发明名称 可激发电浆波且用于离子化金属沉积之高密度电浆源
摘要 一种磁控管,特别有用于具有减少面积但全靶材覆盖之低压电浆溅镀或持续自我溅镀。该磁控管包含一外极面,包围一内极面,其间具有一间隙。本发明之磁控管之外极系小于类似由靶材中心延伸至周边之圆形磁控管之外极。一具有小顶点角20至30°之较佳三角形可以由磁极性之外条状磁铁所形成,该磁极包围其他磁极性之内磁铁。该磁控管允许电浆波产生于22MHz附近,其与电浆之1至20eV电子互动,以增加电浆密度。
申请公布号 TW486720 申请公布日期 2002.05.11
申请号 TW090103850 申请日期 2001.02.20
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 傅建明;帕布朗古柏罗吉;陈福森;约翰福斯特
分类号 H01J37/34 主分类号 H01J37/34
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种磁控管组件,可定位于溅镀靶材之背侧并可旋转于靶材之中心位置,该组件至少包含一单一磁控管非对称地定位于中心位置并包含:一第一磁极性之第一极,其包含第一磁极性之第一磁铁,安排呈一三角形,至少两个第一磁铁系为条状磁铁安排于该三角形之长侧上并彼此倾斜于10至35之间的角度;及一第二磁极性之第二极,安排于该三角形之内侧,并与第一磁铁分离一间隙,其系沿着靶材之表面延伸。2.如申请专利范围第1项所述之磁控管组件,其中上述之角度系于20及30"之间。3.如申请专利范围第1项所述之磁控管组件,其中上述之第一磁铁包含一第二条状磁铁安排于该三角形之短侧。4.如申请专利范围第3项所述之磁控管组件,其中上述之第一磁铁系均为矩形。5.如申请专利范围第1项所述之磁控管组件,其中上述之第二极包含一单一第二磁铁。6.如申请专利范围第5项所述之磁控管组件,其中上述之第二磁铁系为一条状磁铁。7.如申请专利范围第5项所述之磁控管组件,其中上述之第二磁铁为圆形。8.如申请专利范围第5项所述之磁控管组件,其中上述之第一及第二磁铁面向靶材,而其间没有一磁极面。9.如申请专利范围第1项所述之磁控管组件,更包含一磁轭,安置于第一及第二磁铁相对于靶材之一侧上。10.如申请专利范围第1项所述之磁控管组件,其系加入一电浆溅镀系统中,其具有一直流电源连接至该靶材,其中上述之供给至靶材之直流功率位准系足够高,以产生第一电浆波,其系被转换为具有频率于5至75MHz间之第二电浆波。11.如申请专利范围第10项所述之磁控管组件,其中上述之频率系于10至50MHz之间。12.如申请专利范围第10项所述之磁控管组件,其中上述之第一电浆波系为低混合模式。13.一种直流电浆溅镀反应器,至少包含:一真空室,具有一大致圆形靶材,具有一实质平坦中心部面向予以溅镀涂覆之基材;一直流电源,相对于该室负偏压该靶材;一磁控管,包含第一磁极性之第一极实质包围一第二磁极性之第二极,该第一及第二极系可以作为一单元绕着靶材之中心旋转,该磁控管系安置于靶材之相对该基材之一侧上;其中由该直流电源所供给至靶材之功率位准系足够高,以产生一第一电浆波,其系被转换为第二电浆波,其具有于5至75MHz间之频率。14.如申请专利范围第13项所述之反应器,其中上述之频率系于10至50MHz之间。15.如申请专利范围第13项所述之反应器,其中上述之第一电浆波系为低混合模式。16.如申请专利范围第13项所述之反应器,其中上述之第二电浆波之相位速度系等于具有能量于1至20eV之电子的相位速度。17.一种溅镀之方法,包含以下步骤:提供一溅镀靶材,其具有密封于一电浆反应室之平坦中心部;旋转该磁控管绕着该靶材之中心,该磁控管具有一磁极性之内极系为一第二磁极性之磁性较强外极所包围;以相对于该室,直流偏压该溅镀靶材,以于该室内创造一电浆,藉以溅镀该靶材,该直流偏压系足够强,以采用第一频率之第一电浆波;将该第一电浆波转换为不超出第一频率之20%之第二频率的第二电浆波;及以该电浆之电子来与第二电浆作反应。18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中上述之电子具有范围由1至20eV之能量及该第二电浆波具有等于至少部份电子之相位速度。19.如申请专利范围第17项所述之方法,其中上述之转换步骤为一参数转换步骤。20.如申请专利范围第17项所述之方法,其中上述之第一电浆波系为一低混合波。图式简单说明:第1图为一直流电浆溅镀反应器之示意图。第2图为于一半导体积体电路中之层间导孔的剖面图。第3图为传统磁控管之平面图。第4图为本发明之磁控管的一实施例的极片沿着第7图之线4-4所取的平面图。第5图为用于第4图之磁控管之磁铁的平面图。第6图为配合本发明之一实施例使用之一磁铁的剖面图。第7图为第4图之磁控管的剖面图。第8图为一蛋形磁控管的平面图。第9图为一三角形磁控管的平面图。第10图为第9图之三角形磁控管的修改的平面图,其系被称为弧状三角磁控管。第11图为第10图之弧状三角磁控管中之磁铁的平面图。第12图为用以计算表面积及周长之两模型磁控管的平面图。第13图为一三角形及圆形磁控管之面积的角度依附性图式。第14图为第12图之两类型磁控管的周长的角度依附性图式。第15图为使用条状磁铁之本发明的磁控管的仰视图。第16图为第15图之磁控管的另一仰视图。第17图为以本发明之所述实施例生产之磁场的理想化侧视图。第18及19图为用以量测由本发明磁控管的产生之电浆波之室及磁控管之俯视及侧视图。第20图为一典型能量分布电浆电子之能量分离。第21图为于钛溅镀时之底覆盖中之RF晶圆偏压的作用。第22图为室压与氮流量之依附性,其示出以本发明之磁控管,于氮化钛之反应溅镀所取得之两模式沉积。第23图为以本发明的磁控管之反应溅镀氮化钛之两测镀模式中所取得之步阶覆盖。
地址 美国