用于提高寿命的低轮廓沉积环制造技术

本文提供了用于在处理腔室中使用的沉积环的实施例。在一些实施例中，一种沉积环包括：环状主体；内壁，所述内壁从环状主体的内部部分向上延伸；以及外壁，所述外壁从环状主体的外部部分向上延伸，以在内壁与外壁之间限定大沉积腔体，其中大沉积腔体的宽度为约0.35英寸至约0.60英寸，其中外壁包括外凸架和相对于外凸架抬升的内凸架。凸架抬升的内凸架。凸架抬升的内凸架。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提高寿命的低轮廓沉积环
领域
[0001]本公开的实施例总体涉及半导体处理装备。

技术介绍

[0002]沉积环可在物理气相沉积(PVD)腔室中使用以保护诸如基板支撑件之类的腔室部件免受不期望的沉积。随着时间推移，沉积环从在PVD腔室中执行的沉积工艺积累沉积的材料。对于高沉积工艺，在沉积环上积累的沉积物显著累积至沉积物可累积至基板的背面的程度。在这种程度下，沉积物可粘附或粘黏至基板的背面，这可造成基板操纵问题且导致基板损坏。尽管可移除沉积环并替换为清洁的沉积环，但沉积在沉积环上的迅速积累的材料导致更频繁的停机时间以替换沉积环。
[0003]因此，专利技术人已提供如本文所公开的改进的沉积环的实施例。

