CN103249241B - 新型多线圈靶设计 - Google Patents
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Abstract
在一些实施例中,本发明内容涉及被配置成在工件周围形成对称的等离子体分布的等离子体处理系统。在一些实施例中,等离子体处理系统包括在处理室周围对称设置的多个线圈。当向线圈提供电流时,独立线圈发射出独立磁场,磁场用于离子化靶原子。独立磁场在线圈内作用于离子以在线圈内部形成等离子体。而且,独立磁场在线圈之间彼此叠加以在线圈外形成等离子体。因此,所公开的等离子体处理系统可以沿着工件的圆周以高度的均匀性(例如,没有死空间)形成连续延伸的等离子体。本发明还提供了新型多线圈靶设计。
Description
技术领域
本发明一般地涉及半导体技术领域,更具体地来说,涉及半导体制造装置和方法。
背景技术
集成芯片通过复杂的制造工艺形成,在制造过程中,工件经过不同的步骤以形成一个或多个半导体装置。一些处理步骤可以包括在半导体衬底上方形成薄膜。可以使用物理汽相沉积在低压处理室中的半导体衬底上方沉积薄膜。
通常通过作用于靶材料以将靶转化为蒸汽来实施物理汽相沉积。通常,通过包括多个高能量离子的等离子体作用于靶材料。高能量离子与靶材料碰撞,从而将粒子移动到蒸汽中。将蒸汽传输到半导体衬底,蒸汽在半导体衬底上方积累以形成薄膜。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的缺陷,根据本发明的一方面,提供了一种等离子体处理系统,包括:处理室,被配置成容纳半导体工件;多个线圈,对称设置在所述半导体工件的中心的周围;以及电源,被配置成向所述多个线圈提供一个或多个控制信号,所述一个或多个控制信号使所述线圈独立地形成独立电场或磁场,所述独立电场或磁场沿着所述半导体工件的圆周连续延伸并且在所述处理室内形成等离子体。
在该等离子体处理系统中,所述线圈被配置成从所述半导体工件的圆周向内部延伸至靶和所述半导体工件之间的位置。
在该等离子体处理系统中,所述线圈被配置成在所述线圈内部和相邻线圈之间形成所述等离子体。
在该等离子体处理系统中,向所述多个线圈中的至少两个提供不同的控制信号,以能够调节总电场或磁场的分布。
在该等离子体处理系统中,所述不同的控制信号包括不同的线圈通电时间或不同的功率等级。
在该等离子体处理系统中,所述线圈被配置成具有导致所述独立电场或磁场沿着线圈的轴线延伸的定向;以及其中,所述独立电场或磁场作用于离子化的靶原子,以控制所述离子化的靶原子与所述半导体工件接触的位置。
在该等离子体处理系统中,所述多个线圈中的至少两个彼此垂直堆叠。
在该等离子体处理系统中,所述多个线圈包括相干电磁体,所述相干电磁体被配置成产生具有相同极性的独立磁场。
根据本发明的另一方面,提供了一种物理汽相沉积系统,包括:处理室,被配置成容纳半导体工件;靶,被配置成向所述处理室提供靶原子;以及多个线圈,被配置成产生独立电场或磁场,所述独立电场或磁场作用于所述靶原子以在所述多个线圈内部形成等离子体,所述独立电场或磁场相互叠加以在所述多个线圈外部形成等离子体,在所述多个线圈外部形成的等离子体与在所述线圈内部形成的等离子体基本均匀。
在该物理汽相沉积系统中,所述多个线圈被配置成从所述半导体工件的圆周向内部延伸至靶和所述半导体工件之间的位置。
在该物理汽相沉积系统中,所述多个线圈对称设置在所述半导体工件的中心的周围。
该物理汽相沉积系统进一步包括:控制单元,被配置成向控制产生所述独立电场或磁场的所述多个线圈提供一个或多个控制信号。
在该物理汽相沉积系统中,所述控制单元被配置成向所述多个线圈中的每一个都提供共同的控制信号。
在该物理汽相沉积系统中,所述控制单元被配置成向所述多个线圈中的至少两个提供不同控制信号,以能够调节总电场或磁场的分布。
