TWI314585B - Selectable dual position magnetron - Google Patents

Description

1314585 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大致係關於材料之濺鍍。更明 係與磁電管形成磁場以增強濺鍍有關。 【先前技術】 濺鍍（sputtering)或稱物理氣相沉積 Deposition，PVD)者係積體電路製造中沉 材料最常見的方法。濺鍍原先係用於將相 沉積於晶圓上，且特別是用於沉積鋁電内 來’焦點及挑戰皆在於將材料沉積於高深 垂直内連線，以及介電層中（及通過介電/ 結構中。銅金屬化則因大塊銅可更輕！ (Electrochemical plating, ECP)沉積而改 而，在電化學電鍍之前會需要各種薄襯層 Ta及TaN)以避免銅擴散至氧化物介電層 形成平板電極並進行銅電化學電鍍層之成 現已發展出許多技術可讓薄均勻層濺 比孔洞之壁上。此種商業上已成功的技術 電漿（Self-Ionizing Plasma, SIP)濺鑛，於 子會離子化並因而可靜電吸附於窄孔洞内 電漿乃因部分減鍵離子會被吸回至藏鐘乾 多原子或離子，藉以降低氬工作氣體的需 進行濺鍍。SIP 的極限是持續自 確而言，本發明

(Physical Vapor 積金屬層及相關 當平坦之材料層 連線。然而近年 寬比介層洞中之 | )之類似垂直向 9藉電化學電鍍 變了重要性。然 ，例如阻障層（如 及銅晶種層，以 長。 鍍沉積於高深寬 之一為自離子化 其中多數濺鍍原 。稱為自離子化 材，以濺鍍出更 求並可於低壓下 減鐘（Sustained 5 1314585

Self-Sputtering, SSS) ’於其中之濺艘離子係足以維持濺鍍 電漿，氬氣並因此得以移除。

習知PVD處理室10(對於SSS或SIP濺錄有些微變化） 係以截面概要圖示於第1圖中。該圖示係以加州聖塔克拉 拉市美商應用材料公司所上市之Endura PVD反應器為基 礎。該處理室10包括一真空處理室本體12，其經由一陶 竟絕緣體14與一濺鍍靶材16相封隔，該靶材16具有至少 一正面，該正面係由欲激錢沉積於一晶圓18(藉一晶圓夾 鉗承載於一加熱器基座20上）上之材料所組成，其通常為 金屬。除了晶圓夾鉗22，覆蓋環或靜電吸盤也可結合至基 座20 ’或該晶圓也可置於基座20上而無需適當承載。靶 材材料可為銘、銅、鈦、组、銘、錄、翻、此等含有少於 1〇Wt/°合金元素之金屬合金，或其他金屬以及耐受DC濺 又 。金。另一方面，RF濺鍍也可用於濺鍍來自介電 質靶材之材料。設於處理室本體I】内之接地檔板24可保 護處理至壁12不受錢鍍材料的影響，並作為一接地陽極。 可選擇及控制之DC電源供應器26可相對於檔板24將 #材14負電地偏麼至約-6〇〇伏特DC。按慣例，基座2〇 B曰圓丨8係維持電力浮動的方式但對於多數類型的 。濺鍍而S，RF電源供應器28係經由AC電容耦合電路 或更複雜的匹配及絕緣電路耦接於基座18，以使基座電 n J^電漿存在下可形DC自偏壓電壓。負DC自偏壓 ° ^问密度電衆中的正電荷溅鍍離子吸引至高階積體電路 〇深寬比孔洞的深處。即使在基座μ係電力浮動，其亦 6 1314585 可形成部分DC自偏壓。

第一氣體源3 4可經由質流控制器3 6將濺鍍工作氣體 (一般為氬氣）供應至處理室本體12。於反應性金屬氮化物 (例如，氮化鈦或氮化钽）濺鍍中，氮氣係由另一氣體源3 8 經由其本身的質流控制器4 0進行供應。也可供應氧氣以形 成氧化物，如三氧化二鋁。該等氣體可由該處理室本體12 内不同位置進入。例如，靠近處理室本體12底部之一或多 個入口導管可於檔板24後方供應氣體。氣體會穿過該檔板 24底部之一孔徑或通過該覆蓋環22與該檔板24及該基座 20間之一間隙24。經由一寬的抽吸埠46連接至處理室本 體1 2之真空抽吸系統44可將處理室本體1 2内部維持在低 壓。雖然基礎壓力可維持在約1 〇_7Torr或甚至更低，但氬 工作氣體其習用壓力通常係維持在約1至1〇〇 milliTorr之 間。然而對自離子濺鍍而言，壓力可略小，例如低至 〇. 1 mTorr。對持續自藏鑛而言，特別是藏鑛銅時，一旦電黎·激 發後，氬氣的供應便可終止，且處理室壓力可降至非常低。 一可控制反應器之電腦控制器4 8包括D C電源供應器2 6 及質流控制器36,40。 當氬氣進入處理室時，靶材16及檔板24間之DC電 壓會使氬氣成為電漿，且帶正電之氬離子會吸附至負電偏 壓之靶材16。該等離子會以相當大的能量撞擊靶材16,並 使靶材粒子由靶材16濺擊出。若干靶材粒子會撞擊晶圓 1 8並因而沉積於其上，藉以形成一靶材材料薄層。於反應 性濺鍍金屬氮化物中，氮會同時進入處理室本體12，並與 7 1314585 藏鐘金屬原子反應而於晶圓18上形成金屬氣化物。

為提供有效的濺鍍，磁電管50會置於靶材16後方。 其包括相對的磁鐵 52,54，以一磁性輛(magnetic yoke)56 耦接以於處理室内該等磁鐵52,54旁形成磁場。一般而言 在SIP濺鍍中，磁電管50很小、套疊且具一或多個内磁鐵 52(由磁力更大之相對外磁鐵54所環繞）而不平衡。磁場會 捕捉電子，且對電中性區而言，離子密度也會增加以於處 理室内該磁電管50附近形成高密度電漿區58。為能於晶 圓18上進行均勻濺鍍，磁電管50通常會藉由馬達64所驅 動之一軸桿62繞著靶材16中心60旋轉。一般轉速為50 至lOOrpm。於習知磁電管中，軸桿62係相對於磁電管52,54 固定且與靶材中心60 —致，以使磁電管50掠過靶材中心 60周圍之一固定路徑。

