CN1308771A - 用于离子化物理气相淀积的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

由装置(40)的方法提供了离子化物理气相淀积(IPVD),用于将导电金属涂层材料从一环形磁控管溅射靶(51)溅射出来。通过用从一线圈(65)耦合的能量在空间中产生一稠密等离子体,该溅射材料在一位于靶(51)与一基片之间的腔室41中的加工空间中被电离,该线圈(65)位于真空室外部和一介质窗孔(61,71,81)后面,该介质窗孔(61,71,81)在溅射靶(51)中的开口中心处位于腔室壁(42)中。法拉第型屏蔽件(66,67)物理地将窗孔与来自窗孔的涂层材料屏蔽开,同时使能量从线圈感应耦合到加工空间中。线圈(65)位于靶平面中或靶后面的位置使靶至晶片之间的间距可以选择,以优化薄膜淀积率和均匀度,还提供了这样的优点,即一种在靶中心开口中没有与不需要的淀积相关问题的环形源。

Description

用于离子化物理气相淀积的方法和装置
本发明涉及离子化物理气相淀积(IPVD)，更特别地，涉及提供并电离涂层材料从而提高涂层材料到基片的方向性的方法和装置。
发明背景
离子化物理气相淀积是一种在硅晶片上填加和排列高宽高比结构时有特殊用途的工艺。在用于向半导体晶片上淀积薄涂层的离子化物理气相淀积(IPVD)中，将被淀积的材料从一源溅射或蒸气化，然后该气化材料的相当一部分在到达要涂覆的晶片之前转换成正离子。该电离由一高密度等离子体完成，该高密度等离子体在一真空室中的工业废气中产生。该等离子体可通过用一RF(射频)驱动的激励线圈将RF能量磁性耦合到加工室的真空中而产生。这样产生的等离子体集中在源头与晶片之间的一区域。然后例如通过在晶片上施加一负偏置而在涂层材料的正离子上施加电磁力。这种负偏置可由由于晶片浸入等离子体中或在晶片上施加一RF电压而电隔离的晶片产生。这种偏置使涂层材料的离子朝晶片加速，从而使涂层材料中更多的部分以大致垂直于晶片的角度淀积到晶片上。这使金属可以淀积到包括深和窄的孔及位于晶片表面上的沟槽的晶片外形上，为这种外形的底部和侧部提供了良好的覆盖。
在1997年4月21日受理的美国专利申请08/844,751、08/837,551及08/844,756中公开了本申请的受让人提出的某些系统，它们被引入在此作为参考。这种系统包括一真空室，该真空室一般为圆柱形，其部分弧形外壁由介质材料或窗孔制成。一螺旋电感线圈设置在介质窗孔外侧，环绕该腔室并与之同心，线圈的轴向长度占介质壁轴向长度的相当一部分。操作中，线圈通过一适当的匹配系统由RF电源激励。该介质窗孔允许来自线圈的能量耦合进入该腔室中，同时避免线圈与等离子体直接接触。该窗孔通过一屏蔽件机构而避免了金属涂层材料淀积，该屏蔽件机构一般由金属制成，并能够将RF磁场送入腔室内部区域，同时避免金属淀积到该介质窗孔上，这会形成用于由这些磁场产生的循环电流的感应通路。这种电流是不期望有的，因为它会导致电阻加热以及从线圈到等离子体的等离子激励能量磁性耦合的降低。该激励能量的作用是在该腔室内部区域产生高密度等离子体。耦合的降低导致等离子体密度的降低以及加工结果的恶化。
在这种IPVD系统中，材料例如是从一靶溅射出来的，该靶通常通过一直流电源相对于等离子体充负电。该靶通常是一平面磁控管设计，该磁控管设计结合有一个将一等离子体限定在靶上用于溅射该靶的磁路或其它磁结构。材料到达一支承在一晶片支承件或台上的晶片，RF偏置一般通过一RF电源及匹配网络施加到该晶片支承件或台上。
一稍微不同的几何形状使用由置于真空室内部的线圈产生的等离子体。这种系统不需要介质室壁，也不需要特别的屏蔽件来保护该介质壁。这种系统在美国专利5,178,739中由Barnes等人描述，该专利被引入在此作为参考。在腔室外部带有线圈的系统以及在Barnes等人的专利中公开的系统都包含对位于真空室内部或外部的感应线圈或其它耦合元件的使用，该感应线圈或耦合元件被物理定位，并占据了溅射靶和晶片的平面之间的空间。
