TW404147B

TW404147B - Overlap design of one-turn coil

Info

Publication number: TW404147B
Application number: TW088103615A
Authority: TW
Inventors: Peijun Ding
Original assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-09-01
Also published as: US6506287B1; JP4588212B2; JP2002507661A; EP1064670A1; WO1999048131A1; KR20010041917A

Description

A7 B7 404147 五、發明説明（）發明領域：本發明關於電漿產生器，更明沉積一材料層之 ^1^1- n^n I-^i l— turn tut n l n^i In ^fn --'J / (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 也說，係關於一種於半導體裝置製造中，用以產生電漿以濺鍍 ’ 方法及設備。 < 發明背景：電聚已經成為能量離子及激化原子之方便㈣，其可以使用於各種之半導體裝置製造處理中，包含表面處理，沉積及蝕刻處理。例如’使用一濺鍍沉處理，來沉積材料至一半導體晶圓，一電装係產生私电果货座生於被負偏壓之濺鍍靶材料之附近。創造於電衆中之離子衝擊之表…分解，即由靶"歲射”材料《所濺射之材料然後被傳送並沉積於半導體晶園之表面上。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製被減射之材料具有以直線路#，由&至被沉積之基板行進之傾向，其係斜向於基板之表面而呈有角度。結果，沉積於具有高深對寬空間比溝’渠或孔中之半導體裝置之被蝕刻溝渠及孔中之材料可能形成突懸，其可能橋接而使得於沉積層中造成不想要之空腔。為了防止此突懸，所滅鍍材料可以再被導引於靶及基板間之大致呈垂直路徑中’藉句負充電該基板及定位鄰近於基板之適當垂直定向電場’若所錢鍍材料係足夠地被電漿所離子化的話。然而’被低密度電漿所濺鍍之材料具有低於1 %之離子化程度，這經常是不夠避免突懸之形成。因此，吾人想要增加電漿之密度，以增加濺鍍材料之離子化比率，以降低於沉本紙張尺度適用中國國家橾準（CMS )八4規格（210X297公釐） 404147 A7 B7 五、發明説明（） — 積層中之不想要之突懸形成。如於此所使用，名詞"密電榮係表示具有高電子及離子密度之電衆。已知有好幾種技術，用以激勵一具有RF電場之電漿，包含電容耦合，電感耦合及波加熱◊於標準電感耦合電漿（ICP)產生器中，通過一線圏2RF電流感應電磁場並產生咼密度電漿。這些電流藉由歐姆加熱法，而加熱感應電漿，使得其被保持於穩定狀態。例如於美國專利第 4,362,632號所示，流經線圈之電流係被一耦合至線圈之 RF產生器所供給，經過阻抗匹配網路，使得線圈被作為變壓器1第一繞组。電漿係作動為一變壓器之單一線圈第 —繞組。於很多高密度電漿應用中，對於該室較佳地係能操作於一相當高壓力，使得於電漿離子或電漿前驅物氣體原子及沉積材料原子間之碰揸頻率可以被增加，以增加於高密度電漿區中之濺鍍材料之保存時間。結果，沉積材料原子可以被離子化增加，而增加了整體離子化比率。然而，沉積原子之濺鍍係同樣地被增加。於沉積離子之濺鍍經常使得於基板上之沉積層對齊靶中心之基板部份之厚度更厚’而於外部區域中者更薄。為了改良沉積本均勻度，、用以耦合RF能量至電漿之線圈已經被採用以濺鍍材料，由線圈至工件上，以由靶補充被濺鍍之材料至工件上，如同於共同申請專利第〇8/680,335號所詳細說明，該案係申請於1 996年七月1〇曰（代理人號139〇-Cip/PVD/DV)命名為，，用以產生電漿及本紙張f度適财關家標準T^yA4“（加幻“)--~~.___ I. I I 1 I— i —II I·-"11 - —I I - - 1- πϊ : 1- L (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 A7 B7 404147 五、發明説明（）濺鍍用線圈"’由Jaim Nulman等人所述’其係為本發明之申請人並於此併入作為參考。如同於此所討論，線圈係被定位相鄰於基板，使得由線圈所濺鍍材料係主要被沉積於工件之週邊。線圈之一端係連接至RF產生器及線圈之另一端係連接至系統地端·，典型地，經由一阻擋電容，以發展一直流偏壓於線圈上，以使線圈容易濺射。若線圈為單一線圈，則線圈之末端係典型地被彼此定位相接近，但分離開一間隙（典型係1/4吋之大小（4_8mm))，以防止於灯產生器及阻擋電容間之短路，這將旁路該線圈。雖然，來自線圈之賤錄材料至工件上，可以防止沉積之均勻度，但可以注意到的是，於沉積中之不均勻度可以發生。因此，於沉積均勻度中之改良係想要的。發明目的及板祕· 本發明足目的係提供一用以於室内產生電漿之方法與設備’丨用以渡鍍-層，為了實際用途，而克服了上述之限制。，這些及其他目的及優點係冑由依《本發明之一方面之電漿產生設備所完成，該設備電感镇合電磁能並濺链來自-線圈之材料，該線圈具有兩分離但重叠之末端。己經被本本申叫人所侍知正常用以分離先前單一圈轉線圈兩端之間隙’可能於材料由線圈滅射入基板最接近線圈間隙之部份’相較於基板之其再他部伤造成於沉積速率上之不連續藉由重叠線圈之兩端於悬、响於最近但分離關係，吾人相信線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