在该物理汽相沉积系统中,所述多个线圈中的一个或多个被设置在第一水平面上,所述第一水平面与所述半导体工件平行,以及其中,所述多个线圈中的一个或多个被设置在所述第二水平面上,所述第二水平面位于所述第一水平面正上方并且与所述第一水平面平行。
在该物理汽相沉积系统中,所述线圈被配置成具有产生磁场的定向,所述磁场沿着所述线圈的轴线延伸;以及其中,所述磁场作用于离子化的靶原子,以控制所述离子化的靶原子与所述半导体工件接触的位置。
根据本发明的又一方面,提供了一种形成沿着所述等离子体处理系统中的所述半导体工件的圆周连续延伸的电场或磁场的方法,包括:将半导体工件设置在所述等离子体处理系统中,所述等离子体处理系统具有对称设置在所述半导体工件的中心的周围的多个线圈;以及向所述多个线圈提供控制信号,其中,所述控制信号导致线圈产生独立电场或磁场,从所述半导体工件的周围的不同位置发射所述独立电场或磁场,并且所述独立电场或磁场沿着所述半导体工件的圆周连续延伸;其中,所述独立电场或磁场将功率传送给所述处理室内的粒子,以形成等离子体。
在该方法中,所述线圈被配置成从所述工件的周围上方的位置延伸至所述靶和所述工件之间的位置。
在该方法中,所述线圈被配置成在线圈内和线圈外形成所述等离子体。
该方法进一步包括:向所述多个线圈中的至少两个提供不同值的控制信号,以能够调节等离子体分布。
附图说明
图1a示出了物理汽相沉积系统的横截面图。
图1b示出了图1a的物理汽相沉积系统的俯视图的结构图。
图1c示出了操作图1a的物理汽相沉积系统产生的薄膜厚度的晶圆映射。
图2a示出了包括设置在工件的中心周围的多个线圈的物理汽相沉积系统的一些实施例的横截面图。
图2b示出了包括配置在工件的中心周围的多个线圈的物理汽相沉积系统的一些实施例的俯视图。
图3示出了具有位于靶和工件之间的多个线圈的物理汽相沉积系统的横截面图。
图4a示出了线圈的俯视图,该俯视图示出了力作用于处理室内的离子。
图4b示出所公开的线圈的一些实施例的侧视图,该侧视图示出了在线圈内的离子运动。
图5示出了被配置成接收不同的控制信号的线圈阵列的一些实施例的俯视图。
图6示出了被配置成接收共同的控制信号的线圈阵列的一些实施例的俯视图。
图7示出了,用于形成沿着等离子体处理系统中的半导体工件的圆周连续延伸的电场或/和磁场的方法的一些实施例的流程图。
具体实施方式
本文中接合附图进行描述,其中,在整个说明书和附图中,相同的参考标号用于指定相同的元件,并且其中各个结构没有必要按比例绘制。在以下描述中,为了说明的目的,列举了大量的具体细节以帮助进行理解。然而,显然,对本领域的普通技术人员来说,可以通过较少程度的这些具体细节来实施本文中所描述的一个或多个方面。在其它情况下,以结构图的形式示出了公知的结构和装置以帮助理解。
图1a示出了物理汽相沉积系统100的横截面图。物理汽相沉积系统100包括处理室102,处理室102具有被配置成支撑半导体工件104的工件支撑底座106。线圈118配置在工件104的圆周的周围。线圈118连接到功率发生器120,功率发生器120包括在RF频率(例如,13.56MHz)下工作的RF功率发生器或DC功率发生器。线圈118被配置成生成电场或/和磁场,电场或/和磁场在处理室102内将来自功率发生器120的能量传送给气体粒子以形成等离子体114。将位于处理室102顶部的靶110连接至高压DC电源112,高压DC电源112被配置成将偏压施加给靶110,从而导致来自等离子体114的高能量离子溅射靶110并且生成靶原子116。通过线圈118将靶原子116离子化以生成具有离子化的靶原子的等离子体122。通过由线圈118产生的磁场并且通过由连接至工件支撑底座106的RF等离子体偏压功率发生器108将偏压施加给工件104,将离子化的靶原子吸附至工件104,并且,离子化的靶原子在工件104上方聚集,以形成薄膜。
