專利名稱：復(fù)合屏蔽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在沉積裝置中使用限定工件位置的復(fù)合屏蔽組件，包括所述符合屏蔽組件的沉積腔室，以及使用所述復(fù)合屏蔽組件的高功率沉積裝置。
背景技術(shù)：
屏蔽設(shè)計(jì)是PVD工具的可靠操作中一個(gè)重要的因素。屏蔽必須包含例如以避免在腔室壁上沉積的沉積材料，盡可能長時(shí)間保留這種材料，理想地整個(gè)靶材壽命中不會釋放粒子，易于更換，低成本且對于涂覆在晶片上膜層沒有不良影響。
典型地在PVD系統(tǒng)中使用不銹鋼屏蔽，因?yàn)槟軌驑?gòu)造可靠且較復(fù)雜的組件，其能夠在工藝腔室中簡單地安裝并且由于它們能夠清潔和重復(fù)使用而具有較好的成本有效性。當(dāng)實(shí)施高功率沉積工藝時(shí)，例如大于30KW，不銹鋼屏蔽上承載的熱會導(dǎo)致變形(由于不銹鋼是相對不良的熱導(dǎo)體的事實(shí))，其將依次傳至被屏蔽噴出的粒子上。這對于標(biāo)準(zhǔn)的操作狀態(tài)是不能接受的。雖然屏蔽也能通過具有更好熱性能的金屬制備，例如鋁，但這趨向于昂貴的制作和清潔的不現(xiàn)實(shí)。清潔鋁是困難的，并且當(dāng)嚴(yán)格的尺寸誤差很重要時(shí)(例如在晶片上保持膜層的均勻性)，重復(fù)使用材料是不現(xiàn)實(shí)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過使用復(fù)合屏蔽組件為高功率沉積工藝尋求提供一種可行的解決方案。該屏蔽組件同時(shí)使用不銹鋼和鋁成分，其在系統(tǒng)中安裝時(shí)作為單一的組件。在熱承載高的區(qū)域使用鋁。這能夠延長高功率操作同時(shí)保持良好的工藝性能。當(dāng)需要更換屏蔽時(shí)可去除鋁部分，同時(shí)清潔和重復(fù)使用不銹鋼組件。因此，從一方面，本發(fā)明在于在限定工件位置的沉積設(shè)備中使用的復(fù)合屏蔽組件，該組件包括位于工件位置周圍的第一屏蔽元件；和繞第一元件延伸并且承載第一元件的第二屏蔽元件，其中第一元件的熱傳導(dǎo)率大于第二元件的熱傳導(dǎo)率并且這些元件設(shè)置成緊密熱接觸。應(yīng)理解,屏蔽元件為體積結(jié)構(gòu)(bulk structure)并非僅僅是涂層。第一元件可為鋁或其合金并且第二元件為不銹鋼。第一元件可擠壓或摩擦配合在第二元件中。本發(fā)明還包括包含工件位置和上述組件的沉積腔室。第二元件可把第一元件安裝在腔室的壁上。第一元件可位于工件位置周圍以構(gòu)成陰影屏蔽。第二元件可形成用于部分腔室的屏蔽。盡管本發(fā)明已經(jīng)進(jìn)行上述限定，但應(yīng)理解，它包括上述或下述特征的任何創(chuàng)造性組合。


本發(fā)明可通過多種方式實(shí)施并且現(xiàn)在將描述一種特殊的實(shí)施方式，作為實(shí)施例，參考附圖，其中圖I為物理氣相沉積(PVD)腔室的一部分的中間豎向截面；圖2(a)屏蔽組件的鋁元件的透視圖，圖2(b)是該組件的俯視圖并且圖2(c)是圖2(b)中線A-A的橫截面；圖3是厚度均勻性隨靶材 壽命的函數(shù)曲線圖；以及圖4是關(guān)于晶片邊緣的指示沉積厚度的曲線圖。