404147 ———--- 五、發明説明（圏可以提供更均勻沉積材料源’於線圈之周圍，即使是接 I I ΙΓ I fwf--II I 1 - -- i 1 ---- (锖先閲讀背面之注意事項存填寫本近末端部伤。吾人更相信此—線圏可以改良接近線圈末端之電漿均勻度。於例示之若干實施例中，線圈末端重疊於，大致平行於基板支持器軸及基板被支持於支持器上之方向。於例示實施例中，線圈末端徑向重疊。於以下所述之每—實施例中，相信此線圈末端之疊合可以改良沉積於基板上之層之品質。圖式簡簞說明：_ 第1圖為依據本發明之一實施例之電漿產生室之立體，部分剖面圖。弟2圖為弟1圖電漿產生室之電氣連接圖。第3圖為依據本發明之第一實施例之線圈之立體圖。第4圖為第3圖中之線圈之部份立體圖。經濟部智慧財產局員工消費合作社印焚第5圖為依據本發明之第二實施例之線圈之部份立體圖。第6圖為依據本發明之第三實施例之線圈之部份立體圖。第7圖為依據本發明之第四實施例之線圈之部份立體圖。第8圖為先前技藝線圈之立體圖。圖號.#照說明： 100 處理室 102 真空室 104 線圈 105 屏蔽 106 RF產生器 110 靶第7頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（21 OX297公釐） 40414? A7 B7五、發明説明（） 111 直流電源 112 基板 114 托架 116 旋轉磁鐵组件 117 線圈一端 118 阻抗匹配網路 119 線圈一端 120 電容 121 交流源 122 線圈分離件 124 貫穿分離件 132 暗區屏蔽 152 承接環組件 172 陶瓷絕緣環組件 174 通道 410 間隙 600 槽 602 分離突出部 604 分離突出部 610 中心凹入部 626 中心突出部 628 下凹肩部 630 下凹肩部 634 邊緣面 640 内部垂直面 642 窗部 690 狹缝 705 狹缝 722 狹縫 800 單圈轉線圈 806 槽 n^i - »m i m·^- —^n ^mt I m^— l flun 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

iT 經濟部智慧財產局員工消費合作社印敦發明詳細說明：參考第1及2圖，一依據本發明之第一實施例之電衆產生器包含一實質圓柱電漿室1〇〇，其係被,收納於真空室 102之（示於第2圖中）。本實施例之電漿室100具有單圈轉線圈1 04，其如於以下所述，具有疊合末端，而允許改良之沉積均勻性。線圈1 04係被放置於屏蔽1 05之内部，屏蔽105保護真空室102之内壁（未示出）被材料所沉積於第8頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 40414?五、發明説明（） A7 B7 經濟部眢慧財4局員工消費合作社印製電漿室100之内部。來自RF產生器106之射頻（RF)能量係由線圈射入沉積系統100之内部，該能量激勵於沉積系統^㈧内之電漿，以離子化由靶110濺射來之材料， v夂* 1 1 ϋ係定位於室1〇2之上。方起110係為一直流電源U1所負偏壓，以吸引濺射離子。衝擊靶110之離子由靶射出材料至基板 1 12上’該基板可以是一被一托架丨14所支持於沉積系統 100底部之晶圓或其他工件。一提供於靶11〇 υ丄〈旋轉磁鐵組件116產生磁場，該磁場掃過靶11〇之面，以提昇靶之均勻侵蝕。如上所述’由乾1 10射出之材料之原子係隨後被電裝所離子化’該電漿係被電感耦合至電漿之線圈i 04所激勵。RF產生器1 06較佳係經由一放大器及阻抗匹配網路 U8連接至線圈104之一端117。線圈1〇4之另一端119 係較佳經由一電容120連接至地端，該電容可以是—可變電容。離子化沉積材料係被吸引至基板11 2並於其上形成 —沉積層。托架11 4可以被一交流（或直流或r F)源121所負偏壓，以外部偏壓該基板112。如於共同申請案號第08/680，335號案中所詳述，材料同時也被由線圈，104濺射至基板112，以補充由靶ι10 所濺射至工件上之材料。結果，沉積至基板1 12上之層係由來自線圈104及靶之材料所形成，而可以實際改良所得 w勻性。濺射自11 0之材料相較於邊緣傾向於更快速層之均沉積於工件之中心。然而，濺射自線圈1 04之材料相較於第9頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -β Γ- A7 B7 404147 五、發明説明（）工件之中心傾向於更快速沉積於工件之邊緣'结果自線圈及靶之材料可以組合以形成一具有由工件中心至邊緣之改良均勻厚度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一般而言’一用以產生電漿；5 、，抵l , 电萊及用以濺射〈線圈係被設計’使得線圈之兩端並不接觸，以防止線圈短路。