CN117431512A - 磁控组件、物理气相沉积装置及方法、控制装置 - Google Patents

磁控组件、物理气相沉积装置及方法、控制装置 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种磁控组件、物理气相沉积装置及方法、控制装置，磁控组件用于与反应室的背板相连，磁控组件包括：电控器件以及电磁铁。电磁铁为多个，多个电磁铁均与电控器件电性连接，并用于布置于背板上，电控器件用于控制各个电磁铁通电与断电，以及用于调整各个电磁铁的电流大小。上述的磁控组件、物理气相沉积装置及方法、控制装置，能改善保型性，适应性较广，同时能避免出现漏水现象，产品性能得以提升。

Description

磁控组件、物理气相沉积装置及方法、控制装置
技术领域
本公开涉及半导体工艺技术领域，特别是涉及磁控组件、物理气相沉积装置及方法、控制装置。
背景技术
磁控溅射，是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)的一种，也是半导体芯片制备领域应用最广泛的薄膜沉积方法之一。它的基本原理是在高真空下，利用电场将Ar、Kr、Xe等大质量气体分子电离，阳离子被电场加速后将靶材原子轰击到基板(具体例如晶圆)上不断累积形成薄膜。磁控溅射通过在阴极靶表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的束缚来提高离化率(即等离子体的密度)以增加沉积速率。
请参阅图1，图1示出了传统的等离子体在磁场力的作用下垂直入射方式沉积于基板10的表面上的示意图，在传统的磁控溅射***中，阳离子轰击靶材后产生的等离子体在磁场力的作用下，通常会垂直入射到基板10的表面上并不断累积形成薄膜11。然而，在等离子体以垂直入射的方式沉积于基板10的表面上容易出现弱沉积区12与锁颈区13，弱沉积区12是PVD的台阶覆盖率差的直接体现。
请参阅图2与图3，图2示出了采用磁控管阵列22的物理气相沉积装置的结构示意图，图3示出了磁控管阵列22的具体结构示意图。为了改善台阶覆盖率(保型性)，有人提出在反应室20的背板21上设置磁控管阵列22以及驱动磁控管阵列旋转的传动机构23，反应室20内的等离子体在磁控管阵列22形成的磁场中运动，磁控管阵列22在传动机构23的旋转作用下，能改善磁场在反应室20中的分布，从而改善台阶覆盖率。虽然通过在背板21上设置磁控管阵列22的方式，能一定程度地改善台阶覆盖率，但是仍然存在一些其它方面问题，例如适应性较窄，需要根据不同型号的反应室20来相应设置磁控管阵列22，再例如传动机构23失效，又例如存在冷却水漏水的不良缺陷。
发明内容
基于此，有必要针对于现有技术中不同反应室需用配置不同型号磁体以及反应室的磁控管需要冷却而带来的漏水风险的缺陷，提供一种磁控组件、物理气相沉积装置及方法、控制装置，能改善保型性，适应性较广，同时能避免出现漏水现象，产品性能得以提升。
其技术方案如下：一种磁控组件，用于与反应室的背板相连，所述磁控组件包括：
电控器件；以及
电磁铁，所述电磁铁为多个，多个所述电磁铁均与所述电控器件电性连接，并用于布置于所述背板上，所述电控器件用于控制各个所述电磁铁通电与断电，以及用于调整各个所述电磁铁的电流大小。
在其中一个实施例中，所述电磁铁包括铁芯以及缠绕于所述铁芯外部的线圈；所述线圈的两端分别与所述电控器件相连；所述铁芯的延伸方向垂直于所述背板的板面。
在其中一个实施例中，所述电控器件包括电控板，所述电控板与所述背板相对设置，所述电磁铁呈阵列式地布置于所述电控板上。
在其中一个实施例中，所述线圈采用铜材制成；和/或，所述铁芯采用铁镍软磁合金。
在其中一个实施例中，所述电磁铁的数量为50个-1000个。
在其中一个实施例中，所述磁控组件还包括支架；所述支架用于装设于所述背板上，所述电磁铁装设于所述支架上。
在其中一个实施例中，所述支架设有多个插孔，多个所述插孔与多个所述电磁铁对应设置，所述电磁铁对应地设置于所述插孔中。
一种物理气相沉积装置，所述物理气相沉积装置包括所述的磁控组件，还包括反应室，所述反应室的顶部设有靶材以及连接于所述靶材上方的背板，所述磁控组件连接于所述背板的上方。
在其中一个实施例中，所述物理气相沉积装置还包括：静电卡盘、真空泵、直流电源以及交流电源，所述静电卡盘设置于所述反应室内并与所述靶材相对设置，所述静电卡盘用于装设基板；所述真空泵与所述反应室相连通，用于将所述反应室内部的气体向外抽出；所述直流电源与所述背板电性连接，所述交流电源与所述静电卡盘电性连接。
一种物理气相沉积方法，包括如下步骤：
