專利名稱：用于均勻沉積的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及用于向在襯底上的高縱橫比部件的底部和側(cè)壁上均勻 濺射沉積材料的裝置和方法。
背景技術(shù)：
濺射或物理氣相沉積(PVD)是在集成電路的制作中廣泛用于在襯底上沉積薄金 屬層的技術(shù)。PVD用于沉積用作擴(kuò)散障礙、晶種層、初級(jí)導(dǎo)體、抗反射涂層和蝕刻阻擋層的 層。然而，就PVD而言，難以形成符合其中發(fā)生步驟的襯底形狀(諸如，襯底中形成的通孔 或溝槽)的均勻薄膜。具體地講，沉積濺射原子的廣闊角度分布導(dǎo)致在高縱橫比部件(諸 如通孔和溝槽)的底部和側(cè)壁中的較差覆蓋度。經(jīng)開發(fā)以允許使用PVD來在高縱橫比部件的底部中沉積薄膜的一種技術(shù)為準(zhǔn)直 儀濺射。準(zhǔn)直儀是定位于濺射源與襯底之間的過濾板。準(zhǔn)直儀通常具有均勻厚度并且包括 經(jīng)由所述厚度形成的若干通路。濺射材料在其從濺射源到襯底的路徑上必須穿過準(zhǔn)直儀。 所述準(zhǔn)直儀過濾掉將另外以超過所需角度的銳角沖擊工件的材料。由給定準(zhǔn)直儀實(shí)現(xiàn)的實(shí)際過濾量取決于穿過準(zhǔn)直儀的通路的縱橫比。同樣地，在 接近垂直于襯底的路徑上行進(jìn)的粒子穿過所述準(zhǔn)直儀并且沉積在襯底上。這允許在高縱橫 比部件的底部中的覆蓋度有所改進(jìn)。然而，結(jié)合小磁體磁電管來使用現(xiàn)有技術(shù)準(zhǔn)直儀存在某些問題。小磁體磁電管的 使用可以生成高度電離的金屬通量，從而可對填充高縱橫比部件有利。遺憾地，用組合小磁 體磁電管的現(xiàn)有技術(shù)準(zhǔn)直儀來進(jìn)行的PVD提供橫跨襯底的不均勻沉積。較厚的源材料層可 以沉積在襯底的一個(gè)區(qū)域中，而未沉積在襯底的其他區(qū)域中。例如，較厚層可接近襯底的中 心或邊緣沉積，這取決于小磁體的徑向定位。這種現(xiàn)象不僅導(dǎo)致橫跨襯底的不均勻沉積，而 且還導(dǎo)致在襯底的某些區(qū)域中橫跨高縱橫比部件側(cè)壁的不均勻沉積。舉例而言，徑向定位 以在接近襯底周長的區(qū)域中提供最佳場均勻性的小磁體導(dǎo)致與面向襯底周長的部件側(cè)壁 相比，源材料更多地沉積在面向襯底中心的部件側(cè)壁上。因此，需要改進(jìn)通過PVD技術(shù)橫跨襯底沉積源材料的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，沉積裝置包含電接地的腔室；濺射靶標(biāo)，其由所述腔 室支撐并且與所述腔室電絕緣；襯底支撐基座，其定位于所述濺射靶標(biāo)下方并且具有實(shí)質(zhì) 上平行于所述濺射靶標(biāo)的濺射表面的襯底支撐表面；屏蔽構(gòu)件，其由所述腔室支撐并且電 聯(lián)接到所述腔室；和準(zhǔn)直儀，其機(jī)械且電聯(lián)接到所述屏蔽構(gòu)件并且定位于所述濺射靶標(biāo)與 所述襯底支撐基座之間。在一個(gè)實(shí)施例中，所述準(zhǔn)直儀具有在其中延伸的若干個(gè)孔隙。在一 個(gè)實(shí)施例中，位于中心區(qū)域中的所述孔隙具有比位于周圍區(qū)域中的所述孔隙高的縱橫比。在一個(gè)實(shí)施例中，沉積裝置包含電接地的腔室；濺射靶標(biāo)，其由所述腔室支撐并 且與所述腔室電絕緣；襯底支撐基座，其定位于所述濺射靶標(biāo)下方并且具有實(shí)質(zhì)上平行于所述濺射靶標(biāo)的濺射表面的襯底支撐表面；屏蔽構(gòu)件，其由所述腔室支撐并且電聯(lián)接到所 述腔室；準(zhǔn)直儀，其機(jī)械且電聯(lián)接到所述屏蔽構(gòu)件并且定位于所述濺射靶標(biāo)與所述襯底支 撐基座之間；氣體源；和控制器。在一個(gè)實(shí)施例中，濺射靶標(biāo)電聯(lián)接到DC電源。在一個(gè)實(shí)施 例中，襯底支撐基座電聯(lián)接到RF電源。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器經(jīng)編程以提供信號(hào)來控制 氣體源、DC電源和RF電源。在一個(gè)實(shí)施例中，所述準(zhǔn)直儀具有在其中延伸的若干個(gè)孔隙。 在一個(gè)實(shí)施例中，位于中心區(qū)域中的所述孔隙具有比位于所述準(zhǔn)直儀的周圍區(qū)域中的所述 孔隙高的縱橫比。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器經(jīng)編程以向襯底支撐基座提供高偏壓。