本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式一般地涉及一種用于將材料均勻?yàn)R射沉積到基板上的高深寬比特征的底部和側(cè)壁中的裝置和方法。

背景技術(shù)：

以可靠的方式產(chǎn)生亞半微米(sub-halfmicron)和更小的特征是半導(dǎo)體器件的下一代甚大規(guī)模集成(vlsi)和超大規(guī)模集成(ulsi)的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)之一。然而，隨著電路技術(shù)不斷地最小化，vlsi和ulsi技術(shù)中不斷收縮尺寸的互連件已經(jīng)對(duì)處理能力有額外的需求。例如，隨著下一代器件的電路密度的增加，互連件(諸如通孔、溝槽、觸點(diǎn)、柵極結(jié)構(gòu)和其它特征、以及在它們之間的介電材料)的寬度減小，而電介質(zhì)層的厚度保持基本上恒定，由此特征的深寬比增加。

濺射(也稱物理氣相沉積(pvd))廣泛用來(lái)在集成電路中沉積金屬特征。濺射用于沉積用作擴(kuò)散阻擋層、種晶層、主要導(dǎo)體、抗反射涂層和蝕刻停止層的層。源材料(諸如靶)被通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)烈加速的離子轟擊。轟擊使材料從靶射出，并且材料隨后沉積在基板上。在沉積過(guò)程中，射出的顆粒可沿不同方向行進(jìn)，而非大體上正交于基板表面，這造成了在基板中的高深寬比特征的拐角上形成的突懸結(jié)構(gòu)。突懸可不利地造成形成在沉積材料內(nèi)的孔洞或空隙，從而造成所形成特征的導(dǎo)電性減小。高深寬比幾何形狀更難實(shí)現(xiàn)無(wú)空隙的填充。

一種已發(fā)展成允許使用濺射在高深寬比特征底部中沉積薄膜的技術(shù)是準(zhǔn)直器濺射。準(zhǔn)直器是定位在濺射源與基板之間的過(guò)濾板。準(zhǔn)直器通常具有均勻厚度，并且包括形成為穿過(guò)厚度的多個(gè)通道。濺射材料在準(zhǔn)直器的從濺射源到基板的路徑上穿過(guò)準(zhǔn)直器。準(zhǔn)直器會(huì)濾出或收集本將以超過(guò)期望角度的銳角來(lái)撞擊工件的材料。

通過(guò)給定的準(zhǔn)直器來(lái)完成的材料過(guò)濾的實(shí)際量是取決于穿過(guò)準(zhǔn)直器的孔隙的深寬比。材料(諸如沿近似于垂直于基板的路徑來(lái)行進(jìn)的顆粒)穿過(guò)準(zhǔn)直器，并且沉積在基板上。這允許了在高深寬比特征底部中實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的覆蓋。然而，在使用通常具有整體上六邊形的形狀的現(xiàn)有技術(shù)準(zhǔn)直器時(shí)存在某些問(wèn)題。不利的是，帶現(xiàn)有技術(shù)準(zhǔn)直器的pvd腔室經(jīng)常發(fā)生單元堵塞，并且由于六邊形準(zhǔn)直器的拐角的遮擋而在基板邊緣附近留下六點(diǎn)沉積。

因此，需要提高通過(guò)pvd技術(shù)在基板上沉積源材料的均勻性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式一般地涉及一種用于將材料均勻?yàn)R射沉積到基板上的高深寬比特征的底部和側(cè)壁中的裝置和方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種準(zhǔn)直器。所述準(zhǔn)直器包括：主體，所述主體具有中心區(qū)域；周邊區(qū)域；和過(guò)渡區(qū)域，所述過(guò)渡區(qū)域設(shè)置在所述中心區(qū)域與所述周邊區(qū)域之間。所述準(zhǔn)直器具有：第一多個(gè)孔隙，所述第一多個(gè)孔隙在所述中心區(qū)域中，具有第一深寬比；第二多個(gè)孔隙，所述第二多個(gè)孔隙在所述周邊區(qū)域中，具有第二深寬比，所述第二深寬比小于所述第一深寬比；以及第三多個(gè)孔隙，所述第三多個(gè)孔隙在所述過(guò)渡區(qū)域中。所述第三多個(gè)孔隙被切割成使得所述過(guò)渡區(qū)域形成將所述中心區(qū)域包圍的圓錐形狀。所述第一多個(gè)孔隙、所述第二多個(gè)孔隙和所述第三多個(gè)孔隙的上部部分包括入口角部分。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種準(zhǔn)直器。所述準(zhǔn)直器包括蜂巢狀結(jié)構(gòu)，所述蜂巢狀結(jié)構(gòu)具有限定并分開(kāi)六邊形孔隙的壁。所述六邊形孔隙包括：第一多個(gè)六邊形孔隙，所述第一多個(gè)六邊形孔隙在中心區(qū)域中，具有第一深寬比；第二多個(gè)六邊形孔隙，所述第二多個(gè)六邊形孔隙在周邊區(qū)域中，具有第二深寬比，所述第二深寬比小于所述第一深寬比；以及第三多個(gè)六邊形孔隙，所述第三多個(gè)六邊形孔隙在過(guò)渡區(qū)域中，所述過(guò)渡區(qū)域設(shè)置在所述中心區(qū)域與所述周邊區(qū)域之間。限定所述過(guò)渡區(qū)域的所述第三多個(gè)孔隙的壁形成將所述中心區(qū)域包圍的圓錐形狀，并且所述壁的上部部分包括入口角部分。