Fu於美國專利第6,306,265號中揭示數種用於SSS及 SIP之磁電管設計。對此等應用而言，磁電管應可產生強 磁場且具有小面積。旋轉磁電管仍可提供均勻濺鍍沉積以 及最大靶材侵蝕（若需要）。磁電管應包括一與一或多個内 磁鐵52相連之内磁極，其中該内磁鐵52係由一具相反磁 性之連續外磁極（與該外磁鐵5 4相連）所環繞。該内及外磁 極一般並不平衡，以使外磁極所形成之總磁通量為内磁極 约至少1 .5倍。藉此，來自外磁極5 4之磁力線會延伸至處 理室而朝向晶圓16。由DC供應器26供應至靶材16之電 源應夠高，對200mm晶圓而言約20kW等級。然而，調節 電源供應器對300mm晶圓而言有些困難。但高電源及小磁 8 1314585 電管面積的結合可在磁電管50下方連4 u 座生非常高的電源密 度’並因此可形成一適度的高密度電装 场1 58而無需使用 附加之電楽源電源，例如RF感應線圈。# & 每電管50的形式 及尺寸與本發明某些態樣息息相關。 為抵銷輸至靶材的大量電源，靶好 1 6後方可與背側冷 卻處理室όό封隔。經冷卻之去離子皮 _ 或其他冷卻液體 係循環經冷卻處理室6 6内側以冷卻說从，^ 7 1祀材16。磁電管5〇 一 般係浸入冷卻水68中，且靶材旋轉輛 仵62係經一旋轉密 封件7 0通過背側處理室6 6。 如此SIP處理室1〇可用於濺鍍 r丨草層（例如來自钽靶 材之TaN/Ta)及濺鍍來自鋼靶材之薄 呀⑷日日種層。尤其對阻 障層而言，與該結構一起連續且對稱 耵聃'儿積對達成最小側壁 覆蓋要求及介層洞底部降低厚度/穿 衣径相當關鍵。阻障 層濺鍍已發現在相對較小的斑番溶 ]的磁電管進行下有最佳效果，小 磁電管可集中在靶材周園戸祕七名矣 η圍&域或邊緣，而靶材中心僅有少 許、或無任何濺鍍《由

田靶材周圍&域侵蝕的材料可以較佳 傾斜角達成對稱之階梯逋签 〜 梯覆蓋。此外，小磁電管可形成高電 源岔度且也因此可以相當低 w低的DC電源供應形成高離子化 碎片。然而，在起材周阁 何巧圍的靶材侵蝕會在靶材中心區 圍再沉積（中間未受侵蝕、同 、 蝕）濺鍍或清潔處理期間需避免真 沉積（re-deposit ion)。音由】# 冉 清潔製程將於下文詳述。然在鋼 沉積時，均勻的靶枯松， i 侵蝕及高平均濺鍍率對各晶圓上作 溥阻障層或晶種層的小 ^ 量減錢材料來說並非主要考量。 對以非延伸於靶；^ < μ , „ 祀材16整個半徑上之SIP濺鍍而言，旋 9 1314585 轉式磁電管50並去挺u ys , * I未掃描整個靶材16，且濺鍍材料傾向再 沉積於未掃描區域 ^ u. -X： • 场上。雖發生銅的再沉積，但通常並不將 其視為問題的月田+ 々'因在於再沉積的銅會與銅靶材有良好鍵 ' ' 結。然而阻障層、V祖π , 也 - 嘴况積可能會有相當大的問題。部分的阻障 層賤鍵會發生右 Α • 仕一稱為反應性濺鍍的製程中氮的周圍以於 日曰圓上'儿積氣金屬層，例如TaN或TiN。氮化物也可再沉 積於金屬乾材上’並在多次晶圓製程循環後成長一厚度。 ^ 則述再此積材料傾向於剝落而形成粒子源。因此，通常需 要避免再沉積之阻障材料剝落，較佳係避免其成長超過一 關鍵厚度。

Rosentein等人於美國專利第6,228,236號已提出一種 再沉積材料的解決方法。他們將磁電管50固定在一偏心 臂’以控制離心力使磁電管依據磁電管區動軸桿62的旋轉 方向假想兩個徑向位置。Rosenstein等人有效的將一徑向 移動機構74插入該旋轉驅動軸桿62及磁電管50間，他們 主要關切該靶材操作區域外側靶材周圍上的再沉積。 R〇senstein等人的設計提出了一種小型徑向移動的磁電 管，且其磁電管對於旋轉周圍的方位則大致在兩位置之間 維持不變。同樣的’移動至少部分依靠流體動力學進行。 - Rosenstein的設計可作變化以清潔靶材中心，但此得仰賴 - 顛倒磁電管的旋轉。故需要一種可避免顛倒旋轉磁電管方 向的磁電管設計，藉以加快多徑向旋轉直徑間的轉變。如 此設計可使達成清潔模式位置之所需時間最小化，並最大 化晶圓沉積時間以提高產量。 10 1314585

現已提出不同類型的行星式磁電管，例如Hong等人 2002年5月21曰申請之美國專利申請第10/1 52,494號 案，現已核發為美國專利第6,841,050號；以及Miller等 人於2003年4月17日申請之美國專利申請第10/418,710 號案，現已核發為美國專利第6,8 52,202號，前述兩者均 共同受讓與本申請案之受讓人。所揭示之行星式機構可使 小磁電管以一行星式路徑（由兩旋轉臂形成）掃描靶材表面 的絕大部分。雖然以單一路徑之行星式掃描也可採迴旋式 路徑以避免再沉積，但通常仍期盼能將主要濺鍍限定在較 窄的靶材徑向範圍。 【發明内容】 於本發明之一態樣中，兩步驟之濺鍍製程包括一或多 個將一阻障金屬濺鍍沉積在一基材上同時將一按外部環形 路徑移動之小型磁電管掃描一靶材外邊缘的步驟，以及藉 由將該磁電管移向靶材中心並將該按内環形路徑移動之磁 電管掃描至少該靶材中心的另一靶材清潔步驟。該清潔可 在每一基材作沉積時進行、或在每隔一些基材或數百個千 瓦小時之靶材電源後進行。 一機構可將磁電管中心相對於靶材半徑作有效移動， 並同時令一旋轉軸以不同靶材半徑繞該靶材中心旋轉該磁 電管。 一用於雙位置磁電管之單向、多速度離心力機構可將 該磁電管支撐於一樞軸上，該樞軸係樞接於一托座上，藉 11

1314585 一機械驅動軸桿繞一濺鍍靶材之中心轴旋轉。 他偏壓裝置可相對於該中心軸將該磁電管以一 壓。取決於驅動軸桿轉速之離心力可設定在足 力之高速態。藉此，轉速的選擇可使磁電管以： 距中心軸）作旋轉。較佳而言’連接於撐座及樞 力彈簧可將磁電管偏壓向中心軸，同時磁電管 可迫使其向外移動。 機械阻擋物可用以避免枢轉至其他方向， 制旋轉半徑。該等隊擔物應可吸震，例如彈性 震物。 該撐座與樞接臂間之該樞接機構也可包括 式軸承，其具有至少一動力密封物以讓該雙位 作於該靶材後方之冷卻水浴中。 離心力的雙位置機構可或者於一線性滾動 其中該旋轉撐座形成有一徑向延伸之狹縫。一 之支撐物係固定於狹缝中，並可於其中徑向滑 ^固彈簧可用以將該磁電管偏壓向該旋轉中心， 可迫使磁電管遠離中心。支撐物與該狹縫任一 作為一正向機械阻擋物。 該磁電管之一插袖移動無論是透過離心力 進行，均可有利地應用在一加長之磁電管（具有 一長尺寸）上。對靶材之邊緣濺鍍而言’該磁電 於—半徑（距該旋轉中心）之長尺寸而位於鄰 處。對中心清潔而言，該磁電管則以一較小） 一彈簧或其 徑向方向偏 以克服偏壓 f同半徑（指 接板間之張 上的離心力 藉以明確控 缓衝物或吸 兩個水密封 置磁電管操 物中進行， 用於磁電管 動。一或多 同時離心力 端的嚙合可 或以致動器 一短尺寸及 管係以垂直 近乾材邊緣 与度（如少於 12 1314585 60·)傾斜於該半徑（距該旋轉中U)之長尺寸而位於該靶材 中心處》

