沉积系统及衬底处理室中将材料从靶沉积到衬底上的方法技术方案

提供一种能够通过移除沉积在准直器的表面上的靶材料来清洁自身的沉积系统。根据本公开的沉积系统包括衬底处理室。所述沉积系统包括：衬底基座，位于衬底处理室中，所述衬底基座被配置成对衬底进行支撑；靶，包围衬底处理室；以及准直器，具有设置在靶与衬底之间的多个中空结构、振动产生单元、及清洁气体出口。及清洁气体出口。及清洁气体出口。

【技术实现步骤摘要】
沉积系统及衬底处理室中将材料从靶沉积到衬底上的方法


[0001]本专利技术的实施例是有关于一种沉积系统及在衬底处理室中将材料从靶沉积到衬底上的方法。

技术介绍

[0002]为生产半导体器件，作为半导体器件的原材料的半导体衬底(例如硅晶片)必须经过一系列复杂及精确的工艺步骤，例如扩散、离子植入、化学气相沉积、光刻、刻蚀、物理气相沉积、化学机械抛光及电化学镀覆。
[0003]一般使用物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)在半导体衬底上沉积一个或多个层(例如，薄膜)。举例来说，在半导体制作工艺中通常使用溅镀(PVD的一种形式)来在衬底上沉积复杂的合金及金属，例如银、铜、黄铜、钛、氮化钛、硅、氮化硅及氮化碳。溅镀包括在真空壳体(例如，处理室)中彼此平行地定位的靶(源)与衬底(例如，晶片)。靶(阴极)电接地，而衬底(阳极)具有正电势。相对重且是化学惰性气体的氩气通常被用作溅镀工艺中的溅镀离子种类物。当氩气被引入到所述室中时，与从阴极释放的电子发生多次碰撞。此导致氩气失去其外部电子且变成带正电的氩离子。带正电的氩离子被阴极靶的负电势强烈吸引。当带正电的氩离子撞击靶表面时，带正电的氩离子的动量转移到靶材料，以驱逐一个或多个原子(靶材料)，所述一个或多个原子(靶材料)最终沉积在衬底上。
[0004]离开靶的靶材料原子沿着各种行进路径沉积在衬底上。

