TWI774234B

TWI774234B - 半導體沉積系統及其操作方法

Info

Publication number: TWI774234B
Application number: TW110104829A
Authority: TW
Inventors: 童凱瑜; 黃凌威; 林明賢
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2022-08-11
Also published as: TW202233021A

Abstract

半導體沉積系統包括製程腔體、靶材、靜電夾盤、第一射頻源產生器以及第二射頻源產生器。靶材位於製程腔體上方。靜電夾盤位於製程腔體中，位於該靶材下方，且包含第一夾盤部位以及水平地環繞第一夾盤部位的第二夾盤部位。第一射頻源產生器位於製程腔體外，且連接至靜電夾盤的第一夾盤部位。第二射頻源產生器位於製程腔體外，且連接至靜電夾盤的第二夾盤部位。

Description

半導體沉積系統及其操作方法

一種半導體沉積系統，特別係關於一種包含靜電夾盤的半導體沉積系統及其操作方法。

在過去的數十年中，半導體積體電路產業經歷了快速發展。半導體材料和設計方面的技術進步產生了越來越小且越來越複雜的電路。隨著與加工和製造相關的技術同樣也經歷了技術進步，這些材料和設計進步成為可能。在半導體發展過程中，由於可以可靠地製造的最小部件尺寸減小，每單位面積上互連器件的數目因而增加。

在基板上電子元件的製造中，比如半導體及顯示器，會使用許多真空製程，比如化學氣相沉積、物理氣相沉積、蝕刻、佈植、氧化、氮化，或其他製程，以形成電子元件。基板一般係在一基板處理腔室中的一靜電夾盤上，逐一進行處理。

於一些實施方式中，半導體沉積系統包括製程腔體、靶材、靜電夾盤、第一射頻源產生器以及第二射頻源產生器。靶材位於製程腔體上方。靜電夾盤位於製程腔體中，位於該靶材下方，且包含第一夾盤部位以及水平地環繞第一夾盤部位的第二夾盤部位。第一射頻源產生器位於製程腔體外，且連接至靜電夾盤的第一夾盤部位。第二射頻源產生器位於製程腔體外，且連接至靜電夾盤的第二夾盤部位。

於一些實施方式中，半導體沉積系統包括製程腔體、靶材、靜電夾盤以及第一射頻源產生器。靶材位於製程腔體上方。靜電夾盤位於製程腔體中，且包含圓狀夾盤部位、第一環狀夾盤部位以及第二環狀夾盤部位。靜電夾盤的第一環狀夾盤部位水平地環繞靜電夾盤的圓狀夾盤部位，且靜電夾盤的第二環狀夾盤部位水平地環繞靜電夾盤的第一環狀夾盤部位。第一射頻源產生器位於製程腔體外，且連接至靜電夾盤的第二環狀夾盤部位。

於一些實施方式中，半導體沉積系統的操作方法包括：將晶圓放置於製程腔體中的靜電夾盤上；提供直流電壓至位於製程腔體上方的靶材承載結構；產生電漿於製程腔體中；提供第一射頻偏壓至靜電夾盤的第一夾盤部位；以及提供第二射頻偏壓至靜電夾盤的第二夾盤部位，其中第二夾盤部位水平地環繞第一夾盤部位，且第二射頻偏壓不同於第一射頻偏壓。

100:沉積系統

101:電漿

102:封鎖擋板

103:側壁

104:製程腔體

108:晶圓

108a:第一區域

108b:第二區域

108c:第三區域

110:靜電夾盤

110a:第一夾盤部位

110b:第二夾盤部位

110c:第三夾盤部位

112:靶材承載結構

114:靶材

120:直流電電力源

122:射頻電力源

122a:第一射頻源產生器

122b:第二射頻源產生器

122c:第三射頻源產生器

124a:第一阻抗匹配電路

124b:第二阻抗匹配電路

124c:第三阻抗匹配電路

126:射頻交流電電源供應器

130:橫向磁鐵

132:橫向磁鐵

134:磁控管

140:控制系統

142:氣體和壓力系統

160:夾盤電極

160a:第一夾盤電極部

160a:第二夾盤電極部

160b:第三夾盤電極部

160c:氣體和壓力系統

200:沉積系統

210a:第一夾盤部位

210b:第二夾盤部位

210c:第三夾盤部位

300:沉積系統

310a:第一夾盤部位

310b:第二夾盤部位

310c:第三夾盤部位

M:方法

S1001:步驟

S1002:步驟

S1003:步驟

S1004:步驟

當結合附圖閱讀時，根據以下的詳細描述可以最好地理解本公開的各方面。應理解，根據行業中的標準實踐，各種特徵未按比例繪製。實際上，為了討論的清楚，各種特徵的尺寸可以任意地增加或減小。

