TWI773904B - 具有多陰極的沉積系統 - Google Patents

Abstract

本案揭露一種沉積系統及其操作方法。此沉積系統包括陰極組件，此陰極組件包含旋轉磁體組件，此旋轉磁體組件包含圍繞內周磁體的複數個外周磁體。

Description

具有多陰極的沉積系統

本揭示案一般係關於基板處理系統，更具體地，係關於具有多個陰極組件（多陰極）的沉積系統。

濺射（或者稱為物理氣相沉積（PVD））已經用於在半導體積體電路的製造中沉積金屬和相關材料。濺射的使用已經擴展到將金屬層沉積到高深寬比孔（如通孔或其他垂直互連結構）的側壁上，以及擴展到製造極紫外（EUV）遮罩坯料中。在EUV遮罩坯料的製造中，期望最小化顆粒產生，因為顆粒對最終產品的性質有負面影響。

可使用DC濺射或RF濺射來完成電漿濺射。電漿濺射通常包括位於濺射靶背面的磁控管，其包含兩個相對磁極的磁體，在它們的背面透過磁軛磁性地耦合，以將磁場投射到處理空間中，以增加電漿的密度並提高來自靶正面的濺射速率。磁控管中使用的磁體通常是用於DC濺射的閉環（closed loop）和用於RF濺射的開環（open loop）。

在諸如物理氣相沉積（PVD）腔室的電漿增強基板處理系統中，具有高磁場和高DC功率的高功率密度PVD濺射可以在濺射靶處產生高能量，並導致濺射靶的表面溫度大幅上升。藉由使靶背板與冷卻流體接觸來冷卻濺射靶。在商業上通常實施的電漿濺射中，待濺射沉積的材料的靶被密封於包含待塗覆的晶圓的真空腔室中。氬被允許進入腔室。當幾百伏特的負DC偏壓施加到靶而腔室壁或屏蔽件保持接地時，氬被激發成電漿。帶正電的氬離子以高能量被吸引到負偏壓靶並從靶濺射靶原子。

靶的侵蝕（erosion）引起電漿濺射中的問題。當靶被侵蝕時，靶層內的濺射表面後退並更接近磁控管，使得濺射表面處的磁場在靶的使用壽命期間改變。濺射速率取決於與濺射表面相鄰的磁場的大小，磁場的大小隨著侵蝕深度而增加。再者，電漿可能在磁場變化下變得不穩定，可能會熄滅（extinguish）或產生火花，後者可能會產生破壞性微粒。無論靶形狀如何，靶在相對於磁控管的磁體的磁場之特定位置處更優先地侵蝕，從而導致不均勻或不對稱的侵蝕分佈。靶的不均勻侵蝕分佈可能導致所沉積膜的均勻性差以及基板上的不均勻膜特性。例如，可在基板的一些空間位置處實現差的（poor）階梯覆蓋，同時可在基板的其他區域實現良好的階梯覆蓋。對於提供減少侵蝕分佈的不對稱性以及提供更均勻的侵蝕分佈之設備和方法是有所需求的。

因此，對於開發一種沉積系統來解決均勻性問題係仍然有需求的。還希望提供一種包括多個陰極組件的沉積系統。

根據本揭示案的一個實施例，物理氣相沉積(PVD)腔室包括複數個陰極組件；在複數個陰極組件下方的護罩；且每個陰極組件包括磁體組件，此磁體組件包含圍繞內磁體的複數個外周磁體，外周磁體以及內磁體安裝於安裝板，此安裝板經配置在物理氣相沉積製程期間旋轉。

在另一個實施例中，物理氣相沉積(PVD)腔室包括旋轉陰極組件；陰極組件下方的護罩；此陰極組件包括磁體組件，此磁體組件包含圍繞內磁體的複數個外周磁體，外周磁體以及內磁體安裝於安裝板，此安裝板經配置在物理氣相沉積製程期間旋轉；及平衡配重，此平衡配重安裝於安裝板，此平衡配重與磁體組件相對。

另一個實施例係關於一種沉積材料層的方法，此方法包括以下步驟：將基板放置在PVD腔室中；旋轉陰極組件，此陰極組件包含磁體組件，此磁體組件包含圍繞內磁體的複數個外周磁體，外周磁體與內磁體安裝於安裝板；以及將材料層沉積在基板上。

除了上述那些特徵或元件之外或代替上述那些特徵或元件，本揭示案的某些實施例具有其他特徵或元件。

在描述本揭示案的若干示例性實施例之前，應理解，本揭示案不限於以下描述中所闡述的構造或處理步驟的細節。本揭示案能夠以各種方式來實施或施行其他實施例。

這裡使用的術語「水平」定義為平行於遮罩坯料的平面或表面之平面，而不管其定向如何。術語「垂直」是指垂直於剛才所定義的水平之方向。術語，如「上方」、「下方」、「底部」、「頂部」、「側面」（如「側壁」）、「更高」、「下部」、「上部」、「之上」和「之下」係相對於水平面定義，如圖所示。