在一個(gè)實(shí)施例中，用于將材料沉積到襯底上的方法包含向腔室中的濺射靶標(biāo)施 加DC偏壓，所述腔室具有定位于所述濺射靶標(biāo)與襯底支撐基座之間的準(zhǔn)直儀；在所述腔室 內(nèi)鄰近所述濺射靶標(biāo)的區(qū)域中提供處理氣體；向所述襯底支撐基座施加偏壓；和在高偏壓 與低偏壓之間脈沖施加到所述襯底支撐基座的偏壓。在一個(gè)實(shí)施例中，所述準(zhǔn)直儀具有在 其中延伸的若干個(gè)孔隙。在一個(gè)實(shí)施例中，位于中心區(qū)域中的所述孔隙具有比位于所述準(zhǔn) 直儀的周圍區(qū)域中的所述孔隙高的縱橫比。


因此，為了詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征，可參考實(shí)施例獲得上文簡要概述的本發(fā) 明的更特定描述，其中一些實(shí)施例圖示于附圖中。然而，應(yīng)注意，附圖僅說明本發(fā)明的典型 實(shí)施例，且因此不應(yīng)將其視為對本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其它同等有效的實(shí) 施例。圖IA和圖IB為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的物理沉積(PVD)腔室的示意性截面圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的準(zhǔn)直儀的示意性平面圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的準(zhǔn)直儀的示意性截面圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的準(zhǔn)直儀的示意性截面圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的準(zhǔn)直儀的示意性截面圖。圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于將準(zhǔn)直儀連接到PVD腔室的上部屏蔽的托 架的放大的局部截面圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于將準(zhǔn)直儀連接到PVD腔室的上部屏蔽的托 架的放大的局部截面圖。圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的整體式準(zhǔn)直儀的示意性平面圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例提供用于在襯底上制作集成電路期間橫跨襯底的高縱橫比部件 均勻沉積濺射材料的裝置和方法。圖IA和圖IB為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的物理沉積(PVD)腔室的示意性截面圖。PVD 腔室100包括諸如靶標(biāo)142的濺射源和用于在其上收納半導(dǎo)體基板154的襯底支撐基座 152。襯底支撐基座可位于接地的腔室壁150內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，腔室100包括經(jīng)由電介質(zhì)絕緣體146由接地的導(dǎo)電適配器144 支撐的靶標(biāo)142。靶標(biāo)142包含將在濺射期間沉積在襯底巧4表面上的材料，并且可以包括 用于作為在襯底154中形成的高縱橫比部件中的晶種層來沉積的銅。在一個(gè)實(shí)施例中，靶標(biāo)142還可包括可濺射材料(諸如銅)的金屬表面層和結(jié)構(gòu)材料(諸如鋁)的背襯層的粘 合復(fù)合材料。在一個(gè)實(shí)施例中，基座152支撐具有將進(jìn)行濺射涂布的高縱橫比部件的襯底154， 襯底154的底部與靶標(biāo)142的主表面平面相對。襯底支撐基座152具有通常平行于靶標(biāo) 142的濺射表面來設(shè)置的平面襯底收納表面?；?52經(jīng)由連接到底部腔室壁160的波紋 管158垂直移動(dòng)，以允許襯底巧4經(jīng)由在腔室100的下部中的負(fù)載鎖定閥(未示出)轉(zhuǎn)移 到基座152上?；?52然后可以升至如圖所示的沉積位置。在一個(gè)實(shí)施例中，處理氣體可以經(jīng)由質(zhì)量流量控制器164從氣體源162供應(yīng)到腔 室100的下部。