在又一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種用于將濺射靶包圍的準(zhǔn)直器組件。所述準(zhǔn)直器組件包括遮蔽部分，所述遮蔽部分耦接于準(zhǔn)直器部分。所述準(zhǔn)直器部分包括：主體，所述主體具有中心區(qū)域；周邊區(qū)域；和過(guò)渡區(qū)域，所述過(guò)渡區(qū)域設(shè)置在所述中心區(qū)域與所述周邊區(qū)域之間。所述中心區(qū)域具有第一多個(gè)孔隙，所述第一多個(gè)孔隙在所述中心區(qū)域中，具有第一深寬比。所述周邊區(qū)域具有第二多個(gè)孔隙，所述第二多孔隙具有第二深寬比，所述第二深寬比小于所述第一深寬比。所述過(guò)渡區(qū)域具有第三多個(gè)孔隙，所述第三多個(gè)孔隙在所述過(guò)渡區(qū)域中，其中所述第三多個(gè)孔隙被切割成使得所述過(guò)渡區(qū)域形成將所述中心區(qū)域包圍的圓錐形狀。所述遮蔽部分包括：頂環(huán)；支撐凸緣，所述支撐凸緣位于所述頂環(huán)下方，所述支撐凸緣徑向向外延伸；以及圓柱形帶，所述圓柱形帶從所述支撐凸緣向下延伸。所述圓柱形帶具有：第一豎直或是基本豎直部分；徑向向內(nèi)傾斜部分，所述徑向向內(nèi)傾斜部分是從所述第一豎直或是基本豎直部分向下延伸；以及第二豎直或是基本豎直部分，所述第二豎直或是基本豎直部分是從所述徑向向內(nèi)傾斜部分向下延伸，其中所述徑向向內(nèi)傾斜部分跨所述周邊區(qū)域中的所述第二多個(gè)孔隙的一部分來(lái)延伸。

在又一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種用于將濺射靶包圍的準(zhǔn)直器組件。所述準(zhǔn)直器組件包括遮蔽部分，所述遮蔽部分耦接于準(zhǔn)直器部分。所述準(zhǔn)直器部分包括蜂巢狀結(jié)構(gòu)，所述蜂巢狀結(jié)構(gòu)具有限定并分開(kāi)六邊形孔隙的壁。所述六邊形孔隙包括：第一多個(gè)六邊形孔隙，所述第一多個(gè)六邊形孔隙在中心區(qū)域中，具有第一深寬比；第二多個(gè)六邊形孔隙，所述第二多個(gè)六邊形孔隙在周邊區(qū)域中，具有第二深寬比，所述第二深寬比小于所述第一深寬比；以及第三多個(gè)六邊形孔隙，所述第三多個(gè)六邊形孔隙在過(guò)渡區(qū)域中，所述過(guò)渡區(qū)域設(shè)置在所述中心區(qū)域與所述周邊區(qū)域之間。限定所述過(guò)渡區(qū)域的所述第三多個(gè)孔隙的壁形成將所述中心區(qū)域包圍的圓錐形狀，并且所述壁的上部部分包括入口角部分。所述遮蔽部分包括：頂環(huán)；支撐凸緣，所述支撐凸緣位于所述頂環(huán)下方，所述支撐凸緣徑向向外延伸；以及圓柱形帶，所述圓柱形帶從所述支撐凸緣向下延伸到所述蜂巢狀結(jié)構(gòu)下方的某個(gè)高度處。

在又一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種基板處理腔室。所述基板處理腔室包括：腔室主體，所述腔室主體限定內(nèi)部容積；濺射靶，所述濺射靶被設(shè)置在所述內(nèi)部容積的上部部分中；基板支撐件，所述基板支撐件被設(shè)置在所述濺射靶下方；以及準(zhǔn)直器組件，所述準(zhǔn)直器組件用于包圍所述濺射靶。遮蔽件包括遮蔽部分，所述遮蔽部分耦接于準(zhǔn)直器部分。所述準(zhǔn)直器部分包括：主體，所述主體具有中心區(qū)域；周邊區(qū)域；和過(guò)渡區(qū)域，所述過(guò)渡區(qū)域設(shè)置在所述中心區(qū)域與所述周邊區(qū)域之間。所述中心區(qū)域具有第一多個(gè)孔隙，所述第一多個(gè)孔隙在所述中心區(qū)域中，具有第一深寬比。所述周邊區(qū)域具有第二多個(gè)孔隙，所述第二多孔隙具有第二深寬比，所述第二深寬比小于所述第一深寬比。所述過(guò)渡區(qū)域具有第三多個(gè)孔隙，所述第三多個(gè)孔隙在所述過(guò)渡區(qū)域中，其中所述第三多個(gè)孔隙被切割成使得所述過(guò)渡區(qū)域形成將所述中心區(qū)域包圍的圓錐形狀。所述遮蔽部分包括：頂環(huán)；支撐凸緣，所述支撐凸緣位于所述頂環(huán)下方，所述支撐凸緣徑向向外延伸；以及圓柱形帶，所述圓柱形帶從所述支撐凸緣向下延伸。所述圓柱形帶具有：第一豎直或是基本豎直部分；徑向向內(nèi)傾斜部分，所述徑向向內(nèi)傾斜部分是從所述第一豎直或是基本豎直部分向下延伸；以及第二豎直或是基本豎直部分，所述第二豎直或是基本豎直部分是從所述徑向向內(nèi)傾斜部分向下延伸，其中所述徑向向內(nèi)傾斜部分跨所述周邊區(qū)域中的所述第二多個(gè)孔隙的一部分來(lái)延伸。

