TW582052B - Metal film production apparatus - Google Patents

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經濟部知9慈財產局員工消費合作社印製 582052 A7 B7 五、發明説明（1 ) 2001年11月14日申請之日本專利申請案編號2001-3483 1 5的整體揭示，包括說明書、申請專利範圍、圖式及 槪述，皆以提及方式整體倂入本文中。 發明背景 發明領域 本發明有關一種金屬薄膜製造裝置及金屬薄膜製造方 法，其藉氣相生長方法於基材表面上生成金屬薄膜。 相關技藝描述 藉氣相生長方法製備金屬薄膜諸如銅薄膜時，一般係 使用液體之有機金屬錯合物，例如銅-六氟乙醯基丙酮基-三 甲基乙烯基矽烷作爲起始物質，將固體起始物質溶解於溶 劑中，使用熱反應蒸發該溶液，以於基材上形成薄膜。 使用前述習用技術，難以增加薄膜形成速度，因爲該 薄膜係使用熱反應形成。而且，作爲起始物質之金屬錯合 物相當昂貴。此外，伴隨著銅之六氟乙醯基丙酮基及三甲 基乙烯基矽烷於銅薄膜中成爲雜質，而難以改善薄膜之品 質。 發明槪述 本發明係針對於前述條件而達成。其目的係提供一種 金屬薄膜製造裝置及金屬薄膜製造方法，其具有高度薄膜 形成速度，可使用不昂貴之起始物質，且薄膜中不含雜質 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） .---.------裝---丨訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 582052 A7 B7 五、發明説明（2 ) 〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明之態樣，提供一種金屬薄膜製造裝置，其 包括調節基材且具有頂部開口之室；源極氣體供料裝置， 用以將含有鹵素之源極氣體提供於該室中；頂板元件，由 絕緣體材料製得，用以關閉及打開該室之頂部；天線元件 ，由頂板元件向外伸出，用以藉著提供電力將該室內之氛 圍轉化成電漿；經鈾刻元件，由金屬製得，包括許多於該 基材與該頂板元件之間相對於天線元件之電流方向排列成 不連續狀態的區段；電漿生成裝置，提供電力於該天線元 件，以於經蝕刻元件之基材側面上生成與天線元件中電流 方向相同之方向上的電流，以使該室內之氛圍轉化成電漿 ，且生成源極氣體電漿，使得源極氣體電漿蝕刻該經蝕刻 元件，而形成該經鈾刻元件中所含之金屬成份的前驅物及 源極氣體；及控溫裝置，用以控制基材溫度，使之低於該 經蝕刻元件之溫度，以使該前驅物之金屬成份沉積於該基 材上，而成爲薄膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，本發明可提供一種金屬薄膜製造裝置，其具有 高度薄膜形成速度，可使用不昂貴之起始物質，可形成不 殘留雜質於其中的金屬薄膜。此外，自基材觀測時，發生 於經鈾刻元件中之感應電流係於與天線元件中電流方向相 同之方向上流動。即使經鈾刻元件一電導體一位於與該天線 元件相對之位置，但仍可信地自該天線元件施加電磁波$ 該室內。結果，可穩定地生成源極氣體電漿，經蝕刻元件 係保持介於該天線元件與該基材之間。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 582052 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明另一態樣，提供一種金屬薄膜製造裝置， 其包括調節基材且一末端開口之圓柱形室；圓盤形頂板元 件，由絕緣體材料製得，用以封閉及打開該室；源極氣體 供料裝置，用以將含有鹵素之源極氣體提供至該室內；平 面環形天線元件，具有向外之頂板元件，可藉電力將該室 內之氛圍轉化成電漿；經蝕刻之元件，由金屬製得且包括 多個區段，排列於該室之周圍且於介於該基材及頂板元件 之間的該室直徑方向延伸，相對於該天線元件之電流方向 成不連續狀態；電漿生成裝置，提供電力於該天線元件， 以於經鈾刻元件之基材面上生成與天線元件中之電流方向 相同的電流，以使該室內之氛圍轉化成電漿，且生成源極 氣體電漿，使得經鈾刻之元件被源極氣體電漿蝕刻，而形 成該經蝕刻元件所含之金屬成份的前驅物及源極氣體；及 控溫裝置，用以將基材溫度控制於低於經蝕刻元件之溫度 ，以於基材上沉積前驅物之金屬成份薄膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，本發明可提供一種金屬薄膜製造裝置，其具有 高薄膜形成速度，可使用不昂貴之起始物質，可形成不殘 留雜質於其中之金屬薄膜。此外，自基材觀測時，發生於 經鈾刻元件中之感應電流係於與平面環形天線元件中電流 方向相同之方向上流動。即使經餓刻元件一電導體一位於與 平面環形天線元件相對之位置，但仍可信地自該天線元件 施加電磁波至該室內。結果，可於該經蝕刻元件內穩定地 生成源極氣體電漿。 