发明名称 具有改良之转换功能的沈积阻板及在半导体处理中利用此沈积阻板点燃高密度电浆
摘要 一种改良之沈积阻板,用以保护一介电窗孔而使其免于沈积有导电性物质,故将此改良之沈积阻板置于一高密度电浆设备之中,其中此改良之沈积阻板系设有内部具备特征性结构的开槽,而此特征性结构将足以使穿过此沈积阻板而传送过来的射频功率密度呈空间性分布。特征性结构使沈积阻板之面对电浆而远离足以使线圈耦合射频功率之介电窗孔的一面上的各开槽边界皆相连且形成电流通路,藉以使电感耦合的干扰降到最低。在一实施例中,横跨沈积阻板之电浆侧的各开槽的桥接足以改善穿过沈积阻板的磁力线分布状态。在另一实施例中,设在开槽之中且与其互相平行的叶片系位在沈积阻板的线圈侧、但此叶片则由沈积阻板之电浆侧的相连部所支撑,其足以消除电浆形成于开槽之中的问题,并防止来自开槽边界的材料发生再溅镀。在一具有沈积阻板的电浆源中,可在极大范围的压力值之内以低功率点燃电浆,例如,若压力达20mTorr时,则结合至少300瓦特、但小于600瓦特之程度的射频功率、并使施加于溅镀标的或其它电极的DC能量从0瓦特斜冲至不超过20瓦特的程度达数秒之久。伍、(一)、本案代表图为:第----3B----图(二)、本案代表图之元件代表符号简单说明:30a:沈积阻板31a:开槽34:桥接部
申请公布号 TW589668 申请公布日期 2004.06.01
申请号 TW092103594 申请日期 2003.02.20
申请人 东京威力科创股份有限公司 发明人 约瑟夫 柏卡
分类号 H01L21/203 主分类号 H01L21/203
代理机构 代理人 周良谋 新竹市东大路一段一一八号十楼
主权项 1.一种沈积阻板,用以保护一电浆处理容室之中的一介电窗孔,而促进产生自该介电窗孔之外部的一线圈之射频能量产生电感耦合、经由该介电窗孔与该沈积阻板、并成为该电浆处理容室之中的一电浆,包含:一导电性本体,具备一窗孔侧与一电浆侧;该导电性本体具有贯穿过其窗孔侧与电浆侧的复数之开槽;该复数之开槽具有由该导电性本体之表面界定出来的壁部,而该复数之开槽的型态系足以阻隔欲透视过该导电性本体的视线,俾能防止该电浆处理容室之中的微粒免于从该导电性本体之电浆侧容室移动至该导电性本体之窗孔侧;复数之开槽,其实质仅设在该导电性本体之一面,且其内部各具有固设于该导电性本体的一结构化元件;及各结构化元件皆具有散布于该沈积阻板之表面而与该导电性本体相连的连接部,俾能在不实质影响该沈积阻板所引起之电感耦合的效果之情况下而提高藉由该沈积阻板而耦合成电浆之能量的分布均匀度。2.如申请专利范围第1项之沈积阻板,其中:当从平行于开槽的长度方向视之时,该复数之开槽的所有横剖面呈一锯齿状。3.如申请专利范围第1项之沈积阻板,其中:各结构化元件皆为导电性桥接部,用以使该导电性本体之电浆侧的两相对开槽之壁部相互电性连接,藉以阻隔该导电性本体之电浆侧的开槽。4.如申请专利范围第1项之沈积阻板,其中:各结构化元件皆为导电性细长形叶片,与该导电性本体之窗孔侧的开槽之壁部互相隔开,各结构化元件皆排列成平行于开槽且与该导电性本体相连于开槽的其中一个壁部、但各结构化元件皆未横跨开槽而不与对向的壁部互相电性连接。5.如申请专利范围第4项之沈积阻板,其中:各结构化元件皆为导电性细长形叶片,与开槽之壁部互相隔开,各结构化元件皆排列成平行于开槽且与该导电性本体相连于该导电性本体之电浆侧的开槽之其中一个壁部。6.如申请专利范围第1项之沈积阻板,其中:各结构化元件皆为导电性细长形叶片,与开槽之壁部互相隔开,各结构化元件皆排列成平行于开槽且与该导电性本体相连于该导电性本体之电浆侧的开槽之其中一个壁部。7.