TW202101601A - 反應腔室及半導體加工設備 - Google Patents
反應腔室及半導體加工設備 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202101601A TW202101601A TW108139242A TW108139242A TW202101601A TW 202101601 A TW202101601 A TW 202101601A TW 108139242 A TW108139242 A TW 108139242A TW 108139242 A TW108139242 A TW 108139242A TW 202101601 A TW202101601 A TW 202101601A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- area
- reaction chamber
- hole corresponding
- aspect ratio
- hole
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本發明提供了一種反應腔室及半導體加工設備,該反應腔室包括:腔室本體;基座,設置在腔室本體內,用於承載待加工工件;靶材,設置在腔室本體內,且位於基座的上方;以及準直器,設置在腔室本體內,且位於靶材與基座之間,用以提高待加工工件上的深孔底部的薄膜覆蓋率以及深孔側壁的薄膜覆蓋率對稱性。本發明提供的反應腔室,可以提高深孔底部的薄膜覆蓋率以及深孔側壁的薄膜覆蓋率對稱性,還可以在更薄的薄膜沉積工藝中更加精確地控制薄膜生長。
Description
本發明涉及半導體製造技術領域,尤其涉及一種反應腔室及半導體加工設備。
目前,磁控濺射物理氣相沉積方法已廣泛應用在半導體製造領域中。現有的磁控濺射物理氣相沉積設備如圖1所示,其反應腔室包括接地的腔室本體1,且在腔室本體1內設置有基座8,用以承載待加工工件10。在基座8的周圍還設置有卡環9。並且,在腔室本體1內,且位於基座8的上方還設置有靶材4,其與激勵源12電連接。激勵源12用於向靶材4施加負偏壓,以激發腔室本體1內部的處理氣體形成等離子體,並吸引等離子體中帶正電的離子轟擊靶材4,使金屬原子逸出靶材表面並沉積在待加工工件10上。在靶材4背離腔室本體1內部的一側還設置有支撑組件2,其與靶材4構成密封腔,其中充滿去離子水3。此外,在密封腔中還設置有磁控管5,且在支撑組件2上還安裝有驅動裝置6,用以驅動磁控管5旋轉,同時使磁控管5在靶材4的中心區域和邊緣區域之間作往復運動,以使磁控管5能够掃描靶材4的整個表面。腔室本體1內設置有內襯7,以防止腔壁被污染。爲了提高待加工工件深孔的薄膜覆蓋率,通過射頻電源11向基座8施加射頻功率。
在生產過程中,由於靶材逸出的金屬原子缺乏良好的方向性,對於待加工工件的深孔尤其是其邊緣區域的深孔,只有部分方向的金屬原子可以沉積於深孔側壁,影響了深孔側壁的覆蓋率,並且部分深孔側壁更難以被金屬離子沉積,導致深孔側壁覆蓋率的對稱性較差。尤其接近深孔底部的側壁位置,由於該位置深寬比較高,導致該位置的薄膜沉積效果難以令人滿意。
為解決現有反應腔室在生產過程中的金屬原子在深孔側壁覆蓋率較差且對稱性較差而導致該位置的薄膜沉積效果難以令人滿意的問題,本發明提出一種反應腔室及半導體加工設備。
本發明為解決問題提供了一種反應腔室,包括:
腔室本體;
基座,設置在所述腔室本體內,用於承載待加工工件;
靶材,設置在所述腔室本體內,且位於所述基座的上方;以及
準直器,設置在所述腔室本體內,且位於所述靶材與所述基座之間,用以提高所述待加工工件上的深孔底部的薄膜覆蓋率以及深孔側壁的薄膜覆蓋率對稱性。
在本發明的一些實施例中,所述準直器包括準直主體,在所述準直主體中,且分別與在所述靶材所在平面上劃分的中心區域、中間區域及邊緣區域相對應的區域,均包括多個沿所述腔室本體的軸向延伸的通孔,其中,對應所述中間區域的各通孔的深寬比大於對應所述中心區域的各通孔的深寬比和對應所述邊緣區域的各通孔的深寬比二者中的至少一者。
在本發明的一些實施例中,對應所述中間區域的各通孔的深寬比大於對應所述中心區域的各通孔的深寬比,對應所述中間區域的各通孔的深寬比大於對應所述邊緣區域的各通孔的深寬比。
在本發明的一些實施例中,對應所述中心區域的各通孔的深寬比和對應所述邊緣區域的各通孔的深寬比相同。