根據本發明另一態樣，提供一種金屬薄膜製造裝置， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 582052 A7 __ B7 五、發明説明（4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其包括調節基材且一末端開口之圓柱形室；外曲凸面頂板 元件，由絕緣體材料製得，用以封閉及打開該室；源極氣 體供料裝置，用以將含有鹵素之源極氣體提供至該室內； 錐環形天線兀:件，具有向外之頂板元件，可藉電力將該室 內之氛圍轉化成電漿；經蝕刻之元件，由金屬製得且包括 多個區段，排列於該室之周圍且於介於該基材及頂板元件 之間的該室直徑方向延伸，相對於該天線元件之電流方向 成不連續狀態；電漿生成裝置，提供電力於該天線元件， 以於經蝕刻元件之基材面上生成與天線元件中之電流方向 相同的電流，以使該室內之氛圍轉化成電漿，且生成源極 氣體電漿，使得經鈾刻之元件被源極氣體電漿鈾刻，而形 成該經鈾刻元件所含之金屬成份的前驅物及源極氣體；及 控溫裝置，用以將基材溫度控制於低於經鈾刻元件之溫度 ，以於基材上沉積前驅物之金屬成份薄膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，本發明可提供一種金屬薄膜製造裝置，其具有 高薄膜形成速度，可使用不昂貴之起始物質，可形成不殘 留雜質於其中之金屬薄膜。此外，自基材觀測時，發生於 經蝕刻元件中之感應電流係於與錐環形天線元件中電流方 向相同之方向上流動。即使經蝕刻元件一電導體一位於與錐 環形天線元件相對之位置，但仍可信地自該天線元件施加 電磁波至該室內。結果，可於該經鈾刻元件內穩定地生成 源極氣體電漿。 根據本發明另一態樣，提供一種金屬薄膜製造裝置， 其包括調節基材且一末端開口之圓柱形室；圓盤形頂板元 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公瘦Γ 582052 A7 ___ B7 五、發明説明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 件，由絕緣體材料製得，用以封閉及打開該室；管狀部分 ，由絕緣體材料製得且位於該室之一末端；源極氣體供料 裝置，用以將含有鹵素之源極氣體提供至該室內；平面環 形天線元件，具有向外之頂板元件，可藉電力將該室內之 氛圍轉化成電漿；圓柱螺旋形螺線天線元件，環繞該管狀 部分，且用以藉著提供電力而將室內之氛圍轉化成電漿； 經蝕刻之元件，由金屬製得且包括多個區段，排列於該室 之周圍且於介於該基材及頂板元件之間的該室直徑方向延 伸，相對於該螺線天線元件之電流方向成不連續狀態；電 漿生成裝置，提供電力於該天線元件及螺線天線元件，以 於經鈾刻元件與天線元件相對之側面上生成與天線元件中 之電流方向相同的電流，以使該室內之氛圍轉化成電漿， 且生成源極氣體電漿，使得經蝕刻之元件被源極氣體電漿 鈾刻，而形成該經蝕刻元件所含之金屬成份的前驅物及源 極氣體；及控溫裝置，用以將基材溫度控制於低於經蝕刻 元件之溫度，以於基材上沉積前驅物之金屬成份薄膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，本發明可提供一種金屬薄膜製造裝置，其具有 高薄膜形成速度，可使用不昂貴之起始物質，可形成不殘 留雜質於其中之金屬薄膜。此外，自基材觀測時，發生於 經鈾刻元件中之感應電流係於與平面環形天線元件及螺線 天線元件中電流方向相同之方向上流動。即使經蝕刻元 件一電導體一位於與平面環形天線元件及螺線天線元件相對 之位置，但仍可信地自該天線元件施加電磁波至該室內。 結果，可於該經蝕刻元件內穩定地生成源極氣體電漿。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） -9 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 582052 A7 B7 五、發明説明（6 ) 該金屬薄膜製造裝置可進一步包括相同電位保持裝置 ，以使該經鈾刻元件之多個區段電聯，以賦予相同電位。 於該金屬薄膜製造裝置中，控溫裝置可爲配置於經蝕刻元 件中之裝置，適於使該經蝕刻元件保持高於基材溫度的溫 度。金屬薄膜製造裝置中，該源極氣體供料裝置可爲配置 於該經蝕刻元件中之氣體供料通道及氣體噴射孔，該氣體 噴射孔係與氣體供料通道連通。 該金屬薄膜製造裝置中，用以生成不連續凹陷之凹陷 部分可形成於經蝕刻元件面向該基材之表面中。該金屬薄 膜製造裝置中，含有鹵素之源極氣體可爲含有氯之源極氣 體。該金屬薄膜製造裝置中，該經蝕刻元件可由銅製得， 以形成ClXXCly前驅物。該金屬薄膜製造裝置中，該經蝕刻 元件可由鉬、鎢或鈦製得，其係爲形成鹵化物之金屬。 根據本發明另一態樣，提供一種金屬薄膜製造方法， 其包括自天線元件提供電量，將調節基材之室內的氛圍轉 化成電漿，包括：配置由金屬製得且包括多個相對於該天 線元件之電流方向排列成不連續狀態之區段的經鈾刻元件 •，提供電電力於該天線元件，以於經鈾刻元件之基材面上 生成與該天線元件中之電流方向相同的電流，以使該室內 之氛圍轉化成電漿，且生成源極氣體電漿，以形成經蝕刻 元件中所含之金屬成份的前驅物及源極氣體；及控制該經 蝕刻元件之溫度，使之低於該經蝕刻元件的溫度，以於該 基材上沉積該前驅物的金屬成份薄膜。 因此，本發明可提供一種金屬薄膜製造方法，其具有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） Ί *7 ~訂 务 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 582052 A7 B7 五、發明説明（7 ) 高薄膜形成速度，可使用不昂貴之起始物質，可形成不殘 留雜質於其中之金屬薄膜。