用于基板处理腔室中的冷却式处理工具配接器的制作方法

本发明揭露的实施方式大体涉及用于半导体制造系统中的基板处理腔室。

背景技术：

可靠生产次微米及更小的特征是用于下一代半导体器件的超大规模集成电路(VLSI)与极大规模集成电路(ULSI)的技术之一。然而，随着电路技术持续微型化，缩小VLSI与ULSI技术中的互连尺寸已经对于处理能力有额外的要求。例如，由于下一代器件的电路密度增加，互连(比如过孔、沟槽、触点、栅极结构和其他特征以及于其之间的介电材料)的宽度减小，而介电层的厚度保持实质不变，从而导致特征的深宽比增加。

溅射(亦称为物理气相沉积(PVD))是一种用于在集成电路中形成金属特征的方法。溅射将材料层沉积于基板上。源材料(比如靶材)被由电场强力加速的离子轰击。轰击将材料自靶材射出，且材料接着沉积在基板上。在沉积期间，射出的粒子可在不同方向上行进，不是与基板表面大体正交，从而不期望地导致于在基板中的高深宽比特征的角上形成悬突(overhang)结构。悬突可能不期望地导致沉积材料中形成孔或孔洞，从而导致所形成的特征电导率减小。几何形状的深宽比越高，无孔洞填充的难度则越大。

控制到达基板表面的离子部分(fraction)或离子密度至所需范围可改善金属层沉积处理期间底部与侧壁的覆盖(并减少悬突问题)。在一个实例中，自靶材离开的粒子可经由处理工具(比如准直器)控制以利于提供粒子进入特征的更加垂直的轨迹。准直器于靶材与基板之间提供相对长、直且窄的通道而将撞击并留在准直器通道的非垂直移动粒子滤掉。为了进一步控制到达基板表面的离子部分或离子密度，准直器可被加电偏压。然而，发明人注意到提供准直器的电偏压需要将准直器与处理腔室的接地表面电绝缘，从而不期望地导致准直器的热隔离与过度加热，其进一步导致减少处理腔室的工作时间。

因此，发明人提供了用于形成具有良好底部与侧壁管理的含金属层的设备的改良实施方式。

技术实现要素：

本文提供用于基板处理腔室中的冷却式处理工具配接器的实施方式。在一些实施方式中，冷却式处理工具配接器包括：环绕中央开口的环状主体；设置于环状主体中的冷却剂通道；帮助支撑中央开口内的处理工具的一或多个特征；设置于环状主体中且与冷却剂通道流体耦接的入口与出口；和与环状主体耦接的电力连接部，所述电力连接部具有终端而将环状主体耦接至偏压电源。

在一些实施方式中，冷却式处理工具配接器包括：环绕中央开口的环状主体；径向向内延伸的搁板，所述径向向内延伸的搁板沿着环状主体的内径设置以帮助支撑中央开口内的处理工具；多个穿孔，所述多个穿孔穿过搁板设置而帮助将处理工具耦接至环状主体；设置于环状主体中的冷却剂通道，其中所述冷却剂通道包含沿着环状主体的外径设置的通道和设置于通道上以密封冷却剂通道的帽盖；设置于环状主体中且与冷却剂通道流体耦接的入口与出口；以及与环状主体耦接的电力连接部，所述电力连接部具有终端而将环状主体耦接至偏压电源。

在一些实施方式中，处理腔室包括：主体与盖组件，主体包括接地配接器，盖组件部分地界定处理腔室的内部空间；冷却式处理工具配接器，冷却式处理工具配接器具有环绕中央开口的环状主体，其中中央开口面向处理腔室的内部空间；设置于冷却式处理工具配接器与盖组件之间的绝缘体环；及设置于冷却式处理工具配接器与接地配接器之间的绝缘体环。冷却式处理工具配接器进一步包含：冷却剂通道，冷却剂通道设置于环状主体中；设置于环状主体中且与冷却剂通道流体耦接的入口与出口；以及电力连接部，所述电力连接部与环状主体耦接，所述电力连接部具有终端而将环状主体耦接至偏压电源。