在本發明的一些實施例中,對應所述中間區域的各通孔的深寬比比對應所述中心區域的各通孔的深寬比大15%以上;對應所述中間區域的各通孔的深寬比比對應所述邊緣區域的各通孔的深寬比大15%以上。
在本發明的一些實施例中,對應所述中心區域的各通孔的深寬比與對應所述邊緣區域的各通孔的深寬比的數值均大於2。
在本發明的一些實施例中,對應所述中心區域的各所述通孔的徑向截面面積、對應所述中間區域的各所述通孔的徑向截面面積及對應所述邊緣區域的各所述通孔的徑向截面面積相同,且對應所述中間區域的各通孔的深度大於對應所述中心區域的各通孔的深度,對應所述中間區域的各通孔的深度大於對應所述邊緣區域的各通孔的深度。
在本發明的一些實施例中,對應所述中心區域的各通孔的深度、對應所述中間區域的各通孔的深度及對應所述邊緣區域的各通孔的深度相同,且對應所述中間區域的各所述通孔的徑向截面面積小於對應所述中心區域的各所述通孔的徑向截面面積,對應所述中間區域的各所述通孔的徑向截面面積小於對應所述邊緣區域的各所述通孔的徑向截面面積。
在本發明的一些實施例中,所述準直主體的徑向截面的分別對應中心區域和所述邊緣區域的區域的面積之和占所述準直主體的徑向截面總面積的60%以上。
在本發明的一些實施例中,所述反應腔室還包括:
線圈,沿所述腔室本體的側壁環繞設置,且位於所述準直器與所述基座之間;
射頻電源,與所述線圈電連接。
在本發明的一些實施例中,所述腔室本體的側壁包括沿其軸線間隔設置的上側壁和下側壁;所述反應腔室還包括:
絕緣筒體,連接在所述上側壁和下側壁之間,所述線圈環繞設置在所述絕緣筒體的外側;
法拉第屏蔽件,環繞設置在所述絕緣筒體的內側。
在本發明的一些實施例中,所述反應腔室還包括:
上內襯,環繞設置在所述上側壁的內側,所述準直器與所述上內襯固定連接;
下內襯,環繞設置在所述下側壁與所述基座之間。
在本發明的一些實施例中,所述法拉第屏蔽件的電位懸浮。
在本發明的一些實施例中,所述法拉第屏蔽件上設置有至少一個開縫,所述開縫沿所述法拉第屏蔽件的軸向設置。
在本發明的一些實施例中,所述開縫在所述法拉第屏蔽件的圓周方向上的寬度小於10 mm。
在本發明的一些實施例中,所述準直器所採用的材料包括鋁或者不銹鋼。
根據本發明的另一個方面,提供了一種半導體加工設備,包括上述任一項所述的反應腔室。
相較於先前技術,本發明提出的技術手段可獲得的功效增進包括::
本發明提供的反應腔室,其通過在腔室本體內,且位於靶材與基座之間準直器,可以使自靶材逸出的金屬原子經過準直器後具有良好的方向性,以能够在入射到待加工工件上時更容易沉積至深孔底部,並且能够更均勻地沉積至深孔的兩個側壁,從而提高了深孔底部的薄膜覆蓋率以及深孔側壁的薄膜覆蓋率對稱性。同時,準直器還能够對靶材各區域産生的金屬原子進行不同程度的過濾,以起到降低沉積速率的作用,從而可以在更薄的薄膜沉積工藝中更加精確地控制薄膜生長。
本發明提供的半導體加工設備,其通過採用本發明提供的上述反應腔室,可以提高深孔底部的薄膜覆蓋率以及深孔側壁的薄膜覆蓋率對稱性。
爲使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白,以下結合具體實施例,並參照圖式,對本發明作進一步的詳細說明。
本發明一實施例提供了一種反應腔室,如圖2所示,反應腔室包括:腔室本體1、基座2、靶材3和準直器4。
基座2設置於腔體本體1內,具體可以是設置在腔室本體1的底部,用於承載待加工工件X,並與射頻電源22電連接,射頻電源22用於向基座2施加射頻功率,以基座2上形成偏壓,從而能够提高待加工工件深孔的薄膜覆蓋率。在基座2的四周還設置有壓環21,用於固定待加工工件X在基座2上的位置。
靶材3設置在腔體本體1內,且位於基座2的上方,具體可以是設置在腔室本體1的頂部。
準直器4設置在腔室本體1內,且位於靶材3與基座2之間,並且準直器4所採用的材料包括諸如鋁(Al)或者不銹鋼等金屬材料。
腔體本體1的上部可以設置有上電極組件5,上電極組件5包括:磁控管501,驅動裝置502、支撑組件503和等離子體激勵源504。
其中,等離子體激勵源504與靶材3電連接,用於向靶材3施加負偏壓,以激發腔室本體1內部的處理氣體形成等離子體,並吸引等離子體中帶正電的離子轟擊靶材3,使金屬原子逸出靶材表面並沉積在待加工工件X上。支撑組件503設置在靶材3的背離腔室本體1的一側,且與靶材3構成適於容納去離子水505的密封腔室,去離子水505用於對靶材3進行冷却。磁控管501位於該密封腔室中,並連接密封腔室外的驅動裝置502。磁控管501在驅動裝置502的驅動下掃描靶材3,以在靶材3表面附近産生磁場。
