本文提供用于使用在基板处理系统中的靶材组件。在一些实施例中，用于使用在基板处理系统中的一种靶材组件可包括：源材料，所述源材料将沉积于基板上；第一背板，所述第一背板被配置成用来将所述源材料支撑在所述第一背板的正面上，使得所述源材料的前表面与所述基板(当基板存在时)相对；第二背板，所述第二背板耦接至所述第一背板的背面；以及多组通道，所述多组通道设置在所述第一背板与所述第二背板之间。这些通道允许冷却剂能被供给得更靠近热源(靶材面)，由此促进从所述靶材更有效地移除热。从所述靶材更有效地移除热会导致靶材具有较小的热梯度，且因此具有较少的机械弯曲/变形。
【技术实现步骤摘要】
用于物理气相沉积(PVD)处理系统的靶材冷却本申请是申请日为2013年8月20日、申请号为201380044702.3、专利技术名称为“用于物理气相沉积(PVD)处理系统的靶材冷却”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术的实施例大体涉及基板处理系统，且更特定而言，涉及物理气相沉积(PVD,physicalvapordeposition)处理系统。
技术介绍
在等离子体增强基板处理系统中，比如物理气相沉积(PVD)腔室，利用高磁场与高DC功率的高功率密度PVD溅射能在溅射靶材处产生高能量，并且导致所述溅射靶材的表面温度的大幅升高。专利技术人已经观察到，用于冷却靶材的靶材背板的背面溢流(backsideflooding)可能不足以从靶材吸取(capture)且移除热。专利技术人已经进一步观察到，靶材中的剩余热会导致显著的机械弯曲，这是因为溅射材料中以及横跨背板的热梯度。当处理较大尺寸的晶片时，机械弯曲会增加。此增加的尺寸加剧了靶材在热、压力与重力负载之下弯曲/变形的倾向。弯曲的影响可包括靶材材料中所引起的机械应力，所述机械应力会导致靶材至绝缘体界面处的损伤、破裂以及从磁体组件至靶材材料面的距离的改变，此距离的改变会导致等离子体特性的改变(例如使处理体系移出最佳或想要的处理状况，这影响保持等离子体、溅射/沉积速率以及靶材的消蚀(erosion)的能力)。因此，本专利技术提供用于使用在基板处理系统中的靶材组件的改良的冷却。
技术实现思路
本文提供用于使用在物理气相沉积(PVD)处理系统中的靶材组件。在一些实施例中，用于使用在PVD处理系统中的一种靶材组件包括：源材料，所述源材料将沉积于基板上；第一背板，所述第一背板被配置以在所述第一背板的正面(frontside)上支撑所述源材料，使得所述源材料的前表面与所述基板(当基板存在时)相对；第二背板，所述第二背板耦接至所述第一背板的背面；以及多组通道，所述多组通道被设置在所述第一背板与所述第二背板之间。在至少一些实施例中，提供一种基板处理系统，所述基板处理系统包括：腔室主体；靶材，所述靶材设置于所述腔室主体中，且所述靶材包括源材料、第一背板、第二背板以及多组流体冷却通道，所述源材料将沉积于基板上，所述第一背板被配置以支撑所述源材料，所述第二背板耦接至所述第一背板的背面，所述多组流体冷却通道被设置在所述第一背板与所述第二背板之间；源分配板，所述源分配板与所述靶材的背面相对，且所述源分配板电气耦接至所述靶材；中央支撑构件，所述中央支撑构件被设置成穿过所述源分配板，且所述中央支撑构件耦接至所述靶材，以支撑所述基板处理系统内的靶材组件；多个流体供给导管，所述多个流体供给导管被配置以将热交换流体供给至所述多组流体冷却通道，所述多个流体供给导管具有第一端与第二端，所述第一端耦接至设置在所述第二背板的背面上的多个入口，所述第二端被设置成穿过所述腔室主体的顶表面；以及多个流体回送导管，所述多个流体回送导管被配置以回送来自所述多组流体冷却通道的热交换流体，所述多个流体回送导管具有第一端与第二端，所述第一端耦接至设置在所述第二背板的背面上的多个出口，所述第二端被设置成穿过所述腔室主体的顶表面。