[发明专利]IMP表面处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种IMP表面处理系统，尤其涉及氮化钛IMP表面处理系统。

背景技术

随着半导体技术的发展，电子元件的尺寸在持续的变小，而制造难度相应的持续上升，这些元件的制造变得更容易因污染而降低良品率。制造具有较小尺寸的元件需要对污染有比先前更严密的控制。

这些污染可能来自不乐见的意外微粒在薄膜沉积，蚀刻或其他半导体晶圆生产期间撞击到基材上说是。通常，电子元件的制造过程中需要使用到制程套件或反应室，如物理气象沉积和溅镀反应室，化学气相沉积反应室，等离子体蚀刻反应室等。

IMP表面处理系统，又称离子化金属电浆(Ionized Metal Plasma)表面处理系统，应用了较一般金属测镀高上10-100倍的电浆密度。自1996年由Applied Materials公司推出后，立即受到广泛的注意。然而，IMP表面处理系统由无线射频模块对金属进行离子化，无线射频模块在处理过程中容易因发热量巨大而造成射频线圈击穿，导致晶圆表面产生熔融装金属微粒，造成晶圆报废。

为了解决这个问题，业界人员通过修改工艺菜单，通过缩短表面处理的连续工作时间，或增加冷却步骤，来减少射频线圈的发热量，然而，修改工艺菜单增加了生产时间和设备成本，会降低生产效率，减小产值；且上述方法当反应室或制程套件的寿命达到100KWh时，无限射频线圈仍然会有击穿产生，造成晶圆报废，反应室需要重新设置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种寿命长，良品率高的IMP表面处理系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种IMP表面处理系统，包括：靶极；反应室，内有气体；磁式电源模块，将靶极上的金属原子激发发送到反应室；无限射频模块，离子化上述金属原子，所述无限射频模块包括：射频电源，射频匹配器，射频线圈，射频电源通过射频匹配器将能量施加到射频线圈上，所述射频匹配器内设有0.01微法的电容。

优选的，所述靶极为钛。

优选的，所述反应室内的气体为氮气。

优选的，所述IMP表面处理系统寿命大于300Kwh。

优选的，所述IMP表面处理系统包括安放半导体晶圆的晶圆台座。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在射频匹配器内设置最优值的电容，提高了系统工作寿命和产品的良品率。

具体实施方式

IMP表面处理系统包含了一组传统的磁式直流电源模块(Magnetion DC Power)，以及另一组无限射频模块。

无限射频模块包括：射频电源，射频匹配器，射频线圈，射频电源通过射频匹配器将能量施加到射频线圈上，所述射频匹配器内设有0.01微法的电容。

经过测试，当射频匹配器内的电容由业界通用的0.015微法变为0.01微法后，所述IMP表面处理系统寿命由100KWh延长到大于300Kwh。

IMP表面处理系统通过由磁式直流电源模块产生的电浆，用以将靶极上的金属原子溅射出来。当这些金属原子行经溅镀室中的空间时，若通入较高的制程气压，则这些金属原子便有大幅的机会，与气体产生大量碰撞，因而首先被“热激化”(Thermally Activated)；若与此同时，施与无限射频模块之电磁震荡，因此加速这些金属与气体及电子间的碰撞，则便有大量的溅镀金属可被“离子化”(Ionized)，而不再如传统溅镀的是中性原子，也因此IMP电浆密度会较一般溅镀为高，大约是在1011至1012cm-3之间。这些离子化的溅镀金属，因电浆而形成之自生负偏压(Self-Bias)，而被直线加速往晶圆表面前进。如此一来，便可获致方向性极佳的原子流量与不错的沉积速率。此外，亦可在晶圆台座上选择性地装上另一组RF偏压，以期达到更佳的底部覆盖率，并且更可藉此改变沉积薄膜的晶体结构。

在本实施例中，靶极为钛，反应室内的气体为氮气。

与传统溅镀相比，IMP有较低及更均匀分布的电阻值，同时IMP亦可以沉积较少之厚度，仍可达到所需的底部覆盖厚度。如此一来，不仅可直接减少金属沉积的成本，更因沉积时间亦得以缩短，整体的芯片产能率(Throughput)，将得以提高，所以制造成本(Cost of Owner ship，COO)将远较传统溅镀为低。正因IMP的众多优点，它已被众多半导体公司寄予厚望，认为是可以运用于0.25纳米以下世代的革命性制程。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。