[發(fā)明專利]具有可施加至靶材的射頻電源的物理氣相沉積等離子體反應器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210229792.0
• 申請日: 2006-01-30
• 公開（公告）號: CN102758171A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卡爾·M·布朗;約翰·皮比通;瓦尼特·梅塔
• 申請（專利權(quán)）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C14/04
• 分類號: C23C14/04;C23C14/34;C23C14/35;H01J37/32;H01J37/34
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

1.一種物理氣相沉積反應器，所述反應器包含：

真空腔室，所述真空腔室包括側(cè)壁、頂板和接近所述腔室的底面的晶片支撐底座，以及耦接到所述腔室的真空泵；

工藝氣體入口，所述工藝氣體入口耦接到所述腔室，和工藝氣體源，所述工藝氣體源耦接到所述工藝氣體入口；

在所述頂板處的金屬濺射靶材；

高電壓直流源，所述高電壓直流源耦接到所述金屬濺射靶材；

磁鐵陣列，所述磁鐵陣列與所述金屬濺射靶材的一側(cè)相鄰并與所述晶片支撐底座相對；

中心軸，所述磁鐵陣列繞所述中心軸能轉(zhuǎn)動；

固體金屬射頻饋入桿，所述固體金屬射頻饋入桿具有超過約0.5英寸的直徑并且所述固體金屬射頻饋入桿包含第一端和第二端，所述固體金屬射頻饋入桿在所述第一端處與在所述晶片支撐底座的相對的一側(cè)上的所述金屬濺射靶材的表面處的所述靶材相嚙合，所述固體金屬射頻饋入桿穿過所述中心軸并且與所述中心軸同軸并相分隔，所述固體金屬射頻饋入桿軸向延伸于所述靶材上方并穿過所述頂板，所述固體金屬射頻饋入桿的長度從所述靶材延伸到與所述靶材相對的所述磁鐵陣列的一側(cè)以外的位置；

射頻匹配電路，所述射頻匹配電路耦接到所述射頻饋入桿的所述第二端，并且所述所述射頻匹配電路安置在所述射頻饋入桿的所述第二端上；和

射頻等離子體源功率產(chǎn)生器，所述射頻等離子體源功率產(chǎn)生器耦接到所述射頻匹配電路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應器，其中所述晶片支撐底座包含靜電吸盤。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應器，所述反應器進一步包含射頻等離子體偏壓功率產(chǎn)生器，所述射頻等離子體偏壓功率產(chǎn)生器耦接到所述晶片支撐底座，且所述射頻等離子體偏壓功率產(chǎn)生器適合用于在一頻率下將能量耦合到等離子體離子。

4.權(quán)利要求1所述的反應器，所述反應器進一步包含行星運動設(shè)備，所述行星運動設(shè)備耦接于所述磁鐵陣列與所述中心軸之間，所述磁鐵陣列包含磁極陣列，設(shè)置所述磁極陣列，以在接近所述靶材處的離子產(chǎn)生大體呈環(huán)形局限圖案。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應器，其中所述晶片支撐底座與所述靶材以一距離分隔，所述距離不超過所述晶片支撐底座的直徑的約四分之一。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應器，所述反應器進一步包含可去除護罩，所述護罩包圍著環(huán)繞所述晶片支撐底座的工藝區(qū)域，并分隔所述工藝區(qū)域與所述腔室側(cè)壁。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應器，所述反應器進一步包含導電片，所述導電片耦接于所述護罩與所述晶片支撐底座之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應器，其中所述金屬濺射靶材包含銅。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應器，其中所述金屬濺射靶材包含鉭。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應器，其中所述射頻等離子體源功率產(chǎn)生器是射頻產(chǎn)生器。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的反應器，其中所述射頻產(chǎn)生器的頻率約81百萬赫茲。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應器，其中所述金屬靶材具有倒置半球型形狀，且所述倒置半球型形狀的開口朝向所述晶片支撐底座。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應器，其中所述金屬靶材具有環(huán)狀平頭圓錐形狀。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應器，其中所述固體金屬射頻饋入桿的所述第一端以螺紋方式與所述濺射靶材嚙合。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應器，其中所述中心軸包含軸向延伸中空通道，所述固體金屬射頻饋入桿延伸穿過所述通道。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反應器，其中所述射頻饋入桿是相對于所述靶材居中的單一桿。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應器，其中所述射頻饋入桿的所述第二端嵌入在所述金屬濺射靶材中。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反應器，其中所述中心軸的所述中空通道的直徑超過所述射頻饋入桿的直徑。