将磁控组件的电磁铁进行编排组合形成多个特定阵列，每个所述特定阵列均包括多个所述电磁铁；
按照预设顺序依次使多个所述特定阵列通电运行，所述特定阵列通电运行时，所述特定阵列的所有电磁铁均通电。
在其中一个实施例中，所述物理气相沉积方法还包括步骤：根据反应室的磁场强度确定出所述特定阵列的各个所述电磁铁的电流大小；
所述特定阵列通电运行时，根据确定出的所述电流大小来控制所述特定阵列的各个所述电磁铁运行。
在其中一个实施例中，所述物理气相沉积方法还包括步骤：确定反应室在不同时间点的多个磁场形状；
所述将磁控组件的电磁铁进行编排组合形成多个特定阵列具体包括：根据多个所述磁场形状将所述磁控组件的电磁铁进行编排组合形成多个所述特定阵列。
在其中一个实施例中，所述物理气相沉积方法还包括步骤：
获取基板上沉积得到薄膜后的保型性；
当所述保型性不符合要求时，根据所述保型性来调整各个所述特定阵列的电磁铁组合，和/或调整所述特定阵列的各个电磁铁的电流大小；
当所述保型性符合要求时，将各个所述特定阵列的电磁铁组合以及所述特定阵列的各个电磁铁的电流大小进行储存。
一种物理气相沉积控制装置，所述物理气相沉积控制装置包括：
编排模块，所述编排模块用于将磁控组件的电磁铁进行编排组合形成多个特定阵列，每个所述特定阵列均包括多个所述电磁铁；以及
通电模块，所述通电模块与所述编排模块相连，所述通电模块用于按照预设顺序依次使多个所述特定阵列通电运行，所述特定阵列通电运行时，所述特定阵列的所有电磁铁均通电。
在其中一个实施例中，所述物理气相沉积控制装置还包括电流确定模块，所述电流确定模块用于根据反应室的磁场强度确定出所述特定阵列的各个所述电磁铁的电流大小；所述电流确定模块分别与所述编排模块、所述通电模块相连。
在其中一个实施例中，所述物理气相沉积控制装置还包括磁场形状确定模块；所述磁场形状确定模块用于确定反应室在不同时间点的多个磁场形状，所述磁场形状确定模块与所述编排模块相连。
在其中一个实施例中，所述物理气相沉积控制装置还包括获取模块、调整模块与储存模块；所述获取模块用于获取基板上沉积得到薄膜后的保型性；所述调整模块用于在当所述保型性不符合要求时，根据所述保型性来调整各个所述特定阵列的电磁铁组合，和/或调整所述特定阵列的各个电磁铁的电流大小；所述储存模块用于当所述保型性符合要求时，将各个所述特定阵列的电磁铁组合以及所述特定阵列的各个电磁铁的电流大小进行储存。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法的步骤。
上述的磁控组件、物理气相沉积装置及方法、控制装置，当组装到反应室的背板上进行溅镀沉积工作时，在电控器件的控制下，通过以时间为横坐标对特定阵列的电磁铁通电达到磁场运动的效果，使其达到反应室需求的磁场形状；此外，电控器件还能根据实际需求灵活地调整各个电磁铁的电流大小，以达到反应室对磁场强度的要求，便能实现在基板上沉积得到保型性较好的薄膜。如此可见，相对于传统的磁控管阵列方式而言，磁控组件的机械机构减少，大大降低传动失效风险，使用寿命延长；此外，由于各个电磁铁是在电控器件的控制下工作，这样可以根据实际需求灵活地选择相适应的特定阵列，并按照实际需求灵活地控制特定阵列的各个电磁铁的电流大小，使得反应室的磁场大小可控与形状可调整，从而能适应于各种型号的反应室，适应性较广，提高不同反应室间的互换性，无需单独设计形状与传动结构，同时可以不断通过对磁场形状以及大小的调整实现更好的保型性；另外消除了传统的磁控管阵列长期旋转以及长期受到冷却水侵蚀造成旋转失效的风险。
附图说明
构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统的等离子体在磁场力的作用下垂直入射方式沉积于基板的表面上的示意图；
图2为传统的采用磁控管阵列的物理气相沉积装置的结构示意图；
图3为传统的磁控管阵列的具体结构示意图；
图4为本公开一实施例的物理气相沉积装置的结构示意图；
图5为本公开一实施例的磁控组件中的电磁铁的结构示意图；
图6为本公开一实施例的磁控组件的电磁铁在背板上的分布结构示意图；
图7为本公开一实施例的物理气相沉积方法流程示意图。
10、基板；11、薄膜；12、弱沉积区；13、锁颈区；
20、反应室；21、背板；22、磁控管阵列；23、传动机构；
310、磁控组件；311、电控器件；312、电磁铁；3121、铁芯；3122、线圈；313、支架；314、静电卡盘；315、真空泵；316、直流电源；317、交流电源；318、射频电源匹配器；320、反应室；321、背板；322、靶材。
具体实施方式
