发明名称 具有法拉第溅射屏蔽之电感耦合电浆反应器
摘要 一种电感导电电浆法拉第溅射,具有一配置在一电浆腔室外部之RF功率线圈,在介质腔室内形成一由该线圈赋能的电浆,且一开槽法拉第溅射屏蔽配置在该电浆及该RF线圈间之腔室内。形成该开槽法拉第溅射屏蔽以在电浆及 RF线圈之间提供非视线路径,该RF线圈容许RF线圈及电浆间的电感性耦合,而非电容性耦合。最好法拉第溅射屏蔽在其外表面上应用一平整高导电加工程序加工,且在其表面上含一粗糙表面以增加在电浆处理期间配置之材料的附着性。
申请公布号 TW327236 申请公布日期 1998.02.21
申请号 TW086102267 申请日期 1997.02.25
申请人 斐芮恩联合公司 发明人 约翰.卓崴
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种电浆反应器包含:一电浆限制腔室,其内含一将处理之半导体基体,该腔室包含一由介质材料形成的外壁;一配置在该外壁周围的RF线圈;以及一配置在该腔室内的法拉第溅射屏蔽,且与外壁相邻,该屏蔽包含多个开槽,此开槽之方向与该RF线圈垂直,该屏蔽与腔室内电浆形成区及该外壁间的全部视线路径(line of sight path)交叉。2.如申请专利范围第1项之反应器,更包含:一配置在该腔室内部的磁子溅射标的物。3.如申请专利范围第2项之反应器,更包含机构,可转动该磁子溅射标的物之磁铁,使其绕一垂直轴转动。4.如申请专利范围第1项之反应器,更包含:一偏压功率源,用于产生一DC偏压;以及一构机,用于将该DC偏压连接该法拉第溅射屏蔽。5.如申请专利范围第2项之反应器,更包含:一偏压功率源,用于产生一DC偏压;以及一机构,用于将该DC偏压连接该法拉第溅射屏蔽。6.如申请专利范围第1项之反应器,其中在具有一内表面及一外表面的圆柱形中制造该法拉第溅射屏蔽,对该内表面加以处理以增加内表面及从一溅射标的物中溅射之材料间的附着性。7.如申请专利范围第6项之反应器,其中应用高导电性金属处理该外表面,以增加其表面导电性。8.如申请专利范围第2项之反应器,其中在具有一内表面及一外表面的圆柱形中制造该法拉第溅射屏蔽,对该内表面加以处理以增加内表面及从一溅射标的物中溅射之材料间的附着性。9.如申请专利范围第8项之反应器,其中应用高导电性金属处理该外表面,以增加其表面导电性。10.如申请专利范围第4项之反应器,其中在具有一内表面及一外表面的圆柱形中制造该法拉第溅射屏蔽,对该内表面加以处理以增加内表面及从一溅射标的物中溅射之材料间的附着性。11.如申请专利范围第10项之反应器,其中应用高导电性金属处理该外表面,以增加其表面导电性。12.如申请专利范围第5项之反应器,其中在具有一内表面及一外表面的圆柱形中制造该法拉第溅射屏蔽,对该内表面加以处理以增加内表面及从一溅射标的物中溅射之材料间的附着性。13.如申请专利范围第11项之反应器,其中应用高导电性金属处理该外表面,以增加其表面导电性。14.如申请专利范围第11项之反应器,其中在具有一内表面及一外表面的圆柱形中制造该法拉第溅射屏蔽,该内表面具有第一加工的第一粗糙度,且该外表面具有第二加工的第二粗糙度,该第一粗糙度比第二粗糙度更粗糙。15.如申请专利范围第14项之反应器,其中该外壁由石英形成。16.如申请专利范围第14项之反应器,其中该外壁由铝形成。17.