技术实现思路

[0005]根据本公开的一个或多个实施例，一种沉积系统包括：衬底处理室；衬底基座，位于所述衬底处理室中，所述衬底基座被配置成对衬底进行支撑；靶，包围所述衬底处理室；准直器，具有设置在所述靶与所述衬底之间的多个中空结构；以及多个清洁气体出口，位于所述准直器内。
[0006]根据本公开的一个或多个实施例，一种沉积系统包括：准直器，具有设置在靶与衬底基座之间的多个中空结构；至少一个清洁气体出口，位于所述准直器内；以及至少一个振动产生单元，其中从所述至少一个清洁气体出口释放的清洁气体冲击到所述多个中空结构上且所述至少一个振动产生单元使所述准直器振动。
[0007]根据本公开的一个或多个实施例，一种在衬底处理室中将材料从靶沉积到衬底上的方法包括确定所述衬底处理室的状态。所述方法包括将所述衬底处理室置为室吹洗模式。所述方法包括对所述衬底处理室中的准直器施加振动。所述方法还包括对准直器施加洗涤气体。
附图说明
[0008]结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并未按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减
小各种特征的尺寸。
[0009]图1是根据本公开中的一个或多个实施例的沉积系统中的衬底处理室的剖视图。
[0010]图2是根据本公开中的一个或多个实施例的准直器的俯视图。
[0011]图3是根据本公开中的一个或多个实施例的准直器的剖视图。
[0012]图4是根据本公开中的一个或多个实施例的堆叠在一起的两个准直器的剖视图。
[0013]图5是根据本公开中的一个或多个实施例的通量调整构件的俯视图。
[0014]图6是根据本公开中的一个或多个实施例的准直器的剖视图以及通量调整构件的剖视图。
[0015]图7是根据本公开中的一个或多个实施例的通量调整构件中的一个可调整中空结构的俯视图。
[0016]图8是根据本公开中的一个或多个实施例的通量调整构件中的一个可调整中空结构的侧视分解图。
[0017]图9及图10是根据本公开中的一个或多个实施例的一个调整中空结构的侧视图。
[0018]图11是示出根据本公开中的一个或多个实施例的对准直器进行清洁的方法的流程图。
[0019]图12是示出根据本公开中的一个或多个实施例的基于衬底上的间隙的高宽比来对可调整中空结构中的每一者进行调整的方法的流程图。
具体实施方式
[0020]以下公开内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开。当然，这些仅为实例而非旨在进行限制。举例来说，在以下说明中，在第二特征之上或第二特征上形成第一特征可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中在第一特征与第二特征之间可形成附加特征从而使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。此种重复使用是为了简明及清晰起见，且自身并不表示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
[0021]此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在
…
之下(beneath)”、“在
…
下方(below)”、“下部的(lower)”、“在
…
上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。除了图中所绘示的取向以外，所述空间相对性用语还旨在囊括器件在使用或操作中的不同取向。装置可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)，且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地作出解释。
[0022]根据本文中阐述的主题的实施例包括一种沉积系统，所述沉积系统能够在衬底(例如，晶片上的接触结构或通孔结构)上沉积薄膜(或层)，所述沉积系统具有由自清洁准直器(self
‑
cleaning collimator)(在下文中被称为“智能准直器”)提供的增强的间隙填充能力。根据本公开中所公开的一个或多个实施例的智能准直器能够通过使用例如以下方法移除累积的靶材料来对自身进行清洁：施加振动(例如，超声振动)和/或将洗涤气体(scrubbing gas)(例如，吹洗气体(purging gas)及清洁气体)引导到累积的靶材料。根据本公开中所公开的一个或多个实施例的智能准直器包括通量调整构件，所述通量调整构件
能够调整其尺寸(例如，通量调整构件中的可调整中空结构中的每一者的长度)，以提高来自振动和/或洗涤气体的清洁效果。根据本公开中所公开的一个或多个实施例的智能准直器包括通量调整构件，所述通量调整构件能够调整其尺寸(例如，通量调整构件中的可调整中空结构中的每一者的长度)，以将靶材料沉积(或填充)到衬底上的具有各种高宽比(例如，高的高宽比)的间隙图案(例如台阶及沟槽)中。
[0023]另外，根据本公开中所公开的一个或多个实施例的智能准直器能够由于自清洁特征而在智能准直器更换之间提供较长的间隔。另外，根据本公开中所公开的一个或多个实施例的智能准直器能够通过调整其尺寸(例如，通量调整构件中的可调整中空结构中的每一者的长度)来为衬底上的所有区域提供均匀的沉积。在各种实施例中，通量调整构件能够通过调整其尺寸(例如，通量调整构件中的可调整中空结构中的每一者的长度)来延长靶的寿命。根据本公开的各种实施例，具有多个中空结构的智能准直器位于靶与衬底之间。
[0024]如上所述，在溅镀工艺期间，带正电的氩离子撞击靶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沉积系统，包括：衬底处理室；衬底基座，位于所述衬底处理室中，所述衬底基座被配置成对衬底进行支撑；靶，包围所述衬底处理室；准直器，具有设置在所述靶与所述衬底之间的多个中空结构；以及多个清洁气体出口，位于所述准直器内。2.根据权利要求1所述的沉积系统，还包括位于所述准直器内的微通道，所述微通道连接在所述多个清洁气体出口中的至少一者与洗涤气体接收端口之间。3.根据权利要求1所述的沉积系统，其中所述多个中空结构中的每一者具有环绕中空空间的内表面，且其中所述多个清洁气体出口中的至少一者设置在所述内表面的第一部分上。4.根据权利要求1所述的沉积系统，还包括用于控制从所述多个清洁气体出口释放的清洁气体量的质量流控制器。5.根据权利要求1所述的沉积系统，还包括通量调整构件，所述通量调整构件具有设置在所述准直器与所述衬底基座之间的多个可调整中空结构。6.根据权利要求5所述的沉积系统，其中所述多个可调整中空结构中的至少一者包括第一中空构件及第二中空构件，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文豪，朱玄之，陈彦羽，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：