一种电感耦合型电浆源,用以将射频能量电感耦合成为一电浆处理容室之内的一电浆处理区域,包含:一介电窗孔,位在该电浆处理容室之一壁部之中;一线圈,位在该介电窗孔之外部并与一射频电源相连;一沈积阻板,位在该电浆处理容室之内部,并紧邻着该介电窗孔但彼此互相隔开,且该沈积阻板系位在该电浆处理区域与该介电窗孔之间,并具有一设有复数之贯穿其中之开槽的本体;该复数之开槽的型态使界定出该复数之开槽的本体之表面足以阻隔欲透视过该本体的视线,俾能防止微粒免于从该电浆处理区域移动至该介电窗孔;及复数之开槽,其设在面向该电浆处理区域之该本体的一面,且其内部各具有固设于该本体的一结构化元件。8.如申请专利范围第7项之电感耦合型电浆源,其中:各结构化元件皆具有散布于该沈积阻板之表面而与该本体相连的连接部,俾能在不影响该沈积阻板所引起之电感耦合的效果之情况下而提高藉由该沈积阻板而耦合成电浆之能量的分布均匀度。9.如申请专利范围第7项之电感耦合型电浆源,其中:该复数之开槽的所有横剖面呈一锯齿状。10.如申请专利范围第7项之电感耦合型电浆源,其中:各结构化元件皆为桥接部,其设在面向该电浆处理区域之该本体的一面,藉以阻隔该复数之开槽。11.如申请专利范围第7项之电感耦合型电浆源,其中:各结构化元件皆为细长形叶片,其悬空设于各开槽之中并与开槽互相隔开,且各结构化元件皆平行于界定出设在该沈积阻板之面向该介电窗孔之一面的开槽之该本体的表面。12.如申请专利范围第7项之电感耦合型电浆源,其中:各结构化元件皆为细长形叶片,其悬空设于各开槽之中并与开槽互相隔开,且各结构化元件皆平行于界定出开槽之该本体的表面,各结构化元件皆与各开槽的其中一个表面相连、但各结构化元件皆未横跨开槽而不与对向的表面互相电性连接。13.如申请专利范围第7项之电感耦合型电浆源,其中:各结构化元件皆为细长形叶片,其悬空设于各开槽之中并与开槽互相隔开,且各结构化元件皆平行于界定出开槽之该本体的表面,各结构化元件皆与设在面向该电浆处理区域之沈积阻板的一面之开槽的其中一个表面相连。14.如申请专利范围第7项之电感耦合型电浆源,其中:该沈积阻板与该线圈构成一射频电路,其具有一近似于该射频电源之频率的共振频率。15.一种电浆处理设备,包含:一真空容室;一基板支撑件,位在该真空容室之内;及如申请专利范围第7项之电感耦合型电浆源16.如申请专利范围第15项之电浆处理设备,更包含:一控制器,可加以程式化而用以控制该电浆处理设备依据一电浆点燃方法而点燃该电浆处理区域之内的电浆,其中该电浆点燃方法包含以下步骤:一激发步骤,使用至少300瓦特、但小于600瓦特的射频功率激发该线圈;一斜冲步骤,对连接至该电浆处理区域的一电极施以DC能量达数秒之久,而该DC能量则从0瓦特上升至不超过20瓦特,藉以点燃该电浆处理区域之内的电浆;一修正步骤,一旦点燃电浆之后,立即将该射频功率与该DC能量修正成基板处理参数;一保持步骤,保持该基板处理参数而对一基板进行处理;及一处理步骤,在该电浆处理区域之中处理该基板。17.如申请专利范围第16项之电浆处理设备,其中:该真空容室之中系具有一溅镀标的,其构成该电极;及该修正步骤更包含将施加于该溅镀标的之DC能量设定成一溅镀功率的程度。18.如申请专利范围第16项之电浆处理设备,其中:该斜冲步骤更包含依据当该真空容室之中的压力近似于65mTorr时,则产生近似于5瓦特的DC能量、而当该真空容室之中的压力近似于20mTorr时,则产生近似于10瓦特的DC能量之关系,俾使该DC能量随着该真空容室之中的压力变化而成反比地斜冲至一定程度。19.一种电浆点燃方法,用以点燃一电感耦合型电浆(ICP)处理设备之中的电浆,该电感耦合型电浆(ICP)处理设备系含有一电浆处理容室、一射频线圈,位在该电浆处理容室的外部,用以将射频能量耦合成为该电浆处理容室之内的一电浆处理区域、及一DC电极,连接至该电浆处理区域,该电浆点燃方法包含以下步骤:一激发步骤,使用至少300瓦特、但小于600瓦特的射频功率激发该线圈;一斜冲步骤,对连接至该电浆处理区域的一电极施以DC能量达数秒之久,而该DC能量则从0瓦特上升至不超过20瓦特,藉以点燃该电浆处理区域之内的电浆;一修正步骤,一旦点燃电浆之后,立即将该射频功率与该DC能量修正成基板处理参数;一保持步骤,保持该基板处理参数而对一基板进行处理;及一处理步骤,在该电浆处理区域之中处理该基板。