TWI554630B - 減少沉積不對稱性的沉積設備及方法 - Google Patents

減少沉積不對稱性的沉積設備及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI554630B
TWI554630B TW100121851A TW100121851A TWI554630B TW I554630 B TWI554630 B TW I554630B TW 100121851 A TW100121851 A TW 100121851A TW 100121851 A TW100121851 A TW 100121851A TW I554630 B TWI554630 B TW I554630B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
baffle
grounding
hollow cylinder
power source
ground
Prior art date
Application number
TW100121851A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201204858A (en
Inventor
利奇艾倫
寇克斯麥可Ｓ
Original Assignee
應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 應用材料股份有限公司 filed Critical 應用材料股份有限公司
Publication of TW201204858A publication Critical patent/TW201204858A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI554630B publication Critical patent/TWI554630B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/542—Controlling the film thickness or evaporation rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/517—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using a combination of discharges covered by two or more of groups C23C16/503 - C23C16/515
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32651—Shields, e.g. dark space shields, Faraday shields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H01J37/3455—Movable magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Description

減少沉積不對稱性的沉積設備及方法
本發明之實施例大體上有關沉積設備及沉積設備之使用方法。更具體而言，本發明之實施例係有關於沉積設備，該沉積設備包含一連續的接地擋板，且該接地擋板設置在一電漿源組件的外側。
包括物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)在內等各種沉積製程係用以在半導體晶圓上沉積金屬薄膜(例如，銅)以形成電性內連線。於一些PVD製程中，係在諸如氬氣等載氣存在下施加高直流(D.C.)功率位準於位在晶圓上方的銅靶材上。PVD製程通常憑藉極窄角度分佈之離子速率使金屬沉積在晶圓內具有高深寬比之開口的側壁和底壁上。如何相對於沉積在該等開口之底壁上的材料量而言在該等開口之側壁上沉積足夠材料是一個問題。另一個問題是有關如何避免因靠近開口頂部邊緣處的沉積作用過快而造成開口夾合(pinch-off)。當特徵結構尺寸逐漸縮小時，典型開口的深寬比(深度/寬度)會提高，而目前微電子特徵結構的尺寸已縮小至約22奈米。隨著縮小幅度越大，欲於每個開口之底壁或底部上沉積一指定沉積厚度且在側壁上沉積最小沉積厚度的任務變得更難達成。
已可藉著進一步縮窄離子速率角度分佈、提高晶圓至濺射靶材的距離(例如提高至300毫米或更多)以及降低腔室壓力(例如降至低於1毫托耳)來解決典型開口之深寬比提高的問題。上述做法卻在靠近晶圓邊緣的薄膜特徵結構中衍生出一個問題，就是：當特徵結構尺寸極小時，每個高深寬比之開口側壁會有一部分被靶材的主要部分所遮蔽，因為特徵結構尺寸越小，則需要越大的晶圓至靶材之間距。此種遮蔽作用多數發生在靠近晶圓邊緣處，且此種遮蔽作用使得在側壁之被遮蔽部位上達到最小沉積厚度之舉動並非不可能但是很困難。若進一步縮小尺寸，則似乎需要進一步降低腔室壓力(例如低於1毫托耳)且進一步提高晶圓至靶材的間距，但該種做法可能使上述問題惡化。
目前的射頻(RF)和極高頻(VHF)電容性來源之設計是利用不對稱性饋入設計(asymmetric feed design)。已發現不對稱的饋入設計會導致靶材表面處的電場不對稱。此種靶材處或供電電極處的不對稱性必定造成晶圓之沉積或蝕刻作用的不對稱性。控制饋入設計的縱橫比例(aspect ratio)不足以消除該不對稱性。該不對稱性，亦稱為「歪斜性(skew)」，可能成為一項控制因子。因此，為了達成可接受的不一致性，必需減輕該歪斜性。
本發明之一或更多實施例係有關於一種沉積設備，該沉積設備是由一接地側壁及一接地頂壁所圈圍而成。該設備包含一處理腔室、一電漿源組件以及一接地擋板(grounded shield)。該處理腔室是由該接地側壁所圍成，並且該處理腔室具有一頂板及一底板。該電漿源組件位於該處理腔室的該頂板上，並且該電漿源組件包含一導電中空圓柱以及至少一個功率源，該至少一個功率源連接至該導電中空圓柱。一實質連續的接地擋板位於該導電中空圓柱外側，並且該實質連續的接地擋板係與該沉積設備之該接地側壁及該接地頂壁之其中一者或多者接觸。該實質連續之接地擋板的形狀與該導電中空圓柱實質共形，使得介在該導電中空圓柱和該接地擋板之間的空間實質均勻一致。
一些實施例更包含至少一個功率源，該至少一個功率源經由一連接桿而連接至該導電中空圓柱，且該連接桿未穿過該接地擋板。在多個具體實施例中，該接地擋板作為一同軸傳輸線(coaxial transmission line)以創造一個對稱電場。
在詳細實施例中，該至少一個功率源經由位於該接地頂壁內的一開口而連接至導電中空圓柱，並且該至少一個功率源離軸地連接至該導電中空圓柱，一射頻(RF)功率源連接至該中空圓柱，且一直流(DC)功率源連接至該中空圓柱。在一或更多實施例中，該至少一個功率源包含一射頻功率源及一直流功率源，該射頻功率源及該直流功率源連接至該導電中空圓筒的相反側。
在各種實施例中，該沉積設備係物理氣相沉積腔室或化學氣相沉積腔室。
在一些實施例中，該連續接地擋板係由該設備的接地側壁與接地頂壁整體成形而成。
在詳細實施例中，該處理腔室具有一處理區域，該處理區域係由一基座、一濺射靶材以及一圓柱裙狀部位所界定而成。該基座係鄰接該處理腔室之底板而設置。該濺射靶材係鄰接該處理腔室之頂板而設置。該圓柱裙狀部位(cylindrical skirt)具有一半徑，該半徑可包圍該濺射靶材及該基座。
在多個具體實施例中，該連續接地擋板係由選自下列群組中之一材料所製成，該群組係由下列材料組成：非磁性導體、鋁、銅、鍍鎳材料、鍍銀材料及上述材料之組合。