第1A圖繪示根據一些實施方式之具有靜電夾盤之沉積系統的剖視圖。

第1B圖繪示根據一些實施方式之靜電夾盤的上視圖。

第1C圖繪示根據一些實施方式之晶圓的上視圖。

第2圖繪示根據一些實施方式之沉積系統的剖視圖。

第3圖繪示根據一些實施方式之沉積系統的剖視圖。

第4圖繪示根據一些實施方式之沉積系統的操作方法的流程圖。

以下公開提供了用於實現本公開之不同特徵的許多不同的實施例或示例。以下描述元件和配置的特定示例以簡化本公開。當然，這些僅是示例，並不旨在進行限制。例如，在下面的描述中，在第二特徵之上或上方形成第一特徵可以包括第一特徵和第二特徵以直接接觸形成的實施例，並且還可以包括在第一特徵和第二特徵之間形成附加的特徵，使得第一特徵和第二特徵可以不直接接觸的實施例。另外，本公開可以在各個示例中重複參考數字和/或文字。此重複是出於簡單和清楚的目的，並且其本身並不指示所討論的各種實施例和/或配置之間的關係。

更甚者，空間相對的詞彙(例如，「低於」、「下方」、「之下」、「上方」、「之上」等相關詞彙)於此用以簡單描述如圖所示之元件或特徵與另一元件或特徵的關係。在使用或操作時，除了圖中所繪示的轉向之外，這些空間相對的詞彙涵蓋裝置的不同轉向。再者，這些裝置可旋轉(旋轉90度或其他角度)，且在此使用之空間相對的描述語可作對應的解讀。

請參照第1A圖、第1B圖、第1C圖。第1A圖繪示根據一些實施方式之具有靜電夾盤110之沉積系統100的剖視圖。第1B圖繪示根據一些實施方式之靜電夾盤110的上視圖。第1C圖繪示根據一些實施方式之晶圓108的上視圖。於一些實施方式中，沉積系統100為執行物理氣相沉積(physical vapor deposition,PVD)。物理氣相沉積是用於在半導體晶圓之上形成材料層，包括濺鍍的技術。在濺鍍沉積中，電漿101用於激發離子，通常為惰性氣體(例如，氬離子(Ar⁺))，以促進有力的撞擊予靶材。靶材的原子被激發離子撞擊釋放，且接著凝結在半導體晶圓的暴露表面，以形成目標材料的薄層或膜。一些其他的物理氣相沉積腔室亦可利用激發離子、惰性氣體或金屬離子而使用於蝕刻製程，在半導體晶圓要蝕刻的層上產生撞擊。

於第1A圖中，沉積系統100具有側壁103以及位於側壁103中的封鎖擋板102(限制擋板結構)以形成製程腔體104。晶圓108被靜電夾盤(electrostatic chuck or e-chuck)110支撐及帶入製程腔體104內之位置。夾具(未圖示)可位於晶圓108之邊緣以幫助固定晶圓108。靜電夾盤110可由一介電性材料製成，比如一陶瓷材料。靜電夾盤110還包括夾盤電極160。夾盤電極160可包含導電的金屬或金屬合金網格，且埋入於靜電夾盤110中由介電性材料製成的結構體中。夾盤電極160可以由多種導體組成，比如非磁性材料，例如鋁、銅、鐵、鉬、鈦、鎢或上述金屬之合金。靜電夾盤110可具有整合於其中的溫度控制和維持系統，以控制晶圓108之溫度。舉例而言，當製程腔體104被加熱以在其中產生電漿101時，靜電夾盤110可用以冷卻晶圓108。調節晶圓108之溫度而可改善沉積材料層的特性以及藉由促進凝結增加沉積速率。