为使本公开的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本公开的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开。但是本公开能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本公开内涵的情况下做类似改进，因此本公开不受下面公开的具体实施例的限制。
经研究发现，请参阅图2与图3，基于在背板21上设置有磁控管阵列22的物理气相沉积装置仍然存在如下缺陷：长时间工作后，传统的传动机构23容易失效；此外，磁控管阵列22工作过程中将产生大量的热量，因此需要配置冷却机构来进行冷却，防止磁控管阵列22在工作过程中因过热发生消磁，同时，也对靶材进行冷却散热，冷却机构的冷却水冷却过程中容易出现漏水现象；另外，对于不同型号的反应室20，其需要配置不同型号的磁控管阵列22，不同型号的磁控管阵列22形状不同，导致生产加工效率较低。
参阅图4至图6，图4示出了本公开一实施例的物理气相沉积装置的结构示意图，图5示出了本公开一实施例的磁控组件310中的电磁铁312的结构示意图，图6示出了本公开一实施例的磁控组件310的电磁铁312在背板321上的分布结构示意图。本公开一实施例提供的一种磁控组件310，用于与反应室320的背板321相连，磁控组件310包括：电控器件311以及电磁铁312。电磁铁312为多个，多个电磁铁312均与电控器件311电性连接，并用于布置于背板321上，电控器件311用于控制各个电磁铁312通电与断电，以及用于调整各个电磁铁312的电流大小。
上述的磁控组件310，当组装到反应室320的背板321上进行溅镀沉积工作时，在电控器件311的控制下，通过以时间为横坐标对特定阵列的电磁铁312通电达到磁场运动的效果，使其达到反应室320需求的磁场形状；此外，电控器件311还能根据实际需求灵活地调整各个电磁铁312的电流大小，以达到反应室320对磁场强度的要求，便能实现在基板上沉积得到保型性较好的薄膜。如此可见，相对于传统的磁控管阵列方式而言，磁控组件310的机械机构减少，大大降低传动失效风险，使用寿命延长；此外，由于各个电磁铁312是在电控器件311的控制下工作，这样可以根据实际需求灵活地选择相适应的特定阵列，并按照实际需求灵活地控制特定阵列的各个电磁铁312的电流大小，使得反应室320的磁场大小可控与形状可调整，从而能适应于各种型号的反应室320，适应性较广，提高不同反应室320间的互换性，无需单独设计形状与传动结构，同时可以不断通过对磁场形状以及大小的调整实现更好的保型性；另外消除了传统的磁控管阵列长期旋转以及长期受到冷却水侵蚀造成旋转失效的风险。
在一个实施例中，多个电磁铁312相互间隔布置，并具体例如呈阵列地布置于背板321上，这样电磁铁312产生的热量可以及时地通过相邻电磁铁312的间隔向外扩散。当然，作为一个可选的方案，多个电磁铁312也可以相互紧邻布置，即电磁铁312相互贴合在一起。
需要说明的是，特定阵列指的是磁控组件310中所有电磁铁312中的多个。举例而言，磁控组件310的电磁铁312的数量例如为100个，特定阵列的数量根据实际需求可以选择例如为5个、10个、20个或其它数量，且该特定阵列的各个电磁铁312布置位置也根据实际需求来确定，例如如图6所示，图6中用填充斜线示意出的多个电磁铁312组合形成的阵列即为在某一时间点所选取的特定阵列，当然该特定阵列中的电磁铁312选取方式不限于图6所示的示例，可以按照磁场形状选择其它的组合形式，只要能满足于反应室320对磁场形状的要求即可。另外，特定阵列中的各个电磁铁312所通入的电流大小可以完全相同，不完全相同，以及完全不同，具体可以根据实际需求灵活地选择，在此不进行限定。
在一个实施例中，电控器件311内部设有控制程序，电控器件311按照控制程序根据时间点来选择特定阵列，并控制特定阵列的各个电磁铁312在某一时间点或某一时间段，具体例如溅镀过程中的第10S，第15S，第30S，第10S-第15S，或者第100S-第150S进行通电，以及能控制该特定阵列的电磁铁312的各自电流大小。
其中，特定阵列的各个电磁铁312优选在某一时间点通电，当然也可以在某一时间段中的各个时间点分别通电，在此不进行限制，具体可以根据实际需求灵活调整与设置，在此不进行限定。
其中，该控制程序既可以是不能调整的，又可以是能调整的。并当该控制程序设置成能调整的时，即可以根据实际需求灵活地选择相适应的特定阵列，并按照实际需求灵活地控制特定阵列的各个电磁铁312的电流大小，使得反应室320的磁场大小可控与形状可调整，从而能适应于各种型号的反应室320，适应性较广，提高不同反应室320间的互换性，无需单独设计形状与传动结构，同时可以不断通过对磁场形状以及大小的调整实现更好的保型性。