在又一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種基板處理腔室。所述基板處理腔室包括：腔室主體，所述腔室主體限定內(nèi)部容積；濺射靶，所述濺射靶被設(shè)置在所述內(nèi)部容積的上部部分中；基板支撐件，所述基板支撐件被設(shè)置在所述濺射靶下方；以及準(zhǔn)直器組件，所述準(zhǔn)直器組件用于包圍所述濺射靶。所述準(zhǔn)直器組件包括遮蔽部分，所述遮蔽部分耦接于準(zhǔn)直器部分。所述準(zhǔn)直器部分包括蜂巢狀結(jié)構(gòu)，所述蜂巢狀結(jié)構(gòu)具有限定并分開(kāi)六邊形孔隙的壁。所述六邊形孔隙包括：第一多個(gè)六邊形孔隙，所述第一多個(gè)六邊形孔隙在中心區(qū)域中，具有第一深寬比；第二多個(gè)六邊形孔隙，所述第二多個(gè)六邊形孔隙在周邊區(qū)域中，具有第二深寬比，所述第二深寬比小于所述第一深寬比；以及第三多個(gè)六邊形孔隙，所述第三多個(gè)六邊形孔隙在過(guò)渡區(qū)域中，所述過(guò)渡區(qū)域設(shè)置在所述中心區(qū)域與所述周邊區(qū)域之間。限定所述過(guò)渡區(qū)域的所述第三多個(gè)孔隙的壁形成將所述中心區(qū)域包圍的圓錐形狀，并且所述壁的上部部分包括入口角部分。所述遮蔽部分包括：頂環(huán)；支撐凸緣，所述支撐凸緣位于所述頂環(huán)下方，所述支撐凸緣徑向向外延伸；以及圓柱形帶，所述圓柱形帶從所述支撐凸緣向下延伸到所述蜂巢狀結(jié)構(gòu)下方的某個(gè)高度處。

附圖說(shuō)明

因此，上文所簡(jiǎn)要總結(jié)的能夠詳細(xì)理解本公開(kāi)內(nèi)容的上述所引用的特征的方式，對(duì)實(shí)施方式的更具體的描述可以參考實(shí)施方式獲得，一些實(shí)施方式示出在附圖中。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，附圖僅僅示出了本公開(kāi)內(nèi)容的典型實(shí)施方式，并且因此不應(yīng)視為限制本公開(kāi)內(nèi)容的范圍，因?yàn)楸竟_(kāi)內(nèi)容可允許其它等效實(shí)施方式。

圖1描繪根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式的具有準(zhǔn)直器組件的基板處理腔室的截面示意圖；

圖2a描繪根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式的準(zhǔn)直器組件的透視圖；

圖2b描繪根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式的準(zhǔn)直器組件的另一個(gè)透視圖；

圖3描繪圖2a至圖2b的準(zhǔn)直器組件的頂視圖；

圖4描繪根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式的圖2a至圖2b的準(zhǔn)直器組件的截面圖；

圖5a描繪圖2a至圖2b的準(zhǔn)直器組件的一部分的截面圖；

圖5b描繪圖2a至圖2b的準(zhǔn)直器組件的另一個(gè)實(shí)施方式的一部分的截面圖；以及

圖6描繪準(zhǔn)直器組件的上部遮蔽件與下部遮蔽件的相交的局部截面圖。

為了促進(jìn)理解，已盡可能使用相同參考數(shù)字指代各圖所共通的相同元件。應(yīng)預(yù)見(jiàn)到，一個(gè)實(shí)施方式的元件和特征可有利地并入其它實(shí)施方式，而無(wú)需進(jìn)一步敘述。

具體實(shí)施方式

以下公開(kāi)內(nèi)容描述一種用于pvd濺射的準(zhǔn)直器/通量?jī)?yōu)化器。某些細(xì)節(jié)在以下描述和圖1-6中闡明，以便提供對(duì)本公開(kāi)內(nèi)容的各種實(shí)施方式的透徹理解。通常與準(zhǔn)直器和pvd濺射相關(guān)的所熟知的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的其它細(xì)節(jié)描述并未在以下公開(kāi)內(nèi)容中闡明，以便避免不必要地模糊對(duì)各種實(shí)施方式的描述。

附圖中示出的許多細(xì)節(jié)、尺寸、角度和其它特征僅為示例性的特定實(shí)施方式。因此，其它實(shí)施方式在不背離本公開(kāi)內(nèi)容的精神或范圍的情況下，可以具有其它細(xì)節(jié)、部件、尺寸、角度和特征。另外，本公開(kāi)內(nèi)容的進(jìn)一步的實(shí)施方式可以在無(wú)若干下述細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。