外部控制之致動器1用乂選擇性將一磁電管以一旋轉 板（磁電管係支撐於其上）之至少°卩分的徑向方向移動。例 如，一液體或氣動式致動器，其係仅於該板上並藉一液髏 供應經該旋轉軸的方式驅動，以與位於該板上之被動偏壓 裝置（例如彈簧）相反的方式作動，同時該致動器及偏壓裝 置係以相對之徑向方向壓迫該磁電管。該磁電管可線性移 動於該板（與該板之旋轉轴偏移）上或繞該板上之一樞轴枢 轉。 大略態樣至少 環形 括一兩步驟製程，包括交 (特別是一種A 一耐火阻 本發明之 替一由一^藏鍵把材之 '圳疋一種由一耐火阻 障材料所組成者，且一般係至少部公 1刀用於反應性濺鍍沉積） 濺鍍的第一步驟，以及一由該滅链 呢·扣柯之至少一剩餘八 …第二步驟。兩個步驟均藉由移轉兩步驟間旋轉二 管之徑向位置的方式使用相同磁電管。第：電 於清潔再沉積材料之靶材。Μ ν+ 狩別有用 管係以繞該靶材中心之相 甲該磁電 Μ方向作旋轉。 對於將阻障物濺鍍沉 驟較佳係將該磁電管繞靶 4深寬比孔洞時，該第—步 當小且不平衡之磁電管（之中心轴旋轉的方式掃插一相 電管移向該靶材中心軸近：材周圍邊緣)。繼而’該礤 掃推接近該乾材中心之區域，且 13 1314585 該磁電t係以相同方位 管接近該靶材中，、、 —不问半徑的方式掃描。隨著磁電 勻的清潔。雖然一 λ 現者該靶材中心旋轉以提供更均 管，但邊緣濺鍍以及"^中、於仫向移動期間持續旋轉該磁電 間以使磁電管#甘 絮兩者都需要較一秒為長的時 ^ ™ ^ , 之各處旋轉數十秒。 这用以移動越雷溶> & 本發明之'… 可有許多不同形式。

8〇，其說明於第2 ^括—雙位置離心柩轉磁電管組件 , ^ . 之垂直視圖中，該組件依據單一旋轉 方向之轉速可轉換私爽轉 、於兩旋轉半徑間。該磁電管組件8〇包括 一固定於旋轉驅動鉍C"枯 干62(繞該反應器之中心轉轴6〇)支 撐座82該撐座82之-臂的-端係由下方-樞轉板84藉 枢轉機構86作旋轉支撐’該樞轉機構可使樞轉板84繞 樞轉軸88枢轉。該樞轉板84可支撐一背板90，其係由 一強磁性材料组成以形成該磁電管5〇之磁性軛。為結構考 量’該背板90可視為該柩轉板84之一部份，因其等係繞 該枢轉軸88 —起樞轉。一軸襯92係固定於該撐座82,介 於該轉軸60及該樞轉機構86之間；而另一軸襯94係固定 於該背板90上之一安裝件95。一張力彈簧96之兩端係接 附於兩抽襯92,94。一第一尼龍阻擔物1 〇〇係螺附（screwed) 於該撐座82 —側上之該樞轉板84，而一第二尼龍阻擋物 1 0 2則螺附於該撐座8 2另一側上之該背板9 0。各阻擋物 1 00,1 02包括一具有通孔之金屬圓形突出物’供設螺絲及 一管形之軟、彈性尼龍護套，此等可安裝於其外側以緩衝 對該撐座82的突然衝擊及震動。彈簧96可將該具有第二 14 1314585 阻檔物1 02之背板90的一側偽 W偏堡向該撐座82，並因此將 該磁電管偏壓向該轉軸60。不说 ^ 過，内側方向的樞轉會受限 於鄰接且嚙合該撐座82之第-Ββ址 ^ 乐—Ρ且擋物1〇2。另一方面，該 驅動軸桿62的旋轉可施加足夠 约的離心力於重的磁電管5〇 及相關元件上’並將具有第二）5且拉1 巧矛阻擋物1〇2之該檔板90的一 侧以遠離該轉軸60之外徑向古 门方向推離該撐座82。不過’ 向外方向的框轉會受限於鄰接且哺合該樓座82之第一障

撞物1〇0。轉速可決定是否向内彈簧偏壓或向外離心力何 者較佔優勢。 雖然旋轉驅動軸桿62的旋轉與樞轉板84的樞轉其兩 者移動相當類似，但仍賦予不同名稱。然而，兩種移動間 較明顯的差異在於磁電管5〇係固定旋轉，但於製程期間會 為大角度的360·轉動選擇轉軸6〇之半徑，同時柩轉板84 係以约小於90 ·角改變由一者至另一者的半徑位置。機械 偏壓的術語應可瞭解係指一預先決定之力量施加於一物 體’以迫使其移向該偏壓力之方向，但實際移動一般仍取 決於與該移動相對之抵抗力。 結瑪104係固定於該撐座82之另一臂，且係設計以具 有如該雄電管50及相關元件般相同之慣性移動，以減少旋 轉期間的震動。然而，由於磁電管之慣性移動取決於其徑 向位置，若砝碼受到相對於該轉轴60之相同徑向移動時， 平衡力會改善。一位置標1〇6(例如磁鐵）係固定於背板 90 ’且〆位置感應器1〇8(例如磁性霍爾（Hall)感應器’如 第1圖所不）係設於該轉動磁電管50上方頂部’以使控制 15 1314585 器48在該旋轉磁鐵106通過或未通過磁性感應器l〇8下方 時判斷該磁電管之當時徑向位置。