本公开内容的其他与进一步的实施方式描述于下。

附图说明

可以通过参考附图中绘示的本公开内容的示例性实施方式来了解以上简要概述并在下面更加详细论述的本公开内容的实施方式。然而，附图只绘示了本公开内容的典型实施方式，因此不应被视为对本公开内容范围的限制，因为本公开内容可允许其他等效的实施方式。

图1绘示根据本公开内容的一些实施方式的处理腔室的概要截面图。

图2绘示根据本公开内容的一些实施方式的准直器的俯视图。

图3绘示根据本公开内容的一些实施方式的冷却式处理工具配接器的透视图。

图4A-B分别绘示沿着图3所示的截线4A-4A与4B-4B所截的图3的冷却式处理工具配接器的侧视截面图。

图5绘示根据本公开内容的一些实施方式的沉积腔室与冷却式处理工具配接器的部分截面的详细视图。

图6绘示根据本公开内容的一些实施方式的与沉积腔室中的冷却式处理工具配接器连接的冷却剂连接部的概要部分视图。

图7绘示根据本公开内容的一些实施方式的具有冷却式处理工具配接器的沉积腔室的分解图。

为便于理解，在可能的情况下，使用相同的数字编号代表各图中相同的元件。附图未按比例绘制且可为了清楚而简化。一些实施方式中的元件和特征可有利地并入其它实施方式中而无需赘述。

具体实施方式

本文提供用于基板处理系统中的冷却式处理工具配接器的实施方式，所述基板处理系统比如用于在半导体基板上制造微电子器件的基板处理系统。本文所揭露的冷却式处理工具配接器通过将从等离子体传递到处理工具的热移除而有利地增加处理工具在等离子体中的操作时间。冷却式处理工具配接器可有利地用于将各种类型的处理工具耦接至基板处理腔室。例如，在一些实施方式中，处理工具(比如偏压准直器)可与冷却式处理工具配接器耦接，从而有利地允许偏压准直器操作更久。

本公开内容的实施方式提供具有冷却通道的处理工具配接器，冷却通道设置于配接器的大气压力侧上以利于持续冷却。凸缘沿着配接器的真空侧设置而允许不同处理工具(比如偏压准直器)连接至配接器并经由配接器冷却。在一些实施方式中，可提供真空密封件以允许配接器的内部于真空压力下操作，比如达到极高真空压力。在一些实施方式中，提供偏压连接以允许配接器及附接于配接器的任何处理工具以偏压产生器所施加的偏压电压操作以调整等离子体。在一些实施方式中，可提供RF滤箱以将RF信号从回到偏压产生器的偏压电压中移除。在处理期间于基板处理腔室中产生的热传递到冷却剂，冷却剂流动通过处理工具配接器中的冷却通道。

本文中针对物理气相沉积(PVD)腔室示例性地描述本公开内容的实施方式。然而，冷却式处理工具配接器可通常用于任何基板处理腔室，在基板处理腔室中使用处理工具，该处理工具需要支撑于基板处理腔室内且需要被冷却。图1绘示PVD腔室(沉积腔室100)，例如溅射处理腔室，该PVD腔室适合用于溅射沉积材料并且具有设置于其中的准直器118，准直器118由根据本公开内容的实施方式的冷却式处理工具配接器138支撑。可适于受益于本公开内容的适合的PVD腔室的示例性实例包括Plus与SIPPVD处理腔室，两者皆可从加州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Materials,Inc.,Santa Clara,California)购得。可从应用材料公司以及其他制造商取得的其他处理腔室亦可根据本文描述的实施方式而适用。

沉积腔室100具有界定主体105的上侧壁102、下侧壁103、接地配接器104和盖组件111，主体105围绕其内部空间106。配接器板107可设置于上侧壁102与下侧壁103之间。基板支撑件(比如基座108)设置于沉积腔室100的内部空间106中。基板传送口109形成于下侧壁103中以用于传送基板进出内部空间106。

在一些实施方式中，沉积腔室100是溅射腔室，亦称为物理气相沉积(PVD)腔室，能够将例如钛、氧化铝、铝、氧氮化铝、铜、钽、氮化钽、氧氮化钽、氧氮化钛、钨、或氮化钨沉积于基板上，比如基板101。