本专利技术的其他及进一步的实施例描述于下。附图说明通过参照附图中绘示的本专利技术的示例性实施例，能了解以上简要概述且下面更加详细论述的本专利技术的实施例。但是，应注意到，附图只例示本专利技术的典型实施例且因此不应被视为对本专利技术的范围的限制，因为本专利技术可容许其他等同有效的实施例。图1绘示了根据本专利技术的一些实施例的工艺腔室的示意截面图。图2绘示了根据本专利技术的一些实施例的靶材组件的背板的等距视图。图3绘示了根据本专利技术的一些实施例的靶材组件的侧视示意图。图4绘示了根据本专利技术的一些实施例的靶材组件的顶视示意图。为了促进理解，已尽可能使用相同的标记数字来表示各图中共有的相同元件。附图未依照比例绘制，且可为了清楚而被简化。应了解到，一个实施例的元件与特征可有利地并入其他实施例中，而无需进一步详述。具体实施方式通过使用贯穿靶材的背板的冷却通道，本专利技术的实施例提供用于在基板处理系统中使用的靶材组件的改良的冷却。这些通道允许冷却剂被提供得更靠近热源(靶材面)，由此促进从所述靶材更有效地移除热。从所述靶材更有效地移除热导致靶材具有较小的热梯度，且因此具有较少的机械弯曲/变形。图1绘示了根据本专利技术的一些实施例的物理气相沉积(PVD)处理系统100的简化的截面图。适于根据本文所提供的教导而加以修改的其他PVD腔室的实例包括Plus和SIPPVD处理腔室，两者都可从加州圣克拉拉市的应用材料公司购得。来自应用材料公司或其他制造商的其他处理腔室(包括那些被配置以用于除PVD以外的其他类型处理的处理腔室)也可得益于根据本文所揭露的教导而做的修改。在本专利技术的一些实施例中，PVD处理系统100包括腔室盖101，腔室盖101可移除地设置于工艺腔室104的顶上。腔室盖101可包括靶材组件114和接地组件103。工艺腔室104包含基板支撑件106，基板支撑件106用于接收基板108于基板支撑件106上。基板支撑件106可位于下接地外壳壁110内，下接地外壳壁110可为工艺腔室104的腔室壁。下接地外壳壁110可电气耦接至腔室盖101的接地组件103，以使得射频回程路径被提供至设置在腔室盖101之上的RF或DC电源182。RF或DC电源182可提供RF或DC功率至靶材组件114，如下面所论述的。基板支撑件106具有材料接收表面，所述材料接收表面面向靶材组件114的主要表面，且基板支撑件106支撑基板108，基板108将在与靶材组件114的主要表面相对的平坦位置中被溅射涂覆。基板支撑件106可在工艺腔室104的中央区域120中支撑基板108。中央区域120被界定为在处理期间在基板支撑件106之上的区域(例如在靶材组件114与在处理位置时的基板支撑件106之间)。在一些实施例中，基板支撑件106可以是能垂直移动的，以允许基板108通过工艺腔室104的下部分中的装载锁定阀(未图示)而被转移至基板支撑件106上，并且之后提升至沉积或处理位置。可提供连接至底部腔室壁124的波纹管122，以保持工艺腔室104的内部容积与工艺腔室104外面的大气的分隔，同时促进基板支撑件106的垂直移动。可从气源126通过质量流量控制器128而供给一或多种气体至工艺腔室104的下部中。可提供排放端口130，且排放端口130可通过阀132而耦接至泵(未图示)，以排空工艺腔室104的内部并且促进维持工艺腔室104内的所需压强。RF偏压电源134可耦接至基板支撑件106，以在基板108上感应负的DC偏压。另外，在一些实施例中，在处理期间，负的DC自偏压可形成于基板108上。例如，RF偏压电源134所供给的RF能量的频率范围可从约2MHz至约60MHz，例如，能使用非限制的频率，比如2MHz、13.56MHz或60MHz。