用于物理气相沉积腔室的双极准直器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种包括设置于物理气相沉积腔室中的双极准直器的设备和使用所述设备的方法。在一个实施方式中，设备包括腔室主体和设置在腔室主体上的腔室盖从而界定处理区于内、设置于处理区中的准直器及耦接至准直器的电源。
【专利说明】用于物理气相沉积腔室的双极准直器
[0001 ] 公开背景 发明领域
[0002] 本发明的实施方式大体设及用于物理气相沉积腔室的准直器，W用于形成含金属 层于基板上，尤其设及用于物理气相沉积腔室的双极准直器，W用于在半导体制造工艺中 形成含金属层于基板上。
【背景技术】 [0003] 描述
[0004] 可靠生产亚微米(SUbmicron)和更小的特征是半导体装置的下一代超大规模集成 电路（very large scale integration;VLSI)与极大规模集成电路（ultra large scale integration;ULSI)的关键技术之一。然而，随着电路技术的小型化受到紧缩(press)，化SI 与化SI技术中缩小的互连部（interconnect)尺寸已另行要求处理能力。位于此技术核屯、的 多层(multi level)互连需要精确处理高深宽比特征，运些特征诸如是过孔(via)和其他互 连部。可靠地形成运些互连部对于化SI与化SI成功与否及对于持续努力提高单个基板的电 路密度与质量方面都十分重要。
[0005] 随着下一代装置的电路密度增加，诸如过孔、沟槽(trench)、触点kon化ct)、栅极 结构与其他特征之类的互连部W及之间的介电材料的宽度减小至45纳米(nm)和32nm的尺 寸，而介电层的厚度仍实质不变，结果运些特征的深宽比增大。
[0006] 亦被称作物理气相沉积(PVD)的瓣射是形成集成电路中的金属特征的重要方法。 瓣射沉积材料层于基板上。诸如祀材之类的源材料被遭受电场强力加速的离子所轰击。轰 击从祀材喷出材料，随后材料沉积于基板上。
[0007] 物理气相沉积工艺近来更适于沉积材料于形成于基板上的高深宽比沟槽和过孔 中。介电层通常形成在导电层或特征上，并经图案化W暴露出过孔或沟槽底部的导电特征。 阻挡层通常被沉积成防止层间交互扩散（interdiffusion between layers)，接着瓣射金 属至沟槽中。
[000引在物理气相沉积工艺中，快速移动的离子高速行进到祀材中而将粒子逐出祀材表 面。粒子可借助电荷转移机理与入射离子相互作用而带电。或者，粒子可借助与空间存有的 任何电场相互作用而带电，或粒子可维持不带电。在场区和沟槽侧壁顶部附近通常沉积较 快。沉积期间，喷出的粒子可朝所有方向行进、而非朝大致垂直于基板表面的方向行进，从 而导致在深入沟槽前于沟槽的隅角上形成突出结构。突出物(overhang)可造成金属插塞有 孔桐或孔隙形成于内。例如，沟槽的相对侧的突出部可能生长在一起，导致过早封闭及因此 阻止完全填充沟槽及形成孔桐或孔隙。此类孔桐并不导电，故会严重(severely)降低所形 成的特征的导电性。随着形成于半导体基板上的器件越来越小，形成于基板层中的沟槽和 过孔的深宽比（高度与宽度之比）更大。更高深宽比的几何形状更难W进行无孔隙填充。
[0009]通常，把抵达基板表面的离子分率（ion fraction)或离子密度控制在所需的 (desired)范围可改善金属层沉积工艺期间的底部与侧壁覆盖性。在一个实例中，被逐出祀 材的粒子经离子化及受施加至基板的电偏压作用而被加速，W在提早封闭沟槽前促使粒子 向下行进到沟槽内。据信通过控制抵达基板表面的离子分率/离子密度可有效促成下达沟 槽底部的离子轨迹。被加速离子可更均匀地朝垂直基板表面的方向行进。当被加速离子接 近基板表面时，被加速的离子所承带的动量(momentum)可使离子抵达沟槽深处，随后在电 偏压的影响下转向朝沟槽侧壁。尽管如此，更深入沟槽仍可减少侧壁顶部附近的突出物影 响。然而，随着沟槽的深宽比越来越高且基板尺寸越来越大，越难控制下达沟槽底部的离子 分率/离子密度，也越难均匀分布于整个基板表面。因此，物理气相沉积工艺在克服日益令 人烦恼的(vexing)突出物管理问题方面仍面临挑战。