根據一些實施例，該電漿源組件更包含一磁體組件及一軸向轉軸，該磁體組件支撐於一徑向臂上並且該軸向轉軸支撐該徑向臂，該軸向轉軸延伸通過該中空圓筒內的一開口。在多個詳細實施例中，該軸向轉軸連接至位於該處理腔室之頂板上方的一致動器，該致動器經調適以使該軸向轉軸沿著一軸旋轉而造成該支撐於徑向臂上的磁體繞著該軸向轉軸旋轉。在多個具體實施例中，該軸向轉軸是由介電常數小於約10的介電材料製成。
一或更多實施例具有該導電中空圓柱及該連續接地擋板，且藉由一空間使該導電中空圓柱及該連續接地擋板隔開。在詳細實施例中，係以一介電材料填充該空間。
在具體實施例中，相較於在不具有該實質連續接地擋板之類似腔室中所產生的電場而言，藉由射頻(RF)功率源及直流功率源所產生的電場在濺射靶材各處上具有更均勻一致的分佈情形。
該設備的一些實施例更包含一處理氣體源，該處理氣體源經由一質量流量控制器而連接至該腔室內的一氣體分配環。
詳細實施例的該基座更包含一內部電極。在具體實施例中，該設備更包含一可控直流電壓源，該可控直流電壓源連接至該基座的內部電極。在某些實施例中使設備更包含一低頻射頻偏壓功率產生器，該低頻射頻偏壓功率產生器經由一射頻阻抗匹配器而連接至該基座的該內部電極。
詳細實施例的濺射靶材係選自於由下述所構成的群組：矽、經摻雜之矽、氧化鋅、氧化銦錫、透明導電氧化物、金屬、二硒化銅銦鎵(copper indium gallium diselenide，CIGS)及上述材料之組合。
本發明之附加實施例係有關於藉由一接地側壁及一接地底壁所圈圍而成的沉積設備。該設備包含一處理腔室及一實質連續接地擋板。該處理腔室是由該接地側壁與該接地底壁圈圍而成，以及該處理腔室具有一處理區域，該處理區域定義為位於一導電基座上方的空間並且該導電基座係鄰近該接地底壁而設置。該實質連續接地擋板設置在該基座外側，並且該實質連續接地擋板與該沉積設備之該接地側壁和該接地底壁之其中一者或多者接觸。該實質連續接地擋板之形狀與該導電基座之形狀實質共形，使得介於該導電基座與該接地擋板之間的空間實質上均勻一致。
在一些實施例中，具有至少一個功率源經由一連接桿而連接至該導電基座，該連接桿未穿過該連續接地擋板。
一或更多實施例的連續接地擋板可作為同軸傳輸線以創造出對稱電場。在一些實施例中的連續接地擋板係由該接地側壁與該接地底壁整體成形而成。
在一些詳細實施例中，相較於在不具有該實質連續接地擋板之類似設備中所產生的電場而言，藉由射頻(RF)功率源所產生的一電場在該基座各處上具有更均勻一致的分佈。
具體實施例之基座更包含一內部電極。一可控直流(DC)電壓源可連接至該基座之內部電極。一低頻射頻(RF)偏壓功率產生器可經由一射頻阻抗匹配器而連接至該基座之內部電極。
在描述本發明之數個示範性實施例之前，需先瞭解到本發明不受限於下述說明內容中所提出之製程步驟與結構的細節。本發明可具有其他實施例，並且可採用各種方式實施或執行本發明。
當用於本案說明書及後附申請專利範圍內時，除非內文中另有清楚指示，否則該等單數用語「一」、「一個」及「該」包含複數之意。例如，參閱「一單元」一詞亦可能表示大於一個的單元，且其他諸如此類之用語亦然。
當用於本案說明書及後附申請專利範圍內時，「極高頻(VHF)」及「射頻(RF)」之術語可互換使用。在一般用法中，術語「射頻(RF)」是用以描述低於約30 MHz的頻率，以及術語「極高頻(VHF)」是用以描述高於約30 MHz的頻率。應理解，本發明之各種實施例並不侷限於VHF或RF頻率任一者，並且VHF或RF頻率不應用以限制實施例之範圍。已觀察到，頻率越高，電漿密度越高。當頻率提高至高於約27 MHz時，電漿的不對稱性會巨幅提高。若經常需要使用較高的頻率，則該場不對稱性將成為大問題。
本發明之實施例可幫助減輕不對稱性RF/VHF設計的不一致性。可看出當在該饋入處周圍設置一接地板時，可使沉積「歪斜性」降至可忽略的程度。不受限於任何特定操作理論，相信該接地板可遮擋電場並且修飾電流分佈情形。該功率源的阻抗顯著地從高電感電抗變成較低的電感電抗。該附加的接地板可向下延伸並且環繞該射頻饋入以形成同軸式輸送系統，而使歪斜性大幅降低。
發現到，在物理氣相沉積(PVD)中晶圓至靶材的間距縮小會使製程容易受到靶材之射頻功率分佈不對稱性的影響。特別是，由於該中心軸已被磁控管旋轉設備所佔據，因此射頻功率必需在一離軸連接點處(off-axis connection)施加至位於濺射靶材上方的頂部結構(例如，頂板)。每當該磁控管組件的旋轉磁體通過該離軸功率連接點下方時，耦合至電漿的射頻會短暫增強，同時電漿條件(例如，帶給VHF功率的電漿負載阻抗)會改變。該等變化亦會影響可能連接至靶材上方之另一個離軸位置處的直流功率。每一次磁體旋轉通過該離軸射頻功率連接點時，該等波動隨之發生。雖然此類波動對於具有較大的晶圓至靶材間距(例如，300毫米)的傳統型反應器而言不是問題，但是對於具有極小的晶圓至靶材間距(例如，5公分)的反應器而言，此類波動與晶圓息息相關。
上述其中一種狀況是在晶圓表面上具有不均勻沉積的方位性圖案(azimuthal pattern)，該不均勻沉積的方位性圖案係反映出位於靶材上方之連接射頻功率及直流功率的離軸位置。在一實例中，於方位方向上(azimuthal direction)的最小沉積薄膜厚度與最大沉積薄膜厚度之間的偏差為26%。另一個狀況是電漿不穩定性或電漿阻抗波動，電漿阻抗波動是指VHF阻抗匹配器在較高腔室壓力下無法配合運作，而導致對製程喪失控制並且在某些情況中可能自動關閉VHF產生器。另一個狀況是電漿滲透至該晶圓支撐基座下方並且損害該處未受保護的構件而導致污染。阻抗波動會使可用的腔室壓力範圍降至低於期望壓力。另一個相關問題是，若降低直流功率位準，因位於RF連接點下方且位於靶材上方之磁體通過動作所引起的電漿條件波動(例如，電壓驟降)會造成該直流功率源內的自動抗電弧特徵結構關閉該直流功率源。使用VHF產生器可能發生類似效果，因此直流功率及射頻功率任一者或兩者可能隨著每次磁體轉動而搖擺不定。由於該等問題使得可實行的製程在高腔室壓力(例如，100毫托耳)下變得難以執行。
一非磁性金屬外殻覆蓋著該空間，且磁體在該空間內於該腔室頂板上方繞轉。磁體旋轉驅動軸延伸通過該導電外殻之該頂板內的中央通道。一導電中空圓柱圍繞著該軸，且該導電中空圓柱以與該磁體旋轉驅動軸同軸地的方式從該導電外殻頂板處向上延伸。VHF阻抗匹配器(用於VHF產生器)具有一輸出端(output)，該輸出端耦接至該中空圓柱之側邊。該直流(DC)功率源亦耦接至該中空圓柱杯之側邊。該直流接點(DC connection)與射頻接點可能沿著該導電中空圓柱而錯開(offset)約180°。
圍繞著該磁體繞轉空間(circulation space)的該導電中空圓柱及該導電外殻兩者皆為施加VHF源功率至靶材上的導體。環繞著該導電外殻的一外側導電擋板可提供射頻遮蔽作用(RF shielding)。該擋板接地，且藉由一絕緣空間使該擋板與該外殼分隔開，該絕緣空間可為空氣，或者(替代地)可使用絕緣材料(例如，塑膠)填充該絕緣空間。若該絕緣空間主要填充空氣，則可沿著該空間以規律的間隔距離設置小塑膠間隔物而維持該分隔作用。藉著於該絕緣空間內提供具有低介電常數的材料(例如空氣)可最小化因寄生電容所造成的功率損失。可藉著在該擋板與該外殻之間提供大的分隔距離而進一步最小化寄生電容。在一實施例中，該擋板所引起的寄生電容為約14微微法拉(picofarad)以及在60 MHz頻率下所呈現的接地阻抗約0.2Ω。
為了避免電弧放電或擊穿絕緣材料，該分隔距離需夠大，使得由該頂板上之電壓在該絕緣空間各處所造成的電場不超過該絕緣材料的電崩潰臨界值(electrical breakdown threshold)。若使外殼與擋板之間的分隔空間填充空氣，則該分隔距離需夠大以使該電場限制在30,000伏特/公分(空氣的崩潰臨界值)。在一實例中，來自射頻功率源之約500伏特的VHF、來自該直流功率源約500伏特的直流以及施加偏壓電壓至晶圓且經由該頂板返回約100伏特的射頻電壓可使該頂板上的電壓達到約1100伏特。在此實例中，該分隔距離可能需要至少約0.3毫米。
