本实用新型专利技术提供一种准直管组件及物理气相沉积系统，准直管组件包括准直管本体、多个筛孔及加热部件，多个筛孔排布于准直管本体中，筛孔具有一定高度的侧壁，加热部件包括位于筛孔的侧壁表面、侧壁内部、上端面或下端面的至少一个发热元件。本实用新型专利技术可以减少粒子在准直管上的沉积，降低沉积物剥离的风险，改善筛孔顶端突出物现象，减轻突出物对晶圆上薄膜沉积率的影响，增加晶圆上薄膜的沉积率，提高腔室吞吐量。通过可选设置不同温区，可使沉积到准直管上不同区域的粒子数量更趋于一致，有助于改善沉积到晶圆上薄膜的均匀性。此外，准直管的使用寿命得以延长，有利于降低维护成本。采用上述准直管组件的物理气相沉积系统可制备更高质量的薄膜。制备更高质量的薄膜。制备更高质量的薄膜。
【技术实现步骤摘要】
一种准直管组件及物理气相沉积系统
[0001]本技术属于半导体
，涉及一种准直管组件及物理气相沉积系统。
技术介绍
[0002]物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术是指在真空条件下采用物理方法将材料源(固体或液体)表面气化成气态原子或分子，或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。PVD镀膜技术主要分为三类：真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜，相应的真空镀膜设备包括真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机。其中，溅射镀膜是指在真空条件下，利用离子(如氩离子)轰击靶材表面，使靶材表面原子获得足够的能量而逃逸，飞向被镀基体表面沉积成薄膜。
[0003]传统的PVD溅射沉积存在如下问题：由于粒子(原子和离子)到晶圆表面的入射没有很好的方向性，对于粒子飞向槽结构或孔结构的情形，槽结构或孔结构顶部区域的接触角比底部区域的接触角大，从而容易在孔结构槽结构或孔结构的顶部形成突出物(overhang)。另外，在晶圆的非中心位置，由于阴影效应(shadow effect)，更靠近晶圆边缘的一侧可以接触到更多的粒子，因此overhang现象会更加严重，同时还会造成槽结构或孔结构侧壁的沉积物具有厚度不对称性。
[0004]通过在物理气相沉积设备的腔体内配置有准直管(collimator)可以提高粒子的准直性，因为准直管中具有多个尺寸均匀的蜂窝状筛孔，大角度的粒子会沉积到准直管上，达到过滤的效果，增强到达晶圆的粒子的准直性。但是准直管的使用仍存在一些问题：
[0005](1)粒子在准直管上沉积，伴随使用时间的增加会有沉积物剥离的风险，剥离的沉积物掉落到待镀膜或正在镀膜的晶圆上会造成污染；
[0006](2)准直管上的沉积物过厚会影响晶圆上的薄膜沉积率；
[0007](3)准直管的中间区域相对于边缘区域会接触到更多的粒子，因此准直管中间区域的沉积物会比边缘区域的沉积物更厚，中间区域的筛开孔顶端的overhang现象更加严重，这样会增加晶圆中间区域与晶圆边缘区域的沉积率的差异性，从而影响沉积到晶圆上薄膜均匀性。
[0008]因此，如何改进准直管的结构以降低其上沉积物的影响，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题之一。
[0009]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
[0010]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种准直管组件及物理气相沉积系统，用于解决现有准直管结构随着使用时间增加其上沉积物剥离风险较大，
且容易影响晶圆上薄膜沉积率及均匀性的问题。
[0011]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种准直管组件，包括：
[0012]准直管本体；
[0013]多个筛孔，排布于所述准直管本体中，所述筛孔具有一定高度的侧壁，
[0014]加热部件，包括位于所述筛孔的侧壁表面、侧壁内部、上端面或下端面的至少一个发热元件。
[0015]可选地，所述准直管组件还包括供电部件，所述供电部件与所述加热部件电连接。
[0016]可选地，所述发热元件包括电阻丝、电热膜或电热管。
[0017]可选地，所述准直管本体包括至少两个加热分区，每个所述加热分区对应设有独立的所述加热部件，每个所述加热部件包括至少一个所述发热元件。
