TWI554631B - 複合屏蔽總成、沉積室及高功率沉積裝置 - Google Patents
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Description
本發明係有關於複合屏蔽技術。
屏蔽技術設計在物理氣相沉積(PVD)工具之可靠的運轉方面係為一重要的因素。該屏蔽技術必需包含沉積材料，例如，為了避免在室壁上沉積，儘可能長時間保留此材料，理想地為一完全靶材壽命期間而無釋放微粒，容易替代，低成本並且在晶圓的塗膜上沒有不利的影響。
典型地，在PVD系統中使用不銹鋼屏蔽技術係為堅固耐用的，能夠建構相對地複雜的總成，其能夠簡單地安裝在處理室中，當其能夠加以清潔並且再次使用時係相對地具成本效益的。
當進行高功率沉積製程時，亦即>30kW，不銹鋼屏蔽上的熱負荷會導致扭曲(由於不銹鋼是一相對不良的熱導體)，依次其將造成微粒從屏蔽噴出。這在標準作業狀況下是無法接受的。儘管該屏障可以具有較佳熱性質的金屬製成，例如鋁，但是如此易於組裝成本高並且無法清潔。清潔鋁係為困難的並且當嚴格的尺寸公差係為重要的時候(例如，保持該晶圓上薄膜的一致性)，實務上無法再使用該材料。
本發明試圖藉由使用一複合屏蔽總成提供針對高功率沉積製程的一實務上解決方法。該屏蔽總成使用不銹鋼及
鋁二種成份，其在安裝於該系統中時係如同為一單一總成。在熱負荷高的區域中係使用鋁。如此使能夠延長高功率作業同時維持極佳的製程性能。當該屏蔽改變時可將鋁部分去除，同時該不銹鋼總成係經清潔並再使用。
因此本發明之一觀點在於用於沉積裝置中的一複合屏蔽總成其界定一工作件位置，該總成包括：一第一屏蔽元件，其用於設置周圍的工作件位置；以及一第二屏蔽元件，其環繞地延伸並搭載該第一屏蔽元件，其中該第一屏蔽元件之熱傳導性係大於該第二屏蔽元件之熱傳導性，並且該等元件係經佈置用以緊密的熱接觸。
應瞭解的是一屏蔽元件係為一整體結構而非僅是一塗層。
該第一元件可為鋁或是其之一合金以及該第二元件可為不銹鋼。該第一元件可經壓入配合或是摩擦配合於該第二元件中。
本發明亦包括一沉積室其包括如上所界定的一工作件位置及一總成。
第二元件可將該第一元件安裝在該室之一壁上。該第一元件可位於該工作件位置的周圍以構成一陰影屏蔽。該第二元件可針對該室的一部分構成一屏蔽。
雖然本發明以上已加以明確化，但應瞭解的是其包括上述或是在接下來的說明中所闡述的該等特性之任何的發明性結合。
本發明可以不同的方式執行，現將經由實例相關於該等伴隨的圖式說明一特定的具體實施例，其中：第1圖係為穿過一物理氣相沉積(PVD)室之一部分的一半之一垂直斷面；第2(a)圖係為該屏蔽總成之一鋁元件的一透視圖，第2(b)圖係為該總成的一俯視圖以及第2(c)圖係為於第2(b)圖之線A-A的一橫截面；第3圖係為顯示厚度一致性隨著靶材壽命變化的一圖表；以及第4圖係為顯示沉積厚度相關於該晶圓邊緣的一圖表。
第1圖顯示在一PVD處理室11中的複合總成10。一鋁(A1)屏蔽元件13係置於晶圓12上方，在一晶圓位置16處，位在一針對該屏蔽該熱通量典型地係為最大的一區域中。該屏蔽元件13作為一陰影屏蔽。該鋁屏蔽元件13係藉由一不銹鋼屏蔽元件14固持於該處以構成該總成10。該不銹鋼屏蔽元件14沿著該室11之壁15延伸並且位在該鋁屏蔽元件13下方。部件需為緊配合(壓入配合(spec+0.1到+0.3公厘)，如於第2圖中所示)以確保實現該複合的全部優點。亦即介於鋁13及不銹鋼14之間的耦合係需為緊密的(當該屏蔽技術將鋁屏蔽元件13加熱擴展進入該不銹鋼屏蔽元件14並提供一更好的熱接觸)。為了在沉積循環期所產生熱量有最理想的散逸，需要讓外不銹鋼屏蔽與處理室之內壁接觸。應
注意的是假若該整個屏蔽係單獨由鋁構成，則如此在當其傾向於焊接，例如摩擦焊接，至處理室壁時將是一嚴重的問題，並且於保養期間其極為難以去除。該鋁屏蔽元件13具有複數開口15使該室能夠有效率地泵送。
第3圖顯示該超過至1100kWhrs的高功率3μm，40kW鋁(銅)沉積之屏蔽技術的極佳一致性性能。
接近該晶圓邊緣(亦即該鋁屏蔽元件13)的該屏蔽扭曲，將對在該晶圓之邊緣處的沉積厚度有不利的影響。如第4圖顯示一致性，邊緣一致性在整個1100kWhrs具有一5公厘邊緣排外值下係維持在所需的100%程度。
應注意的是：
1)一旦經熱循環，該等壓入配合表現得如同一單一組件。
2)由於該鋁環係緊鄰該晶圓以及該不銹鋼與該鋁室壁15接觸之位置，所以改良了該屏蔽的熱性能超越一傳統的不銹鋼組件。這能使高功率沉積過程比用別的方法運行在產能上較長。如此使高功率沉積製程比在任何情況下在製造上運行得較長。
3)一旦需要更換該屏蔽，該鋁屏蔽13即能夠加以替換同時能夠清潔該不銹鋼外部屏蔽並再次使用。
10‧‧‧複合總成
11‧‧‧PVD處理室