第1圖顯示根據本發明之一或更多實施例的物理氣相沉積(PVD)設備，該PVD設備亦稱為處理腔室100。雖然圖中顯示物理氣相沉積腔室，但應理解該設備可為如後圖中所顯示的化學氣相沉積腔室。所示的腔室100適用於在工件(例如，半導體晶圓)上執行電漿增強物理氣相沉積。所顯示的PVD設備或處理腔室100具有一圓柱狀接地側壁102以及一接地頂壁103。處理腔室100或真空腔室係由圓柱狀側壁102、頂板104及底壁106所圍成。位於處理腔室100內部的工件支撐基座108係安置在位於該處理腔室100內的一舉升組件或基座底部110上，並且該工件支撐基座108具有一工件支撐表面108a，該工件支撐表面108a面向該頂板104。工件(例如，半導體晶圓112)可安置於該支撐表面108a上。濺射靶材114安置在頂板104的內部表面處，並且濺射靶材114具有一主要表面114a，該主要表面114a面向該基座108的支撐表面108a。處理區域116係定義在該支撐表面108a與靶材主要表面114a之間。一環形陶瓷間隔物118環繞著濺射靶材114的側邊緣114b。環形限制裙狀部位(annular confinement skirt)120環繞著處理區域116，並且該環形限制裙狀部位120從陶瓷間隔物118軸向地延伸至支撐基座108的頂部周長邊緣108b。氣體注入噴嘴122於分隔開的位置處延伸貫穿該側壁102，且該等氣體注入噴嘴122耦接至一中空氣體分配環124。處理氣體源126經由質量流量控制器或閥128使處理氣體注入氣體分配環124中。真空幫浦130經由貫穿該底壁106的通道132而耦接至腔室100。一真空控制閥133控制該腔室壓力。在數個具體實施例中，靶材114係選自於由下述所構成之群組：矽、經摻雜之矽、氧化鋅、氧化銦錫、透明導電氧化物、金屬、二硒化銅銦鎵(CIGS)及上述材料之組合。
晶圓支撐基座108可包含一內部電極134。若該基座108包含一靜電吸盤(electrostatic chuck)，則一可控直流電壓源135可連接至該基座之內部電極134。為了控制晶圓112之表面處的離子能量，一低頻射頻偏壓功率產生器136可經由射頻阻抗匹配器137而連接至電極134。此外，一中頻或高頻的射頻偏壓功率產生器138可經由阻抗匹配器139而連接至電極134。
位於該頂板104上方的電漿源組件142包含一導電中空圓柱140。所顯示的電漿源組件142包含一磁體144以及一軸向轉軸148，該磁體支撐於一徑向臂146上，且該軸向轉軸148支撐著該臂146。徑向臂146具有各別以關節連接的臂區段146a、146b。旋轉致動器150轉動該轉軸148，而造成磁體144在頂板104上執行軌道旋轉運動。導電中空圓柱140包含一封罩側壁(enclosure sidewall)152以及外殼蓋154。該外殻蓋具有一中央圓形開口156，該轉軸148通過開口156而延伸在該徑向臂146與旋轉致動器150之間，該旋轉致動器150位於導電中空圓柱140的外部。在詳細實施例中，軸向轉軸148係由介電材料製成。在數個具體實施例中，該材料的介電常數小於約10。在各種不同實施例中，該介電常數小於約9、8、7、6、5、4、3或2。在一些實施例中，該介電常數小於約8。在一或更多實施例中，該介電常數約為4。
當藉著使射頻源功率耦合至腔室頂板104上的一離軸點(off-axis point)或耦合至外殼蓋154上的一離軸點而使射頻源功率施加於靶材114時(兩種可能發生的實例)，會發生電漿波動問題。射頻功率分佈必定集中在該施加點處，從而導致方位性的射頻功率不均勻分佈。當磁體144通過與該射頻功率施加點對齊的旋轉點時，耦合至該電漿的功率會短暫衝高，而導致發生先前於本案說明書中所討論的製程波動。
為了避免此種射頻功率的不對稱分佈情形，射頻饋入系統包含一對稱導體以用於施加射頻功率及直流功率至該靶材114，該對稱導體係與該導電中空圓柱140頂部所提供的對稱軸同軸。明確而言，圍繞著轉軸148的導電中空圓柱延伸部158係從該圓形開口156的邊緣處朝向遠離該導電中空圓柱140的方向延伸而出。一射頻連接桿160係從該中空圓柱延伸部158的徑向外側處延伸而出。一射頻阻抗匹配器162耦接至射頻連接桿160的外部末端。一射頻功率產生器164耦接至射頻阻抗匹配器162。一直流連接桿166在與射頻連接桿160相反的方向上從該中空圓柱延伸部158的徑向外側處延伸而出。一直流功率源168耦接至直流連接桿166的外部末端。直流連接桿166可連接至該直流功率源168的射頻阻斷濾波器(RF blocking filter)169。
一實質連續接地擋板170環繞著該射頻饋入系統。當用於本案說明書及後附申請專利範圍中時，術語「實質連續(substantially continuous)」代表在該擋板中沒有開口具有足夠尺寸可對電場對稱性造成5%以上的偏差。更明確而言，該連續接地擋板170是位於該設備100的圓柱狀壁102內。參照該等顯示截面圖的圖式，該連續接地擋板170如同該導電中空圓柱140般是一圓形構件。
第1-3圖中所示之連續接地擋板170具有兩末端，該兩末端連接至該接地頂壁103。此種配置方式僅為一或更多實施例的示範範例，而不應用以限制該連續接地擋板170之形狀。在一些實施例中，可如第4圖所示般，連續接地擋板170可與圓柱狀側壁102及接地頂壁103兩者接觸。
該連續接地擋板170的形狀至少與該導電中空圓柱140之頂部部位實質共形，並且可看出該連續接地擋板170隨著該導電中空圓柱140改變方向。在數個具體實施例中，該連續接地擋板170係由選自於由下述所構成之群組：非磁性導體、鋁、銅、鍍鎳材料、鍍銀材料及上述材料之組合中的一材料所製成。該連續接地擋板170可為中空材料或實心材料。在數個具體實施例中，該連續接地擋板170不接觸該中空圓柱140，但該連續接地擋板170順應該導電中空圓柱140的形狀。在詳細實施例中，該實質連續接地擋板170的形狀與該導電中空圓筒140實質共形，並且在該連續接地擋板170與該導電中空圓柱140之間形成一空間180，在該空間180的長度各處上該空間180係實質均勻一致地。當用於本案說明書與後附申請專利範圍時，「實質均勻一致(substantially uniform)」一詞代表介於導電中空圓筒140和連續接地擋板170間之空間具有一變化量，使得所形成之傳輸線阻抗的變化少於約25%。在各種實施例中，「實質均勻一致」意指該空間具有一變化量，使得所形成之傳輸線阻抗的變化少於約20%、15%、10%或5%。
該連續接地擋板170的厚度可根據製程而改變。高頻功率將無法穿透該連續接地擋板170中所使用之材料的全部厚度並且將穿入該表面達某一深度(趨膚深度，skin depth)。當頻率提高時，該趨膚深度則變淺。在一些實施例中，該連續接地擋板170的厚度大於約所用頻率的趨膚深度。在詳細實施例中，該連續接地擋板170的厚度約比所用頻率的趨膚深度大兩倍。在不同實施例中，該連續接地擋板170之厚度約比所用頻率之趨膚深度大3倍、4倍或5倍。
中空圓柱158、連接桿160和166、導電中空圓柱140以及頂板104是由非磁性導電材料製成，例如鋁。該等連接桿160、166穿過該腔室100之接地頂壁103，並且該等連接桿160、166連接至該導電中空圓柱140而不穿過該連續接地擋板170。因此，該連續接地擋板170不需要任何孔洞用以做為通道。該等連接桿160、166以及該導電中空圓柱140可由銅製成，以提供高導電性之電流路徑。來自產生器164的射頻電流以圓形方式繞著該中空圓柱延伸部158流動，以沿著該導電中空圓柱140的圓周達成均勻一致的分佈且均勻地施加於靶材114。來自該直流源168的直流電流以圓形方式繞著該中空圓柱延伸部158流動，以沿著該導電中空圓柱140的圓周達成均勻一致的分佈且均勻地施加於靶材114。該靶材114通常是即將沉積在工件或晶圓112上的金屬物種。
