TWI734737B - 用於點燃基板處理腔室中之電漿的方法 - Google Patents

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Abstract

本文提供用於點燃電漿之方法的實施例。在一些實施例中，用於點燃電漿的方法包含以下步驟：將處理氣體流入至處理腔室中以將處理腔室內的壓力增加至第一壓力、自準直器電源施加第一偏置電壓至設置於處理腔室內的準直器，及在已達到第一壓力及施加第一偏置電壓後，施加第二功率至設置於準直器上方之處理腔室中的濺射源以點燃電漿。

Description

用於點燃基板處理腔室中之電漿的方法
本發明之實施例大體上與用於半導體製造系統的基板處理腔室相關。
濺射，亦稱為物理氣相沉積(PVD)，是在積體電路中形成金屬特徵的方法。濺射沉積材料層於基板上。源材料(如靶)被由電場所強烈加速的離子轟擊。轟擊從靶噴射材料，隨後材料沉積於基板上。在沉積期間，經噴射的顆粒可在變化方向中行進，而不是大體上垂直於基板表面；其不期望地導致形成在基板中之高深寬比特徵的轉角上的懸突結構。懸突可能不期望地導致在經沉積材料內形成的孔或空隙，從而導致經形成特徵的導電性降低。較高深寬比的幾何形狀具有較高難度的無空隙填充。
將到達基板表面的離子分數或離子密度控制到期望的範圍可改善金屬層沉積處理期間的底部及側壁覆蓋(及減少懸突問題)。在一範例中，從靶移出的顆粒可藉由處理工具(如準直器)來控制，以便於提供更加垂直軌跡的顆粒到特徵中。準直器在靶及基板之間提供相對長、直及窄的通道，以過濾掉撞擊並黏附至準直器之通道的非垂直行進的顆粒。
已嘗試使用在比基板處理期間所使用的處理氣體及/或氣體壓力更低的處理氣體及/或氣體壓力以低功率水平(例如，約100W至約3000W)來點燃PVD腔室中的電漿。然，發明人已注意到，已證實習知腔室在此類條件下點燃電漿是不可靠的。具體來說，已證實先前的點燃方式是不可靠的，通常需要10次或更多次的嘗試來點燃電漿(例如，點燃重試)。因可使用過高電壓(例如，300V-3000V)或複雜的波形來鑿穿相對較高壓力的氣體(相較於高功率沉積步驟高更多的壓力)，故大量的點燃重試可能導致經沉積膜的缺陷或顆粒相關問題。點燃的延遲及不確定性亦可能導致複雜的多腔室半導體工具系統中之多序列處理中之處理序列之時間安排及/或產量問題。因此，發明人相信將點燃重試次數限制在理想狀況下(至多每次晶片處理小於2至3次)是相當有利的。然，由於上文所論述的先前點燃方法所導致的點燃問題，此類重試限制將導致使用習知技術的處理故障。
因此，發明人已提供改善之用於點燃電漿的方法，該方法包含在低功率及/或低電壓水準下點燃電漿。
本文提供用於點燃電漿之方法的實施例。在一些實施例中，一種用於點燃電漿的方法包含以下步驟：將處理氣體流入至處理腔室以增加該處理腔室內的壓力至第一壓力；自準直器電源施加第一偏置電壓至設置在該處理腔室內的準直器；及在已達到該第一壓力及施加該第一 偏置電壓後，施加第二功率至設置在該準直器上方之該處理腔室中的濺射源以點燃該電漿。
在一些實施例中，一種用於點燃電漿的方法包含以下步驟：將處理氣體流入至處理腔室以增加該處理腔室內的壓力至約0.1毫托至約100毫托的第一壓力；自準直器電源施加約15V及約150V的第一偏置電壓至設置在該處理腔室內的準直器；在已達到該第一壓力及施加該第一偏置電壓後，施加第二功率至設置在該準直器上方之該處理腔室中的濺射源以點燃該電漿；及在電漿點燃後減少該處理腔室內的該壓力。
在一些實施例中，一種用於點燃電漿的方法包含以下步驟：將處理氣體流入至處理腔室以增加該處理腔室內的壓力至約0.1毫托至約100毫托的第一壓力；自準直器電源施加約15V及約150V的第一偏置電壓至設置在該處理腔室內的準直器；在已達到該第一壓力及施加該第一偏置電壓後，施加約100W至約5000W的第二功率至設置在該準直器上方之該處理腔室中的濺射源以點燃該電漿，其中該第二功率提供約-300V及約-2000V的電壓給靶；及在電漿點燃後減少該處理腔室內的該壓力。