於本發明之此實施例中’改變旋轉驅動軸桿62之轉速 可使離心力克服彈簧偏壓力而將該磁電管置於一第一徑向 外側位置、或支配彈簧偏壓力而將該磁電管50置於一第二 徑向内側位置。第2圖所示之該磁電管位置係離心力較大 所致之外側位置（〇 U Τ ρ 〇 s i t i ο η )。該外側位置係以平面方式 概要圖示於第3圖，其中較為簡化的表示出該樞轉板84。 當該旋轉驅動軸椁62以夠高之速率f0UT作一旋轉方向的 轉動時，磁電管50上之離心力會大於彈簧張力，並使該樞 轉板84及接附磁電管50繞該撐座82之樞轉轴88向外枢 轉。反之’在位於第4圖平面圖之内側位置（IN position) 時，該旋轉驅動軸桿62會以相同旋轉方向、但一相當低之 速率fiN旋轉，使彈簧96之彈簧張力大於離心力而拉動該 樞轉板84及接附磁電管5〇，以繞該樞轉轴88向内樞轉， 移向撐座82而抵達所示之内側位置。無論磁電管位置如 何’驅動軸桿62會繞該中心轉轴60持續轉動該磁電管 5 0 ’但該磁電管5 〇於内側位置之徑向位移會大於外側位 置。藉此’磁電管5〇在其位於不同半徑位置時將可掃描靶 材不同區域。 磁電管移動之運動將參照第5圖進行說明。線條110、 111、112係繪示施於樞轉板84上的力矩（即以重的磁電管 5 0繞該樞轉軸8 8所施加之離心力）乃樞轉角（指該樞轉板 84及撐座82之間對三個旋轉軸桿轉速值50rpm、68rpm及 16 1314585 85rPm之樞轉角）的函數。於所示之該機構配置中妒 , Q %仅於 向外方向之該樞轉力矩係隨轉速而增加，且當樞 、 将板84 將該磁電管50移離該轉軸桿62時亦隨樞轉角而增知 線11 3係繪示彈簧9 ό張力繞該樞轉轴8 8所施加的 虛 柩轉角之函數。彈簧力矩始終位於内側方向。淨力起 、 離心力矩及彈簧力矩間的差’且該差值可決定該柩 為 ^板 82 係向内或向外樞轉》應注意的是離心力與彈簧力 仁啊者均

受枢轉角影響’此不僅是因為偏壓的差異及改變彈簧長产 與磁電管半徑的離心力，也是因為改變力矩臂相對於撐座 縱軸的幾何所致。雙穩定態操作（Bistable operation)是可 以達成的’只要所選擇的兩轉速fIN及f〇UT(例如圖中50rprn 及68rpm)可完全涵蓋該彈簧力矩ι13(即兩阻擋物間樞轉 角的所有值）’以讓低速fIN旋轉之該磁電管可旋轉至内側 阻播物’並讓較高速f0UT旋轉之該磁電管可旋轉至外側阻 擔物。 然動力學會因該相對旋轉之樞轉板84以及推座82間 之封閉旋轉所施加的力矩（其本身係由摩擦產生且可阻礙 任何移動）而更顯複雜。在沒有相對移動時封閉力矩具最大 值’一旦開始移動才會變小。假設磁電管因撐座82抵鄰該 第阻擔物1 〇 〇而處於穩定之外側位置1，其在以速率 out 6 8rpm旋轉時’需進一步減少會克服該封閉力矩之旋 轉以使棘；Φ V* , 遂低於平衡點（即離心力力矩等於彈簧力矩之 )該磁電管接著會暫時處於位置2，於該處磁電管係位 ;外側位置但以fiN = 50rpm作旋轉。若50rpm低於無法克 17

1314585 服封閉力矩之掙脫點（break away point)時，磁電 速到達50rpm前開始移至位置3。同樣的，當需 之位置3向外移動時，轉速須為離心力力矩及彈 之差距作充分提昇以超過封閉力矩，藉以將磁電 向位置4，使其以6 8 r p m轉速於内側位置旋轉。 接著會快速向外移至穩定之外側位置1。 該兩位置間的轉換在轉速高於或低於其恰巧 動之所需轉速時可予以加速。例如，當由外側位 側位置時，轉速可由68rpm降至50rpm，以明顯 衡的力矩。當磁電管抵達内侧位置時，轉速可降3 同樣的，當由内側位置移至外側位置時，轉速可 明顯提昇至高於68rpm以啟動並完成移動，並於 68rpm或甚至更低的轉速。 該磁電管移動係參照第2、3及4圖無流體影 述，然流體影響在轉速改變時、以及在冷卻水的 趨於平穩（通常在旋轉撐座82及磁電管50後）之 相當重要。旋轉方向係標示於第3及第4圖，用 管5 0拉引通過黏性冷卻水。取決增加轉速的額外 用以加速朝向外側位置之移動。反之，若旋轉方 相反，它會將磁電管50推過液體。當轉速減缓時 可較快將磁電管5 0壓向中心位置。 樞轉機構必須按若干要求作設計：其通常浸 中，其亦必須轉動以最小的下垂及震動方式支撐 管，特別是由於磁電管可能需旋轉接近靶材背側 會在轉 由穩定 簧力矩間 管暫時推 該磁電管 可開始移 置移至内 增加不平 • 5Orpm 0 由 5 Orpm 其後降至 響下作描 打旋移動 前會變得 以將磁電 流體力可 向與所示 ，流體力 於冷卻水 重的磁電 。該樞轉 18 1314585

機構應施加最小之封閉力矩及其他摩擦作用以降低轉速的 所需差值。以截面圖示於第6圖中之該樞轉機構86具有良 好效能。至少一螺栓可將一心軸（Spindle)114固定至框轉 板84以與樞轉轴88對準。一對以一管狀間距物117分隔 之經封閉潤滑轴承115，116的内環係藉—凸緣118(螺附於 該心轴114)安設於該心轴114上。該等輛承115，116之内 環並以一環形預負載彈簧（其係以一藉螺栓固定於撐座82 之蓋體122壓抵於該上方軸承115之外環之軸端）12〇安設 於撐座82上。該含有轴承115，116之腔體係以其兩端封閉 於水態環境’此封閉方式乃藉由：該撐座82及蓋體122 間之一靜態〇形環封閉件124、該蓋體122、以及該心轴 114下方外圍及該撐座82之一内延伸唇部間之一動力 封閉件126等方式為之，為降低摩擦封閉力矩該動力封 閉件1 26之直徑應縮至最小。 在重磁電管以及強磁性材料（如NdFeB)易脆性的情況 下，尼龍阻擋物100，102的防震性仍嫌不足。因此，需要 以彈簧負載吸震體替換尼龍阻擋物，其類似車用吸震體， 可安裝於撐座或樞轉板及背板上，以更滑順地嚙合其他元 件上之阻擋物。 第較佳實施例的不平衡、弧形磁電管丨3 9係以垂 直視圖示於第. 弟7圖中’大致來自第i及第2圖之底部。二 十個具帛磁極性之柱形永久磁鐵132¾著柱形軸配設於 =背板90上一閉合之外部地帶，其係作為磁性軛以及一固 定；a樞轉板84之支撐件。十個相同設計但具有相反之第 19 1314585