於一些實施方式中，相對於晶圓108和靜電夾盤110，在製程腔體104上方有靶材承載結構112支持靶材114。在沉積系統100操作的期間，靶材承載結構112固定靶材114。靶材114是為了要在晶圓108上形成之材料層。靶材114可為一導電材料(例如，銅)、一絕緣材料、或可為與一氣體反應之一先質材料以形成製成沉積材料層之一分子。舉例而言，一金屬氧化物或金屬氮化物可利用不包含氧或氮的金屬靶材114沉積。

為了根據需求產生及控制在製程腔體104中的電漿101以及控制濺鍍及蝕刻或再濺鍍，一些電源供應器(電力源)被提供於沉積系統100中。直流電(DC)電源供應器(直流電電力源)120被連接至靶材承載結構112以提供其直流電。射頻交流電(radiofrequency alternating current,RF)電源供應器(射頻電力源)122被連接至靜電夾盤110。直流電電力源120以及射頻電力源122用以使得沉積系統100可同時執行沈積製程及濺射蝕刻製程。於一些實施方式中，沉積系統100的直流電電力源120用以執行沈積製程，而沉積系統100的射頻電力源122用以執行濺射蝕刻製程。沉積系統100中的電漿密度涉及每單位體積電漿101的電漿粒子數目，其主要由直流電電力源120所控制。沉積系統100的射頻電力源122可用來增強靶材114的材料於晶圓108上的電漿轟擊強度。

具體而言，靜電夾盤110可作為電容性耦合結構，而靜電夾盤110上方的導電電漿提供互補電極。較高的電漿密度提供用於濺射蝕刻的較多電漿粒子數目。沉積系統100的射頻電力源122的射頻偏壓功率可形成實質上正交於晶圓108之表面的電場，前述電場可使電漿離子加速至晶圓108之表面及/或遠離晶圓108之表面，藉此離子藉由實體地轟擊晶圓108之表面來濺射蝕刻晶圓108。

在同時沈積/濺射製程中，增加射頻電力源122的射頻偏壓功率可提高水平表面上的濺射蝕刻速率，因而可降低淨沉積速率。於一些實施方式中，沉積系統100中的濺射蝕刻可抑制當沉積溝槽時所可能於溝槽中形成的懸伸結構(overhang)，繼而提高後續於填充溝槽時沈積製程的製程容許範圍(process window)。

因此，沉積系統100的射頻電力源122與直流電電力源120的配合可於晶圓108上達到預設的沈積與濺射(D/S)比。於一些實施方式中，沈積與濺射比可如下所示：D/S=Ds/[Ds-D(S+B)]；其中D/S為沈積與濺射比，Ds為在施加直流電電力源102的情況120下的沉積速率，且D(S+B)為在施加直流電電力源120以及射頻電力源122兩者的情況下的沉積速率。

在沉積系統100中進行沈積製程期間，射頻電力源122與直流電電力源120可以有許多方式變化，以達到預設的沈積與濺射比。例如，可藉由實質上恆定的濺射蝕刻速率增加沉積速率，或實質上恆定的沉積速率並降低濺射蝕刻速率來增加晶圓108上的沈積與濺射比。相對地，於一些實施方式中，可藉由實質上恆定的濺射蝕刻速率並降低沉積速率，或藉由實質上恆定的沉積速率並增加濺射蝕刻速率來降低晶圓108上的沈積與濺射比。於一些實施方式中，可藉由降低射頻電力源122的射頻偏壓能量以降低濺射蝕刻速率，進而沉積速率可被增加，藉此增加降低晶圓108上的沈積與濺射比。相對地，於一些實施方式中，藉由增加射頻電力源122的射頻偏壓能量，以增加濺射蝕刻速率，藉此降低降低晶圓108上的沈積與濺射比。

於一些實施方式中，在沉積系統100中進行沈積製程期間，射頻電力源122的頻率範圍可介於約10MHz與約16MHz之間，且其射頻偏壓功率可為約5000W，但本揭露不以此為限。

於一些實施方式中，沉積系統100中的電漿密度分布不均勻。舉例而言，在製程腔體104中央區域具有較高的電漿密度，而在製程腔體104中的外圍區域具有較低的電漿密度。因此，在沉積系統100中進行沈積製程期間，在製程腔體104中不同的電漿密度可能會導致於晶圓108上的不同區域具有不同的沈積與濺射比。