不论一耦合元件如一线圈是设置在一真空室的内部还是外部，该系统的尺寸已经由于需要足够的用于基片分离的源而被限定，该基片分离允许在源与基片之间安装RF能量耦合元件。环绕晶片也必须有足够的直径以安装线圈或其它耦合元件。由于需要为耦合元件提供空间而增加了用于基片空间的电源，用这种系统很难获得足够的淀积均匀度。如果降低腔室高度来提高均匀度，腔室中央区域的等离子体密度将降低，涂层材料的离子化百分比也将降低。同样，在实践中，整个系统必须装配在一限定的半径中。因此，经常出现由于从RF线圈向金属表面产生的热量而引起的问题，这就使额外的冷却成为必要，从而增加了工程和生产成本且浪费了能源。
在腔室内带有线圈的IPVD装置还其它缺点，线圈被等离子体腐蚀，因此必须包含与从靶溅射出来的相同类型的靶等级材料。另外，需要对真空室中放置的线圈进行可观的冷却。如果液体用于线圈的这种冷却，就会有由于腐蚀和电弧放电而使线圈被穿透的危险，导致液体泄漏进入系统中，这是非常不期望有的，并很可能导致该系统长时间的清理和重新鉴定。另外，腔室中的激励线圈还容性耦合到等离子体上，导致激励能量的低效率使用及离子能谱的扩大，而这会对加工产生不期望有的影响。
由于上述考虑和问题，在IPVD加工系统中需要将能量更高效地耦合到稠密涂层材料电离等离子体中，并且这样做的同时不影响腔室的最佳尺寸，且优选地不用将一线圈或其它耦合元件放入真空室中。
发明概述
本发明一个目的是提供一种IPVD方法和一种IPVD装置，其中线圈或其它耦合元件的放置不会反过来影响加工设备腔室的几何形状。本发明的另一个目的是提供一种用于完成IPVD的更高效和有效的方法和装置。
根据本发明的原理，在一IPVD装置中设置了一由涂层材料制成的环形源，用于在一真空室中向一加工空间产生一包括涂层材料原子或微粒的蒸气。在该环形源中心处设置了一个耦合元件，用于活性地将RF能量耦合到腔室中，在加工空间中产生一高密度活性耦合等离子体，从而对经过该加工空间的涂层材料进行电离。不论是否在静电或电磁场的影响下，涂层材料的离子向腔室中的基片漂移，该基片位于加工空间中与该源相对的一端。以一定距离，例如以距基片大约厘米级的距离到达的这些离子，遇到一屏蔽场并朝基片加速，使一高百分比的涂层材料以垂直于基片的角度到达基片，从而更有效地对基片的底部和侧部进行排列，或将高的宽高比特性加到基片表面上。
在本发明一优选实施例中，在一涂层材料源，优选地是一溅射靶上设置了一放置一介质窗孔的中央开口。在该窗孔后面和腔室真空外部设置了一个等离子体源，该等离子体源包括一与一RF能量源相联的耦合元件，最好是一线圈。该耦合元件构造成将从能量源提供的能量通过位于材料源中心的开口处的窗孔耦合，最好是感应耦合到位于涂层材料源与基片之间的腔室区域中，该基片例如可以是一位于一基片支承件上的半导体晶片，该晶片支承件位于腔室中涂层材料源的相对端。
优选地，本发明的装置包括一环绕一中央陶瓷窗孔的环形溅射靶。在某些优选实施例中，该环形阴极是平的或几乎平的。在该靶后面设置一磁控型磁体组件，以产生一将磁场限定在靶上的等离子体，优选地是位于该环形靶表面上的环形管道的形状，该环形靶在其中心环绕该中央开口。该靶由一负电压，最好是一负直流或脉冲直流电压激励。产生一等离子体将材料从靶中溅射出来，该等离子体基本限定在该管道中。
该耦合元件优选地是一线圈，该线圈在一环形溅射靶的中央开口处位于该介质窗孔后部外表面后面并与之靠近。例如13.56兆赫兹的RF能量施加到线圈上，以在位于靶与基片之间的腔室中激励一高密度感应耦合等离子体。在靶表面由磁控型磁场的作用而捕获的一主溅射等离子体将涂层材料从该靶溅射到由稠密的辅助等离子体占据的加工空间区域中，在此处材料的相当一部分带上电子从而形成涂层材料的正离子。一负偏置电压施加到位于基片固定器上的晶片上，该负偏置电压将溅射材料的正离子从辅助等离子体区域吸引到基片表面上，下落接近角度垂直于基片，这样它们可以进入位于晶片基片上的沟槽和孔中，从而将这些孔和沟槽的底部覆盖。