如申请专利范围第15项之反应器,更包含一位在RF线圈四周之圆柱形可导电之无线电频率干扰屏蔽。18.一种电浆反应器包含:一电浆形成腔室,一将处理之半导体基体配置在此腔室内,该腔室包含一由介质材料形成的窗口;一配置在该腔室外侧的RF线圈,此RF线圈与该RF线圈相邻,至少一部份的RF线圈形成与该窗口相邻的平坦部位;以及一平面法拉第溅射屏蔽,配置在该腔室内且与该窗口相邻,该屏蔽包含至少一开槽,该腔室尼阻RF线圈及在该腔室内之电浆形成区内的电浆间之电容耦合,而不尼阻该RF线圈及该电浆间大部份的电感耦合,该屏蔽与该电浆形成区及该窗口间的全部视线路径相交叉。19.如申请专利范围第18项之反应器,更包含:一用于产生DC偏压的偏压电源;以及一构机,用于电连接该DC偏压至该法拉第溅射屏蔽。20.如申请专利范围第18项之反应器,其中制造该法拉第溅射屏蔽因此使具有上侧及下侧,处理该上侧以增加该下侧及在反应器操作期间预期将出现之材料间的附着度。21.如申请专利范围第20项之反应器,其中应用高导电性金属处理该上侧,以增加其表面导电性。22.如申请专利范围第19项之反应器,其中制造该法拉第溅射屏蔽因此使具有上侧及下侧,处理该上侧以增加该下侧及在反应器操作期间预期将出现之材料间的附着度。23.如申请专利范围第22项之反应器,其中应用高导电性金属处理该上侧,以增加其表面导电性。24.如申请专利范围第23项之反应器,其中该窗口由石英形成。25.如申请专利范围第23项之反应器,其中该窗口由铝形成。26.如申请专利范围第24项之反应器,更包含一位在RF线圈四周之圆柱形可导电之无线电频率干扰屏蔽。27.如申请专利范围第1项之反应器,更包含一电浆气体来源,一真空泵,晶圆处理设备,一RF功率源及一控制器。28.如申请专利范围第18项之反应器,更包含一电浆气体来源,一真空泵,晶圆处理设备,一RF功率源及一控制器。29.如申请专利范围第6项之反应器,更包含一电浆气体来源,一真空泵,晶圆处理设备,一RF功率源及一控制器。30.如申请专利范围第7项之反应器,更包含一电浆气体来源,一真空泵,晶圆处理设备,一RF功率源及一控制器。31.一种处理半导体基体的方法,该方法包含下列步骤:包封一将在电浆形成腔室内处理的半导体基体,该腔室包含一由介质材料形成的外壁;在该腔室外侧配置一RF线圈且绕着该外壁;应用位在该腔室内且与该外壁相邻的法拉第溅射屏蔽遮蔽该外壁,该屏蔽包含多个方向与该RF线圈垂直的开槽,该屏蔽与该腔室内电浆形成区及该外壁间所有的视线路径交叉;以及应用一RF信号赋能该RF线圈。32.如申请专利范围第31项之方法,更包含下列步骤:处理该法拉第溅射屏蔽的内表面以增加该内表面及从一溅射标的物溅射之材料间的附着性。33.如申请专利范围第32项之方法,更包含下列步骤:应用一高导电金属的覆层处理该法拉第溅射屏蔽的外表面以增加其表面导电性。34.一种电浆处理半导体基体的方法,该方法包含下列外壁:包封一将在电浆形成腔室内进行电浆处理的半导体基体,该腔室包含一由介质材料形成的窗口;在该腔室外侧配置一RF线,且此RF线圈与该窗口相邻,至少一部份的RF线圈形成一平坦部位,此部位与该窗口相邻;应用一配置在该腔室内的平面法拉第溅射屏蔽遮蔽该外壁,该屏蔽包含至少一开槽,该屏蔽尼阻该RF线圈及配置在该腔室内之电浆形成区中的电浆间的大部份电容耦合,而不尼阻该RF线圈及该电浆间大部份的电感性耦合,该屏蔽与在该电浆形成区及该窗口间的所有视线路径相交叉;应用RF信号赋能该RF线圈。