[发明专利]溅射装置

说明书

本发明涉及一种溅射装置，包括：腔室；基座，设置于腔室内，用于承载待加工工件；溅射机构，设置于腔室上，溅射机构用于待加工工件的溅射工艺；顶针机构，设置于腔室内，顶针机构用于在待加工工件进行回流工艺时，将待加工工件从基座上顶起并承载待加工工件；以及微波加热机构，设置于腔室内，微波加热机构包括移动单元和微波发射器，微波发射器与移动单元连接，移动单元用于在待加工工件完成溅射工艺且由顶针机构承载时，将微波发射器移动至待加工工件的下方，而加热待加工工件。本发明通过微波发射器产生微波，直接作用于待加工件内极性分子而加热待加工件，提高加热效率高，从而有效缩短回流工艺周期时间，提升生产效率。

技术领域

本发明属于溅射技术领域，特别是涉及一种溅射装置。

背景技术

铜互联工艺是现有技术的芯片后端制造不可或缺的工艺，铜互联工艺的方法为，在刻蚀出的孔和通道中先沉积扩散阻挡层，然后再沉积铜籽晶层，最后通过电镀填充孔道，形成铜互联线路。然而随着芯片特征尺寸的缩小至20纳米以下，通孔与沟槽开口与深宽比都将减小到3.8：1，部分层间的通孔(via)甚至能达到7：1或更高，而物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)法沉积铜籽晶层时，在沟槽开口处铜生长较快造成顶部悬凸，随着深宽比的增加，在后续电镀过程中，顶部悬凸将提前封口导致无法将沟槽完全填满，形成空洞，从而影响互联铜线的电阻，将严重的影响芯片的电学性能甚至造成失效。

作为解决芯片特征尺寸20纳米以下工艺的铜回流技术获得人们的关注，在高温(通常在300摄氏度以上)的作用下，低温下PVD沉积的铜的表面移动性和晶粒团聚力都得到增强，在扩散作用和刻蚀出的孔道的毛细作用下，沉积铜薄膜的表面铜原子发生迁移，流入刻蚀出的深孔底部，可以避免沟道中的空洞的产生，且整个回流工艺可以由多个循环组合而成，视填充结构而定直至将深孔填充完整。

而现有技术的铜回流技术所采用的的PVD设备通常包括圆环型反应腔体、设置于腔体内用于承载晶片的支撑基座及设置于支撑基座上方的靶材，靶材被密封在真空腔体上，磁控管束缚靶材下方等离子体。溅射时，直流(direct current，DC)电源会施加偏压至靶材，使其相对于接地的腔体成为负压，以致氩气放电而产生等离子体，将带正电的氩离子吸引至负偏压的靶材。当氩离子的能量足够高时，会使金属原子逸出靶材表面并沉积在晶片上。

为了实现铜回流，通常是在腔室中加入加热灯管，当沉积薄膜工艺后，将基座降至低位，然后顶针将基片抬高到灯管上方，使用灯管对基片进行加热。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

采用上述方案，其所使用的热辐射方式加热晶圆升温速率较慢，加热效率较低，从而一个回流周期耗时较多(通常在30分钟以上)，如果需要多个铜回流循环，则耗时更长，严重影响产率。

因此，急需一种原位铜回流溅射装置，加快加热晶圆升温速率，提高加热效率，从而降低回流周期的耗时，增加产率。

发明内容

为解决现有技术中所使用的热辐射方式加热晶圆升温速率都较慢，加热效率较低的问题，本发明实施例提供了一种溅射装置。具体的技术方案如下：

第一方面，提供一种溅射装置，用于对待加工工件进行溅射工艺，包括：

腔室；

基座，设置于腔室内，用于承载待加工工件；

溅射机构，设置于腔室上，溅射机构用于待加工工件的溅射工艺；

顶针机构，设置于腔室内，顶针机构用于在待加工工件进行回流工艺时，将待加工工件从基座上顶起并承载待加工工件；以及

微波加热机构，设置于腔室内，微波加热机构包括移动单元和微波发射器，微波发射器与移动单元连接，移动单元用于在待加工工件完成溅射工艺且由顶针机构承载时，将微波发射器移动至待加工工件的下方，而加热待加工工件。