術語「在……上（on）」表示元件之間存在直接接觸。術語「直接在……上」表示元件之間存在直接接觸而沒有中間元件。

本發明所屬領域具有通常知識者將理解，使用諸如「第一」和「第二」的序數來描述處理區域並不意味著處理腔室內的特定位置或處理腔室內的暴露順序。

本揭示案的實施例係關於用於沉積系統的磁體設計，例如包括至少一個陰極組件的物理氣相沉積（「PVD」）腔室，且在特定實施例中，PVD腔室包括多個陰極組件（在本案中稱為「多陰極腔室」。

現在參考圖1，圖示PVD腔室100形式的沉積系統的一部分的側視圖。在一些實施例中，PVD腔室形式的沉積系統是包括複數個陰極組件102的多陰極PVD腔室100。在一些實施例中，多陰極PVD腔室100包括經配置以製造MRAM（磁性隨機存取記憶體）的多靶PVD源或經配置以製造極紫外（EUV）遮罩坯料的多靶PVD源。

多陰極PVD腔室包括腔室主體101，腔室主體101包含源配接器107，源配接器107經配置以間隔開的關係將多個陰極組件102固持就位。儘管腔室主體101所示為大致圓柱形且具有源配接器107，源配接器107具有傾斜的（angled）圓頂部分109以提供凸起的圓頂，但是本揭示案的PVD腔室100不限於所示的配置。例如，圓頂部分109不必傾斜，且在一些實施例中圓頂部分具有大致平坦的剖面。此外，腔室主體可以是圓柱形以外的形狀，其包括橢圓形、正方形或矩形。源配接器107可以固持任何數量的陰極組件102。作為特定實例，在一些實施例中，源配接器107支撐十二個陰極組件102。然而，在一些實施例中，源配接器107支撐一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六、十七、十八、十九或二十個陰極組件102。

在一些實施例中，源配接器107安裝在基座配接器111上，基座配接器111可以是圓錐形、圓柱形或任何其他形狀，如正方形或矩形。源配接器107和基座配接器111都包圍內部容積119（示於圖3中），此內部容積119是根據一個或多個實施例處理基板或載體108的區域。

多陰極PVD腔室100可以包括用於PVD和濺射的多個陰極組件102。每個陰極組件102連接到包括直流（DC）或射頻（RF）的電源供應112（圖3所示）。陰極組件102可以具有任何數量的不同直徑。在一些實施例中，陰極組件102都具有相同的直徑。在其他實施例中，陰極組件102具有兩個、三個、四個、五個、六個或更多個不同的直徑。

如圖1和圖2所示，在一些實施例中，陰極組件102佈置在內環113和外環115中。這些環（內環113和外環115）也可以稱為座圈（races）。在一些實施例中，所有陰極組件102佈置在單個環中，而不是如圖所示的內環113及外環115中。在一個或多個實施例中，存在內環113和外環115的配置實現了高程度的沉積均勻性，而不需旋轉圖3中所示的載體108。

現在參考圖3，圖示沿根據本揭示案的實施例的圖2線3--3所截取的PVD腔室100形式的沉積系統的橫截面圖。此橫截面圖繪示PVD腔室100的實例，PVD腔室100包括腔室主體101，腔室主體101界定內部容積119，在內部容積119中處理基板或載體。

在圖1至3中所示的實施例中的陰極組件102可以用於濺射作為材料層103的不同材料。陰極組件102透過旋轉屏蔽件106的屏蔽孔104暴露，旋轉屏蔽件106可以在旋轉基座110上的基板或載體108之上。在旋轉基座110上方或之上可僅有一個載體108。

在一個實施例中，基板或載體108是具有用於製造積體電路的半導體材料的結構。例如，根據一些實施例的基板或載體108包括包含晶圓的半導體結構。或者，載體可以是另一種材料，如用於形成EUV遮罩坯料的超低膨脹玻璃基板。基板或載體108可以是任何合適的形狀，如圓形、正方形、矩形或任何其他多邊形形狀。旋轉屏蔽件106形成有屏蔽孔104，使得陰極組件102可以用於透過屏蔽孔104沉積材料層103。

電源供應112被施加到陰極組件102。在一些實施例中，電源供應112包括直流（DC）或射頻（RF）電源供應。在一些實施例中，如圖1至圖3中所示的實施例，陰極組件102的角度位置可以改變為任何角度。此設計允許將諸如電源供應112的電力同軸饋電到陰極組件102。

在一些實施例中，旋轉屏蔽件106一次暴露陰極組件102中的一個並保護其他陰極組件102免於交叉污染。交叉污染是沉積材料從一個陰極組件102到另一個陰極組件102的物理移動或傳送。陰極組件102定位在靶114之上。腔室的設計可以是緊湊的。靶114可以是任何合適的尺寸。例如，在一些實施例中，每個靶114的直徑在約4英吋至約20英吋、或約4英吋至約15英吋、或約4英吋至約10英吋、或約4英吋至約8英吋、或約4英吋至約6英吋的範圍內。

