[發(fā)明專利]新型多線圈靶設(shè)計

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210208923.7
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN103249241B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡明志;林柏宏;高宗恩;林進(jìn)祥
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46;C23C14/34
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地來說，涉及半導(dǎo)體制造裝置和方法。

背景技術(shù)

集成芯片通過復(fù)雜的制造工藝形成，在制造過程中，工件經(jīng)過不同的步驟以形成一個或多個半導(dǎo)體裝置。一些處理步驟可以包括在半導(dǎo)體襯底上方形成薄膜。可以使用物理汽相沉積在低壓處理室中的半導(dǎo)體襯底上方沉積薄膜。

通常通過作用于靶材料以將靶轉(zhuǎn)化為蒸汽來實施物理汽相沉積。通常，通過包括多個高能量離子的等離子體作用于靶材料。高能量離子與靶材料碰撞，從而將粒子移動到蒸汽中。將蒸汽傳輸?shù)桨雽?dǎo)體襯底，蒸汽在半導(dǎo)體襯底上方積累以形成薄膜。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種等離子體處理系統(tǒng)，包括：處理室，被配置成容納半導(dǎo)體工件；多個線圈，對稱設(shè)置在所述半導(dǎo)體工件的中心的周圍；以及電源，被配置成向所述多個線圈提供一個或多個控制信號，所述一個或多個控制信號使所述線圈獨立地形成獨立電場或磁場，所述獨立電場或磁場沿著所述半導(dǎo)體工件的圓周連續(xù)延伸并且在所述處理室內(nèi)形成等離子體。

在該等離子體處理系統(tǒng)中，所述線圈被配置成從所述半導(dǎo)體工件的圓周向內(nèi)部延伸至靶和所述半導(dǎo)體工件之間的位置。

在該等離子體處理系統(tǒng)中，所述線圈被配置成在所述線圈內(nèi)部和相鄰線圈之間形成所述等離子體。

在該等離子體處理系統(tǒng)中，向所述多個線圈中的至少兩個提供不同的控制信號，以能夠調(diào)節(jié)總電場或磁場的分布。

在該等離子體處理系統(tǒng)中，所述不同的控制信號包括不同的線圈通電時間或不同的功率等級。

在該等離子體處理系統(tǒng)中，所述線圈被配置成具有導(dǎo)致所述獨立電場或磁場沿著線圈的軸線延伸的定向；以及其中，所述獨立電場或磁場作用于離子化的靶原子，以控制所述離子化的靶原子與所述半導(dǎo)體工件接觸的位置。

在該等離子體處理系統(tǒng)中，所述多個線圈中的至少兩個彼此垂直堆疊。

在該等離子體處理系統(tǒng)中，所述多個線圈包括相干電磁體，所述相干電磁體被配置成產(chǎn)生具有相同極性的獨立磁場。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種物理汽相沉積系統(tǒng)，包括：處理室，被配置成容納半導(dǎo)體工件；靶，被配置成向所述處理室提供靶原子；以及多個線圈，被配置成產(chǎn)生獨立電場或磁場，所述獨立電場或磁場作用于所述靶原子以在所述多個線圈內(nèi)部形成等離子體，所述獨立電場或磁場相互疊加以在所述多個線圈外部形成等離子體，在所述多個線圈外部形成的等離子體與在所述線圈內(nèi)部形成的等離子體基本均勻。

在該物理汽相沉積系統(tǒng)中，所述多個線圈被配置成從所述半導(dǎo)體工件的圓周向內(nèi)部延伸至靶和所述半導(dǎo)體工件之間的位置。

在該物理汽相沉積系統(tǒng)中，所述多個線圈對稱設(shè)置在所述半導(dǎo)體工件的中心的周圍。

該物理汽相沉積系統(tǒng)進(jìn)一步包括：控制單元，被配置成向控制產(chǎn)生所述獨立電場或磁場的所述多個線圈提供一個或多個控制信號。

在該物理汽相沉積系統(tǒng)中，所述控制單元被配置成向所述多個線圈中的每一個都提供共同的控制信號。

在該物理汽相沉積系統(tǒng)中，所述控制單元被配置成向所述多個線圈中的至少兩個提供不同控制信號，以能夠調(diào)節(jié)總電場或磁場的分布。

在該物理汽相沉積系統(tǒng)中，所述多個線圈中的一個或多個被設(shè)置在第一水平面上，所述第一水平面與所述半導(dǎo)體工件平行，以及其中，所述多個線圈中的一個或多個被設(shè)置在所述第二水平面上，所述第二水平面位于所述第一水平面正上方并且與所述第一水平面平行。

在該物理汽相沉積系統(tǒng)中，所述線圈被配置成具有產(chǎn)生磁場的定向，所述磁場沿著所述線圈的軸線延伸；以及其中，所述磁場作用于離子化的靶原子，以控制所述離子化的靶原子與所述半導(dǎo)體工件接觸的位置。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種形成沿著所述等離子體處理系統(tǒng)中的所述半導(dǎo)體工件的圓周連續(xù)延伸的電場或磁場的方法，包括：將半導(dǎo)體工件設(shè)置在所述等離子體處理系統(tǒng)中，所述等離子體處理系統(tǒng)具有對稱設(shè)置在所述半導(dǎo)體工件的中心的周圍的多個線圈；以及向所述多個線圈提供控制信號，其中，所述控制信號導(dǎo)致線圈產(chǎn)生獨立電場或磁場，從所述半導(dǎo)體工件的周圍的不同位置發(fā)射所述獨立電場或磁場，并且所述獨立電場或磁場沿著所述半導(dǎo)體工件的圓周連續(xù)延伸；其中，所述獨立電場或磁場將功率傳送給所述處理室內(nèi)的粒子，以形成等離子體。

在該方法中，所述線圈被配置成從所述工件的周圍上方的位置延伸至所述靶和所述工件之間的位置。

在該方法中，所述線圈被配置成在線圈內(nèi)和線圈外形成所述等離子體。