二磁極性之磁鐵1 3 4則以弧形配設於該外部地帶内。該外 部磁性地帶之磁性強度高於内側磁性弧段兩倍，以使該磁 電管不平衡，如先前於Fu案專利中所討論者。然而，為 更加強該靶材外圍之離子化濺鍍並進一步界定磁性侧的範 圍，靠近靶材邊緣之弧形侧的不平衡程度可大於靠近中心 之相反弧形側。該外部磁鐵1 3 2係以一帶形磁極片1 3 8覆 蓋，而内部磁鐵134係以弧形磁極片138覆蓋。在磁電管 1 3 0位於外側位置且以靠近靶材圓周之位置旋轉時，該帶 形磁極片 1 3 6的平滑凸面側 1 40通常會與靶材之外圍對 齊。一類似之平滑凸面側則設於背板9 0。另一方面，一小 的凹側係位於該帶形磁極片1 3 6之另一侧。該凹側可為平 滑外型或形成尖端。磁極片1 3 6,1 3 8係經配置以具有大致 固定的間隙，於其間可界定出一磁場區，平行於該靶材之 内側面並形成一鄰近靶材正面的電漿迴路。一非磁性分隔 板142固定於該背板90及該磁極片136,138之間，其包括 數個孔徑以讓磁鐵132,134可適配於其中以作校準。該磁 電管3 0之操作中心接近磁鐵1 3 2，1 3 4之重心，即位於弧形 内磁極片138内。 雖然磁電管1 3 0已有令人滿意的效果，但在重心徑向 地向外轉換時兩磁電管位置間之運動變化會更為改善，以 在磁電管徑向移動時在慣性移動上有較大變化。一具有向 外設置重心之磁電管1 5 0的第二實施例係以分解底部垂直 視圖示於第8圖中。非磁性校準以及重量檔塊1 5 2 (例如非 磁性不鏽鋼）可取代第7圖之分隔板142。檔塊152中之定 20 1314585 位銷可使其與檔板9 0及磁極片1 3 6,1 3 8對齊。螺栓1 5 4係 通過背板90及檔塊152並螺入磁極片136,138中一起固定 磁電管。

檔塊152包括一重量部156，其延伸至該帶形磁極片 1 3 6之外凸面部1 4 0，亦即，再磁電管1 5 0位於外側位置十 係徑向朝外。該重量部156之厚度大致等於磁鐵長度，且 除軸向通孔 158(乃形成以供未圖示之内部磁鐵及未圖示 之外部磁鐵的徑向外半部通過）外大致連續。該檔塊 1 5 2 也包括一半環部 160，其厚度較小且具有數個孔徑供其餘 十個外磁鐵132通過。 該弧形磁電管150之重心較第7圖之該磁電管130靠 近該平滑凸面邊緣1 40，且也具有較少部件之簡易設計以 易於組裝。該重量部156約2公斤的額外重量可幫助兩穩 定位置間之移動。然而，因額外重量必須於兩個不同徑向 位置旋轉支撐在可移式懸臂結構上，故下垂及震動的問題 會較第8圖之較輕設計明顯。此外，額外重量也會增加阻 擋物處的衝擊。 弧形磁電管130或150具有一大致由兩磁極片136,138 間之間隙外圍所界定之形狀，其於一方向上的長度實質上 大於另一方向。此形狀有利於兩步驟濺鍍沉積以及清潔製 程。如第9圖底部平面圖所示，於濺鍍沉積期間，該以實 線圖示之弧形磁電管130係以其長尺寸（或稱長尺寸段，即 與該靶材16之圓周對齊並垂直於該旋轉轴60延伸至磁電 管中心之半徑者）以及其短尺寸（或稱短尺寸段，即大致對 21 1314585

齊靶材半徑者）鄰設於該靶材16之有效邊緣170。更明確 而言，該外磁極1 3 6之外側部於濺鍍沉積中可位於該靶材 之有效邊緣1 7 0上。兩磁極1 3 6，1 3 8間之間隙1 7 2可大致 界定出該濺鍍處理室内之一電漿迴路，該處理室可濺鍍鄰 近電漿迴路（由靶材邊緣170向内徑向延伸）之靶材16的環 形區域。於邊緣濺鍍之一實施例中，該電漿路徑會掃描該 靶材半徑之外半部延伸的環形帶，但不會掃描到内半部内 側的乾材。 於濺鍍沉積期間，RF源28會強烈地偏壓晶圓1 8以 加速濺鍍離子於高深寬比孔洞内，而使之更均勻覆蓋阻障 材料。該磁電管1 3 0很小，但繞該靶材中心6 0旋轉以於靶 材中心60周圍（包括磁電管間隙1 72)環形帶中形成相當均 勻的濺鍍侵蝕。磁電管的小尺寸會使該環形帶中的平均濺 鍍率相對較小。然而，對高深寬比孔洞中的阻障層而言低 沉積仍可接受，其需夠薄以使大多數的孔洞可用於銅或其 他金屬化。 在清潔階段的初期，轉速會減緩且磁電管1 3 0會繞該 樞轉點88旋轉至一位置（以虛線圖示，靠近粗材中心60)。 於此位置，該磁電管130之長尺寸段經對齊後與靶材圓周 相比，較接近靶材16半徑，因此可讓靶材16之較長半徑 得以清潔。如圖所示，長尺寸段傾斜於轉軸60半徑至磁電 管中心約45 _，但傾斜角較佳可為0 ·至60 ·。同樣有利的 是，於清潔位置之磁電管間距1 72係由靶材中心60延伸至 間距 172，而界定出沉積位置之電漿迴路。因此，於沉積 22 1314585 步驟濺鍍之所有靶材徑向向内區域會於清潔步驟中被濺 鍍。於清潔步驟期間晶圓偏壓可甚至降為零，以最小化晶 圓基座處的荷能離子通量。

除了第2圖所示彈簧96外，也可使用其他類型的偏壓 裝置。壓縮彈簧可藉由將其移至撐座82之其他側的方式取 代。可使用一活動彈簧或螺旋彈簧，例如，一端固定接近 該枢轉軸且另一端位於樞轉板84或背板90者。一軸固定 於一元件之彈簧捲曲輪（spring-wound wheel)可繞覆以缦 線，另一端固定於另一元件。前述該偏壓裝置均為被動式， 然主動式偏壓亦可行。 於第10圖所示平面圖之一離心磁電管的另一實施例 中，線性滑動機構 1 80包括該固定於該旋轉驅動軸桿62 並可繞該靶材中心軸60旋轉之撐座82。一徑向延伸狹缝 1 82係形成於該撐座82中，用以容納並校準一橢圓形支撐 柱184，其可徑向滑動於該狹縫182内。該支撐柱184可 支撐該撐座82下之磁電管50，同時兩支撐樑186可藉由 低摩擦介面將該支撐柱184滑動支撐於該撐座82上表面 上。一未圖示之砝碼可接附於該撐座 82之一端與該狹缝 182相對，其接附乃藉由與之固定或徑向移動以對應該磁 電管50之移動的方式為之。兩彈簧188,190兩端部分別連 接至一第一橫臂192(固定於該撐座 82)及一第二橫臂 194(固定於該支撐柱184)，藉以將該磁電管50偏壓向該 靶材中心6 0。然而，在足夠高的轉速下，施加於旋轉磁電 管50上的離心力將足以克服偏壓力，並使該磁電管以該支 23 1314585 撐柱（嚙合該狹縫1 62之外側端 1 96)的外側端進入所示之 外侧位置。然而在低轉速下，偏壓力可克服離心力，使磁 電管以該支撐柱184(由該狹缝182之内側端198阻播）之 内側端移至其内侧位置。 然亦可能設計出一種離心力驅動之磁電管，其可藉由 偏壓裝置及低轉速配合下移至該外側位置，以及藉由增加 之離心力於高轉速下移至該内側位置。