有了根据本发明的装置结构，可将加工腔室的尺寸确定为在涂层材料源与基片之间提供最佳的间距，从而既为溅射物质提供了离好的电离，又为晶片上的淀积提供了良好的均匀度。
本发明在构造加工腔室从而优化IPVD工艺方面为设计选择提供了很大的自由度，而与此同时还克服了前面背景技术中所述的缺点。
从下面对附图的详细描述中可以更明白本发明的这些和其它目的和优点。
附图简介
图1是现有技术中一种类型的IPVD装置的剖面图。
图2是与图1类似的剖面图，示出由本发明的受让人提出的一普通型IPVD装置。
图3是与图2类似的剖面图，示出根据本发明一优选实施例的IPVD装置。
图4是图3中阴极和电极部件的分解透视图。
图5是一透视图，示出与图3中IPVD装置所示相替换的阴极和电极部件。
图6是与图5类似的剖视图，示出另一可替换的阴极和电极部件。
图7是与图5类似的剖视图，示出另一可替换的阴极和电极部件。
图8是与图7类似的剖视图，示出又一可替换的阴极和电极部件。
图9是与图7类似的剖视图，示出另一可替换的阴极和电极部件。
发明的详细描述
图1中示意性地示出现有技术中的离子化物理气相淀积装置10。该装置10包括一密封的真空室11，该真空室11中支承着一个基片，如用于加工的半导体晶片12。该真空室11由一腔室壁13限定，该腔室壁13一般为圆柱形状，且通常由一导电金属制成并保持在地电位。该晶片12或者放置在或者夹持到一基片或晶片支承件14上，该晶片支承件14由腔室壁13支承，但通过绝缘体15与腔室壁13绝缘。腔室11中与基片支承件14相对的是一安装在一靶固定器或支承板17上的溅射靶16，该固定器或支承板17示意性地示出以与腔室壁13密封的关系安装在一绝缘体18上。该靶16与一示出为一直流电源的阴极电源19的输出端电联接，该阴极电源19向靶16施加一负电位。一般在靶16后面和腔室11外部设置一个磁控型磁体包封(未示出)，该磁控型磁体包封在靶16表面产生一等离子体捕获磁场，该等离子体捕获磁场将一主等离子体限定在靠近靶16的表面。在腔室11中的工业废气，一般为氩中的正离子形成在该主等离子体中并被吸引到靶16的表面，在此处它们从靶16撞击出或溅射出其它形成靶16的涂层材料的原子和微小粒子。通常，在靶固定器17中设置一用于流通冷却流体的结构(未示出)，用于冷却靶16。
IPVD装置10在真空室11中基片固定器14与靶16之间有一线圈20。该线圈20通过一适当的匹配网络21联接到一RF发生器22的输出端。线圈20将RF能量耦合到腔室11中的气体中，从而在腔室11中形成一等离子体。由RF能量产生的该等离子体的作用是形成该材料的正离子，该材料是当靶16通过腔室11中靶16与支承件14上的基片12之间的区域时从靶16溅射出来的。一般为一RF源的偏置能量源23通过一匹配网络24与支承件14和晶片12联接，在晶片12上产生一负偏置电位。
在这种IPVD系统10中，靶16相对于基片12的位置由于在靶16与晶片12之间的空间中存在RF线圈20而被限制。由于在靶与基片之间线圈20所需的空间，其直接结果是，由于在相对于基片12定位靶16时缺少柔韧性而使基片12上的淀积的均匀性受到损害。另外，一般需要在线圈20内部进行冷却，这就影响了工程和生产成本且耗电。装置10的线圈20位于腔室11中因而可能被该等离子腐蚀。因此，线圈20必须由形成靶16的相同等级的材料制成。另外，这种线圈20的冷却通常是通过将水循环通过中空的内部(未示出)或形成线圈20的管而提供的。
图2示出一具有一腔室31的IPVD装置30，该腔室31由一通常为圆柱形的腔室壁32限定。腔室31中，基片12支承在支承件14上，而支承件14支承在腔室壁32上，但通过绝缘体15与该腔室壁32绝缘。腔室31设置成其弧形外壁32的一部分由一介质材料或窗孔33形成。腔室31中，与基片支承件14相对的是一安装在一靶固定器或支承板17上的溅射靶16，该固定器或支承板17示意性地示出为以与腔室壁32成密封关系安装在一绝缘体18上。该靶16与一示出为一直流电源或脉冲直流电源的阴极电源19的输出端电联接，该阴极电源19向靶16施加一负电位。通常在靶16后面和腔室11外部设置一个磁控型磁体包封(未示出)，该磁控型磁体包封在靶16表面产生一等离子体捕获磁场，该等离子体捕获磁场将一主等离子体限定在靠近靶16的表面。在腔室11中的工业废气，一般为氩中的正离子形成在该主等离子体中并被吸引到靶16的表面，在此处它们从靶16溅射出其它形成靶16的涂层材料的原子和微小粒子。