以下描述本申請案的其他及進一步的實施例。
本文提供用於在處理腔室中點燃電漿的實施例方法。該方法有利地提供了更可靠的低功率及低壓力電漿點燃。可有利地改裝執行本發明方法所需的硬體至現有的處理腔室。
發明人注意到，對於大多數的物理氣相沉積(PVD)應用來說，引入工作氣體(而非要被沉積的材料)可能是不期望的。在許多情況中，若可能的話，則完全排除這些氣體是優選的。然，在眾多金屬PVD沉積處理的開始期間，仍使用工作氣體來建立為金屬沉積電漿提供金屬中性物的初始條件。因此，在沉積處理開始前或在沉積處理開始後立即減小工作氣體壓力是為非常有利的。一般來說，可以使用約0.1毫托至約100毫托的工作氣體壓力。儘管較高的工作氣體壓力通常會使電漿點燃更加容易，但此種較高的壓力對於PVD沉積處理(特別是隨著積體電路特徵縮小及特徵深寬比增加)來說是不利的。
此外，由於用於應用之不成熟的電漿條件，用於製備點燃電漿的功率通常會產生不期望的金屬沉積電漿。因此，使用儘可能小的點燃功率(與在金屬沉積處理期間所使用之通常10倍或更高的沉積功率相比)是有利的。一般來說，提供的點燃功率在100W至3000W的範圍內(取決於應用)。
本文示例性地描述了關於物理氣相沉積(PVD)腔室之本申請案的實施例。然，本發明方法可用於任何具有將主要電漿腔室體積分成兩個部分(該等兩個部分係在濺射靶及基板之間)的準直器或相似結構的處理腔室中。圖1圖示說明根據本發明的實施例之如濺射處理腔室的PVD腔室(沉積腔室100)，該PVD腔室適於濺射沉積材料且該PVD處理腔室具有準直器118，該準直器118係經設置於該PVD腔室中及由處理工具配接器138所支撐。在圖1所示的實施例中，處理工具配接器138為冷卻處理工具配接器。可經調適以受益於本申請案之合適的PVD腔室之示例性範例包含ALPS® Plus 及 SIP ENCORE® PVD處理腔室，該等兩者腔室皆可從加州聖塔克拉拉市的應用材料公司購得。自應用材料公司及其他製造商購得的其他處理腔室亦可根據本文所描述的實施例來進行調適。
沉積腔室100具有定義主體105的上方側壁102、下方側壁103、接地配接器104及蓋組件111，該主體105包圍該沉積腔室100的內部體積106。可將配接器板材107設置在上方側壁102及下方側壁103間。將如底座108的基板支撐件設置在沉積腔室100的內部體積106中。基板輸送端口109形成於下方側壁103中，以將基板輸送至內部體積106中或自內部體積106將基板輸送出來。
在一些實施例中，沉積腔室100為能沉積(舉例而言)鈦、氧化鋁、鋁、氮氧化鋁、銅、鉭、氮化鉭、氮氧化鉭、氮氧化鈦、鎢或氮化鎢至如基板101的基板上的濺射腔室，該濺射腔室亦稱為物理氣相沉積(PVD)腔室。
氣源110經耦合至沉積腔室100以供應處理氣體至內部體積106中。在一些實施例中，若需要，處理氣體可包含惰性氣體、非反應性氣體及反應性氣體。可由氣源110供應的處理氣體的範例包含(但不限於)氬氣(Ar)、氦氣(He)、氖氣(Ne)、氮氣(N2)、氧氣(O2)及水(H2O)蒸氣等。
泵裝置112經耦合至沉積腔室100以與內部體積106連通，以控制內部體積106的壓力。在一些實施例中，沉積腔室100的壓力水平可在沉積期間維持於約1托或更少。在一些實施例中，沉積腔室100的壓力水平可在沉積期間維持於約500毫托或更少。在一些實施例中，沉積腔室100的壓力水平可在沉積期間維持於約1毫托及約300毫托，大約在0毫托至約300毫托間。
接地配接器104可支撐濺射源114(如靶)。在一些實施例中，濺射源114可由金屬製成，該金屬包含鈦(Ti)金屬、鉭金屬(Ta)、鎢(W)金屬、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋁(Al)、該等金屬的合金、該等金屬的組合或諸如此類。在一些實施例中，濺射源114可由鈦(Ti)金屬、鉭金屬(Ta)或鋁(Al)製成。