本文所描述的實(shí)施方式將在下文中參照pvd處理系統(tǒng)進(jìn)行描述，諸如可購(gòu)自加利福尼亞州圣克拉拉市應(yīng)用材料公司(appliedmaterials,inc.ofsantaclara,california)的pvd處理腔室。有能力執(zhí)行濺射工藝的其它工具還可適于從本文所描述的實(shí)施方式中受益。另外，使本文所描述濺射工藝能夠進(jìn)行的任何系統(tǒng)可有利地使用。本文所描述的裝置描述僅是示例性的，而不應(yīng)當(dāng)理解或解釋為本文所描述的實(shí)施方式的范圍的限制。

對(duì)pvd濺射等離子體的物理準(zhǔn)直已用來(lái)通過(guò)在中性濺射物質(zhì)到達(dá)基板前過(guò)濾偏角來(lái)改進(jìn)基板上的濺射結(jié)果。在本文中描述的一些實(shí)施方式中，提供一種可偏壓準(zhǔn)直器。使所述準(zhǔn)直器偏壓的能力允許對(duì)濺射物質(zhì)所穿過(guò)的磁場(chǎng)的控制。在本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施方式中，提供一種這樣的準(zhǔn)直器：具有高有效深寬比，同時(shí)維持沿所述準(zhǔn)直器的六邊形的陣列的所述準(zhǔn)直器的周邊的低深寬比。在一些實(shí)施方式中，提供一種在所述六邊形的陣列中帶陡峭入口邊緣的準(zhǔn)直器。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，相較現(xiàn)有技術(shù)準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，在所述準(zhǔn)直器中使用陡峭入口邊緣實(shí)質(zhì)上減少了所述六邊形的陣列中的單元的沉積突懸和沉積堵塞。相較現(xiàn)有技術(shù)準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，這些各種特征實(shí)質(zhì)上提高了膜均勻性并且延長(zhǎng)了準(zhǔn)直器和工藝配件的壽命，同時(shí)減少了清潔持續(xù)時(shí)間。

圖1描繪了具有能夠處理基板154的工藝配件140的一個(gè)實(shí)施方式的基板處理腔室100的示例性的實(shí)施方式。處理腔室與控制器101耦接。工藝配件140包括一件式的下部遮蔽件180以及準(zhǔn)直器組件108。準(zhǔn)直器組件108包括與準(zhǔn)直器部分110耦接的一件式的上部遮蔽部分186。在所示的實(shí)施方式中，處理腔室100包括濺射腔室，濺射腔室也稱物理氣相沉積(pvd)腔室，能夠在基板上沉積例如鈦、氧化鋁、鋁、銅、鉭、氮化鉭、鎢或氮化物。合適的pvc腔室的實(shí)例包括plus和sippvd處理腔室，兩者均可購(gòu)自加利福尼亞州圣克拉拉市應(yīng)用材料公司。預(yù)見(jiàn)的是，可購(gòu)自其它的制造商的處理腔室可受益于本文所描述的實(shí)施方式。

處理腔室100具有腔室主體105，所述腔室主體限定內(nèi)部處理容積106。腔室主體105包括腔室壁150、接地的導(dǎo)電適配器144和導(dǎo)電凸緣184，所述導(dǎo)電凸緣被設(shè)置在腔室壁150上方。腔室壁150可以是接地的。導(dǎo)電凸緣184定位在第一電介質(zhì)隔離環(huán)143與第二電介質(zhì)隔離環(huán)147之間。一個(gè)或多個(gè)rf電源151將偏壓電位通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)155提供到導(dǎo)電凸緣184，以便向一件式的上部遮蔽部分186和準(zhǔn)直器部分110通電。

處理腔室100包括：濺射源，諸如具有濺射表面145的濺射靶142；以及基板支撐基座152，用于將基板154(例如，半導(dǎo)體基板)接收在其上，支撐基座152具有周邊邊緣153?；逯位?52可位于腔室壁150內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，處理腔室100包括由接地的導(dǎo)電適配器144穿過(guò)電介質(zhì)隔離器146支撐的濺射靶142。濺射靶142包括將在濺射過(guò)程中沉積在基板154的表面上的材料，并且可以包括用于在形成于基板154中的高深寬比特征中沉積作為種晶層的銅。在一個(gè)實(shí)施方式中，濺射靶142還可包括可濺射的材料(諸如銅)的金屬表面層與結(jié)構(gòu)材料(諸如鋁)的背襯層(backinglayer)的粘結(jié)的組合物。

在一個(gè)實(shí)施方式中，基板支撐基座152支撐基板154，基板具有要濺射涂布的高深寬比特征，高深寬比特征的底部與濺射靶142的主要表面平面相對(duì)?；逯位?52具有設(shè)置成大體上平行于濺射靶142的濺射表面145的平面基板接收表面?；逯位?52可豎直地移動(dòng)通過(guò)連接到底腔室壁160的波紋管158，以便允許基板154通過(guò)處理腔室100的下部部分中的負(fù)載鎖定閥(未示出)傳送到基板支撐基座152上?；逯位?52隨后可升高至沉積位置，如圖所示。