在其他应用中，基板支撑件106可以接地或处于电气浮接。替代地或结合地，电容调整器136可耦接至基板支撑件106，以针对并不需要RF偏压功率的应用来调整基板108上的电压。工艺腔室104进一步包括工艺配件屏蔽件或屏蔽件138，屏蔽件138用以围绕工艺腔室104的处理容积或中央区域，以保护其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种靶材组件，所述靶材组件用于使用在物理气相沉积基板处理腔室中，所述靶材组件包括：源材料；第一背板，所述第一背板被配置成用来将所述源材料支撑在所述第一背板的正面上；第二背板，所述第二背板耦接至所述第一背板的背面；及多组通道，所述多组通道设置在所述第一背板与所述第二背板之间。
【技术特征摘要】
2012.09.05 US 13/603,9331.一种靶材组件，所述靶材组件用于使用在物理气相沉积基板处理腔室中，所述靶材组件包括：源材料；第一背板，所述第一背板被配置成用来将所述源材料支撑在所述第一背板的正面上；第二背板，所述第二背板耦接至所述第一背板的背面；及多组通道，所述多组通道设置在所述第一背板与所述第二背板之间。2.如权利要求1所述的靶材组件，其中所述第二背板包括：至少一个入口，所述至少一个入口被设置成穿过所述第二背板，且所述至少一个入口被配置成用来接收热交换流体并且将所述热交换流体提供至所述多组通道；及至少一个出口，所述至少一个出口被设置成穿过所述第二背板，且所述至少一个出口通过所述多组通道而流体地耦接至所述至少一个入口。3.如权利要求1所述的靶材组件，其中所述第二背板包括：多个入口，所述多个入口被设置成穿过所述第二背板，且所述多个入口被配置成用来接收热交换流体并且将所述热交换流体提供至所述多组通道；及多个出口，所述多个出口被设置成穿过所述第二背板，其中所述多组通道中的每一组通道被耦接至所述多个入口中的相应的一个入口以及所述多个出口中的相应的一个出口，使得所述多个出口中的每一个出口通过所述多组通道中的一组通道而流体地耦接至所述多个入口中的一个入口。4.如权利要求1所述的靶材组件，其中所述多组通道中的每一组通道以递归方式横过所述第一背板与所述第二背板的长度。5.如权利要求1-4的任一项所述的靶材组件，其中所述多组通道中的每一通道完全形成于所述第一背板中，且其中所述第二背板被配置成用来覆盖每一通道。6.如权利要求1-4的任一项所述的靶材组件，其中所述多组通道中的每一通道由所述第一背板中的槽与所述第二背板中的相应槽形成。7.如权利要求1-4的任一项所述的靶材组件，其中所述第一背板与所述第二背板被铜焊在一起，以在所述第一背板与所述第二背板之间形成流体密封。8.如权利要求1-4的任一项所述的靶材组件，其中所述第一背板包括导电的能加工的金属或金属合金，且其中每一通道是所述第一背板中的加工的槽。9.如权利要求1-4的任一项所述的靶材组件，其中所述第二背板包括导电金属或金属合金，所述第二背板的所述导电金属或金属合金具有大于所述第一背板的所述金属或金属合金的弹性模量。10.如权利要求1-4的任一项所述的靶材组件，其中每一组通道包括多个通道。11.如权利要求2所述的靶材组件，进一步包括：至少一个流体供给导管，所述至少一个流体供给导管耦接至所述第二背板的背面上的所述至少一个入口，其中所述至少一个流体供给导管中的每一流体供给导管包括密封环以防止热交换流体泄漏；及至少一个流体回送...
【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·李·莱克，基思·A·米勒，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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