CN201220960Y - 一种新型沉积环 - Google Patents

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CN201220960Y CNU2008200592343U CN200820059234U CN201220960Y CN 201220960 Y CN201220960 Y CN 201220960Y CN U2008200592343 U CNU2008200592343 U CN U2008200592343U CN 200820059234 U CN200820059234 U CN 200820059234U CN 201220960 Y CN201220960 Y CN 201220960Y
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陈勇志
周华
邢程
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Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
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Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
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Abstract

本实用新型提供了一种新型沉积环，它放置卡盘上，与保护环的内侧接触，卡盘具有中心凸台和底盘，底盘直径大于中心凸台直径，凸台与底盘连接处具有若干凹口。该沉积环包括上部外环，底部外环和内环；底部外环的外直径大于上部外环的外直径；上部外环与底部外环的交接处向内环方向开有环形凹槽；内环侧壁上具有若干凸块。本实用新型的沉积环通过将环形凹槽开在上部外环和底部外环的交接处，且朝向内环方向，有效增大了沉积环与保护环之间的间距；内环侧壁上增加了若干与卡盘上凹口相吻合的凸块，这样降低了沉积环与保护环和卡盘之间放电的几率。同时增加凸块与卡盘上的凹口相吻合，避免沉积环与卡盘出现相对运动。

Description

一种新型沉积环
技术领域
本实用新型涉及铜线制程中制作阻挡层的装置领域，尤其涉及制作阻挡层工艺中的沉积环的结构。
背景技术
随着半导体制作工艺的特征尺寸不断下降，原来的铝(Al)线制程逐渐走向铜(Cu)线制程。在铜线制程过程中，首先多采用钽工艺(Encore Ta Process：ETP)在晶圆表面沉积钽或钽的氮化物，制作阻挡层。ETP是在密封腔体内进行，腔体内具有三个部件，请参阅图1所示的半剖图，卡盘(E-chuck)1，沉积环(Deposition ring)2和保护环(Cover ring)3。卡盘1具有凸台和底盘，中心的凸台放置晶圆4，卡盘1的底盘放置沉积环2，沉积环2外环的一部分与保护环3内侧接触。在沉积阻挡层时，晶圆4放置在卡盘1的凸台上，腔体内的离子源5在不同高压加载电压下，离子在晶圆4的表面沉积。然而，在多次进行ETP后，在图所示a和b的位置，容易出现离子的堆积。离子在沉积环2和保护环3之间堆积，使得沉积环2和保护环3之间a处容易产生放电事件。卡盘1的底盘的直径大于凸台的直径。由于卡盘1凸台与底盘的连接处有若干凹口，沉积环2与卡盘1贴合时无法贴合这些凹口，因此离子也容易在b处堆积，也易产生放电事件。如图2所示沉积环2的半剖示意图，沉积环2具有内环21，上部外环22和底部外环23。上部外环22与内环21交接处具有表面凹槽24，底部外环23的直径大于上部外环22，底部外环23的表面开有环形凹槽26，上部外环22表面涂有离子吸附层材料，用来吸附离子。底部外环23的底部与内环底部21之间具有台阶凹槽25。这样沉积环2与卡盘1的底盘接触时，只有底部外环23的底部与卡盘1的底盘接触。当出现尖端放电时，容易使得a或b处累积的离子呈颗粒悬浮在腔体内，在离子源的作用下沉积在卡盘1的晶圆4上，从而引起晶圆球型表面颗粒缺陷的产生，降低晶圆良率。同时放电事件不仅会损害沉积环2上部外环22的吸附涂层材料，缩短沉积环2使用寿命，而且还会损伤制作成本昂贵的卡盘1。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型沉积环，从而有效降低沉积环和卡盘、保护环之间的放电几率，进一步解决因沉积环和保护环、卡盘之间的放电导致的晶圆缺陷、卡盘损伤、沉积环使用寿命降低的问题。
为实现上述目的，本实用新型的新型沉积环，该新型沉积环放置卡盘上，与保护环的内侧接触，卡盘具有中心凸台和底盘，底盘直径大于中心凸台直径，凸台与底盘连接处具有若干凹口。沉积环包括上部外环，底部外环和内环；底部外环的外直径大于上部外环的外直径，上部外环与底部外环的交接处开有朝向内环方向的环形凹槽；内环侧壁上具有若干凸块。进一步地，沉积环上部外环与内环表面交接处具有表面凹槽。上部外环表面涂有离子吸附层。沉积环内环的内直径略大于卡盘中心凸台的直径。该卡盘的凸台与底盘连接处具有8个凹口，对应地，内环侧壁具有8个凸块。沉积环底部外环的外直径略小于其接触的保护环内侧的直径。沉积环底部外环的底部与内环底部之间形成台阶凹槽，底部外环的底部低于内环底部。
与传统ETP中使用的沉积环相比，本实用新型的沉积环通过将环形凹槽开在上部外环和底部外环的交接处，且朝向内环方向，有效增大了沉积环与保护环之间的间距；同时，内环侧壁上增加了若干与卡盘上凹口相吻合的凸块，使得沉积环放在卡盘上时贴合得更好，避免离子在凹口堆积，这样降低了沉积环与保护环和卡盘之间放电的几率。同时增加的沉积环内环侧壁上的凸块与卡盘上的凹口相吻合，避免沉积环与卡盘出现相对运动。
附图说明
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的新型沉积环作进一步详细具体地描述。
图1是传统沉积环与卡盘和保护环的半剖面示意图。
图2是传统沉积环半截面示意图。
图3是本实用新型沉积环俯视示意图。
图4是本实用新型沉积环沿图3中AA′方向的截面示意图。
图5是本实用新型沉积环与卡盘和保护环相对位置示意图。
具体实施方式
该新型沉积环放置卡盘上，与保护环的内侧接触，卡盘具有中心凸台和底盘，底盘直径大于中心凸台直径，凸台与底盘连接处具有若干凹口。请参阅图3所示本实用新型沉积环示意图。该新型沉积环包括上部外环O6，底部外环O7和内环I6。底部外环的外直径Or2大于上部外环的外直径Or1。内环I6的侧壁上具有若干凸块8。沿图3所示AA′线的该新型沉积环的截面图请参阅图4。沉积环6的上部外环O6与底部外环O7的交接处开有朝向内环I6方向的环形凹槽66。新型沉积环6上部外环O6与内环I6表面交接处具有表面凹槽64。新型沉积环6底部外环O7的底部与内环I6底部之间形成台阶凹槽65，底部外环O7的底部低于内环I6的底部。请参阅图5，为了便于新型沉积环6放置于卡盘1上，新型沉积环6的凸块8刚好卡在卡盘1的凹口内，因此，图3所示的沉积环6内环I6的内直径Ir2略大于卡盘1中心凸台的直径。同样，为使新型沉积环6的底部外环O7与保护环3内侧贴合得较好，不产生较大摩擦，底部外环的外直径Or2略小于其接触的保护环3内侧的直径。内环I6的内直径Ir2不宜过大，这样新型沉积环6与卡盘1的贴合得较差，容易导致离子在卡盘1与新型沉积环6之间的缝隙堆积。上部外环O6的表面涂有离子吸附层。该吸附层的材料通常是采用Al熔射方法制作的氧化铝(Al2O3)，氧化铝可吸附沉积在沉积环上的离子，避免形成的离子团颗粒在腔体内影响ETP的良率。
当新型沉积环6放置在卡盘1上时，新型沉积环6与保护环3内侧的距离相对图1所示沉积环2与保护环3之间的间距要大很多，这样就大幅度降低了新型沉积环6与保护环3之间的放电几率。该卡盘的凸台与底盘连接处具有8个凹口，对应地，内环侧壁具有8个凸块。沉积环底部外环的底部与内环底部之间具有台阶凹槽，底部外环的底部低于内环底部。整个沉积环6的制作采用非导体材料制作，可采用陶瓷进行制作。
由图5可看出，本实用新型的新型沉积环通过将环形凹槽开在上部外环和底部外环的交接处，且朝向内环方向，有效增大了沉积环与保护环之间的间距；同时，内环侧壁上增加了若干与卡盘上凹口相吻合的凸块，使得沉积环放在卡盘上时贴合得更好，避免离子在凹口堆积，这样降低了沉积环与保护环和卡盘之间放电的几率。同时增加的沉积环内环侧壁上的凸块与卡盘上的凹口相吻合，避免沉积环与卡盘出现相对运动。