不受限於任何特定的操作理論，相信該實質連續接地擋板170可作為同軸傳輸線而連接該射頻阻抗匹配器與該電漿負載。如同傳輸線般，該實質連續接地擋板的作用類似於波導器，但如同一同軸電纜般具有一中心導體。因此，該接地部位是該外側導體(連續接地擋板170)，並且該攜帶輸入功率的內部導體則類似於該傳輸線的中心導體。此種結構配置可在該內部導體與該外部接地擋板之間維持一平面波模式(Plane Wave mode)，該平面波模式亦稱為橫向電磁波模式(Transverse Electromagnetic Mode)或TEM模式。在數個具體實施例中，該接地擋板的作用如同一同軸傳輸線，藉以創造對稱電場或較對稱之電場。
此種傳輸線的一重要性質是電位能僅隨著該傳輸線的長度變化，但在傳輸線的軸向上是等電位的(equipotential)。此性質可確保輸送至該與電漿接觸之導體的波形電位或電壓是以該導體的中心呈對稱狀，並且此性質可確保電位或電壓的均勻一致性或同心度。此種結構配置的其他重要性質係如該結構是寬頻帶(broadband)而不具有截頻點(cutoff frequency)。換言之，該設計僅需對間距或介電質做適當改變便可適用於從射頻(RF)到微波的極寬頻譜。
在本發明的數個具體實施例中，傳輸線的適當結構可包括介於該等導體之間一致的間距、在該等導體之間一致的介電質(或是空氣或真空)以及在該等導體內將被消除或最小化的任何不連續性。在詳細實施例中，相較於在不具有該實質連續接地擋板之類似設備中所產生的電場而言，藉由射頻(RF)功率源及直流(DC)功率源所產生的電場在濺射靶材各處上具有更均勻一致的分佈。
第2圖是根據本發明一或更多實施例之設備的放大視圖。一連續接地擋板170環繞著一導電中空圓柱140，並且該連續接地擋板170的形狀與該導電中空圓柱140共形(conformal)。該連續接地擋板170包含至少一個圓柱狀側壁172及至少一個環狀頂部174，並且該至少一個環狀頂部174在導電中空圓柱延伸部158的口部處具有一圓形開口156。連續接地擋板170更包含一圓柱狀側壁172，該圓柱狀側壁172與該中空圓柱延伸部158同軸。連續接地擋板170可由非磁性金屬製成，該非磁性金屬例如鋁或銅。該第一接地擋板170與該導電中空圓柱140係藉由一絕緣空間180而隔開。在一些實施例中，該空間180填充具有低介電常數的介電材料。適當介電材料之一範例是塑膠，例如G-10塑膠。
第2圖顯示的實施例具有一第一接地擋板170，該第一接地擋板170的形狀實質順應該導電中空圓柱140的形狀。該等構件可能是單一裝置的兩個表面或可為分離的構件。第4圖顯示一不同的結構配置，在該結構配置中，連續接地擋板170連接至該腔室100的圓柱狀側壁102。該連續接地擋板170之該等構件到該中空圓柱140之該等構件的接近程度並未加以限制，並且可依據各種因素決定該接近程度。此議題將於下文中對照第4圖進行說明。
第3圖繪示一實施例，該實施例中，空間180主要填充空氣，並且藉由一些小間隔物維持該空間180。該等間隔物182可由介電材料形成，該介電材料係例如G-10塑膠。藉著最小化該空間180的介電常數以最小化寄生電容。例如，該等間隔物182可能占該空間180之體積極小的百分比率，該空間180的剩餘空間則填充具有最小介電常數之物質，例如空氣。可藉著提高該空間180各處的間距D而進一步最小化寄生電容。在一實施例中，該等連接桿160、166可通過該第一接地擋板170之圓柱狀板178中的各別開口184。環形絕緣環186可***該等開口184內，藉以在每個桿160、166與每個各別開口184的邊緣之間提供絕緣作用。
空間180的間距D夠大，使得遍佈該間距各處的電場不會超過該空間180之介電材料(例如，空氣或塑膠)的崩潰臨界點。例如，橫跨該絕緣空間180之間距D可能具有1100至1200伏特的電壓差。若射頻產生器164施加約500伏特的平均射頻電壓於外殼上，該直流源168 施加約500伏特的直流電壓在該外殼上，並且該射頻偏壓功率經由該外殼返回可能額外施加100伏特時，便可能發生上述1100至1200伏特的電壓差。在此情況下，若該空間180填充空氣(崩潰臨界值為33,000伏特/公分)，則該等具體實施例之間距D的最小值約0.3毫米。
第4圖顯示一或更多實施例的展開圖以展示一連續接地擋板170。該導電中空圓柱140與該連續接地擋板170之間於不同位置處的距離或空間180係以尺寸D1、D2、D3、D4及D5標示。在一些實施例中，該等尺寸D1-D5是不同的。在多個具體實施例中，該等尺寸D1-D5係實質相同，此舉表示該等尺寸之間的絕對差值小於約10%。雖然第4圖顯示具有五個尺寸的形狀，然而此形狀僅為示範且不應用以限制本發明範圍。在數個具體實施例中，若空間180填充空氣時，該尺寸D1或尺寸D1之等效物的範圍介於約5毫米至約25毫米。如有需要，該等尺寸可經修飾並且可根據電漿負載及頻率做調整。第5圖顯示沉積腔室之實施例，該沉積腔室類似於第2圖或第3圖所顯示之腔室但不具有旋轉磁體組件。
第6圖顯示根據本發明一或更多實施例之化學氣相沉積設備200的實施例。該設備200包含諸多構件，該等構件類似於先前結合該導電中空圓柱所描述之構件，但以具有一系列孔241的導電中空圓柱240取代前述導電中空圓柱，該一系列的孔241係間隔開以允許氣體均勻一致地自該導電中空圓柱240流出。第6圖顯示的是截面圖，如此可理解複數個孔241係間隔地設置在該導電中空圓柱240各處。該等孔241夠小，因而不會干擾來自射頻阻抗匹配器162的功率傳導作用。氣體入口226使處理氣體饋入該導電中空圓柱240，並且該氣體入口226可包含一計量裝置224，該計量裝置224係用以控制設備200內之處理氣體的壓力。圖中顯示氣體入口226穿過該連續接地擋板170，但在特定實施例中，氣體入口226並未穿過該擋板，因此該擋板中未形成任何孔洞。
第7圖顯是根據本發明之不同實施例的另一個設備200。顯示於第7圖中的設備200是一CVD設備，但設備200也可能是類似第1圖所示之PVD設備。沉積設備200具有接地側壁102及接地底壁106。處理腔室100是由該接地側壁102及接地底壁106所圍成。該處理腔室100具有一處理區域，該處理區域定義為位於導電基座底部110上方的空間。該導電基座底部110係鄰接該設備200的接地底壁106而設置。射頻阻抗匹配器162連接至該基座底部110，並且如第1圖所示般，在某些實施例中該基座底部110具有一內部電極134。實質連續接地擋板170設置於該基座底部110之外側(圍繞著該基座)，並且該實質連續接地擋板之形狀經塑造而實質順應該基座底部110，使得位在該導電基座與該接地擋板之間的空間實質均勻一致。此種結構配置可如參照第1圖至6圖所描述之實施例提供相同的不對稱性助益。在具體實施例中，該實質連續接地擋板170圍繞著該基座底部110與該導電中空圓柱140兩者。此方式可在該設備中產生更高的電對稱性。
在詳細實施例中，至少一個功率源經由一連接桿而連接至該導電基座，且該連接桿未穿過該連續接地擋板。多個具體實施例的該連續接地擋板170可作為同軸傳輸線以創造出對稱電場，並且該連續接地擋板170可由該接地側壁與該接地底壁整體成形而成或是由多個分離構件形成。
參閱本案說明書全文中之「一實施例」、「某些實施例」、「一或更多實施例」、「一個實施例」、「一態樣」、「某些態樣」、「一或更多態樣」、「一個態樣」用語係表示參照該實施例所描述之一特定特徵、結構、材料或特性可納入本發明的至少一個實施例中。因此，當於本案說明書全文各處中出現諸如「在一或更多實施例中」、「在某些實施例中」、「在一實施例中」、「在一個實施例中」、「根據一或更多態樣」、「在一態樣中」等用語不一定代表本發明的同一個實施例或態樣。此外，可於一或更多實施例或態樣中組合該等特定特徵、結構、材料或特性。上述發明方法所描述之順序不應視為限制，並且於方法中使用所描述之操作步驟時可不依照順序或可省略或添加操作步驟。