一螺旋导电线圈35设置在该介质窗孔33外部并与腔室31同心，线圈35的轴向长度占介质壁33的轴向长度的相当一部分。操作中，线圈35通过匹配系统21由RF电源22激励。该介质窗孔33允许线圈35的能量感应耦合到腔室31中，同时使线圈35不与等离子体直接接触。通过设置一个或多个屏蔽件36而保护窗孔33免受从靶16溅射出来的金属涂层材料，该屏蔽件36一般由金属制成，能够将RF磁场传送到腔室31的内部区域，同时防止多数这种金属淀积到介质窗孔33上。屏蔽件或屏蔽件组36或者绕腔室31的圆周形成在电隔离区域，或者具有至少一个轴向槽或缝37以阻断绕腔室31的圆周电路，该电路可能会将线圈35与腔室31中的等离子体中屏蔽或分离开。由线圈35耦合到腔室31中的RF能量在腔室31中产生一稠密等离子体，从而使从靶16溅射出来并经过腔室31的材料的相当一部分将被正离子化。
通过匹配的网络24从RF源23向基片12施加一负偏置，从而对溅射材料的正离子进行静电吸引并以一大致垂直于基片12的方向将其从该等离子体导引到基片12上。偏置能量源23用RF能量或其它形式的电能将溅射材料的正离子从该等离子体吸引到基片12，使它们优选地以与该表面成直角或接近直角碰撞基片12，从而使底部涂层在基片12上具有高宽高比特性，该RF能量或其它形式的电能可有效地在基片上产生一相对于该等离子体的电位足够低的电位。基片12上的偏置电位不应该高到以足以基本上将基片12上形成的薄膜或装置腐蚀或损坏的能量将离子吸引到基片上。
图3中示出一根据本发明一优选实施例的IPVD溅射装置40。该IPVD装置40包括一由一腔室壁42限定的真空室41。该腔室41包括一用于将腔室41抽到高度真空的真空泵压系统43；一用于装载或卸载晶片用于加工的系统(未示出)，晶片固定器14，该晶片固定器14带有用于施加RF发生的负偏置的装置23、24，一提供惰性气体和活性气体用于活性溅射的系统44，及一位于腔室41中与晶片支承件或固定器14相对端的大的开口45。该开口45由一电源机构或阴极和电极组件50封闭。
支承件14优选地可调节地相对于一靶间隔开，在靶的寿命期间使靶与基片之间的间距可调节，从而保持所需的均匀度。如果设置了这样一个可调节支承件，在支承件14与腔室41的壁42之间可设置一个例如金属波纹管形的密封件(未示出)。该腔室41的几何形状，特别是腔室壁41的侧壁相对于晶片边缘的位置对于淀积的均匀度有一效果，特别是当壁42靠近晶片时，因而腔室41的几何形状必须联系加工的其它参数而经验地考虑，从而优化淀积的均匀度。
如图3所示，装置50包括一基本环形的靶51，在操作中该靶51由一阴极电源52充负电，该阴极电源52优选地是一直流或脉冲直流电源的形式，或者是通过适当的匹配网络与靶51相联的RF源的形式。靶51的腐蚀由内外暗区环53、54控制，优选地还由磁控型磁体组件59控制，如区域55中示意性地示出的。靶51的冷却是用内部水槽(未示出)或通过浸在一适当的常规外部冷却系统(未示出)中而完成的。靶51通过绝缘体56、57与接地表面电隔离。该环形靶51具有一内孔58，该内孔58中安装了一个RF等离子体激励系统60。
