用于將靶材料濺射沉積到基底的方法和設(shè)備 技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明涉及沉積，更具體地說，涉及將靶材料濺射沉積到基底的方法和設(shè)備。 背景技術(shù) [0002] 沉積是將靶材料沉積在基底上的過程。沉積的示例是薄膜沉積，其中薄層(通常從約一納米或甚至幾分之一納米到幾微米或甚至幾十微米)沉積在基底上，例如硅晶片或卷材。薄膜沉積的示例技術(shù)是物理氣相沉積(PVD)，其中處于凝聚相的靶材料蒸發(fā)以產(chǎn)生蒸汽，該蒸汽然后凝聚到基底表面上。PVD的示例是濺射沉積，在濺射沉積中，由于高能粒子(比如離子)的轟擊，粒子從靶中噴射出來。在濺射沉積的示例中，濺射氣體比如惰性氣體比如氬氣在低壓下被引入真空室，并且濺射氣體使用高能電子被電離以產(chǎn)生等離子體。等離子體的離子對靶的轟擊噴射出靶材料，然后該靶材料可以沉積在基底表面上。濺射沉積優(yōu)于其他薄膜沉積方法，例如蒸發(fā)，因為可以沉積靶材料而不需要加熱靶材料，這又可以減少或防止對基底的熱損傷。 [0003] 一種已知的濺射沉積技術(shù)采用磁控管，其中輝光放電與磁場結(jié)合，該磁場導(dǎo)致靠近靶的圓形區(qū)域中的等離子體密度增加。等離子體密度的增加會導(dǎo)致沉積速率的增加。然而，磁控管的使用導(dǎo)致靶的圓形“跑道”形腐蝕輪廓，這限制了靶的利用，并且會對所得沉積的均勻性產(chǎn)生負(fù)面影響。 [0004] 希望提供均勻和/或有效的濺射沉積，以提高工業(yè)應(yīng)用中的實用性。 發(fā)明內(nèi)容 [0005] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于將靶材料濺射沉積到基底的設(shè)備，該設(shè)備包括： [0006] 基底部分，其中在使用中提供基底； [0007] 靶部分，其與基底部分隔開并且其中在使用中提供靶材料，靶部分和基底部分在它們之間限定沉積區(qū)； [0008] 天線裝置，其包括至少一個天線，用于在使用中驅(qū)動交流電通過天線時產(chǎn)生等離子體； [0009] 限制裝置，包括： [0010] 至少一個第一元件，其設(shè)置在天線裝置和沉積區(qū)之間，并且布置成在使用中將來自天線裝置的等離子體限制成朝向沉積區(qū)，從而在使用中提供靶材料到基底的濺射沉積； 以及 [0011] 至少一個第二元件，其設(shè)置成使得天線裝置位于至少一個第二元件和沉積區(qū)之間，并且布置成在使用中將等離子體限制成遠(yuǎn)離第二元件，朝向天線裝置，并且由此經(jīng)由至少一個第一元件朝向沉積區(qū)。 [0012] 通過使用限制裝置，等離子體可以至少部分地被限制在沉積區(qū)內(nèi)。因此，沉積區(qū)內(nèi)的等離子體密度可以增加，這可以增加靶材料濺射沉積在基底上的效率。也可以或替代地在沉積區(qū)內(nèi)提供更均勻密度的等離子體。這又可以允許靶材料更均勻地沉積在基底上。 [0013] 在示例中，至少一個所述第一元件是第一磁性元件，其布置成提供第一限制磁場，以將等離子體從天線裝置限制成朝向沉積區(qū)。第一限制磁場可用于有效地將等離子體至少部分地限制在沉積區(qū)內(nèi)。例如，第一限制磁場的特征可以是在配置中的磁場線，以在沉積區(qū)內(nèi)提供更均勻密度的等離子體。 [0014] 在這些示例中，第一磁性元件可以是電磁體，其可控制為提供第一限制磁場。通過控制電磁體，可以進(jìn)而控制所提供的第一限制磁場的強度。這可以允許調(diào)節(jié)沉積區(qū)中的等離子體密度，這可以用于調(diào)節(jié)基底上的靶材料的沉積。因此，可以改善對濺射沉積的控制，提高設(shè)備的靈活性。在這些示例中，該設(shè)備可以包括控制器，其布置成控制由第一磁性元件提供的第一限制磁場。 [0015] 在至少一個所述第一元件是第一磁性元件的示例中，第一磁性元件可以是具有開口的螺線管，在使用中通過該開口限制等離子體。通過螺線管的開口限制等離子體可以增加沉積區(qū)內(nèi)的等離子體密度。