具体而言，当电控器件311的控制程序可以调整时，调整其控制程序的方式较多，例如电控器件311上设置有接口，接口可以为USB接口或其它通讯接口，将接口与外部设备连接后，将实际需求的控制程序通过该接口输入到电控器件311内部；再例如电控器件311也可以是通过无线的方式与外部设备相连，无线的方式包括但不限于蓝牙、wifi等等，与外部设备连接后，通过无线的方式将控制程序输入到电控器件311内部，或者根据实际需求修改调整控制程序的参数，该参数包括但不限于特定阵列中的电磁铁312组成，特定阵列中的各个电磁铁312的电流大小，以及各个特定阵列的通电次序与通电时长。
当然，作为一个示例，电控器件311的控制程序不能调整，磁控组件310工作过程中，各个特定阵列的组成、工作顺序，以及特定阵列的各个电磁铁312的通电时长与通电电流大小等等按照其设置的控制程序工作，并控制程序设置完毕之后将不再调整。在这种情况下，磁控组件310也将至少适应于某一种型号的反应室320，能实现在基板上沉积得到保型性较好的薄膜，并同样能省略掉传动机构，以及消除传统的磁控管阵列长期旋转以及长期受到冷却水侵蚀造成旋转失效的风险。
请参阅图4至图6，在一个实施例中，电磁铁312包括铁芯3121以及缠绕于铁芯3121外部的线圈3122。线圈3122的两端分别与电控器件311相连；铁芯3121的延伸方向垂直于背板321的板面。如此，当电磁铁312的铁芯3121的延伸方向垂直于背板321的板面时，电磁铁312的布置方式较为合理，并能尽可能密集地在背板321的上方空间布置较多数量的电磁铁312，在工作时，能达到反应室320所需求的磁场形状与磁场强度。
需要说明的是，此处“垂直”并非数学意义上严格的“垂直”，而是肉眼观察大致“垂直”即可。
请参阅图4至图6，在一个实施例中，电控器件311包括电控板，电控板与背板321相对设置，电磁铁312呈阵列式地布置于电控板上。如此，电控板能实现与各个电磁铁312电性连接在一起，并能实现对各个电磁铁312的控制。
需要说明的是，电控器件311不限于是电控板，还可以是根据实际需求灵活地调整与设置成其它形式的器件，例如包括控制芯片以及与控制芯片电性连接的控制线，通过控制线分别与各个电磁铁312电性连接，便能实现对各个电磁铁312的控制。
在一个实施例中，线圈3122采用铜材制成；和/或，铁芯3121采用铁镍软磁合金。如此，基于线圈3122发热Q＝I2*R*t，R是线圈3122电阻，使用铜材制作线圈3122，铜材的电阻较小，从而能减小发热。此外，采用矫顽力小，剩磁小，磁滞回路面积小的铁镍软磁合金材料制作铁芯3121，导磁性能很好，可以增加不小的吸力。
需要说明的是，线圈3122的制作材料不限于铜，还可以采用其它金属材料制作，例如铝、铁、银、金等等。此外，铁芯3121也不限于采用铁镍软磁合金材料，还可以是其它导磁材料，例如纯铁、低碳钢、硅钢等，具体可以根据实际需求灵活选取与调整。
基于磁场的磁势F＝NI，H＝N×I/Le，F为磁场的磁势；H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈3122的匝数；I为励磁电流(测量值)，单位为A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。如此，通过换算即可得到与原有同等磁场所需要的电流大小。此外，使用增加线圈3122匝数和减小线圈3122电阻可以减小线圈3122发热。另外，选择导磁性能很好的材料，可以增加不小的吸力。
请参阅图6，在一个实施例中，电磁铁312的数量为50个-1000个。具体而言，电磁铁312的数量为100个、200个、300个、400个、500个、700个或1000个。本实施例中，电磁铁312的数量选取200个-400个，如此电磁铁312的数量选择合适，一方面，电磁铁312的数量不至于过少，能保证满足于反应室320对磁场的形状与大小的各种需求，能较好地改善保型性；另一方面，电磁铁312的数量也不至于过多，以避免电磁铁312过于密集而导致安装难度较大的缺陷以及导致电磁铁312的体积尺寸与成本要求较高的缺陷。
请参阅图4，在一个实施例中，磁控组件310还包括支架313。支架313用于装设于背板321上，电磁铁312装设于支架313上。如此，一方面，物理气相沉积装置在生产过程中，可以将各个电磁铁312、电控器件311均装设于支架313上，再通过支架313装设于背板321上，实现磁控组件310快速地组装到反应室320，以及实现磁控组件310批量化地生产；另一方面，支架313对电磁铁312起到保护作用，避免电磁铁312出现损伤。