如图1b的俯视图所示,线圈118在工件104的圆周的周围延伸。然而,为了防止短路,线圈118是开放式设计,其中,在线圈环中有裂口126。开放式设计导致等离子体分布的不均匀性,进一步导致不良的薄膜厚度不均匀性。例如,如图1c的晶圆映射128所示,靠近线圈环中的裂口126的工件的区域130具有减小的薄膜厚度(例如,在薄膜厚度为大约的晶圆上,工件的区域130的薄膜厚度大约为)。而且,随着工件尺寸增加,由线圈118产生的电场或/和磁场对工件的影响将降低。
因此,本公开内容涉及等离子体处理系统,等离子体处理系统被配置成以均匀方式形成沿着工件的圆周连续延伸的等离子体。在一些实施例中,所公开的等离子体处理系统包括在处理室周围对称地设置的多个线圈。当向线圈提供电流时,从独立线圈发射出独立的电场或/和磁场,独立的电场或/和磁场离子化靶原子。独立的电场或/和磁场作用于线圈内的离子,以在线圈内部形成等离子体。而且,独立的电场或/和磁场在线圈之间相互叠加以在线圈外部形成等离子体。因此,所公开的等离子体处理系统可以以高度的均匀性(即,无死空间)形成沿着工件圆周连续延伸的等离子体。
图2a示出了包括设置在工件104的中心的周围的多个线圈202的物理汽相沉积系统200的一些实施例的横截面图。
多个线圈202连接到电源208,电源208被配置成向多个线圈202提供一个或多个信号。例如,在各个实施例中,电源208可以向线圈202提供具有13.56MHz频率的RF信号或DC信号。线圈202被配置成基于收到的信号独立产生电场或/和磁场204。电场或/和磁场204将来自电源208的能量传送给靶原子116。当传送了足够的能量时,形成包括离子化靶原子的等离子体206。
多个线圈202包括具有环形导电材料的电磁元件。当电流流经环形导电材料时,沿着线圈202的轴线产生电场或/和磁场204。在一些实施例中,线圈202包括电导线绕组。然而,应该理解,术语“线圈”不限于包括多个导线绕组,而是包括任何电磁元件(例如,当电流流经该元件时,可以产生电场或/和磁场的元件)。而且,环或线圈形状可以包括圆形或其它类似的形状,如环状线圈形、八边形等。
将线圈202设置在靶110和工件104之间的位置处。这个位置允许被在线圈202的内部和外部的靶原子116围绕线圈202,从而可以在线圈内部和线圈之间形成包括离子化靶原子的等离子体。例如,在线圈202内的电场或/和磁场204用于离子化线圈202内部的靶原子116,以在线圈202内形成等离子体。而且,相邻线圈之间的电场或/和磁场204用于离子化线圈202外部的靶原子116,以在相邻线圈之间形成等离子体。从而提供了沿着工件104的圆周连续延伸的等离子体206。
图2b示出了设置在工件104的中心的周围的线圈阵列的一些实施例的标号为210的俯视图。
如图2b所示,在一些实施例中,多个线圈202对称设置在工件104的中心的周围。这些对称设置的线圈可以包括相干线圈,相干线圈被配置成产生具有相同极性的电场或/和磁场,从而使得独立的磁场相长干扰(constructively interfere)。对称设置的相干线圈允许形成均匀的并且沿着工件104的圆周连续延伸的等离子体而无死空间(例如,低场强空间)。这是因为通过形成相长干扰的电场或/和磁场,相邻线圈之间的电场或/和磁场场强可以用于形成与在线圈内部形成的磁场基本一致的电场或/和磁场。
在一些实施例中,多个线圈202具有与工件104平面垂直的轴线。线圈202位于工件104的中心的周围的不同的角位置处。例如,第一线圈202a位于第一角位置处,而第二线圈202b位于第二角位置处(不同的角位置)。位于工件104周围的相干线圈202的数量在不同的实施例中可以不同。通过增加相干线圈202的数量,可以增加由多个线圈产生的电场或/和磁场的均匀性,从而提供改善的等离子体均匀性。
在一些实施例中,线圈被配置成在工件104的外部圆周内进行延伸。如图2a所示,线圈202被配置成延伸至工件104的外部圆周内的距离d。通过延伸到工件104的上方位置,线圈202的内部和外部都具有靶原子116,允许线圈202形成沿着工件104的圆周连续延伸的等离子体206(例如,等离子体形成在线圈内部和线圈之间的空间中)。而且,在工件104的外部圆周内进行延伸的线圈202允许电场或/和磁场强度相对于工件的最大尺寸不变。例如,通过增加线圈202在工件104上方延伸的距离,即使工件尺寸增大(例如,增大至450mm工件),也可以增加由线圈产生的电场或/和磁场强度。