第8圖示出一先前技藝之單圈轉線圈8〇〇，其具有兩端8〇2及 804，其係分別被連接至_ RF產生器及地端。兩端8〇2及 804係被一槽806所分離，該槽防止兩端發生短路。然而，為本案申請人所知槽806可以造成於材料沉積至基板上之不均勻性。本發明係有關於降低或消除由此一槽所造成2 不均勻性。線圈104係被多數線圈分離件122(第i圖）所承載於屏蔽105上，該分離件像電氣絕緣開線圈1〇4與支持屏蔽 105。如於申請於1 997年五月8E)之受讓給本案受讓人之共同申請案號第08/853，024號名為，，用以產生電漿之下凹線圈"中所詳述，絕緣線圈分離件122具有一内部曲徑結構，其允許來自靶1 1 0之導電材料重覆沉積至線圈分離件 122上，同時防止一完整導電路徑之沉積材料由線圈1〇4 絰濟部智慧財產局員工消費合作钍印製至屏蔽105，這將短路線圈104與屏蔽1〇5(其典型係接地）。、 RF功率係藉由貫穿件2〇〇所施加至線圈丨〇4，該貫穿件200係被絕緣貫穿分離件124所分離。貫穿分離件124 如同線圏支持分離件122般’允許來自乾之導電材料重覆沉積至貫穿分離件124 ’而不會形成短路線圈104及屏蔽第10育本紙張从適財關家縣（c …祕（2丨Gx297公翁 404147 at B7 ~ — -----. I. '' ' "—— 五、發明説明（） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 105之導電路徑。因此，線圈貫穿分離件124具有内部曲徑結構’其係略類似於線圈分離件1 22，以防止於線圈1 〇4 及屏蔽之壁140間之短路之形成。所例示實施例之線圈1 04係由1 /2* 1 /8吋強力喷珠固體高純度（較佳為99.995%純）鈦帶形成為具有10-12吋直徑之單圈轉線圈。然而，其他高導電材料及形狀可以被利用’這係取決於所濺鍍之材料及其他因素而定。例如帶可以薄至1/16吋並於高度超出2吋。同時，若予以濺鍍之材料為鋁’則靶及線圈均可以由高純度鋁作成。除了所例示之帶狀’中空管可以被利用，特別是若想要水冷的話。如於第3及4圖所見，依據本發明之一方面，線圈1〇4 之兩端1 1 7及1 1 9係”軸向重疊"，以包圍基板之整個周圍。所例示之實施例線圈1 04係大致呈圓形並定義一中心軸1 3 0 (第2圖）’其較佳係對準基板及基板支持器之中心軸131。"軸向重晏”表示線圈末端重疊於大致平行於基板支持器軸之方向，該軸係正交於承載基板之基板支持件之表面。基板支持件軸定義由線圈被沉積於基板上之沉積材料之行進''垂直"方向。於例示實施例中，此線圈重疊之” 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製軸”向同時大致相同於靶110及基板Π2間室之軸。因此，於所示之實施例中，線圈至基板之方向及靶至基板之方向於上或下方向（相對於重力）實質上係"垂直"。然而，可以想到一室可以定向於另一方向，使得於線圈及基板間之方向可以定向於不是上或下方向（相對於重力）。同時，線圈中心軸可以不對準基板，或者，線圈可以不是圓形，使得 ________第”頁本紙張尺度適用中國G樣準（CNS ) A4胁（21〇乂297公釐) '~~~ -- 404147 at ---------B7_ 五、發明説明（） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其並沒有一對稱中心軸。然而，如於此所使用，線圈末端係被認為”軸向重疊"，而不管實際線圈對基板之定向，當線圈末端重疊於平行於基板支持器軸之方向時。如於先前所述，兩端1 1 7及1 1 9係分別連接至RF產生器106及系統地端。因此，一槽600分離兩端i 17及 11 9，以防止於RF產生器i 06及系統地端間之短路。因為線圈104具有軸向重疊端，所以線圈覆蓋基板之全圓周。換句話說’包含基板之室電漿產生區之軸向剖面將同時包含線圈1 04之一部份，即使於槽之附近。結果，線圈之一部份將對齊基板於基板之每一徑向。結果，可以知道沉積均勾度將被改良，對於基板基板中對齊其他槽之部份。藉由相比’ 一沿著示於第8圖中之傳統線圈之槽806内之線 820所取之剖面圖。第8圖將不會包含傳統線圈之一部份’因為線圈800之末端並不重疊。因此，相較於第3及 4圖之線圈104之槽600，鄰近於槽806之濺射速率有高度之不連續性。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