[0010] 因此，需要用于形成含金属层且具有良好的底部和侧壁管理的改善的方法和设 备。
【发明内容】
[0011] 本发明提供一种包括设置于物理气相沉积腔室中的双极准直器的设备和使用所 述设备的方法。在一个实施方式中，一种设备包括腔室主体和设置在所述腔室主体上的腔 室盖从而界定处理区于内、设置于所述处理区中的准直器及禪接至所述准直器的电源。
[0012] 在另一实施方式中，一种设备包括腔室主体和设置在所述腔室主体上的腔室盖从 而界定处理区于内、设置在所述腔室盖下方的祀材、设置于所述处理区中且在所述盖下方 的准直器及禪接至所述准直器的电源。
[0013] 在又一实施方式中，一种瓣射沉积含金属蚀刻终止层于基板上的方法包括传送基 板于处理腔室中；供应气体混合物至处理腔室中；施加 RF源功率，W从所述气体混合物形成 等离子体，从而从设置于所述处理腔室中的祀材瓣射源材料;施加 DC偏压功率至设置于所 述处理腔室中的准直器;及从所瓣射的源材料沉积金属层至所述基板上。
[0014] 附图简单说明
[0015] 因此，W可详细理解及获得本发明的上述特征的方式，通过参照本发明的实施方 式可获得上文简要概述的本发明的更具体的描述，运些实施方式图示于附图中。
[0016] 图1图示根据本发明的处理腔室的一个实施方式的截面示意图；
[0017] 图2图示根据本发明的一个实施方式的双极准直器的一个实施方式的顶视图；
[0018] 图3图示根据本发明的一个实施方式的施加至图2的双极准直器的电压随时间变 化所绘制的图；
[0019] 图4图示根据本发明一个实施方式的另一双极准直器实施方式；
[0020] 图5图示根据本发明的一个实施方式的又一双极准直器实施方式;及
[0021] 图6A至图6B图示根据本发明的一个实施方式的在金属层沉积工艺制造期间的基 板的截面视图。
[0022] 为促进理解，已尽可能使用相同的附图标记来指示各图所共有的相同元件。预期 一个实施方式的元件和特征可有益地并入其他实施方式，而无需另外详述。
[0023] 然而应注意，运些附图仅图示了本发明的示例性实施方式，故不应被视为对本发 明范围的限制，因为本发明可允许其他等效实施方式。
【具体实施方式】
[0024] 本发明提供具有双极准直器的设备，所述双极准直器设置于物理气相沉积腔室 中，且可用W使具有不同方向性的离子加速贯穿通过。在一个实施方式中，双极直流(DC)偏 压电源可禪接至设置于物理气相沉积腔室中的准直器，W有效控制离子/中性粒子 (neutral)过滤作用，进而有效控制物理气相沉积工艺期间的离子轨迹行为及辅助自下而 上的（bottom-up)填充能力。
[0025]图1图示根据本发明的一个实施方式的具有双极准直器118设置于内的物理气相 沉积(PVD)腔室100(例如瓣射处理腔室），此腔室适于瓣射沉积材料。适于受益于本发明的 PVD腔室的实例包括ALPS?刊us和SIPENCORE?PVD处理腔室，二者均可购自位于Santa Clara of California(美国加州圣克拉拉）的Applied MaterialsJnc.(应用材料公司）。 预期可购自其他制造商的处理腔室亦可适于执行本文所述的实施方式。
[00%] 沉积腔室100具有上侧壁102、下侧壁103和盖部104,从而界定了主体105,主体105 围住内部容积106。接装板(adapter plate)107可设置在上侧壁102与下侧壁103之间。诸如 基座108之类的基板支撑件设置于沉积腔室100的内部容积106中。基板传送口 109形成于下 侧壁103中，W用于将基板传送进内部容积106及从内部容积106传送出。
[0027]在一个实施方式中，沉积腔室100包括瓣射腔室，瓣射腔室亦称作物理气相沉积 (PVD)腔室，并且能沉积例如铁、氧化侣、侣、氮氧化侣、铜、粗、氮化粗、氮氧化粗、氮氧化铁、 鹤或氮化鹤于诸如基板101之类的基板上。
