电控准直器组件、基板处理腔室和制程调试方法技术

本发明专利技术公开了一种电控准直器组件，包括由至少一个准直器片状单元相组合形成的第一组合结构，准直器片状单元包括多个贯穿第一和第二表面的贯穿孔以及孔壁。孔壁能连接偏压。准准直器片状单元具有组合功能。第一组合结构具有第一调节参数组包括：准直器片状单元的片数，各准直器片状单元的偏压，各准直器片状单元的贯穿孔的结构和孔壁的结构，各准直器片状单元的第一和第二表面之间的高度，各所述准直器片状单元之间的间距。本发明专利技术还公开了一种基板处理腔室以及基板处理腔室的制程调试方法。本发明专利技术电控准直器组件具有结构简单加工容易的优点，能提高不同节点制程的调试性，能进一步提升离子比例和直向性，提高小结构的填充能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
电控准直器组件、基板处理腔室和制程调试方法


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路制造设备，特别是涉及一种电控准直器组件(electric collimator assembly)。本专利技术还涉及一种基板处理腔室。本专利技术还涉及一种基板处理腔室的制程调试方法。

技术介绍

[0002]物理气相沉积(PVD)在做微小结构填充或覆盖镀膜时常用到准直器(Collimator)，用以提高直向沉积粒子的占比以达到提高微小结构覆盖率，尤其是结构底部覆盖率。准直器主要具备2大效果：(1)过滤/阻挡直向性不佳的沉积粒子，直向沉积粒子的占比。(2)阻挡部分中性沉积粒子，增加离子比例。
[0003]准直器PVD主要应用于40nm技术节点以下后段芯片制的PVD铜籽晶层(PVD Cu Seed)先进工艺。在10nm以后节点更发展出可施加偏压的准直器(Biasable Collimator)也即电控准直器(electric collimator)进一步提升离子比例与直向性，以满足更小线宽结构覆盖的需求。
[0004]Cu Seed的技术要求在于结构底部覆盖率高、侧壁连续、且避免悬突(Overhang)。为了达到以上指标，设备技术着重于增加离子密度与提高铜沉积粒子的直向性，因此主流技术采用加大功率与提高磁场强度以增加离子密度，加长靶材至晶圆距离，并在承载晶圆的基板上施加射频偏压加强离子直向性，这里的基板是在晶圆底座，一般使用静电卡盘(ESC)。然而随着技术节点迭代，后段导线线宽微缩幅剧烈，为满足技术指标导致几乎每一代都必须有新的铜籽晶层(Cu Seed)设备的进版，自40nm开始上述主流技术已无法应付，必须使用准直器(Collimator)才能满足结构薄膜覆盖的需求，业界也将准直器命名为通量优化器(Flux Optimizer，FO)，并且40,28,20,14nm每代均有准直器构造的改版。至10nm工艺节点时后段线宽已微缩至20nm以下，同时Cu Seed的制程要求更明确在进一步提升结构底部覆盖率，因此必须在传统准直器上施加直流偏压，进一步提升离子密度与直向性。
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14nm工艺节点时的PVD Cu Seed的缺点在于准直器为单体一件式，厚重且形状复杂，造价高，且每一代均有不同的版本，如需调试只能重新开模制作，无法共用，设备相互支援性低。
[0006]10nm工艺节点后准直器使用美国专利US 11309169 B2所公开的偏压准直器，偏压准直器同样是上述现有传统准直器加以进版但加上偏压，但只能外加一种偏压。且研发之初发现因优异的直向性造成准直器形状转印到晶圆上的现象，这种现象称为转印效应(Printing effect)，转印效应也需要在提高准直器的直向性的同时予以消除。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电控准直器组件，具有结构简单加工容易的优点，能提高不同节点制程的调试性，能进一步提升离子比例和直向性，提高小结构的填充能力。为此，本专利技术还提供一种基板处理腔室。本专利技术还提供一种基板处理腔室的制程调