图3示出了物理汽相沉积系统300的一些其它实施例的横截面图。
如图3所示,在一些实施例中,公开的物理汽相沉积系统300可以包括设置在等离子体和处理室102的侧壁之间的法拉第屏蔽(Faraday shield)306。法拉第屏蔽被配置成防止靶原子沉积到侧壁上。在一些实施例中,公开的线圈202位于法拉第屏蔽306内部(即,位于法拉第屏蔽的与侧壁的相对一侧)。在其它实施例中,处理室102可以进一步包括覆盖环308,和在底座106部分上方设置的沉积环310。在处理过程中,覆盖环308和沉积环310将等离子体限制到处理室在工件104上方的区域中。
在一些实施例中,线圈202中的一个或多个位于第一水平面302上,第一水平面302与工件104的平面平行。将多个线圈202中一个或多个放置在第一水平面302上允许消除线圈之间的电场或/和磁场内的角分量,从而在工件104周围形成均匀的电场或/和磁场。在其它实施例中,多个线圈202位于与工件104不同的高度处。
在一些实施例中,线圈彼此位于正上方。例如,多个线圈202中的一个或多个定位在第一水平面302上,而将多个线圈202中的一个或多个定位在第二水平面304上。第二水平面304与第一水平面302平行并且位于第一水平面302的正上方。将多个线圈置于彼此的正上方允许线圈通过将带电粒子向下拉至工件104的力作用于带电粒子。这样可以用来改善晶圆边缘阶梯覆盖并且降低薄膜沉积的不对称性。
图4a示出了线圈202的一些实施例的标号为400的俯视图,该俯视图示出了由于磁场所产生的力作用于处理室102内的离子。应该理解,图4a所表示的力不限于线圈202产生的力并且例如,由于线圈202产生的电场,其它和/或另外的力也可以作用于离子。
线圈202被配置成运送电流,从而使得当电流流经线圈202时,就会产生与线圈202的平面垂直的磁场B。磁场B引起力F作用于以速度V运动的带电粒子402。力F在与磁场B的方向和离子速度V的方向都垂直的方向上(例如,F=qv×B,其中,q是粒子的电荷,V是粒子的速度,B是磁场,并且x是向量积)推动带电粒子402。
随着离子化的粒子从靶朝向工件运动,可以调节由于磁场作用于粒子的力来改变粒子与工件104接触的位置。例如,图4b示出了包括两个垂直堆叠的线圈406和408的等离子体处理系统的一些实施例的标号为404的侧视图。
设置垂直堆叠的线圈406和408以产生磁场B,磁场B可以下拉离子化的粒子402来改善晶圆边缘阶梯覆盖和不对称性。例如,沿着共用垂直轴410对准垂直堆叠的线圈406和408,共用垂直轴410与工件104的边缘相交。由垂直堆叠的线圈406和408产生的磁场B基本上与共用垂直轴410平行并且在工件的方向上。磁场B以改变带电粒子402轨迹的力F作用于带电粒子402。带电粒子402继续朝向工件104移动,但是开始进行回旋运动。回旋运动限定了带电粒子402的运动,有效地朝向与线圈406和408相对应的位置处的工件104下拉带电粒子402。使用多个垂直堆叠的线圈沿着处理室102的延伸高度限定了带电粒子402,直到带电粒子402沿着晶圆的边缘沉积到的工件104的表面上方。
在各个实施例中,位于处理室周围的不同位置处的独立线圈可以通过不同的控制信号控制。使用不同的控制信号允许沿着晶圆边缘的某些部分调节粒子轨迹而不是沿着晶圆边缘的其它部分调节粒子轨迹,因此也调节了薄膜沉积速度。例如,可以通过操作要下拉带电的靶离子的一些线圈而不操作要下拉带电的靶离子的其它线圈来实现调节粒子轨迹和调节薄膜沉积速度。
图5示出了被配置成接收独立控制信号SCTRL_a、…、SCTRL_h的线圈阵列202a、…、202h的一些实施例的俯视图。