请参阅图4，在一个实施例中，支架313设有多个插孔，多个插孔与多个电磁铁312对应设置，电磁铁312对应地设置于插孔中。
请参阅图4至图6，在一个实施例中，一种物理气相沉积装置，物理气相沉积装置包括上述任一实施例的磁控组件310，还包括反应室320，反应室320的顶部设有靶材322以及连接于靶材322上方的背板321，磁控组件310连接于背板321的上方。
上述的物理气相沉积装置，当组装到反应室320的背板321上进行溅镀沉积工作时，在电控器件311的控制下，通过以时间为横坐标对特定阵列的电磁铁312通电达到磁场运动的效果，使其达到反应室320需求的磁场形状；此外，电控器件311还能根据实际需求灵活地调整各个电磁铁312的电流大小，以达到反应室320对磁场强度的要求，便能实现在基板上沉积得到保型性较好的薄膜。如此可见，相对于传统的磁控管阵列方式而言，磁控组件310的机械机构减少，大大降低传动失效风险，使用寿命延长；此外，由于各个电磁铁312是在电控器件311的控制下工作，这样可以根据实际需求灵活地选择相适应的特定阵列，并按照实际需求灵活地控制特定阵列的各个电磁铁312的电流大小，使得反应室320的磁场大小可控与形状可调整，从而能适应于各种型号的反应室320，适应性较广，提高不同反应室320间的互换性，无需单独设计形状与传动结构，同时可以不断通过对磁场形状以及大小的调整实现更好的保型性；另外消除了传统的磁控管阵列长期旋转以及长期受到冷却水侵蚀造成旋转失效的风险。
请参阅图4，具体而言，磁控组件310包括但不限于设置于反应室320的外部。当然，磁控组件310还可以根据实际需求设置在反应室320的内部。
请参阅图4，在一个实施例中，物理气相沉积装置还包括：静电卡盘314、真空泵315、直流电源316以及交流电源317。静电卡盘314设置于反应室320内并与靶材322相对设置，静电卡盘314用于装设基板(图4中未示出)。真空泵315与反应室320相连通，用于将反应室320内部的气体向外抽出。直流电源316与背板321电性连接，交流电源317与静电卡盘314电性连接。
具体而言，物理气相沉积装置还包括射频电源匹配器318。交流电源317具体通过射频电源匹配器318与静电卡盘314电性连接。
需要说明的是，反应室320内部的气体包括但不限于为Ar、Kr、Xe，本实施例中将具体以气体为Ar进行金属溅镀沉积。
此外，需要说明的是，溅镀是带能量的离子撞击靶材322，致使靶材322表面的原子飞散出来，附着于半导体工件的表面上形成薄膜之现象。背板321上既可以施加直流电，又可以是射频电流。当所加电流为直流时，称为直流溅镀(DC SPUTTERING)：所加电流为射频时，称为射频溅镀(RADIO FREQUENCY SPUTTERING)。基于经济及效率观点，氩气为最常使用之气体。当氩气被快速电子碰撞时产生氩离子，此时电子数目增加并且同时受电场再加速，以便再次进行游离反应，如此不去如同雪崩(AVALANCHE)一样产生辉光放电(GLOWDISCHARGE)，氩气离子受靶材322(负极)吸引，加速碰撞靶材322，将表面原子打出而吸附在半导体工件的表面上。
在溅镀过程中，带正电的惰性气体离子被吸附至带负电的靶材322。具体而言，磁控组件310可操作以将电子局限在带负电的靶材322之上，从而提高初始离子化制程的效率且允许在更低的压力下产生电浆。在碰撞串级期间，此吸附最终致使带正电的惰性气体离子以极高的速度撞击靶材322。撞击的带正电的惰性气体离子可具有足够的力以自靶材322的表面去除并射出(溅镀出)原子。来自靶材322的的原子横穿排空的反应室320且可按典型的视线余弦分布精确地沉积在基板表面上作为靶材322材料的薄膜。
在一个实施例中，物理气相沉积装置包括控制器，例如中央处理器。控制器可用以监测在溅镀期间施加至靶材322的电压。控制器可进一步侦测任何电压不稳定性。例如，控制器可侦测由反应室320内的电弧产生的电压不稳定性。控制器亦可用以监测反应室320内的真空度以侦测排空的反应室320中的任何真空不稳定性(即，压力变化)。例如，控制器可用以侦测反应室320内的压力的增大或减小。
若控制器侦测到电压及/或真空不稳定性，则控制器可产生警报，例如直流功率不稳定性警报及/或真空恶化警报，且立即停止溅镀制程。因而，控制器可用以减少且/或阻止背板321材料的溅镀，如下文详细地论述。