Claims (7)

1、一种新型沉积环，所述新型沉积环放置卡盘上，与保护环的内侧接触，所述卡盘具有中心凸台和底盘，所述底盘直径大于所述中心凸台直径，所述凸台与所述底盘连接处具有若干凹口，其特征在于，所述沉积环包括上部外环，底部外环和内环；所述底部外环的外直径大于所述上部外环的外直径；所述上部外环与底部外环的交接处向所述内环方向开有环形凹槽；所述内环侧壁上具有若干凸块。
2、如权利要求1所述的新型沉积环，其特征在于，所述沉积环上部外环与内环表面交接处具有表面凹槽。
3、如权利要求1所述的新型沉积环，其特征在于，所述上部外环表面涂有离子吸附层。
4、如权利要求1所述的新型沉积环，其特征在于，所述沉积环内环的内直径略大于所述卡盘凸台的直径。
5、如权利要求1所述的新型沉积环，其特征在于，所述卡盘的凸台与底盘连接处具有8个凹口，所述内环侧壁具有8个凸块。
6、如权利要求1所述的新型沉积环，其特征在于，所述沉积环底部外环的外直径略小于其接触的保护环内侧的直径。
7、如权利要求1所述的新型沉积环，其特征在于，所述沉积环底部外环的底部与内环底部之间形成台阶凹槽，所述底部外环的底部低于所述内环底部。
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