[发明专利]物理气相沉积系统与处理

说明书

本案揭示了一种物理气相沉积(PVD)腔室及其操作方法。描述了提供包括上屏蔽件的腔室的腔室和方法，所述上屏蔽件具有两个孔，两个孔被定位成允许从两个靶交替溅射。

技术领域

本揭示内容总体上关于基板处理系统，并且更特定而言，实施方式涉及具有多个阴极组件(多阴极)的物理气相沉积系统以及用于物理气相沉积的处理。

背景技术

溅射，或者称为物理气相沉积(PVD)，用于在半导体集成电路的制造中沉积金属和相关材料。溅射的使用已扩展到在高深宽比的孔(例如通孔或其他垂直互连结构)的侧壁上沉积金属层，以及在制造极紫外(EUV)掩模坯料(mask blank)中。在制造EUV掩模坯料时，由于颗粒会对最终产品的性能产生负面影响，因此希望将颗粒的产生降到最低。此外，在EUV掩模坯料的制造中，在PVD腔室中沉积包括不同材料(例如，硅和钼)的交替层的多层反射器。由硅和钼的靶的交叉污染所引起的各个硅和钼层的污染可能是导致EUV掩模坯料缺陷的问题。

等离子体溅射可使用DC溅射或RF溅射来完成。等离子体溅射通常包括位于溅射靶背面的磁控管，磁控管包括至少两个相对极的磁体，它们通过磁轭而在其背面磁耦合，以将磁场投射到处理空间中，从而增加等离子体的密度并增强从靶的正面的溅射率。磁控管中使用的磁体通常是用于DC溅射的封闭回路和用于RF溅射的开放回路。

在诸如物理气相沉积(PVD)腔室的等离子体增强基板处理系统中，具有高磁场和高DC功率的高功率密度PVD溅射可在溅射靶处产生高能量，并导致溅射靶的表面温度大幅上升。溅射靶通过使靶背板与冷却流体接触来冷却。在如典型的商业实施的等离子体溅射中，将要溅射沉积的材料的靶被密封到包含有要被涂覆的晶片的真空腔室中。氩进入了腔室。在溅射处理中，溅射靶被诸如等离子体的高能离子轰击，使得材料离开靶并以膜的形式沉积在放置于腔室内的基板上。

仍然需要减少缺陷源(例如颗粒)以及多阴极PVD腔室中不同材料的靶的交叉污染。

发明内容

在本揭示内容的第一实施方式中，一种物理气相沉积(PVD)腔室，包括：多个阴极组件，包括第一阴极组件和第二阴极组件，第一阴极组件包括在溅射处理中支撑第一靶的第一背板，第二阴极组件包括被配置为在溅射处理期间支撑第二靶的第二背板；在多个阴极组件下方的上屏蔽件，上屏蔽件具有第一屏蔽孔和第二屏蔽孔，第一屏蔽孔具有直径并位于上屏蔽件上以暴露第一阴极组件，第二屏蔽孔具有直径并位于上屏蔽件上以暴露第二阴极组件，除了第一屏蔽孔和第二屏蔽孔之间的区域之外，上屏蔽件具有平坦的内表面；及在第一屏蔽孔和第二屏蔽孔之间的区域中的凸起区域，凸起区域具有高度，高度距平坦的内表面大于一厘米，并且具有长度，长度大于第一屏蔽孔的直径和第二屏蔽孔的直径，其中PVD腔室被配置为交替地从第一靶和第二靶溅射材料，而不旋转上屏蔽件。

根据本揭示内容的第二实施方式，一种物理气相沉积(PVD)腔室包括：多个阴极组件，多个阴极组件包括：第一阴极组件、第二阴极组件、第三阴极组件及第四阴极组件，第一阴极组件包括支撑包含钼的第一靶的第一背板，第二阴极组件包括支撑包含硅的第二靶的第二背板，第三阴极组件包括支撑包含虚拟材料的第三靶的第三背板，第四阴极组件包括支撑包含虚拟材料的第四靶的第四背板；在多个阴极组件下方的上屏蔽件，上屏蔽件具有第一屏蔽孔和第二屏蔽孔，第一屏蔽孔具有直径并位于上屏蔽件上以暴露第一靶，第二屏蔽孔具有直径并位于上屏蔽件上以暴露第二靶，上屏蔽件除了第一屏蔽孔和第二屏蔽孔之间的区域外具有平坦表面，上屏蔽件经配置以允许分别从第一靶和第二靶交替溅射钼和硅材料，而没有旋转上屏蔽件；及在第一屏蔽孔和第二屏蔽孔之间的区域中的凸起区域，凸起区域具有大于一厘米的高度，且具有大于第一屏蔽孔和第二屏蔽孔的直径的长度，其中上屏蔽件能旋转以允许第一屏蔽孔和第二屏蔽孔中的一者暴露第一靶及暴露第三靶和第四靶中的一者。