磁控溅射组件、磁控溅射设备及磁控溅射方法与流程

1.本发明涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种磁控溅射组件、一种包括该磁控溅射组件的磁控溅射设备和一种应用于该磁控溅射设备的磁控溅射方法。


背景技术：

2.近年来，随着超大规模集成电路技术迅速发展，电路中电子器件的特征尺寸不断缩小、器件密度不断增大，金属化互连所带来的 rc迟滞(rc delay，即电阻(r)、电容(c)引起的信号延迟)已经成为阻碍超高密度集成电路效能及速度的关键因素，减少rc迟滞成为近年来半导体行业的主攻方向。在集成电路制造中，金属线通常嵌入在具有低介电常数的层间电介质(ild，interlevel dielectric)材料之中，在大马士革互连工艺中，蚀刻停止层通常沉积在单独的ild 层和金属线上，并且用于ic制造工艺的图案化制作，以保护位于这些层下面的材料在图案化期间不被蚀刻，同时蚀刻停止层通常不会被完全去除，并且作为较厚的ild层之间的薄膜保留在最终制造的半导体器件中。铝的氧化物(alo
x
)因其优异的蚀刻选择性、良好的绝缘性以及合适的介电常数而被应用在10纳米以下技术代的先进制程中，alo
x
材质的蚀刻停止层能够在不引起金属层氧化的同时减小金属线之间的串扰并降低rc延迟、保护底层多孔的低k材料(绝缘材料)。
3.制备alo
x
薄膜通常采用pvd(physical vapor deposition，物理气相沉积)工艺中的磁控溅射技术，与cvd(chemical vapor deposition，化学气相沉积)工艺相比，磁控溅射技术具有薄膜均匀性好、低杂质、高密度等优势。10纳米以下技术代对于薄膜整体性能要求更加严苛，对生长薄膜的厚度不均匀度要求小于2％，同时需保证薄膜的组分均匀，以确保后续湿法刻蚀的均匀性，避免发生渗透现象，提高晶圆的产品良率。
4.然而传统pvd方法在采用铝靶与氧气通过反应溅射制备非导电氧化物薄膜时，磁场和反应气体分布不均匀，难以达到10纳米以下技术代对铝的氧化物薄膜的厚度均匀性要求。因此，如何提供一种能够提高磁控溅射技术制备薄膜的均匀性的磁控溅射设备结构，成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明旨在提供一种磁控溅射组件、一种磁控溅射设备和一种磁控溅射方法，该磁控溅射组件能够提高磁控溅射反应中薄膜沉积速率的均匀性、提高晶圆的产品良率。
6.为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种半导体工艺设备中的磁控溅射组件，包括固定盘、旋转驱动机构和设置在所述固定盘上的磁控管，所述旋转驱动机构用于驱动所述固定盘绕所述固定盘的轴线旋转，所述磁控管包括多个磁极，多个所述磁极沿多条互相嵌套的螺旋状曲线依次排列，沿任一螺旋状曲线排列的多个磁极的极性与沿相邻的螺旋状曲线排列的多个磁极的极性相反，且沿任一螺旋状曲线排列的多个磁极中位于该螺旋状曲线中心的至少一个磁极的极性与其他磁极的极性相反。
7.可选地，所述磁控溅射组件包括第一磁极组和第二磁极组，所述第一磁极组中的
多个所述磁极沿第一螺旋状曲线依次排列，所述第二磁极组中的多个所述磁极沿第二螺旋状曲线依次排列，所述第一螺旋状曲线套设在所述第二螺旋状曲线中，所述第一磁极组中多个所述磁极的极性与所述第二磁极组中多个所述磁极的极性相反，且所述第一磁极组中位于所述第一螺旋状曲线中心的磁极的极性与所述第一磁极组中其它磁极的极性相反，所述第二磁极组中位于所述第二螺旋状曲线中心的磁极的极性与所述第二磁极组中其它磁极的极性相反。