根據一些實施例，旋轉基座110允許在一個腔室中使用各種不同的材料。多陰極PVD腔室100的特徵包括單個旋轉屏蔽件（如旋轉屏蔽件106），而不需旋轉隱藏在旋轉屏蔽件106後面的部件。在一些實施例中，旋轉屏蔽件106提供改善顆粒效能的優點。

在圖3中，在一些實施例中，基板或載體108在旋轉基座110上，此旋轉基座上下垂直移動。在一些實施例中，在基板或載體108移出腔室之前，基板或載體108在下屏蔽件118下方移動。伸縮蓋環120所示為鄰接下屏蔽件118的結構。隨後，旋轉基座110向下移動，接著在載體108移出腔室之前用機械臂抬起載體108。

在一些實施例中，當濺射材料層103時，從靶114濺射的材料保留在下屏蔽件118的內部而不是在其外部。在一些實施例中，伸縮蓋環120包括凸起的環部分122，凸起的環部分122向上彎曲並具有預定的厚度。在一些實施例中，伸縮蓋環120還包括相對於下屏蔽件118的預定間隙124和預定長度。因此，形成材料層103的材料將不會在旋轉基座110下方，從而消除污染物擴散到載體108。

圖3繪示個別的護罩126。在一些實施例中，護罩126被設計成使得來自靶114的未沉積在載體108上的大部分材料被包含在護罩126中，因此使得易於回收和保存材料。這還使得針對每個靶114的護罩126中的一個護罩針對彼靶作最佳化，而能夠有更好的黏附和減少的缺陷。例如，在一些實施例中，大多數包括此等材料中的一個材料的至少80％。

在一些實施例中，護罩126經設計成使陰極組件102之間的串擾或交叉靶污染最小化，並使針對每個陰極組件102捕獲的材料最大化。因此，來自每個陰極組件102的材料將僅由護罩126中的一個護罩個別地捕獲，其中陰極組件102定位在該護罩之上。捕獲的材料可能不會落在基板或載體108上。

在一些實施例中，基板或載體108塗覆有均勻材料層103，均勻材料層103係使用包括來自護罩126上方的靶114的金屬的沉積材料沉積在基板或載體108的表面上。接著，透過回收製程取得護罩126。回收製程不僅清潔護罩126，而且還回收殘留在護罩126上或護罩126中的剩餘量的沉積材料。材料層103的均勻性係關於材料在基板或載體108的表面上的預定數量個位置處如何均勻或平滑地沉積。

例如，在護罩126中的一個護罩上可以有鉑，隨後在另一個護罩126上可以有鐵。由於鉑是比鐵更有價值的貴金屬，因此帶有鉑的護罩126被送出用於回收製程。在一個或多個實施例中，旋轉旋轉屏蔽件106以使每個陰極組件102透過護罩126和屏蔽孔104中的一個屏蔽件暴露，提高了可靠性，而沒有陰極組件102之間的交叉污染。在一些實施例中，使旋轉基座110旋轉改善來自靶114所沉積的材料層103的均勻性。

根據一個或多個實施例，藉由改變到陰極組件102的功率，可以改變沉積的材料量和材料層103的厚度。在一些實施例中，改變功率來控制材料層103的均勻性。在一些實施例中，藉由控制旋轉基座110可以進一步達到更好的均勻性。每個陰極組件102應用不同的材料以形成具有不同成分的材料層103。例如，在一些實施例中，第一陰極組件和第二陰極組件在形成極紫外遮罩坯料時施加不同材料的交替層，例如，使來自第一靶和陰極組件102所沉積的矽以及來自第二靶和陰極組件102的鉬之層交替。

現在參考圖4，所示為圖1的多陰極PVD腔室100形式的沉積系統的陰極組件102之一的頂部等距視圖。在一些實施例中，角度調整機構132提供角度運動以改變陰極組件102的角度位置。在一些實施例中，角度調整機構132藉由使每個陰極組件102的擺臂134相對於或基於樞軸點136旋轉來提供角度位置。樞軸點136位於擺臂134的底端，在底端處擺臂134附接到下部凸緣138。在一些實施例中，水配接器塊140安裝在頂板142上。在一些實施例中，頂板142在上部凸緣144之上，上部凸緣144與下部凸緣138一起為外波紋管組件146提供上支撐結構和下支撐結構。