將可理解，上述描述內容意欲用以示範而非作為限制之用。當所屬技術領域中具有通常知識者檢閱以上描述內容後當可明白諸多其他實施例。因此，本發明之範圍當由後附申請專利範圍所決定，並且後附申請專利範圍之權力擴及等效物。
100．．．腔室
102．．．側壁
103．．．頂壁
104．．．頂板
106．．．底壁
108．．．基座
108a．．．支撐表面
108b．．．頂部周長邊緣
110．．．基座底部
112．．．晶圓
114．．．靶材
114a．．．主要表面
114b．．．側邊緣
116．．．處理區域
118．．．陶瓷間隔物
120．．．環形限制裙狀部位
122．．．氣體注入噴嘴
124．．．氣體分配環
126．．．處理氣體源
128．．．閥
130．．．真空幫浦
132．．．通道
133．．．真空控制閥
134．．．電極
135．．．電壓源
136．．．射頻偏壓功率產生器
137．．．射頻阻抗匹配器
138．．．射頻偏壓功率產生器
139．．．阻抗匹配器
140．．．中空圓柱
142．．．電漿源組件
144．．．磁體
146．．．徑向臂
146a、146b．．．臂區段
148．．．轉軸
150．．．旋轉致動器
152．．．封罩側壁
154．．．外殼蓋
156．．．圓形開口
158．．．中空圓柱狀延伸部
160．．．連接桿
162．．．射頻阻抗匹配器
164．．．產生器
166．．．連接桿
168．．．直流功率源
169．．．射頻阻斷濾波器
170．．．接地擋板
172．．．圓柱狀側壁
174．．．環狀頂部
178．．．圓柱狀板
180．．．空間
182．．．間隔物
184．．．開口
186．．．環形絕緣環
200．．．設備
224．．．裝置
226．．．氣體入口
240．．．導電中空圓柱
241．．．孔
為求詳細瞭解且達成本發明之該等示範實施例，係參照繪示於附圖中之本發明實施例閱讀簡短整理如上之本發明的更具體描述。將可理解，文中未對某些眾所周知的製程進行討論，藉以避免模糊本發明。
第1圖顯示根據本發明一或更多實施例之物理氣相沉積設備之簡化正面圖；
第2圖顯示第1圖反應器之上部外殼之一實施例的細部放大圖；
第3圖顯示第1圖反應器之上部外殼之一或更多實施例的細部放大圖；
第4圖顯示根據一或更多實施例之連續接地擋板的放大視圖；
第5圖顯示根據一或更多實施例之沉積設備；
第6圖顯示根據本發明之一或更多實施例的化學氣相沉積設備；和
第7圖顯示根據本發明之一或更多實施例的化學氣相沉積設備。
為便於理解，係盡可能地使用相同元件符號代表該等圖式中共有的相同元件。無需進一步詳述即可思及使一實施例中的元件及特徵有利地併入其他實施例中。然而應注意的是，該等附圖僅顯示本發明之示範實施例，因此該等附圖不應視為本發明範圍之限制，且本發明可能容許其他等效實施例。
100．．．腔室
102．．．側壁
103．．．頂壁
106．．．底壁
108．．．基座
108a．．．支撐表面
108b．．．頂部周長邊緣
110．．．基座底部
112．．．晶圓
114．．．靶材
114a．．．主要表面
114b．．．側邊緣
116．．．處理區域
118．．．陶瓷間隔物
120．．．環形限制裙狀部位
122．．．氣體注入噴嘴
124．．．氣體分配環
126．．．處理氣體源
130．．．真空幫浦
132．．．通道
133．．．真空控制閥
134．．．電極
135．．．電壓源
136．．．射頻偏壓功率產生器
137．．．射頻阻抗匹配器
138．．．射頻偏壓功率產生器
139．．．阻抗匹配器
140．．．中空圓柱
142．．．電漿源組件
144．．．磁體
146．．．徑向臂
146a、146b．．．臂區段
148．．．轉軸
150．．．旋轉致動器
152．．．封罩側壁
156．．．圓形開口
158．．．中空圓柱狀延伸部
160．．．連接桿
162．．．射頻阻抗匹配器
164．．．產生器
166．．．連接桿
168．．．直流功率源
169．．．射頻阻斷濾波器
170．．．接地擋板

Claims (16)

  1. 一種由一接地側壁及一接地頂壁圍成之沉積設備，該設備包含：一處理腔室，該處理腔室係由該接地側壁圈圍而成，該處理腔室具有一頂板及一底板；一電漿源組件，該電漿源組件位於該處理腔室之該頂板上，且該電漿源組件包含一導電中空圓柱及至少一個功率源，該至少一個功率源連接至該導電中空圓柱；以及一實質連續接地擋板，該實質連續接地擋板位於該處理腔室外部且在該導電中空圓柱周圍，且該實質連續接地擋板係與該沉積設備之該接地側壁和該接地頂壁之其中一者或多者接觸，該實質連續接地擋板之形狀與該導電中空圓柱實質共形(conform)，使得介於該導電中空圓柱與該接地擋板之間的一空間實質上均勻一致。
  2. 如請求項1之設備，其中該至少一個功率源經由一連接桿連接至該導電中空圓柱，該連接桿未穿過該連續接地擋板。
  3. 如請求項1之設備，其中該至少一個功率源經由該接地頂壁內的一開口而連接至該導電中空圓柱，並且該至少一個功率源係離軸地連接至該導電中空圓柱。
  4. 如請求項1之設備，其中該連續接地擋板係由該接地側壁及該接地頂壁整體成形而成。
  5. 如請求項1之設備，其中該至少一個功率源包含一射頻功率源及一直流功率源，該射頻功率源及該直流功率源係連接至該導電中空圓柱的相反側。
  6. 如請求項1之設備，其中該連續接地擋板係以選自下列群組中之一材料所製成，該群組係由下列材料組成：非磁性導體、鋁、銅、鍍鎳材料、鍍銀材料及上述材料之組合。
  7. 如請求項1之設備，其中該空間填充介電材料。
  8. 如請求項1之設備，該設備進一步包含一處理氣體源，該處理氣體源經由一質量流量控制器連接至該腔室內的一氣體分配環。
  9. 一種由一接地側壁及一接地底壁圍成之沉積設備，該沉積設備包含：一處理腔室，該處理腔室係由該接地側壁及該接地底壁圈圍而成，該處理腔室具有一處理區域且該處理區域係定義為位於一導電基座上方的一空間，該導電基座係鄰接該接地底壁而設置且藉由一基座底部(pedestal base)支撐；以及一實質連續接地擋板，該實質連續接地擋板位於該基座底部外側，且該實質連續接地擋板係與該沉積設備之該接地側壁和該接地底壁之其中一者或多者接觸，該實質連續接地擋板之形狀與該基座底部實質共形，使得介於該基座底部與該接地擋板之間的一空間實質均勻一致。
  10. 如請求項9之設備，其中至少一個功率源經由一連接桿連接至該導電基座，且該連接桿未穿過該連續接地擋板。
  11. 如請求項9之設備，其中該連續接地擋板係由該接地側壁及該接地底壁整體成形而成。
  12. 如請求項9之設備，其中該連續接地擋板係以選自下列群組中之一材料所製成，該群組係由下列材料組成：非磁性導體、鋁、銅、鍍鎳材料、鍍銀材料及上述材料之組合。
  13. 如請求項9之設備，其中該空間填充一介電材料。
  14. 如請求項9之設備，其中該基座進一步包含一內部電極。
  15. 如請求項14之設備，該設備進一步包含一可控直流(DC)電壓源，該可控直流電壓源連接至該基座的該內部電極。
  16. 如請求項14之設備，該設備進一步包含一低頻射頻(RF)偏壓功率產生器，該低頻射頻偏壓功率產生器經由一射頻阻抗匹配器連接至該基座的該內部電極。
TW100121851A 2010-07-02 2011-06-22 減少沉積不對稱性的沉積設備及方法 TWI554630B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US36110710P 2010-07-02 2010-07-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201204858A TW201204858A (en) 2012-02-01
