[发明专利]射频溅射配置

说明书

技术领域

本发明涉及一种溅射配置，特别是涉及一种利用高频(High Frequency，HF)来进行溅射，例如射频(Radio Frequency，RF)。

背景技术

溅射设备可包括有排空腔室(evacuatable chamber)，通常为真空腔室或等离子腔室，其包括至少二电极，等离子可形成于此些电极之间。此些电极中至少一者是提供溅射的材料，而另一电极是提供为对应电极(counter electrode)。在RF溅射中，高频电压是施加于二电极之间，而持续地交替极性。

可注意的是，具有较小电极面积的电极会显示择优溅射效应(preferential sputtering effect)。因此，一般较小的电极是作为包括有溅射材料的电极，而较大的电极是作为此对应电极，此对应电极通常是接地。

但此择优溅射效应并不完全限定于此较小电极面积，较大电极被溅射影响的程度是决定于电极电位与较大电极电位之间的差异，若此差异超过溅射门坎，此较大电极亦会被溅射。若此较大电极包括有一或更多不欲被溅射沈积至基材的成份，则不希望此较大电极亦会被溅射。

为了避免来自较大电极的溅射影响，RF溅射配置的外围(例如真空腔室)可作为较大的对应电极。较小电极面积与较大对应电极面积之间的比例可为1∶10或更高，以减少来自较大电极的溅射。

然而，此设计规则1∶10具有限制，在特定应用中，例如，直径30cm的芯片(wafer)通常需40cm的靶材。若根据此1∶10的规则，对应电极的面积会大于1m2，而难以配置于真空溅射腔室。

德国专利第GB2191787号揭露一配置，其磁场是施加于对应电极，以确保对应电极的效果，并减少对应电极的溅射情形。利用施加磁场于对应电极，对应电极面积与靶材电极之间的比例可被减少。因此，对应电极可使用较小面积，同时仍可避免来自对应电极的不预期溅射情形。

然而，此方法需额外的磁铁，因而复杂化设计与溅射设备的制造，因此，需提供另一种RF溅射配置，其亦可减少对应电极的溅射可能性。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种溅射装置，特别是射频(RF)溅射配置，其包括真空腔室、至少一第一电极、对应电极及射频产生器。真空腔室是由至少一侧壁、底部和遮盖单元所定义，第一电极具有第一表面，其配置于真空腔室内，对应电极具有一表面，其配置于真空腔室内，射频产生器是用以施加RF电场，其穿过第一电极与对应电极，以开始产生等离子于第一电极与对应电极之间。其中，对应电极包括至少二凹部，其互通于真空腔室，每一凹部的尺寸是允许等离子形成于凹部中。

相较于未具有凹部的对应电极，对应电极的凹部可增加电极的表面面积。因此，可有效地增加对应电极的表面面积，其接触于等离子，凹部是具有预设尺寸，因而等离子可形成于每一凹部中。因此，可减少来自对应电极的材料被溅射于基材上的可能性，此基材是用以溅射沈积来自靶材的材料。

在一实施例中，此对应电极包括真空腔室的侧壁及/或底部及/或遮盖单元的至少一部分，以及一或更多的突出导电部。

换言之，此对应电极包括一或更多的突出导电部、以及定义真空腔室的底部、遮盖单元及侧壁的至少一部分。此突出导电部以及定义真空腔室的底部、遮盖单元及侧壁的至少一部分可被形成来定义一或更多个凹部，其互通于真空腔室，每一凹部的尺寸是可允许等离子形成于凹部中。

在另一实施例中，此对应电极是一分离单元，其配置于真空腔室中。此对应电极包括一侧壁框及至少三个突出导电部，以定义二或更多的凹部，以定义二或更多的凹部。相较于对应电极的侧面尺寸，侧壁框和突出导电部所定义的二或更多的凹部可提供对应电极一皱折形状，以具有较大的表面面积。

在一实施例中，对应电极是配置于真空腔室的外围区域。若突出导电部是配置于靶材和基材之间，如此可避免阻碍到由靶材沈积材料到基材的路径。在另一实施例中，对应电极是配置于第一电极与基材之间的视角线之外。

在一实施例中，突出导电部是由侧壁框来突出，且实质垂直于侧壁框。突出导电部可一体成型于侧壁框，或者分离地结合或固定于侧壁框上。

在一实施例中，凹部的数量为突出导电部的数量减一，例如，若提供三个突出导电部，且彼此间隔地堆栈配置，则可形成二个凹部。在此例中，第一凹部是形成于下导电部和中导电部之间，第二凹部是形成于中导电部和上导电部之间。

在另一实施例中，突出导电部是实质地平行于侧壁框，而非垂直于侧壁框。