吾人相信沿著線圈之周圍之賤鍍速率均勻性可以藉由沿奢線圈移位RF電壓分配而加以改良。如申請於1997 年五月16日之共同申請案第0 8/8 57,92 1號，名為"使用可變阻抗，以控制線圈濺鍍分配、”（代理人編號1 737/PVD/DV) 及申請於1997年八月7日之申請案號第08/908,341號，名為"使用可變RF產生器，以控制線圈電壓分配"（代理人編號1 873/PVD/DV)中’此一位移可以藉由各種技術完成，包含改變連接至線圈之阻抗及改變連接至線圈之RF 第12頁本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS )八4規格（210X297公釐） 404147 A7 B7 _ 五、發明説明（）產生器之功率或頻率。吾人同時也相信第3及4圖之線圈104可以改良於電漿產生區域中之電漿密度之均勻性。例如，因為線圈1 〇4 完全包囷電漿產生區域，所以任何感應於線圈上之直流偏整可以更均勻地分配於電漿產生區域之週邊。結果，可以由線圈上之直流偏壓所影響之電漿密度也可以更均勻分配°結果’通過電極之沉積材料可以更均勻離子化，提供於基板中鄰近線圈間隙之高縱橫比通孔，溝渠及其他孔徑更均勻之底覆蓋》相比之下，具有非重疊末端之先前技藝線圈具有於由線圈上直流偏壓所產生之直流場中之相關不連續性’而具有鄰近間隙之電漿密度中相當之中斷。第4圖示出於兩端丨17及H9間槽6〇〇附近之線圈1〇4 之部份示意圖。線圈端〗17係藉由一貫穿件200a連接至 RF產生器1〇6，同時線圈末端丨19係藉由貫穿件2〇〇b連接至阻隔電容120。如於先前所述之共同申請案號第 08/853,024號案，申請於1997年五月8日之名為"產生電漿之下凹線圈"（代理人編號#1186_P1/PVD/DV)所詳細說明’貫穿件經由屏蔽105通過RF電源至線圈1 〇4。貫穿件同時支持線圈於屏蔽1 05上，但使線圏及屏蔽絕緣。末端117具有相隔突出部602及604，其定義一中心凹入部610,其被形成於突出部6〇2及604之間。末端119 具有一中心突出部626 ’其位於下凹肩部628之上及位於下凹肩部630之下。線圈之兩端1 1 7及1 1 9係被重疊’於相分離但彼此作第13頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） H. I - - - I - - - I I— t I I - I— I - -(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合泎社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ——__4Q4147__Βτ^ 五、發明説明（) 才曰型交又狀。更明白地說，末端119之突出部626係被末端117之凹槽區域610所收納。然而，末端117之邊緣表面643之每一部份係離開末端119之中心部626及肩部 628及630之每一部份，以形成槽6〇〇，使得於rf產生器 1 〇6及系統地端間之短路可以加以防止。雖然槽600分離兩端117及119，線圈1〇4仍有效地覆蓋基板及電漿產生區域之整個圓周，而不會有覆蓋之間隙或斷裂，因為末端119之突出部626及末端117之突出邵602 , 604作軸向重疊。換句話說，繞於電漿產生區域之圓周之線圈104之每一軸向剖面包含線圈1〇4之一部份。線圈104之軸向剖面全部都包含為線圈1〇4之一部份。線圈104之内部垂直面640可以再細分為多數垂直區域，分離開線圈之整個軸寬度，其係如一以虛線表示之窗區域642所表示。若窗部642係對中於離開線圈之下凹部 610之假想線644時，則線圈1〇4中，由窗M2所包圍之區域將重叠線圈面640於窗642之整個範圍。結果，線圈 1〇4可以濺鍍最大量線圈材料並耦合最大量rf能量於假想像644之附近。然而，若窗部642係對中於假想線648, 假想線每下凹部610交錯，财為窗部642所包圍之區域將不再為整個線圈之表面，因為於窗部642之部份區域將包含槽600之-部份，該部份將沒有線圈材料。結果，窗部 642之區域中重合線圈面之部份將少於百分之百（例如 75%)，使得鄰近於線648之濺鍍速率將低於鄰近線644 第14頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公慶)" ----— II ：——J-----k------IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --4〇4141__^_ 五、發明説明（) ~' 者。雖然，濺鍍速率對於窗部對中於相隔肩部63〇及GW 間假想線650者將更低（例如最大值之25%)，但對於任何垂直窗部642之濺鍍速率於電漿產生區域之整個圓周部並不會到達零，因為窗部均包含線圈1〇4之一部份。然而，比較上’若窗部642係對中^示於第8圖之先前技藝線圈之間陈806内之假想線82〇時’對於此窗之濺鍍迷率將會疋零，因為於間隙820中，會有線圈材料完全未出現之情於線圈末端間之間隙應足夠地大，以防止於實際不同電位之兩末端間發弧。間隙同時也應足夠地大，以防止濺射自靶之沉積材料橋接兩末端，並將兩端短路在一起。另一方面，間隙愈小，對於線圈鄰近於間隙之部份之濺鍍速率不連續性愈小。於所例示實施例中，槽6〇〇之間隙大約 4至8毫米，較佳約6毫米。然而，也可以想到其他大小之間隙也可以加以選擇，這係取決於上述之特定應用而定。