TWI554630B true TWI554630B (zh) 2016-10-21

Family

ID=45398855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100121851A TWI554630B (zh) 2010-07-02 2011-06-22 減少沉積不對稱性的沉積設備及方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9580796B2 (zh)
JP (1) JP6238288B2 (zh)
KR (2) KR101957466B1 (zh)
CN (2) CN106086804B (zh)
TW (1) TWI554630B (zh)
WO (1) WO2012003335A2 (zh)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8795488B2 (en) * 2010-03-31 2014-08-05 Applied Materials, Inc. Apparatus for physical vapor deposition having centrally fed RF energy
CN103849848B (zh) * 2012-11-28 2016-08-31 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 物理气相沉积装置
TWI811037B (zh) 2016-07-27 2023-08-01 美商應用材料股份有限公司 具多層吸收劑的極紫外遮罩坯料及製造方法
TW202026770A (zh) 2018-10-26 2020-07-16 美商應用材料股份有限公司 用於極紫外線掩模吸收劑的ta-cu合金材料
US11194244B2 (en) 2018-12-21 2021-12-07 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber and processes for manufacture
TWI828843B (zh) 2019-01-31 2024-01-11 美商應用材料股份有限公司 極紫外線（ｅｕｖ）遮罩素材及其製造方法
TW202035792A (zh) 2019-01-31 2020-10-01 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩吸收體材料
US11249390B2 (en) 2019-01-31 2022-02-15 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber materials
TW202043905A (zh) 2019-03-01 2020-12-01 美商應用材料股份有限公司 物理氣相沉積系統與處理
US11639544B2 (en) 2019-03-01 2023-05-02 Applied Materials, Inc. Physical vapor deposition system and processes
TWI818151B (zh) 2019-03-01 2023-10-11 美商應用材料股份有限公司 物理氣相沉積腔室及其操作方法
US11327394B2 (en) 2019-04-19 2022-05-10 Applied Materials Inc. Graded interface in bragg reflector
US11275304B2 (en) 2019-05-22 2022-03-15 Applied Materials Inc. Extreme ultraviolet mask absorber matertals
TW202104667A (zh) 2019-05-22 2021-02-01 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩吸收材料
TW202104666A (zh) 2019-05-22 2021-02-01 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩吸收劑材料
TWI836072B (zh) 2019-05-22 2024-03-21 美商應用材料股份有限公司 具有嵌入吸收層之極紫外光遮罩
TWI836073B (zh) 2019-05-22 2024-03-21 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩坯體及其製造方法
US11385536B2 (en) 2019-08-08 2022-07-12 Applied Materials, Inc. EUV mask blanks and methods of manufacture
TW202122909A (zh) 2019-10-25 2021-06-16 美商應用材料股份有限公司 減少極紫外遮罩毛坯缺陷之方法
US11630385B2 (en) 2020-01-24 2023-04-18 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber materials
TW202129401A (zh) 2020-01-27 2021-08-01 美商應用材料股份有限公司 極紫外線遮罩坯體硬遮罩材料
TW202131087A (zh) 2020-01-27 2021-08-16 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩吸收劑材料
TWI817073B (zh) 2020-01-27 2023-10-01 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩坯體硬遮罩材料
TW202141165A (zh) 2020-03-27 2021-11-01 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩吸收材料
TWI836207B (zh) 2020-04-17 2024-03-21 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩吸收材料
US11300871B2 (en) 2020-04-29 2022-04-12 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber materials
CN111733391A (zh) * 2020-05-30 2020-10-02 长江存储科技有限责任公司 物理气相沉积装置
CN114121581B (zh) * 2020-08-27 2024-04-05 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置
US11609490B2 (en) 2020-10-06 2023-03-21 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber materials
US11513437B2 (en) 2021-01-11 2022-11-29 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber materials