气源110与沉积腔室100耦接以供应处理气体至内部空间106。在一些实施方式中，处理气体可包括惰性气体、非反应气体以及反应气体，如需要的话。可由气源110提供的处理气体的实例包括但不局限于氩气(Ar)、氦(He)、氖气(Ne)、氮气(N2)、氧气(O2)和H2O等。

泵送装置112与沉积腔室100耦接而与内部空间106连通以控制内部空间106的压力。在一些实施方式中，沉积腔室100的压力水平可维持在约1Torr或更低。在一些实施方式中，沉积腔室100的压力水平可维持在约500mTorr或更低。在一些实施方式中，沉积腔室100的压力水平可维持在约1mTorr与约300mTorr。

接地配接器104可支撑溅射源114，比如靶材。在一些实施方式中，溅射源114可由含钛(Ti)金属、钽金属(Ta)、钨(W)金属、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铝(Al)、以上各者的合金、以上各者的组合或类似物的材料制成。在一些实施方式中，溅射源114可由钛(Ti)金属、钽金属(Ta)或铝(Al)制成。

溅射源114可与源组件116耦接，源组件116包括用于溅射源114的电源117。包括组磁体的磁控管组件119可相邻地耦接于溅射源114，从而增进在处理期间从溅射源114溅射材料的效率。磁控管组件的实例包括电磁线性磁控管、蛇形磁控管、螺旋形磁控管、两指状(double-digitated)磁控管、矩形化螺旋磁控管等。

在一些实施方式中，第一组磁体194可设置于配接器板107与上侧壁102之间以协助产生磁场而引导从溅射源114脱出的金属离子。第二组磁体196可与接地配接器104相邻设置以协助产生磁场而引导从溅射源114脱出的材料。可选择沉积腔室100附近设置的磁体数量以控制等离子体离解与溅射效率。

RF电源180可通过基座108而与沉积腔室100耦接以提供溅射源114与基座108之间的偏压电力。在一些实施方式中，RF电源180可具有约400Hz与约60MHz之间的频率，比如约13.56MHz。

准直器118或其他处理工具可定位于内部空间106中并且在溅射源114与基座108之间。准直器118可被加电偏压以控制至基板的离子通量(ion flux)以及在基板处的中性粒子角度分布(neutral angular distribution)，并因为所加的DC偏压而增加沉积速率。发明人已经发现给准直器施加电偏压导致减少至准直器的离子流失而能够有利地在基板处有较大的离子/中性粒子比例。

在一些实施方式中，准直器118可以双极模式加电偏压以便控制离子穿过准直器118的方向。例如，可控制的直流(DC)或AC准直器电源190可与准直器118耦接以提供交替脉冲正或负电压至准直器118以便给准直器118加偏压。在一些实施方式中，准直器电源190是DC电源。

为了利于将偏压施加于准直器118，准直器118与接地腔室部件(比如接地配接器104)电绝缘。例如，在图1所示的实施方式中，准直器118与冷却式处理工具配接器138耦接。冷却式处理工具配接器138可由与沉积腔室100中的处理条件相容的适合的导电材料制成。绝缘体环156和绝缘体环157设置于冷却式处理工具配接器138的两侧以将冷却式处理工具配接器138与接地配接器104电绝缘。绝缘体环156、157可由适合的处理相容的介电材料制成。

冷却式处理工具配接器138包括一或多个特征以帮助支撑内部空间106内的处理工具，比如准直器118。例如，如图1所示，冷却式处理工具配接器138包括在径向向内方向上延伸以支撑准直器118或待被支撑于沉积腔室100的内部空间106中的其他处理工具的安装环或搁板164。在一些实施方式中，安装环或搁板164是围绕冷却式处理工具配接器138的内径的连续环以有助于与处理工具有更均匀的热接触，所述处理工具安装于冷却式处理工具配接器138(所述处理工具例如准直器118)。