如图5所示,多个线圈202a、…、202h通过独立导电路径连接至控制单元502。控制单元502被配置成向线圈202a…202h中的每一个提供独立控制信号SCTRL_a、…、SCTRL_h,从而使得每个线圈都可以彼此独立地运行。独立操作允许控制单元502调节总电场或/和磁场(即,包括独立电场或/和磁场的叠加),以调节等离子体206的分布并且因此调节沿着工件104的外边缘调节沉积薄膜厚度。
例如,独立控制信号SCTRL_a、…、SCTRL_h允许要运行的独立线圈202a、…、202h接收具有相同值或不同值的控制信号。如果将不同的值提供给线圈202a、…、202h,则可以产生包括连续的非对称磁场的总磁场。通过控制总磁场的非对称性,控制等离子体206的分布和离子化的靶原子的轨迹。因此,通过选择性地调节独立控制信号SCTRL_a、…、SCTRL_h,控制单元502可以实现调节工件104上方的薄膜沉积。
在各个实施例中,独立控制信号SCTRL_a、…、SCTRL_h可以包括不同的线圈通电时间和/或不同的功率等级。例如,在一些实施例中,独立控制信号SCTRL_a、…、SCTRL_h包括具有不同电流值的电流。通过将相同的电流值提供给线圈202a、…、202h中的每一个,在处理室102内产生对称的磁场。然而,通过第一电流I1提供给第一线圈202a并且将第二电流(I2>I1)提供给第二线圈202b,改变总磁场。这是因为第二线圈202b的磁场分布比第一线圈202a的磁场分布大,导致在处理室102内的非对称的磁场。
在可选实施例中,可以由同样的控制信号控制独立线圈。例如,图6示出了被配置成共享共同的控制信号SCTRL的线圈阵列202a、…、202h的一些实施例的标号为600的俯视图。
如图6所示,多个线圈202a、…、202h以单个输入节点连接到控制单元602。控制单元被配置成输出共同的控制信号SCTRL,将共同的控制信号SCTRL提供给线圈202a、…、202h中的每一个。共同的控制信号SCTRL控制线圈202a…202h中的每一个以沿着工件104的圆周产生具有均匀场强度(假设所有的线圈都具有相同电阻)的电场或/和磁场。在一些实施例中,共同的控制信号SCTRL包括电流。
图7示出了用于形成电场或/和磁场的方法700的一些实施例的流程图,电场或/和磁场在等离子体处理室中沿着半导体工件的圆周连续延伸。尽管下文中作为一系列的步骤或事件示出并且描述方法700,但是应该理解,步骤或事件的所示顺序不是限定性的。例如,除了本文示出和/或描述的这些步骤或事件以外,一些步骤可以以不同的顺序发生和/或与其它行为或事件同时发生。此外,实施本文中描述的一个或多个方面或实施例,不需要所有示出的步骤。而且,可以在一个或多个独立步骤和/或阶段中实施本文中所描述的一个或多个步骤。
在步骤702中,将半导体工件设置在等离子体处理室中,该等离子体处理室具有对称设置在半导体工件的中心的周围的多个线圈。在一些实施例中,多个线圈被配置成从半导体工件的圆周向内延伸至靶和半导体工件之间的位置。
在步骤704中,将一个或多个控制信号提供给多个线圈。流经多个线圈的电流产生从工件周围不同位置发射的独立电场和/或磁场。独立电场或/和磁场沿着工件圆周连续延伸。线圈的对称设置允许独立的电场或/和磁场实现均匀的等离子体分布。
在步骤706中,改变提供给不同线圈的一个或多个控制信号。通过改变提供给不同线圈的控制信号,可以改变处理室内的电场或/和磁场的分布,以调节等离子体处理。
应该理解,本领域的普通技术人员基于阅读和理解说明书和附图可以进行等效修改和/或更改。本文中的公开内容包括所有这样的更改和修改并且因此本文中的公开内容通常不仅限于其。此外,虽然仅相对于若干实施例中一个公开了本发明的特定部件或方面,但是如期望的,这种部件或方面可以与其它实施例的一个或多个其它特征和/或方面相接合。而且,就本文中使用的术语“包含”、“具有”、“有”、“具有”、“拥有”及其变形来说,这些术语旨在包括类似于“包含”的意思。此外,术语“示例性”仅仅是实例,而不是最佳实施例。还应该理解,为了简单和容易理解的目的,相对于彼此以特定的尺寸和/或定向示出了本文中所描述的部件、层、和/或元件,并且实际的尺寸和/或定向可以完全不同于本文所示出的尺寸和/或定向。