[00%]气源110禪接至沉积腔室100, W供应工艺气体至内部容积106内。在一个实施方式 中，如果需要，工艺气体可包括惰性气体、非反应性气体和反应性气体。气源110可提供的工 艺气体的实例包括氣气(Ar)、氮化e)、氛气(Ne)、氮气(N2)、氧气他)和出0在内的多种气体， 但不W此为限。
[0029] 累送装置112禪接至沉积腔室100并与内部容积106连通，W控制内部容积106的压 力。在一个实施方式中，沉积腔室100的压力水平(pressure level)可维持在约1托耳或更 小。在另一实施方式中，沉积腔室100的压力水平可维持在约500毫托耳或更小。在又一实施 方式中，沉积腔室100的压力水平可维持在约1毫托耳与约300毫托耳。
[0030] 盖部104可支撑诸如祀材之类的瓣射源114。在一个实施方式中，瓣射源114可由含 铁(Ti)金属、粗(Ta)金属、鹤(W)金属、钻(Co)、儀(Ni)、铜(Cu)、侣(Al)、上述物质的合金、上 述物质的组合物或类似物质的材料制成。在所述一个示例性实施方式中，瓣射源114可由铁 (Ti)金属、粗(Ta)金属或侣(Al)制成。
[0031 ] 瓣射源114可禪接至源组件116，源组件116包括用于瓣射源114的电源117。磁电管 (magnetron)组件119包括磁体组，且可相邻禪接至瓣射源114,运加强处理期间来自瓣射源 114的高效瓣射材料。磁电管组件的实例包括电磁线性磁电管、蛇形磁电管、螺旋磁电管、双 数字化磁电管、矩形化螺旋磁电管在内的多种磁电管。
[0032] 在一个实施方式中，第一组磁体194可设置在接装板107与上侧壁102之间，W助于 产生电场至被逐出瓣射源114的金属离子。另外，第二组磁体196可设置成邻接盖部104, W 助于产生电场从而将材料逐出瓣射源114。注意设置在沉积腔室100周围的磁体数量可如需 求的那么多，W改善等离子体解离和瓣射效率。
[0033] 附加射频(RF)电源180亦可借助基座108禪接至沉积腔室100，W依需求提供偏压 功率于瓣射源114与基座108之间。在一个实施方式中，RF电源180的频率可在约400赫兹 化Z)与约60兆赫(MHz)之间诸如是约13.56兆赫(MHz)。
[0034] 准直器118可定位于瓣射源114与基座108之间且在内部容积106中。准直器118可 为双极模式，W控制离子贯穿通过的方向。可控直流化C)或交流(AC)准直器电源190可禪接 至准直器118, W提供交替脉冲输送的（alternating pulsed)正或负电压至准直器118,进 而控制双极模式准直器118。双极模式准直器118的相关细节将参照图2至图3进一步讨论于 后。在所述一个实施方式中，电源190是DC电源。
[0035] 屏蔽管120可邻近盖部104的内部和准直器118。准直器118包括多个孔，W引导内 部容积106内的气体和/或物质通量(material flux)。准直器118可机械及电气禪接至屏蔽 管120。在一个实施方式中，准直器118诸如借助焊接工艺机械禪接至屏蔽管120,从而把准 直器118整合到屏蔽管120。在另一实施方式中，准直器118可电气浮接(float)于腔室100 内。在又一实施方式中，准直器118可禪接至电源和/或电气禪接至沉积腔室100的主体105 的盖部104。
[0036] 屏蔽管120可包括管状主体121，管状主体121具有形成于主体上表面中的凹部 122。凹部122提供配合准直器118的下表面的接口。屏蔽管120的管状主体121可包括肩部 (shoulder region)123,肩部123的内径小于管状主体121其余部分的内径。在一个实施方 式中，管状主体121的内表面沿着锥面124径向向内转变成肩部123的内表面。屏蔽环126可 设置于腔室100中并邻接屏蔽管120及在屏蔽管120与接装板107的中间（intermediate)。屏 蔽环126可至少部分地设置于凹部128中，凹部128借助屏蔽管120的肩部123的对侧与接装 板107的内部侧壁所形成。