冷却剂通道166设置于冷却式处理工具配接器138中以有助于冷却剂流动通过冷却式处理工具配接器138以移除处理期间产生的热。例如，冷却剂通道166可与冷却剂源153耦接以提供适合的冷却剂，比如水。冷却剂通道166有利地将无法轻易地传递至其他冷却腔室部件(比如接地配接器104)的热从处理工具(例如准直器118)移除。例如，设置于冷却式处理工具配接器138与接地配接器104间的绝缘体环156、157通常由具有低热导率的材料制成。因此，绝缘体环156、157减小从准直器118至接地配接器104的热传递速率，而冷却式处理工具配接器138有利地维持或增加准直器118的冷却速率。除了设置于冷却式处理工具配接器138中的冷却剂通道166之外，接地配接器104亦可包括冷却剂通道(比如图5所示的冷却剂通道524)以进一步有助于移除处理期间产生的热。

图3绘示根据本公开内容的一些实施方式的冷却式处理工具配接器138的透视图。图4A-B分别绘示沿着图3所示的截线4A-4A与4B-4B所截的冷却式处理工具配接器138的侧视截面图。冷却式处理工具配接器138包括界定中央开口303的环状主体301。环状主体301包括大体平坦的上表面302以及相对的大体平坦的下表面304。在一些实施方式中，环状槽306可沿着上表面302设置以容纳密封件(比如O形环或其他密封垫)而帮助在冷却式处理工具配接器138与绝缘体环156之间形成真空紧密密封。同样地，在一些实施方式中，环状槽402(示于图4A-B中)可沿着下表面304设置以帮助在冷却式处理工具配接器138与绝缘体环157之间形成真空紧密密封。或者，环状槽306、402的一或两者可于绝缘体环156或绝缘体环157的各自相对表面中形成。或者，环状槽306、402的一或两者可于冷却式处理工具配接器138和绝缘体环156、157的每一个中部分地形成。或者，如果真空密封件能够以其他方式设置于冷却式处理工具配接器138与绝缘体环156、157的每一个之间，则槽不是必要的。

提供径向向内延伸的突出部分(例如安装环或搁板164)以支撑准直器118(如图1所示)于中央开口303内(例如沉积腔室的内部空间106内)。搁板164可从环状主体301的下表面304上表面302之间的任何位置向内延伸。然而，在一些实施方式中，搁板164设置于靠近冷却剂通道166的位置以利于最大化从准直器118至冷却剂的热传递，所述冷却剂在使用期间于冷却剂通道166中流动。

多个穿孔322可穿过搁板164设置以帮助将准直器118耦接至冷却式处理工具配接器138。在一些实施方式中，多个穿孔322中的一些穿孔可用于抓住带铆接凸缘螺母(nut plate)并相对于搁板164与多个穿孔322中剩下的穿孔而对齐该带铆接凸缘螺母(例如示于图5中的带铆接凸缘螺母526)。多个穿孔322中剩下的穿孔的部分或全部可用于将准直器118紧固于冷却式处理工具配接器138的搁板164。

可提供一或多个对准销314以有助于准直器118与冷却式处理工具配接器138的对准。在一些实施方式中，并如图3所示，可提供三个对准销314。对准销314有助于准直器118相对于冷却式处理工具配接器138置中与定向。

此外，多个定向特征308亦可设置于冷却式处理工具配接器138上以有助于冷却式处理工具配接器138(以及因此准直器118)相对于接地配接器104(以及因此沉积腔室100的内部空间106)的置中与定向。在一些实施方式中，多个定向特征包括上对准特征与下对准特征，上对准特征将冷却式处理工具配接器与设置于冷却式处理工具配接器之上的部件对准，下对准特征将冷却式处理工具配接器与设置于冷却式处理工具配接器之上的部件对准。例如，每个定向特征308可包括上开口310而与从盖组件111延伸的定位销接合以及下开口312而与从接地配接器104延伸的定位销接合。在一些实施方式中，且如图3中所示，提供一对直径上对置(diametrically opposed)的定向特征308。

冷却剂通道166大体外接环状主体301并且包括入口318与出口316。在一些实施方式中，可通过沿着环状主体301的外径形成通道及于环状主体301的外径周围且于通道上提供帽盖320以密封冷却剂通道166(例如，通过焊接)而形成冷却剂通道166。图4B和5亦绘示冷却剂通道166和帽盖320。沿着环状主体301的外径提供冷却剂通道有利地避免潜在的水从冷却式处理工具配接器318的真空侧的泄漏。