试方法。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供的电控准直器组件，包括由至少一个所述准直器片状单元相组合形成的第一组合结构。
[0009]所述准直器片状(sheet)单元具有第一表面和相对的第二表面，多个贯穿所述第一表面和所述第二表面的贯穿孔以及围绕所述贯穿孔的孔壁。
[0010]所述准直器片状单元的所述孔壁具有导电能力并能连接偏压。
[0011]所述准直器片状单元的片状结构使准直器片状单元具有组合功能。
[0012]电控准直器组件包括多个所述准直器片状单元相组合形成的第一组合结构。
[0013]所述第一组合结构具有第一调节参数组，用于实现工艺制程调适。
[0014]所述第一调节参数组的参数包括：所述准直器片状单元的片数，各所述准直器片状单元的偏压，各所述准直器片状单元的所述贯穿孔的结构和所述孔壁的结构，各所述准直器片状单元的第一表面和第二表面之间的高度，各所述准直器片状单元之间的间距；所述第一调节参数组的各参数的值由所述工艺制程确定并满足所述工作制程的要求。
[0015]进一步的改进是，各所述准直器片状单元的第一表面和第二表面之间的高度为0.5cm～15cm。
[0016]进一步的改进是，所述准直器片状单元的片数为1片、2片或3片以上。
[0017]进一步的改进是，各所述准直器片状单元之间的间距0.1cm～20cm。
[0018]进一步的改进是，各所述准直器片状单元的偏压由独立的偏压电源提供，所述偏压电源提供直流偏压或交流偏压。
[0019]进一步的改进是，各所述准直器片状单元的所述孔壁的组成材料包括导电材料或者表面镀有导电膜的绝缘材料。
[0020]进一步的改进是，所述准直器片状单元的所述贯穿孔的截面形状包括圆形或多边形。
[0021]进一步的改进是，所述准直器片状单元上的所述贯穿孔在截面上的分布结构包括：
[0022]所述准直器片状单元的各区域的所述贯穿孔的截面形状相同以及截面面积相同。
[0023]或者，所述准直器片状单元的各区域的所述贯穿孔的截面面积具有第一变化结构。
[0024]所述第一变化结构包括：
[0025]在从所述准直器片状单元的中心到外侧边缘的第一方向上，所述贯穿孔的截面面积为第一渐进式变大或者为第一区域性变大。
[0026]所述第一渐进式变大是指各所述贯穿孔的截面面积依次增加。
[0027]所述第一区域性变大是指所述贯穿孔的截面面积按照第一区域进行依次增加，各所述第一区域包括一个以上的相邻的所述贯穿孔且至少有一个所述第一区域中包括两个以上的相邻的所述贯穿孔。
[0028]进一步的改进是，所述准直器片状单元在俯视面上呈圆形，在所述准直器片状单元的一个环形区域上，各所述贯穿孔的截面形状相同或不相同以及截面面积相同或不相同。
[0029]进一步的改进是，所述准直器片状单元在俯视面上呈圆形，各所述贯穿孔沿所述
准直器片状单元的圆心对称分布或非对称分布。
[0030]进一步的改进是，所述准直器片状单元的各区域的高度相等；或者，所述准直器片状单元的各区域的高度具有第二变化结构。
[0031]所述第二变化结构包括：
[0032]在从所述准直器片状单元的中心到外侧边缘的第一方向上，所述准直器片状单元的各区域的高度为第二渐进式变低或者为第二区域性变低。
[0033]所述第二渐进式变低是指各所述孔壁的高度依次变低。
[0034]所述第二区域性变低是指所述孔壁的高度按照第二区域进行依次变低，各所述第二区域包括一个以上的相邻的所述孔壁且至少有一个所述第二区域中包括两个以上的相邻的所述孔壁。