该RF等离子体激励系统60可通过多种方式实现。图3和图4中示出一优选实施例。该等离子体激发系统60包括一封闭环形靶51的开口58的平面介质窗孔61。窗孔61与基片12相对的侧面与腔室41的真空接触，而窗孔61的相对侧或外侧与一名义大气环境接触。一激励线圈65靠近该窗孔61的外侧，该激励线圈65优选地沿一平行于该窗孔的方向延伸且是平面或基本平面状。例如在授权给Ogle的美国专利4,948,458或授权给Ashtiani的美国专利5,669,975中描述的一适当的线圈65，它们均被引入在此作为参考。在窗孔61内侧是多个屏蔽件66、67，该多个屏蔽件66、67用作使介质窗孔61免受溅射金属或其它溅射材料淀积的物理屏蔽件，还用作允许感应耦合的RF能量从线圈65通向腔室41中的法拉第屏蔽件。该屏蔽件66、67距介质窗孔61内表面一较小距离并与之靠近地安装。该屏蔽件66、67最好被开槽，并接地到暗区屏蔽件53并与之保持良好的热接触，该暗区屏蔽件53最好是水冷却的。另外，屏蔽件66、67中的一个或两个可至少相对于线圈65上的RF能量电浮置。在该优选实施例中，屏蔽件66、67可以通过从边缘向水冷的暗区屏蔽件53传导而冷却，也可以通过一允许屏蔽件66、67冷却的可选择的绝缘导热支承环68而冷却，同时如果需要的话，将屏蔽件66、67与暗区屏蔽件53绝缘。也可以使用其它屏蔽冷却技术和装置。
操作中，由电源22通过匹配网络21向激励线圈65提供一RF电压。在授权给Ashtiani的美国专利5,669,975中描述了用于设计该匹配单元及某些联接的技术，用于使与屏蔽件66、67不期望的容性耦合减到最小。供应工业废气将腔室中的压力升高到约1至40毫乇。然后可以在腔室中引燃一高密度等离子体。向溅射靶51供应直流或RF电，该溅射靶51被主等离子体的离子轰击腐蚀。由主等离子体从靶溅射出来的材料在它通过由线圈65的感应耦合能量支承的高密度等离子体时被电离。该被电离的溅射涂层材料向晶片12加速，该晶片12如结合图2中的装置30所陈述的那样被负偏置。
图5中示出的是装置40的一实施例，其中设置了一个可替换的等离子体激励系统60a，包括一位于环形靶51中央的内部开口58中的凹坑或腔室槽70。该槽70由一壁71限定，该壁71由石英或其它适当的介质材料制成，在该壁71后面和腔室41的真空外部并与窗孔71同心地卷绕一螺旋线圈75。适当的法拉第屏蔽件76、77靠近该窗孔71定位，该法拉第屏蔽件76、77还用作保护该介质材料免受淀积的物理屏蔽件，同时允许RF能量从线圈75进入凹坑70内部，从该凹坑70扩散到整个加工空间。该屏蔽件76、77提供了与结合图2描述的屏蔽件66、67类似的物理屏蔽和RF传导功能，并可包括此处作为参考而引入的美国专利申请08/844,751、08/837,551和08/844,756中描述的特征。操作中，螺旋线圈75由高频RF能量激励，且在腔室41的真空中的凹坑70区域产生高密度等离子体。该高密度等离子体流入腔室41的主加工区域，从靶51溅射出的材料在此处被电离。
可替换地，如图6所示，装置40中设置了一个与图5中的系统60类似的等离子体激励系统60b，但具有一个位于靶51中央并由一圆柱形石英壁81环绕的凹坑70a，一可移动的辅助阴极组件82封闭在壁81的远端。该阴极组件82上安装了一个小的平面辅助靶83，该平面辅助靶83由与环形靶51相同的材料制成。优选地在靶83后面设置一磁控管装置(未示出)。该辅助靶83由一辅助直流电源84激励。该靶83的功能是提供一个另外的可选择的溅射材料源，从而在适当情况下使溅射材料更均匀地淀积到该基片上。
阴极和电极组件50的主环形溅射靶41可设置在图7-9中所示的多种可替换结构中。图7中，可替换装置50a的靶设置成位于适当构造的内外暗区屏蔽件16a、17a之间的平面环形靶51a，而在图8中，另一可替换的阴极和电极组件50b的靶设置成圆柱形靶51b的形式。图9中，另一可替换的阴极和电极组件50c包括一截头圆锥形式的靶51c。可对靶的几何形状进行选择，以在靶材料的电离与最佳使用之间实现一所需的平衡。图8中的几何靶51b例如会使材料从溅射靶51b向等离子体的最高密度区域释放，这导致溅射材料的高效电离，然后少量溅射材料到达晶片。