电力连接部324可沿着环状主体301设置以帮助提供电力至准直器电源190以及提供偏压电力至准直器118或其他耦接至冷却式处理工具配接器138的处理工具。在一些实施方式中，电力连接部324从环状主体301径向向外延伸。

图5绘示根据本公开内容的一些实施方式的沉积腔室100和冷却式处理工具配接器138的部分截面详细视图。如图5所示，冷却式处理工具配接器138设置于溅射源114与接地配接器104之间。在一些实施方式中，溅射源114包括欲被溅射的材料的靶材且经由固定器516(比如螺栓)而与沉积腔室100的盖组件111耦接，欲被溅射的材料的靶材由靶材背板502支撑。绝缘体环156设置于冷却式处理工具配接器138与溅射源114的靶材背板502之间。绝缘体环157设置于冷却式处理工具配接器138与接地配接器104之间。

为了在使用期间维持内部空间106中的真空压力，一或多个真空密封件(比如o形环、密封垫或类似物)可设置于相邻部件之间，其中真空压力将维持于这些部件的一侧上并且较高压力(比如大气压力)存在于这些部件的另一侧上。例如，如图5所示，真空密封件508、510、512和514设置于相邻部件之间。

真空密封件508设置于靶材背板502与绝缘体环156之间。真空密封件510设置于绝缘体环156与冷却式处理工具配接器138之间。真空密封件512设置于冷却式处理工具配接器138与绝缘体环157之间。真空密封件514设置于绝缘体环157与接地配接器104之间。

准直器118通过冷却式处理工具配接器的搁板164而支撑于沉积腔室100的内部空间106内。图5绘示带铆接凸缘螺母526设置于搁板164的下部分上以帮助将准直器118的向外延伸的凸缘504紧固或栓接于冷却式处理工具配接器138。对准销314设置于匹配对准特征中，匹配对准特征形成于准直器118的向外延伸的凸缘504中。

可提供电力箱520以帮助经由电力连接部324将准直器电源190耦接至冷却式处理工具配接器138。例如，电力连接部324可包括终端，该终端用于例如使用螺丝或螺栓522将导体从电力箱520耦接至电力连接部324。电力箱520亦可包括RF滤波器以减少或防止等离子体中准直器118上累积的RF信号渗透至准直器电源190。电力箱520亦可包括用于将第二组磁体196(例如电磁体)耦接至电磁体电源的连接部。

图6绘示根据本公开内容的一些实施方式的连接至沉积腔室100的冷却式处理工具配接器138的冷却剂连接部的概要部分视图。在一些实施方式中，连接至冷却式处理工具配接器138的冷却剂连接部可设置于冷却剂连接壳体602内，而有利地保护作业员或沉积腔室100外的其他人员免于电击。冷却剂源可与冷却剂连接壳体602中的供应入口604耦接。入口连接器606用于将供应入口604连接至冷却式处理工具配接器138的入口318。在使用中，冷却剂围绕冷却剂通道166从入口318流至出口316。在一些实施方式中，接地配接器104的冷却剂通道524与冷却式处理工具配接器138的冷却剂通道166可串联地流体耦接。因此，出口连接器608可设置于出口316与接地配接器入口610之间以将冷却剂从冷却剂通道166供应至接地配接器104的冷却剂通道524。入口连接器606、入口318、出口316、出口连接器608和接地配接器入口610全部可由冷却剂连接壳体602保护(例如设置于冷却剂连接壳体602内或由冷却剂连接壳体602覆盖)。在使用期间，冷却剂围绕接地配接器104的冷却剂通道524流动并从接地配接器出口612流出至冷却剂回流(coolant return)。由于在冷却剂离开接地配接器104时处于接地电位，因此接地配接器出口612不必由冷却剂连接器壳体602环绕。泄漏检测器614可设置于冷却剂连接壳体602的下部分中。在一些实施方式中，泄漏检测器614可以是冷却剂连接壳体602的下部分中的小孔，任何泄漏的冷却剂可于该小孔收集。

