本發明專利技術的一個或多個實施例涉及沉積設備，所述沉積設備包括接地頂壁、處理腔室和等離子體源組件，所述等離子體源組件具有導電中空圓柱及實質連續接地遮護板，所述接地遮護板實質順應所述中空圓柱的形狀。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】背景本專利技術的實施例一般涉及沉積設備和沉積設備的使用方法。更具體而言，本專利技術的實施例涉及沉積設備，所述沉積設備包括連續接地遮護板，且所述接地遮護板設置在等離子體源組件的外側。包括物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)的各種沉積工藝用來在半導體晶片上沉積金屬薄膜以形成電互連，所述金屬薄膜例如是銅。在某些PVD工藝中，在諸如氬氣之類的載氣存在下施加高直流(D.C.)功率水平在位于晶片上方的銅靶材上。PVD工藝通常憑借極窄角度分布的離子速率使金屬沉積在晶片內具有高深寬比(aspect ratio)的開口的側壁和底壁上。如何相對于沉積在所述開口的底壁上的材料量而言在所述開口的側壁上沉積足夠材料是一個問題。另一個問題是有關如何避免因靠近開口頂部邊緣處的沉積作用過快而造成開口夾合(pinch-off)。當特征結構尺寸逐漸縮小時，典型開口的深寬比(深度/寬度)會提高，而目前微電子特征結構的尺寸已縮小至約22納米。隨著縮小幅度越大，在每個開口的底壁或底部上沉積指定沉積厚度且在側壁上沉積最小沉積厚度的任務變得更難實現。已可通過進一步縮窄離子速率角度分布、提高晶片至濺射靶材的距離(例如提高至300毫米或更多)以及降低腔室壓力(例如降至低于I毫托)來解決典型開口的深寬比提高的問題。上述做法卻在靠近晶片邊緣的薄膜特征結構中衍生出一個問題:當特征結構尺寸極小時，每個高深寬比的開口側壁會有一部分被靶材的主要部分所遮蔽，因為特征結構尺寸越小，則需要越大的晶片至靶材的間距。此種遮蔽作用多數發生在靠近晶片邊緣處，且此種遮蔽作用使得在側壁的被遮蔽部位上達到最小沉積厚度并非不可能但是很困難。若進一步縮小尺寸，則似乎需要進一步降低腔室壓力(例如低于I毫托)且進一步提高晶片至靶材的間距，但所述種做法可能使上述問題惡化。目前的射頻(RF)和甚高頻(VHF)電容源(capacitive source)的設計是利用不對稱性饋送設計(asymmetric feed design)。已發現不對稱的饋送設計會導致祀材表面處的電場不對稱。此種靶材處或供電電極處的不對稱性必定造成晶片的沉積或蝕刻的不對稱性。控制饋送設計的深寬比不足以消除所述不對稱性。也稱為“歪斜性(skew)”的所述不對稱性可能成為一項控制因子。因此，為了實現可接受的不一致性，必需減輕所述歪斜性。概述本專利技術的一個或多個實施例涉及一種沉積設備，所述沉積設備是由接地側壁和接地頂壁所圍成。所述設備包括處理腔室、等離子體源組件和接地遮護板(groundedshield)。所述處理腔室是由所述接地側壁所圍成，并且所述處理腔室具有頂板及底板。所述等離子體源組件位于所述處理腔室的所述頂板上，并且所述等離子體源組件包括導電中空圓柱和至少一個功率源，所述至少一個功率源連接至所述導電中空圓柱。實質連續接地遮護板位于所述導電中空圓柱外側，并且所述實質連續接地遮護板與所述沉積設備的所述接地側壁和所述接地頂壁的其中一個或多個接觸。所述實質連續接地遮護板的形狀與所述導電中空圓柱實質共形，使得在所述導電中空圓柱與所述接地遮護板之間的空間實質均勻—致。某些實施例進一步包括至少一個功率源，所述至少一個功率源通過連接桿而連接至所述導電中空圓柱，且所述連接桿未穿過所述接地遮護板。在多個具體實施例中，所述接地遮護板作為同軸傳輸線(coaxial transmission line)以創造對稱電場。在詳細實施例中，所述至少一個功率源通過位于所述接地頂壁內的開口而連接至導電中空圓柱，并且所述至少一個功率源離軸地連接至所述導電中空圓柱，射頻(RF)功率源連接至所述中空圓柱，且直流(DC)功率源連接至所述中空圓柱。在一個或多個實施例中，所述至少一個功率源包括射頻功率源和直流功率源，所述射頻功率源和所述直流功率源連接至所述導電中空圓筒的相反側。在各種實施例中，所述沉積設備是物理氣相沉積腔室或化學氣相沉積腔室。在某些實施例中，所述連續接地遮護板由所述設備的接地側壁和所述接地頂壁整體成形而成。在詳細實施例中，所述處理腔室具有處理區域，所述處理區域由基座、濺射靶材和圓柱裙部(cylindrical skirt)所限定而成。所述基座鄰接所述處理腔室的底板而設置。所述濺射靶材鄰接所述處理腔室的頂板而設置。所述圓柱裙部具有半徑，所述半徑可包圍所述濺射靶材和所述基座。在多個具體實施例中，所述連續接地遮護板是由選自下列組中的材料所制成，所述組由下列材料組成:非磁性導體、鋁、銅、鍍鎳材料、鍍銀材料和上述材料的組合。