在一個(gè)實(shí)施方式中，處理氣體可從氣源162通過(guò)質(zhì)量流量控制器164供應(yīng)到處理腔室100的下部部分中。在一個(gè)實(shí)施方式中，耦接到處理腔室100的可控直流(dc)電源148可以用來(lái)將負(fù)電壓或偏壓施加到濺射靶142。射頻(rf)電源156可耦接到基板支撐基座152，以便在基板154上引起dc自偏壓。在一個(gè)實(shí)施方式中，基板支撐基座152是接地的。在一個(gè)實(shí)施方式中，基板支撐基座152是電浮動(dòng)的。

在一個(gè)實(shí)施方式中，磁控管170被定位在濺射靶142上方。磁控管170可以包括由連接到軸176的底板174支撐的多個(gè)磁體172，軸可與處理腔室100和基板154的中心軸軸向?qū)?zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，磁體172以腎臟形的圖案來(lái)對(duì)準(zhǔn)。磁體172在處理腔室100內(nèi)靠近濺射靶142的前面的位置產(chǎn)生磁場(chǎng)，以便生成等離子體，使得大通量的離子撞擊濺射靶142，從而導(dǎo)致靶材濺射發(fā)射。磁體172可圍繞軸176旋轉(zhuǎn)以增加在濺射靶142的表面上的磁場(chǎng)的均勻性。在一個(gè)實(shí)施方式中，磁控管170是小磁體磁控管。在一個(gè)實(shí)施方式中，磁體172可旋轉(zhuǎn)并在平行或基本平行于濺射靶142的面的線性方向上往復(fù)移動(dòng)，以便產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，磁體172可圍繞中心軸和獨(dú)立地控制的第二軸兩者來(lái)旋轉(zhuǎn)，以便控制它們的徑向和角位置。

在一個(gè)實(shí)施方式中，第一組磁體194可設(shè)置成鄰近腔室壁150，以有助于生成脫離濺射靶142的金屬離子的電場(chǎng)。此外，第二組磁體195可設(shè)置成鄰近濺射靶142，以有助于生成使材料脫離濺射靶142的電極場(chǎng)。值得注意的是，設(shè)置在處理腔室100周?chē)拇朋w數(shù)量可為如需要的那樣多，以便改善等離子體離解和濺射效率。

在一個(gè)實(shí)施方式中，處理腔室100包括一件式的下部遮蔽件180，所述一件式的下部遮蔽件可以是接地的，具有由腔室壁150支撐并電耦接到腔室壁150上的支撐凸緣182。一件式的上部遮蔽部分186由接地的導(dǎo)電適配器144的導(dǎo)電凸緣184支撐并電耦接至導(dǎo)電凸緣184上。一件式的上部遮蔽部分186和一件式的下部遮蔽件180被電耦接，就像接地的導(dǎo)電適配器144和腔室壁150那樣。在一個(gè)實(shí)施方式中，一件式的上部遮蔽部分186和一件式的下部遮蔽件180兩者是由不銹鋼構(gòu)成。在另一個(gè)實(shí)施方式中，一件式的上部遮蔽部分186和一件式的下部遮蔽件180兩者是由鋁構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)施方式中，處理腔室100包括中間的遮蔽件(未示出)，中間的遮蔽件被耦接到一件式的上部遮蔽部分186。在一個(gè)實(shí)施方式中，一件式的上部遮蔽部分186和一件式的下部遮蔽件180在處理腔室100內(nèi)電浮動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，一件式的上部遮蔽部分186和一件式的下部遮蔽件180可耦接到電源。

在一個(gè)實(shí)施方式中，一件式的上部遮蔽部分186具有上部部分，所述上部部分密切配合濺射靶142的環(huán)狀的側(cè)凹槽，其中在一件式的上部遮蔽部分186與濺射靶142之間存在狹窄間隙188，所述狹窄間隙窄至足以防止等離子體穿透并足以濺射涂布電介質(zhì)隔離器146。

在一個(gè)實(shí)施方式中，一件式的下部遮蔽件180向下延伸到圓柱形的外帶196中，所述圓柱形的外帶大體上沿腔室壁150延伸到基板支撐基座152的頂表面下方。一件式的下部遮蔽件180可以具有從圓柱形的外帶196向內(nèi)徑向延伸的底板198。底板198可以包括包圍基板支撐基座152的周邊的向上延伸的圓柱形的內(nèi)帶103。在一個(gè)實(shí)施方式中，蓋環(huán)102在基板支撐基座152處于下部裝載位置時(shí)擱置在圓柱形的內(nèi)帶103的頂部，并且在基板支撐基座152處于上部沉積位置時(shí)擱置在基板支撐基座152的外周邊上，以便保護(hù)基板支撐基座152免受濺射沉積。

一件式的下部遮蔽件180包圍濺射靶142的面對(duì)基板支撐基座152并包圍基板支撐基座152的周邊壁的濺射表面145。一件式的下部遮蔽件180覆蓋并遮蔽處理腔室100的腔室壁150，以便減少源自濺射靶142的濺射表面145的濺射的沉積物沉積到一件式的下部遮蔽件180后方的部件和表面上。例如，一件式的下部遮蔽件180可以保護(hù)基板支撐基座152的表面、基板154的部分、腔室壁150和處理腔室100的底腔室壁160。