此外，自基材觀測時，發生於 經蝕刻元件中之感應電流係於與該天線元件中電流方向相 同之方向上流動。即使經鈾刻元件一電導體一位於與該天線 元件相對之位置，但仍可信地自該天線元件施加電磁波至 該室內。結果，可穩定地生成源極氣體電漿，該經蝕刻元 件係保持位於該天線元件與該基材之間。 金屬薄膜製造方法中，含有鹵素之源極氣體可爲含有 氯之源極氣體。經蝕刻之元件可由銅製得，以形成CuxCly 前驅物。該經蝕刻元件可由鉅、鎢或鈦製得，其係爲形成 鹵化物之金屬。 圖式簡單說明 由以下詳述及僅供說明一因此不限制本發明一之附圖可 更充分明瞭本發明，其中： 圖1係爲用以進行本發明第一具體實例之金屬薄膜製 造方法的金屬薄膜製造裝置的示意側視圖； 圖2係爲於圖1之線II-II上取得之剖面圖； 圖3係爲於圖2之線III-III上取得之剖面圖； 圖4係爲顯示經鈾刻元件之另一具體實例的平面圖； 圖5係爲用以進行本發明第二具體實例之金屬薄膜製 造方法的金屬薄膜製造裝置的示意側視圖； 圖6係爲用以進行本發明第三具體實例之金屬薄膜製 造方法的金屬薄膜製造裝置的示意側視圖； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~ — -11 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 582052 A7 B7 五、發明説明（8 ) 圖7係爲用以進行本發明第四具體實例之金屬薄膜製 造方法的金屬薄膜製造裝置的示意側視圖；且 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖8係爲用以進行本發明第五具體實例之金屬薄膜製 造方法的金屬薄膜製造裝置的示意側視圖。 元件對照表 1 圓柱形室 2 承戴平台 3 基材 4 加熱器 5 冷凍劑流通裝置 6 控溫裝置 7 頂板 8 真空裝置 9 電漿天線 10 配合設備 11 電源 12 噴嘴 13 流動控制器 14 Cl2氣體電漿 15 前驅物 16 Cu薄膜 17 排氣口 18 經蝕刻元件 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） 12- 582052 A7 B7 五、發明説明（9 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 19 形 部 分 20 突 出 物 2 1 經 蝕 刻 元 件 22 丁如- 形 部 分 23 突 出 物 24 鞘 式加 熱 器 25 熱 偶 26 氣 思进 通 道 27 氣 體 噴 射 孔 28 頂 板 元件 29 經 蝕 刻 元 件 30 壞 形 部 分 3 1 突 出 物 32 電 漿 天 線 33 經 蝕 刻元件 34 管 場 形 部 分 35 凹 □ 36 第 二 突 出 物 37 突 出 物 38 頂 板 元 件 39 盤 形 頂 板 部 分 40 管 形 部 分 41 螺 形 天 線 42 第 二 配 合 設 備 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· «.、·ιτ 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 582052 A7 B7 五、發明説明（10) 43 第二電源 較佳具體實例描述 參照圖1至3描述本發明金屬薄膜製造裝置及金屬薄 膜製造方法的第一具體實例。圖1係爲用以進行本發明第 一具體實例之金屬薄膜製造方法的金屬薄膜製造裝置的示 意側視圖。圖2係爲於圖1之線II-II上取得的剖面圖。圖 3係爲於圖2之線III-III上取得之剖面圖。圖4係爲顯示 經蝕刻元件之另一具體實例的平面圖。 如圖所示，承載平台係配置於由金屬（例如鋁）製得之圓 柱形室1之底部附近，且基材3係放置於該承載平台2上 。控溫裝置6係裝置有加熱器4，冷凍劑流通裝置5係配置 於承載平台2中，使得該承載平台2藉控溫裝置6控制於 預定溫度（例如，基材3保持於100至200 °C之溫度）。 該室1之頂面係爲一開口，由盤形頂板7—由絕緣體材 料（例如陶瓷）製得之頂板元件一封閉。被頂板7封閉之室1 的內部係藉真空裝置8保持於預定壓力。用以將含有氯之 鹵素的源極氣體（經He或Ar稀釋至氯濃度$ 50%之Cl2氣 體，以約1 0 %爲佳）供料於室1內部的噴嘴1 2係連接於該 室位在承載平台2上方之圓柱部分上。該噴嘴i 2係開向頂 板7，且經由流動控制器1 3進料源極氣體。亦提供充作鹵 素之氟（F)、溴（B〇或碘⑴以摻入該源極氣體內。 可將多個噴嘴12配置於周圍方向，使得噴嘴12於周 圍方向上開向兩個或多個不同方向。藉著選擇開放方向根 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐;） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -1口 丁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- 582052 A7 _ _ B7 五、發明説明（12 ) 間隔）3 5。因此，該突出物20係排列於該基材與該頂板元 件之間，相對於電漿天線9中之電流方向成不連續狀態。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 使用前述金屬薄膜製造裝置，該源極氣體係經由噴嘴 1 2供料至該室1之內部，電磁波係自電漿天線9射入該室 1內。