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^^^1- n^l ^^^1 1^1 nn n^· ^^^1 一-aJ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 第5圖示出依據本發明之第二實施例之—線圈1〇牦之部份示意圖。線圈l〇4a係類似於第4圖之線圈1〇4，除了線圈104a於兩端660及670作成不同形狀。相反於線圈104之具有一下叫及一突出部於兩端之中間，線圈1〇4a 分別於兩端660及670具有互補凹槽下凹區域672及 676。末端6 60具有突出部67 8於凹槽下凹區域672下。相反地’末端670具有突出部680於凹槽下凹區域676上。末端670之突出部680係被收納於末端660之凹槽下凹區第15頁本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 40414^ A7 B7 五、發明説明（） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 域672中，及末端660之突出部678係被收納於末端67〇之凹槽下凹區域676中。然而，末端66〇之邊緣表面682 之每一部份係與末端670之邊緣面684之每一部份分離，以形成一癍缝690於表面682及684之間，使得於”產生器1 0 6及系統地端間之短路可以加以防止。有關於線圈104’線圈1〇4&延伸於基板之整個圓周，而於覆蓋區中沒有間隙或中斷，因為末端660之突出部 678及末“ 670之突出部680彼此作軸向重疊。第6圖示出依據本發明之第三實施例之線圈⑺扑之部份π意圖。線圈1 04b係類似於第5圖之線圈丨〇4a於線圈104b之兩端700及720係軸向重疊，使得線圈1〇4b延伸於電漿產生區域之整個圓周，而於覆蓋區中沒有任何間隙或中斷。然而，線圈l〇4b具有兩端7〇〇及7^〇被作成具有不同於線圈104a兩端之形狀，以形成一狹缝722，其外形係被作成略微不同於線圈l〇4a之狹縫68〇。線圈1〇4b 之兩末端700及720係被去角，以具有大約三角外形，而線圈104及104b具有大致呈矩形之末端突出部及凹槽下凹區之末端。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製具有一對角傾斜形狀之狹缝722係被形成於表面7〇2 及721之間。狹縫722分離開末端7〇〇及72〇，但如同先前所述，兩端700及720係軸向重疊，使得線圈1〇4b延伸於基板之圓周而於覆蓋區中沒間隙或中斷.相較於線圈 104及104a，線圈l〇4b將能濺射線圈材料並耦合能量於電漿產生區域之整個圓周，因為沿電漿產生區域圓周旁所 _' 第16頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（210X297公着 40414^ A7 B7 五、發明説明（）取之線圈1 04b之每一徑向剖面包含線圈i 〇4b之一部份。第7圖示出依據本發明之第四實施例之線圈】〇4c。線圈104c係不同於第4-6圖中之先前線圈1〇4，1〇乜，1〇4b 在於線圈104c之兩端750及760彼此相互徑向重叠，而不是如同先前線圏104，i〇4a，i〇4之軸向重叠。換句話說’末端760係定位於末端750之後（即於末端75〇及屏蔽105之間）而不是軸向定於於末端750之上或下。雖然線圈104c之兩端徑向重疊而不是軸向重疊，但是線圈1〇4c 仍延伸於電漿產生區域之完整圓周’而沒有任何間隙或中斷於覆蓋區’使得作成電漿產生區域之全圓周之線圈1〇4c 之任一徑向剖面包含線圈！ 04c之一部份，就如同於先前線圈 104 ， 104a ， l〇4b -樣。一軸向定位之對角間隙770分離開兩末端75〇及 770，使得於RF產生器丨06及系統接地間之短路可以防止。即使線圈l〇4c之兩端係徑向重疊，而不是轴向重疊，線圈104c將能濺射線圈材料並耦合能量於電漿產生區之元整圓周’因為由電漿產生區域之完整圓周所取之線圈 104c之每一徑向剖面包含線圈i〇4c之一部份。如於第1圖所見，電漿室1〇〇具有暗區屏蔽環132，其相對於靶110提供一接地平面，於靶上係被加負偏壓。另外’如於前述共同申請案號第08/647，182號中所更詳細說明的，屏蔽環1 32屏蔽靶之外緣離開電漿，以降低靶外緣之濺射。於所例示之諸實施例中’暗區屏蔽132是一鈦之閉合第17頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項存填寫本育) 袈. 訂绖濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404147 A7 ~Z ---— B7 五、發明説明（）連續環(其中鈦沉積係發生於室⑽中)或不鏽鋼具有大致發生截頭錐體。暗空間屏蔽延伸向電漿室100之中心之内’以使得線圈104重鲞約6mm( 1/4吋）之距離。當然，可以知道重叠量可以取決於線圈之相對大小及配置與其他因素加以改變。例如’重疊可以增加，以增加線圈1 〇4 <屏敗開滅射材料’但增加重疊將同時更屏蔽開靶與電漿，延於一些應用中係不想要的。