在基板处理腔室中使用的准直器制造技术

本文提供用于在基板处理腔室中使用的准直器的实施方式。在一些实施方式中，准直器包含：本体，所述本体具有中央区域、周边区域以及设置在中央区域和周边区域之间的过渡区域；在中央区域中的多个具有第一深宽比的第一孔；在周边区域中的多个具有第二深宽比的第二孔，第二深宽比小于第一深宽比；和在过渡区域中的多个第三孔，其中所述多个第三孔被切割，使过渡区域形成环绕中央区域的圆锥形状。

【技术实现步骤摘要】
在基板处理腔室中使用的准直器本申请是申请日为2015年11月20日、申请号为201580061359.2、专利技术名称为“在基板处理腔室中使用的准直器”的专利技术专利申请的分案申请。
本公开内容的实施方式一般涉及在半导体制造系统中使用的基板处理腔室。
技术介绍
可靠地生产次微米(submicron)和更小的特征是下一代的甚大规模集成电路(VeryLargeScaleIntegration，VLSI)和超大规模集成电路(UltraLargeScaleIntegration,ULSI)的半导体器件的技术挑战。然而，随着电路技术的小型化的持续，在VLSI和ULSI技术中的互连件(interconnect)的尺寸缩减已经对工艺能力提出了额外需求。例如，随着下一代器件的电路密度增加，互连件(诸如通孔、沟槽、接点、栅结构和其它特征)，以及这些互连件之间的介电材料的宽度减小，同时介电层的厚度保持基本恒定，其结果是增加了特征的深宽比(aspectratio)。溅射(也称为物理气相沉积(PVD))是在集成电路中形成金属特征的常用方法。溅射在基板上沉积材料层。源材料(诸如靶材)被经电场强烈加速的离子轰击。轰击将材料从靶材射出，且材料接着沉积在基板上。在沉积期间，射出的颗粒可在不同的方向上行进，而不是在大体垂直于基板表面的方向上，因此这导致突出(overhanging)的结构形成在基板中高深宽比特征的角落上。突出物可能不期望地导致形成在沉积的材料内的孔或空隙，这导致了形成的特征的导电性降低。更高深宽比的几何形状具有更高的难度以填补成无空隙。将到达基板表面的离子比(ionfraction)或离子密度控制到特定的范围可提高在金属层沉积工艺期间的底部和侧壁覆盖率(并减少突出问题)。在一个例子中，从靶材移出(dislodged)的颗粒可通过处理工具(诸如准直器)而被控制，以便提供颗粒进入特征中的更垂直的轨迹。准直器在靶材和基板之间提供相对长的、直的、且狭窄的通道，以过滤冲击并粘附在准直器的通道的非垂直行进的颗粒。通过给定的准直器所实现的实际过滤量至少部分地取决于通过准直器的孔的深宽比。因此，在接近垂直于基板的路径上行进的颗粒通过准直器并沉积在基板上，这改善了高深宽比特征的底部的覆盖率。然而，使用通常具有整体六边形的现有技术的准直器存在某些问题。不幸地，由于六角形准直器的角落的遮蔽，具有现有技术的准直器的PVD腔室在基板的边缘附近留下六点的沉积。因此，专利技术人已提供具有改良沉积均匀性的设备的改良实施方式。
技术实现思路
本文提供用于在基板处理腔室中使用的准直器的实施方式。在一些实施方式中，准直器包含：本体，所述本体具有中央区域、周边区域以及设置在中央区域和周边区域之间的过渡区域；在中央区域中的多个第一孔，所述多个第一孔具有第一深宽比；在周边区域中的多个第二孔，所述多个第二孔具有小于第一深宽比的第二深宽比；和在过渡区域中的多个第三孔，其中所述多个第三孔被切割，使过渡区域形成环绕中央区域的圆锥形状。在一些实施方式，用于在基板处理腔室中使用的准直器包含：本体，所述本体具有中央区域、周边区域以及设置在中央区域和周边区域之间的过渡区域；在中央区域中的多个第一孔，所述多个第一孔具有第一深宽比；在周边区域中的多个第二孔，所述多个第二孔具有小于第一深宽比的第二深宽比；和在过渡区域中的多个第三孔，其中所述多个第三孔被切割，使过渡区域形成环绕中央区域的圆锥形状，其中所述多个第一孔、多个第二孔和多个第三孔是粗糙的，且其中所述多个第一孔、所述多个第二孔和所述多个第三孔的上部分包含倒角。在一些实施方式中，工艺腔室包含：腔室本体，所述腔室本体界定内部容积；溅射靶材，所述溅射靶材设置在内部容积的上部分中；基板支撑件，所述基板支撑件设置在溅射靶材的下方；和准直器，所述准直器设置在溅射靶材和基板支撑件之间的内部容积中，其中准直器包含：本体，所述本体具有中央区域、周边区域以及设置在中央区域和周边区域之间的过渡区域；在中央区域中的多个第一孔，所述多个第一孔具有第一深宽比；在周边区域中的多个第二孔，所述多个第二孔具有小于第一深宽比的第二深宽比；和在过渡区域中的多个第三孔，其中所述多个第三孔被切割，使过渡区域形成环绕中央区域的圆锥形状。本公开内容的其它和进一步的实施方式将在下文进行说明。附图说明本公开内容的实施方式(简单地概述于上并更详细地讨论于下)可通过参照在附随的图式中所描绘的本公开内容的示例性实施方式而理解。然而，所附附图仅描绘本公开内容的通常实施方式，且不应被视为对保护范围的限制，因为本公开内容可允许其它等效的实施方式。图1描绘根据本公开内容的一些实施方式的处理腔室的简化的剖面侧视示意图。图2描绘根据本公开内容的一些实施方式的准直器的等距底/侧视图。图3描绘根据本公开内容的一些实施方式的准直器的顶视图。图4描绘图2的准直器的剖面侧视图。为便于理解，已尽可能地使用相同的元件符号以指定附图中共用的相同元件。附图未按比例绘制，并且为清晰起见而可被简化。一些实施方式的元件和特征可被在有利地并入其他实施方式中而无需进一步赘述。具体实施方式本文提供准直器的实施方式，诸如那些用于半导体基板的微电子器件制造的准直器。本文所公开的准直器有利地改善了跨越待处理基板的沉积均匀性。本公开内容的实施方式参照物理气相沉积(PVD)腔室而示例性地在本文中描述。然而，本专利技术的准直器通常可用在任何基板处理腔室中，以过滤非垂直行进的颗粒。图1显示根据本公开内容的实施方式的适于溅射沉积材料且具有设置在处理腔室中的准直器110的处理腔室100(例如，PVD腔室)。可适于从本公开内容受益的合适的PVD腔室的示例性例子包含Plus和SIP的PVD处理腔室，这二者均可从加州圣克拉拉市的应用材料公司购得。可从应用材料公司，和从其它制造商的购得的其它处理腔室，也可根据本文所述的实施方式而适用。腔室100具有界定内部容积106的腔室本体105。腔室本体105包含接地的腔室壁150和设置于腔室壁150上方的接地的导电适配器144。在一些实施方式中，处理腔室100包含具有下屏蔽件180、上屏蔽件186和准直器110的工艺套件140。处理腔室100还包含溅射源(诸如具有溅射表面145的靶材142)和具有周边边缘153的基板支撑件152，用于在基板支撑件152上接收基板154。基板支撑件152可设置在接地的腔室壁150内。靶材142通过介电隔离器(dielectricisolator)146而被接地的导电适配器144支撑。靶材142包括在溅射期间待沉积在基板154的表面上的材料，并可包含用于在基板154中形成的高深宽比特征中作为种晶层(seedlayer)而沉积的铜。本文使用的用词深宽比是指元件的高度、长度或深度与元件的宽度的比。在一些实施方式中，靶材142还可包含粘合复合材料，所述粘合复合材料是可溅射材料(诸如铜)的金属表面层与结构材料(诸如铝)的背层的粘合复合材料。在一些实施方式中，基板支撑件152支撑基板154，基板154具有待溅射涂布的高深宽比特征，所述高深宽比特征的底部在与靶材142的主要表面相对的平面中。基板支撑件152具有大体平行于靶材142的溅射表面设置的平坦的基板接收表面。基板支撑件152可通过波纹管(be本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在基板处理腔室中使用的准直器，包括：本体，所述本体具有中央区域、周边区域以及设置在所述中央区域和所述周边区域之间的过渡区域；在所述中央区域中的多个第一孔，所述多个第一孔具有第一深宽比；在所述周边区域中的多个第二孔，所述多个第二孔具有第二深宽比，所述第二深宽比小于所述第一深宽比；和在所述过渡区域中的多个第三孔，其中所述多个第三孔被切割，使所述过渡区域形成环绕所述中央区域的圆锥形状，并且所述中央区域具有由所述过渡区域界定的圆形边缘。