在生產過程中,等離子體激勵源504施加偏壓至靶材3,使其相對於接地的腔室本體1形成負壓,從而使腔室本體1內例如氬氣的處理氣體放電而産生氬離子和電子。磁控管501所産生的磁場可以延長電子的運動軌迹,電子運動過程中不斷與氬原子發生碰撞,電離出大量的氬離子,可增加靶材的離化率。帶正電的氬離子被吸引至負偏壓的靶材3處。當氬離子的能量足够高時,撞擊靶材3,會使金屬原子逸出靶材3表面並向下運動沉積在待加工工件X上。
結合圖2和圖3所示,本實施例提供的準直器4設置於腔室本體1內,且位於靶材3與基座2之間。該準直器4可以使自靶材3逸出的金屬原子經過準直器4後具有良好的方向性,以能够在入射到待加工工件X上時更容易沉積至深孔底部,並且能够更均勻地沉積至深孔的兩個側壁,從而提高了深孔底部的薄膜覆蓋率以及深孔側壁的薄膜覆蓋率對稱性。同時,準直器4還能够對靶材3各區域産生的金屬原子進行不同程度的過濾,以起到降低沉積速率的作用,從而可以在更薄的薄膜沉積工藝中更加精確地控制薄膜生長。另外,準直器4還使基座2的負偏壓增加,有利於提高薄膜覆蓋率。
在本實施例中,如圖3和圖4所示,準直器4包括準直主體41,在該準直主體41中,且分別與在靶材3所在平面(即,與腔室本體1內部相對的表面,與圖3中X方向和Y方向所在平面相互平行)上劃分的中心區域C、依次環繞在該中心區域C的周圍的中間區域B及邊緣區域A相對應的區域,均包括多個沿腔室本體1的軸向(圖1中示出的Z方向)延伸的通孔42,其中,對應中間區域B的各通孔42的深寬比大於對應中心區域C的各通孔42的深寬比和對應邊緣區域A的各通孔42的深寬比中的至少一者。也就是說,準直器4的對應腔室本體1徑向上的不同區域的通孔42具有不同的深寬比。所謂深寬比,是指通孔42的深度與寬度D的比值,其中,深度是指通孔41的軸向長度,而寬度D是指在通孔42的徑向截面上,相對的兩個側邊之間的距離。
可選的,準直主體41與腔室本體1同軸,即,準直主體41的軸線與腔室本體1的軸線相重合。
在實際應用中,通孔42的徑向截面形狀不做限定,例如可以是多邊形或圓形等形狀。在圖3中,通孔42的徑向截面形狀爲正六邊形,且各通孔42在準直主體41中排布形成蜂窩狀結構。並且,對應腔室本體1的徑向截面上同一區域內的各通孔42的深寬比是相同的。
在下文中,將對應中心區域C的各通孔42的深寬比稱爲中心深寬比,將對應中間區域B的各通孔42的深寬比稱爲中間深寬比,將對應邊緣區域A的各通孔42的深寬比稱爲邊緣深寬比。
在本實施例中,中間深寬比大於中心深寬比,且中間深寬比大於邊緣深寬比,即中間深寬比既大於中心深寬比,又大於邊緣深寬比。這樣,當靶材3産生的金屬原子經過準直器4時,對應靶材3的中間區域B,會有更多的金屬原子沉積在準直器4上,從而即使自中間區域B産生的金屬原子比中心區域C和邊緣區域A多,對應中間區域B的金屬原子在經過準直器4之後的數量也會與其他兩個區域的金屬原子在經過準直器4之後的數量基本相同,不會有明顯差別。準直器4相當於一個過濾器,其起到過濾作用,使對應不同區域經過的金屬原子的數量趨於一致,從而提高了薄膜沉積的均勻性。
可選的,中心深寬比與邊緣深寬比的數值相同,即中心區域C和邊緣區域A具有相同的深寬比。這樣,可以保證對應中心區域C和邊緣區域A的金屬原子在經過準直器4之後的數量相同。
進一步可選的,中間深寬比比中心深寬比大15%以上,中間深寬比比邊緣深寬比大15%以上。在該範圍內,可以保證對應各區域的金屬原子在經過準直器4之後的數量基本相同。
另外,可選的,中心深寬比與邊緣深寬比的數值均大於2。在該範圍內,可以有效起到過濾作用。
在本實施例中,對應中心區域C的各通孔42的徑向截面面積、中間區域B的各通孔42的徑向截面面積、邊緣區域A的各通孔42的徑向截面面積相同。並且,中間區域B的各通孔42的深度應大於中心區域C及邊緣區域A的各通孔42的深度,其中,中心區域C和邊緣區域A的通孔42深度均爲50 mm及以上。
或者,中心區域C、中間區域B和邊緣區域A也可以具有相同的通孔深度。在這種情况下,中間區域B的各通孔的徑向截面面積應小於中心區域C及邊緣區域A的各通孔的徑向截面面積。