在一個(gè)實(shí)施方式中，定向?yàn)R射可通過(guò)將準(zhǔn)直器組件108定位在濺射靶142與基板支撐基座152之間來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖2a描繪了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式的準(zhǔn)直器組件108的透視圖。圖2b描繪了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的準(zhǔn)直器組件108的另一個(gè)透視圖。圖3描繪了可設(shè)置在圖1的處理腔室100中的圖2a至圖2b的準(zhǔn)直器組件108的頂視圖。準(zhǔn)直器組件108包括與準(zhǔn)直器部分110耦接的一件式的上部遮蔽部分186。準(zhǔn)直器部分110包括多個(gè)孔隙，用以引導(dǎo)處理腔室100內(nèi)的氣體和/或材料通量。

準(zhǔn)直器部分110可機(jī)械地和電性地耦接到一件式的上部遮蔽部分186。在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110可耦接到在處理腔室100中定位在下部的中間的遮蔽件(未示出)。在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110可整合到一件式的上部遮蔽部分186，如圖2a至圖2b所示。在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110被焊接到一件式的上部遮蔽部分186。在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110和一件式的上部遮蔽部分186從單塊材料加工成。在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110和一件式的上部遮蔽部分186是由選自鋁、銅和不銹鋼的材料構(gòu)成?；蛘?，一件式的上部遮蔽部分186和準(zhǔn)直器部分110被形成為單件，并使用合適的附接手段(諸如焊接)耦接在一起。在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110可以在處理腔室100內(nèi)電浮動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110可耦接到電源。

準(zhǔn)直器部分110通常為具有限定和分開(kāi)呈密排布置的六邊形孔隙128的壁126的主體或是蜂巢狀結(jié)構(gòu)218。六邊形孔隙128的深寬比可限定為六邊形孔隙128的深度(等于準(zhǔn)直器的厚度)除以六邊形孔隙128的寬度129。在一個(gè)實(shí)施方式中，壁126的厚度在約0.06英寸(1.524毫米)與約0.18英寸(4.572毫米)之間。在一個(gè)實(shí)施方式中，壁126的厚度在約0.12英寸(3.048毫米)與約0.15英寸(3.81毫米)之間。在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110是由選自鋁、銅和不銹鋼的材料構(gòu)成。

準(zhǔn)直器部分110的蜂巢狀結(jié)構(gòu)218可以用作集成式通量?jī)?yōu)化器，用以改進(jìn)穿過(guò)準(zhǔn)直器部分110的離子的流路、離子份額和離子軌跡行為。在一個(gè)實(shí)施方式中，與遮蔽部分相鄰的壁126具有入口角部分406和半徑。準(zhǔn)直器部分110的一件式的上部遮蔽部分186可有助于將準(zhǔn)直器部分110安裝到處理腔室100中。

在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110可從單塊鋁加工而成。準(zhǔn)直器部分110可任選地被涂布或陽(yáng)極化?；蛘?，準(zhǔn)直器部分110可由與處理環(huán)境相容的其它材料制成，并且可由一個(gè)或多個(gè)部分構(gòu)成。在一些實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110的壁126可紋理化(例如，噴丸處理)，以便提高高應(yīng)力膜(例如，銅合金)對(duì)壁126的粘附性。

在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110可以在雙極模式下電偏壓，以便控制穿過(guò)準(zhǔn)直器部分110的離子的方向。例如，可控直流(dc)或ac準(zhǔn)直器電源390可耦接到準(zhǔn)直器部分110，以便將交流脈沖的正電壓或負(fù)電壓提供到準(zhǔn)直器部分110來(lái)對(duì)準(zhǔn)直器部分110進(jìn)行偏壓。在一些實(shí)施方式中，電源390是dc電源。

準(zhǔn)直器部分110用作過(guò)濾器來(lái)捕集以超過(guò)所選角度的角度從來(lái)自濺射靶142的材料射出的、近似于垂直于基板154的離子和中性物質(zhì)。準(zhǔn)直器部分110的六邊形孔隙128被設(shè)計(jì)成允許從來(lái)自濺射靶142的材料的中心區(qū)域或周邊區(qū)域射出的不同的百分比的離子穿過(guò)準(zhǔn)直器部分110。由此，沉積到基板154的周邊區(qū)域和中心區(qū)域上的離子數(shù)量和離子到達(dá)角度兩者被調(diào)整和控制。因此，材料可以更均勻地濺射沉積在基板154的表面上。另外，材料可以更均勻地沉積在高深寬比特征的底部和側(cè)壁上，尤其是位于基板154的周邊附近的高深寬比的通孔和溝槽。