[0037] -方面，屏蔽环126包括轴向突出的环状侧壁127,侧壁127的内径大于屏蔽管120 的肩部123的外径。径向凸缘130从环状侧壁127延伸。径向凸缘130可W W相对于屏蔽环126 的环状侧壁127的内径面大于约90度(90°)的角度形成。径向凸缘130包括形成于凸缘下表 面上的突出部132。突出部132可为圆形隆起(ridge),圆形隆起从径向凸缘130的表面朝实 质平行于屏蔽环126的环状侧壁127的内径面的方向（orien化tion)延伸。突出部132通常适 于配合凹入凸缘134,凸缘134形成于设置在基座108上的边缘环136中。凹入凸缘134可为形 成于边缘环136中的圆形凹槽。突出部132与凹入凸缘134晒合，运相对于基座108的纵轴置 中屏蔽环126。借助基座108与机械叶片（未图示）之间的坐标定位校准（coordinated positioning cal化ration)，相对于基座108的纵轴置中基板101(图示为支撑在升降杆140 上）。W此方式，基板101可位于沉积腔室100的中屯、，处理期间，屏蔽环126可径向置中在基 板101周围。
[0038] 操作中，具有基板101于上面的机械叶片（未图示)延伸通过基板传送口 109。基座 108可下降成使基板101得W被传送至自基座108延伸的升降杆140。基座108和/或升降杆 140的上升及下降可由禪接至基座108的驱动器142来控制。基板101可下降到基座108的基 板接收面144上。随着把基板101定位到基座108的基板接收面144上，即可对基板101进行瓣 射沉积。处理期间，边缘环136与基板101电气绝缘。因此，基板接收面144的高度可大于边缘 环136邻近基板101的部分的高度，使得防止基板101接触边缘环136。瓣射沉积期间，可利用 设置于基座208中的热控制通道146来控制基板101的溫度。
[0039] 瓣射沉积后，可利用升降杆140把基板101抬到与基座108隔离的位置。抬高的位置 可接近屏蔽环126和邻接接装板107的反射环148之一或两者。接装板107包括与接装板107 禪接且在反射环148的下表面与接装板107的凹面152中间的一个或更多个灯具150。灯具 150提供诸如红外（IR)和/或紫外(UV)光谱之类的可见或近可见波长的光和/或福射能。来 自灯具150的能量径向向内朝向基板101的背侧（即下表面)聚焦，W加热基板101和沉积于 基板上的材料。围绕基板101的腔室部件上的反射面用于使能量朝向基板101的背侧聚焦并 远离其他腔室部件，在此能量将损失和/或未被利用。接装板107可禪接至冷却剂源154, W 于加热期间控制接装板207的溫度。
[0040] 控制基板101达到所需溫度后，将基板101降低到基座108的基板接收面144上的位 置。可利用基座108中的热控制通道146借助传导来快速冷却基板101。基板101的溫度可在 数秒至约1分钟内从第一溫度下降（ramp dowrO到第二溫度。可借助基板传送口 10則尋基板 101移出沉积腔室100, W供进一步处理。基板101可依需求被维持在所需溫度范围诸如低于 250摄氏度。
[0041] 控制器198禪接至沉积腔室100。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W控制工艺顺序、调节从气源110到沉积腔室100内的气流 及控制瓣射源114的离子轰击。CPU 160可W是任何类型的可用于工业环境中Qndushial setting)的通用计算机处理器。软件程序(software routine)可储存于存储器158中，存储 器诸158诸如是随机存取存储器、只读存储器、软盘或硬盘驱动器或其他类型的数字储存 器。支持电路162通常禪接至CPU 160,且可包括高速缓存储存器、时钟电路（clock circuit)、输入/输出子系统、电源及类似者。由CPU 160执行时，软件程序将CPU转换成特定 用途的计算机(控制器)198,所述计算机198控制沉积腔室100使得执行根据本发明的工艺。 软件程序亦可由第二控制器(未图示)储存和/或执行，第二控制器位于腔室100远程处。