在一個(gè)實(shí)施例中，聯(lián)接到腔室100的可控直流電(DC)電源148可用于向靶 標(biāo)142施加負(fù)電壓或偏壓。射頻(RF)電源156可以聯(lián)接到基座152以感應(yīng)襯底巧4上的 DC自偏壓。在一個(gè)實(shí)施例中，基座152接地。在一個(gè)實(shí)施例中，基座152電漂移。在一個(gè)實(shí)施例中，磁電管170定位于靶標(biāo)142上方。磁電管170可以包括由連接 到軸176的底板174支撐的若干個(gè)磁體172，軸176可以軸向地對準(zhǔn)腔室100和襯底154的 中心軸線。在一個(gè)實(shí)施例中，這些磁體以腎形模式對準(zhǔn)。磁體172在接近靶標(biāo)142正面的 腔室100內(nèi)生成磁場以產(chǎn)生等離子，以使得顯著通量的離子沖擊靶標(biāo)142，從而引起靶標(biāo)材 料的濺射發(fā)射。磁體172可以繞軸176旋轉(zhuǎn)以增加橫跨靶標(biāo)142表面的磁場均勻性。在一 個(gè)實(shí)施例中，磁電管170為小磁體磁電管。在一個(gè)實(shí)施例中，磁體172可以在實(shí)質(zhì)上平行于 靶標(biāo)142表面的直線方向上相互地旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)以生成螺旋運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，磁體172 可以繞中心軸線和獨(dú)立控制的次軸線旋轉(zhuǎn)以控制其徑向和角位置。在一個(gè)實(shí)施例中，腔室100包括具有上部凸緣182的接地的下部屏蔽180，所述上 部凸緣182由腔室側(cè)壁150支撐并且電聯(lián)接到腔室側(cè)壁150。上部屏蔽186由適配器144 的凸緣184支撐并且電聯(lián)接到適配器144的凸緣184。上部屏蔽186和下部屏蔽180經(jīng)電 聯(lián)接，適配器144和腔室壁150同樣電聯(lián)接。在一個(gè)實(shí)施例中，上部屏蔽186和下部屏蔽 180各自由選自鋁、銅和不銹鋼的材料構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)施例中，腔室100包括聯(lián)接到上部屏 蔽186的中部屏蔽(未示出)。在一個(gè)實(shí)施例中，上部屏蔽186和下部屏蔽180在腔室100 內(nèi)電漂移。上部屏蔽186和下部屏蔽180聯(lián)接到電源。在一個(gè)實(shí)施例中，上部屏蔽186具有以上部屏蔽186與靶標(biāo)142之間的窄隙188 緊密適合靶標(biāo)142的環(huán)形側(cè)面凹槽的上部，所述窄隙188足夠窄以防止等離子滲透和濺射 涂布電介質(zhì)絕緣體146。上部屏蔽186還可包括向下突出的尖端190，所述尖端190覆蓋下 部屏蔽180與上部屏蔽186之間的界面，從而防止它們由濺射沉積的材料粘合。在一個(gè)實(shí)施例中，下部屏蔽180向下延伸到管狀段196中，所述管狀段196通常沿 腔室壁150延伸到基座152的頂面下方。下部屏蔽180可以具有從管狀段196徑向地向內(nèi) 延伸的底部段198。底部段198可以包括圍繞基座152的周長向上延伸的內(nèi)唇103。在一 個(gè)實(shí)施例中，蓋環(huán)102在基座152處于下部裝載位置時(shí)擱置在唇103頂部，并且在基座處于 上部沉積位置時(shí)擱置在基座152的外圍上，從而保護(hù)基座152以免濺射沉積。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過將準(zhǔn)直儀110定位于靶標(biāo)142與襯底支撐基座152之間 來實(shí)現(xiàn)定向?yàn)R射。準(zhǔn)直儀110可以經(jīng)由若干個(gè)徑向托架111而機(jī)械且電聯(lián)接到上部屏蔽 186，如圖IA所示。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀110聯(lián)接到中部屏蔽(未示出)，所述中部屏蔽 在腔室100中定位于下部。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀110集成到上部屏蔽186，如圖IB所示。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀110焊接到上部屏蔽186。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀110可在 腔室100內(nèi)電漂移。