結果，Cl2氣體經離子化以生成Cl2氣體電漿（源極氣 體電漿）14。經蝕刻元件I8—導體一係位於電漿天線9之下 方。然而，於下列作用下在該經蝕刻元件1 8與該基材3之 間穩定地生成Cl2氣體電漿1 4，即，位於經蝕刻元件1 8之 下方z 描述在經蝕刻元件18下方生成Cl2氣體電漿14之作用 。如圖3所示，該平面環形電漿天線9之電流A跨經該突 出物20。此時，感應電流B係發生於突出物20與該電漿 天線9相對之表面上。因爲凹口（間隔）3 5係位於該經鈾刻 元件1 8中，該感應電流B流於各突出物20之底面上，於 與電漿天線 9中電流 A方向相同之流動（法拉第遮蔽 (Faraday shield)) 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，自該基材3觀測經蝕刻元件1 8時，電漿天線9 中電流A被消除之方向中無流動。此外，將該環形部分1 9 接地，突出物20係保持於相同電位。因此，即使存有經蝕 刻元件一導體，仍可信地自該電漿天線9施加電磁波於該 室1內。結果，於該經鈾刻元件1 8下方穩定地生成Cl2氣 體電漿1 4。 亦可不藉由將突出物2〇連接於該環形部分1 9，而控制 源極氣體之供料，以消除因爲電位差所致之電漿不穩定。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16 - 582052 A7 _B7 五、發明説明（13 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 因爲該Cl2氣體電漿14，由銅製得之經蝕刻元件18中 發生蝕刻反應，以形成前驅物（CuxCly) 15。此情況下，經 蝕刻元件1 8係藉Cl2氣體電漿1 4保持於高於基材3溫度的 預定溫度（例如2 0 0至4 0 0 °C )。於該室1內形成之前驅物 (CuxCly) 15向著控制溫度低於經蝕刻元件18之溫度的基材 傳送。向著基材3傳送之前驅物（CuxCly) 15係藉還原反應 轉化成單一種Cu離子，朝向基材3，以於基材3表面上形 成Cu薄膜16。 此情況下之反應可表示爲： 2Cu + C12 ~> 2CuC1 —^ 2Cu 1 + Cl〗个 未參與反應之氣體及蝕刻產物經由排氣口 1 7排出。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 描述源極氣體，例如以一即一 He或Ar稀釋該CI2氣體 。然而，可單獨使用該Cl2氣體，或亦可施加HC1氣體。 施加該HC1氣體時，形成HC1氣體電漿以作爲源極氣體電 漿，但藉鈾刻該經蝕刻元件1 8所形成之前驅物係爲CnxCly 。因此，該源極氣體可爲任何含氯之氣體，亦可使用HC1 氣體與Cl2氣體之混合物。經鈾刻元件1 8之材料不限於銅 (CuO，而可爲形成鹵化物之金屬，以形成氯化物之金屬爲 佳，諸如Ag、Au、Pt、Ta、Ti或W。此情況下，該前驅物 係爲Ag、Au、Pt、Ta、Ti或W之鹵化物（氯化物），而形成 於基材3表面上之薄膜係爲Ag、Au、Pt、Ta、Ti或W之 薄膜。 具有前述特徵之金屬薄膜製造裝置使用Cl2氣體電漿（ 源極氣體電漿）1 4。因此，反應效率大幅增高，且薄膜形成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 582052 A7 B7 五、發明説明（14 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 速度增高。而且，因爲使用Cl2氣體作爲源極氣體，成本會 大幅降低。而且，基材係使用控溫裝置6控制於低於經蝕 刻元件1 8之溫度。因此，Cu薄膜1 6中所殘留之雑質諸如 氯之量較少，故可形成高品質Cu薄膜16。 此外，經鈾刻元件18具有多個突出物20，配置於該環 形部分19之內緣周圍方向，包括形成於該突出物2〇之間 的凹口（間隔）3 5。因此，自基材3觀測時，該經蝕刻元件 1 8中所生成之感應電流係於與電漿天線9中電流方向相同 之方向中流動。因此，即使經蝕刻元件1 8 —導體一位於該 電漿天線9之下方，仍可信地自電漿天線9施加電磁波於 該室1內。結果，可於該經蝕刻元件1 8之下方穩定地生成 Cl2氣體電漿14。 可於經蝕刻元件（突出物20)之底面形成許多溝槽或低 陷處，以於該表面中產生不連續之凹陷。如此，即使於該 突出物20之底面上自藉Cl2氣體電漿14蝕刻形成之前驅物 15生長銅，銅仍無法生長於該突出物20之底面的正下方。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 該室1配置有基材3之部分可使用由位於噴嘴1 2下方 由絕緣體製得之分隔元件分隔。於該分隔元件沖出許多孔 洞，藉蝕刻形成之前驅物（CuxCly) 15可經由形成之孔洞轉 送至基材3上。即，該室1之內部可藉著配置許多孔洞之 分隔元件分成一個生成Cl2氣體電漿14之部位及一個將基 材3裝置於該噴嘴12下方之部位。如此分隔基材3與C12 氣體電漿14之後，基材3不會曝露於該Cl2氣體電漿14下 ，且因此不會因電漿而受損。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- 582052 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（15) 參照圖5描述本發明第二具體實例之金屬薄膜製造裝 置及金屬薄膜製造方法。