因此,本公开内容涉及等离子体处理系统,该等离子体处理系统可以形成以均匀方式沿着工件圆周连续延伸的等离子体。
在一些实施例中,本公开内容涉及等离子体处理系统,等离子体处理系统包括被配置成容纳半导体工件的处理室。多个线圈对称设置在半导体工件的中心的周围。电源被配置成将一个或多个控制信号提供给多个线圈,该一个或多个控制信号导致线圈独立地形成独立电场和/或磁场,独立的电场或/和磁场沿着半导体工件的圆周连续延伸并且在处理室内形成等离子体。
在另一个实施例中,本公开内容涉及物理汽相沉积系统,物理汽相沉积系统包括被配置成容纳半导体工件的处理室。靶被配置成向处理室提供靶原子。多个线圈被配置成产生独立电场或/和磁场,独立电场或/和磁场作用于靶原子以在多个线圈的内部形成等离子体并且独立电场或/和磁场彼此叠加,以在多个线圈外形成等离子体,多个线圈外形成的等离子体与在线圈内形成的等离子体充分均匀。
在又一个实施例中,本公开内容涉及在等离子体处理系统中形成连续电场或磁场的方法,该连续电场或磁场在半导体工件的圆周上连续延伸。该方法包括将半导体工件设置在等离子体处理系统中,等离子体处理系统具有对称设置在半导体工件中心周围的多个线圈。该方法进一步包括:将控制信号提供给多个线圈,其中,控制信号导致线圈产生独立电场或磁场,从半导体工件周围发射独立电场或磁场,并且独立电场或磁场沿着半导体工件的圆周连续延伸。独立电场或磁场将电能传送给到处理室内的粒子,以形成等离子体。
Claims (20)
1.一种等离子体处理系统,包括:
处理室,被配置成容纳半导体工件;
多个线圈,对称且连续地设置在所述半导体工件的中心的周围;
电源,被配置成向所述多个线圈提供一个或多个控制信号,所述一个或多个控制信号使所述线圈独立地形成独立电场或磁场,所述独立电场或磁场沿着所述半导体工件的圆周连续延伸并且在所述处理室内形成等离子体;以及
法拉第屏蔽,设置在等离子体和所述处理室的侧壁之间,其中,所述处理室包括覆盖环和在底座的部分上方设置的沉积环;
其中,所述多个线圈从所述半导体工件外部圆周外侧延伸至所述半导体工件外部圆周内侧,所述多个线圈中的一个或多个位于第一水平面,第一水平面与所述半导体工件的平面平行,并且横向的位于所述半导体工件的圆周和所述半导体工件的中心之间,所述多个线圈中的一个或多个位于第二水平面,所述第二水平面与所述第一水平面平行且位于所述第一水平面上方。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,所述线圈被配置成从所述半导体工件的圆周向内部延伸至靶和所述半导体工件之间的位置。
3.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,所述线圈被配置成在所述线圈内部和相邻线圈之间形成所述等离子体。
4.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,向所述多个线圈中的至少两个提供不同的控制信号,以能够调节总电场或磁场的分布。
5.根据权利要求4所述的等离子体处理系统,其中,所述不同的控制信号包括不同的线圈通电时间或不同的功率等级。
6.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,
其中,所述线圈被配置成具有导致所述独立电场或磁场沿着线圈的轴线延伸的定向;以及
其中,所述独立电场或磁场作用于离子化的靶原子,以控制所述离子化的靶原子与所述半导体工件接触的位置。
7.根据权利要求6所述的等离子体处理系统,其中,所述多个线圈中的至少两个彼此垂直堆叠。
8.根据权利要求1所述的等离子体处理系统,其中,所述多个线圈包括相干电磁体,所述相干电磁体被配置成产生具有相同极性的独立磁场。