8.可选地，所述第一螺旋状曲线包括依次连接的第一子曲线和第二子曲线，所述第二螺旋状曲线包括依次连接的第三子曲线、第四子曲线、第五子曲线，所述第一子曲线的形状与所述第三子曲线的形状一致，且所述第一子曲线与所述第三子曲线关于所述固定盘的中心对称设置；所述第一螺旋状曲线环绕设置在所述第三子曲线的外侧，所述第五子曲线环绕设置在所述第一螺旋状曲线的外侧，所述第四子曲线绕过所述第二子曲线的自由端连接所述第三子曲线和所述第五子曲线。
9.可选地，所述第一子曲线、所述第二子曲线、所述第三子曲线和所述第五子曲线在所述固定盘上沿顺时针方向螺旋延伸，所述第四子曲线在所述固定盘上沿逆时针方向螺旋延伸。
10.可选地，所述第一磁极组中位于所述第一螺旋状曲线中心的磁极的极性为南极，所述第一磁极组中其它磁极的极性为北极，所述第二磁极组中位于所述第二螺旋状曲线中心的磁极的极性为北极，所述第二磁极组中其它磁极的极性为南极。
11.作为本发明的第二个方面，提供一种磁控溅射设备，包括工艺腔室和设置在所述工艺腔室上的磁控溅射组件，所述磁控溅射组件用于向所述工艺腔室中施加磁场，所述磁控溅射组件为前面所述的磁控溅射组件。
12.作为本发明的第三个方面，提供一种磁控溅射方法，应用于如前面所述的磁控溅射设备，包括：
13.第一工艺步骤，向所述工艺腔室中通入氧化溅射气体；
14.第二工艺步骤，将所述氧化溅射气体激发为等离子体，同时控制所述磁控溅射组件向所述工艺腔室中施加磁场，进行磁控溅射，生成氧化物薄膜；
15.第三工艺步骤，向所述工艺腔室中通入还原气体，以降低所述氧化物薄膜边缘的氧含量。
16.可选地，所述氧化溅射气体包括氧气，所述还原气体包括氢气。
17.可选地，在所述第三工艺步骤中，所述工艺腔室中的压力为 50
‑
500mtorr。
18.可选地，循环执行所述第一工艺步骤、所述第二工艺步骤和所述第三工艺步骤，至所述氧化物薄膜的厚度达到预设的目标厚度。
19.在本发明实施例提供的磁控溅射组件和磁控溅射设备中，磁极沿多条螺旋状曲线依次排列，且沿任一螺旋状曲线排列的磁极的极性与沿相邻螺旋状曲线排列的磁极的极性相反，从而不论在中心区域或边缘区域，同极性的磁极均为单列排布，提高了磁控管旋转产生的磁场的场强分布均匀性，并且，沿同一螺旋状曲线排列的磁极中位于内侧的至少一个磁极的极性与同曲线上其他磁极的极性相反，保证了磁控管中心区域磁场的场强分布均匀性，进而提高了磁控溅射反应中薄膜沉积速率的均匀性以及最终得到薄膜的厚度均匀性，提高了晶圆的产品良率。
20.并且，在本发明提供的磁控溅射方法中，氧化溅射气体与靶材反应生成靶材材料的氧化物后，第三工艺步骤中通入的还原气体能够与化合物中的氧元素进行反应，从而消耗该化合物中的氧元素含量，使氧原子在薄膜内的分布发生改变，提高薄膜组分的均匀性，进而提高晶圆上的芯片器件的产品良率。
附图说明
21.附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
22.图1是一种现有的磁控溅射设备的结构示意图；
23.图2是一种现有的磁控溅射设备中磁控管的形状示意图；
24.图3是现有的磁控溅射设备中磁控管的磁极分布情况示意图；
25.图4是本发明实施例提供的磁控溅射组件中磁控管的磁极分布情况示意图；
26.图5是本发明实施例提供的磁控溅射组件中磁控管的磁极分布情况示意图；
27.图6是本发明实施例提供的磁控溅射组件中磁控管的磁极分布情况示意图；
28.图7是本发明实施例提供的磁控溅射组件对应的靶材上的腐蚀轨道示意图；
29.图8是本发明实施例提供的磁控溅射设备进行磁控溅射反应时靶材表面磁场场强分布情况与现有技术的对比示意图；
30.图9是本发明实施例提供的磁控溅射设备进行磁控溅射反应得到薄膜厚度分布情况与现有技术的对比示意图；
31.图10是本发明实施例提供的磁控溅射设备进行磁控溅射反应得到薄膜进行湿法刻蚀后的厚度分布情况与现有技术的对比示意图；
32.图11是本发明实施例提供的磁控溅射设备以及现有的磁控溅射设备中进行多次磁控溅射反应时所得到薄膜厚度的不均匀度与靶材损耗时间之间的对应关系示意图；