圖5出示用以進行本發明第二具 體實例之金屬薄膜製造方法之金屬薄膜製造裝置的示意側 視圖。與圖1所說明之編號相同之元件係使用相同編號， 省略重複之說明。 圖5所示之第二具體實例的金屬薄膜製造裝置係爲圖1 所示之金屬薄膜製造裝置，其先決條件爲改變經蝕刻元件 。即，由金屬（Cu)製得之經蝕刻元件21係保持於位在室i 頂面上之開口與頂板7之間。該經蝕刻元件21具有裝置於 該室1頂面上開口之環形部分22，而該環形部分22係爲直 徑與該室1之直徑相同的短圓柱形。 多個突出物23 —於該室1之直徑方向延伸至接近中 心一具有相同寬度，具有向上傾斜之底面，且配置於該環 形部分22之內緣的周圍方向。例如，該突出物23之前端 的厚度係設定於該環形部分22之厚度的約四分之一至五分 之一。該環形部分22係接地，該多個突出物20係電聯在 一起，且保持於相同電位（相同電位保持裝置）。如同第一具 體實例般，突出物23中存在凹口（間隔）。 鞘式加熱器24係配置於突出物23中，突出物23之溫 度係藉熱偶25(感測器）控制於高於基材溫度之預定溫度（控 溫裝置之作用）。該鞘式加熱器24及熱偶25可配置於所有 突出物中，或可配置於交替排列之突出物23 .中。此外，該 鞴式加熱器24及熱偶25可配置於該環形部分22中。 使用前述金屬薄膜製造裝置，經由噴嘴1 2將源極氣體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I ΐ衣----：---1 ^------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -19 - 582052 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（17) 可於經鈾刻元件21(突出物23)之底面中形成許多溝槽 或低陷處，以於該表面中產生不連續之凹陷。如此，即使 於該突出物23之底面上自藉Cl2氣體電漿I4蝕刻形成之前 驅物1 5生長銅，銅仍無法生長於該突出物23之底面的正 下方。 參照圖6描述本發明第三具體實例之金屬薄膜製造裝 置及金屬薄膜製造方法。圖6出示用以進行本發明第三具 體實例之金屬薄膜製造方法之金屬薄膜製造裝置的示意側 視圖。與圖1所說明之編號相同之元件係使用相同編號， 省略重複之說明。 圖6所示之第三具體實例的金屬薄膜製造裝置係爲圖1 所示之金屬薄膜製造裝置，其先決條件爲未配置位於該室1 之底部的噴嘴1 2及流動控制器1 3。氣體通道26係形成於 該突出物20之中心，與氣體通道26連通之氣體噴射孔27 係形成於該突出物20之前端及突出物20底部之適當位置 。源極氣體係自流動控制器1 3供料至氣體通道26。 使用前述金屬薄膜製造裝置，經由突出物20之氣體噴 射孔27將源極氣體提供至該室1之內部，電磁波係自電漿 天線9發射至該室1內。結果，該Cl2氣體係離子化以生成 Cl2氣體電漿（源極氣體電漿）14。經蝕刻元件18—導體係位 於該電漿電線9之下方。然而，故如同第一具體實例，自 基材3觀測經蝕刻元件1 8時，電漿天線9中電流消除之方 向中沒有流動。此外，該環形部分1 9係接地，突出物2〇 係保持於相同電位。因此，即使存在經蝕刻元件1 8—導體 批衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -21- 582052 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（19) 複說明。 圖7所示之第四具體實例的金屬薄膜製造裝置係爲圖1 所示之金屬薄膜製造裝置，其先決條件爲頂板元件之形狀 、電漿天線、及經鈾刻元件相異。即，將碗形（圓頂形）頂板 元件28 —由絕緣體材料（陶瓷或其類者）製得且向外凸出一固 定於該室1之頂部開口。 由金屬（C u)製得之經蝕刻元件2 9係保持於位在該室1 之頂面上的開口與該頂板元件28之間。該鈾刻元件29具 有配置於該室1之頂面開口上之環形部分3 0，及多個突出 物3 1，其於該室1之直徑方向延伸至接近中心，且沿頂板 元件2 8之碗形內表面延伸，且係配置於該環形部分3 〇之 內緣的周圍方向上。該環形部分30接地，該多個突出物31 係電接合且保持於相同電位（相同電位保持裝置）。 第二具體實例所示之鞘式加熱24及熱偶25或第三具 體實例所示之氣體通道26及氣體噴射孔27可配置於該經 蝕刻元件29之突出物3 1中。可於突出物3 1之底面中形成 許多溝槽或低陷處，以於表面中產生不連續凹陷。如此， 即使於該突出物3 1之底面上自藉Cl2氣體電漿1 4蝕刻形成 之前驅物1 5生長銅，銅仍無法生長於該突出物31之底面 的正下方。 電漿天線32—將位於室1內之氛圍轉化成電漿之天線 元件一係配置於該頂板元件28上方之周圍。電漿天線32 係沿該頂板元件28之碗形表面形成爲錐環形。作爲電漿生 成裝置之配合設備10及電源11係連接於電漿天線32以提 ---弗-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23- 582052 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（20) 供電力。經鈾刻元件29具有多個突出物3 1，沿該環形部分 3 〇之內緣上的頂板元件2 8的碗形表面配置於周圍方向，且 包括形成於該突出物31之間的凹口（間隔）。