[0042] 处理期间，材料自瓣射源114瓣射及沉积于基板101的表面上。利用电源117或180， 使瓣射源114和基板支撑基座108相对彼此偏压，W维持从由气源110所供应的工艺气体形 成等离子体。施加至准直器118的DC脉冲偏压功率还有助于控制离子与中性粒子贯穿通过 准直器118的比率，从而加强沟槽侧壁与自下而上的填充(bottom fill-up)能力。来自等离 子体的离子加速朝向瓣射源114并撞击(strike)瓣射源114,致使祀材材料被逐出瓣射源 114。被逐出的祀材材料和工艺气体形成具有所需成分的层于基板101上。
[0043] 图2图示准直器118的顶视图，准直器118禪接至准直器电源190,准直器电源190可 设置于图1的沉积腔室100中。准直器118通常为具有六角形壁226的蜂巢化oneycomb)结构， 六角形壁226隔开紧密堆积排列的（in close-packed arrangement)六角形孔244。六角形 孔244的深宽比可被定义为孔244的深度(等于准直器的长度)除W孔244的宽度246。在一个 实施方式中，壁226的厚度在约0.06英寸与约0.18英寸之间。在一个实施方式中，壁226的厚 度在约0.12英寸与约0.15英寸之间。在一个实施方式中，准直器118包含选自侣、铜和不诱 钢的材料。
[0044] 准直器118的蜂巢结构可当作整合通量优化器（integrated flux optimizer) 210, W优化流动路径、离子分率和离子贯穿通过准直器118的离子轨迹行为。在一个实施方 式中，邻接屏蔽部892的六角形壁226具有倒角（chamfer)250和半径。准直器118的屏蔽部 892可有助于将准直器118安装到沉积腔室100中。
[0045] 在一个实施方式中，准直器118可由单块侣机器加工而成。可选择性涂布或阳极处 理(anodize)准直器118。或者，准直器118可由与处理环境兼容的其他材料制成，且亦可包 含一个或更多个片段(section)。或者，屏蔽部892和整合通量优化器210形成为分离工件 (s巧arate piece)，及利用诸如焊接之类的适当接合(attachment)手段禪接在一起。
[0046] 准直器118用作过滤器（filter)，W捕捉W超过选定角度、几乎垂直（near normal)基板101的角度从来自瓣射源114的材料射出的离子与中性粒子。准直器118的深宽 比可依需求横越(across)准直器118的宽度而改变，W使自瓣射源114的材料中屯、或周边区 射出的不同百分比的离子得W通过准直器118。因此，调整及控制沉积至基板101的周边区 和中屯、区的离子数量和离子到达角(angle of arrival of ions)两者。因此，材料可更均 匀地瓣射沉积于基板101的整个表面。此外，材料可更均匀地沉积于高深宽比特征结构的底 部和侧壁上，特别是更均匀地沉积于位于基板101周边附近的高深宽比过孔和沟槽。
[0047] 首先参看图4至图5,图4至图5图示不同实施方式的准直器400、500,不同深宽比 (例如定义为六角形孔的深度除W孔的宽度246)的六角形孔形成于准直器400、500中。准直 器400、500包括使多个孔贯穿延伸，且位于中屯、区的孔具有的深宽比不同于位于准直器的 周边区的孔。在图4中所示的准直器400的截面视图的实施方式中，准直器400包括中屯、区 420和具有高深宽比的第一周边区430,同时包括具有低深宽比的第二周边区435。在图5中 所示的准直器500的截面图的实施方式中，准直器500包括具有高深宽比的中屯、区520,同时 包括具有低深宽比的周边区540。注意可依需求W任何方式改变或变换准直器中六角形孔 的深宽比的设计和排列，W符合不同工艺要求。
[004引在一个实施方式中，禪接至准直器118的准直器电源190可W脉冲或交替 (alternating)方式供应电压功率至准直器118, W助于局部沉积至基板101上。准直器电源 190被配置成提供负和/或正电压脉冲至准直器118, W依需求将准直器118控制成单极或双 极模式。在一个实施方式中，控制成双极模式的准直器118可控制及捕捉离子，W引起不同 比率的离子与中性粒子通过准直器118。据信施加至准直器118的正电压脉冲可将等离子体 中的电子牵引向基板表面，而施加至准直器118的负电压脉冲则可将等离子体中的电子推 向祀材。故借助交替脉冲输送正及负电压至准直器118,可有效控制离子与中性粒子贯穿通 过的方向性。