[0035]进一步的改进是，各所述准直器片状单元上或者各所述准直器片状单元之间的各所述贯穿孔的深宽比相同或者不同，各所述贯穿孔的形状相同或者不相同，各所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电控准直器组件，其特征在于，包括由至少一个所述准直器片状单元相组合形成的第一组合结构；所述准直器片状单元具有第一表面和相对的第二表面，多个贯穿所述第一表面和所述第二表面的贯穿孔以及围绕所述贯穿孔的孔壁；所述准直器片状单元的所述孔壁具有导电能力并能连接偏压；所述准直器片状单元的片状结构使准直器片状单元具有组合功能；所述第一组合结构具有第一调节参数组，用于实现工艺制程调适；所述第一调节参数组的参数包括：所述准直器片状单元的片数，各所述准直器片状单元的偏压，各所述准直器片状单元的所述贯穿孔的结构和所述孔壁的结构，各所述准直器片状单元的第一表面和第二表面之间的高度，各所述准直器片状单元之间的间距；所述第一调节参数组的各参数的值由所述工艺制程确定并满足所述工作制程的要求。2.如权利要求1所述的电控准直器组件，其特征在于：各所述准直器片状单元的第一表面和第二表面之间的高度为0.5cm～15cm。3.如权利要求1所述的电控准直器组件，其特征在于：所述准直器片状单元的片数为1片、2片或3片以上。4.如权利要求1所述的电控准直器组件，其特征在于：各所述准直器片状单元之间的间距0.1cm～20cm。5.如权利要求1所述的电控准直器组件，其特征在于：各所述准直器片状单元的偏压由独立的偏压电源提供，所述偏压电源提供直流偏压或交流偏压。6.如权利要求1所述的电控准直器组件，其特征在于：各所述准直器片状单元的所述孔壁的组成材料包括导电材料或者表面镀有导电膜的绝缘材料。7.如权利要求1所述的电控准直器组件，其特征在于：所述准直器片状单元的所述贯穿孔的截面形状包括圆形或多边形。8.如权利要求7所述的电控准直器组件，其特征在于：所述准直器片状单元上的所述贯穿孔在截面上的分布结构包括：所述准直器片状单元的各区域的所述贯穿孔的截面形状相同以及截面面积相同；或者，所述准直器片状单元的各区域的所述贯穿孔的截面面积具有第一变化结构；所述第一变化结构包括：在从所述准直器片状单元的中心到外侧边缘的第一方向上，所述贯穿孔的截面面积为第一渐进式变大或者为第一区域性变大；所述第一渐进式变大是指各所述贯穿孔的截面面积依次增加；所述第一区域性变大是指所述贯穿孔的截面面积按照第一区域进行依次增加，各所述第一区域包括一个以上的相邻的所述贯穿孔且至少有一个所述第一区域中包括两个以上的相邻的所述贯穿孔。9.如权利要求7所述的电控准直器组件，其特征在于：所述准直器片状单元在俯视面上呈圆形，在所述准直器片状单元的一个环形区域上，各所述贯穿孔的截面形状相同或不相同以及截面面积相同或不相同。10.如权利要求7所述的电控准直器组件，其特征在于：所述准直器片状单元在俯视面上呈圆形，各所述贯穿孔沿所述准直器片状单元的圆心对称分布或非对称分布。
11.如权利要求1所述的电控准直器组件，其特征在于：所述准直器片状单元的各区域的高度相等；或者，所述准直器片状单元的各区域的高度具有第二变化结构；所述第二变化结构包括：在从所述准直器片状单元的中心到外侧边缘的第一方向上，所述准直器片状单元的各区域的高度为第二渐进式变低或者为第二区域性变低；所述第二渐进式变低是指各所述孔壁的高度依次变低；所述第二区域性变低是指所述孔壁的高度按照第二区域进行依次变低，各所述第二区域包括一个以上的相邻的所述孔壁且至少有一个所述第二区域中包括两个以上的相邻的所述孔壁。12.如权利要求1所述的电控准直器组件，其特征在于：各所述准直器片状单元上或者各所述准直器片状单元之间的各所述贯穿孔的深宽比相同或者不同，各所述贯穿孔的形状相同或者不相同，各所述贯穿孔的大小相同或者不同；各所述准直器片状单元之间的所述贯穿孔的数目相同或者不同。13.如权利要求1所述的电控准直器组件，其特征在于：所述第一组合结构中，各所述准直器片状单元的外侧边缘所围区域大小相同，各所述准直器片状单元平行排列且中心对齐。14.如权利要求1所述的电控准直器组件，其特征在于：所述工艺制程包括工艺节点为40nm、28nm、14nm、7nm以及5nm以下的PVD...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘兴强，
申请(专利权)人：宸微设备科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：