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀110聯(lián)接到電源。圖2為準(zhǔn)直儀110的一個(gè)實(shí)施例的頂部平面圖。準(zhǔn)直儀110通常為具有六邊形壁 126的蜂窩結(jié)構(gòu)，所述六邊形壁126以密集布置方式分開六邊形孔隙128。六邊形孔隙1 的縱橫比可以定義為孔隙1 的深度(等于準(zhǔn)直儀的厚度)除以孔隙128的寬度129。在一 個(gè)實(shí)施例中，壁126的厚度介于約0. 06英寸與約0. 18英寸之間。在一個(gè)實(shí)施例中，壁1 的厚度介于約0. 12英寸與約0. 15英寸之間。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀110由選自由鋁、銅 和不銹鋼的材料構(gòu)成。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的準(zhǔn)直儀310的示意性截面圖。準(zhǔn)直儀310包括 具有高縱橫比(諸如約1.5 1到約3 1)的中心區(qū)域320。在一個(gè)實(shí)施例中，中心區(qū)域 320的縱橫比為約2.5 1。準(zhǔn)直儀310的縱橫比隨同從中心區(qū)域320到外周區(qū)域340的徑 向距離一起減小。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀310的縱橫比從約2. 5 1的中心區(qū)域320縱 橫比減小到約1 1的周圍區(qū)域340縱橫比。在另一實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀310的縱橫比從約 3 1的中心區(qū)域320縱橫比減小到約1 1的周圍區(qū)域340縱橫比。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn) 直儀310的縱橫比從約1.5 1的中心區(qū)域320縱橫比減小到約1 1的周圍區(qū)域340縱 橫比。在一個(gè)實(shí)施例中，通過改變準(zhǔn)直儀310的厚度來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)直儀310的徑向孔隙減小。 在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀310的中心區(qū)域320具有增加的厚度，諸如介于約3英寸到約6英 寸之間。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀310的中心區(qū)域320的厚度為約5英寸。在一個(gè)實(shí)施例 中，準(zhǔn)直儀310的厚度從中心區(qū)域320到外周區(qū)域340減小。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀310 的厚度從約5英寸的中心區(qū)域320厚度徑向減小到約2英寸的周圍區(qū)域340厚度。在一個(gè) 實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀310的厚度從約6英寸的中心區(qū)域320厚度徑向減小到約2英寸的周圍 區(qū)域340厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀310的厚度從約2. 5英寸的中心區(qū)域320厚度徑 向減小到約2英寸。雖然圖3中所示的準(zhǔn)直儀310的實(shí)施例的縱橫比的改變示出徑向減小的厚度，但 通過從中心區(qū)域320到周圍區(qū)域340增加準(zhǔn)直儀310的孔隙寬度，可以替代地減小所述縱 橫比。在另一實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀310的厚度減小并且準(zhǔn)直儀310的孔隙寬度從中心區(qū)域320 到周圍區(qū)域340增加。通常，圖3中的實(shí)施例示出以直線方式徑向減小的縱橫比，產(chǎn)生倒轉(zhuǎn)的圓錐形。本 發(fā)明的其他實(shí)施例可以包括縱橫比的非直線減小。圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的準(zhǔn)直儀410的示意性截面圖。準(zhǔn)直儀410具有 以非直線方式從中心區(qū)域420到周圍區(qū)域440減小的厚度，產(chǎn)生凸形。圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的準(zhǔn)直儀510的示意性截面圖。準(zhǔn)直儀510具有 以非直線方式從中心區(qū)域520到周圍區(qū)域540減小的厚度，產(chǎn)生凹形。在一些實(shí)施例中，中心區(qū)域320、420、520接近于零，以使得中心區(qū)域320、420、520 在準(zhǔn)直儀310、410、510底部上表現(xiàn)為一個(gè)點(diǎn)。再參見圖IA和圖1B，PVD方法腔室100的操作和準(zhǔn)直儀110的功能類似，而與縱 橫比徑向減小的準(zhǔn)直儀110的實(shí)際形狀無關(guān)。系統(tǒng)控制器101提供在腔室100外部，并且 通常促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的控制和自動(dòng)化。系統(tǒng)控制器101可以包括中央處理單元(CPU)(未示出)、存儲(chǔ)器(未示出)和支撐電路(未示出)。所述CPU可以是在工業(yè)設(shè)置中用于控制各 種系統(tǒng)功能和腔室處理的任何計(jì)算機(jī)處理器之一。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器101提供信號(hào)以將襯底IM定位在襯底支撐基座152 上并且在腔室100中產(chǎn)生等離子。系統(tǒng)控制器101發(fā)送信號(hào)來經(jīng)由DC電源148施加電壓， 以偏壓靶標(biāo)142并且將處理氣體(諸如氬氣)激發(fā)成等離子。系統(tǒng)控制器101可以進(jìn)一步 提供信號(hào)以致使RF電源156DC自偏壓基座152。所述DC自偏壓幫助將等離子中產(chǎn)生的帶 正電的離子深度吸引到在襯底表面上的高縱橫比通孔和溝槽中。準(zhǔn)直儀110起到過濾器的作用來捕集離子和中性物，所述離子和中性物以超過所 選角度(接近垂直于襯底154)的角度從靶標(biāo)142發(fā)射。準(zhǔn)直儀110可以為圖3、圖4或圖 5中分別示出的準(zhǔn)直儀310、410或510中的一個(gè)。具有從中心徑向減小的縱橫比的準(zhǔn)直儀 110的特征允許較大百分率的從靶標(biāo)142的周圍區(qū)域發(fā)射的離子穿過準(zhǔn)直儀110。因此，離 子數(shù)量和沉積到襯底IM周圍區(qū)域上的離子的入射角均增加。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 可以橫跨襯底154的表面更均勻地濺射沉積材料。另外，材料可以更均勻地沉積在高縱橫 比部件的底部和側(cè)壁上，具體來說，沉積在位于接近襯底巧4周圍處的高縱橫比通孔和溝 槽上。另外，為了提供濺射沉積到高縱橫比部件的底部和側(cè)壁上的材料的甚至更大的覆 蓋度，可以濺射蝕刻已濺射沉積到部件的場區(qū)域和底部區(qū)域上的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，系 統(tǒng)控制器101向基座152施加高偏壓，以使得靶標(biāo)142離子蝕刻已經(jīng)沉積在襯底152上的薄 膜。因此，降低了在襯底巧4上的場沉積速率，并且濺射材料再次沉積在高縱橫比部件的側(cè) 壁或底部上。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器101以脈沖或交替方式向基座152施加高偏壓 和低偏壓，以使得所述處理成為脈沖沉積/蝕刻處理。在一個(gè)實(shí)施例中，具體位于磁體172 下方的準(zhǔn)直儀110電池朝襯底IM引導(dǎo)大部分沉積材料。因此，在任何特定時(shí)間，材料可以 沉積在襯底154的一個(gè)區(qū)域中，同時(shí)可以蝕刻已經(jīng)沉積在襯底154的另一區(qū)域中的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，為提供濺射沉積材料到高縱橫比部件的側(cè)壁上的甚至更大的覆 蓋度，可以使用在接近襯底154的腔室100的區(qū)域中產(chǎn)生的二級(jí)等離子(諸如氬等離子) 來濺射蝕刻已濺射沉積到部件底部上的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，腔室100包括通過若干個(gè) 線圈支腳143連接到下部屏蔽180的RF線圈141，所述線圈支腳143將線圈141與下部屏 蔽180電絕緣。