舉例而言，如第1C圖所示，晶圓108可區分為第一區域108a、第二區域108b以及第三區域108c。第一區域108a為一圓型區域。第二區域108b為環繞第一區域108a的環狀區域。第三區域108c為環繞第二區域108b的環狀區域。然而，於晶圓108上不同區域的區分不以前述為限而僅為示例。於一些實施方式中，在沉積系統100中的電漿密度分布不均勻的情況下，晶圓108的第一區域108a、第二區域108b以及第三區域108c可能會具有不同的沈積與濺射比。舉例而言，第三區域108c的沈積與濺射比可能會小於第一區域108a以及第二區域108b及/或第二區域108b的沈積與濺射比可能會小於第一區域108a。

於本實施方式中，射頻電力源122包含多個射頻源產生器。射頻電力源122的多個射頻源產生器(例如，第1A圖所示之第一射頻源產生器122a、第二射頻源產生器122b、第三射頻源產生器122c可使得，在沉積系統100中的電漿密度分布不均勻的情況下，晶圓108上的不同區域(例如，第1C圖所示之第一區域108a、第二區域108b、第三區域108c)可達到實質上相同的沈積與濺射比。於一些實施方式中，射頻電力源122的多個射頻源產生器可使得，在沉積系統100中的電漿密度分布不均勻的情況下，晶圓108上的不同區域可達到設計上不同的沈積與濺射比。

如第1A圖所示，射頻電力源122包含第一射頻源產生器122a、第二射頻源產生器122b、第三射頻源產生器122c、第一阻抗匹配電路124a、第二阻抗匹配電路124b以及第三阻抗匹配電路124c。如第1A、1B圖所示，靜電夾盤(electrostatic chuck or e-chuck)110包含第一夾盤部位110a、第二夾盤部位110b以及第三夾盤部位110c。第一夾盤部位110a為一圓型部位。第二夾盤部位110b為環繞第一夾盤部位110a的環狀部位。第三夾盤部位110c為環繞第二夾盤部位110b的環狀部位。然而，於一些實施方式中，靜電夾盤110上不同部位的區分不以前述為限而僅為示例。如第1A圖所示，靜電夾盤110的夾盤電極160包含第一夾盤電極部160a、第二夾盤電極部160b、第三夾盤電極部160c。第一夾盤電極部160a位於第一夾盤部位110a中。第二夾盤電極部160b位於第二夾盤部位110b中。第三夾盤電極部160c位於第三夾盤部位110c中。第一夾盤電極部160a、第二夾盤電極部160b、第三夾盤電極部160c彼此相互電性絕緣。

於第1A圖中，第一射頻源產生器122a可以經由第一阻抗匹配電路124a，耦接至靜電夾盤110的第一夾盤部位110a中的第一夾盤電極部160a。第二射頻源產生器122b可以經由第二阻抗匹配電路124b，耦接至靜電夾盤110的第二夾盤部位110b中的第二夾盤電極部160b。第三射頻源產生器122c可以經由第三阻抗匹配電路124c，耦接至靜電夾盤110的第三夾盤部位110c中的第三夾盤電極部160c。

於一些實施方式中，射頻電力源122的第一射頻源產生器122a、第二射頻源產生器122b、第三射頻源產生器122c中的至少兩者可產生不同的射頻偏壓功率。因此，產生不同之射頻偏壓功率的第一射頻源產生器122a、第二射頻源產生器122b、第三射頻源產生器122c會於晶圓108的第一區域108a、第二區域108b、第三區域108c之表面上產生不同的電場。前述電場可使得電漿離子加速至晶圓108之表面速度不同及/或遠離晶圓108之表面的速度不同，藉此電漿離子轟擊晶圓108上之不同區域而濺射蝕刻晶圓108上之不同區域的強度也會隨之不同。在沉積系統100中的電漿密度分布不均勻的情況下，於晶圓108之表面上的第一區域108a、第二區域108b、第三區域108c產生不同的電場，可於晶圓108上的第一區域108a、第二區域108b、第三區域108c達到實質上相同的沈積與濺射比。