US11592738B2 (en) 2021-01-28 2023-02-28 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber materials
KR20220133654A (ko) * 2021-03-25 2022-10-05 에스케이하이닉스 주식회사 향상된 코팅층 또는 실드를 포함하는 pvd 챔버용 실드 구조체
US11815803B2 (en) 2021-08-30 2023-11-14 Applied Materials, Inc. Multilayer extreme ultraviolet reflector materials
US11782337B2 (en) 2021-09-09 2023-10-10 Applied Materials, Inc. Multilayer extreme ultraviolet reflectors

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5571576A (en) * 1995-02-10 1996-11-05 Watkins-Johnson Method of forming a fluorinated silicon oxide layer using plasma chemical vapor deposition
US6905578B1 (en) * 1998-04-27 2005-06-14 Cvc Products, Inc. Apparatus and method for multi-target physical-vapor deposition of a multi-layer material structure
US20070125646A1 (en) * 2005-11-25 2007-06-07 Applied Materials, Inc. Sputtering target for titanium sputtering chamber
US20070295602A1 (en) * 2006-06-27 2007-12-27 Tiller Jennifer W Ground shield with reentrant feature
US7399943B2 (en) * 2004-10-05 2008-07-15 Applied Materials, Inc. Apparatus for metal plasma vapor deposition and re-sputter with source and bias power frequencies applied through the workpiece

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3749662A (en) * 1972-04-17 1973-07-31 Materials Research Corp Heated substrate support station for sputtering systems
JPS5760073A (en) 1980-09-27 1982-04-10 Fujitsu Ltd Plasma etching method
JPH02110733A (ja) 1988-10-20 1990-04-23 Nec Eng Ltd 情報処理装置
JP2820508B2 (ja) 1990-07-06 1998-11-05 保安工業株式会社 ガス漏れ検知装置
JPH04247878A (ja) 1990-07-31 1992-09-03 Applied Materials Inc Ｖｈｆ／ｕｈｆ反応装置
JPH0469465U (zh) * 1990-10-22 1992-06-19
JPH05315268A (ja) * 1992-05-13 1993-11-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマｃｖｄ装置
JP2625072B2 (ja) * 1992-09-08 1997-06-25 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 電磁ｒｆ結合を用いたプラズマ反応装置及びその方法
JPH09106899A (ja) * 1995-10-11 1997-04-22 Anelva Corp プラズマｃｖｄ装置及び方法並びにドライエッチング装置及び方法
JP3217274B2 (ja) 1996-09-02 2001-10-09 株式会社日立製作所 表面波プラズマ処理装置
US5879523A (en) 1997-09-29 1999-03-09 Applied Materials, Inc. Ceramic coated metallic insulator particularly useful in a plasma sputter reactor
WO2000038213A2 (en) 1998-12-21 2000-06-29 Applied Materials, Inc. Physical vapor deposition of semiconducting and insulating materials
US6406599B1 (en) 2000-11-01 2002-06-18 Applied Materials, Inc. Magnetron with a rotating center magnet for a vault shaped sputtering target
EP1254970A1 (de) 2001-05-03 2002-11-06 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Magnetronsputterquelle mit mehrteiligem Target
JP4614578B2 (ja) 2001-06-01 2011-01-19 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタ成膜応用のためのプラズマ処理装置
JP3816359B2 (ja) 2001-06-29 2006-08-30 アルプス電気株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理システム
US6896775B2 (en) 2002-10-29 2005-05-24 Zond, Inc. High-power pulsed magnetically enhanced plasma processing
TWI224345B (en) 2003-06-06 2004-11-21 Taiwan Semiconductor Mfg Ion coil and ion metal plasma physical vapor deposition equipment for improving deposition film uniformity of semiconductor chip
JP4040607B2 (ja) * 2004-06-14 2008-01-30 芝浦メカトロニクス株式会社 スパッタリング装置及び方法並びにスパッタリング制御用プログラム
JP2006083408A (ja) * 2004-09-14 2006-03-30 Shin Meiwa Ind Co Ltd 真空成膜装置