該等阻擋物具有雙穩定操作效果，然而其亦可更適當 的平衡施加於該偏壓裝置之離心力，以使磁電管可以多於 兩個徑向位置作旋轉，而無需使用中間阻擋物。 調整磁電管之另一位置也可應用於本發明中。例如， Fu等人於美國專利第6,692,617號中係揭示一活動控制之 可調式磁電管200，其概要截面圖示於第11圖中。一支撐 板202係固定於該旋轉驅動軸桿62(沿靶材軸60延伸）之 一端，以支撐該磁電管50» —支撐柱204係將磁電管50 支撐於旋轉支撐板202上，滑動於用以導引該支撐柱204 於徑向方向之徑向狹縫2 06中。一氣壓或液壓式致動器 2〇8(其具有一連接至該支撐柱204之致動器臂）係支撐於 該支撐板202上，其經由該旋轉軸桿62中之一液體線210 驅動，並經由一未圖示之旋轉耦合件連接至一液體動力 源。連接於該支撐柱204及該支撐板202間之一彈簧210 或其他偏壓裝置可使用以對抗該致動器2 08施加至支撐柱 204的力。然而，在該致動器208用以對抗離心力時，也 可省略獨立的偏壓裝置。於任何情況下，經由致動器 208 24

1314585 所施加之流體力均可以該旋轉撐座 8 2之徑向 磁電管，以使磁電管位於至少兩處徑向位置， 邊緣濺鍍，且另一位置則利於靶材1 6中心處之 動控制之可調式磁電管200無論轉速如何均可 電管。若該可調式磁電管200具有多於兩處之 磁電管50之徑向位置可更精確的控制。 一致動器為主之設計包括第2圖之該樞轉 管，其幾何形狀大致與雙穩定模式所需相當。 靠轉速之改變以控制旋轉半徑者，例如一外' 器，其係連接於該阻擋物1 00之頂部上以及該名 側上（與該樞轴 8 8相對）的各個框軸間，並經 62中之液體線210選擇性供應氣壓力或液壓力 11圖所述。該彈簧96也可能不需要。然而若 憑藉張力施力，彈簧可以相反方向偏壓該背板 藉由連接於前述框軸間的方式進行。然而，離 可提供所需之偏壓。 其他調整機構亦為可行，例如，兩共軸桿 旋轉而另一者作徑向調整。Rosenstein的雙向 管可用以交替於濺鍍沉積及靶材清潔間，然而 影響操作產量。 單向雙位置磁電管的快速移動速度可使其 晶圓之靶材，而不會過度影響產量。該清潔可 過之晶圓移出反應器後、以及新的晶圓送入反 施。另一方面，僅有在一非常短濺鍍時間的藏 方向移動該 一位置利於 滅鍍。該活 徑向調整磁 位置時，該 式弧形磁電 反之，非依 部控制致動 ，座82之一 由旋轉軸桿 ，如先前第 該致動器僅 9 0，例如， 心力本身即 ，一者控制 離心力磁電 相反方向會 用以清潔各 在加工處理 應器之前實 鍛材料已存 25 1314585

在阻障層時方需要各晶圓的清潔。因此，清潔可於晶圓位 於反應器中時原位（in-situ)實施。更明確而言，對—雙層 阻障層而言（例如TaN/Ta)，其濺鍍可利用因低轉速靠近靶 材中心之磁電管而在氮存在下進行一非常短，如2或3秒 的反應性濺鍍。在多次製程循環後，短暫的初始内濺鍍應 避免TaN累積在靶材中心。其後，增加的轉速可將磁電管 移至靶材周圍同時持續濺鍍TaN。可利用較靠近靶材周圍 之磁電管進行最後的Ta濺鍍。 雖然本發明係描述於濺鍍沉積及靶材清潔步驟間改變 磁電管位置，但磁電管可因其他目的而移動，例如為激發 電漿或為改變以作晶圓之濺鍍蝕刻。Gung等人於2004年 5月26曰所申請之臨時申請案第60/5 74,905號，以及於 2004年9月23曰申請之專利申請案第10/950,349號，標 題為「VARIABLE QUADRUPLE ELECTROMAGNET ARRAY IN PLASMA PROCESSING」中係揭示一種可配置不同操作 模式之濺鍍反應器，其包括具控制差異之四電磁陣列 (quadruple electromagnet array)，其等全文均合併於此以 供參考。本發明也利於以一磁電管實施，以改變把材及磁 電管間的間距，如Sub ram an i等人於2004年3月24曰所 申請之臨時申請案第60/55 5,992號所揭示者。Hong等人 於2004年9月16曰申請之美國專利申請案第1 0/942,273 號，標題為「MECHANISM FOR VARYING THE SPACING BETWEEN SPUTTER MAGNETRON AND TARGET」中係揭 示一較普遍之機構及製程，其全文均合併於此以供參考。 26 1314585 雖然本發明所描述係關於濺鍍一耐火阻障金屬，特別 是钽及其氮化物，但本發明也可應用於其他阻障金屬（例如 鈦及鎢），以及用於矽化物（例如鈷、鎳及鉬）。本發明也可 應用於金屬化之金屬及其晶種層，特別是鋁（其受到剝落的 再沉積），且也可應用於銅，因其在多步驟製程中會需要不 同的濺鍍特性。雙位置磁電管的靈活性也可用於濺鍍其他 層 緣 絕 或 金 鍍 濺 F R 括 包 料 材 變可 改即 為式 略方 由的 藉計 且設 ， 器 潔應 清反 材前 靶目 及合 鍍結 濺於 制易。 控之性 外使特 額構鐘 可機藏 明描變 發掃改 的本管地 型電制 類 磁控 圖式簡單說明】 第1圖係一自離子化電漿（SIP)濺鍍反應器之概要截面 圖 第2圖係本發明一離心雙位置磁電管機構之一實施例 的概要圖。

第3圖係第2圖之該雙位置磁電管於其外側位置時之 概要平面圖。 第4圖係第2圖之該磁電管於其内側位置時之概要平 面圖。 第5圖係一圖表，用於解釋移動該雙位置磁電管之運 動。 第6圖係枢轉機構之一實施例的截面圖，其係用於一 雙位置磁電管中。 27 1314585 第7圖係一用於本發明之磁電管之一第一實施例的垂 直視圖。 第8圖係該磁電管之一第二實施例的垂直視圖。 第9圖係一說明一樞轉式弧形雙位置磁電管之兩位置 的概要圖。 第 10圖係本發明之一雙位置磁電管之一離心滚動物 之概要圖。

第11圖一機構之概要截面圖，其包括一用於移動一磁 電管之徑向位置之致動器。 【主要元件符號說明】 10 PVD反應器 12 真空處理室 14 陶瓷絕緣體 16 濺鍍靶材 18 晶圓 20 基座電極 22 晶圓夾甜 24 接地檔板 26 D C電源供應器 28 RF電源供應 30 耦合電路 34 氣體源 36 質流控制器 38 氣體源 40 流量控制器 42 間隙 44 真空抽吸系統 46 抽吸埠 48 電腦控制器 52,54 磁鐵 56 磁輥 58 電漿區域 60 靶材中心 62 軸桿 64 馬達 66 冷卻室 28 1314585