图7是根据本公开内容的一些实施方式的沉积腔室100和冷却式处理工具配接器138的分解图，该图绘示沉积腔室100的各种部件的位置。

回到图1，在一些实施方式中，屏蔽管120可设置于准直器118附近及接地配接器104或上侧壁102的内部。准直器118包括多个孔以引导内部空间106内的气体和/或材料通量。准直器118可与屏蔽管120机械与电耦接。在一些实施方式中，准直器118与屏蔽管120机械耦接，比如通过焊接处理，从而使准直器118整合于屏蔽管120。准直器118可经由冷却式处理工具配接器138而与电源耦接。

屏蔽管120可包括具有径向向外延深的凸缘122的管状主体121，凸缘122设置于管状主体121的上表面中。凸缘122提供与上侧壁102的上表面匹配的匹配界面。在一些实施方式中，屏蔽管120的管状主体121可包括肩部区域123，肩部区域123具有的内径小于管状主体121的其余部分的内径。在一些实施方式中，管状主体121的内表面沿着锥形表面(tapered surface)124径向向内转变至肩部区域123的内表面。屏蔽环126可设置于沉积腔室100中而邻近屏蔽管120且在屏蔽管120与配接器板107中间。屏蔽环126可至少部分设置于凹部128中，凹部128由屏蔽管120的肩部区域123的相对侧与配接器板107的内部侧壁形成。

在一些实施方式中，屏蔽环126可包括轴向凸出的环形侧壁127，环形侧壁127的内径大于屏蔽管120的肩部区域123的外径。径向凸缘130从环形侧壁127延伸。径向凸缘130可形成为相对于屏蔽环126的环形侧壁127的内部直径表面成大于约九十度(90°)的角度。径向凸缘130包括于径向凸缘130的下表面上形成的凸出部132。凸出部132可以是从径向凸缘130的表面以实质平行于屏蔽环126的环形侧壁127的内部直径表面的取向延伸的圆形脊。凸出部132大体适于与边缘环136中形成的凹部134匹配，边缘环136设置于基座108上。凹部134可以是于边缘环136中形成的圆形槽。凸出部132与凹部134的啮合将屏蔽环126相对于基座108的纵轴置中。基板101(图示支撑于升降销140上)通过基座108与机械手叶片(未图示)之间的座标定位校正而相对于基座108的纵轴置中。因此，基板101可于沉积腔室100内置中并且屏蔽环126可于处理期间围绕基板101径向置中。

在操作中，具有基板101设置于其上的机械手叶片(未图示)延伸通过基板传送口109。基座108可下降而允许基板101传送至从基座108延伸的升降销140。基座108和/或升降销140的上升与下降可由与基座108耦接的驱动142控制。基板101可下降到基座108的基板接收表面144上。在基板101定位于基座108的基板接收表面144上的情况下，可在基板101上执行溅射沉积。边缘环136可在处理期间与基板101电绝缘。因此，基板接收表面144可包括一高度，该高度大于与基板101相邻的边缘环136部分的高度，使得基板101免于接触边缘环136。在溅射沉积期间，基板101的温度可通过使用设置于基座108中的热控制通道146控制。

在溅射沉积后，可使用升降销140使基板101上升至离开基座108的位置。上升的位置可靠近与配接器板107相邻的屏蔽环126和反射器环148的一或两者。配接器板107包括一或多个灯150，灯150在反射器环148的下表面和配接器板107的凹表面152中间的位置处耦接至配接板107。灯150提供可见光或近可见光波长的光学和/或辐射能量，比如在红外线(IR)和/或紫外线(UV)光谱中。来自灯150的能量朝向基板101的背侧(即下表面)径向向内聚集以加热基板101及沉积于其上的材料。围绕基板101的腔室部件上的反射表面用于将能量往基板101的背侧聚集并远离其他腔室部件，在其他腔室部件中能量会被浪费和/或不被使用。配接器板107可与冷却剂源153耦接以在加热期间控制配接器板107的温度。