具體實(shí)施例方式圖I示出了在PVD工藝腔室11中的復(fù)合組件10。在晶片位置16，典型地在用于屏蔽的熱通量最大的區(qū)域中，在晶片12上方設(shè)置鋁屏蔽元件13。屏蔽元件13作為陰影屏蔽。鋁屏蔽元件13通過不銹鋼屏蔽元件14保持以形成組件10。不銹鋼屏蔽元件14沿腔室11的壁15延伸并在鋁屏蔽元件13下方。組件需要非常緊的安裝(圖2中顯示的壓配合(規(guī)格+0. I到+0. 3mm))以保證實(shí)現(xiàn)該復(fù)合的全部益處。也就是說，鋁13和不銹鋼14之間的聯(lián)接必須緊密(當(dāng)屏蔽加熱時(shí)鋁屏蔽元件13膨脹到不銹鋼屏蔽元件14中并且提供更好的熱接觸)。實(shí)現(xiàn)外部不銹鋼屏蔽和內(nèi)部工藝腔室壁之間的接觸以用于在沉積循環(huán)中產(chǎn)生的熱量的最佳消散。注意如果整個(gè)屏蔽僅僅由鋁制成，由于它將趨向焊接，例如摩擦焊接，至工藝腔室壁，并且在維護(hù)過程中非常難去除，這將是一個(gè)非常嚴(yán)重的問題。鋁屏蔽元件13具有多個(gè)開口 15以保證腔室的高效泵送。圖3顯示了在超過 IlOOKWhrs高功率下3 U m，40KW鋁(銅)沉積中屏蔽的優(yōu)異均勻性能。接近晶片邊緣的屏蔽(即鋁屏蔽元件13)的變形不利地影響晶片邊緣處的沉積厚度。如圖4所示在整個(gè)IlOOKWhrs中具有5mm邊緣分離值時(shí)獲得了期望的100%水平的均勻邊緣均勻性。必須注意的是I) 一旦熱循環(huán)，壓配合部分就與單一部件表現(xiàn)相同。2)由于鋁環(huán)與晶片靠得很近并且不銹鋼的位置與鋁腔室壁15接觸，屏蔽的熱性能相對傳統(tǒng)的不銹鋼部件提高。這與其他情況相比允許高功率沉積工藝在生產(chǎn)中更長的運(yùn)行。3) 一旦屏蔽需要更換，鋁屏蔽13能夠替換同時(shí)不銹鋼外部屏蔽能夠清潔和重復(fù)使用。
權(quán)利要求
1.一種用于在限定工件位置的沉積裝置中使用的復(fù)合屏蔽組件，該組件包括 位于所述工件位置周圍的第一屏蔽元件；和 繞所述第一屏蔽元件延伸并且承載所述第一屏蔽元件的第二屏蔽元件，其中所述第一屏蔽元件的熱傳導(dǎo)率大于所述第二屏蔽元件的熱傳導(dǎo)率，并且所述第一屏蔽元件和所述第二屏蔽元件設(shè)置成緊密熱接觸。
2.如權(quán)利要求I所述的組件，其中所述第一元屏蔽件為鋁或其合金，并且所述第二屏蔽元件為不銹鋼。
3.如權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的組件，其中所述第一屏蔽元件擠壓或摩擦配合在所述第二屏蔽元件中。
4.一種包含工件位置和權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的組件的沉積腔室。
5.如權(quán)利要求4所述的腔室，其中所述第二屏蔽元件把所述第一屏蔽元件安裝在所述腔室的壁上。
6.如權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的腔室，其中所述第一屏蔽元件位于所述工件位置周圍以構(gòu)成陰影屏蔽。
7.如權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的腔室，其中所述第二屏蔽元件形成部分腔室壁的屏蔽。
8.一種包括上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的組件的高功率沉積裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，具有提供大于30kW的電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及復(fù)合屏蔽。一種用于在限定工件位置16的沉積裝置(11)中使用的復(fù)合屏蔽組件(10)，該組件包括位于工件位置周圍的第一屏蔽元件(13)以及繞第一元件延伸并且承載第一元件的第二屏蔽元件(14)，其中第一元件(13)的熱傳導(dǎo)率大于第二元件(14)的并且元件(13，14)緊密熱接觸設(shè)置。
文檔編號C23C14/22GK102634762SQ201210092080
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月11日
發(fā)明者C·L·威迪克斯, I·蒙克里夫 申請人:Spts技術(shù)有限公司