将等离子体激励系统设置在位于一环形靶或其它环形电源中央的开口中的一个优点在于，消除了由于需要将螺旋线圈同心环绕在溅射源中心与晶片中心之间的轴线上而进行的尺寸限制。另一个优点在于使用环形靶或环形电源带来的好处，相比于平的实心平面电源的情况而言，它提高了靶与晶片间隔较大时的薄膜均匀度。在靶与晶片间隔较大时实现均匀度的能力使溅射材料有更多的机会被电离。当现有技术中的溅射涂层装置使用环形源时，这种装置在源的中央区域通常需要特殊的屏蔽件。这种情况下，必须对该中央区域进行加热，以确保该材料的良好粘结，并防止淀积材料的剥落，而这会增加腔室中的颗粒污染。在本发明的实施例中，环形源的中央开口用作激励高密度等离子体的设备的位置，因而由于对溅射材料定向淀积到基片上作出贡献而成为系统中一个有用的部分，而不是负担。
本发明的各实施例中显示的另一个优点在于，阴极和辅助等离子体激励结构可以制成比现有技术中更加紧密，且不需要对加工真空室进行额外的传送或其它修改，使源装配到现有模块上更加实际可行。
本领域技术人员可以理解，本发明的实施是可以变化的，且本发明是以优选实施例描述的。因此，在不脱离本发明的原理和意图的条件下可以进行增加和修改。

Claims (26)

1.一种离子化物理气相淀积装置，包括：
一具有一腔室壁的真空室，该腔室壁环绕该腔室中的一真空加工空间；
一环形涂层材料源，从该环形涂层材料源向该加工空间提供涂层材料，该环形源具有一中央开口及至少一个与该真空加工空间相通的表面；
一在该腔室中隔该加工空间与该环形源相对的基片支承件；
该腔室壁包括一位于该环形源的中央开口中的介质窗孔；
一位于腔室外部的RF能量源；
一位于该腔室外部的线圈，该线圈靠近该介质窗孔并与该RF能量源相联，通过该窗孔将能量感应耦合到该腔室中，在该加工空间中形成一感应耦合等离子体，该等离子体具有足够的密度，从而对从该环形源移动经过该加工空间的涂层进行电离；及
一位于该窗孔中窗孔与加工空间之间的屏蔽件结构，该屏蔽件构造成使RF能量有效地从线圈耦合到加工空间中，并物理地屏蔽该窗孔，使其免受来自加工空间的涂层材料。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
一偏置电源，该偏置电源与基片支承件相联以在位于支承件上的基片上产生一电位，该电位相对于该等离子体足够低，从而将涂层材料的正离子从加工空间导向基片。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
该环形源包括至少一个导电涂层材料的环形溅射靶，该环形溅射靶具有一与腔室内部相通的溅射表面，及一靶电源，该靶电源与该靶相联以向该溅射表面提供一直流电位，该电位相对于该等离子体足够低，从而将材料从该靶的溅射表面溅射到加工空间中。
4.如权利要求3所述的装置，还包括：
一位于该靶后面并位于腔室外部的磁控型磁体，该磁控型磁体可有效地将一溅射等离子体限定在靠近该靶的溅射表面。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，
该环形源包括至少一个具有一溅射表面的平面环形溅射靶，该溅射表面大致位于一基本与支承件上的基片平行的平面内。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
该环形源包括至少一个具有一溅射表面的圆柱形溅射靶，该溅射靶大致垂直于支承件上的基片。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
该环形源包括至少一个具有一溅射表面的截头圆锥形溅射靶，该溅射靶以一与基片所成的角度面向该支承件上的一基片。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
该介质窗孔是一位于该环形源的中央开口中的大致平面的窗孔；及
该线圈是一位于该窗孔后面并基本平行于该窗孔的基本平面的线圈。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