濺射源114可經耦合至源組件116，該源組件116包含用於濺射源114的電源供應器117。在一些實施例中，電源供應器117可為RF電源供應器。在一些實施例中，電源供應器117可替代地為DC電源供應器。在一些實施例中，電源供應器117可包含DC電源及RF電源兩者。包含一組磁鐵的磁控管組件119可鄰近濺射源114耦合，此耦合在處理期間增強了來自濺射源114的有效濺射材料。磁控管組件的範例包含電磁線性磁控管、蛇形磁控管、螺旋磁控管、雙數磁控管及矩形螺旋磁控管等。
在一些實施例中，可將第一組磁鐵194設置在配接器板材107及上方側壁102間，以輔助產生磁場以引導從濺射源114移出的金屬離子。可鄰近接地配接器104設置第二組磁鐵196以輔助產生磁場以引導來自濺射源114的移位材料。可選擇設置在沉積腔室100周圍的磁鐵數量以控制電漿解離及濺射效率。
RF電源180可透過底座108而耦合至沉積腔室100，以在濺射源114和底座108之間提供偏置功率。在一些實施例中，RF電源180可具有約400Hz至約60MHz之間的頻率，如約13.56MHz。
沉積腔室100進一步包含上方屏蔽113及下方屏蔽120。準直器118被放置在濺射源114及底座108間的內部體積106中。使用任何固定手段來將準直器118耦合至上方屏蔽113。在一些實施例中，準直器118可與上方屏蔽113一體地形成。準直器118可被電偏置以控制到基板的離子通量及基板處的中性角分布，及以增加由於所添加的DC偏壓而引起的沉積速率。電偏置準直器導致減少到準直器的離子損失，以有利地使基板處之更大的離子/中性比為可能。
在一些實施例中，準直器118可在雙極模式中被電偏置，以便控制透過準直器118之離子的方向。舉例而言，可控直流(DC)或AC準直器電源190可耦合至準直器118以提供交流脈衝正或負電壓至準直器118，以偏置準直器118。在一些實施例中，準直器電源190為DC電源。
為了便於對準直器118施加偏壓，準直器118與如接地配接器104的接地腔室元件電隔離。舉例而言，在如圖1所示的實施例中，準直器118經耦合至上方屏蔽113，繼而耦合至處理工具配接器138。處理工具配接器138可由合適的導電材料製成，該等合適的導電材料係與沉積腔室100中的處理條件相容。絕緣體環156及絕緣體環157經設置於處理工具配接器138的兩側，以將處理工具配接器138與接地配接器104電隔離。絕緣體環156及絕緣體環157可由合適的處理相容介電材料製成。
處理工具配接器138包含一或多個特徵以便在內部體積106內支撐如準直器118的處理工具。舉例而言，如圖1所展示地，處理工具配接器138包含安裝環或隔板164，該安裝環或該隔板164沿徑向向內方向延伸以支撐上方屏蔽113。在一些實施例中，安裝環或隔板164為圍繞處理工具配接器138之內徑的連續環，以促進與上方屏蔽113之更均勻的熱接觸，該上方屏蔽113係經安裝至處理工具配接器138。
在一些實施例中，可在處理工具配接器138中提供冷卻劑通道166，以便冷卻劑流過處理工具配接器138，來移除在處理期間所產生的熱。舉例而言，冷卻劑通道166可耦合至冷卻劑源153，以提供合適的冷卻劑(如水)。冷卻劑通道166有利地自處理工具(例如，準直器118)移除不容易傳遞到其他冷卻腔室元件(如接地配接器104)的熱。舉例而言，設置在處理工具配接器138及接地配接器104間的絕緣體環156及絕緣體環157通常係由導熱率差的材料製成。因此，絕緣體環156及絕緣體環157降低了自準直器118至接地配接器104的熱傳遞速率，及處理工具配接器138有利地維持或增加了準直器118的冷卻速率。除了在處理工具配接器138中所提供的冷卻劑通道166外，接地配接器104亦可包含冷卻劑通道，以進一步地易於移除在處理期間產生的熱。