68 冷卻水 70 旋轉密封件 74 徑向轉移機構 80 樞轉磁電管 組件 82 撐座 84 極轉板 86 樞轉機構 88 植轉轴 90 板 92,94 軸襯 95 安裝件 96 張力彈簧 100, 102 尼龍阻擋物 104 缺碼 106 位置標 108 位置感應 器 110,111,112 力矩 113 彈簧力矩 114 心轴 115, 116 軸承 117 間距物 118 凸緣 120 預負載彈簧 122 蓋體 124 0形環封閉件 126 動力封閉 件 128 唇部 130 弧形磁電 管 132 永久磁鐵 134 磁鐵 136, ,138 磁極片 142 非磁性分 隔板 150 磁電管 152 重量檔塊 154 螺栓 156 重量部 158 孔徑 160 半環部 170 有效邊緣 172 間隙 180 線性滑動機構 182 延伸狹缝 184 支撲柱 186 支撐樑 188 ,190 彈簧 192 ,194 橫臂 196 外侧端 198 内側端 29 1314585 200 可調式機構 202 支撐板 206 徑向狹缝 208 氣壓或液壓式致動器 210 液體線

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Claims (1)

1314585 第Ml。號專师年Γ月修S 拾、申請專利範圍： 1. 一種於一電漿濺鍍反應器中濺鍍之方法，該電漿濺鍍反 應器係繞一中心軸配置且具有一與一基座相對之把 材，該基座可支撐一欲濺鍍塗覆該靶材之一材料的基 材，而該方法至少包含下列步驟： 一第一步驟，以一第一半徑繞該中心軸旋轉一套疊 (nested)不平衡之磁電管，以將沉積材料濺鍍於形成在該 基材之孔洞中；以及 一第二步驟，以一小於該第一半徑之第二半徑繞該中 心軸旋轉該磁電管，以清潔該第一步驟中來自該靶材且 沉積其上之材料。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中位於該第二半 徑之該磁電管之一電漿迴路係通過該中心軸。 3 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該靶材至少包 含一耐火阻障材料。 4.如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該第一步驟包 括將氮流入該處理室中，但於該第二步驟期間並未有氮 流入該處理室。 5.如申諳專利範圍第1項所述之方法，其中於該第一步驟 1314585 期間係以RF電源之第一位準偏壓該基座，且於該第二 步驟期間係以一大致低於該RF電源之第一位準的第二 位準偏壓該基座、或不偏壓該基座。 6. 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所述之方法，其 中於該第一及第二步驟期間該磁電管係以一相同方向 繞該中心轴旋轉。 7. —種多位置磁電管，其至少包含： 一旋轉軸桿，沿一旋轉軸延伸； 一板，固定於該旋轉軸桿； 一臂，可於該板上繞一樞轉轴樞轉而由該旋轉軸移 開，且樞轉不受該旋轉軸桿之一旋轉角影響； 一磁電管，固定於該板上，該磁電管之一中心係偏移 該樞轉軸，藉由該臂之樞轉，該旋轉軸桿可使該中心以 距該旋轉軸之數個半徑中之一選定半徑而以一單一方 向繞該旋轉軸旋轉。 8. 如申請專利範圍第7項所述之磁電管： 其中該磁電管係一非圓形對稱且具有一長尺寸段及 一短尺寸段； 其中當該中心以一第一半徑旋轉時，該長尺寸會垂直 延伸至一線，該線係由該旋轉軸延伸至該中心；以及 2 1314585 其中當該中心以一小於該第一半徑之第二半徑旋轉 時，該長尺寸傾斜於一線不超過6 0。，該線係由該旋轉 軸延伸至該中心。 9·如申請專利範圍第8項所述之磁電管： 其中該磁電管係套疊且包括一具第一磁極性之内磁 極，一第二磁極性之外磁極，其環繞該内磁極且磁極性 與該第一磁極性相反，並以一環形間隙將其分隔； 其中當該中心以該第一半徑旋轉時，該環形間隙可掃 描一與該旋轉軸分離之環形帶；以及 其中當該中心以該第二半徑旋轉時，該環形間隙可掃 描一圓形區域，其包括該旋轉軸，並可徑向向外延伸到 至少該環形帶。 10.如申請專利範圍第7項所述之磁電管，其更至少包含一 外部控制之致動器，連接於該板及該臂之間以控制該臂 繞該樞轉袖的樞轉。 1 1.如申請專利範圍第1 0項所述之磁電管，其中該旋轉軸 桿包括一連接至該致動器之液體線。 12. —種用於一電漿濺鍍反應器之多位置磁電管，其至少包 含： 3 1314585 一撐座，固定於一旋轉驅動軸桿，該旋轉驅動轴桿係 沿一中心轴延伸並與之旋轉； 一樞轉機構，固定於該撐座，且可繞一枢轉軸而樞轉 地支撐一樞轉臂； 一磁電管，支撐於該樞轉臂上，而與該框轉軸相隔一 距離；以及 偏壓裝置，耦接該撐座及該樞轉臂，用以對抗因該旋 轉驅動軸桿之旋轉而施加於該磁電管上的離心力。 1 3.如申請專利範圍第1 2項所述之磁電管，其中該偏壓裝 置至少包含一彈簧。 1 4.如申請專利範圍第1 3項所述之磁電管，其中該彈簧係 一張力彈簧，其一端固定於該撐座，另一端則固定於該 框轉板。 15.如申請專利範圍第12項所述之磁電管，其更至少包含 第一及第二阻擋裝置，用以避免該樞轉板以各自相反方 向繞該枢轉轴作相對於該撐座的進一步樞轉。 1 6.如申請專利範圍第1 2至第1 5項任一項所述之磁電管， 其中採該旋轉軸桿之一第一轉速的該磁電管係位於距 該中心軸之一第一半徑處，且採該旋轉軸桿之一小於該 4 1314585 第一轉速之第二轉速的該磁電管係位於距該中心軸之 一第二半徑處，且該第二半徑小於該第一半徑。 1 7.如申請專利範圍第1 2至第1 5項任一項所述之磁電管， 其中該磁電管係一不平衡磁電管，其包括一沿該中心轴 具第一磁極性之第一磁極，以及一環繞該第一磁極且磁 性強度大於該第一磁極之第二磁極，其具有與該第一磁 極性相反之第二磁極性。 1 8.如申請專利範圍第1 2至第1 5項任一項所述之磁電管， 其中當該磁電管位於該第一半徑處，該中心軸會通過該 第二磁極之一周圍的外側，而當該磁電管位於該第二半 徑處，該中心轴會通過該第二磁極之該外圍的内側。 