在實際應用中,準直主體1的徑向截面分別對應中心區域C、中間區域B和邊緣區域的區域各自的大小可根據具體需要而設定,但是,準直主體1的徑向截面分別對應中心區域C和邊緣區域A的區域的面積之和應占準直主體1的徑向橫截總面積的60%以上。這樣,可以保證對應中心區域C和邊緣區域A的金屬原子在經過準直器4之後的數量相同。
以上只是示例性說明,本實施例並不限於此。例如,中間深寬比可以大於中心深寬比和邊緣深寬比中的其中一個,且中間深寬比比中心深寬比或邊緣深寬比大15%以上,這樣也可以起到提高薄膜沉積的均勻性、深孔底部的薄膜覆蓋率以及深孔側壁的薄膜覆蓋率對稱性的效果。另外,當中間深寬比大於中心深寬比和邊緣深寬比時,中心深寬比與邊緣深寬比的數值也可以不同,但仍然需要滿足中間深寬比比中心深寬比和邊緣深寬比大15%以上,以保證對應各區域的金屬原子在經過準直器4之後的數量基本相同。
繼續參見圖2,在本實施例中,反應腔室還包括:線圈6和射頻電源7,其中,線圈6沿腔體本體1的側壁環繞設置,且位於準直器4與基座2之間,線圈6可以由一匝或多匝螺旋形線圈纏繞形成。射頻電源7與線圈6電連接,用以向線圈6加載射頻功率。
可選的,腔室本體1的側壁包括沿其軸線(即,圖2中的Z方向)間隔設置的上側壁11和下側壁12。並且,反應腔室還包括絕緣筒體112和法拉第屏蔽件132,其中,絕緣筒體112連接在上側壁11和下側壁12之間,線圈6環繞設置在絕緣筒體112的外側。法拉第屏蔽件132環繞設置在絕緣筒體112的內側。具體來說,射頻電源7向線圈6提供射頻功率,以使線圈6産生電磁場,該電磁場經絕緣筒體112耦合至腔室本體1內。
上述線圈6和射頻電源7構成一輔助等離子體激勵源。如圖5所示,在工藝時,腔室本體1內通入例如氬氣的處理氣體,除上電極組件5的等離子體激勵源504可激勵處理氣體産生等離子體外,線圈6發出的能量能够耦合至腔室本體1內,激勵氬氣産生第二等離子體Ar+
101。在基座2的負偏壓作用下,第二等離子體Ar+
101加速轟擊待加工工件X上的深孔底部的薄膜,使深孔底部已經沉積的一部分金屬M 102沉積到深孔的兩個側壁,由此提高了深孔側壁的覆蓋率。
另外,由於使線圈6位於等離子體環境外部,不會被污染,因此,不需要對線圈6單獨進行更換,减少了使用成本。
在本實施例中,上側壁11和下側壁12採用金屬材料製作並接地,絕緣筒體112採用陶瓷、石英等絕緣材料製成。
在本實施例中,反應腔室還包括上內襯131和下內襯133。其中,上內襯131環繞設置在上側壁11的內側,用以保護上側壁11不被污染。準直器4與上內襯131固定連接。可選的,準直器4可以與上內襯131一體加工而成,也可以通過連接件懸挂在上內襯131上。
上內襯131的頂端通過適配器14固定於上側壁11上,下內襯33環繞設置在下側壁12與基座2之間,且下內襯33的一端通過適配器15固定於下側壁12上,另一端延伸至基座2。下內襯33用於保護下側壁12和底壁13不被污染。
法拉第屏蔽件132用於保護絕緣筒體112不被污染,提高了絕緣筒體112的使用壽命,降低了使用成本。
上內襯131和下內襯133通過適配器接地,法拉第屏蔽件132設置爲懸浮電位,並通過陶瓷或石英等絕緣材料與接地的上內襯131和下內襯133進行隔絕。如圖5所示,法拉第屏蔽件132可通過陶瓷材料的絕緣柱16固定於適配器14上,以懸挂在腔室本體1,使其電位懸浮。通過將法拉第屏蔽件132的電位設置爲懸浮,可以使線圈6産生的更多的射頻能量通過法拉第屏蔽件132耦合進腔室本體1內,進一步提高了能量耦合效率。當然,在實際應用中,法拉第屏蔽件132也可以接地或者連接電氣元件使其處於不同電位。
可選的,爲了防止法拉第屏蔽件132對線圈6發出的能量産生渦流損耗和發熱,如圖5所示,法拉第屏蔽件132上設置有至少一個開縫1321,該開縫沿法拉第屏蔽件132軸向設置,即,沿圖2所示Z方向延伸。開縫1321爲多個時,可以沿法拉第屏蔽件132的周向間隔排布。
在本實施例中,法拉第屏蔽件132在開縫1321處完全斷開,即,各開縫1321將法拉第屏蔽件132分爲互不接觸的板材。這樣,可以有效防止渦流損耗和發熱,使線圈6的能量可以有效耦合至腔室本體1內。
在實際應用中,法拉第屏蔽件132的開縫數量也可以少於或多於四個。
可選的,各開縫1321在法拉第屏蔽件132的圓周方向上的寬度小於10 mm。