提供徑向向內延伸的架(例如，安裝環或隔板164)以支撐沉積腔室100之內部體積106內之中心開口內的上方屏蔽113。在一些實施例中，將隔板164設置在接近冷卻劑通道166的位置，以便在使用期間使自準直器118至冷卻劑通道166中流動的冷卻劑的熱傳遞最大化。
在一些實施例中，可在準直器118、接地配接器104之內部或上方側壁102附近提供下方屏蔽120。準直器118包含多個孔以在內部容積106內引導氣體及/或材料通量。準直器118可經處理工具配接器138耦合至準直器電源。
下方屏蔽120可包含管狀主體121，該管狀主體121具有設置在該管狀主體121之上表面的徑向向外延伸的凸緣122。凸緣122提供配合上方側壁102之上表面的配合介面。在一些實施例中，下方屏蔽120的管狀主體121可包含肩部區域123，該肩部區域123具有小於該管狀主體121之其餘部分之內徑的內徑。在一些實施例中，管狀主體121的內表面沿著錐面124徑向向內過渡到肩部區域123的內表面。可相鄰下方遮蔽120及在下方遮蔽120與配接器板材107的中間來設置屏蔽環126於沉積腔室100中。屏蔽環126可至少部分地設置在凹槽128中，該凹槽128由下方屏蔽120之肩部區域123之相對側及配接器板材107的內部側壁所形成。
在一些實施例中，屏蔽環126可包含軸向突出的環型側壁127，該軸向突出的環型側壁127具有內徑，該內徑大於下方屏蔽120之肩部區域123的外徑。徑向凸緣130可自環型側壁127延伸。可用相對於屏蔽環126之環型側壁127的內徑表面大於約90度(90°)的角度形成徑向凸緣130。徑向凸緣130包含形成在徑向凸緣130之下表面上的突起132。突起132可為圓屋脊，該圓屋脊自徑向凸緣130之表面以基本上與屏蔽環126之環型側壁127之內徑表面平行的方向延伸。通常調適突起132以適於凹槽134，該凹槽134形成於設置在底座108上的邊緣環136中。凹槽134可為在邊緣環136中形成的圓形槽。突起132及凹槽134的接合使屏蔽環126相對底座108的縱軸係居中的。基板101(經展示為被支撐在升舉銷140上) 藉由底座108及機器葉片(未展示)間的協調定位校準(相對於底座108之縱軸來說)居中。因此，在處理期間基板101可在沉積腔室100內居中及屏蔽環126可圍繞基板101徑向居中。
在操作中，其上設置有基板101的機器葉片(未展示)延伸穿過基板輸送端口109。可降低底座108以允許傳送基板101至自底座108延伸的升舉銷140。可藉由耦合至底座108的驅動器142來控制底座108及/或升舉銷140的升舉及降低。可將基板101降低至底座108之基板接收表面144上。因基板101定位在底座108之基板接收表面144上，可在基板101上執行濺射沉積。可在處理期間電隔離邊緣環136及基板101。因此，基板接收表面144可包含大於邊緣環136之鄰近基板101之部分的高度的高度，使得防止基板101接觸邊緣環136。在濺射沉積期間，可藉由利用設置在底座108中之熱控制通道146來控制基板101的溫度。
在濺射沉積後，可利用升舉銷140來將基板101升高至與底座108間隔開的位置。經升高的位置可接近屏蔽環126及鄰近於配接器板材107之反射體環148之一者或兩者。配接器板材107包含一或多個燈150，該一或多個燈150在反射體環148之下表面及配接器板材107之凹面152之中間的位置處耦合至配接器板材107。燈150提供在可見光波長中或接近可見光波長(如紅外(IR)及/或紫外(UV)光譜)中的光學及/或輻射能量。來自燈150的能量徑向向內朝向基板101之背面(即，下表面)聚焦，以加熱基板101及沉積於基板101上的材料。包圍基板101之腔室組件上的反射表面用於將能量朝向基板101之背面聚焦且將能量遠離其中將失去及/或不利用能量的其他腔室元件。配接器板材107可耦合至冷卻劑源154，以在加熱期間控制配接器板材107的溫度。