该屏蔽结构包括一带槽的导电材料板，该板上的这些槽具有一个对地的高RF阻抗。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
该介质窗孔是一个大体为钟型窗孔，其具有一圆柱形侧壁和一封闭的端部，该窗孔位于该环形源的中央开口中，并形成一与该加工空间相通的槽；
该线圈是一环绕该窗孔的圆柱形壁的螺旋线圈；及
该屏蔽结构包括一由一个或多个导电材料板构成的圆柱形结构，该导电材料板物理地将该圆柱形壁与从加工空间移动的材料屏蔽开。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
该介质窗孔是一位于该环形源的中央开口中的大致圆柱形的窗孔，并形成一与加工空间相通的槽，该槽具有一封闭的端部；
该线圈是一环绕该圆柱形窗孔的螺旋线圈；
该屏蔽结构包括一由一个或多个导电材料板构成的圆柱形结构，该导电材料板将该圆柱形壁与从加工空间移动的材料物理地屏蔽开；及
该装置还包括一位于该槽封闭端的补充靶。
12.一种离子化物理气相淀积装置，包括：
一具有一腔室壁的真空室，该腔室壁环绕该腔室中的一真空加工空间；
一在该腔室中位于该加工空间一端的基片支承件；
一由涂层材料制成的环形溅射靶，该环形溅射靶隔该加工空间与该基片支承件相对，并在其中具有一中央开口及一面向该基片支承件的基本平面的环形溅射表面；
一与该靶相联的靶电源，用于向该溅射表面提供一电位，该电位足以产生一溅射等离子体，以将材料从该靶的溅射表面溅射到该加工空间中并溅射到该基片支承件；
一位于该腔室外部的RF能量源；
一RF电极，该RF电极靠近该中央开口并与该RF能量源相联，以将能量反应耦合到该加工空间中，在该加工空间中形成一反应耦合等离子体，该等离子体具有足够的密度，以对加工空间中来自该环形靶的涂层材料进行电离；
该基片支承件被设置成，当受一直流源激励时，可向支承件上的基片施加一直流电位，该电位相对于该等离子体足够低，从而将涂层材料的正离子从加工空间导引到基片，而不损坏基片。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，
该腔室壁包括一邻近该环形靶的中央开口的介质窗孔；
该RF电极包括位于该腔室外部的线圈，该线圈靠近该介质窗孔并与该RF能量源相联，通过该窗孔将能量感应耦合到该腔室中，在该加工空间中形成一感应耦合等离子体，该等离子体具有足够的密度，从而对从该环形源移动经过该加工空间的涂层进行电离；及
该装置还包括位于该窗孔中窗孔与加工空间之间的屏蔽件结构，该屏蔽件构造成使RF能量有效地从线圈耦合到加工空间中，并物理地屏蔽该窗孔，使其免受来自加工空间的涂层材料。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，
该介质窗孔是一位于环形靶的中央开口中的大致平面的窗孔；及
该线圈是一位于窗孔后面并与之平行的平面线圈。
15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，
该屏蔽结构包括一由导电材料制成的带槽的板，其具有一个对地的高RF阻抗。
16.如权利要求13所述的装置，其特征在于，
该介质窗孔是一大体为钟型的窗孔，其具有一圆柱形侧壁和一封闭的端部，该窗孔位于该环形靶的中央开口中，并形成一与该加工空间相通的槽；
该线圈是一环绕该窗孔的圆柱形壁的螺旋线圈；及
该屏蔽结构包括一由一个或多个导电材料板构成的圆柱形结构，该导电材料板物理地将该圆柱形壁与从加工空间移动的材料屏蔽开。
17.如权利要求13所述的装置，其特征在于，
该介质窗孔是一位于该环形源的中央开口中的大致圆柱形的窗孔，并形成一与加工空间相通的槽，该槽具有一封闭的端部；
该线圈是一环绕该圆柱形窗孔的螺旋线圈；
该屏蔽结构包括一由一个或多个导电材料板构成的圆柱形结构，该导电材料板将该圆柱形壁与从加工空间移动的材料物理地屏蔽开；及
该装置还包括一位于该槽封闭端的补充靶。