例如，一定量的等離子體可被壓縮或以其他方式收縮以通過螺線管的開口。在這樣的示例中，至少一個天線可以是細(xì)長的，并且螺線管的開口可以在與至少一個天線是細(xì)長的方向基本平行的方向上是細(xì)長的。利用這種布置，等離子體可以沿著至少一個細(xì)長天線的長度產(chǎn)生，并且可以由片狀螺線管的細(xì)長開口限制。該片可以比其他等離子體布置更均勻，并且可以允許基底和/或靶材料暴露于等離子體的面積增加。這可以提高濺射沉積的效率，并且可以替代地或另外提供靶材料在基底上更均勻的沉積。在這些示例中，天線裝置可以包括兩個天線，并且螺線管可布置成使得螺線管的開口通向兩個天線之間限定的區(qū)域。這可以允許將等離子體至少部分地精確限制在沉積區(qū)內(nèi)。例如，兩個天線之間的區(qū)域可以對應(yīng)于具有較高等離子體密度的區(qū)域，其可以在比其他情況更大的區(qū)域上具有更均勻的等離子體密度。因此，基底和/或靶材料的更大區(qū)域可以暴露于等離子體，提高了濺射沉積工藝的效率。

1.一種用于將靶材料濺射沉積到基底的設(shè)備，該設(shè)備包括： 基底部分，在使用中在基底部分中提供基底； 靶部分，其與基底部分隔開并且在使用中在靶部分中提供靶材料，靶部分和基底部分在它們之間限定沉積區(qū)； 天線裝置，其包括至少一個天線，用于在使用中驅(qū)動交流電通過天線時產(chǎn)生等離子體； 限制裝置，包括： 至少一個第一元件，其設(shè)置在天線裝置和沉積區(qū)之間，并且布置成在使用中將來自天線裝置的等離子體限制成朝向沉積區(qū)，從而在使用中提供靶材料到基底的濺射沉積；以及至少一個第二元件，其設(shè)置成使得天線裝置位于至少一個第二元件和沉積區(qū)之間，并且布置成在使用中將等離子體限制成遠(yuǎn)離第二元件，朝向天線裝置，并且由此經(jīng)由至少一個第一元件朝向沉積區(qū)， 其中，至少一個所述第二元件是靜電元件，其可控制為提供電場，以至少在所述第一元件和第二元件中間的體積中將至少一部分等離子體從靜電元件朝向所述天線裝置排斥，并由此經(jīng)由第一元件朝向所述沉積區(qū)排斥。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，至少一個所述第一元件是第一磁性元件，其布置成提供第一限制磁場，以將等離子體從天線裝置限制成朝向沉積區(qū)。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述第一磁性元件是電磁體，其可控制為提供所述第一限制磁場。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括控制器，其布置成控制由第一磁性元件提供的第一限制磁場。 5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的設(shè)備，其中，所述第一磁性元件是具有開口的螺線管，在使用中經(jīng)由該開口限制等離子體。 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述至少一個天線是細(xì)長的，并且所述螺線管的開口在與至少一個天線是細(xì)長的方向基本平行于的方向上是細(xì)長的。 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述天線裝置包括兩個天線，并且其中，所述螺線管布置成使得螺線管的開口通向兩個天線之間限定的區(qū)域。 8.根據(jù)權(quán)利要求2至4以及6至7中任一項所述的設(shè)備，其中，至少一個所述第二元件是第二磁性元件，其布置成提供第二限制磁場，以至少在所述第一元件和第二元件中間的體積中與第一限制磁場相對，從而將等離子體限制成遠(yuǎn)離第二磁性元件，朝向所述天線裝置，并由此經(jīng)由第一元件朝向所述沉積區(qū)。 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述第二限制磁場布置成在所述第一元件和第二元件中間的體積中沿著第一元件和第二元件之間的方向減少所述第一限制磁場的磁通量。