[发明专利]阴极结构及包含此阴极结构的离子化金属等离子装置

说明书

本揭露有关于一种阴极结构及包含此阴极结构的离子化金属等离子装置。阴极结构是适用于等离子装置。此阴极结构包含曲面实心部、固定部及容置部，容置部设置于曲面实心部及固定部之间。曲面实心部包含底表面及顶曲面。顶曲面的周缘完全地连接底表面的周缘。固定部是配置以固定阴极结构于等离子装置上。容置部是配置以容置等离子装置的阴极灯丝，并连接曲面实心部的底表面及固定部。

本申请是申请日为2017年07月24日、申请号为201710604688.8、发明名称为“阴极结构及包含此阴极结构的离子化金属等离子装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本揭露是有关一种阴极结构，且特别是提供一种适用于等离子装置的阴极结构。

背景技术

半导体材料的发展驱使半导体晶体管的大幅成长。为了提升半导体晶体管的装置密度与效能，并降低其成本，半导体晶体管中各层薄膜的堆叠、表面性质与结构设计均是被积极地研究发展。堆叠薄膜的薄膜性质，以及线宽的缩减均可大幅提升装置密度。其中，为了连通各层，离子化金属等离子(Ionized Metal Plasma；IMP)制程可用以沉积金属于线幅较窄的通孔中，而制得低电阻且分布均匀的导电通孔。由于IMP制程可有效地沉积金属，故IMP制程可缩短沉积时间，并降低沉积成本，进而可提升半导体装置的效能及其制作成本。

发明内容

根据本揭露的一态样，提出一种阴极结构。此阴极结构适用于等离子装置。其中，此阴极结构包含曲面实心部、固定部及容置部。曲面实心部包含底表面及顶曲面。顶曲面的外周缘完全地连接底表面的外周缘。顶曲面包含下曲面部与上曲面部，上曲面部在下曲面部上。沿平行于底表面的方向看上曲面部与下曲面部，上曲面部与下曲面部均具有弯曲的轮廓，上曲面部及下曲面部之间形成明显的凹陷转折，且顶曲面及底表面的比值为1.1至5。固定部是配置以固定阴极结构于等离子装置上。固定支架固定于等离子装置的腔体的侧壁上。容置部是配置以容置等离子装置的阴极灯丝。其中，容置部设置于曲面实心部及固定部之间，且容置部连接底表面及固定部。容置部具有端面，曲面实心部的底表面接触容置部的端面，且沿垂直于底表面的方向看顶曲面与端面，端面的外周缘与顶曲面的外周缘重合。

根据本揭露的另一态样，提出一种阴极结构。此阴极结构适用于等离子装置。其中，此阴极结构包含曲面实心部、固定部及容置部。曲面实心部包含底表面及顶曲面。顶曲面包含上凸面与下凸面，上凸面在下凸面上，顶曲面的表面积与底表面的表面积的比值为1.1至10。固定部是配置以固定阴极结构于等离子装置上。固定部包含固定支架，固定支架固定于等离子装置的腔体的侧壁上，且顶曲面的上凸面的曲率半径不同于下凸面的曲率半径。容置部是配置以容置等离子装置的阴极灯丝。其中，容置部设置于曲面实心部及固定部之间，且容置部连接底表面及固定部。容置部具有端面，曲面实心部的底表面接触容置部的端面，且沿垂直于底表面的方向看顶曲面与端面，端面的外周缘与顶曲面的外周缘重合。

根据本揭露的另一态样，提出一种离子化金属等离子装置。此离子化等离子装置包含腔体、阴极、阴极灯丝及电源模块。腔体具有多个气体导入孔。阴极是固设于腔体的侧壁上，且阴极包含固定部、曲面实心部及容置部。固定部包含固定支架，固定于侧壁上。曲面实心部位于腔体中，且曲面实心部包含底表面及顶曲面。其中，顶曲面的外周缘完全地连接底表面的外周缘。顶曲面包含下曲面部与上曲面部，上曲面部在下曲面部上。其中，沿平行于底表面的方向看上曲面部与下曲面部，上曲面部与下曲面部均具有弯曲的轮廓，且上曲面部的曲率半径与下曲面部的曲率半径不同且具有不连续的变化。容置部是设置于固定部及曲面实心部之间，并连接固定部及曲面实心部的底表面。曲面实心部、容置部及腔体的侧壁形成密闭容置空间。曲面实心部的底表面接触容置部的端面，且沿垂直于曲面实心部的底表面的方向看曲面实心部的顶曲面与容置部的端面，容置部的端面的外周缘与曲面实心部的顶曲面的外周缘重合。阴极灯丝固设于侧壁上的延伸座，并位于密闭容置空间中。其中，阴极灯丝与底表面的距离实质为0.5毫米至2毫米。阴极灯丝的其中一端暴露于密闭容置空间中，阴极灯丝的另一端连接至延伸座。电源模块分别电性连接腔体、曲面实心部及阴极灯丝，以于腔体、曲面实心部及阴极灯丝之间形成电位差。

附图说明