[0049] 图3图示当施加 DC功率至准直器11別寸从准直器118检测的电压信号302。如图3中 所示，从准直器电源190供应至准直器118的电压可控制成脉冲模式，W交替脉冲输送正电 压310和负电压312至准直器118。正及负电压脉冲310、312可依需求分别具有预定脉宽 (pulse Wi化h)304、308(例如脉冲时间）和脉冲幅度(pulse magnitude)306、314(例如脉冲 电压值）。脉冲调制(pulse modulatonK例如脉宽与脉冲幅度)被控制成达成所需沉积轮廓 (deposition profile)。例如，在期望更多方向性离子(directional ion)加速朝向基板表 面W加强自下而上填充能力的实施方式中，可供应具有较长脉宽(例如较长脉冲时间）的正 电压，W助于沉积于沟槽的底部上。反之，在期望非方向性离子(non-directional ion)沉 积于沟槽的侧壁或瓣射蚀刻沟槽隅角的沉积物的实施方式中，可供应具较长脉宽（例如较 长脉冲时间）的负电压，W加强侧壁沉积管理。注意供应至准直器118的电压亦可依需求为 连续模式（continuous mode)。
[0050] 在一个实施方式中，来自准直器电源190的DC偏压功率脉冲可在约400Hz与约 60MHz之间的偏压频率下具有约百分之5(例如百分之5开及百分之95关)至约百分之70(例 如百分之70开及百分之30关)之间的占空比（duty cycle),诸如约百分之5与约百分之50之 间诸如约百分之15与约百分之45之间的占空比。或者，脉冲输送到准直器118的DC偏压功率 的周期（eye I e)可由预定执行的时段(t ime per iod)数量来控制。例如，DC偏压功率可在约 每1毫秒与约每100毫秒之间被脉冲输送。注意，被脉冲输送到准直器118的DC偏压功率的占 空比可依需求重复多次。在一个实施方式中，DC偏压功率可被控制在约1千瓦与约10千瓦之 间。
[0051] 在一个示例性实施方式中，用于本文所述的沉积腔室100中的瓣射源114的材料是 铜合金，铜合金被配置成沉积铜层至开口 602中，如图6A中所示，开口 602形成于设置在基板 101上的绝缘材料604中。沉积期间，气体混合物供应到沉积腔室100, W从所瓣射的材料及 利用高自下而上填充能力形成铜层606于形成在基板101上的开口602中。在一个实施方式 中，气体混合物可包括反应性气体、非反应性气体、惰性气体及类似气体。反应性与非反应 性气体的实例包括〇2、化、N20、N02、N曲和此0在内的多种气体，但不W此为限。惰性气体的实 例包括氣(Ar)、氛(Ne)、氮化e)、氣(Xe)和氯化r)在内的多种气体，但不W此为限。在本文所 述的一个特定实施方式中，供应到处理腔室的气体混合物包括至少一种含氮气体和/或惰 性气体。由含铜合金制成的金属合金祀材可被利用为瓣射源114的源材料W供瓣射工艺用。 注意运里所述的含铜(化)祀材仅为举例说明，故不应解释成限定本发明的范围。另外，可被 利用为瓣射源114的金属合金祀材可由侣(Al)、铁(Ti)、粗(Ta)、鹤(W)、钻(Co)、铭(Cr)、儀 (Ni)、上述物质的合金、上述物质的组合物及类似物所组成的群组的材料制成。
[0052] 将气体混合物供应到沉积腔室IOOW用于处理之后，供应高电压功率至瓣射源114 例如化祀材，W从瓣射源114瓣射诸如化h之类的铜离子形式的金属化源材料。在瓣射源114 与基板支撑基座108之间所施加的偏压功率维持沉积腔室100中由气体混合物形成的等离 子体。供应至准直器118的DC偏压脉冲功率可有助于控制离子分率、比率和延伸向（reach toward)基板表面的离子轨迹路径。等离子体中主要来自气体混合物的离子轰击及从瓣射 源214瓣射出材料。在瓣射沉积工艺期间，可改变气体混合物和/或其他工艺参数，从而对于 不同膜质量要求在具有所需膜性质的沉积的膜606中产生梯度。