舉例而言，第三射頻源產生器122a的偏壓功率可大於第一射頻源產生器122a的偏壓功率及/或第二射頻源產生器122b的偏壓功率。第二射頻源產生器122b的偏壓功率可大於第一射頻源產生器122a的偏壓功率。因此，於晶圓108之表面上的第三區域108c的電場可大於第一區域108a的電場及/或第二區域108b的電場。於晶圓108之表面上的第二區域108b的電場可大於第一區域108a的電場。前述電場可使得位於製程腔體104中外圍區域的電漿離子加速至晶圓108之表面及/或遠離晶圓108表面的速度大於位於製程腔體104中央區域的電漿離子加速至晶圓108之表面及/或遠離晶圓108之表面的速度。藉此，位於製程腔體104中外圍區域的電漿離子轟擊晶圓108而濺射蝕刻晶圓108的強度會大於位於製程腔體104中央區域的電漿離子轟擊晶圓108而濺射蝕刻晶圓108的強度。在製程腔體104中央區域比外圍區域具有較高的電漿密度的情況下，晶圓108上如第1C圖所示之第一區域108a、第二區域108b、第三區域108c可達到實質上相同的沈積與濺射比。

於一些實施方式中，當第一射頻源產生器122a、第二射頻源產生器122b、第三射頻源產生器122c的射頻偏壓功率被增加或降低時，第一射頻源產生器122a、第二射頻源產生器122b、第三射頻源產生器122c的射頻偏壓功率位準之約10%的變化可使得於晶圓108上之第一區域108a、第二區域108b、第三區域108c的濺射蝕刻速率改變約10%。於一些實施方式中，第一射頻源產生器122a、第二射頻源產生器122b、第三射頻源產生器122c的射頻偏壓功率位準之約10%變化可使得於晶圓108上之第一區域108a、第二區域108b、第三區域108c的濺射蝕刻速率改變小於約5%。

於一些實施方式中，產生不同之射頻偏壓功率的第一射頻源產生器122a、第二射頻源產生器122b、第三射頻源產生器122c，於晶圓108之表面上的第一區域108a、第二區域108b、第三區域108c上，可產生不同的電場，進而於晶圓108之表面上的第一區域108a、第二區域108b、第三區域108c中達到設計上不同的沈積與濺射比。於一些實施方式中，第三射頻源產生器122a的偏壓功率可小於第一射頻源產生器122a的偏壓功率及/或第二射頻源產生器122b的偏壓功率。於一些實施方式中，第二射頻源產生器122b的偏壓功率可小於第一射頻源產生器122a的偏壓功率。

於一些實施方式中，靜電夾盤110的不同部位可具有不同的寬度。如第1A圖所示，靜電夾盤110的第一夾盤部位110a的寬度大於第二夾盤部位110b的寬度以及第三夾盤部位110c的寬度。靜電夾盤110的第二夾盤部位110b的寬度大於第三夾盤部位110c的寬度，但本揭露中夾盤部位的寬度不以此為限。於一些實施方式中，不同部位可具有實質上相同的寬度。

於一些實施方式中，除了直流電電源供應器120 之外，射頻交流電電源供應器122同樣被提供至靶材承載結構112。

於一些實施方式中在沉積系統100中進行沈積製程期間，製程腔體104中保持低程度的壓力。舉例來說，壓力可為約10mTorr至約150mTorr。氣體和壓力系統142為沉積系統100的一部分。氣體和壓力系統142包括閥門、導管、以及控制製程腔體104內之壓力的壓力和流體感應器，以引進反應氣體和移除廢氣。前述氣體和壓力系統142連接控制系統140。

於一些實施方式中，直流電電源供應器120及/或射頻交流電電源供應器122所提供的電力被控制系統140所控制，前述控制系統140包括一或多個處理器與記憶體連接。記憶體可包括被預先編程以在裝置製造中使用的程序方法。記憶體可包含描述和實施此方法的指令。處理器連接電源供應器以及沉積系統100內的複數個感應器，感應器可包括溫度感應器、壓力感應器、位置感應器、場感應器、以及其他等等。

於第1A圖中，沉積系統100更包括一些磁鐵。磁鐵可包括橫向磁鐵130和132，橫向磁鐵130和132位於沉積系統100中封鎖擋板102之外，並可為線圈磁鐵(coil magnets)。射頻交流電(radiofrequency alternating current,RF)電源供應器(射頻電力源)126被連接至橫向磁鐵130和132。此外，磁控管134被提供在靶材承載結構112之上，此磁控管134提供製程腔體104磁場，以促進電漿101的控制和使用。