根據某些實施例，所述等離子體源組件進一步包括磁鐵組件和軸向主軸，所述磁鐵組件支撐在徑向臂上并且所述軸向主軸支撐所述徑向臂，所述軸向主軸延伸通過所述中空圓筒內的開口。在多個詳細實施例中，所述軸向主軸連接至致動器，所述致動器適于使所述軸向主軸沿著軸旋轉而造成所述支撐于徑向臂上的磁鐵在所述處理腔室的頂板上方繞著所述軸向主軸旋轉。在多個具體實施例中，所述軸向主軸是由介電常數小于約10的介電材料制成。一個或多個實施例具有所述導電中空圓柱和所述連續接地遮護板，且由空間使所述導電中空圓柱及所述連續接地遮護板隔開。在詳細實施例中，由介電材料填充所述空間。在具體實施例中，相較于在不具有所述實質連續接地遮護板的類似腔室中所產生的電場而言，由射頻功率源和直流功率源所產生的電場在濺射靶材各處上具有更均勻一致的分布情形。所述設備的某些實施例進一步包括處理氣體源，所述處理氣體源通過質量流量控制器而連接至所述腔室內的氣體分配環。詳細實施例的所述基座進一步包括內部電極。在具體實施例中，所述設備進一步包括可控直流電壓源，所述可控直流電壓源連接至所述基座的內部電極。在某些實施例中使設備進一步包括低頻射頻偏壓功率產生器，所述低頻射頻偏壓功率產生器通過射頻阻抗匹配器而連接至所述基座的所述內部電極。詳細實施例的濺射靶材是選自于由下述所構成的組:硅、經摻雜的硅、氧化鋅、氧化銦錫、透明導電氧化物、金屬、銅銦鎵硒(copper indium gallium diselenide, CIGS)及上述材料的組合。本專利技術的附加實施例涉及由接地側壁和接地底壁所圍成的沉積設備。所述設備包括處理腔室和實質連續接地遮護板。所述處理腔室是由所述接地側壁與所述接地底壁圍成，并且所述處理腔室具有處理區域，所述處理區域限定為位于導電基座上方的空間并且所述導電基座鄰近所述接地底壁而設置。所述實質連續接地遮護板設置在所述基座外側，并且所述實質連續接地遮護板與所述沉積設備的所述接地側壁和所述接地底壁的其中一個或多個接觸。所述實質連續接地遮護板的形狀與所述導電基座的形狀實質共形，使得在所述導電基座與所述接地遮護板之間的空間實質上均勻一致。 在某些實施例中，具有至少一個功率源通過連接桿而連接至所述導電基座，所述連接桿未穿過所述連續接地遮護板。一個或多個實施例的連續接地遮護板可作為同軸傳輸線以創造出對稱電場。在某些實施例中的連續接地遮護板由所述接地側壁與所述接地底壁整體成形而成。在某些詳細實施例中，相較于在不具有所述實質連續接地遮護板的類似設備中所產生的電場而言，由射頻功率源所產生的電場在所述基座各處上具有更均勻一致的分布。具體實施例的基座進一步包括內部電極。可控直流電壓源可連接至所述基座的內部電極。低頻射本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.02 US 61/361,107;2011.06.30 US 13/173,1971.一種由接地側壁和接地頂壁圍成的沉積設備，所述設備包括: 處理腔室，所述處理腔室由所述接地側壁圍成，所述處理腔室具有頂板和底板； 等離子體源組件，所述等離子體源組件位于所述處理腔室的所述頂板上，且所述等離子體源組件包括導電中空圓柱和至少一個功率源，所述至少一個功率源連接至所述導電中空圓柱；和 實質連續接地遮護板，所述實質連續接地遮護板位于所述導電中空圓柱的外側，且所述實質連續接地遮護板與所述沉積設備的所述接地側壁和所述接地頂壁的其中一個或多個接觸，所述實質連續接地遮護板的形狀與所述導電中空圓柱實質共形，使得在所述導電中空圓柱與所述接地遮護板之間的空間實質上均勻一致。2.如權利要求1所述的設備，其中所述至少一個功率源通過連接桿連接至所述導電中空圓柱，所述連接桿未穿過所述連續接地遮護板。3.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述至少一個功率源通過所述接地頂壁內的開口而連接至所述導電中空圓柱，并且所述至少一個功率源離軸地連接至所述導電中空圓柱。4.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述連續接地遮護板由所述接地側壁和所述接地頂壁整體成形而成。5.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述至少一個功率源包括射頻功率源和直流功率源，所述射頻功率源和所述直流功率源連接至所述導電中空圓柱的相反側。6.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中相較于在不具有所述實質連續接地遮護板的類似設備中所產生的電場而言，由射頻功率源和直流功...
【專利技術屬性】
技術研發人員：艾倫·里奇，邁克爾·S·考克斯，
申請(專利權)人：應用材料公司，
類型：
國別省市：
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