33.图12是本发明实施例提供的磁控溅射设备以及现有的磁控溅射设备中进行多次磁控溅射反应时所得到薄膜进行湿法刻蚀后厚度的不均匀度与靶材损耗时间之间的对应关系示意图；
34.图13是本发明实施例提供的磁控溅射方法的流程示意图。
具体实施方式
35.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
36.如图1所示是一种用于常规pvd溅射工艺的磁控溅射设备，该设备具有圆环型的工艺腔室1、设置在工艺腔室1中用于承载晶圆的承载盘5(具有加热或冷却功能)。真空泵系统2可对工艺腔室1进行抽气，使工艺腔室1的内部达到高于10
‑
6torr的本底真空度。气体源4可通过流量计3向工艺腔室1提供溅射所需的工艺气体(如氩气、氧气等)。靶材6(可以是金属也可以是金属化合物)设置在工艺腔室1的顶部。上密封腔7的材质为绝缘材料(例如g10材料)，上密封腔7的底部与靶材6密封连接，上密封腔7中充满了去离子水 8。
37.在进行溅射反应时，脉冲dc电源施加功率至靶材6，使其相对于接地的腔体具有负偏压，以致氩/氧电离放电而产生等离子体，并将带正电的离子吸引至负偏压的靶材6。当离
子的能量足够高时，会使金属原子逸出靶材表面并沉积在晶圆上。靶材6背部的磁控管9 包括具有相反极性的内外磁极。马达12驱动磁控管9转动，从而在各个角度上产生均匀磁场，通过磁场大幅度提高溅射沉积速率，实现均匀、高效地沉积金属氧化物薄膜。
38.如图2所示为一种现有的磁控溅射设备中磁控管形状，其磁极分布如图3所示(图3中实心圆与圆环图案分别表示两种极性，例如，实心圆表示南极，圆环表示北极)，该磁控管的内圈磁极为南极(s 极)，外圈磁极为北极(n极)，在内圈磁极和外圈磁极的中心区域附近磁极为双列排布，其旋转产生的磁场中心区域磁场强度大、边缘磁场强度小，造成中心区域的离子轰击能量高、边缘区域离子轰击能量低，薄膜中心区域沉积速率快、薄膜中心厚度大，进而降低了膜层表面膜厚的均匀性(靶材表面半径58mm
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75mm、半径120mm
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150mm、半径210mm
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222mm之间的环带状区域为轻腐蚀轨道，即图3中阴影部分区域，半径0mm
‑
58mm、半径75mm
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120mm、半径150mm
‑
210mm 之间的环带状区域为重腐蚀轨道)。
39.为解决上述技术问题，提高磁控溅射反应制备薄膜的厚度均匀性，作为本发明的一个方面，提供一种磁控溅射组件，包括固定盘、旋转驱动机构和设置在固定盘上的磁控管，旋转驱动机构用于驱动固定盘绕固定盘的轴线旋转。其中，如图4、图5所示，该磁控管包括多个磁极(图中实心圆图案与圆环图案分别表示两种极性的磁极)，多个磁极沿互相嵌套的螺旋状曲线依次排列，且沿任一螺旋状曲线排列的多个磁极的极性与沿相邻的螺旋状曲线排列的多个磁极的极性相反，且沿任一螺旋状曲线排列的多个磁极中位于该螺旋状曲线中心的至少一个磁极的极性与其他磁极的极性相反。
40.在本发明中，磁极沿多条螺旋状曲线依次排列，且沿任一螺旋状曲线排列的磁极的极性与沿相邻螺旋状曲线排列的磁极的极性相反，从而不论在中心区域或边缘区域，同极性的磁极均为单列排布(即，不会出现两列相同极性的磁极同向并排延伸的情况)，提高了磁控管旋转产生的磁场的场强分布均匀性，并且，沿同一螺旋状曲线排列的磁极中位于内侧的至少一个磁极的极性与同曲线上其他磁极的极性相反，保证了磁控管中心区域磁场的场强分布均匀性，进而提高了磁控溅射反应中薄膜沉积速率的均匀性以及最终得到薄膜的厚度均匀性，提高了晶圆的产品良率。