在將基板101控制至預定溫度後，基板101被降低至底座108之基板接收表面144上的位置。可藉由利用底座108之熱控制通道146傳導來快速冷卻基板101。基板101的溫度可在幾秒至約1分鐘的時間內自第一溫度下降到第二溫度。可透過基板輸送端口109而自沉積腔室100移除基板101以用於進一步處理。基板101可保持在預定的溫度範圍(如小於攝氏250度)。
控制器198經耦合至沉積腔室100。控制器198包含中央處理單元(CPU)160、記憶體158及支援電路162。利用控制器198以控制處理序列、調節從氣源110進入沉積腔室100的氣流及控制濺射源114的離子轟擊。CPU 160可為任何形式之可在工業設定中使用的通用電腦處理器。可將軟體常式儲存於記憶體158中，該記憶體158如隨機存取記憶體、唯讀記憶體、軟碟或硬碟驅動或其他形式的數位存儲。支援電路162一般耦合至CPU 160且可包含快取、時鐘電路、輸入/輸出子系統、電源供應器及諸如此類。當藉由CPU 160執行軟體常式時，將CPU轉換成專用電腦(控制器)198，該專用電腦(控制器)198控制沉積腔室100以根據本申請案的實施例來執行包含下文所論述之電漿點燃處理的處理。軟體常式亦可由位於遠離沉積腔室100的第二控制器(未展示)儲存及/或執行。
在處理期間，自濺射源114濺射材料及將該材料沉積於基板101的表面上。濺射源114及底座108透過電源供應器117或RF電源180而相對於彼此偏置，以維持自氣源110所供應之處理氣體所形成的電漿。施加到準直器118的DC脈衝偏置功率亦有助於控制透過準直器118之離子及中性物質的比例，有利地增強溝槽側壁及底部填充能力。來自電漿的離子朝向濺射源114加速並撞擊濺射源114，導致靶材料自濺射源114移出。經移出的靶材料及處理氣體在基板101上形成具有期望組成的層。
沉積腔室100可以可選地包含在上方屏蔽113及準直器電源190之間的開關199，以選擇性地將上方屏蔽113耦合至準直器電源190。在開關199的其他位置中，上方屏蔽113可耦合到地或可以是電浮置的。
圖2描繪了經耦合至準直器電源190之說明性準直器118的頂視圖，該準直器電源190可被設置在圖1之沉積腔室100中。在一些實施例中，準直器118具有(大致上)蜂窩結構，該(大致上)蜂窩結構具有分隔緊密排列布置的六邊形孔244的六邊形壁226。然，亦可使用其他幾何配置。六邊形孔244的深寬比可被定義為孔244的深度(等於準直器的長度)除以孔244的寬度246。在一些實施例中，壁226的厚度為大約0.06英吋至約0.18英吋。在一些實施例中，壁226的厚度為約0.12英吋至約0.15英吋。在一些實施例中，準直器118由選自鋁、銅及不銹鋼的材料構成。
準直器118的蜂窩結構可做為整合磁通優化器210以最佳化透過準直器118的離子的流動路徑、離子分數及離子軌跡行為。在一些實施例中，鄰近屏蔽部分202的六邊形壁226具有倒角250及外徑。準直器118的屏蔽部分202可協助將準直器118安裝至沉積腔室100中。
在一些實施例中，準直器118可由單一質量的鋁加工而成。準直器118可以可選地被塗佈或陽極化。作為替代地，準直器118可由與處理環境相容的其他材料製成，且亦可由一或多個部分組成。作為替代地，屏蔽部分202及整合磁通優化器210形成為單獨的部件，且使用合適的附接手段(如焊接)耦合在一起。
準直器118作為過濾器以捕獲從濺射源114之材料以超過選定角度(相對於基板101來說，接近法線)的角度發射的離子及中性物質。準直器118可具有穿過準直器118的寬度的深寬比變化，以允許從來自濺射源114之材料的中心或外圍區域發射的不同比例的離子透過準直器118。作為結果，沉積在基板101的外圍區域及中心區域的離子數量及離子到達角度兩者經調整及經控制。在一些實施例中，準直器118可具有約1:1至約1:8的深寬比。在一些實施例中，準直器118的深寬比始終是固定的。在一些實施例中，準直器118可與申請案號14/607,273中所揭露的準直器形狀相似。因此，材料可更均勻地濺射沉積在基板101的表面上。此外，材料可更均勻地沉積在高深寬比特徵(特別是位於基板101外圍附近的高深寬比通孔及溝槽)的底部及側壁上。