綜上所述,本發明實施例提供的反應腔室,其通過在腔室本體內,且位於靶材與基座之間準直器,可以使自靶材逸出的金屬原子經過準直器後具有良好的方向性,以能够在入射到待加工工件上時更容易沉積至深孔底部,並且能够更均勻地沉積至深孔的兩個側壁,從而提高了深孔底部的薄膜覆蓋率以及深孔側壁的薄膜覆蓋率對稱性。同時,準直器還能够對靶材各區域産生的金屬原子進行不同程度的過濾,以起到降低沉積速率的作用,從而可以在更薄的薄膜沉積工藝中更加精確地控制薄膜生長。
本發明另一實施例提供了一種半導體加工設備,該半導體加工設備爲磁控濺射物理氣相沉積設備,可以用於Cu、Ta、Ti、Al等濺射材料及薄膜的製備。半導體加工設備包括上一實施例的反應腔室。
本發明實施例提供的半導體加工設備,其通過採用本發明實施例提供的上述反應腔室,可以提高深孔底部的薄膜覆蓋率以及深孔側壁的薄膜覆蓋率對稱性。
需要說明的是,實施例中提到的方向用語,例如“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”等,僅是參考圖式的方向,並非用來限制本發明的保護範圍。貫穿圖式,相同的元素由相同或相近的圖式標記來表示。在可能導致對本發明的理解造成混淆時,將省略常規結構或構造。
並且圖中各部件的形狀和尺寸不反映真實大小和比例,而僅示意本發明實施例的內容。另外,在請求項中,不應將位於括號之間的任何參考符號構造成對請求項的限制。
除非有所知名爲相反之意,本說明書及所附請求項中的數值參數是近似值,能够根據通過本發明的內容所得的所需特性改變。具體而言,所有使用於說明書及請求項中表示組成的含量、反應條件等等的數字,應理解爲在所有情况中是受到「約」的用語所修飾。一般情况下,其表達的含義是指包含由特定數量在一些實施例中±10%的變化、在一些實施例中±5%的變化、在一些實施例中±1%的變化、在一些實施例中±0.5%的變化。
再者,單詞“包含”不排除存在未列在請求項中的元件或步驟。位於元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。
此外,除非特別描述或必須依序發生的步驟,上述步驟的順序並無限制於以上所列,且可根據所需設計而變化或重新安排。並且上述實施例可基於設計及可靠度的考慮,彼此混合搭配使用或與其他實施例混合搭配使用,即不同實施例中的技術特徵可以自由組合形成更多的實施例。
類似地,應當理解,爲了精簡本發明並幫助理解各個公開方面中的一個或多個,在上面對本發明的示例性實施例的描述中,本發明的各個特徵有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而,並不應將該公開的方法解釋成反映如下意圖:即所要求保護的本發明要求比在每個請求項中所明確記載的特徵更多的特徵。更確切地說,如下面的請求項書所反映的那樣,公開方面在於少於前面公開的單個實施例的所有特徵。因此,遵循具體實施方式的請求項書由此明確地並入該具體實施方式,其中每個請求項本身都作爲本發明的單獨實施例。
以上所述的具體實施例,對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明,應理解的是,以上所述僅爲本發明的具體實施例而已,並不用於限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護範圍之內。
〔先前技術〕
1:腔室本體2:支撑組件
3:去離子水4:靶材
5:磁控管6:驅動裝置
7:內襯8:基座
9:卡環10:待加工工件
11:射頻電源12:激勵源
〔本發明〕
1:腔室本體11:上側壁
12:下側壁13:底壁
112:絕緣筒體131:上內襯
132:法拉第屏蔽件133:下內襯
1321:開縫14、15:適配器
16:絕緣柱
2:基座21:壓環
22:射頻電源
3:靶材A:中心區域
B:中間區域C:邊緣區域
4:準直器41:準直主體
42:通孔
5:上電極組件501:磁控管
502:驅動裝置503:支撑組件
504:等離子體激勵源505:去離子水
6:線圈
7:射頻電源
X:待加工工件
101:第二等離子體102:金屬M
圖1是現有技術的磁控濺射物理氣相沉積設備的結構示意圖;
圖2是本發明較佳實施例的反應腔室的結構示意圖;
圖3是本發明較佳實施例的準直器的俯視圖;
圖4是本發明較佳實施例的靶材所在平面的區域劃分圖;
圖5是本發明較佳實施例的法拉第屏蔽件的結構示意圖;
圖6是本發明較佳實施例的第二等離子體轟擊深孔底部的原理圖。
1:腔室本體
11:上側壁
12:下側壁