請參照第2圖。第2圖繪示根據一些實施方式之沉積系統200的剖視圖。如第2圖所示，沉積系統200與第1A圖至第1C圖所示之沉積系統100實質上相同。第2圖所示之沉積系統200與第1A圖至第1C圖所示之沉積系統100的差異在於，沉積系統200的靜電夾盤210中第一夾盤部位210a、第二夾盤部位210b以及第三夾盤部位210c之間寬度的相對關係，不同於沉積系統100的靜電夾盤110中第一夾盤部位110a、第二夾盤部位110b以及第三夾盤部位110c之間寬度的相對關係。於第2圖中，沉積系統200的靜電夾盤210中的第一夾盤部位210a的寬度、第二夾盤部位210b的寬度以及第三夾盤部位210c的寬度實質上相同。

請參照第3圖。第3圖繪示根據一些實施方式之沉積系統300的剖視圖。如第3圖所示，沉積系統300與第1A圖至第1C圖所示之沉積系統100實質上相同。第3圖所示之沉積系統300與第1A圖至第1C圖所示之沉積系統100的差異在於，沉積系統300的靜電夾盤310中第一夾盤部位310a、第二夾盤部位310b以及第三夾盤部位310c之間寬度的相對關係，不同於沉積系統100的靜電夾盤110中第一夾盤部位110a、第二夾盤部位110b以及第三夾盤部位110c之間寬度的相對關係。於第2圖中，沉積系統300的靜電夾盤310中的第三夾盤部位310c的寬度大於第一夾盤部位310a的寬度及/或第二夾盤部位 310b的寬度。第二夾盤部位310b的寬度大於第一夾盤部位210a的寬度。

請參照第4圖並配合參照第1A圖至第1C圖。第4圖繪示根據一些實施方式之沉積系統100的操作方法M的流程圖。儘管本文將所揭示沉積系統100的操作方法M繪示及描述為一系列步驟或事件，但應瞭解到，並不以限制性意義解讀此類步驟或事件之所繪示次序。舉例而言，除本文繪示及/或描述之次序外，一些步驟可以不同次序發生及/或與其他步驟或事件同時發生。另外，實施本文描述之一或多個態樣或實施方式可並不需要全部繪示操作。進一步地，可在一或多個獨立步驟及/或階段中實施本文所描繪之步驟中的一或更多者。具體來說，沉積系統100的操作方法M包含步驟S1001~S1005。

於步驟1001中，將晶圓108放置於製程腔體104中的靜電夾盤110上。其中，靜電夾盤110包含第一夾盤部位110a、第二夾盤部位110b以及第三夾盤部位110c。第一夾盤部位110a為一圓型部位。第二夾盤部位110b為環繞第一夾盤部位110a的環狀部位。第三夾盤部位110c為環繞第二夾盤部位110b的環狀部位。

於步驟1002中，電漿101產生於製程腔體104中。於一些實施方式中，電漿101係不均勻地分布於製程腔體104中。舉例而言，在製程腔體104中央區域具有較高的電漿密度，而在製程腔體104中的外圍區域具有較低的電漿密度。於一些實施方式中，電漿101係均勻地分布於製程腔體104中。舉例而言，在製程腔體104中央區域的電漿密度實質上相同於而在製程腔體104中的外圍區域的電漿密度。

於步驟1003中，透過直流電電力源120提供直流電壓至位於製程腔體104上方的靶材承載結構112以於製程腔體104中進行沈積製程。

於步驟1004中，透過第一射頻源產生器122a提供第一射頻偏壓至靜電夾盤110的第一夾盤部位110a，透過第二射頻源產生器122b提供第二射頻偏壓至靜電夾盤110的第一夾盤部位110b，且透過第三射頻源產生器122c提供第三射頻偏壓至靜電夾盤110的第一夾盤部位110c。其中，第一射頻偏壓、第二射頻偏壓以及第三射頻偏壓中至少兩者的偏壓值不同。於一些實施方式中，第一射頻偏壓、第二射頻偏壓以及第三射頻偏壓彼此具有相互不同的偏壓值。