靶材322可使用任何适当粘结方法粘结至背板321的前侧，即背板321相对静电卡盘314的一侧。例如，靶材322可扩散粘结、硬焊或焊接至背板321。其他粘结制程在本揭露的涵盖范畴内。背板321可向靶材322提供机械强度、导电性及导热性。例如，背板321可由铜、非磁性不锈钢、钼、铝、钛、其合金(包括但不限于铝铜合金)等形成。适合于背板321的其他材料在本揭露的涵盖范畴内。靶材322可由任何可溅镀材料形成。例如，靶材322可由铝、铜、钴、钽、钛、钴、铂、金、银、铅、其合金等形成。适合于靶材322的其他材料在本揭露的涵盖范畴内。
在一些实施例中，背板321及靶材322可由不同材料形成。例如，靶材322可由钽、钛、钴、铂等形成，而背板321可由铜、非磁性不锈钢(SS 316或SS 304)、铝等形成。
在一个实施例中，一种物理气相沉积方法，包括如下步骤：
步骤S200、将磁控组件310的电磁铁312进行编排组合形成多个特定阵列，每个特定阵列均包括多个电磁铁312；
可选地，编排组合的具体方法包括：例如先将磁控组件310的所有电磁铁312根据其在背板321上的不同位置进行编号(1、2、3、4……n)，然后从上述编号中选取例如(1、5、8、10、13、……m1)，其中，m1≦n，作为第一组特定阵列，选取例如(1、6、15、20、28、……m2)，其中，m2≦n，作为第二组特定阵列，选取例如(30、33、35、40、48、……m3)，其中，m3≦n，作为第三组特定阵列，如此，可以根据实际需求形成多个特定阵列。
步骤S400、按照预设顺序依次使多个特定阵列通电运行，特定阵列通电运行时，特定阵列的所有电磁铁312均通电。
在步骤S400中，当特定阵列通电运行时，特定阵列的所有电磁铁312既可以同步通电以同步产生磁场，也可以依次通入电流以依次产生磁场，具体如何选择可以根据实际需求来灵活调整与设置，在此不进行限定。
上述的物理气相沉积方法，当组装到反应室320的背板321上进行溅镀沉积工作时，在电控器件311的控制下，通过以时间为横坐标对特定阵列的电磁铁312通电达到磁场运动的效果，使其达到反应室320需求的磁场形状；此外，电控器件311还能根据实际需求灵活地调整各个电磁铁312的电流大小，以达到反应室320对磁场强度的要求，便能实现在基板上沉积得到保型性较好的薄膜。如此可见，相对于传统的磁控管阵列方式而言，磁控组件310的机械机构减少，大大降低传动失效风险，使用寿命延长；此外，由于各个电磁铁312是在电控器件311的控制下工作，这样可以根据实际需求灵活地选择相适应的特定阵列，并按照实际需求灵活地控制特定阵列的各个电磁铁312的电流大小，使得反应室320的磁场大小可控与形状可调整，从而能适应于各种型号的反应室320，适应性较广，提高不同反应室320间的互换性，无需单独设计形状与传动结构，同时可以不断通过对磁场形状以及大小的调整实现更好的保型性；另外消除了传统的磁控管阵列长期旋转以及长期受到冷却水侵蚀造成旋转失效的风险。
在一个实施例中，物理气相沉积方法还包括步骤：
步骤S300、根据反应室320的磁场强度确定出特定阵列的各个电磁铁312的电流大小；
具体在步骤S400中，特定阵列通电运行时，根据确定出的电流大小来控制特定阵列的各个电磁铁312运行。
其中，对于不同的特定阵列而言，由于其磁场强度通常不完全一致，因此不同的特定阵列的电流大小相应控制成不一致。当然，可选地，各个特定阵列的磁场强度大小相同，区别仅在于相对于背板321的位置不同，此时，各个特定阵列之间，不同的电磁铁312的电流大小相应控制成一致。
此外，对于同一个特定阵列的不同电磁铁312而言，不同电磁铁312的大小可以相同，也可以设计成不同，具体可以根据实际需求灵活地调整与设置。
在一个实施例中，物理气相沉积方法还包括步骤：
步骤S100、确定反应室320在不同时间点的多个磁场形状；
步骤S100在步骤S200之前。
具体在步骤S200中，将磁控组件310的电磁铁312进行编排组合形成多个特定阵列具体包括：根据多个磁场形状将磁控组件310的电磁铁312进行编排组合形成多个特定阵列。
在步骤S100中，反应室320对应于不同时间点的多个磁场形状的具体确定可以根据磁控溅镀领域的相关理论公式，结合于反应室320的形状，靶材322与背板321的相关参数，根据实际需求进行灵活地调整与设计，具体如何设计在此不进行赘述。当然，也可以参照于传统的磁控管阵列在不同时间点的运动轨迹，选取磁控管阵列在多个不同时间点的运动轨迹，该多个运动轨迹分别对应于多个磁场形状，也即使得多个特定阵列分别与多个运动轨迹一一对应设置，具体而言，例如如图6示出了其中一个特定阵列与图3中示出了磁控管阵列所在位置的运动轨迹。如此，通过电控器件311控制多个特定阵列依次接通电源时，便能模拟出磁控管阵列的旋转运动效果，即能模拟出磁控管阵列对反应室320所产生的磁场形状，进而同样能起到改善保型性作用。