圖5是沿圖4的線5--5截取的陰極組件102之一的橫截面圖。此橫截面圖繪示個別靶源或陰極組件102中的一個陰極組件。圖5繪示陰極組件102之一的組件，在該組件中在沉積製程期間調整磁體到靶的間距148。磁體到靶的間距148是陰極組件102中的一個陰極組件的磁體150與靶114中的一個靶之間的距離。手動或自動調整陰極組件102。每個靶114接合或安裝於背板152，背板152類似於具有容器形狀的結構，外波紋管組件146具有下部凸緣138和上部凸緣144。例如，下部凸緣138和上部凸緣144都使用彈性波紋管彼此焊接，彈性波紋管具有包括不銹鋼（SST）的導電材料。

每個靶114安裝在上部凸緣144內。以接地的下部凸緣138和上部凸緣144形成接地屏蔽件。非導電環154有助於將接地屏蔽件與靶114電隔離，靶114由於與電源供應112的連接而可以是帶電的（live）。

例如，非導電環154包括絕緣材料，如陶瓷或黏土。接地屏蔽件是安裝在下屏蔽件118內側上的元件。

頂板142從頂板142的頂表面以螺栓連接，以壓縮包括非導電環154的所有O形環，以將靶114固持在適當位置。如此一來，達到真空以及漏水密封。每個源或每個陰極組件102包括下面描述的數個手動運動機構，以用於改善材料層103的均勻性。例如，在一些實施例中，螺栓連接的板包括絕緣體，如類似於玻璃纖維的絕緣體材料的類型。

在一些實施例中，手動運動機構包括使用擺臂134的角度調整機構132，擺臂134圍繞下部凸緣138樞轉。擺臂134在擺臂134上方和每個陰極組件102的頂部固持線性滑動件156。擺臂134相對於載體108將靶114調整+/-5度。手動運動機構包括源升舉機構158，其中擺臂134將線性滑動件156固持在每個陰極組件102的頂部。線性滑動件156固持具有空心軸160的源或材料。線性滑動件156提供材料沿空心軸160的源運動，如雙向垂直箭頭所示。

手動運動機構包括旋鈕調整機構162，旋鈕調整機構162具有手動調整旋鈕或在每個陰極組件102的頂部的旋鈕130，以提供線性致動。旋鈕調整機構162經設計成達到總行程長度（stroke length）。總行程長度包括任何數值。例如，總行程長度為2.5英吋。

手動運動機構包括磁體到靶調整機構164，以調整磁體到靶的間距148。在一些實施例中，永久磁體放置在源內。內軸166將磁體150固持在中空軸160內。內軸166包括用於固持磁體150的任何結構。作為具體實例，內軸166包括Delrin®軸。

每個陰極組件102頂部上的調整螺絲168提供磁體到靶的間距148的線性調整。在達到磁體到靶的間距148的預定值之後，側面鎖定螺絲170將磁體150固持就位。例如，用於磁體到靶的間距148的總可調行程長度是1英吋。

現在參考圖6至9，圖示根據本揭示案的實施例的沉積系統的替代實施例。類似於圖1中所示的實施例，PVD腔室形式的沉積系統是包括複數個陰極組件202的多陰極PVD腔室200。多陰極PVD腔室200包括經配置以製造MRAM（磁性隨機存取記憶體）的多靶PVD源或經配置以製造極紫外（EUV）遮罩坯料的多靶PVD源。

多陰極PVD腔室200包括腔室主體201，腔室主體201包含源配接器207，源配接器207經配置以間隔開的關係將多個陰極組件102固持就位。如圖6和圖7所示，腔室主體201所示為大致圓柱形且具有源配接器207，源配接器207具有比圖1中所示的多陰極PVD腔室100的圓頂109更平坦的圓頂部分209。源配接器207可以固持任何數量的陰極組件202。作為特定實例，源配接器207支撐十二個陰極組件202。然而，在一些實施例中，源配接器207支撐一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六、十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四或二十五個陰極組件202。

源配接器207安裝在基座配接器211上，基座配接器211可以是圓錐形、圓柱形或任何其他形狀，如正方形或矩形。源配接器207和基座配接器211都包圍內部容積，該內部容積是根據一個或多個實施例處理基板或載體108的區域。

多陰極PVD腔室200包括用於PVD和濺射的多個陰極組件202。每個陰極組件202連接到包括直流（DC）或射頻（RF）的電源供應（未圖示）。陰極組件202具有任何數量的不同直徑。在一些實施例中，陰極組件202都具有相同的直徑。在其他實施例中，陰極組件202具有兩個、三個、四個、五個、六個或更多個不同的直徑。類似於圖1和2中所示的實施例，陰極組件202佈置在內環213和外環215中。所有陰極組件202佈置在單個環中而不是在內環和外環中。

