[发明专利]用于溅射腔室的工艺套件组件

说明书

本申请为2006年11月24日递交的申请号为200610145254.8并且发明名称为“用于溅射腔室的靶材和工艺套件组件”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请根据35USC119(e)要求享有(i)2005年11月25日提交的、题目为“用于钛溅射腔室的靶材和工艺套件”(TARGET AND PROCESS KIT FORTITANIUM SPUTTERING CHAMBER)的临时申请No.60/739,658的优先权和(ii)2006年3月30日提交的、题目为“用于溅射腔室的靶材和工艺套件组件”(TARGET AND PROCE SS KIT C OMPONENTS FOR SPUTTERINGCHAMBER)的临时申请No.60/788,378的优先权。在此引用两个临时申请的全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及用于溅射腔室的工艺套件组件。

背景技术

在集成电路和显示器的制造中，诸如半导体晶片和显示面板的衬底放置在处理腔室中并设定腔室中的工艺条件以在该衬底上沉积材料或者蚀刻该衬底。典型的腔室包括围绕等离子区域的外围壁、用于支撑衬底的衬底支架、用于在腔室内提供处理气体的气源、对气体施加能量以处理衬底的气体激发器，以及用于保持压力的排气装置。例如，该腔室可以包括溅射(PVD)、化学气相沉积(CVD)和蚀刻腔室。在溅射腔室中，溅射靶材以促使所溅射的靶材料沉积在与靶材相对的衬底上。在溅射工艺中，将包含惰性气体和/或反应气体的处理气体供应到腔室内，并相对彼此对靶材和衬底施加电偏压，以形成轰击靶材促进溅射材料从靶材击出并在衬底上沉积成膜的高能离子。在磁电管溅射腔室中，磁场发生器在靶材附近定形磁场以改善靶材的溅射。

在这些溅射工艺中，靶材的某些区域通常以比其它区域高的溅射速率溅射，导致了靶材表面的不均匀溅射。例如，不均匀靶材溅射可以由用于限制或搅动靶材表面附近的高能离子的成型磁场引起。成型磁场引起靶材特殊区域处的靶材料以较高的速率溅射出，其可能导致在多个工艺循环操作之后靶材中溅射凹槽的形成。在靶材中这些凹槽的形成是不合需要的，因为他们随后引起整个衬底上溅射材料的不均匀沉积。当靶材的溅射板由于热膨胀应力从背板剥离时，引起另一问题。还没有确切了解这些应力和剥离的起因。

在溅射工艺中，人们不希望从靶材溅射的材料在腔室的内表面诸如腔室壁和组件表面累积，因为所积累的沉积物可能剥落并污染衬底或者引起腔室壁和靶材之间的电短路。因此，溅射腔室还包括工艺套件，其具有在衬底支架和腔室壁附近配置的组件以容纳来自靶材的溅射沉积物，使得沉积物不在腔室壁和其他组件表面积累。为了清洗，周期性地从腔室拆除及去掉工艺套件组件。然而，在工艺套件组件上积累的所溅射沉积物还可能在清洗循环期间由在工艺循环中产生的热应力剥落。在腔室内所剥落的沉积物可污染衬底并且也是不合需要的。虽然可以在较短的时间间隔内停掉腔室以清洗套件组件，但是所引起的腔室停工期进一步增加了工艺成本。因此，需要一种工艺套件组件，设计其以容纳并容许更大量的所积累沉积物而不会彼此粘住或者粘到衬底上，或者不会在工艺期间引起所积累沉积物的剥落。如果设计靶材的形状使其减少在工艺套件组件上的溅射沉积物的形成，则效果会更加理想。

发明内容

本发明的目的在于提供在一种靶材，其基本上能够解决由于现有技术的靶材中存在的缺点所产生一个或者多个问题。

本发明的另一目的在于提供一种用于溅射腔室的工艺套件，其具有在衬底支架和腔室壁附近配置的组件以容纳来自靶材的溅射沉积物，使得沉积物不在腔室壁和其他组件表面积累。

因此，根据本发明的一方面，本发明提供了一种用于溅射腔室的溅射靶材，所述溅射靶材包括：(a)背板，包括至少大约200W/mK的热导率和从大约2到大约5μohm cm的电阻率；以及(b)安装在所述背板上的溅射板，所述溅射板包括：(i)具有平面的柱状台面；以及(ii)围绕所述柱状台面的环形倾斜边。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种用于溅射腔室的溅射靶材，所述溅射靶材包括：(a)包括具有凹槽的背面的背板；以及(b)安装在所述背板上的溅射板，所述溅射板包括：(i)具有平面的柱状台面；以及(ii)围绕所述柱状台面的环形倾斜边。