Abstract
在半導體製程中，PVD技術被廣泛地使用。而PVD技術主要是用來進行薄膜沈積，大致可分為蒸鍍(Evaporation)及濺鍍(Sputtering)二種。PVD技術被用來鍍Ti/TiN(Titanium Nitride)，當作阻障層(Barrier Layer)的導電材料。由於半導體製程技術不斷地發展，晶圓(wafer)上溝槽(trenches)或引洞(vias)之深寬比(aspect ratios)不斷地提高，傳統的PVD技術已不敷使用，階梯覆蓋性(Step Coverage)很差。故須將舊有的PVD技術加以研究改良，以符合製程上的需求。而使用脈衝調變金屬離子電漿源來代替傳統的PVD技術，能夠將電漿密度提升二個數量級，且金屬原子的解離率提高，有助於離子垂直沈積的方向性，以改善階梯覆蓋性(Step Coverage)。 本研究之首要目的，是利用自行設計的靶材、磁控環、置於製程腔中之螺線形無氧銅線圈及電漿腔(附錄4)，來完成一套脈衝調變金屬離子電漿源系統。日後更可藉由此系統來完成薄膜製程的量測工作。引入Pulsed mode的觀念，可自由調整功率調變週期(period)以及工作比例(duty cycle)，多了二個製程參數，將使製程的操作上更具彈性。實驗研究中，首先將完成脈衝調變金屬離子電漿源系統之製作與測試，再利用靜電探針和光譜儀來量測，不同氬氣壓力、輸入功率，調變週期，工作比例等等條件下，電漿特性隨著時間變化的情形。其中靜電探針可求得電漿密度、電子溫度、浮動電位與電漿電位的變化情形，而光譜儀可得到金屬原子的解離率隨著軸向的變化情形。