於另一實施例中，線圈 ^4可以被放置於—下凹線圈室（未示出），以保護線圈並降低粒子沉積於工件上。電漿莖100係被一承接環組件152所支持，其嚙合真 2室°室屏蔽1 〇5係經由承接環組件被接地至系統地端。如同室屏蔽105之暗區屏蔽m係經由承接環組件ι52而接地。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ---J---»----- 裝------訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) fe no係大致碟片形並同時被承接環組件152所支持◊然而，靶1 1 〇係被加負偏壓，因此，應與接地之承接環組件1 5 2絕緣。因此’放置於形成於靶丨丨〇之下側之圓形通道中是一陶瓷絕緣環組件172，其係被置於靶152之上側之相關通道1 74中。可以由各種絕緣材料，包含陶瓷作成之絕緣環組件1 72分離開靶1 1 〇與承接環組件丨52，使it把no可以適當地被加負偏整。乾，承接器及陶瓷環組件係被提供以〇型環密封面（未示出），以提供對真空室之真空氣密組件給靶1 1 0。如於共同申請案第08/680,335號中所更詳細說明的，可以相信，由線圈104所發出之濺射量相較於由靶11〇第18頁本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 40414^ A7 _____________B7 五、發明説明（）所發出之濺射量為施加至線圈1 〇4之RF功率相對於施加至靶1 1 0之直流功率之函數。更可相信於線圈及靶間之相 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 對賤射量可以同時是線圈1〇4之直流偏壓相對於靶11〇之偏壓量之函數。可以知道本發明係可以用於具有多於一個RF供電，線圈之電漿至中。例如，本發明可以用於多數線圈室，用以如於共同申凊於1995年十一月15日案號第〇8/559,345號之螺旋波’名為，，用於施加電漿中之螺旋波之方法與設備 ,孩案被受讓給本案之受讓人並併入此作為參考。對於熟習於本技藝者而言，適當RF產生器及匹配電路係為已知之元件。例如，ENI Genesis系列之RF產生器，其具有頻率捉捕能力，用以最佳頻率匹配於匹配電路及天線疋合適的。用以產生RF功率給線圈1〇4之產生器之頻率係較佳地2MHz或13.56MHz，但可以了解的是範圍可以例如由1 Μ Η z至1 5 Μ Η z改變。經濟部智慧时產局員工消費合作社印製於以上所述之實施例中，室屏蔽1〇5具有400nim(16 叶）’但可以了解的是滿意結果可以以直徑範圍丨5〇_ 63 5mm(6至25吋）加以取得。室屏蔽1〇5可以由各種材料加以製造’包含例如陶瓷或石英之絕緣材料。然而，室屏蔽105及所有予以被塗覆以靶材料之金屬表面係較佳由列如不錄鋼或銅材料作成，除非由相同於濺鍍靶材料之材料作成。予以被塗覆以結構之材料應具有熱膨脹係數接近於予以濺鍍材料之膨脹係數’以降低濺鍍材料由室屏蔽1 〇 5 或其他結構剝落至基板112上。另外，予以塗覆之材料處 ________ 第 19 頁本紙張尺度適用中賴家樣準（CNS ) (21GX297公楚） — 五、發明説明（ 404147

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製對賤鍵材料具有良好之附著力鈦，則予β t β 囚此，例如若沉積材料為則予以被塗覆之室屏蔽105 他杜姑士紅a 片及124及其圈之支被濺鍍之表面，例如線閑接頭及貫穿分離件122 110, 及124將較佳由相同於靶類！材料作例，例如高純度 V接' 1, 人1珠鈦。當然，若予以 =材料為欽以外之材料’則較佳金屬為沉積材料，例 :鋼。黏著力可以藉由於㈣u。之前，塗覆翻於、‘》構上加以改良。然而，較佳地深圈1〇4(或其他予以被 ;趣又表面）未被塗覆以鉬或其他丹他材料，因為鉬若由線圈 ^4敕射可能污染基板U2。基板112至靶110之間距係由範圍約12〇至15〇_, 較佳约14〇咖（約5.5朴但可以由範圍約38至200mm(1 5 至8叶）。對於晶圓至起間距，合適步階晶圓底覆蓋可以以一 29〇mm(11.5吋）線圈直徑，離開靶約5〇mm(i。吋）距離完成。已經發現增加移動線圈離開工件邊緣之線圈之直徑對底覆蓋有負面作用。另一方面，降低線圈直徑，以移動線圈更接近晶圓邊緣可以負面影響層之均勻性。沉積均勻性同時也成為來自靶之線圈間距之函數。如同先前所述’於線圈及靶間之5〇mm(1.9吋）間距可以發現滿足靶至晶（S之1 40mm之間·距。垂直移動線圈向靶或背向靶（或晶圓）可以負面影響沉積層之均勻度。各種前驅物氣體可以加以利用以產生電漿，包含氣，氫’氧或例如NF3 ’ CF4及其他之反應氣體。各種前驅物乳體壓力係合適的’包含0_1至50毫托耳，其包含於第3 第20頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----^---^----」v衣------允 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ___404147__^ 五、發明説明 ^ ) ~~ " '—"~~~—— 圖中所例示的。