在一个实施例中，物理气相沉积方法还包括步骤：
步骤S500、获取基板上沉积得到薄膜后的保型性；
步骤S600、当保型性不符合要求时，根据保型性来调整各个特定阵列的电磁铁312组合，和/或调整特定阵列的各个电磁铁312的电流大小；
步骤S700、当保型性符合要求时，将各个特定阵列的电磁铁312组合以及特定阵列的各个电磁铁312的电流大小进行储存。
在一个实施例中，一种物理气相沉积控制装置，物理气相沉积控制装置包括：编排模块以及通电模块。编排模块用于将磁控组件310的电磁铁312进行编排组合形成多个特定阵列，每个特定阵列均包括多个电磁铁312；通电模块与编排模块相连，通电模块用于按照预设顺序依次使多个特定阵列通电运行，特定阵列通电运行时，特定阵列的所有电磁铁312均通电。
上述的物理气相沉积控制装置，当组装到反应室320的背板321上进行溅镀沉积工作时，在电控器件311的控制下，通过以时间为横坐标对特定阵列的电磁铁312通电达到磁场运动的效果，使其达到反应室320需求的磁场形状；此外，电控器件311还能根据实际需求灵活地调整各个电磁铁312的电流大小，以达到反应室320对磁场强度的要求，便能实现在基板上沉积得到保型性较好的薄膜。如此可见，相对于传统的磁控管阵列方式而言，磁控组件310的机械机构减少，大大降低传动失效风险，使用寿命延长；此外，由于各个电磁铁312是在电控器件311的控制下工作，这样可以根据实际需求灵活地选择相适应的特定阵列，并按照实际需求灵活地控制特定阵列的各个电磁铁312的电流大小，使得反应室320的磁场大小可控与形状可调整，从而能适应于各种型号的反应室320，适应性较广，提高不同反应室320间的互换性，无需单独设计形状与传动结构，同时可以不断通过对磁场形状以及大小的调整实现更好的保型性；另外消除了传统的磁控管阵列长期旋转以及长期受到冷却水侵蚀造成旋转失效的风险。
在一个实施例中，物理气相沉积控制装置还包括电流确定模块，电流确定模块用于根据反应室320的磁场强度确定出特定阵列的各个电磁铁312的电流大小；电流确定模块分别与编排模块、通电模块相连。
在一个实施例中，物理气相沉积控制装置还包括磁场形状确定模块；磁场形状确定模块用于确定反应室320在不同时间点的多个磁场形状，磁场形状确定模块与编排模块相连。
在一个实施例中，物理气相沉积控制装置还包括获取模块、调整模块与储存模块；获取模块用于获取基板上沉积得到薄膜后的保型性；调整模块用于在当保型性不符合要求时，根据保型性来调整各个特定阵列的电磁铁312组合，和/或调整特定阵列的各个电磁铁312的电流大小；储存模块用于当保型性符合要求时，将各个特定阵列的电磁铁312组合以及特定阵列的各个电磁铁312的电流大小进行储存。
关于物理气相沉积控制装置的具体限定可以参见上文中对于物理气相沉积方法的限定，在此不再赘述。上述物理气相沉积控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本公开实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在一个实施例中，一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例的方法的步骤。
在一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例的方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本公开所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本公开的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对公开专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (19)

1.一种磁控组件，其特征在于，用于与反应室的背板相连，所述磁控组件包括：
电控器件；以及
电磁铁，所述电磁铁为多个，多个所述电磁铁均与所述电控器件电性连接，并用于布置于所述背板上，所述电控器件用于控制各个所述电磁铁通电与断电，以及用于调整各个所述电磁铁的电流大小。
2.根据权利要求1所述的磁控组件，其特征在于，所述电磁铁包括铁芯以及缠绕于所述铁芯外部的线圈；所述线圈的两端分别与所述电控器件相连；所述铁芯的延伸方向垂直于所述背板的板面。