如上所述，發明人已經發現用約15V至約150V的電壓偏置準直器118改善了以低功率水平(例如，約100W至約3000W或約100W至約2000W)及低壓力(約0.1至約50毫托)點燃電漿的機會。可在腔室處理壓力達到預定範圍(例如，約0.1毫托至約100毫托，取決於應用)之前、同時或之後，增加電壓至準直器。在一些實施例中，在具有複雜波形的點燃功率施加到靶(例如，濺射源114)以鑿穿腔室中的處理氣體之前，電壓必須在準直器上數十微秒。
在不偏置準直器118的情況下，在濺射源114及準直器118之間的電場電壓僅等於施加到濺射源114的偏壓，該偏壓在約-300V及約-2000V之間。偏壓準直器118有利地增強電場，使得電場的總電壓等於目標電壓的大小加上準直器電壓的大小(|VTar |+|VCol |)。此外，偏置準直器118產生了準直器118及下方屏蔽120之間的電場，其透過接地配接器104接地。作為結果，有利地改善了在準直器118上方及下方之體積中的初始鑿穿電漿膨脹。靶電壓由能以複雜的電壓波形輸出0至100kW的DC電源提供。
圖3圖示說明用於在沉積腔室100中點燃電漿的方法300。儘管本文參考了圖1及圖2進行了描述，但將主電漿腔室分成濺射靶及基板之間的兩部分的其他準直器設計及具有準直器或其他類似結構的其他處理腔室亦可受益於本文所揭露的電漿點燃技術。
在302處，自氣源110將處理氣體流入至內部體積106中，以增加沉積腔室100內部的壓力至第一壓力。在一些實施例中，將壓力增加至約0.1毫托至約100毫托。在一些實施例中，處理氣體可為氬氣(Ar)。然，可使用其他合適的處理氣體，舉例而言如氦氣(He)、氖氣(Ne)、氮氣(N2)、氧氣(O2)、水(H2O)蒸氣或諸如此類。
在304處，透過準直器電源190將約15V至約150V間的DC偏置功率施加至準直器118。在一些實施例中，在將處理氣體流入至內部體積106前可將DC偏置功率提供給準直器118。在一些實施例中，可同時執行302及304。
當沉積腔室100內的壓力達到平衡時，在306處，透過電源供應器117將約-300V與約-2000V間的偏壓功率施加至濺射源114。當濺射源114及準直器118之間的電場足夠強且沉積腔室100內的壓力足夠時，電漿點燃成功。如上文所解釋地，因由於準直器118的偏置，濺射源114及準直器118之間的電場較強，故可有利地在比接地或浮置準直器118更低的氣體壓力及更低的靶功率條件下成功地點燃電漿。當電漿穩定且膨脹到準直器118下方的體積中時，可用第一功率(例如，約100W至約3000W或約100W至約5000W)對濺射源114供電，該第一功率低於在處理期間所施加的第二功率(例如，約5kW至約100kW)。
在308處，減少沉積腔室100內的壓力。在壓力減少的同時，可維持、減少或消除施加到準直器的偏置功率。在已點燃電漿及該電漿已經穩定後，方法通常結束，且可開始進行基板的進一步處理。舉例而言，可將材料沉積於基板上。在一些實施例中(例如，在某些應用期間)，具有電浮置上方屏蔽113可有利於幫助實現較低的腔室操作壓力。然，如上文所解釋地，偏置準直器118(或浮置上方屏蔽113)有利地幫助在處理前可靠地點燃電漿。因此，開關199允許選擇性地將上方屏蔽113耦合至準直器電源190或允許上方屏蔽113電浮置。
因此，本文已揭露用於點燃電漿之方法的實施例。所揭露方法有利地助於更可靠的使用較低的靶偏置功率及較低的壓力之電漿點燃。發明人已發現在不偏置準直器118的情況下來點燃電漿的方法需要10次或更多嘗試，但本發明的方法可在3次或更少次的嘗試中成功點燃電漿。