系統(tǒng)控制器101發(fā)送信號(hào)來經(jīng)由穿通支腳(未示出)通過屏蔽180向線圈 141施加RF功率。在一個(gè)實(shí)施例中，RF線圈感應(yīng)地將RF能量耦合到腔室100內(nèi)部中來電 離前驅(qū)氣體(諸如氬氣)，從而維持接近襯底1 的二級(jí)等離子。二級(jí)等離子從高縱橫比部 件的底部上再次濺射沉積層，并且使材料再次沉積到部件的側(cè)壁上。參見圖1A，準(zhǔn)直儀110可以通過若干個(gè)徑向托架111連接到上部屏蔽186。圖6為 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于將準(zhǔn)直儀Iio連接到上部屏蔽186的托架611的放大截面 圖。托架611包括內(nèi)螺紋管613，所述內(nèi)螺紋管613焊接到準(zhǔn)直儀110并且自其徑向地向外 延伸。固定構(gòu)件615(諸如螺釘)可以通過上部屏蔽186中的孔隙插入并且旋擰入管613， 以將準(zhǔn)直儀110連接到上部屏蔽186，同時(shí)使得用于將材料沉積到管613或固定構(gòu)件615的 螺紋部分上的電位最小化。圖7為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于將準(zhǔn)直儀110連接到上部屏蔽186的托架 711的放大截面圖。托架711包括雙頭螺栓713，所述雙頭螺栓713焊接到準(zhǔn)直儀110并且自其徑向地向外延伸。內(nèi)螺紋固定構(gòu)件715可以通過上部屏蔽186中的孔隙插入并且旋擰 到雙頭螺栓713上，以將準(zhǔn)直儀110連接到上部屏蔽186，同時(shí)使得用于將材料沉積到雙頭 螺栓713或固定構(gòu)件715的螺紋部分上的電位最小化。參見圖1B，準(zhǔn)直儀110可以集成到上部屏蔽186。圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 例的整體式準(zhǔn)直儀800的示意性平面圖。在此實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀110集成到上部屏蔽186。 在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀110的外周長可以經(jīng)由焊接或其他粘合技術(shù)連接到上部屏蔽186 的內(nèi)周長。盡管上述內(nèi)容針對本發(fā)明的實(shí)施例，但可在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下設(shè) 計(jì)出本發(fā)明的其它及更多實(shí)施例，且本發(fā)明的范圍是由以上權(quán)利要求書來決定。
權(quán)利要求
1.一種沉積裝置，包含電接地的腔室；濺射靶標(biāo)，其由所述腔室支撐并且與所述腔室電絕緣；襯底支撐基座，其定位于所述濺射靶標(biāo)下方并且具有實(shí)質(zhì)上平行于所述濺射靶標(biāo)的濺 射表面的襯底支撐表面；屏蔽構(gòu)件，其由所述腔室支撐；和準(zhǔn)直儀，其機(jī)械且電聯(lián)接到所述屏蔽構(gòu)件并且定位于所述濺射靶標(biāo)與所述襯底支撐基 座之間，其中所述準(zhǔn)直儀具有延伸于其中的若干個(gè)孔隙并且其中位于中心區(qū)域中的所述孔 隙具有比位于周圍區(qū)域中的所述孔隙高的縱橫比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述孔隙的縱橫比從所述中心區(qū)域到所述周圍區(qū) 域連續(xù)地減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述準(zhǔn)直儀的厚度從所述中心區(qū)域到所述周圍區(qū) 域連續(xù)地減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述孔隙的縱橫比從所述中心區(qū)域到所述周圍區(qū) 域非線性地減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述準(zhǔn)直儀的厚度從所述中心區(qū)域到所述周圍區(qū) 域非線性地減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述準(zhǔn)直儀經(jīng)由托架聯(lián)接到所述屏蔽構(gòu)件，所述 托架包含外螺紋構(gòu)件；和內(nèi)螺紋構(gòu)件，其與所述外螺紋構(gòu)件嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述準(zhǔn)直儀焊接到所述屏蔽構(gòu)件上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述準(zhǔn)直儀集成到所述屏蔽構(gòu)件上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述準(zhǔn)直儀由選自由鋁、銅和不銹鋼組成的群組 的材料構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述準(zhǔn)直儀具有在所述孔隙之間的介于約0.06 英寸與約0. 