3.根据权利要求2所述的磁控组件，其特征在于，所述电控器件包括电控板，所述电控板与所述背板相对设置，所述电磁铁呈阵列式地布置于所述电控板上。
4.根据权利要求2所述的磁控组件，其特征在于，所述线圈采用铜材制成；和/或，所述铁芯采用铁镍软磁合金。
5.根据权利要求1所述的磁控组件，其特征在于，所述电磁铁的数量为50个-1000个。
6.根据权利要求1所述的磁控组件，其特征在于，所述磁控组件还包括支架；所述支架用于装设于所述背板上，所述电磁铁装设于所述支架上。
7.根据权利要求6所述的磁控组件，其特征在于，所述支架设有多个插孔，多个所述插孔与多个所述电磁铁对应设置，所述电磁铁对应地设置于所述插孔中。
8.一种物理气相沉积装置，其特征在于，所述物理气相沉积装置包括如权利要求1至7任一项所述的磁控组件，还包括反应室，所述反应室的顶部设有靶材以及连接于所述靶材上方的背板，所述磁控组件连接于所述背板的上方。
9.根据权利要求8所述的物理气相沉积装置，其特征在于，所述物理气相沉积装置还包括：静电卡盘、真空泵、直流电源以及交流电源，所述静电卡盘设置于所述反应室内并与所述靶材相对设置，所述静电卡盘用于装设基板；所述真空泵与所述反应室相连通，用于将所述反应室内部的气体向外抽出；所述直流电源与所述背板电性连接，所述交流电源与所述静电卡盘电性连接。
10.一种物理气相沉积方法，其特征在于，包括如下步骤：
将磁控组件的电磁铁进行编排组合形成多个特定阵列，每个所述特定阵列均包括多个所述电磁铁；
按照预设顺序依次使多个所述特定阵列通电运行，所述特定阵列通电运行时，所述特定阵列的所有电磁铁均通电。
11.根据权利要求10所述的物理气相沉积方法，其特征在于，所述物理气相沉积方法还包括步骤：根据反应室的磁场强度确定出所述特定阵列的各个所述电磁铁的电流大小；
所述特定阵列通电运行时，根据确定出的所述电流大小来控制所述特定阵列的各个所述电磁铁运行。
12.根据权利要求10所述的物理气相沉积方法，其特征在于，所述物理气相沉积方法还包括步骤：确定反应室在不同时间点的多个磁场形状；
所述将磁控组件的电磁铁进行编排组合形成多个特定阵列具体包括：根据多个所述磁场形状将所述磁控组件的电磁铁进行编排组合形成多个所述特定阵列。
13.根据权利要求10所述的物理气相沉积方法，其特征在于，所述物理气相沉积方法还包括步骤：
获取基板上沉积得到薄膜后的保型性；
当所述保型性不符合要求时，根据所述保型性来调整各个所述特定阵列的电磁铁组合，和/或调整所述特定阵列的各个电磁铁的电流大小；
当所述保型性符合要求时，将各个所述特定阵列的电磁铁组合以及所述特定阵列的各个电磁铁的电流大小进行储存。
14.一种物理气相沉积控制装置，其特征在于，所述物理气相沉积控制装置包括：
编排模块，所述编排模块用于将磁控组件的电磁铁进行编排组合形成多个特定阵列，每个所述特定阵列均包括多个所述电磁铁；以及
通电模块，所述通电模块与所述编排模块相连，所述通电模块用于按照预设顺序依次使多个所述特定阵列通电运行，所述特定阵列通电运行时，所述特定阵列的所有电磁铁均通电。
15.根据权利要求14所述的物理气相沉积控制装置，其特征在于，所述物理气相沉积控制装置还包括电流确定模块，所述电流确定模块用于根据反应室的磁场强度确定出所述特定阵列的各个所述电磁铁的电流大小；所述电流确定模块分别与所述编排模块、所述通电模块相连。
16.根据权利要求14所述的物理气相沉积控制装置，其特征在于，所述物理气相沉积控制装置还包括磁场形状确定模块；所述磁场形状确定模块用于确定反应室在不同时间点的多个磁场形状，所述磁场形状确定模块与所述编排模块相连。
17.根据权利要求14所述的物理气相沉积控制装置，其特征在于，所述物理气相沉积控制装置还包括获取模块、调整模块与储存模块；所述获取模块用于获取基板上沉积得到薄膜后的保型性；所述调整模块用于在当所述保型性不符合要求时，根据所述保型性来调整各个所述特定阵列的电磁铁组合，和/或调整所述特定阵列的各个电磁铁的电流大小；所述储存模块用于当所述保型性符合要求时，将各个所述特定阵列的电磁铁组合以及所述特定阵列的各个电磁铁的电流大小进行储存。
18.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求10至13中任一项所述的方法的步骤。
19.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求10至13中任一项所述的方法的步骤。
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