41.作为本发明的一种可选实施方式，如图4至图6所示，磁控溅射组件包括第一磁极组和第二磁极组，第一磁极组中的多个磁极沿第一螺旋状曲线100依次排列，第二磁极组中的多个磁极沿第二螺旋状曲线200依次排列，第一螺旋状曲线100套设在第二螺旋状曲线200 中，第一磁极组中多个磁极的极性与第二磁极组中多个磁极的极性相反，且第一磁极组中位于第一螺旋状曲线100中心的磁极的极性与第一磁极组中其它磁极的极性相反，第二磁极组中位于第二螺旋状曲线 200中心的磁极的极性与第二磁极组中其它磁极的极性相反。
42.本发明实施例对第一螺旋状曲线100与第二螺旋状曲线200之间如何互相嵌套不作具体限定，只要保证第一磁极组与第二磁极组均匀分布，且不会出现单一磁极组的磁极双排分布即可，例如，作为本发明的一种可选实施方式，如图4至图6所示，第一螺旋状曲线100 包括依次连接的第一子曲线110和第二子曲线120，第二螺旋状曲线 200包括依次连接的第三子曲线210、第四子曲线220、第五子曲线 230，第一子曲线110的形状与第三子曲线210的形状一致，且第一子曲线110与第三子曲线210关于固定盘的中心对称设置；第一螺旋状曲线100环绕设置在第三子曲线210的外侧，第五子曲线230环绕设置在第一螺旋状曲线
100的外侧，第四子曲线220绕过第二子曲线 120的自由端(即，未与第一子曲线110连接的一端)连接第三子曲线210和第五子曲线230。
43.在本发明实施例中，第一螺旋状曲线100(包括依次连接的第一子曲线110和第二子曲线120)、第三子曲线210和第五子曲线230 均为螺旋线或近似螺旋线，且三者旋转方向相同，第四子曲线220 将第三子曲线210与第五子曲线230平滑过渡连接。第一磁极组对应的第一螺旋状曲线100环绕设置在第二磁极组对应的第三子曲线210 的外侧，而第二磁极组对应的第五子曲线230环绕设置在第一螺旋状曲线100的外侧，从而在任意位置相同极性的多个磁极均为单排设置，进而通过单列排布提高了磁控管旋转产生的磁场的场强分布均匀性。
44.本发明实施例对第一螺旋状曲线100、第三子曲线210和第五子曲线230环绕固定盘的中心延伸的角度不做具体限定，例如，可选地，如图5、图6所示，第一螺旋状曲线100和第五子曲线230环绕固定盘的中心一周，第三子曲线210环绕固定盘的中心半周。即，第一螺旋状曲线100的两端、第三子曲线210位于外侧的一端以及第五子曲线230的两端位于固定盘的中心的同一侧，第三子曲线210的两端分别位于固定盘中心的相对两侧。
45.本发明实施例对第一螺旋状曲线100和第二螺旋状曲线200在固定盘上的螺旋延伸方向不做具体限定，例如，可选地，如图4至图 6所示，第一子曲线110、第二子曲线120、第三子曲线210和第五子曲线230在固定盘上沿顺时针方向螺旋延伸，第四子曲线220在固定盘上沿逆时针方向螺旋延伸。
46.本发明实施例对第一磁极组和第二磁极组中磁极的极性不做具体限定，例如，可选地，第一磁极组中位于第一螺旋状曲线100中心的磁极的极性为南极(即图中实心圆图案所示)，第一磁极组中其它磁极的极性为北极(即图中圆环图案所示)，第二磁极组中位于第一螺旋状曲线100中心的磁极的极性为北极，第二磁极组中其它磁极的极性为南极。
47.本发明实施例提供的磁控溅射组件中磁控管的磁场分布与现有磁控管相比，其对应靶材溅射下来的离子在晶圆中心区域的能量分布更加均匀，效果对比如图8所示(横轴表示晶圆半径(由
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r至 r，例如晶圆半径为150mm时，则横轴为