儘管上述已針對本發明的實施例，但可在沒有背離本發明之基本範疇的情況下設計本發明之其他及進一步的實施例。
100‧‧‧沉積腔室 101‧‧‧基板 102‧‧‧上方側壁 103‧‧‧下方側壁 104‧‧‧接地配接器 105‧‧‧主體 106‧‧‧內部體積 107‧‧‧配接器板材 108‧‧‧底座 109‧‧‧基板輸送端口 110‧‧‧氣源 111‧‧‧蓋組件 112‧‧‧泵裝置 113‧‧‧上方屏蔽 114‧‧‧濺射源 116‧‧‧源組件 117‧‧‧電源供應器 118‧‧‧準直器 119‧‧‧磁控管組件 120‧‧‧下方屏蔽 121‧‧‧管狀主體 122‧‧‧凸緣 123‧‧‧肩部區域 124‧‧‧錐面 126‧‧‧屏蔽環 127‧‧‧環形側壁 128‧‧‧凹槽 130‧‧‧徑向凸緣 132‧‧‧突起 134‧‧‧凹槽 136‧‧‧邊緣環 138‧‧‧處理工具配接器 140‧‧‧升舉銷 142‧‧‧驅動器 144‧‧‧基板接收表面 146‧‧‧熱控制通道 148‧‧‧反射體環 150‧‧‧燈 152‧‧‧凹面 153‧‧‧冷卻劑源 154‧‧‧冷卻劑源 156‧‧‧絕緣體環 157‧‧‧絕緣體環 158‧‧‧記憶體 160‧‧‧CPU 162‧‧‧支援電路 164‧‧‧隔板 166‧‧‧冷卻劑通道 180‧‧‧RF電源 190‧‧‧準直器電源 194‧‧‧磁鐵 196‧‧‧第二組磁鐵 198‧‧‧控制器 199‧‧‧開關 202‧‧‧屏蔽部分 210‧‧‧整合磁通優化器 226‧‧‧壁 244‧‧‧六邊形孔 246‧‧‧寬度 250‧‧‧倒角 300‧‧‧方法 302‧‧‧步驟 304‧‧‧步驟 306‧‧‧步驟 308‧‧‧步驟
可藉由參考在附加圖式中所描繪之本申請案的說明性實施例來瞭解上文簡要總結及下文更詳加論述的本發明的實施例。然，附加圖式僅圖示說明本申請案的典型實施例，因而不應被視為對範圍之限制；本申請案可允許其他效實施例。
圖1描繪根據本申請案之一些實施例的處理腔室之示意性橫截面圖。
圖2描繪根據本申請案之一些實施例的準直器的頂視圖。
圖3為流程圖，該流程圖描繪根據本申請案之一些實施例之用於點燃電漿的方法。
為了助於理解，已儘可能地使用相同的元件符號，以指派圖式中共同的相同元素。為簡潔起見並未按比例繪製圖式及可能簡化該等圖式。一些實施例之元素及特徵可有利地併入至其他實施例中而無須進一步的敘述。
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300:方法
302:步驟
304‧‧‧步驟
306‧‧‧步驟
308‧‧‧步驟

Claims (19)

  1. 一種用於點燃一電漿的方法，包含以下步驟：將一處理氣體流入至一處理腔室以增加該處理腔室內的一壓力至一第一壓力，其中該第一壓力為約0.1毫托至約100毫托；將一下方屏蔽接地，該下方屏蔽經設置在一準直器下方並與該準直器電隔離，及該下方屏蔽經設置與一上方屏蔽電隔離，該上方屏蔽係經設置在該準直器上方，該下方屏蔽、該上方屏蔽及該準直器經設置在該處理腔室內；自一準直器電源施加一偏置電壓至該準直器使得產生了該準直器及該下方屏蔽之間的一電場；及在已達到該第一壓力及施加該偏置電壓使得一初始鑿穿電漿膨脹發生在該濺射源和該準直器之間的該準直器上方及該準直器和該下方屏蔽之間的該準直器下方後，施加功率至設置在該準直器上方之該處理腔室中的一濺射源，以點燃該電漿。
  2. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：在電漿點燃後減少該處理腔室內的該第一壓力。
  3. 如請求項2所述之方法，進一步包含以下步驟： 維持該準直器上的該偏置電壓，同時減少該處理腔室內的該第一壓力。