13:底壁
112:絕緣筒體
131:上內襯
132:法拉第屏蔽件
133:下內襯
14、15:適配器
2:基座
21:壓環
22:射頻電源
3:靶材
4:準直器
5:上電極組件
501:磁控管
502:驅動裝置
503:支撐組件
504:等離子體激勵源
505:去離子水
6:線圈
7:射頻電源
X:待加工工件
Claims (17)
- 一種反應腔室,包括: 腔室本體; 基座,設置在所述腔室本體內,用於承載待加工工件; 靶材,設置在所述腔室本體內,且位於所述基座的上方;以及 準直器,設置在所述腔室本體內,且位於所述靶材與所述基座之間,用以提高所述待加工工件上的深孔底部的薄膜覆蓋率以及深孔側壁的薄膜覆蓋率對稱性。
- 如請求項1所述的反應腔室,所述準直器包括準直主體,在所述準直主體中,且分別與在所述靶材所在平面上劃分的中心區域、中間區域及邊緣區域相對應的區域,均包括多個沿所述腔室本體的軸向延伸的通孔,其中,對應所述中間區域的各通孔的深寬比大於對應所述中心區域的各通孔的深寬比和對應所述邊緣區域的各通孔的深寬比二者中的至少一者。
- 如請求項2所述的反應腔室,對應所述中間區域的各通孔的深寬比大於對應所述中心區域的各通孔的深寬比,對應所述中間區域的各通孔的深寬比大於對應所述邊緣區域的各通孔的深寬比。
- 如請求項3所述的反應腔室,對應所述中心區域的各通孔的深寬比和對應所述邊緣區域的各通孔的深寬比相同。
- 如請求項2至4中任意一項所述的反應腔室,對應所述中間區域的各通孔的深寬比比對應所述中心區域的各通孔的深寬比大15%以上;對應所述中間區域的各通孔的深寬比比對應所述邊緣區域的各通孔的深寬比大15%以上。
- 如請求項2或3所述的反應腔室,對應所述中心區域的各通孔的深寬比與對應所述邊緣區域的各通孔的深寬比的數值均大於2。
- 如請求項2或3所述的反應腔室,對應所述中心區域的各所述通孔的徑向截面面積、對應所述中間區域的各所述通孔的徑向截面面積及對應所述邊緣區域的各所述通孔的徑向截面面積相同,且對應所述中間區域的各通孔的深度大於對應所述中心區域的各通孔的深度,對應所述中間區域的各通孔的深度大於對應所述邊緣區域的各通孔的深度。
- 如請求項2或3所述的反應腔室,對應所述中心區域的各通孔的深度、對應所述中間區域的各通孔的深度及對應所述邊緣區域的各通孔的深度相同,且對應所述中間區域的各所述通孔的徑向截面面積小於對應所述中心區域的各所述通孔的徑向截面面積,對應所述中間區域的各所述通孔的徑向截面面積小於對應所述邊緣區域的各所述通孔的徑向截面面積。
- 如請求項2所述的反應腔室,其中,所述準直主體的徑向截面的分別對應中心區域和所述邊緣區域的區域的面積之和占所述準直主體的徑向截面總面積的60%以上。
- 如請求項1所述的反應腔室,所述反應腔室還包括: 線圈,沿所述腔室本體的側壁環繞設置,且位於所述準直器與所述基座之間; 射頻電源,與所述線圈電連接。
- 如請求項10所述的反應腔室,所述腔室本體的側壁包括沿其軸線間隔設置的上側壁和下側壁;所述反應腔室還包括: 絕緣筒體,連接在所述上側壁和下側壁之間,所述線圈環繞設置在所述絕緣筒體的外側; 法拉第屏蔽件,環繞設置在所述絕緣筒體的內側。
- 如請求項11所述的反應腔室,所述反應腔室還包括: 上內襯,環繞設置在所述上側壁的內側,所述準直器與所述上內襯固定連接; 下內襯,環繞設置在所述下側壁與所述基座之間。
- 如請求項11所述的反應腔室,所述法拉第屏蔽件的電位懸浮。
- 如請求項11所述的反應腔室,所述法拉第屏蔽件上設置有至少一個開縫,所述開縫沿所述法拉第屏蔽件的軸向設置。
- 如請求項14所述的反應腔室,所述開縫在所述法拉第屏蔽件的圓周方向上的寬度小於10 mm。
- 如請求項1所述的反應腔室,所述準直器所採用的材料包括鋁或者不銹鋼。
- 一種半導體加工設備,包括如請求項1至16中任一項所述的反應腔室。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811292310.X | 2018-10-31 | ||
CN201821792352.5 | 2018-10-31 | ||
CN201821792352.5U CN209071271U (zh) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | 反应腔室及半导体加工设备 |