技术实现思路

[0004]本文提供了用于在处理腔室中使用的沉积环的实施例。在一些实施例中，一种用于在处理腔室中使用的沉积环，所述沉积环包括：环状主体；内壁，所述内壁从环状主体的内部部分向上延伸；以及外壁，所述外壁从环状主体的外部部分向上延伸，以在内壁与外壁之间限定大沉积腔体，其中大沉积腔体的宽度为约0.35英寸至约0.60英寸，其中外壁包括外凸架和相对于外凸架抬升的内凸架；其中外壁的内表面包括垂直部分和从垂直部分延伸至大沉积腔体的底部表面的圆弧部分；以及其中内壁的外表面包括垂直部分和从垂直部分延伸至大沉积腔体的底部表面的圆弧部分。
[0005]在一些实施例中，一种用于在处理腔室中使用的沉积环，所述沉积环包括：环状主体；内壁，所述内壁从环状主体的内部部分向上延伸；以及外壁，所述外壁从环状主体的外部部分向上延伸，以在内壁与外壁之间限定大沉积腔体，其中外壁包括内凸架和外凸架，其中内凸架相对于外凸架抬升，其中大沉积腔体的宽度为约0.35英寸至约0.60英寸，并且从大沉积腔体的底部表面至内壁的顶部表面测量的高度为约0.05英寸至约0.20英寸高。
[0006]在一些实施例中，一种用于在处理腔室中使用的处理套件，所述处理套件包括：沉积环，所述沉积环具有环状主体、从环状主体的内部部分向上延伸的内壁、从环状主体的外部部分向上延伸的外壁，以限定具有在内壁与外壁之间的U形轮廓的大沉积腔体，其中外壁包括内凸架和外凸架，其中内凸架相对于外凸架抬升，并且其中大沉积腔体的宽度为约0.35英寸至约0.60英寸；以及盖环，所述盖环具有环状主体、从环状主体向下延伸的内支腿、从环状主体径向向内延伸的内唇部、以及在支腿与内唇部之间延伸的凸架，其中凸架配置成放置在沉积环的外凸架上。
[0007]以下说明本公开的其他和进一步实施例。
附图说明
[0008]以上简要概述并以下更详细讨论的本公开的实施例可通过参考在附图中描绘的
本公开的说明性实施例来理解。然而，附图仅图示本公开的典型实施例，并且因此不应被视为对范围的限制，因为本公开可允许其他等效的实施例。
[0009]图1描绘了根据本公开的一些实施例的PVD腔室的示意性侧视图。
[0010]图2描绘了根据本公开的一些实施例的沉积环的等距视图。
[0011]图3描绘了根据本公开的一些实施例的包括沉积环的处理套件的部分剖面视图。
[0012]为了促进理解，已尽可能地使用相同的附图标记代表附图中共有的相同要素。附图并非按照比例绘制，并且为了清楚可简化。一个实施例的要素和特征可有益地并入其他实施例中而无须进一步说明。
具体实施方式
[0013]本文提供沉积环和结合此类沉积环的处理腔室的实施例。在一些实施例中，沉积环包括宽的袋。沉积环有利地允许在沉积环上增加的所沉积材料的积累，同时维持沉积环的结构完整性。作为结果，沉积环可在清洁之前经受更多工艺循环，因为与传统沉积环相比，沉积物不会那么快速地粘附至所处理的基板的背侧。沉积环可在处理腔室中使用，例如用于高深宽比结构沉积的物理气相沉积(PVD)腔室。例如，PVD腔室可配置成在硅穿孔(TSV)结构上沉积铜或钽。
[0014]图1是根据一些实施例的PVD腔室100的剖面视图。PVD腔室100可用于将钽、铜和其他材料沉积至可包含诸如TSV等半导体结构的基板110上。PVD腔室100包括腔室主体102，以及包括磁控管组件104和靶材112的源190。基板110被支撑在包括静电夹盘(ESC)108的基板支撑组件192上，ESC 108由基板支撑基座106支撑。一个或多个气体可从气源184供应至PVD腔室100的下部中。泵182连接至PVD腔室100，以用于排空PVD腔室100的内部，并且促进维持PVD腔室100内部的期望压力。
[0015]在处理空间118的顶部处是具有背板114的靶材112。在一些实施例中，为了减少到达基板110的中性原子量，介于靶材112的最下表面156与基板110的顶部表面180之间的距离116为大约400mm。400mm的间距提供在TSV结构上改进的间隙填充。在一些实施例中，靶材112可以是钛、钽、钨等。DC功率源128经由背板114提供DC功率至靶材112，以在处理期间溅射靶材112。背板114可包含导电材料，诸如铜
‑
锌、铜
‑
铬、或与靶材112相同的材料，使得DC功率可经由背板114耦合至靶材112。替代地，背板114可以是为非导电的，并且可包括导电元件(未显示)，诸如电气馈通件等。背板114可以是盘状、矩形、正方形或可由PVD腔室100容纳的任何其他形状。背板114配置成支撑靶材112，使得当存在基板110时，靶材112的前表面与基板110相对。靶材112可以任何适合的方式耦合至背板114。例如，在一些实施例中，靶材112可扩散接合至背板114。磁控管组件104包括围绕中心轴154在靶材112上行进的多个磁体136。
[0016]在TSV应用中，沉积率在靶材寿命期间降低，这还降低处理腔室的产量。为了整个靶材寿命期间保持沉积率恒定，靶材电压保持恒定。靶材电压可通过在垂直方向或Z方向上移动多个磁体136来控制。在一些实施例中，磁控管组件104能够垂直运动(Z方向)，以控制从多个磁体136至靶材112的最下表面156(面向基板的表面)的距离，以确保所述距离维持基本上恒定。源190可结合冷却剂馈送，以最大化靶材寿命。
[0017]RF偏压功率源126可耦合至基板支撑组件192，以便在基板110上感应负DC偏压。此
外，在一些实施例中，在处理期间可在基板110上形成负DC自偏压。例如，通过RF偏压功率源126供应的RF能量可在从约2MHz至约60MHz的频率的范围中。在一些实施例中，DC功率可从DC功率源128供应至靶材112。在其他应用中，基板支撑组件192可接地或保持电气浮动。
[0018]PVD腔室100进一步包括处理套件138，以保护其他腔室部件免受处理造成的损伤和/或污染。在一些实施例中，处理套件138包括屏蔽件152，以环绕PVD腔室100的处理空间118。在一些实施例中，屏蔽件152可在最上点196处接地至腔室主体，以提供RF接地返回路径。屏蔽件152向下延伸，并且可包括具有大致恒定直径的大致管状部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在处理腔室中使用的沉积环，包括：环状主体；内壁，所述内壁从所述环状主体的内部部分向上延伸；以及外壁，所述外壁从所述环状主体的外部部分向上延伸，以在所述内壁与所述外壁之间限定大沉积腔体，其中所述大沉积腔体的宽度为约0.35英寸至约0.60英寸，其中所述外壁包括外凸架和相对于所述外凸架抬升的内凸架；其中所述外壁的内表面包括垂直部分和从所述垂直部分延伸至所述大沉积腔体的底部表面的圆弧部分；以及其中所述内壁的外表面包括垂直部分和从所述垂直部分延伸至所述大沉积腔体的所述底部表面的圆弧部分。2.如权利要求1所述的沉积环，其中所述内凸架相对于所述外凸架抬升约0.05英寸至约0.15英寸。3.如权利要求1所述的沉积环，其中所述大沉积腔体的所述宽度为约0.48英寸至约0.55英寸。4.如权利要求1所述的沉积环，其中所述大沉积腔体的从所述大沉积腔体的底部表面至所述内壁的顶部表面的高度为约0.05英寸至约0.20英寸。5.如权利要求1所述的沉积环，其中所述环状主体的在所述大沉积腔体的所述底部表面与所述环状主体的下表面之间的厚度为约0.05英寸至约0.15英寸。6.如权利要求1至5中任一项所述的沉积环，其中所述环状主体的下表面包括在所述下表面的径向向内部分处与所述环状主体的所述内表面相邻的下槽口。7.如权利要求6所述的沉积环，其中所述下槽口的最外部分设置在所述大沉积腔体的径向内侧。8.如权利要求1至5中任一项所述的沉积环，其中所述内壁包括在所述内壁的顶部外周边边缘处的外槽口。9.如权利要求1至5中任一项所述的沉积环，其中所述外凸架的上表面是基本上水平的而没有任何沟槽或通道。10.如权利要求1至5中任一项所述的沉积环，其中所述外凸架的外表面包括上部部分和下部部分，其中所述上部部分相对于所述下部部分以一角度延伸。11....

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