CN119411083A 膜沉积系统以及在膜沉积系统中控制粒子的方法 （台湾积体电路制造股份有限公司）

201910745121.12019.08.13膜沉积系统以及在膜沉积系统中控制粒子本公开一些实施例提供一种使用粒子控制系统在沉积工艺中减少基板上的粒子污染的系供外力到等离子体中的至少一个带电原子以及以及至少一个污染粒子是通过靶材与等离子体2一粒子控制单元，设置在该垂直侧壁上以及该工艺腔室中，中该至少一个带电原子以及该至少一个污染粒子是通过该靶材与该等离子体直接接触而线圈以及该至少一对感应电极的每一者配置为靠近于该靶材并相对于该工艺腔室的一中其中该外力被配置以将该至少一个带电原子引导朝向2.如权利要求1所述的膜沉积系统，其中该至少一对电磁线圈以及该至少一对感应电3.如权利要求1所述的膜沉积系统，其中该至少一对电磁线圈以及该至少一对感应电4.如权利要求1所述的膜沉积系统，其中该至少一对感应电极配置为在该粒子控制单5.如权利要求1所述的膜沉积系统，其中该至少一对电磁线圈配置为在一第一电磁线通过使用设置在工艺腔室中的一感应线圈，产生一感应磁场以提供一接接触该工艺腔室中的至少一个靶材，从而产生至少一个带电原子以及至少一个污染粒在该等离子体中的该至少一个带电原子以及该至少一个污染粒子的每一者上产生一室中，且配置为靠近于该至少一个靶材并相对于该工艺腔室的该中心具有二重旋转对称；将该至少一个带电原子导引至该基板的一表面上的一第一位置，其中7.如权利要求6所述的在膜沉积系统中控制粒子的方法，其中该至少一对电磁线圈以8.如权利要求6所述的在膜沉积系统中控制粒子的方法，其中该至少一对电磁线圈以39.如权利要求6所述的在膜沉积系统中控制粒子的方法，其中该至少一对感应电极配置为在粒子控制单元中的一第一感应电极以及一第二感应配置以提供一外力到该等离子体中的至少一个带电原子以及至少一个污染粒子的每一者，其中该至少一个带电原子以及该至少一个污染粒子是通过该靶材与该等离子体直接接触其中该外力被配置以将该至少一个带电原子引导朝向以及该至少一对感应电极的每一者配置为靠近于该靶材并相对于该工艺腔室的该中心具12.如权利要求11所述的膜沉积系统，其中该至少一对电磁线圈以及该至少一对感应13.如权利要求11所述的膜沉积系统，其中该至少一对电磁线圈以及该至少一对感应14.如权利要求11所述的膜沉积系统，其中该至少一对感应电极配置为在该粒子控制15.如权利要求11所述的膜沉积系统，其中该至少一对电磁线圈配置为在一第一电磁4[0003]磁阻随机存取存储器(Magnetoresistiverandom_accessmemory，MRAM)是一种非挥发性随机存取存储器(non_volatilerandom_accessmemory)技术，并且通常是通过在真空下使用物理气相沉积(physicalvapordeposition)系统沉积多层材料以制造这种[0004]本公开一些实施例提供一种膜沉积系统，包括能密封以产生加压环境的工艺腔制单元被配置以提供外力到等离子体中的至少一个带电原子以及至少一个污染粒子的每一者，至少一个带电原子以及至少一个污染粒子是通过靶材与等离子体直接接触而产生，染粒子；在等离子体中的至少一个带电原子以及至少一个污染粒子的每一者上产生外力，元被配置以提供外力到等离子体中的至少一个带电原子以及至少一个污染粒子的每一者，5[0008]图1A示出根据本公开的一些实施例的具有粒子控制系统的物理气相沉积系统的[0009]图1B示出根据本公开的一些实施例的具有粒子控制系统的物理气相沉积系统的[0010]图2A示出根据本公开的一些实施例的具有粒子控制系统的物理气相沉积系统的[0011]图2B示出根据本公开的一些实施例的具有粒子控制系统的物理气相沉积系统的[0012]图3示出根据本公开的一些实施例的用于在物理气相沉积工艺中使用粒子控制系6[0050]本公开提供了用于在膜沉积工艺期间去除基板上的粒子污染的方法和系统的各[0052]图1A示出根据本公开的一些实施例的具有粒子控制系统160的物理气相沉积系统100的剖面图。工艺腔室102包括接合在至少一个等离子体阴极106上的至少一个靶材104。能够在工艺腔室102中提供具有几毫托(mTorr)至几托(ToN2324644个真空端口122泵送出来。在一些实施例中，至少一个供气端口120可以位于靶材104附近7体阴极106上施加能量，可以在工艺腔室102中靠近至少一个靶材104的空间中形成等离子体128(即包含离子化的原子或分子的气体)。在一些实施例中，如感应耦合等离子体(microwave)和螺旋波(heliconwave)等技术可以与射频电源整合以产生高密度放电，进在靶材104后方运行的冷却剂来冷却至少一个靶材104和至少一个对应的等离子体阴极电的靶材原子124是通过带电的工艺气体分子(例如Ar+)轰击靶材104表面而产生。在一些谱椭偏仪(spectroscopicellipsometer)、反射高能电子衍射探测器(reflectionhigh_energyelectrondiffractiondetector，RHEED))、快门(shutters)、旋转机械手臂对130各自包括两个电磁铁130A和130B以及配置成在工艺腔室102的两侧上彼此面对的磁铁对130中的两个电磁铁130A/130B的电磁线圈的电流的大小和方向，以调整磁铁对130中8一些实施例中，第二轨迹134/136是由施加在靶材原子124/污染粒子126上的电磁力所造[0059]物理气相沉积系统100中的基板座110还可以配备有多个温度控制元件142。温度控制元件142是由温度控制单元144控制。