US20060260938A1 (en) * 2005-05-20 2006-11-23 Petrach Philip M Module for Coating System and Associated Technology
US20060272935A1 (en) 2005-06-06 2006-12-07 Applied Materials, Inc. Multiple scanning magnetrons
US20070158179A1 (en) * 2006-01-11 2007-07-12 Anthony Ciancio Method and apparatus for improving symmetry of a layer deposited on a semiconductor substrate
JP4615464B2 (ja) 2006-03-16 2011-01-19 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置用電極アッセンブリ及びプラズマ処理装置
JP5014696B2 (ja) * 2006-07-19 2012-08-29 株式会社アルバック 薄膜形成方法、銅配線膜形成方法
JP4641014B2 (ja) 2006-09-11 2011-03-02 新明和工業株式会社 プラズマガンのチャンバへの取り付け構造
US7981262B2 (en) * 2007-01-29 2011-07-19 Applied Materials, Inc. Process kit for substrate processing chamber
US8992741B2 (en) * 2008-08-08 2015-03-31 Applied Materials, Inc. Method for ultra-uniform sputter deposition using simultaneous RF and DC power on target
US8070925B2 (en) * 2008-10-17 2011-12-06 Applied Materials, Inc. Physical vapor deposition reactor with circularly symmetric RF feed and DC feed to the sputter target

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5571576A (en) * 1995-02-10 1996-11-05 Watkins-Johnson Method of forming a fluorinated silicon oxide layer using plasma chemical vapor deposition
US6905578B1 (en) * 1998-04-27 2005-06-14 Cvc Products, Inc. Apparatus and method for multi-target physical-vapor deposition of a multi-layer material structure
US7399943B2 (en) * 2004-10-05 2008-07-15 Applied Materials, Inc. Apparatus for metal plasma vapor deposition and re-sputter with source and bias power frequencies applied through the workpiece
US20070125646A1 (en) * 2005-11-25 2007-06-07 Applied Materials, Inc. Sputtering target for titanium sputtering chamber
US20070295602A1 (en) * 2006-06-27 2007-12-27 Tiller Jennifer W Ground shield with reentrant feature

Also Published As

Publication number Publication date
US20120000772A1 (en) 2012-01-05
KR20180049200A (ko) 2018-05-10
CN106086804B (zh) 2019-06-11
KR101957466B1 (ko) 2019-03-12
TW201204858A (en) 2012-02-01
CN106086804A (zh) 2016-11-09
KR20140004617A (ko) 2014-01-13
WO2012003335A3 (en) 2012-05-10
JP6238288B2 (ja) 2017-11-29
CN103081061A (zh) 2013-05-01
JP2013538284A (ja) 2013-10-10
WO2012003335A2 (en) 2012-01-05
US9580796B2 (en) 2017-02-28
CN103081061B (zh) 2016-08-24
KR101855079B1 (ko) 2018-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI554630B (zh) 減少沉積不對稱性的沉積設備及方法
TWI388001B (zh) 具有圓形地對稱於濺射靶材之ｒｆ及ｄｃ饋給的物理氣相沉積反應器
JP5564549B2 (ja) 可変静電容量を有するプラズマ処理システムのための方法および装置
KR100557273B1 (ko) 플라즈마에 튜닝되는 샤워헤드 ｒｆ 전극을 갖는 아킹 억제된 ｍｅｒｉｅ 플라즈마 반응기
JP7278471B2 (ja) ファラデーシールドデバイスを備えるプラズマ処理システムおよびプラズマ処理方法
KR101687565B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
US10170279B2 (en) Multiple coil inductively coupled plasma source with offset frequencies and double-walled shielding
US8486242B2 (en) Deposition apparatus and methods to reduce deposition asymmetry
WO2012040986A1 (zh) 等离子体加工设备
WO2008065744A1 (fr) Appareil de traitement au plasma
JP2015162266A (ja) プラズマ処理装置
TW201603109A (zh) 用於在電容耦合電漿源下方對工件進行均勻照射的孔圖案
CN112309901A (zh) 闸门机构和基板处理装置
WO2016180444A1 (en) Radio frequency (rf) - sputter deposition source, connector for retrofitting a sputter deposition source, apparatus and method of operating thereof
CN118213253A (zh) 一种下电极组件及其等离子体处理装置
JP2020145137A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法