12‧‧‧晶圓
13‧‧‧鋁屏蔽元件
14‧‧‧不銹鋼屏蔽元件
15‧‧‧壁/開口
16‧‧‧晶圓位置
第1圖係為穿過一物理氣相沉積(PVD)室之一部分的一半之一垂直斷面；第2(a)圖係為該屏蔽總成之一鋁元件的一透視圖，第
2(b)圖係為該總成的一俯視圖以及第2(c)圖係為於第2(b)圖之線A-A的一橫截面；第3圖係為顯示厚度一致性隨著靶材壽命變化的一圖表；以及第4圖係為顯示沉積厚度相關於該晶圓邊緣的一圖表。
10‧‧‧複合總成
11‧‧‧PVD處理室
13‧‧‧鋁屏蔽元件
14‧‧‧不銹鋼屏蔽元件
16‧‧‧晶圓位置
Claims (9)
- 一種用於沉積裝置中的複合屏蔽總成，其界定一工作件位置，該總成包括：一第一屏蔽元件，其用於定位在該工作件位置周圍；以及一第二屏蔽元件，其環繞地延伸並承載該第一屏蔽元件，其中該第一屏蔽元件之熱傳導性係大於該第二屏蔽元件之熱傳導性，並且該等元件係經佈置以緊密地熱接觸。
- 如請求項1之總成，其中該第一屏蔽元件係為鋁或是其之一合金，以及該第二屏蔽元件係為不銹鋼。
- 如請求項1之總成，其中該第一屏蔽元件係經壓入配合或是摩擦配合於該第二屏蔽元件中。
- 一種沉積室，其包括如請求項1中所界定的一工作件位置及一總成。
- 如請求項4之沉積室，其中該第二屏蔽元件將該第一屏蔽元件安裝在該室之一壁上。
- 如請求項4之沉積室，其中該第一屏蔽元件位於該工作件位置的周圍以構成一陰影屏蔽部。
- 如請求項4之沉積室，其中該第二屏蔽元件針對該室壁的一部分構成一屏蔽部。
- 一種高功率沉積裝置，其包括如請求項1之一總成。
- 如請求項8之裝置，其具有用於輸送大於30kW的功率之一電源供應器。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6562715B1 (en) * | 2000-08-09 | 2003-05-13 | Applied Materials, Inc. | Barrier layer structure for copper metallization and method of forming the structure |
| US20090260982A1 (en) * | 2008-04-16 | 2009-10-22 | Applied Materials, Inc. | Wafer processing deposition shielding components |
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|---|---|---|---|---|
| US6033480A (en) * | 1994-02-23 | 2000-03-07 | Applied Materials, Inc. | Wafer edge deposition elimination |
| JP2689931B2 (ja) * | 1994-12-29 | 1997-12-10 | 日本電気株式会社 | スパッタ方法 |
| US6045670A (en) * | 1997-01-08 | 2000-04-04 | Applied Materials, Inc. | Back sputtering shield |
| US6176931B1 (en) * | 1999-10-29 | 2001-01-23 | International Business Machines Corporation | Wafer clamp ring for use in an ionized physical vapor deposition apparatus |
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| US20070283884A1 (en) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Applied Materials, Inc. | Ring assembly for substrate processing chamber |
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| US20090260982A1 (en) * | 2008-04-16 | 2009-10-22 | Applied Materials, Inc. | Wafer processing deposition shielding components |
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