温度控制单元144可位于包覆在法拉第笼在另一些实施例中，装置层可为用以形成内连线结构层，例如层间介电层(inter_layerdielectriclayer，ILDlayer)或金属间介电层氮化钛(TiN)等。[0062]图1B示出根据本公开的一些实施例的具有粒子控制系统160的物理气相沉积系统100可包括任何数量的磁铁对，且仍处于本公开的范围中。在一些实施例中，三个磁铁对9[0063]图2A示出根据本公开的一些实施例的具有粒子控制系统的物理气相沉积系统2002464424气体(例如Ar)通过至少一个供气端口120添加到工艺运行的冷却剂来冷却至少一个靶材104和至少一个对应的等离子体阴极1电的靶材原子124是通过带电的工艺气体分子(例如Ar+)轰击靶材104表面而产生。在一些可在靶材104上形成等离子体128，并且等离子体128可以在靶材104和基板座110之间的空在两个电极202A/202B之间未施加电场206时，带正电的靶材原子124和带正电的污染粒子126皆具有初始轨迹146。当通过在两个电极202A/202B上施加电位以启动具有从第一电极202A到第二电极202B的方向的电场206时，带正电的靶材原子124和带正电的污染粒子126荷)，初始轨迹和第二轨迹之间的差异在带正电的靶材原子124上比在带正电的污染粒子[0069]物理气相沉积系统200中的基板座110还可以配备有多个温度控制元件142。温度控制元件142由温度控制单元144控制。温度控制单元144可位于包覆在法拉第笼(Faraday置层可为金属化层，例如层间介电层或金属间介电层，以形成内连线结构(例如金属导线[0072]图2B示出根据本公开的一些实施例的具有粒子控制系统160的物理气相沉积系统表性的装置，并且各自可包括处理器、存储器、输入/输出界面、通信界面及系统总线能的处理电路。在各个实施例中，处理器可实现为通用处理器、芯片多处理器(chipmultiprocessor，CMP)、专属处理器(dedicatedprocessor)、嵌入式处理器(embedded电脑(complexinstructionsetcomputer，CISC)微处理器、精简指令集计算(reduced列(fieldprogrammablegatearray，FPGA)、可程序化逻辑装置(programmablelogic种应用程序。作业系统的范例包括例如通常以商标名AppleOS、MicrosoftWindowsOS、AndroidOS而为人所知的作业系统及任何其他专属或开源(opensource)的作业系统。应[0076]在一些实施例中，存储器可包括能存储数据的任何机器可读取或电脑可读取媒态随机存取存储器(Double_Data_RateDRAM，DDR_RAM)、同步动态随机存取存储器(programmableROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammableROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammableROM，EEPROM)、快闪存储器(flashmemory，如NOR或NAND快闪存储器)、内容可定址存储器如双向存储器(ovonicmemory))、铁电存储器、硅_氧化物_氮化物_氧化物_硅(silicon_一或多个时序库的方法。指令集可由任何可接受形[0080]在一些实施例中，I/O界面可包括用于提供使用者可见的显示的可视周边输出装统界面(SmallComputerSystemInterface，SCSI)通信或外设元件互连(Peripheral电机电子工程师学会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，IEEE)的GSM蜂巢式无线电话系统协定、具有1xRTT的CDMA蜂巢式无线电话通信系统、EDGE系统、EV_DO系统、EV_DV系统、HSDPA系统等。无线协定的其他范例可包括无线个人区域网络(wirelesspersonalareanetwork，PAN)协定(例如红外线协定)、来自蓝牙技术联盟数据传输率(EnhancedDataRate，EDR)的v2.0版本的蓝牙规格，以及一或多种蓝牙规范脑存储卡国际协会(PersonalComputerMemoryCardInternationalAssociation，[0089]图3示出根据本公开的一些实施例的用于在物理气相沉积工艺中使用粒子控制系到射频(RF)电源和相应的匹配电路(未示出)，其作业频率为数十千赫兹(KHz)至数十百万的冷却剂来冷却至少一个靶材104和至少一个对应的等离子体阴原子124和污染粒子126各自具有初始轨迹146。当启用具有从第一电磁铁130A到第二电磁以收集由被磁铁对130产生的磁场132移位的靶材原为电容。在一些实施例中，至少一电极对202耦接到电源204并且进一步耦接到控制单元子124和带正电的污染粒子126各自具有初始轨迹146。当具有从第一电极202A到第二电极公开中的粒子控制系统160降低由污染粒子126引起的膜中的缺陷数量。在一些实施例中，氮化钛(TiN)等。[0096]本公开一些实施例提供一种膜沉积系统，包括能密封以产生加压环境的工艺腔制单元被配置以提供外力到等离子体中的至少一个带电原子以及至少一个污染粒子的每一者，至少一个带电原子以及至少一个污染粒子是通过靶材与等离子体直接接触而产生，一些实施例中，至少一对电磁线圈以及至少一对感应电极的每一者包括铁与锰的至少一染粒子；在等离子体中的至少一个带电原子以及至少一个污染粒子的每一者上产生外力，元被配置以提供外力到等离子体中的至少一个带电原子