在控制基板101至预定温度后，基板101下降至基座108的基板接收表面144上的位置。可使用基座108中的热控制通道146而经由传导快速冷却基板101。基板101的温度可从第一温度在数秒至约一分钟的时间内斜降至第二温度。可通过基板传送口109从沉积腔室100移除基板101以为了进一步处理。基板101可维持在预定温度范围，比如小于摄氏250度。

控制器198与沉积腔室100耦接。控制器198包括中央处理单元(CPU)160、存储器158和支持电路162。控制器198用于控制处理顺序，调节气体从气源110至沉积腔室100的流动及控制溅射源114的离子轰击。CPU 160可以是能用于工业设定的任何形式的通用计算机处理器。软件程序可以储存于存储器158中，比如随机存取存储器、只读存储器、软盘或硬盘驱动、或其他的数字储存形式。支持电路162与CPU 160用传统方式耦接且可包括快速缓冲存储器、时钟电路、输入/输出子系统、电源及类似物。当CPU 160执行软件程序时，软件程序将CPU转换为控制沉积腔室100的专用计算机(控制器)198，使得根据本公开内容的实施方式执行处理。软件程序亦可由第二控制器(未图示)储存和/或执行，第二控制器位于沉积腔室100的远端。

在处理期间，材料从溅射源114溅射且沉积于基板101的表面上。溅射源114和基座108通过电源117或RF电源180而相对于彼此加偏压以维持由处理气体形成的等离子体，处理气体由气源110供应。施加于准直器118的DC脉冲偏压电力亦协助控制通过准直器118的离子与中性粒子的比例，有利地增强沟槽侧壁与底部填充的能力。来自等离子体的离子朝向溅射源114加速并撞击溅射源114，而导致靶材材料从溅射源114脱出。脱出的靶材材料与处理气体在基板101上形成具有所需组分的层。

图2绘示与准直器电源190耦接的可设置于图1的沉积腔室100中的准直器118的俯视图。在一些实施方式中，准直器118具有大体蜂巢结构，该大体蜂巢结构具有六边形壁226而将六边形孔244以紧密堆积排列分隔。然而，亦可使用其他几何形状配置。六边形孔244的深宽比可定义为孔244的深度(等于准直器的长度)除以孔244的宽度246。在一些实施方式中，壁226的厚度为约0.06英寸至约0.18英寸。在一些实施方式中，壁226的厚度为约0.12英寸至约0.15英寸。在一些实施方式中，准直器118由从铝、铜和不锈钢中所选的材料构成。

准直器118的蜂巢结构可作为整合的通量最佳化器210以最佳化穿过准直器118的离子的流动路径、离子比例和离子轨迹行为。在一些实施方式中，与屏蔽部分202相邻的六边形壁226具有斜面250和半径。准直器118的屏蔽部分202可协助将准直器118安装进沉积腔室100中。

在一些实施方式中，准直器118可由单一块铝机械加工。准直器118可选择性地涂有涂层或经阳极处理。或者准直器118可由与处理环境相容的其他材料制成，亦可包括一或多个部分。或者，屏蔽部分202与整合的通量最佳化器210形成为分开的部件并使用适当的接合手段耦接在一起，比如焊接。

准直器118作为过滤器而将从溅射源114的材料以超过选定的角度发射的离子与中性粒子困住(trap)，所述角度相对于基板101几乎垂直。准直器118可横跨准直器118的宽度具有深宽比变化以允许从溅射源114的材料的中心或周边区域发射的不同比例的离子穿过准直器118。如此一来，沉积于基板101的周边区域与中心区域上的离子的数量与离子的到达角度均被调整及控制。因此，材料可横跨基板101的表面更均匀地溅射沉积。此外，材料可更均匀地沉积于高深宽比特征的底部与侧壁上，特别是位于基板101的周边附近的高深宽比的过孔和沟槽。

因此，冷却式处理工具配接器与使用此冷却式处理工具配接器的处理腔室的实施方式已揭露于本文中。冷却式处理工具配接器有利地帮助支撑处理工具于处理腔室中，而同时将使用期间产生的热从处理工具移除。

虽然前面所述系针对本公开内容的实施方式，但在不背离本公开内容的基本范围的情况下，可设计本公开内容的其他与进一步的实施方式。