具體而言，直流電電力源120、第一射頻源產生器122a、第二射頻源產生器122b、第三射頻源產生器122c用以使得沉積系統100可同時執行沈積製程及濺射蝕刻製程。於一些實施方式中，沉積系統100的直流電電力源120用以執行沈積製程，而沉積系統100的射頻電力源122用以執行濺射蝕刻製程。產生不同之射頻偏壓功率的第一射頻源產生器122a、第二射頻源產生器122b、第三射頻源產生器122c會於晶圓108上對應之第一區域108a、第二區域108b以及第三區域108c的表面上產生不同的電場。不同的電場可使得半導體沉積系統100中的電漿離子加速至晶圓108之第一區域108a、第二區域108b以及第三區域108c的速度不同及/或遠離晶圓108之第一區域108a、第二區域108b以及第三區域108c的速度不同，藉此電漿離子濺射蝕刻晶圓108上之第一區域108a、第二區域108b以及第三區域108c的強度也會隨之不同。因此，在沉積系統100中的電漿密度分布不均勻的情況下，於晶圓108之表面上之第一區域108a、第二區域108b以及第三區域108c產生不同的電場，而可於晶圓108上之第一區域108a、第二區域108b達到實質上相同的沈積與濺射比。

根據前面提到的實施方式，可看出本揭示案在製造積體電路結構中提供優點。然而，應理解，其他實施方式可提供額外的優點，且並非所有優點必須在本文中予以揭示。一個優點在於，半導體沉積系統的射頻電力源包含多個射頻源產生器。多個射頻源產生器分別連接至靜電夾盤上的不同區域。不同的射頻電力源的射頻源產生器可產生不同的射頻偏壓功率。因此，產生不同之射頻偏壓功率的多個射頻源產生器會於晶圓上的不同區域之表面上產生不同的電場。前述電場可使得半導體沉積系統中的電漿離子加速至晶圓之表面的速度不同及/或遠離晶圓之表面的速度不同，藉此電漿離子濺射蝕刻晶圓上之不同區域的強度也會隨之不同。在沉積系統中的電漿密度分布不均勻的情況下，於晶圓之表面上不同的區域產生不同的電場，而可於晶圓上的不同區域達到實質上相同的沈積與濺射比。

於一些實施方式中，半導體沉積系統包括製程腔體、靶材、靜電夾盤、第一射頻源產生器以及第二射頻源產生器。靶材位於製程腔體上方。靜電夾盤位於製程腔體中，位於該靶材下方，且包含第一夾盤部位以及環繞第一夾盤部位的第二夾盤部位。第一射頻源產生器位於製程腔體外，且連接至靜電夾盤的第一夾盤部位。第二射頻源產生器位於製程腔體外，且連接至靜電夾盤的第二夾盤部位。

於一些實施方式中，半導體沉積系統包括製程腔體、靶材、靜電夾盤以及第一射頻源產生器。靜電夾盤位於製程腔體中，且包含圓狀夾盤部位、第一環狀夾盤部位以及第二環狀夾盤部位。靜電夾盤的第一環狀夾盤部位環繞靜電夾盤的圓狀夾盤部位，且靜電夾盤的第二環狀夾盤部位環繞靜電夾盤的第一環狀夾盤部位。第一射頻源產生器位於製程腔體外，且連接至靜電夾盤的第二環狀夾盤部位。

於一些實施方式中，半導體系統的操作方法包括：將晶圓放置於製程腔體中的靜電夾盤上；產生電漿於製程腔體中；提供直流電壓至位於製程腔體上方的靶材承載結構；提供第一射頻偏壓至靜電夾盤的第一夾盤部位；以及提供第二射頻偏壓至靜電夾盤的第二夾盤部位，其中第二夾盤部位水平地環繞第一夾盤部位，且第二射頻偏壓不同於第一射頻偏壓。

前述內容概述了幾個實施例的特徵，使得本領域具普通知識者可以更好地理解本公開的各方面。本領域具普通知識者應該理解，他們可以容易地將本公開作為設計或修改其他過程和結構的基礎，以實現與本文介紹的實施例相同的目的和/或實現相同的益處。本領域具普通知識者還應該認識到，這樣的等效構造不脫離本公開的精神和範圍，並且在不脫離本公開的精神和範圍的情況下，它們可以進行各種改變、替換和變更。