圖7是根據本揭示案的實施例的多陰極PVD腔室的一部分的橫截面圖，其顯示了陰極組件202、腔室主體201和屏蔽件206。圖8是圖7中所示的陰極組件202之一的橫截面圖。根據一個或多個實施例的圖8中所示的陰極組件202包括馬達272，馬達272驅動馬達軸276，馬達軸276沿箭頭295所示的方向旋轉磁體組件290。耦合器274將馬達272耦接到馬達軸276。軸承278圍繞馬達軸以便於在箭頭295的方向上的旋轉運動。陰極組件202進一步包括圍繞絕緣體282的上部殼體280和下部殼體288，絕緣體282圍繞導體284，導體284包括穿過其中的冷卻劑通道286，以在處理期間冷卻陰極組件202。上部殼體280和下部殼體288可使用任何合適的緊固件或緊固系統(如機器螺絲或螺栓)組裝在一起。陰極進一步包括絕緣環292和位於導體284基部的O形環294。沉積阻障物296設置在陰極組件202的底部。絕緣板297和安裝板299組裝在馬達軸276，以用於將磁體組件固定在馬達軸276。包括待濺射的材料(如矽或鉬等)的靶298位於陰極組件202的底部。

圖9和10表示根據一個或多個實施例的磁體組件的細節。磁體組件290包括複數個第一極性(如，北)的外周磁體301，其圍繞與第一極性相反的第二極性(如，南)的內磁體302。在一個或多個實施例中，安裝板299具有安裝槽306，安裝槽306允許磁體組件290可滑動地安裝在相對於安裝板299的周邊緣299a的複數個位置處。在圖10所示的位置中，磁體組件290的外周磁體301定位成使得外周磁體301鄰接安裝板299的周邊緣299a。藉由釋放磁體組件緊固件308(如，螺栓或機器螺絲)，安裝磁體組件290可滑動地移動，使得磁體組件290進一步遠離周邊緣299a且更靠近安裝板299的中心299b。平衡配重304安裝在磁體組件290的對面，以在磁體組件290在使用中旋轉時平衡安裝板299和磁體301、302的旋轉。在所示的實施例中，有七個外周磁體301圍繞內磁體302。在一個或多個實施例中，圍繞中心磁體302的有三個、四個、五個、六個、七個、八個、九 個、十個、十一個、十二個或更多個外周磁體301。在所示的實施例中，每個周磁體301接觸內磁體302，且相鄰的外周磁體301彼此接觸。

圖11是根據磁體組件390的另一實施例的磁體系統的頂部透視圖。在圖11中，安裝板固持複數個外周磁體401所圍繞的內磁體402。複數個外周磁體401具有第一極性(如，北)，其圍繞與第一極性相反的第二極性(如，南)的內磁體402。平衡配重404安裝於安裝板399且與磁體組件390相對，以在磁體組件390在使用中旋轉時平衡安裝板399和磁體401、402的旋轉。周環410固定於外周磁體401。在所示實施例中的外周磁體401通常是圓柱形的且圍繞內磁體402，在外周磁體401和內磁體402之間具有間隙。通常至少有八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六、十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四、二十五、二十六、二十七、二十八、二十九或三十個外周磁體401圍繞內磁體402形成環或座圈。

圖12繪示根據一個或多個實施例的靶450的全表面侵蝕(full face erosion)。通常，多陰極系統中的現有陰極組件具有靜態磁體，其浸沒在水中，且這種佈置傾向於導致侵蝕軌跡、在未濺射區域上的再沉積、更高的缺陷和低的靶利用率。本揭示案的配置源自於重新設計以適應旋轉磁體組件(軸、馬達、磁體固持器、磁體)，以提供來自靶的均勻全表面侵蝕。圖13A是使用來自根據一個或多個實施例的PVD腔室的模擬資料所獲得之磁通量與半徑的線圖，此PVD腔室包括旋轉磁體組件，此旋轉磁體組件包含圍繞內周磁體的複數個外周磁體。圖13B是使用來自根據一個或多個實施例的PVD腔室的模擬資料之靶侵蝕與半徑的線圖，此PVD腔室包括旋轉磁體組件，此旋轉磁體組件包含圍繞內周磁體的複數個外周磁體。

本案描述的一個或多個實施例在具有旋轉磁體的多陰極PVD系統中特別有用。具有較大冷卻腔的現有技術設計限制了利用旋轉磁體的能力。此外，初步模擬資料顯示，在多陰極PVD反應器中採用旋轉磁體設計，與現有設計相比，源材料的腐蝕分佈更均勻。

本案所述之靶組件可特別用於製造極紫外（EUV）遮罩坯料。EUV遮罩坯料是用於形成具有遮罩圖案的反射遮罩的光學平坦結構。在一個或多個實施例中，EUV遮罩坯料的反射表面形成用於反射入射光（如極紫外光）的平坦焦平面。EUV遮罩坯料包括為極紫外反射元件（如EUV標線片）提供結構支撐的基板。在一個或多個實施例中，基板由具有低熱膨脹係數（CTE）的材料製成，以在溫度變化期間提供穩定性。根據一個或多個實施例的基板由諸如矽、玻璃、氧化物、陶瓷、玻璃陶瓷或其組合的材料形成。