圖4描繪了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式的圖2a至圖2b的準(zhǔn)直器組件108的截面圖。準(zhǔn)直器部分110包括主體或是蜂巢狀結(jié)構(gòu)218，所述主體或是蜂巢狀結(jié)構(gòu)具有中心區(qū)域220，所述中心區(qū)域具有第一多個(gè)孔隙320，所述第一多個(gè)孔隙具有高深寬比，諸如從約2.5:1至約3:1。在一個(gè)實(shí)施方式中，中心區(qū)域220的深寬比為從約2.6:1至約2.7:1。準(zhǔn)直器部分110在外周區(qū)域240中的第二多個(gè)孔隙340的深寬比相對(duì)于中心區(qū)域220中的第一多個(gè)孔隙320而減小。在一個(gè)實(shí)施方式中，外周區(qū)域240中的第二多個(gè)孔隙340具有從約1:1至約2:1的深寬比。在一個(gè)實(shí)施方式中，外周區(qū)域240中的第二多個(gè)孔隙340具有約1:1的深寬比。高深寬比允許在準(zhǔn)直器部分110的中心區(qū)域220中存在更多孔隙。在一個(gè)實(shí)施方式中，中心區(qū)域包括61個(gè)孔隙。

在一個(gè)實(shí)施方式中，六邊形孔隙128的徑向減小通過(guò)在設(shè)置于中心區(qū)域220與外周區(qū)域240之間的過(guò)渡區(qū)域260中提供第三多個(gè)孔隙360實(shí)現(xiàn)。限定第三多個(gè)孔隙360的壁126沿預(yù)定角度“α”來(lái)切割，使得過(guò)渡區(qū)域260形成將第一多個(gè)孔隙320包圍的圓錐形狀。在一個(gè)實(shí)施方式中，預(yù)定角度在15度與45度之間。過(guò)渡區(qū)域有利地提供了中心區(qū)域220中的孔隙的圓形輪廓280，這克服了由于常規(guī)六邊形準(zhǔn)直器的拐角造成的遮蔽而在基板154的邊緣附近出現(xiàn)的六點(diǎn)沉積。

限定六邊形孔隙128的壁126的上部部分具有入口角部分406，以便減小六邊形孔隙128被濺射材料堵塞的速率。入口角部分406向六邊形孔隙128中延伸預(yù)定距離402，并形成為處于預(yù)定角度404。在一個(gè)實(shí)施方式中，預(yù)定距離402在約0.15英寸(3.81毫米)至約1英寸(2.54厘米)之間，并且預(yù)定角度在約2度與約16度之間。在一個(gè)實(shí)施方式中，預(yù)定距離402和預(yù)定角度404分別為約0.15英寸(3.81毫米)和15度。在一個(gè)實(shí)施方式中，預(yù)定距離402和預(yù)定角度404分別為約1英寸(2.54厘米)和2.5度。

圖5a描繪了圖2a至圖2b的準(zhǔn)直器組件108的一部分的截面圖。一件式的上部遮蔽部分186具有的直徑的大小適于包圍濺射靶142的濺射表面145，所述濺射表面面對(duì)基板支撐基座152、基板支撐基座152的周邊邊緣153，并且遮蔽處理腔室100的接地的導(dǎo)電適配器144和腔室壁150。一件式的上部遮蔽部分186用于減少源自濺射靶142的濺射表面145的濺射的沉積物沉積到處理腔室100的基板支撐基座152、基板154的突懸邊緣、接地的導(dǎo)電適配器144、腔室壁150和底腔室壁160的表面上。

一件式的上部遮蔽部分186包括頂環(huán)516。緊挨頂環(huán)516下方存在支撐凸緣526。支撐凸緣526朝處理腔室100的導(dǎo)電凸緣184徑向向外延伸。支撐凸緣526包括頂表面528a和底表面528b。支撐凸緣526的底表面528b可以包括多個(gè)突起(未示出)，以便將一件式的上部遮蔽部分186與支撐一件式的上部遮蔽部分186的導(dǎo)電凸緣184對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，一件式的上部遮蔽部分186的支撐凸緣526具有多個(gè)沉孔(未示出)，這些沉孔的形狀和大小適于接收緊固件，以便將一件式的上部遮蔽部分186附連到導(dǎo)電凸緣184。一件式的上部遮蔽部分186的支撐凸緣526可通過(guò)多個(gè)緊固件(例如，螺桿)固定到導(dǎo)電凸緣184。在一個(gè)實(shí)施方式中，多個(gè)緊固件為從30個(gè)至40個(gè)(例如，36個(gè))。增加將一件式的上部遮蔽部分186固定到導(dǎo)電凸緣184的緊固件的數(shù)量提供對(duì)一件式的上部遮蔽部分186的改良的溫度控制。

從一件式的上部遮蔽部分186的頂環(huán)516向下延伸的是圓柱形帶514，所述圓柱形帶具有第一豎直或是基本豎直部分521、徑向向內(nèi)傾斜部分522和第二豎直或是基本豎直部分523。第一豎直或是基本豎直部分521從頂環(huán)516向下延伸到徑向向內(nèi)傾斜部分522。徑向向內(nèi)傾斜部分522具有相對(duì)于圓柱形帶514的第一基本豎直部分521的從約40度至約50度(例如，從約45°至約50°)的角度“β”。如圖5a所描繪的，徑向向內(nèi)傾斜部分522跨外周區(qū)域240中的第二多個(gè)孔隙340的一部分來(lái)延伸。第二豎直或是基本豎直部分523從徑向向內(nèi)傾斜部分522向下延伸并在修圓邊緣525處終止。圓柱形帶514的徑向向內(nèi)傾斜部分522例如提供用于已從頂環(huán)516剝離的濺射的沉積物和用于來(lái)自濺射靶142的周邊的濺射的沉積物的表面來(lái)附接至其上。這會(huì)有效地最小化基板154的污染，尤其是在邊緣周?chē)奈廴尽?/p>