18.一种离子化物理气相淀积方法，包括下列步骤：
从位于一真空加工腔室中的一加工空间的一端的一由涂层材料制成的环，将材料微粒释放到加工空间中；
通过一开口将RF能量从一位于腔室外部的源反应耦合到加工空间中，该开口位于该由涂层材料制成的环的中心的涂层材料中；
用该耦合的RF能量在加工空间中形成一反应耦合的等离子体，该等离子体具有足够高的密度，从而在加工空间中对涂层材料中的相当一部分进行电离；及
对位于加工空间端部并与由涂层材料制成的环相对的一基片进行电偏置，以在其上面产生一直流电位，该电位相对于该等离子体足够低，以将该涂层材料的正离子从加工空间以大致与之垂直的角度导引到该基片上。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，微粒释放步骤包括下列步骤：
提供一种由涂层材料制成的环形溅射靶，该溅射靶环绕隔加工空间与一基片支承件相对的开口；
用一靶电源激励该靶，以向该溅射表面提供一直流电位，该直流电位相对于等离子体足够低，以将材料从靶的溅射表面溅射到加工空间中并溅射到基片支承件上；及
在靶的溅射表面上产生一磁场，该磁场环绕靶的中央开口，并将溅射等离子体限定在靠近靶的溅射表面。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，RF能量耦合及等离子体形成步骤包括下列步骤：
在腔室外部提供一线圈；
通过在涂层材料中心环的窗孔从一线圈感应耦合能量到该加工空间中；及
物理地屏蔽该窗孔使其免受涂层材料的淀积，同时允许有效地将RF能量从线圈基本上感应耦合到加工空间中。
21.如权利要求12所述的装置，其特征在于，
RF电极包括一线圈，该线圈位于靶的中央开口处，并与RF能量源相联，以将能量感应耦合到加工空间中，在加工空间中形成一感应耦合等离子体，该等离子体具有足够高的密度，从而对加工空间中来自环形靶的涂层材料进行电离；及
该装置还包括：
一介质窗孔，该介质窗孔靠近环形靶的中央开口，并设置来将线圈与加工空间隔离开，及
一位于窗孔中窗孔与加工空间之间的屏蔽结构，该屏蔽结构构造成允许RF能量有效地从线圈耦合到加工空间中，并物理地将该窗孔与来自加工空间的涂层材料屏蔽开。
22.如权利要求12所述的装置，其特征在于，
该RF电极包括一线圈，该线圈位于靶的中央开口处，并与RF能量源相联，以将能量感应耦合到加工空间中，在加工空间中形成一感应耦合等离子体，该等离子体具有足够高的密度，从而对加工空间中来自环形靶的涂层材料进行电离；及
该装置还包括：一介质窗孔，该介质窗孔靠近环形靶的中央开口，并设置来将线圈与加工空间隔离开。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，线圈设置在腔室外部，隔介质窗孔与加工空间相对，以通过该介质窗孔将能量活性地感应耦合到加工空间中。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，该装置还包括位于窗孔内部窗孔与加工空间之间的屏蔽结构，该屏蔽结构构造成允许有效地将RF能量从线圈耦合到加工空间中，并物理地将该窗孔与来自加工空间的涂层材料屏蔽开。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，还包括：
一位于该靶后面和腔室外部的磁控型磁体组件，该磁控型磁体组件可有效地环绕该环形的溅射表面及环绕该靶的中央开口产生一磁场，从而将一溅射等离子体限定在靠近该靶的溅射表面。
26.如权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括：
一位于该靶后面和腔室外部的磁控型磁体组件，该磁控型磁体组件可有效地环绕该环形的溅射表面及环绕该靶的中央开口产生一磁场，从而将一溅射等离子体限定在靠近该靶的溅射表面。
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