EUV遮罩坯料包括多層堆疊，其是對極紫外光反射的結構。多層堆疊包括第一反射層和第二反射層的交替反射層。第一反射層和第二反射層形成反射對。在非限制性實施例中，多層堆疊包括20-60個範圍的反射對，總共多達120個反射層。

第一反射層和第二反射層由各種材料形成。在一個實施例中，第一反射層和第二反射層分別由矽和鉬形成。多層堆疊藉由具有不同光學性質的交替的薄材料層形成反射結構，以產生布拉格反射器或鏡。藉由例如在多陰極PVD腔室中的物理氣相沉積形成交替層(例如鉬和矽)。

本揭示案的第一實施例係關於物理氣相沉積(PVD)腔室，其包括複數個陰極組件和在複數個陰極組件下方的護罩。在實施例中，每個陰極組件包含磁體組件，此磁體組件包含圍繞內磁體的複數個外周磁體，此些外周磁體和內磁體安裝於安裝板，此安裝板經配置在物理氣相沉積製程期間旋轉。

在第二實施例中，第一實施例的PVD腔室進一步包括旋轉屏蔽件、靶與旋轉基座，此旋轉屏蔽件在複數個陰極組件下方，以透過護罩和透過旋轉屏蔽件的屏蔽孔暴露複數個陰極組件中的一個陰極組件，此靶位於每個陰極組件的下方，此旋轉基座用於產生材料以在旋轉基座之上形成載體。在第三實施例中，第一或第二實施例的PVD腔室進一步包括如下特徵：複數個外周磁體包括圍繞內磁體的至少三個外周磁體。在第四實施例中，第一至第三實施例包括如下特徵：複數個外周磁體包括圍繞內磁 體的至少七個外周磁體。在第五實施例中，第一至第四實施例包括如下特徵：外周磁體與內磁體接觸。在第六實施例中，第一實施例包括如下特徵：複數個外周磁體包括二十三個磁體。

在第七實施例中，第一至第六實施例包括以下特徵：複數個外周磁體具有第一極性且內磁體具有與第一極性相反的第二極性。在第八實施例中，第一至第七實施例進一步包括平衡配重，該平衡配重安裝在安裝板且與磁體組件相對。在第九實施例中，第一至第八實施例進一步包括安裝板，安裝板包含安裝槽，且磁體組件可滑動地安裝於安裝板，以允許磁體組件朝向安裝板的外周邊緣移動以及遠離安裝板的外周邊緣移動。在第十實施例中，第一實施例包括以下特徵：複數個外周磁體包括至少二十個磁體。在第十一實施例中，第一至第十實施例包括以下特征：複數個陰極組件包括至少十二個陰極組件。

第十二實施例係關於物理氣相沉積(PVD)腔室，其包括旋轉陰極組件、護罩與平衡配重，護罩在陰極組件下方，陰極組件包含磁體組件，此磁體組件包含圍繞內磁體的複數個外周磁體，外周磁體和內磁體安裝於安裝板，該安裝板經配置在物理氣相沉積製程期間旋轉，平衡配重安裝於安裝板且與磁體組件相對。

在第十三實施例中，第十二實施例進一步包括複數個陰極組件。在第十四實施例中，第十二和第十三實施例包括如下特徵：磁體組件包括與內磁體接觸的七個外周磁體。在第十五實施例中，第十二和第十三實施例包括以下特徵：磁體組件包括至少二十個外周磁體。

第十六實施例係關於一種沉積材料層的方法，此方法包括以下步驟：將基板放置在PVD腔室中；旋轉陰極組件，此陰極組件包含磁體組件，此磁體組件包含圍繞內磁體的複數個外周磁體，外周磁體與內磁體安裝於安裝板；以及將材料層沉積在基板上。在第十七實施例中，第十六實施例包括如下特徵：安裝板包括安裝在與磁體組件相對的安裝板的平衡配重。在第十八實施例中，第十六和第十七實施例包括以下特徵：PVD腔室包括複數個陰極組件。在第十九實施例中，第十六至第十八實施例包括以下特徵：基板包括極紫外遮罩坯料。在第二十實施例中，第十六至第十九實施例進一步包括沉積多個交替材料層，此等多個交替材料層包括含鉬的第一層和含矽的第二層。

在整個說明書中對「一個實施例」、「某些實施例」、「一個或多個實施例」或「一實施例」的引用意味著結合該實施例描述的特定特徵、結構、材料或特性被包含於本揭示案的至少一個實施例中。因此，整個說明書各處出現的如「在一個或多個實施例中」、「在某些實施例中」、「在一個實施例中」或「在一實施例中」用語不一定指本揭示案的相同實施例。此外，特定的特徵、結構、材料或特性可以以任何合適的方式在一個或更多個實施例中組合。