[0018]可选地，每个所述筛孔对应设有一个或多个所述发热元件。
[0019]可选地，多个所述加热分区具有相同的形状，或至少有两个所述加热分区具有不同的形状。
[0020]可选地，所述准直管本体包括内部加热分区及环设于所述内部加热分区外部的至少一个外部加热分区。
[0021]可选地，所述内部加热分区与所述外部加热分区呈同心圆分布。
[0022]可选地，所述外部加热分区包括多个沿同一圆周分布的多个子分区，多个所述子分区对应设有独立的所述加热部件。
[0023]本技术还提供一种物理气相沉积系统，包括：
[0024]腔体；
[0025]加热盘，位于所述腔体中用于加热放置于所述加热盘上的晶圆；
[0026]靶座，位于所述腔体中并设置于所述加热盘上方；
[0027]如上任意一项所述的准直管组件，所述准直管组件的准直管本体位于所述腔体中并设置于所述靶座与所述加热盘之间。
[0028]如上所述，本技术的准直管组件设有加热部件，加热部件的加热功能可以使得大角度粒子在接触到准直管的同时获取能量，不容易吸附在准直管上，从而可以减少粒子在准直管上的沉积，降低沉积物剥离的风险。并且由于原本无法通过准直管的大角度粒子可以重新通过，一方面改善了筛孔顶端突出物现象，减轻突出物对晶圆上薄膜沉积率的影响，另一方面这些通过准直管的大角度粒子一定程度上可以增加晶圆上薄膜的沉积率，提高腔室吞吐量(throughput)。本技术的准直管组件通过可选设置不同温区，可以使得沉积到准直管上不同区域的粒子数量更趋于一致，有助于改善沉积到晶圆上薄膜的均匀性。此外，准直管上沉积物的减少及均匀度提高使得准直管的使用寿命得以延长，有利于降低维护成本。采用上述准直管组件的物理气相沉积系统可以制备更高质量的薄膜。
附图说明
[0029]图1显示为一种采用物理气相沉积法溅射沉积薄膜的示意图。
[0030]图2显示为不同入射角度的粒子飞向晶圆表面盲孔结构的示意图。
[0031]图3显示为飞向图2所示盲孔结构的粒子入射角θ分布。
[0032]图4显示为盲孔结构中沉积膜的分布示意图。
[0033]图5显示为在配置有准直管的腔室内采用物理气相沉积法溅射沉积薄膜的示意图。
[0034]图6显示为准直管的立体结构示意图。
[0035]图7显示为不同入射角度粒子在准直管筛孔中的运动路径。
[0036]图8显示为在配置有使用了较长时间的准直管的腔室内采用物理气相沉积法溅射沉积薄膜的示意图。
[0037]图9显示为本技术实施例一中准直管本体的俯视结构示意图。
[0038]图10显示为图9的局部放大图。
[0039]图11显示为一筛孔的侧壁处于发热状态及大入射角度粒子在其中的运动路径示意图。
[0040]图12显示为本技术实施例二中准直管本体的俯视结构示意图。
[0041]图13显示为在配置有本技术的准直管组件的腔室内采用物理气相沉积法溅射沉积薄膜的示意图。
[0042]图14显示为本技术实施例三中物理气相沉积系统的结构示意图。
[0043]元件标号说明
[0044]101
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靶材...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种准直管组件，其特征在于，包括：准直管本体；多个筛孔，排布于所述准直管本体中，所述筛孔具有一定高度的侧壁，加热部件，包括位于所述筛孔的侧壁表面、侧壁内部、上端面或下端面的至少一个发热元件。2.根据权利要求1所述的准直管组件，其特征在于：所述准直管组件还包括供电部件，所述供电部件与所述加热部件电连接。3.根据权利要求1所述的准直管组件，其特征在于：所述发热元件包括电阻丝、电热膜或电热管。4.根据权利要求1
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3任一项所述的准直管组件，其特征在于：所述准直管本体包括至少两个加热分区，每个所述加热分区对应设有独立的所述加热部件，每个所述加热部件包括至少一个所述发热元件。5.根据权利要求4所述的准直管组件，其特征在于：每个所述筛孔对应设有一个或多个所述发热元件。6.根据权利要求4所述的准直管组件，其特征在于：多个...
【专利技术属性】
技术研发人员：于强，肖恩才，魏晓平，吴海林，
申请(专利权)人：芯恩青岛集成电路有限公司，
类型：新型
国别省市：
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