20.如申请专利范围第19项之电浆点燃方法,其中:该斜冲步骤更包含依据当该真空容室之中的压力近似于65mTorr时,则产生近似于5瓦特的DC能量、而当该真空容室之中的压力近似于20mTorr时,则产生近似于10瓦特的DC能量之关系,俾使该DC能量随着该真空容室之中的压力变化而成反比地斜冲至一定程度。21.一种沈积阻板,用以保护一电浆处理容室之中的一介电窗孔,而促进产生自该介电窗孔之外部的一线圈之射频能量产生电感耦合、经由该介电窗孔与该沈积阻板、并成为该电浆处理容室之中的一电浆,包含:一导电性本体,具备一窗孔侧与一电浆侧;该导电性本体具有贯穿过其窗孔侧与电浆侧的复数之开槽;该复数之开槽具有由该导电性本体之表面界定出来的壁部,而该复数之开槽的型态系足以阻隔欲透视过该导电性本体的视线,俾能防止该电浆处理容室之中的微粒免于从该导电性本体之电浆侧容室移动至该导电性本体之窗孔侧;复数之开槽,其内部各具有固设于该导电性本体的一结构化元件;及各结构化元件皆具有散布于该沈积阻板之表面而与该导电性本体相连的连接部,俾能在不实质影响该沈积阻板所引起之电感耦合的效果之情况下而提高藉由该沈积阻板而耦合成电浆之能量的分布均匀度。22.如申请专利范围第21项之沈积阻板,其中:当从平行于开槽的长度方向视之时,该复数之开槽的所有横剖面呈一锯齿状。23.如申请专利范围第21项之沈积阻板,其中:各结构化元件皆为导电性桥接部,用以使该导电性本体之电浆侧的两相对开槽之壁部相互电性连接,藉以阻隔该导电性本体之电浆侧的开槽。24.如申请专利范围第21项之沈积阻板,其中:各结构化元件皆为导电性细长形叶片,与该导电性本体之窗孔侧的开槽之壁部互相隔开,各结构化元件皆排列成平行于开槽且与该导电性本体相连于开槽的其中一个壁部、但各结构化元件皆未横跨开槽而不与对向的壁部互相电性连接。25.一种电感耦合型电浆源,用以将射频能量电感耦合成为一电浆处理容室之内的一电浆处理区域,包含:一介电窗孔,位在该电浆处理容室之一壁部之中;一线圈,位在该介电窗孔之外部并与一射频电源相连;及如申请专利范围第21项之沈积阻板。26.如申请专利范围第25项之电感耦合型电浆源,其中:各结构化元件皆具有散布于该沈积阻板之表面而与该本体相连的连接部,俾能在不影响该沈积阻板所引起之电感耦合的效果之情况下而提高藉由该沈积阻板而耦合成电浆之能量的分布均匀度。27.如申请专利范围第25项之电感耦合型电浆源,其中:当从平行于开槽的长度方向视之时,该复数之开槽的所有横剖面呈一锯齿状。28.如申请专利范围第25项之电感耦合型电浆源,其中:各结构化元件皆为桥接部,其设在面向该电浆处理区域之该本体的一面,藉以阻隔该复数之开槽。29.如申请专利范围第25项之电感耦合型电浆源,其中:各结构化元件皆为细长形叶片,其悬空设于各开槽之中并与开槽互相隔开,且各结构化元件皆平行于界定出设在该沈积阻板之面向该介电窗孔之一面的开槽之该本体的表面。30.如申请专利范围第25项之电感耦合型电浆源,其中:各结构化元件皆为细长形叶片,其悬空设于各开槽之中并与开槽互相隔开,且各结构化元件皆平行于界定出开槽之该本体的表面,各结构化元件皆与各开槽的其中一个表面相连、但各结构化元件皆未横跨开槽而不与对向的表面互相电性连接。31.如申请专利范围第25项之电感耦合型电浆源,其中:各结构化元件皆为细长形叶片,其悬空设于各开槽之中并与开槽互相隔开,且各结构化元件皆平行于界定出开槽之该本体的表面,各结构化元件皆与设在面向该电浆处理区域之沈积阻板的一面之开槽的其中一个表面相连。