儘管已經參考特定實施例描述本案的揭露內容，但是應該理解，這些實施例僅僅是對本揭示案的原理和應用的說明。對於發明所屬領域中具有通常知識者來說顯而易見的是，在不背離本發明的精神和範圍下，可以對本揭示案的方法和設備作各種修改和變化。因此，本揭示案旨在包括在所附專利申請範圍及其等效物的範圍內的修改和變化。

100‧‧‧沉積系統 101‧‧‧腔室主體 102‧‧‧陰極組件 103‧‧‧材料層 104‧‧‧屏蔽孔 106‧‧‧旋轉屏蔽件 107‧‧‧源配接器 108‧‧‧基板或載體 109‧‧‧圓頂部分 110‧‧‧旋轉基座 111‧‧‧基座配接器 112‧‧‧電源供應 113‧‧‧內環 114‧‧‧靶 115‧‧‧外環 118‧‧‧下屏蔽件 119‧‧‧內部容積 120‧‧‧伸縮蓋環 122‧‧‧凸起的環部分 124‧‧‧預定間隙 126‧‧‧護罩 130‧‧‧旋鈕 132‧‧‧角度調整機構 134‧‧‧擺臂 136‧‧‧樞軸點 138‧‧‧下部凸緣 140‧‧‧水配接器塊 142‧‧‧頂板 144‧‧‧上部凸緣 146‧‧‧外波紋管組件 148‧‧‧間距 150‧‧‧磁體 152‧‧‧背板 154‧‧‧非導電環 156‧‧‧線性滑動件 158‧‧‧源升舉機構 160‧‧‧空心軸 162‧‧‧旋鈕調整機構 164‧‧‧磁體到靶調整機構 166‧‧‧內軸 168‧‧‧調整螺絲 170‧‧‧側面鎖定螺絲 200‧‧‧多陰極PVD腔室 201‧‧‧腔室主體 202‧‧‧陰極組件 206‧‧‧屏蔽件 207‧‧‧源配接器 209‧‧‧圓頂部分 211‧‧‧基座配接器 213‧‧‧內環 215‧‧‧外環 272‧‧‧馬達 274‧‧‧耦合器 276‧‧‧馬達軸 278‧‧‧軸承 280‧‧‧上部殼體 282‧‧‧絕緣體 284‧‧‧導體 286‧‧‧冷卻劑通道 288‧‧‧下部殼體 290‧‧‧磁體組件 292‧‧‧絕緣環 295‧‧‧箭頭 296‧‧‧阻障物 297‧‧‧絕緣板 298‧‧‧靶 299‧‧‧安裝板 299a‧‧‧周邊緣 299b‧‧‧中心 301‧‧‧外周磁體 302‧‧‧內磁體 304‧‧‧平衡配重 306‧‧‧安裝槽 308‧‧‧磁體組件緊固件 390‧‧‧磁體組件 399‧‧‧安裝板 401‧‧‧外周磁體 402‧‧‧內磁體 404‧‧‧平衡配重 410‧‧‧周環 450‧‧‧靶

圖1是根據本揭示案實施例的沉積系統的側視圖；圖2是圖1中所示的沉積系統的一部分的頂視圖；

圖3是沿圖1中線3--3所截取的沉積系統100的橫截面圖；

圖4是圖1的沉積系統的陰極組件之一的頂部透視圖；

圖5是沿圖4中線5--5所截取的陰極組件之一的橫截面圖；

圖6是根據本揭示案的實施例的沉積系統的側視圖；

圖7是根據本揭示案的實施例的沉積系統的一部分的橫截面圖；

圖8是圖7中所示的陰極組件之一的橫截面圖；

圖9是根據一個或多個實施例的磁體系統的頂部透視圖；

圖10是根據一個或多個實施例的磁體系統的底部透視圖；

圖11是根據一個或多個實施例的磁體系統的頂部透視圖；

圖12是根據一個或多個實施例的靶的表面侵蝕的繪示；

圖13A是使用來自根據一個或多個實施例的PVD腔室的模擬資料之磁通量與半徑的線圖，此PVD腔室包括旋轉磁體組件，此旋轉磁體組件包含圍繞內周磁體的複數個外周磁體；及

圖13B是使用來自根據一個或多個實施例的PVD腔室的模擬資料之靶侵蝕與半徑的線圖，此PVD腔室包括旋轉磁體組件，此旋轉磁體組件包含圍繞內周磁體的複數個外周磁體。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

290‧‧‧磁體組件

299‧‧‧安裝板

299a‧‧‧周邊緣

301‧‧‧外周磁體

302‧‧‧內磁體

304‧‧‧平衡配重

Claims (19)

