力施加到电磁铁的线圈部分，其中所述线圈部分设置在所述真空腔室内并且在所述处理区域外部。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述线圈部分设置在环形结构上，所述方法进一步包括以下步骤：当所述处理区域中存在所述等离子体时，对设置在所述环形结构内的导管供应冷却液。
15.如权利要求13所述的方法，其中对所述线圈部分施加所述DC电力的步骤包括以下步骤：从可变输出DC功率源对所述线圈部分施加脉冲DC电力。
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