35.如申请专利范围第34项之方法,更包含下列步骤:处理该法拉第溅射屏蔽的内表面以增加内表面与从溅射标的物溅射之材料间的附着性。36.如申请专利范围第35项之方法,更包含下列步骤:应用一高导电金属处理该法拉第溅射屏蔽的外表面以增加其表面导电性。37.一种使用在电浆处理系统中的法拉第溅射屏蔽,该屏蔽包含:一中空管架构,其具有配置在该管状架构内侧的内表面及配置在该管状架构外侧的外表面,该内表面及该外表面沿一中心轴周围配置;多个配置上通过该内表面及该外表面的纵向开槽,该开槽与该中心轴平行;其中该屏蔽与该中心轴及该外壁间的所有视线路径相交叉,且处理该内表面以增加该内表面及从一溅射标的物溅射之材料间的附着性,该应用一高导电金属覆层处理该外表面以增加其导电性。38.如申请专利范围第37项之屏蔽,其中应用第一粗糙度的第一次加工程序对该内表面加工,且应用第二粗糙度的第二次加工程序对外表面加工,该第一次加工的粗糙度比该第二次加工的粗糙度还要粗糙。39.一种使用在该电浆处理系统中的法拉第溅射屏蔽,该屏蔽包含:一平坦的平面架构,具有配置在该架构之一侧的第一平面架构,且配置在该架构之相反侧的第二平面架构;至少一开槽,经由该第一表面及该第二表面加以配置,该屏蔽与该第一表面及该第二表面间的所有视线路径交叉,至少该第二表面以增加该第二表面与该从溅射的材料之间的附着性,且应用高导电覆层处理该第一表面以增加其表面导电。40.如申请专利范围第39屏蔽,其中应用第一粗糙度的第一次加工程序对该内表面加工,且应用第二粗糙度的第二次加工程序对外表面加工,该第一次加工的粗糙度比该第二次加工的粗糙度还要粗糙。图示简单说明:第一图为代表性电感耦合电浆反应器之示意图,其用于电浆蚀刻及沈积之用。第二图为本发明较佳实施例之ICP反应器的截面之一部份的示意图。第二图2A,2B,2C,2D及2E为5个本发明较佳设计的水平截面图。第三图在电浆放电附近之ICP反应器及昇蔽部位的之水平面的示意图。第四图为本发明较佳实施例之ICP反应器的顶视图。第五图为本发明较佳实施例之ICP反应器的俯视截面。第六图为本发明较佳实施例之ICP反应器RF线圈,DC偏压腔室壁及开槽屏蔽。第七图为本发明较佳实施例之ICP反应器的开槽屏蔽之透视不图,示本发明的尾电极具有一般为锥形的反锥部份。第八图为并有变动DC偏压之本发明较佳实施例ICP反应器的水平截面一部份之视图。第九图为本发明较佳实施例之ICP反应器的示意图。第十图与第九图之TCP反应器共用的径向开槽平板内部法拉第溅射屏蔽的顶视图。第十一图为与第九图之TCP反应器共用之平面共面螺旋RF线圈之顶视图。第十二图与第九图之TCP反应器共用之平面步级共面螺旋RF线圈的顶视图。第十三图与第九图之TCP反应器共用之之星形RF线圈。第十四图与第九图之TCP反应器共用之之共面螺旋开槽平面内部法拉第溅射屏蔽的顶视图。第十五图与第九图之TCP反应器共用之之步级共面螺旋开槽平面内部法拉第溅射屏蔽的顶视图。第十六图与第九图之TCP反应器共用之之管状螺旋RF线圈部份的侧视图,该管状螺旋RF线圈部份顶着介质窗口。第十七图与第九图之TCP反应器共用之之开槽平面内部法拉第溅射屏蔽的顶视图及第十六图之RF线圈的配置。第十八图为本发明较佳实施例之电浆反应器的系统方块图。
地址 美国