[發(fā)明專利]晶圓處理沉積屏蔽部件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710120243.2
• 申請日: 2010-04-06
• 公開（公告）號: CN107039230A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬丁·L·瑞勒;毛瑞斯·E·艾華特;阿納恩薩·K·蘇布爾曼尼
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號: H01J37/34
• 分類號: H01J37/34;C23C14/35
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國,趙靜

本申請是申請日為2010年4月6日、申請?zhí)枮?01080006449.9、發(fā)明名稱為“晶圓處理沉積屏蔽部件”的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例一般關(guān)于一種用于將材料均勻?yàn)R射沉積至基材上具有高深寬比的特征結(jié)構(gòu)的底部及側(cè)壁的設(shè)備與方法。

背景技術(shù)

在集成電路的制造中，濺射或物理氣相沉積(PVD)是一種廣泛用于在基材上沉積薄金屬層的技術(shù)。使用PVD來沉積作為擴(kuò)散阻障層、種晶層、主要導(dǎo)體(primary conductor)、抗反射涂層、及蝕刻停止層的層。然而，通過PVD難以形成保有基材形狀的均勻薄膜，其中在該基材中發(fā)生諸如形成孔或溝槽的階梯(step)。特定言之，沉積濺射原子的廣角分布導(dǎo)致在具有高深寬比特征結(jié)構(gòu)的底部與側(cè)壁(例如孔及溝槽)中的不良覆蓋。

發(fā)展準(zhǔn)直器濺射技術(shù)以允許使用PVD在具有高深寬比特征結(jié)構(gòu)的底部中沉積薄膜。準(zhǔn)直器是定位在濺射源與基材間的過濾板。準(zhǔn)直器通常具有均勻的厚度并包括一些貫穿該厚度形成的信道。濺射材料必須在濺射材料從濺射源至該基材的路徑上通過準(zhǔn)直器。準(zhǔn)直器過濾掉將以超過期望角度的銳角撞擊該工作件的材料。

通過給定準(zhǔn)直器過濾的實(shí)際量取決于通過該準(zhǔn)直器的信道的深寬比。因此，沿著接近垂直于該基材的路徑行進(jìn)的粒子通過該準(zhǔn)直器并沉積在該基材上。此舉可改良在底部具有高深寬比的特征結(jié)構(gòu)中的覆蓋。

然而，已知準(zhǔn)直器結(jié)合使用小磁鐵磁控管將存在一些問題。使用小磁鐵磁控管將產(chǎn)生高離子化金屬通量，有利于填充高深寬比的特征結(jié)構(gòu)。不幸的是，具有結(jié)合小磁鐵磁控管的已知準(zhǔn)直器的PVD橫越基材提供不均勻的沉積。來源材料可能在基材的一個(gè)區(qū)域中沉積較基材上的其它區(qū)域厚的層。例如，取決于小磁鐵的徑向定位，可能在基材的中心或邊緣沉積較厚的層。此現(xiàn)象不僅導(dǎo)致橫越基材的非均勻沉積，也在基材的一些區(qū)域中導(dǎo)致橫越具有高深寬比的特征結(jié)構(gòu)側(cè)壁的非均勻沉積。舉例來說，徑向定位以在靠近基材的周緣的區(qū)域中提供最佳磁場均勻性的小磁鐵，導(dǎo)致來源材料被沉積在面對基材中心的特征結(jié)構(gòu)側(cè)壁上的量比被沉積在面對基材的周緣的特征結(jié)構(gòu)側(cè)壁上更大。

因此，存有一種改良通過PVD技術(shù)橫越基材沉積來源材料的均勻性的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本文所述的一個(gè)實(shí)施例的種沉積設(shè)備包含：電氣接地腔室；濺射靶材，所述濺射靶材通過該腔室支撐并與該腔室電氣絕緣；基材支撐座，所述基材支撐座定位在該濺射靶材的下方并具有實(shí)質(zhì)平行該濺射靶材的濺射表面的基材支撐表面；屏蔽構(gòu)件，所述屏蔽構(gòu)件通過該腔室支撐并電氣連接至該腔室；及準(zhǔn)直器，所述準(zhǔn)直器機(jī)械并電氣連接至該屏蔽構(gòu)件且定位在該濺射靶材與該基材支撐座之間。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直器具有多個(gè)延伸貫穿所述準(zhǔn)直器的孔口。在一個(gè)實(shí)施例中，位于中央?yún)^(qū)域的孔口具有較位于周邊區(qū)域的孔口高的深寬比。

在另一個(gè)實(shí)施例中，沉積設(shè)備包含：電氣接地腔室；濺射靶材，所述濺射靶材通過該腔室支撐并與該腔室電氣絕緣；基材支撐座，所述基材支撐座定位在該濺射靶材的下方并具有實(shí)質(zhì)平行該濺射靶材的濺射表面的基材支撐表面；屏蔽構(gòu)件，所述屏蔽構(gòu)件通過該腔室支撐并電氣連接至該腔室；準(zhǔn)直器，所述準(zhǔn)直器機(jī)械式及電氣式連接至該屏蔽構(gòu)件且定位在該濺射靶材與該基材支撐座之間；氣體源；及控制器。在一個(gè)實(shí)施例中，該濺射靶材電氣連接至DC功率源。在一個(gè)實(shí)施例中，基材支撐座電氣連接至RF功率源。在一個(gè)實(shí)施例中，該控制器經(jīng)程序化而提供信號以控制氣體源、DC功率源、及RF功率源。在一個(gè)實(shí)施例中，該準(zhǔn)直器具有多個(gè)孔口延伸貫穿所述準(zhǔn)直器。在一個(gè)實(shí)施例中，位于中央?yún)^(qū)域的孔口具有較位于準(zhǔn)直器的周邊區(qū)域的孔口高的深寬比。在一個(gè)實(shí)施例中，將控制器程序化以提供高偏壓至基材支撐座。

在又一個(gè)實(shí)施例中，一種用于沉積材料至基材上的方法，包含以下步驟：在具有位于濺射靶材與基材支撐座間的準(zhǔn)直器的腔室中，對濺射靶材施加DC偏壓；在鄰近腔室內(nèi)的濺射靶材的區(qū)域中提供處理氣體；施加偏壓至基材支撐座；及在高偏壓及低偏壓之間脈沖化施加至該基材支撐座的偏壓。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直器具有多個(gè)孔口延伸貫穿所述準(zhǔn)直器。在一個(gè)實(shí)施例中，位于中央?yún)^(qū)域的孔口具有較位于準(zhǔn)直器的周邊區(qū)域的孔口高的深寬比。

在又一個(gè)實(shí)施例中，提供一種定位在濺射靶材與基材支撐座之間用于機(jī)械及電氣連接屏蔽構(gòu)件的準(zhǔn)直器。該準(zhǔn)直器包含中央?yún)^(qū)域及周邊區(qū)域，其中該準(zhǔn)直儀具有多個(gè)孔口延伸貫穿所述準(zhǔn)直儀，且其中位于中央?yún)^(qū)域的孔口具有較位于周邊區(qū)域的孔口高的深寬比。