[0053] 在一个实施方式中，可W约400千赫化Hz)与约13.56兆赫(MHz)之间的频率供应约 500瓦与约25千瓦之间的RF源功率。可W约13.56兆赫(MHz)或巧b赫(MHz)之间的频率施加 约0瓦与约3000瓦之间的RF偏压功率至基板支撑件。在一个实施方式中，可W约400千赫 化Hz)与约13.56兆赫(MHz)之间的频率在气体混合物处提供约100瓦与约3000瓦之间的RF 源功率。可W脉冲模式施加约1千瓦与约4千瓦之间的DC偏压功率至准直器。注意可依需求 W连续模式施加 DC偏压功率至准直器。
[0054] 亦可控制数个工艺参数，同时供应气体混合物和脉冲RF偏压功率模式，W执行沉 积工艺。处理腔室的压力可被控制在约0.5毫托耳与约500毫托耳之间、诸如约1毫托耳与约 100毫托耳之间例如约20毫托耳。基板溫度可被控制在约-40摄氏度与约450摄氏度之间。
[0055] 如图6B中所示，在沉积工艺后，诸如铜层之类的金属层606可W良好的侧壁与底部 沉积管理共形沉积于开口602中。注意沉积工艺可持续进行，直到绝缘材料层604中所定义 的开口 602已全部(entirely)被填充金属层606为止，运W虚线608表示。
[0056] 故本文提供具有设置于物理气相沉积腔室中的双极准直器的设备和使用所述设 备的方法。利用物理气相沉积腔室中的双极准直器可有效控制离子/中性粒子过滤作用，进 而有效控制离子轨迹行为及辅助物理气相沉积工艺期间的自下而上的填充能力。
[0057] 虽然前文针对本发明的实施方式，但在不背离本发明的基本范围的情况下可设计 本发明的其他和进一步实施方式，且本发明的范围由下面的权利要求书来确定。
【主权项】
1. 一种设备，所述设备包括： 腔室主体和设置在所述腔室主体上的腔室盖，从而界定处理区于内； 准直器，所述准直器设置在所述处理区中；及 电源，所述电源耦接至所述准直器。2. 如权利要求1所述的设备，其中所述电源是DC电源。3. 如权利要求1所述的设备，其中所述电源是极性电源。4. 如权利要求1所述的设备，其中所述电源是双极脉冲式DC电源。5. 如权利要求1所述的设备，其中所述准直器包括使多个孔贯穿延伸，其中位于中心区 的所述孔具有的深宽比不同于位于所述准直器的周边区的所述孔。6. 如权利要求1所述的设备，其中所述准直器被配置成双极模式。7. 如权利要求1所述的设备，进一步包括： 靶材，所述靶材设置在所述腔室盖下方。8. 如权利要求7所述的设备，其中所述靶材由A1、T i、Ta、W、Cr、Ni、Cu、Co、上述物质的合 金或上述物质的组合物中的至少一种制成。9. 如权利要求7所述的设备，其中所述靶材由铜制成。10. 如权利要求1所述的设备，进一步包括： 第一磁体，所述第一磁体设置成围绕所述腔室主体并且在所述准直器上方。11. 如权利要求10所述的设备，进一步包括： 第二磁体，所述第二磁体设置成围绕所述腔室主体并且在所述准直器下方。12. 如权利要求11所述的设备，进一步包括： 磁电管组件，所述磁电管组件设置在所述腔室盖上方。13. 如权利要求1所述的设备，进一步包括： RF偏压功率，所述RF偏压功率耦接至基板支撑件，所述基板支撑件设置于处理腔室中。14. 一种设备，所述设备包括： 腔室主体和设置在所述腔室主体上的腔室盖，从而界定处理区于内； 靶材，所述靶材设置在所述腔室盖下方； 准直器，所述准直器设置于所述处理区中且在所述盖下方;及 DC电源，所述DC电源耦接至所述准直器，其中所述DC电源是双极脉冲式DC电源。15. -种溅射沉积含金属蚀刻终止层于基板上的方法，所述方法包括以下步骤： 传送基板于处理腔室中； 供应气体混合物至所述处理腔室中； 施加 RF源功率，以从所述气体混合物形成等离子体，从而自靶材溅射源材料，所述靶材 设置于所述处理腔室中； 施加 DC偏压功率至准直器，所述准直器设置于所述处理腔室中；及 从所溅射的源材料沉积金属层至所述基板上。
【文档编号】H01L21/203GK105849863SQ201480050843
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年8月28日
【发明人】李靖珠, 刘国俊, 王伟, 普拉沙斯·科斯努
【申请人】应用材料公司