因此，突出物 3 1係排列於基材3與頂板元件28之間，相對於該電漿天線 32之電流方向成不連續狀態。 使用前述金屬薄膜製造裝置，經由噴嘴1 2將源極氣體 供料於該室1之內部，電磁波自電漿天線32施加於該室1 內。結果，該Cl2氣體經離子化以產生Cl2氣體電漿（源極 氣體電漿）14。經鈾刻之元件29 —導體一位於室1內部與該 電漿天線32相對之處，頂板元件28係保持於該電漿天線 32與該經蝕刻元件29之間。然而，因爲存在凹口（間隔）， 故自基材3觀測經蝕刻元件29時，電漿天線32中電流被 消除方向上無流動，如同第一具體實例。此外，該環形部 分3 0係接地，突出物保持於相同電位。因此，即使存在經 鈾刻元件29—導體，仍自電漿天線32可信地施加電磁波於 該室1內。結果，於經蝕刻元件29內穩定地生成Cl2氣體 電漿14。 因爲該Cl2氣體電漿14，蝕刻反應發生於由銅製得之 經蝕刻元件29中，以形成前驅物（CuxCly) 15。此情況下， 經蝕刻元件29藉Cl2氣體電漿14保持於高於基材3溫度之 預定溫度（例如200至400°C)。該室1內所形成之前驅物 (CuxCly) 15送向溫度控制於低於經鈾刻元件21之溫度的基 材3。送向該基材3之前驅物（CnxCly) 15係藉還原反應轉 化成單獨Cu離子，且朝向基材3，以於基材3表面上形成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇'〆297公釐） ~ -24 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝_ ί訂 線 582052 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7五、發明説明（21) Cu薄膜16。 具有前述特徵之金屬薄膜製造裝置中，頂板元件28係 碗形，而電漿天線32係沿著該頂板元件28之碗形的錐環 形。因此，該電磁波可自頂板元件28發射，以生成Cl2氣 體電漿14，而使頂板元件28內部之Cl2氣體電漿14安定 化。因此，室1內部之Cl2氣體電漿14的均勻性可藉一電 源而達成。 本發明第五具體實例之金屬薄膜製造裝置及金屬薄膜 製造方法係參照圖8描述。圖8出示本發明第五具體實例 用以進行金屬薄膜製造方法之金屬薄膜製造裝置的示意側 視圖。與圖1所說明者相同之元件使用相同編號，而省略 重複之說明。 圖8所示之第五具體實例的金屬薄膜製造裝置係爲圖1 所示之金屬薄膜製造裝置，其先決條件爲頂板元件之形狀 、電漿天線、及經蝕刻元件相異。即，由絕緣材料（陶瓷或 其類者）製得之頂板元件3 8係固定於該室1之上方開口。 該頂板元件38係包括盤狀頂板部分39及管狀部分40。該 頂板元件可僅包括頂板部分39，該室1之頂部圓柱部皆可 包括作爲管狀部分的絕緣材料。 由金屬（Cu)製得之經蝕刻元件33係配置於位在該室1 之頂面的開口與頂板元件38之間。該經鈾刻元件33具有 配置於該管狀部分4〇之內緣上的管形環狀部分34。多個突 出物37 —於該室1之直徑方向上延伸接近中心一具有相同 寬度，且具有向上傾斜之底面，配置於該環形部分34內緣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ -25- I---------裝---J丨--訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 582052 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（22) 上之周圍方向。該環形部分34係接地，多個突出物37係 電接合且保持於相同電位（相同電位保持裝置）。 出示於第二具體實例之鞘式加熱器及熱偶25及出示於 第三具體實例之氣體通道26及氣體噴射孔27可配置於該 經蝕刻元件3 3之突出物3 7中。可於突出物3 7之底面中形 成許多溝槽或低陷處，以於表面生生成不連續之凹陷。如 此，即使自藉Cl2氣體電漿14蝕刻所形成之前驅物15於突 出物3 7底面上生長銅，該銅仍無法確實生長於該突出物3 7 之正下面。 電漿天線9一作爲用以將室1內之氛圍轉化成電漿之天 線元件一係配置於該頂板元件3 8之頂板部分3 9上方。該 電漿天線9係形成爲平面環形，與頂板部分3 9之表面平行 。配合設備10及電源11一作爲電漿生成裝置一係連接於該 電漿天線9，以提供電力。螺形天線41一作爲將室1內之 氛圍轉化成電漿之螺形天線元件一係配置於該管形部分40 周圍。作爲電漿生成裝置之第二配合設備42及第二電源43 係連接於螺形天線4 1，以提供電力。 該經蝕刻元件33具有多個突出物37，配置於該環形部 分34內緣上周圍方向，包括形成於該突出物37之間的凹 口（間隔）。因此，該突出物37係排列於基材3與頂板元件 38之間，相對於電漿天線9及螺形天線41中之電流方向成 不連續狀態。 使用前述金屬薄膜製造裝置，該源極氣體係經由噴嘴 1 2提供至該室1之內部，而電磁波係自電漿天線9及螺形 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . 、言 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -26- 582052 A7 B7 五、發明説明（23) 天線41發射於該室1內。結果，Cl2氣體經離子化，以生 成<^12氣體電漿（源極氣體電漿）14。