  4. 如請求項1所述之方法，其中在已達到該第一壓力及施加該偏置電壓後，施加該功率幾十微秒以點燃該電漿。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該偏置電壓係在約15V與約150V之間。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該功率係在約100W與約5000W之間。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該功率提供約-300V及約-2000V的一電壓給該濺射源。
  8. 如請求項1至7之任何一項所述之方法，其中在施加該偏置電壓至該準直器前將該處理氣體流入至該處理腔室中。
  9. 如請求項1至7之任何一項所述之方法，其中在施加該偏置電壓至該準直器後將該處理氣體流入至該處理腔室中。
  10. 如請求項1至7之任何一項所述之方法，進一步包含以下步驟：在電漿點燃後將該準直器電源從該準直器斷開，以允許該準直器電浮置。
  11. 如請求項10所述之方法，進一步包含以下 步驟：在電漿點燃後沉積材料於經設置在該處理腔室中之一基板上，且同時該準直器為電浮置的。
  12. 如請求項1至7之任何一項所述之方法，其中該處理氣體包含氬氣(Ar)、氦氣(He)、氖氣(Ne)、氮氣(N2)、氧氣(O2)或水(H2O)蒸氣中的一或多者。
  13. 一種用於點燃一電漿的方法，包含以下步驟：將一處理氣體流入至一處理腔室以增加該處理腔室內的一壓力至約0.1毫托至約100毫托的一第一壓力；將一下方屏蔽接地，該下方屏蔽經設置在一準直器下方並與該準直器電隔離，及該下方屏蔽經設置與一上方屏蔽電隔離，該上方屏蔽係經設置在該準直器上方，該下方屏蔽、該上方屏蔽及該準直器經設置在該處理腔室內；自一準直器電源施加約15V及約150V的一偏置電壓至該準直器使得產生了該準直器及該下方屏蔽之間的一電場；在已達到該第一壓力及施加該偏置電壓使得一初始鑿穿電漿膨脹發生在該濺射源和該準直器之間的該準 直器上方及該準直器和該下方屏蔽之間的該準直器下方後，施加功率至設置在該準直器上方之該處理腔室中的一濺射源以點燃該電漿；及在電漿點燃後減少該處理腔室內的該第一壓力。
  14. 如請求項13所述之方法，其中在已達到該第一壓力及施加該偏置電壓後，施加該功率幾十微秒以點燃該電漿。
  15. 如請求項13所述之方法，其中該功率係為約100W至約5000W。
  16. 如請求項13所述之方法，其中該功率提供約-300V及約-2000V的一電壓給該濺射源。
  17. 如請求項13至16之任何一者所述之方法，進一步包含以下步驟：在電漿點燃後將該準直器電源從該準直器斷開，以允許該準直器電浮置。
  18. 一種用於點燃一電漿的方法，包含以下步驟：將一處理氣體流入至一處理腔室以增加該處理腔室內的一壓力至約0.1毫托至約100毫托的一第一壓力；將一下方屏蔽接地，該下方屏蔽經設置在一準直器下方並與該準直器電隔離，及該下方屏蔽經設置與一 上方屏蔽電隔離，該上方屏蔽係經設置在該準直器上方，該下方屏蔽、該上方屏蔽及該準直器經設置在該處理腔室內；自一準直器電源施加約15V及約150V的一偏置電壓至該準直器使得產生了該準直器及該下方屏蔽之間的一電場；在已達到該第一壓力及施加該偏置電壓使得一初始鑿穿電漿膨脹發生在該濺射源和該準直器之間的該準直器上方及該準直器和該下方屏蔽之間的該準直器下方後，施加約100W至約5000W的功率至設置在該準直器上方之該處理腔室中的一濺射源以點燃該電漿，其中該功率提供約-300V及約-2000V的一電壓給該濺射源；及在電漿點燃後減少該處理腔室內的該第一壓力。
  19. 如請求項18所述之方法，進一步包含以下步驟：在電漿點燃後將該準直器電源從該準直器斷開，以允許該準直器電浮置。
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