然而’於10毫托耳至5G毫托耳間之可以用以離子化濺鍍材料。當然，可以了解的是本發明之各方面之修改對於熟習於本技藝者而言係為明顯的，其中部份修改只於讀取本發明後才為明顯的，其他則為常態性之機械及電子設計之修改。其他實施例也是可能的’這係取決於特定應用之特定設計。因此本發明之範圍應不為其中所述之實施例所限制’而是由隨附之申請專利範圍及其等效所定義。 ^1^1- ^^^1 I —^ϋ _i Λ m· In n^i ml nn 一*J (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製笫21貰本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐）

Claims

8 8 8 8 ABCD 404147 六、申請專利範圍 1. 一種用以濺鍍材料至一工件之設備，該設備至少包含：一室； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一支持器，具有表面，用以支持該工件；一電漿產生區域鄰近該該支持器；及一線圈，用以電感耦合能量至一於該電漿產生區域中之電漿，該線圈具有第一端及第二端彼此分離，但第二端以實體相接近之方式重疊第一端。 2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中上述之線圈為單圈轉線圈。 3. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中上述之工件支持器表面定義大致正交於工件支持面之軸，及其中上述之第一線圈末端及第二線圈末端以大致平行於工件支持器抽之方向重疊。 4. 如申請專利範圍第3項所述之設備，其中上述之線圈於經濟部智慧財4局員工消費合作社印製形狀上大致為圓形，並定義一中心軸及該第一末端及第二末端重疊於平行於中心轴之方向。 5. 如申請專利範圍第3項所述之設備，其中上述之第一及第二端係被去角。 6. 如申請專利範圍第3項所述之設備，其中上述之第一末第22頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） 8 8 8 8 ABCD 404147 六、申請專利範圍端具有一突出部及該第二末端定義一凹入，使得突出部係被該凹入所收納，但於該凹入分離。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 ·如申請專利範圍第1項所述之設備，其中上述之線圈定義一半徑及該第一末端及第二末端係徑向重疊。 8. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中上述之線圈係為圓形，並定義一中心軸及實際為常數長度之一半徑，該半徑係正交於該中心軸及該第一末端及第二末端係重疊於正交於該中心軸之徑向方向。 9. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中上述之第一末端及第二末端係被去角。 1 0.如申請專利範圍第7項所述之設備，其中上述之第一末端具有一突出部及第二末端定義一凹入，使得突出部係被凹入所收納但與其分離。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 1.如申請專利範圍第1項所述之設備，其中上述之第一末端具有一突出部及第二末端定義一凹入使得突出部係被凹入所收納但於其分離。 1 2.如申請專利範圍第1項所述之設備，其中上述之第一末端至少具有一突出部及至少一凹入部，及該第二末端至第23頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 40414? 申請專利範圍 --·---^-----"^------、1τ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 少具有一突出部及至少一凹入，使得第一末端之突出部係被第二末端之凹入所收納及該第二末端之突出部係被第一末端之凹入所收納。 1 3 ·如申請專利範圍第1項所述之設備，其中上述之第一末端及第二末端係被去角。 14_如申請專利範圍第丨項所述之設備’更包含一濺鍍靶定位於室之内，以提供一濺鍍沉積材料源’其中該線圈係由相同於靶之材料類型所形成並被定位以濺射線圈材料至工件上，使得線圈材料及靶材料係被沉積於工件上，以於其上形成一層。 1 5.如申請專利範圍第3項所述之設備，其中上述之線圈包含電漿產生區域及該基板支持器。 1 6.如申請專利範圍第1 5項所述之設備，其中上述之線圈係軸向偏離開基板支持器。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 17.