經蝕刻元件33…導體… 係位於室1內與電漿天線9及螺形天線4 1相對之部分中， 該頂板元件3 8係保持於此等天線與經蝕刻元件3 3之間。 然而，因爲存在凹口（間隔），故自基材3觀測時，電漿天線 9及螺形天線41中電流被消除之方向上無流動，如同第一 具體實例。此外，該環形部分3 4接地，突出物3 7係保持 於相同電位。因此，即使存有經蝕刻元件一導體，電磁波 仍可信地自電漿天線9及螺形天線41施加於室1內。結果 ，於經鈾刻元件33內穩定地生成Cl2氣體電漿14。 因爲該Cl2氣體電漿14，蝕刻反應發生於由銅製得之 經蝕刻元件33中，以形成前驅物（CnxCly) 15。此情況下， 經蝕刻元件3 3藉Cl2氣體電漿1 4保持於高於基材3溫度的 預定溫度（例如2〇〇至4〇〇 °C )。該室1內所形成之前驅物 (CuxCly) 15送向溫度控制於低於經鈾刻元件33之溫度的基 材3。送向該基材3之前驅物（CuxCly) 15係藉還原反應轉 化成單獨Cu離子，且朝向基材3 ,以於基材3表面上形成 C u薄膜1 6。 具有前述特徵之金屬薄膜製造裝置中，該頂板元件3 8 係包括頂板部分3 9及管狀部分40，且該電漿天線9及螺形 天線4 1係自頂板元件3 8向外排列。因此，電磁波可自頂 板元件38周圍發射，以生成Cl2氣體電漿14，使頂板元件 38以內之Cl2氣體電漿14安定化。此外，個別施加電力於 電漿天線9及螺形天線41。因此，該室1內之Ch氣體電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇X 297公釐） ----------批衣—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -ί訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27 - 582052 A 7 B7 五、發明説明（24) 漿1 4可控制以達到該Ci2氣體電漿1 4之均勻性。該電漿天 線9及螺形天線4 1可整合以自單一電源提供電力。 雖已藉前述具體實例描述本發明，但已知本發明不受 限於此，而可於許多方面進行改變。例如，已描述具體實 例，經鈾刻元件配置於該室之頂板面，而該基材係配置於 該室之底面。然而，經蝕刻元件及基材於垂直方向之位置 可相反，在某些情況下，經鈾刻元件及基材可排列於左右 方向。 該等變化不視爲偏離本發明精神及範圍，熟習此技藝 者易見之所有修飾皆包括於申請專利範圍內。 I-----------批衣II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -28-

Claims (1)

1. 582052 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍1 1、 一種金屬薄膜製造裝置，其包括： 調節基材且具有頂部開口之室； f--- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 源極氣體供料裝置，用以將含有鹵素之源極氣體提供 於該室中； 頂板元件，由絕緣體材料製得，用以關閉及打開該室 之頂部； 天線元件，由頂板元件向外伸出，用以藉著提供電力 將該室內之氛圍轉化成電漿； 經蝕刻元件，由金屬製得，包括多個於該基材與該頂 板元件之間相對於天線元件之電流方向排列成不連續狀態 的區段； 線 電漿生成裝置，提供電力於該天線元件，以於經蝕刻 元件之基材側面上生成與天線元件中電流方向相同之電流 ，以使該室內之氛圍轉化成電漿，且生成源極氣體電漿， 使得源極氣體電漿蝕刻該經鈾刻元件，而形成該經鈾刻元 件中所含之金屬成份的前驅物及源極氣體；及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 控溫裝置，用以控制基材溫度，使之低於該經鈾刻.元 件之溫度，以使該前驅物之金屬成份沉積於該基材上，而 成爲薄膜。 2、 一種金屬薄膜製造裝置，其包括：_ 調節基材且一末端開口之圓柱形室； 圓盤形頂板元件，由絕緣體材料製得，用以封閉及打 開該室； · 源極氣體供料裝置，用以將含有鹵素之源極氣體提供 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29- 582052 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 2 至該室內； 平面環形天線元.件，具有向外之頂板元件，可藉電力 將該室內之氛圍轉化成電漿； 經蝕刻之元件，由金屬製得且包括多個區段，排列於 該室之周圍且於介於該基材及頂板元件之間的該室直徑方 向延伸，相對於該天線元件之電流方向成不連續狀態； 電漿生成裝置，提供電力於該天線元件，以於經蝕刻 元件之基材面上生成與天線元件中之電流方向相同的電流 ，以使該室內之氛圍轉化成電漿，且生成源極氣體電漿， 使得經鈾刻之元件被源極氣體電漿蝕刻，而形成該經蝕亥!1 元件所含之金屬成份的前驅物及源極氣體；及 控溫裝置，用以將基材溫度控制於低於經蝕刻元件之 溫度，以於基材上沉積前驅物之金屬成份成一薄膜。 3、一種金屬薄膜製造裝置，其包括： 調節基材且一末端開口之圓柱形室； 外曲凸面頂板元件，由絕緣體材料製得，用以封閉及 打開該室； 源極氣體供料裝置，用以將含有鹵素之源極氣體提供 至該室內； 錐環形天線元件，具有向外之.