【技术特征摘要】
2014.11.26 US 62/085,009;2015.01.28 US 14/607,2731.一种用于在基板处理腔室中使用的准直器，包括：本体，所述本体具有中央区域、周边区域以及设置在所述中央区域和所述周边区域之间的过渡区域；在所述中央区域中的多个第一孔，所述多个第一孔具有第一深宽比；在所述周边区域中的多个第二孔，所述多个第二孔具有第二深宽比，所述第二深宽比小于所述第一深宽比；和在所述过渡区域中的多个第三孔，其中所述多个第三孔被切割，使所述过渡区域形成环绕所述中央区域的圆锥形状，并且所述中央区域具有由所述过渡区域界定的圆形边缘。2.根据权利要求1所述的准直器，其中所述多个第一孔、所述多个第二孔和所述多个第三孔是粗糙的。3.根据权利要求1所述的准直器，其中所述多个第三孔以预定的角度而被切割。4.根据权利要求3所述的准直器，其中所述预定的角度在15°和45°之间。5.根据权利要求1所述的准直器，其中所述多个第一孔包含约61个孔。6.根据权利要求1至5任一项所述的准直器，其中所述多个第一孔、所述多个第二孔和所述多个第三孔的上部分包含一角。7.根据权利要求6所述的准直器...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·李·瑞克，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US