9.一种物理汽相沉积系统,包括:
处理室,被配置成容纳半导体工件;
靶,被配置成向所述处理室提供靶原子;
多个线圈,对称且连续地设置在所述半导体工件的中心的周围,被配置成产生独立电场或磁场,所述独立电场或磁场作用于所述靶原子以在所述多个线圈内部形成等离子体,所述独立电场或磁场相互叠加以在所述多个线圈外部形成等离子体,在所述多个线圈外部形成的等离子体与在所述线圈内部形成的等离子体均匀;以及
法拉第屏蔽,设置在等离子体和所述处理室的侧壁之间,其中,所述处理室包括覆盖环和在底座的部分上方设置的沉积环;
其中,所述多个线圈从所述半导体工件外部圆周外侧延伸至所述半导体工件外部圆周内侧,所述多个线圈中的一个或多个位于第一水平面,第一水平面与所述半导体工件的平面平行,并且横向的位于所述半导体工件的圆周和所述半导体工件的中心之间,所述多个线圈中的一个或多个位于第二水平面,所述第二水平面与所述第一水平面平行且位于所述第一水平面上方。
10.根据权利要求9所述的物理汽相沉积系统,其中,所述多个线圈被配置成从所述半导体工件的圆周向内部延伸至靶和所述半导体工件之间的位置。
11.根据权利要求9所述的物理汽相沉积系统,其中,所述多个线圈对称设置在所述半导体工件的中心的周围。
12.根据权利要求9所述的物理汽相沉积系统,进一步包括:控制单元,被配置成向控制产生所述独立电场或磁场的所述多个线圈提供一个或多个控制信号。
13.根据权利要求12所述的物理汽相沉积系统,其中,所述控制单元被配置成向所述多个线圈中的每一个都提供共同的控制信号。
14.根据权利要求12所述的物理汽相沉积系统,其中,所述控制单元被配置成向所述多个线圈中的至少两个提供不同控制信号,以能够调节总电场或磁场的分布。
15.根据权利要求9所述的物理汽相沉积系统,
其中,所述多个线圈中的一个或多个被设置在第一水平面上,所述第一水平面与所述半导体工件平行,以及
其中,所述多个线圈中的一个或多个被设置在第二水平面上,所述第二水平面位于所述第一水平面正上方并且与所述第一水平面平行。
16.根据权利要求9所述的物理汽相沉积系统,
其中,所述线圈被配置成具有产生磁场的定向,所述磁场沿着所述线圈的轴线延伸;以及
其中,所述磁场作用于离子化的靶原子,以控制所述离子化的靶原子与所述半导体工件接触的位置。
17.一种形成沿着等离子体处理系统中的半导体工件的圆周连续延伸的电场或磁场的方法,包括:
将半导体工件设置在所述等离子体处理系统中,所述等离子体处理系统具有对称且连续地设置在所述半导体工件的中心的周围的多个线圈;以及
向所述多个线圈提供控制信号,其中,所述控制信号导致线圈产生独立电场或磁场,从所述半导体工件的周围的不同位置发射所述独立电场或磁场,并且所述独立电场或磁场沿着所述半导体工件的圆周连续延伸;
其中,所述独立电场或磁场将功率传送给处理室内的粒子,以形成等离子体,并且其中,所述等离子体处理系统包括设置在等离子体和所述处理室的侧壁之间的法拉第屏蔽,所述处理室包括覆盖环和在底座的部分上方设置的沉积环;
其中,所述多个线圈从所述半导体工件外部圆周外侧延伸至所述半导体工件外部圆周内侧,所述多个线圈中的一个或多个位于第一水平面,第一水平面与所述半导体工件的平面平行,并且横向的位于所述半导体工件的圆周和所述半导体工件的中心之间,所述多个线圈中的一个或多个位于第二水平面,所述第二水平面与所述第一水平面平行且位于所述第一水平面上方。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述线圈被配置成从所述半导体工件的周围上方的位置延伸至靶和所述半导体工件之间的位置。
19.根据权利要求17所述的方法,其中,所述线圈被配置成在线圈内和线圈外形成所述等离子体。
20.根据权利要求17所述的方法,进一步包括:向所述多个线圈中的至少两个提供不同值的控制信号,以能够调节等离子体分布。
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