—種濺射材料至工件之設備，至少包含：一室；一把定位於該室中，用以濺射材料至工件上；一支持器，用於該工件；一大致呈圓柱形電漿產生區域，於靶及支持器之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公董） A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404147 六、申請專利範圍間；及 -單圈轉圓㈣，包含該電漿產生區域，用搞合能量至於電聚產生區域中之電浆，該綠圏具有：感末端及第二末端分離該第一末端但於 — 疊。 n端重 18.—種用以處理一半導體裝置之方法，至少包含：由一線圈輻射RF能量至一電漿產生區域，其包各— 由線圈所激能之電漿’該線圈具有兩分離但重疊於實體上彼此接近之末端；及 & 由線圈濺鍍材料至半導體裝置’以形成一層該材料於該半導體裝置上。 1 9.如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中上述之線圈為一單圈轉線圈。 2 0 ·如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中上述之工件支持器表面定義一大致正角於工件支持表面之轴，及其中該線圈第一端及該線圈第二端係重疊於大致平行工件支持軸之方向。、 2 1 如申請專利範圍第20項所述之方法’其中上述之線圈於形狀上大致為圓形，並定義一中心抽及該第一末端及第二末端重疊於平行於中心軸之方向。第25頁本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） f請先閲讀背面之注意事碩再填寫本頁}

40414^ 驾 D8 六、申請專利範圍 22.如申請專利範圍第20項所述之方法，其中上述之第一及第二端係被去角。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 23 ·如申請專利範圍第20項所述之方法，其中上述之第一末端具有一突出部及該第二末端定義一凹入，使得突出部係被該凹入所收納，但於該凹入分離。 24·如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中上述之線圈定義一半徑及該第一末端及第二末端係徑向重疊。 2 5 ·如申請專利範圍第24項所述之方法，其中上述之線圈係為圓形，並定義一中心軸及實際為常數長度之一半徑，該半徑係正交於該中心軸及該第一末端及第二末端係重疊於正交於該中心軸之徑向方向。 26. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中上述之第一末端及第二末端係被去角。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 27. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中上述之第一末端具有一宍出部及第二末端定義一凹入，使得突出部係被凹入所收納但與其分離。 28. 如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中上述之第一末端具有一突出部及第二末端定義一凹入使得突出部第26頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 404141 ιι D8 六、申請專利範圍係被凹入所收納但與其分離。 29.如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中上述之第一末端至少具有一突出部及至少一凹入部，及該第二末端至少具有一突出部及至少一凹入，使得第一末端之突出部係被第二末端之凹入所收納及該第二末端之突出部係被第一末端之凹入所收納。 3 0 ·如申請專利範圍第1 8項所述之方法，其中上述之第一末端及第二末端係被去角。 3 1 ·如申請專利範圍第1 8項所述之方法，更包含一濺鍍把定位於室之内，以提供一濺鍍沉積材料源，其中該線圈係由相同於靶之材料類型所形成並被定位以濺射線圈材料至工件上，使得線圈材料及靶材料係被沉積於工件上，以於其上形成一層。 32. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中上述之線圈包含電漿產生區域及該基板支持器。 33. 如申請專利範圍第32項所述之方法，其中上述之線圈係軸向偏離開基板支持器。 34. —種濺射濺鍍材料至工件之方法，至少包含步驟：第27頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本\0〇、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 ^ Βδ 404147_S 六、申請專利範圍耦合來自線圈之能量至電漿產生區域，以產生一均勻分配電漿，以離子化該材料，該線圈覆蓋電漿產生區域之整個圓周，藉由具有兩分離但重疊末端；及濺鍍來自線圈之材料至工件上，以形成一均勻材料層於工件上。 J W 表訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第28頁本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐）