[發明專利]在基板處理腔室中使用的準直器

有效

• 申請號: 201580061359.2
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN107002220B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 馬丁·李·瑞克
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C14/04
• 分類號: C23C14/04;C23C14/35;H01J37/34
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

本文提供用于在基板處理腔室中使用的準直器的實施方式。在一些實施方式中，準直器包含：本體，所述本體具有中央區域、周邊區域以及設置在中央區域和周邊區域之間的過渡區域；在中央區域中的多個具有第一深寬比的第一孔；在周邊區域中的多個具有第二深寬比的第二孔，第二深寬比小于第一深寬比；和在過渡區域中的多個第三孔，其中所述多個第三孔被切割，使過渡區域形成環繞中央區域的圓錐形狀。

技術領域

本公開內容的實施方式一般涉及在半導體制造系統中使用的基板處理腔室。

背景技術

可靠地生產次微米(submicron)和更小的特征是下一代的甚大規模集成電路(Very Large Scale Integration，VLSI)和超大規模集成電路(Ultra Large ScaleIntegration,ULSI)的半導體器件的技術挑戰。然而，隨著電路技術的小型化的持續，在VLSI和ULSI技術中的互連件(interconnect)的尺寸縮減已經對工藝能力提出了額外需求。例如，隨著下一代器件的電路密度增加，互連件(諸如通孔、溝槽、接點、柵結構和其它特征)，以及這些互連件之間的介電材料的寬度減小，同時介電層的厚度保持基本恒定，其結果是增加了特征的深寬比(aspect ratio)。

濺射(也稱為物理氣相沉積(PVD))是在集成電路中形成金屬特征的常用方法。濺射在基板上沉積材料層。源材料(諸如靶材)被經電場強烈加速的離子轟擊。轟擊將材料從靶材射出，且材料接著沉積在基板上。在沉積期間，射出的顆粒可在不同的方向上行進，而不是在大體垂直于基板表面的方向上，因此這導致突出(overhanging)的結構形成在基板中高深寬比特征的角落上。突出物可能不期望地導致形成在沉積的材料內的孔或空隙，這導致了形成的特征的導電性降低。更高深寬比的幾何形狀具有更高的難度以填補成無空隙。

將到達基板表面的離子比(ion fraction)或離子密度控制到特定的范圍可提高在金屬層沉積工藝期間的底部和側壁覆蓋率(并減少突出問題)。在一個例子中，從靶材移出(dislodged)的顆粒可通過處理工具(諸如準直器)而被控制，以便提供顆粒進入特征中的更垂直的軌跡。準直器在靶材和基板之間提供相對長的、直的、且狹窄的通道，以過濾沖擊并粘附在準直器的通道的非垂直行進的顆粒。

通過給定的準直器所實現的實際過濾量至少部分地取決于通過準直器的孔的深寬比。因此，在接近垂直于基板的路徑上行進的顆粒通過準直器并沉積在基板上，這改善了高深寬比特征的底部的覆蓋率。然而，使用通常具有整體六邊形的現有技術的準直器存在某些問題。不幸地，由于六角形準直器的角落的遮蔽，具有現有技術的準直器的PVD腔室在基板的邊緣附近留下六點的沉積。

因此，發明人已提供具有改良沉積均勻性的設備的改良實施方式。

發明內容

本文提供用于在基板處理腔室中使用的準直器的實施方式。在一些實施方式中，準直器包含：本體，所述本體具有中央區域、周邊區域以及設置在中央區域和周邊區域之間的過渡區域；在中央區域中的多個第一孔，所述多個第一孔具有第一深寬比；在周邊區域中的多個第二孔，所述多個第二孔具有小于第一深寬比的第二深寬比；和在過渡區域中的多個第三孔，其中所述多個第三孔被切割，使過渡區域形成環繞中央區域的圓錐形狀。

在一些實施方式，用于在基板處理腔室中使用的準直器包含：本體，所述本體具有中央區域、周邊區域以及設置在中央區域和周邊區域之間的過渡區域；在中央區域中的多個第一孔，所述多個第一孔具有第一深寬比；在周邊區域中的多個第二孔，所述多個第二孔具有小于第一深寬比的第二深寬比；和在過渡區域中的多個第三孔，其中所述多個第三孔被切割，使過渡區域形成環繞中央區域的圓錐形狀，其中所述多個第一孔、多個第二孔和多個第三孔是粗糙的，且其中所述多個第一孔、所述多個第二孔和所述多個第三孔的上部分包含倒角。