頂板元件，可藉電力將 該室內之氛圍轉化成電漿； 經蝕刻之元件，由金屬製得且包括多個區段，排列於 該室之周圍且於介於該基材及頂板元件之間的該室直徑方 向延伸，相對於該天線元件之電流方向成不連續狀態； 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 線 -30- 582052 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 _ D8_ ___六、申請專利範圍 3 電漿生成裝置，提供電力於該天線元件，以於經鈾刻 元件之基材面上生成.與天線元件中之電流方向相同的電流 ，以使該室內之氛圍轉化成電漿，且生成源極氣體電漿， 使得經鈾刻之元件被源極氣體電漿鈾刻，而形成該經蝕刻 元件所含之金屬成份的前驅物及源極氣體；及 控溫裝置，用以將基.材溫度控制於低於經蝕刻元件之 溫度，以於基材上沉積前驅物之金屬成份成一薄膜。 4、一種金屬薄膜製造裝置，其包括： 調節基材且一末端開口之圓柱形室； 圓盤形頂板元件，由絕緣體材料製得，用以封閉及打 開該室； 管狀部分，由絕緣體材料製得且位於該室之一末端； 源極氣體供料裝置，用以將含有鹵素之源極氣體提供 至該室內； 平面環形天線元件，具有向外之頂板元件，可藉電力 將該室內之氛圍轉化成電漿； 圓柱螺旋形螺線天線元件，環繞該管狀部分，且用.以 藉著提供電力而將室內之氛圍轉化成電漿； 經蝕刻之元件，由金屬製得且包括多個區段，排列於 該室之周圍且於介於該基材及頂板.元件之間的該室直徑方 向延伸，相對於該螺線天線元件之電流方向成不連續狀態 電漿生成裝置，提供電力於該天線元件及螺線天線元 件，以於經蝕刻元件與天線元件相對之側面上生成與天線 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐）"" ： "" (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 線 -31 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 582052 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 4 元件中之電流方向相同的電流，以使該室內之氛圍轉化成 電漿，且生成源極氣體電漿，使得經蝕刻之元件被源極氣 體電漿蝕刻，而形成該經蝕刻元件所含之金屬成份的前驅 物及源極氣體；及 控溫裝置，用以將基材溫度控制於低於經鈾刻元件之 溫度，以於基材上沉積前驅物之金屬成份成一薄膜。 5、 如申請專利範圍第1至4項中任一項之金屬薄膜製 造裝置，其進一步包括相同電位保持裝置，以使該經鈾刻 元件之多個區段電聯，而賦予相同電位。 6、 如申請專利範圍第1至4項中任一項之金屬薄膜製 造裝置，其中該控溫裝置可爲配置於經鈾刻元件中之裝置 ，適於使該經鈾刻元件保持高於基材溫度的溫度。 7、 如申請專利範圍第1至4項中任一項之金屬薄膜製 造裝置，其中該源極氣體供料裝置可爲配置於該經蝕刻元 件中之氣體供料通道及氣體噴射孔，該氣體噴射孔係與氣 體供料通道連通。 8、 如申請專利範圍第1至4項中任一項之金屬薄膜製 造裝置，其中用以生成不連續凹陷之凹陷部分可形成於經 鈾刻元件面向該基材之表面中。 9、 如申請專利範圍第1至4項中任一項之金屬薄膜製 造裝置，其中該含有鹵素之源極氣體可爲含有氯之源極氣 體。 1 0、如申請專利範圍第9項之金屬薄膜製造裝置，其 中該經蝕刻元件係由銅製得，以形成CuxCly前驅物。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝---·--Γ訂------.線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •32- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 582052 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 5 1 i、如申請專利範圍第1至4項中任一項之金屬薄膜 製造裝置，其中該經蝕刻元件係由鉅、鎢或鈦製得，係爲 形成鹵化物之金屬。 1 2、一種金屬薄膜製造方法，其包括自天線元件提供 電量，將g周節基材之室內的讯圍轉化成電黎，包括· 配置由金屬製得且包括多個相對於該天線元件之電流 方向排列成不連續狀態之區段的經鈾刻元件； 提供電力於該天線元件，以於經鈾刻元件之基材面上 生成與該天線元件中之電流方向相同的電流，以使該室內 之氛圍轉化成電漿，且生成源極氣體電漿，以形成經蝕亥!ί 元件中所含之金屬成份的前驅物及源極氣體；及 控制該經鈾刻元件之溫度，使之低於該經鈾刻元件的 溫度，以於該基材上沉積該前驅物的金屬成份成一薄膜。 1 3、如申請專利範圍第1 2項之金屬薄膜製造方法，其 中該含有鹵素之源極氣體係爲含有氯之源極氣體。 14、如申請專利範圍第12項之金屬薄膜製造方法，其 中該經蝕刻之元件係由銅製得，以形成CuxCly前驅物。 1 5、如申請專利範圍第1 2項之金屬薄膜製造方法，其 中該經蝕刻元件係由鉅、鎢或鈦製得，係爲形成鹵化物之 金屬。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I I —裝 I 訂 I '線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -33-