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150mm至 150mm)，纵轴表示磁场强度)。
48.采用本发明实施例提供的磁控溅射组件向靶材提供磁场时，靶材进行溅射反应后表面形成的腐蚀轨道如图4至图7所示，靶材表面半径35mm
‑
50mm、半径95mm
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115mm、半径140mm
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150mm之间的环带状区域为轻腐蚀轨道，即图中阴影部分区域，半径0mm
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35mm、半径50mm
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95mm、半径115mm
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140mm之间的环带状区域为重腐蚀轨道。本发明实施例提供的磁控溅射组件改变了改变了靶材表面的磁场场强分布，改变了靶材表面的腐蚀轨道，从而改变了成膜过程中的离子分布和能量分布，改变了薄膜的厚度分布趋势，提高了磁控溅射反应中薄膜膜厚分布的均匀性。
49.作为本发明的第二个方面，提供一种磁控溅射设备，包括工艺腔室和设置在工艺腔室上方的磁控溅射组件，磁控溅射组件用于向工艺腔室中施加磁场，其中，该磁控溅射组件为本发明实施例提供的磁控溅射组件。
50.在本发明提供的磁控溅射设备中，磁极沿多条螺旋状曲线依次排列，且沿任一螺旋状曲线排列的磁极的极性与沿相邻螺旋状曲线排列的磁极的极性相反，从而不论在中心区域或边缘区域，同极性的磁极均为单列排布(即，不会出现两列相同极性的磁极同向并排
延伸的情况)，提高了磁控管旋转产生的磁场的场强分布均匀性，并且，沿同一螺旋状曲线排列的磁极中位于内侧的至少一个磁极的极性与同曲线上其他磁极的极性相反，保证了磁控管中心区域磁场的场强分布均匀性，进而提高了磁控溅射反应中薄膜沉积速率的均匀性以及最终得到薄膜的厚度均匀性，提高了晶圆的产品良率。
51.作为本发明的第三个方面，提供一种磁控溅射方法，应用于本发明实施例提供的磁控溅射设备，如图13所示，该方法包括：
52.第一工艺步骤s1，向工艺腔室中通入氧化溅射气体；
53.第二工艺步骤s2，将氧化溅射气体激发为等离子体，同时控制磁控溅射组件向工艺腔室中施加磁场，进行磁控溅射，生成氧化物薄膜；
54.第三工艺步骤s3，向工艺腔室中通入还原气体，以降低氧化物薄膜边缘的氧含量。
55.本发明提供的磁控溅射方法通过本发明实施例提供的磁控溅射设备实现，该磁控溅射设备中，磁极沿多条螺旋状曲线依次排列，且沿任一螺旋状曲线排列的磁极的极性与沿相邻螺旋状曲线排列的磁极的极性相反，从而不论在中心区域或边缘区域，同极性的磁极均为单列排布(即，不会出现两列相同极性的磁极同向并排延伸的情况)，提高了磁控管旋转产生的磁场的场强分布均匀性，并且，沿同一螺旋状曲线排列的磁极中位于内侧的至少一个磁极的极性与同曲线上其他磁极的极性相反，保证了磁控管中心区域磁场的场强分布均匀性，进而提高了磁控溅射反应中薄膜沉积速率的均匀性以及最终得到薄膜的厚度均匀性，提高了晶圆的产品良率。
56.并且，在本发明提供的磁控溅射方法中，氧化溅射气体与靶材反应生成靶材材料的氧化物后，第三工艺步骤s3中通入的还原气体能够与化合物中的氧元素进行反应，从而消耗该化合物中的氧元素含量，使氧原子在薄膜内的分布发生改变，提高薄膜组分的均匀性(在物理气相沉积工艺设备中，工艺腔室普遍为边缘进气，步骤s3中还原气体与边缘区域的氧化物发生反应的速率高于与中心区域的氧化物发生反应的速率，从而进一步降低边缘区域与中心区域的氧含量差异，提高氧含量均匀性)，提高晶圆上的芯片器件的产品良率。
57.在本发明的一些实施例中，如，需形成超过10纳米厚度的氧化物薄膜时，可以循环执行第一工艺步骤s1、第二工艺步骤s2和第三工艺步骤s3，直至氧化物薄膜的厚度达到预设的目标厚度。
58.作为本发明的一种可选实施方式，氧化溅射气体可以包括氧气，还原气体包括氢气。在氧化溅射气体氧化金属靶材生成靶材金属的金属氧化物后，例如，在氧气氧化铝靶材生成铝的氧化物(alox)后，维持腔室工艺压力及承载盘温度状态，并向工艺腔室中通入氢气，利用氢气的还原性使薄膜内的氧原子分布发生改变，实现二次氧化，降低薄膜边缘的氧含量，提高薄膜组分的均匀性。
59.在本发明的一些实施例中，氧化溅射气体还可以包括惰性气体，如，氧化溅射气体可以包括氧气与氩气(ar)。
60.为适应不同种类氧化物薄膜的工艺需求，优选地，还原气体也可以为混合气体，例如，还原气体可以包括氢气与氧气，在第三工艺步骤s3中，可针对不同种类的氧化物薄膜，通过调节氢气与氧气之间的组份比例改变还原气体的还原能力，从而对薄膜边缘的还原反应速率进行精确控制。
61.本发明实施例对各工艺步骤中工艺腔室内部的压力不作具体限定，例如，作为本
发明的一种可选实施方式，在第一工艺步骤s1中，工艺腔室中的压力为3～20mtorr；在第三工艺步骤s3中，工艺腔室内的压力为50
‑
500mtorr(优选为200mtorr)。
62.本发明实施例通过工艺方法的协同优化，提高了整个薄膜的性能和工艺稳定性。如图9所示，采用本发明实施例提供的磁控溅射组件向靶材提供磁场时，靶材进行溅射反应后形成的膜层中心区域的厚度降低，这样的厚度分布轮廓更有利于提高中心区域在后续湿法刻蚀工艺中的工艺速率(图10所示为采用沉积得到的薄膜再进行湿法刻蚀后得到的膜层的厚度分布情况)。
63.如图11所示，采用本发明实施例提供的磁控溅射方案进行溅射反应获得的薄膜厚度的不均匀度小于2％，如图12所示，经后续湿法蚀刻得到膜层的厚度不均匀度小于3％，膜层成分的均匀性等关键工艺指标也得到了极大的改善，此外，由于磁控溅射反应中靶材各处的腐蚀速率更加均匀，靶材的寿命也得到了提高，本发明实施例提供的磁控溅射方案可以将靶材寿命从700千瓦时提升至2000千瓦时，降低了磁控溅射反应的工艺成本，提高了设备的整体性能。
64.为便于本领域技术人员理解，本发明还提供上述工艺步骤的一种具体实施例：
65.第一步(第一工艺步骤s1)，控制承载盘升降至工艺位置，通入o2(或ar与o2的混合气体)，o2的流量为0～500sccm(优选为 50～200sccm，ar流量为0～500sccm，优选为0～200sccm)，使工艺腔室中的压力维持在3～20mtorr。
66.第二步(第二工艺步骤s2)，保持工艺腔室中的压力不变，控制磁控溅射组件向工艺腔室中的靶材提供磁场，同时控制dc向靶材提供直流电压，利用等离子体对靶材表面进行轰击产生的铝原子和氧原子在晶圆表面反应形成alox薄膜(dc功率为0～20000w，优选为 1000～10000w)。
67.第三步(第三工艺步骤s3)，继续通入h2(或o2与h2的混合气体)，工艺腔室内的压力维持在50
‑
500mtorr(优选为200mtorr)，工艺过程中承载盘处于高温状态，利用h2使薄膜内的氧原子分布发生改变。
68.需要说明的是，本发明实施例提供的磁控溅射方案不仅适用于形成alox薄膜的工艺，也适用于制备其他材料薄膜的磁控溅射反应，例如，二氧化钛(tio2)、二氧化硅(sio2)、铪的氧化物(hfo)、钽的氧化物(tao)、氮氧化钛(tion)、氮氧化硅(sion)、氮氧化铪(hfon)、氮氧化钽(taon)等。
69.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。