18英寸之間的壁厚度。
11.一種沉積裝置，包含電接地的腔室；濺射靶標(biāo)，其由所述腔室支撐并且與所述腔室電絕緣并且電聯(lián)接到DC電源；襯底支撐基座，其定位于所述濺射靶標(biāo)下方并且具有實(shí)質(zhì)上平行于所述濺射靶標(biāo)的濺 射表面的襯底支撐表面，其中所述襯底支撐基座電聯(lián)接到RF電源；屏蔽構(gòu)件，其由所述腔室支撐并且電聯(lián)接到所述腔室；準(zhǔn)直儀，其機(jī)械且電聯(lián)接到所述屏蔽構(gòu)件并且定位于所述濺射靶標(biāo)與所述襯底支撐基 座之間，其中所述準(zhǔn)直儀具有延伸于其中的若干個(gè)孔隙并且其中位于中心區(qū)域中的所述孔 隙具有比位于周圍區(qū)域中的所述孔隙高的縱橫比；氣體源；和控制器，其經(jīng)編程以提供信號(hào)從而控制所述氣體源、DC電源和所述RF電源，其中所述 控制器經(jīng)編程以向所述襯底支撐基座提供高偏壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，進(jìn)一步包含RF線圈，其中所述控制器經(jīng)編程以提供 信號(hào)從而控制所述RF電源，以使得所述襯底支撐基座在高偏壓與低偏壓之間交替，并且其 中所述控制器經(jīng)編程以控制供應(yīng)到所述RF線圈和所述氣體源的功率從而控制所述腔室中的二級(jí)等離子。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述準(zhǔn)直儀的厚度從所述中心區(qū)域到所述周圍 區(qū)域連續(xù)地減小。
14.一種用于將材料沉積到襯底上的方法，包含向腔室中的濺射靶標(biāo)施加DC偏壓，所述腔室具有定位于所述濺射靶標(biāo)與襯底支撐基 座之間的準(zhǔn)直儀，其中所述準(zhǔn)直儀具有延伸于其中的若干個(gè)孔隙，并且其中位于中心區(qū)域 中的所述孔隙具有比位于周圍區(qū)域中的所述孔隙高的縱橫比； 在所述腔室內(nèi)鄰近所述濺射靶標(biāo)的區(qū)域中提供處理氣體； 向所述襯底支撐基座施加偏壓；和在高偏壓與低偏壓之間脈沖施加于所述襯底支撐基座的偏壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包含對定位于所述腔室內(nèi)部的RF線圈施加功 率以在所述腔室內(nèi)部提供二級(jí)等離子，其中所述孔隙的縱橫比從所述中心區(qū)域到所述周圍 區(qū)域連續(xù)地減小。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及用于向在襯底上的高縱橫比部件的底部和側(cè)壁中均勻?yàn)R射沉積材料的裝置和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，濺射沉積系統(tǒng)包括具有孔隙的準(zhǔn)直儀，所述孔隙具有從所述準(zhǔn)直儀的中心區(qū)域到所述準(zhǔn)直儀的周圍區(qū)域減小的縱橫比。在一個(gè)實(shí)施例中，所述準(zhǔn)直儀經(jīng)由托架構(gòu)件聯(lián)接到接地屏蔽，所述托架構(gòu)件包括內(nèi)螺紋緊固件和外螺紋緊固件的組合。在另一實(shí)施例中，所述準(zhǔn)直儀整體連接到接地屏蔽。在一個(gè)實(shí)施例中，濺射沉積材料的方法包括在襯底支撐上在高值與低值之間脈沖偏壓。
文檔編號(hào)C23C14/54GK102066603SQ200980122945
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者丹尼爾·C·柳伯恩, 烏梅什·M·科爾卡, 則-敬·龔, 勇·曹, 唐先民, 基思·A·米勒, 莫里斯·E·尤爾特, 阿納塔·K·蘇比瑪尼 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司