CN201811292310.XA CN109300764A (zh) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | 反应腔室及半导体加工设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202101601A true TW202101601A (zh) | 2021-01-01 |
TWI727477B TWI727477B (zh) | 2021-05-11 |
Family
ID=70463046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW108139242A TWI727477B (zh) | 2018-10-31 | 2019-10-30 | 反應腔室及半導體加工設備 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWI727477B (zh) |
WO (1) | WO2020088415A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024027361A1 (zh) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 | 可改善深孔填充的镀膜设备及方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115233174B (zh) * | 2022-08-04 | 2023-09-08 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 工艺腔室 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08222517A (ja) * | 1995-02-17 | 1996-08-30 | Sony Corp | 半導体製造装置のコリメータ |
US5650052A (en) * | 1995-10-04 | 1997-07-22 | Edelstein; Sergio | Variable cell size collimator |
US7504006B2 (en) * | 2002-08-01 | 2009-03-17 | Applied Materials, Inc. | Self-ionized and capacitively-coupled plasma for sputtering and resputtering |
US9831074B2 (en) * | 2013-10-24 | 2017-11-28 | Applied Materials, Inc. | Bipolar collimator utilized in a physical vapor deposition chamber |
JP6364295B2 (ja) * | 2014-09-22 | 2018-07-25 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法およびスパッタリング装置 |
US9543126B2 (en) * | 2014-11-26 | 2017-01-10 | Applied Materials, Inc. | Collimator for use in substrate processing chambers |
KR20180063347A (ko) * | 2015-10-27 | 2018-06-11 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Pvd 스퍼터 챔버를 위한 바이어스가능 플럭스 최적화기/콜리메이터 |
JP6105114B1 (ja) * | 2016-03-14 | 2017-03-29 | 株式会社東芝 | 成膜装置、スパッタ装置、及びコリメータ |
CN209071271U (zh) * | 2018-10-31 | 2019-07-05 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 反应腔室及半导体加工设备 |