1. 一種物理氣相沉積(PVD)腔室，包括：複數個陰極組件；複數個陰極組件中的每個陰極組件包含一馬達，該馬達旋轉地驅動一馬達軸，該馬達軸旋轉與該馬達軸耦接的一磁體組件，該磁體組件包含圍繞一內磁體的複數個外周磁體，該磁體組件安裝於一安裝板且經配置在一物理氣相沉積製程期間旋轉，該磁體組件可滑動地安裝於該安裝板以允許該磁體組件朝向該安裝板的一外周邊緣移動以及遠離該安裝板的該外周邊緣移動；及該複數個陰極組件中的每個陰極組件進一步包含一殼體，該殼體圍繞一導體，該導體圍繞該磁體組件與該安裝板，該導體包含一冷卻劑通道以冷卻該複數個陰極組件中的每個陰極組件。
2. 如請求項1所述之PVD腔室，進一步包括：一旋轉屏蔽件，該旋轉屏蔽件在該複數個陰極組件下方，以透過該旋轉屏蔽件中的一屏蔽孔暴露該複數個陰極組件中的一個陰極組件；一靶，該靶在該複數個陰極組件中的每一個陰極組件下方；及一旋轉基座，該旋轉基座用於支撐一載體，其中該 複數個陰極組件中的每個陰極組件進一步包含一絕緣板，該絕緣板固定於該安裝板且固定在該安裝板與該馬達軸之間。
3. 如請求項1所述之PVD腔室，其中該複數個外周磁體包括圍繞該內磁體的至少三個外周磁體。
4. 如請求項1所述之PVD腔室，其中該複數個外周磁體包括圍繞該內磁體的至少七個外周磁體。
5. 如請求項4所述之PVD腔室，其中該等外周磁體與該內磁體接觸。
6. 如請求項1所述之PVD腔室，其中該複數個外周磁體包括二十三個磁體。
7. 如請求項1所述之PVD腔室，其中該複數個外周磁體具有一第一極性，且該內磁體具有與該第一極性相反的一第二極性。
8. 如請求項1所述之PVD腔室，進一步包括一平衡配重，該平衡配重安裝於該安裝板且與該磁體組件相對。
9. 如請求項8所述之PVD腔室，其中該安裝板包括安裝槽，該等安裝槽允許磁體組件可滑動地安裝於該安裝板。
10. 如請求項1所述之PVD腔室，其中該複數個外周磁體包括至少二十個磁體。
11. 如請求項1所述之PVD腔室，其中該複數個陰極組件包括至少十二個陰極組件。
12. 一種物理氣相沉積(PVD)腔室，包括：複數個旋轉陰極組件；該等旋轉陰極組件中的每個旋轉陰極組件包含一馬達，該馬達旋轉地驅動一馬達軸，該馬達軸旋轉與該馬達軸耦接的一磁體組件，該磁體組件包含圍繞一內磁體的複數個外周磁體；一安裝板，該安裝板包含安裝槽，該磁體組件可滑動地安裝於該安裝板以允許該磁體組件朝向該安裝板的一外周邊緣移動以及遠離該安裝板的該外周邊緣移動；及一平衡配重，該平衡配重安裝於該安裝板且與該磁體組件相對。
13. 如請求項12所述之PVD腔室，該複數個旋轉陰極組件中的每個旋轉陰極組件進一步包含一殼體，該殼體圍繞一導體，該導體圍繞該磁體組件與該安裝板，該導體包含一冷卻劑通道以冷卻該複數個陰極組件中的每個陰極組件。
14. 如請求項12所述之PVD腔室，其中該磁體組件包括與該內磁體接觸的七個外周磁體。
15. 如請求項12所述之PVD腔室，其中該磁 體組件包括至少二十個外周磁體。
16. 一種沉積一材料層的方法，包括以下步驟：將一基板放置在一多陰極PVD腔室中，該多陰極PVD腔室包含複數個陰極組件；使用一馬達以旋轉地驅動一馬達軸來旋轉該複數個陰極組件中的每個陰極組件的一部分，該馬達軸旋轉一安裝板、一磁體組件與一平衡配重，該平衡配重安裝於該安裝板且與該磁體組件相對，該磁體組件包含圍繞一內磁體的複數個外周磁體，該等外周磁體和該內磁體安裝於該安裝板，該安裝板包含複數個安裝槽，且該磁體組件可滑動地安裝於該安裝板以允許該磁體組件朝向該安裝板的一外周邊緣移動以及遠離該安裝板的該外周邊緣移動；用一殼體所圍繞的一導體內的一冷卻劑通道中的冷卻劑來冷卻該複數個陰極組件中的每個陰極組件，該導體圍繞該磁體組件與該安裝板；及將該材料層沉積在該基板上。
17. 如請求項16所述之方法，其中該複數個陰極組件中的每個陰極組件進一步包括一絕緣板，該絕緣板固定於該安裝板且固定在該安裝板與該馬達軸之間。
18. 如請求項17所述之方法，其中該基板包括一極紫外遮罩坯料。
19. 如請求項18所述之方法，進一步包括以下步驟：沉積複數個交替材料層，該複數個交替材料層包括含有鉬的一第一層以及含有矽的一第二層。

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