32.如申请专利范围第25项之电感耦合型电浆源,其中:该沈积阻板与该线圈构成一射频电路,其具有一近似于该射频电源之频率的共振频率。33.一种电浆处理设备,包含:一真空容室;一基板支撑件,位在该真空容室之内;及如申请专利范围第25项之电感耦合型电浆源。34.如申请专利范围第33项之电浆处理设备,更包含:一控制器,可加以程式化而用以控制该电浆处理设备依据一电浆点燃方法而点燃该电浆处理区域之内的电浆,其中该电浆点燃方法包含以下步骤:一激发步骤,使用至少300瓦特、但小于600瓦特的射频功率激发该线圈;一斜冲步骤,对连接至该电浆处理区域的一电极施以DC能量达数秒之久,而该DC能量则从0瓦特上升至不超过20瓦特,藉以点燃该电浆处理区域之内的电浆;一修正步骤,一旦点燃电浆之后,立即将该射频功率与该DC能量修正成基板处理参数;一保持步骤,保持该基板处理参数而对一基板进行处理;及一处理步骤,在该电浆处理区域之中处理该基板。35.如申请专利范围第34项之电浆处理设备,其中:该真空容室之中系具有一溅镀标的,其构成该电极;及该修正步骤更包含将施加于该溅镀标的之DC能量设定成一溅镀功率的程度。36.如申请专利范围第34项之电浆处理设备,其中:该斜冲步骤更包含依据当该真空容室之中的压力近似于65mTorr时,则产生近似于5瓦特的DC能量、而当该真空容室之中的压力近似于20mTorr时,则产生近似于10瓦特的DC能量之关系,俾使该DC能量随着该真空容室之中的压力变化而成反比地斜冲至一定程度。图式简单说明:图1为显示出习知技术之元件的iPVD设备之立体切开图。图1A为显示图1之设备局部上的瞬间RF场与电流向量的立体略图。图1B系如同图1A般地显示沈积阻板之中央部上的各种向量。图1C系如同图1B般地显示沈积阻板之开槽两端上的各种向量。图2A为图1之设备不具沈积阻板时的容室之中的射频功率密度散布的三维图形。图2B为图1之设备具有沈积阻板时的容室之中的射频功率密度散布的三维图形。图3A显示本发明之一实施例的沈积阻板之窗孔侧的立体图。图3B显示图3A的沈积阻板之容室侧的立体图。图3C为沿着剖面线3C-3C所形成之图3B的沈积阻板之横剖面图。图4A为显示出图3A至图3C之沈积阻板的容室侧之一种开槽图案的底视图。图4B系如同图4A般地显示出沈积阻板之另一种开槽图案的底视图。图4C系如同图4A与图4B般地显示出沈积阻板之又一种开槽图案的底视图。图5A显示出图1之设备的电浆源在各处之电磁能量密度的横剖面图。图5B系如同图5A般地显示出本发明之电浆源的一实施例在各处之电磁能量密度的横剖面图。图5C系如同图5B般地显示出本发明之电浆源的另一实施例在各处之电磁能量密度的横剖面图。图5D系如同图2B般地显示出具有图5A之电浆源的设备在容室之中的射频功率密度散布的三维图形。图5E系如同图5D般地显示出具有图5B之电浆源的设备在容室之中的射频功率密度散布的三维图形。图5F系如同图5D与图5E般地显示出具有图5C之电浆源的设备在容室之中的射频功率密度散布的三维图形。图6A显示图5B的沈积阻板之容室侧的底视图。图6B显示图6A的沈积阻板之窗孔侧的俯视图。图6C为图6A与图6B之沈积阻板的局部俯视图。图6D为沿着图6C之剖面线6D-6D所形成之图6A至图6C的沈积阻板之局部立体图。图6E为图6A至图6D之沈积阻板的局部立体图。图7A显示出在各种电浆点燃条件下,峰値电压为ICP能量之函数的图形。图7B显示出DC能量为ICP能量与压力之函数的三维图形。图7C显示依据本发明之原理的PVD系统之中的DC与ICP电浆点燃功率的图形。图7D显示依据本发明之原理的PVD系统之中的DC与ICP电浆点燃功率的图形。
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