CN109300764A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-01 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 反应腔室及半导体加工设备 |
-
2019
- 2019-10-28 WO PCT/CN2019/113726 patent/WO2020088415A1/zh active Application Filing
- 2019-10-30 TW TW108139242A patent/TWI727477B/zh active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024027361A1 (zh) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 | 可改善深孔填充的镀膜设备及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI727477B (zh) | 2021-05-11 |
WO2020088415A1 (zh) | 2020-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101138566B1 (ko) | 유도 결합 플라스마의 균등성을 증가시키는 측벽 자석 및이에 사용되는 쉴드 | |
JP5421387B2 (ja) | 真空物理的蒸着のためのチャンバシールド | |
JP5421388B2 (ja) | 真空物理的蒸着のための成形アノードとアノード−シールド接続 | |
KR101725431B1 (ko) | Pvd rf dc 개방/폐쇄 루프 선택가능한 마그네트론 | |
US8911602B2 (en) | Dual hexagonal shaped plasma source | |
JP5784703B2 (ja) | 回転磁石組立体及び中心に供給されるrf電力を有する物理蒸着チャンバ | |
KR20020005991A (ko) | 마그네트론 스퍼터링 리액터내의 동축 전자석 | |
KR20020005512A (ko) | 마그네트론 스퍼터링 반응기의 바이어스 차폐판 | |
KR102374073B1 (ko) | 웨이퍼 프로세싱 증착 차폐 부품 | |
KR20040065648A (ko) | 마그네트론 캐소드 및 이를 채용하는 마그네트론 스퍼터링장치 | |
JP2010500470A (ja) | Ecrプラズマ源 | |
TWI727477B (zh) | 反應腔室及半導體加工設備 | |
TW201423864A (zh) | 電漿設備及其反應腔室 | |
CN109300764A (zh) | 反应腔室及半导体加工设备 | |
US20240186128A1 (en) | Methods and apparatus for reducing sputtering of a grounded shield in a process chamber | |
US6761804B2 (en) | Inverted magnetron | |
JP2013139642A (ja) | スパッタ成膜応用のためのプラズマ処理装置 | |
US9028659B2 (en) | Magnetron design for extended target life in radio frequency (RF) plasmas | |
TWI739194B (zh) | 內襯組件、反應腔室及半導體加工設備 | |
JP4078084B2 (ja) | イオン化成膜方法及び装置 | |
US20220375734A1 (en) | Methods and apparatus for processing a substrate using improved shield configurations | |
TWI840426B (zh) | Pvd濺射沉積腔室中的傾斜磁控管 | |
JP2019529706A (ja) | 1つの酸化物金属堆積チャンバ | |
JPH06116724A (ja) | 薄膜形成装置 | |
JP2011017088A (ja) | スパッタ成膜応用のためのプラズマ処理装置 |