在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110與圓柱形帶514的第一豎直或是基本豎直部分521耦接。在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器部分110和第一豎直或是基本豎直部分521從單塊材料加工而成。

在一些實(shí)施方式中，圓柱形帶514從支撐凸緣526向下延伸到蜂巢狀結(jié)構(gòu)218下方的某個(gè)高度處。例如，如圖5a所描繪的，圓柱形帶514延伸到準(zhǔn)直器部分110的外周區(qū)域240下方的某個(gè)高度處。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一豎直或是基本豎直部分521延伸到準(zhǔn)直器部分110的外周區(qū)域240的第二多個(gè)孔隙340下方的某個(gè)高度處。在一個(gè)實(shí)施方式中，第二豎直或是基本豎直部分523延伸到準(zhǔn)直器部分110的中心區(qū)域220的第一多個(gè)孔隙320下方的某個(gè)高度處。

圖5b描繪了圖2a至圖2b的準(zhǔn)直器組件548的另一個(gè)實(shí)施方式的一部分的截面圖。圖5b的準(zhǔn)直器組件548類似于準(zhǔn)直器組件108，不同之處在于，圖5b的圓柱形帶514短于圖5a的圓柱形帶514。類似于圖5a的準(zhǔn)直器組件108，準(zhǔn)直器組件548的圓柱形帶514具有第一豎直或是基本豎直部分521、徑向向內(nèi)傾斜部分522和第二豎直或是基本豎直部分553。然而，準(zhǔn)直器組件548的第二豎直或是基本豎直部分553短于準(zhǔn)直器組件108的第二豎直或是基本豎直部分523。在一個(gè)實(shí)施方式中，準(zhǔn)直器組件548的第二豎直或是基本豎直部分553短于蜂巢狀結(jié)構(gòu)218的中心區(qū)域220。例如，第二豎直或是基本豎直部分553延伸到外周區(qū)域240的第二多個(gè)孔隙340下方的某個(gè)高度處，但是不延伸到中心區(qū)域220的第一多個(gè)孔隙320下方的某個(gè)高度處。

圖6描繪了一件式的上部遮蔽部分186與一件式的下部遮蔽件180的相交的局部截面圖。第二豎直或是基本豎直部分523可定位成覆蓋一件式的下部遮蔽件180與一件式的上部遮蔽部分186之間的界面，從而在一件式的下部遮蔽件180與一件式的上部遮蔽部分186之間形成迷宮式間隙602。迷宮式間隙602防止導(dǎo)電材料在一件式的下部遮蔽件180與一件式的上部遮蔽部分186之間形成表面彌合(surfacebridge)，由此維持電間斷性。

總的來(lái)說(shuō)，本公開(kāi)內(nèi)容的一些益處如下。在本文中描述的一些實(shí)施方式中，提供一種可偏壓準(zhǔn)直器組件。使所述準(zhǔn)直器組件偏壓的能力允許對(duì)濺射物質(zhì)所穿過(guò)的電場(chǎng)的控制。在本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施方式中，提供一種這樣的準(zhǔn)直器組件：具有高有效深寬比，同時(shí)維持沿所述準(zhǔn)直器組件的六邊形的陣列的所述準(zhǔn)直器組件的周邊的低深寬比。在一些實(shí)施方式中，提供一種在所述六邊形的陣列中帶陡峭入口邊緣的準(zhǔn)直器組件。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，相較現(xiàn)有技術(shù)準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，在所述準(zhǔn)直器組件中使用陡峭入口邊緣實(shí)質(zhì)上減少了所述六邊形的陣列中的單元的沉積突懸和沉積堵塞。在一些實(shí)施方式中，提供一種準(zhǔn)直器組件，所述準(zhǔn)直器組件具有帶徑向向內(nèi)傾斜部分的圓柱形帶。徑向向內(nèi)傾斜部分提供用于已從準(zhǔn)直器組件的其它部分剝離的濺射的沉積物和用于來(lái)自濺射靶的周邊的濺射的沉積物附接至其上的表面。易于向內(nèi)傾斜部分有效地最小化基板污染，尤其是在邊緣周?chē)奈廴?。相較于現(xiàn)有技術(shù)準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，這些各種特征實(shí)質(zhì)上提高了膜均勻性并且延長(zhǎng)了準(zhǔn)直器組件和工藝配件的壽命，同時(shí)減少了清潔持續(xù)時(shí)間。

在介紹本公開(kāi)內(nèi)容的元件或本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式的示例性的方面時(shí)，冠詞“一種”、“一個(gè)”、“該”和“所述”旨在表示存在一個(gè)或多個(gè)這種元件。

術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”、“具有”旨在將是包括性的，并且表示除了所列元件之外，還可存在另外的元件。

盡管上述內(nèi)容針對(duì)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式，但也可在不脫離本公開(kāi)內(nèi)容的基本范圍的情況下設(shè)計(jì)本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的實(shí)施方式，并且本公開(kāi)內(nèi)容的范圍是由以下權(quán)利要求書(shū)確定。