19. 一種用於一電漿濺鍍反應器之位置磁電管，其至少包 含： 一撐座，固定於一旋轉驅動軸桿，該旋轉驅動轴桿係 沿一中心轴延伸並與之旋轉； 一磁電管； 一支撐機構，將該磁電管支撐於該撐座上，並使該磁 電管繞該中心軸徑向移動；以及 偏壓裝置，耦接該撐座及該支撐機構，用以對抗因該 旋轉驅動軸桿之旋轉而施加於該磁電管上的離心力。 5 1314585 20. 如申請專利範圍第1 9項所述之磁電管，其中該偏壓裝 置包括至少一彈簣。 21. 如申請專利範圍第20項所述之磁電管，其中該支撐機 構至少包含一樞轉臂，樞轉支撐於該撐座上並支樓該磁 電管，且該至少一彈簧係耦接於該撐座及該樞轉臂之 間。 22.如申請專利範圍第20項所述之磁電管，其中該支撐機 構至少包含一安設其中並沿一形成於該撐座中之狹缝 滑動的支撐元件，且該至少一彈簧係耦接於該撐座及該 支撐元件間。 23. —種於一電漿濺鍍反應器中用以掃描一具有一中心軸 之靶材的雙位置磁電管，其至少包含： 一撐座，可固定於一旋轉軸桿而繞該中心軸旋轉； 一樞轉機構，固定於該撐座上，且可繞一樞轉軸樞轉 地支撐一樞轉板； 一磁電管，固定於該樞轉板，而與該樞轉軸相隔一距 離， 一彈簧，耦接該撐座及該樞轉板，並可以與該旋轉軸 桿之旋轉所施加於該磁電管上之離心力相反之力迫使 6 1314585 該磁電管朝向該中心軸。 24.如申請專利範圍第2 3項所述之磁電管，其更至少包含： 一第一機械阻擋物，用以避免該樞轉板以一第一枢轉 方向繞該樞轉軸而相對於該撐座的進一步樞轉；以及 一第二機械阻擋物，用以避免該樞轉板以一與該第一 樞轉方向相反之第二樞轉方向相對於該撐座的進一步 植轉。 25 .如申請專利範圍第24項所述之磁電管，其中該第一及 第二機械阻擋物係固定於該樞轉板，並依據該樞轉板繞 該樞轉轴之預定樞轉嚙合於該撐座。 2 6.如申請專利範圍第2 3項至第2 5項任一項所述之磁電 管，其中該樞轉機構包括環繞該磁電管之防水軸承。 27. —種磁電管濺鍍反應器，其至少包含： 一真空處理室，繞一中心軸配置； 一濺鍍靶材，可密封該真空處理室之一端； 一基座，用以支撐一與該靶材之一前側相對的基材； 一旋轉驅動軸桿，沿該中心軸延伸並可繞該中心軸旋 轉； 一撐座，固定於該旋轉驅動軸桿，並可與之旋轉； 7 1314585 一樞轉板； 一樞轉機構，固定於該撐座，且可繞一枢轉軸樞轉地 支撐該樞轉板，而該樞轉軸係偏移該中心軸； 一磁電管，支撐於該樞轉板上，鄰近該靶材之一背 側；以及 一彈簧，耦接該撐座及該樞轉板，且可偏壓該磁電管 繞該樞轉軸樞轉以朝向該中心軸。 2 8.如申請專利範圍第2 7項所述之反應器，其中該旋轉驅 動軸桿之旋轉可迫使該磁電管遠離該中心軸。 29.如申請專利範圍第2 7項所述之反應器，其更至少包含 第一及第二機械阻擋物，用以避免該樞轉板以各自相反 之樞轉方向繞該枢轉軸作相對於該撐座的進一步框轉。 3 0.如申請專利範圍第27項所述之反應器，其更至少包含 一液體圍封物，以供一冷卻液體冷卻該靶材，其中該撐 座、樞轉機構、磁電管以及彈簧均設於該液體圍封物内 側。 31 . —種操作一磁電管濺鍍反應器之方法，該磁電管濺鍍反應器至 少包括一與一撐座連接之旋轉驅動軸桿，用以支撐一樞轉支 撐於該撐座上並偏壓向該中心軸之磁電管，該方法至少 8 1314585 包含下列步驟： 一第一步驟’以一第一轉速及一第一方向繞該中心車由 旋轉該旋轉驅動軸桿，以使該磁電管移至一第一位置， 而該磁電管於該處係以一第一半徑繞該中心轴旋轉；及 一第二步驟，以一不同於該第一轉速之第二轉速及該 第一方向旋轉該旋轉驅動軸桿，以使該磁電管移至一遠 離該第一位置之第二位置，該磁電管於該處係以一不同 於該第一半徑之第二半徑蜂該中心軸旋轉。 3 2 ·如申請專利範圍第3 1項所述之方法，其中該第一轉速 係大於該第二轉速，且該第一半徑大於該第二半徑。 3 3 .如申請專利範圍第3 1項或第3 2項所述之方法，其更至 少包含改變由該第一旋轉步驟至該第二旋轉步驟之一 第一轉移步驟，以一小於該第二轉速之第三轉速旋轉該 旋轉驅動軸桿。 3 4 .如申請專利範圍第3 1項或第3 2項所述之方法，其中該 磁電管係機械地且被動地被偏壓向該中心軸。 3 5 .如申請專利範圍第3 1項或第3 2項所述之方法，其中藉 由旋轉所產生之離心力可迫使該磁電管遠離該中心軸。 9 1314585 3 6.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於該第一 期間該基座係以RF電源之第一位準偏壓，且於該 步驟期間該基座係以一位於零至一大致小於該第 -準之RF電源的第二位準之範圍内的電源位準作偏/ 3 7.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一及 步驟兩者包括於該第一及第二步驟期間旋轉一支 磁電管並沿該中心轴延伸之旋轉軸，其中於該第一 期間該磁電管内之一點係安置於距該中心軸該第 徑處，且於該第二步驟期間係安置於該第二半徑處 38. —種用於一電漿濺鍍反應器之多位置磁電管，其至 含： 一撐座，固定於一旋轉驅動軸桿，該旋轉驅動軸 沿該處理室之一中心軸延伸並與之旋轉； 一框轉機構，固定於該撐座，且可繞一樞轉軸而 地支撐一樞轉臂，藉以於該撐座及該樞轉臂之間提 可變化之樞轉角；以及 一磁電管，支撐於該樞轉臂上，而與該樞轉軸相 距離，其中該磁電管上之一點係偏移該中心軸一經 之半徑，該所選半徑係於該旋轉驅動軸以一預定旋 向繞該中心軸作完全旋轉期間之可變化樞轉角來i 步驟 第二 一位 g。 第二 撐該 步驟 一半 〇 少包 桿係 樞轉 供一 隔一 選擇 轉方 定。 10 1314585 3 9.如申請專利範圍第3 8項所述之磁電管，更包括離心力 裝置，用於決定可變化樞轉角之一數值。 4 0.如申請專利範圍第3 8項所述之磁電管，更包括一外部 控制之致動器，作動於該撐座及該樞轉臂之間以決定該 可變化樞轉角之一數值。 11