[发明专利]一种改善长寿命钽靶材后期使用的腔体套件结构

说明书

本发明提出一种改善长寿命钽靶材后期使用的腔体套件结构，包括：溅射腔，其设置于溅射腔安装板上；钽靶，设置于所述溅射腔内部，并正对于晶圆表面；钽环，设置于所述溅射腔内部侧壁，其中所述溅射腔内部侧壁上设置有第一安装位置和第二安装位置，当晶圆和钽靶之间的距离发生变化时，将所述钽环从所述第一安装位置移动到第二安装位置。本发明提出的改善长寿命钽靶材后期使用的腔体套件结构，以补偿长寿命钽靶材后期靶材与晶圆的间距，晶圆与钽环的间距，以及钽环与靶材的间距，保持工艺稳定。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，且特别涉及一种改善长寿命钽靶材后期使用的腔体套件结构。

背景技术

在12寸半导体制造生产中，后段使用铜线来实现金属互联。而在铜线与下层介电层之间，需要使用氮化钽薄膜来做为保护层，保护铜不会渗入下层中去。氮化钽这层薄膜是使用PVD工艺方式进行生产。而有别于传统的PVD工艺，生产氮化钽的工艺腔体10中除了使用直流电(DC Source Power)轰击靶材30以外，为了加强沟槽侧壁填充性(之后的互联铜线需要填充进入这个沟槽之内)，还在工艺套件上安装了钽环20，通过交流电加直流电的方式(RF Coil Power+DC Coil Power)轰击钽环(Ta Coil)20来对侧壁进行镀膜(Re-sputter)(见图1)。在这一工艺过程中，钽靶30与晶圆40之间、钽靶30与钽环20之间、钽环20与晶圆40之间的距离对工艺稳定和产品的性能有重要影响。

由于钽靶在后段金属互联工艺中使用次数多，原材料成本高，为了降低成本，业界开始尝试使用长寿命钽靶(～5000千瓦时)来取代正常钽靶(～2000千瓦时)，但由于溅射工艺的刻蚀，在长寿命钽靶后期，靶材30表面与晶圆40之间的距离增大(如图1所示)开始导致工艺参数不稳定，影响靶材30的正常使用。目前主要通过抬高晶圆40位置来补偿靶材30表面的刻蚀(如图2所示)，但钽腔10里的钽环20和靶材30之间的距离以及晶圆40与钽环20之间的距离发生改变，依然会导致工艺的不稳定。

发明内容

本发明提出一种改善长寿命钽靶材后期使用的腔体套件结构，以补偿长寿命钽靶材后期靶材与晶圆的间距，晶圆与钽环的间距，以及钽环与靶材的间距，保持工艺稳定。

为了达到上述目的，本发明提出一种改善长寿命钽靶材后期使用的腔体套件结构，包括：溅射腔，其设置于溅射腔安装板上；钽靶，设置于所述溅射腔内部，并正对于晶圆表面；钽环，设置于所述溅射腔内部侧壁，其中所述溅射腔内部侧壁上设置有第一安装位置和第二安装位置，当晶圆和钽靶之间的距离发生变化时，将所述钽环从所述第一安装位置移动到第二安装位置。

进一步的，所述溅射腔安装板上设置有陶瓷环，实现腔体密封。

进一步的，所述钽靶为高纯溅射材料。

进一步的，所述钽环设置有钽环射频偏压装置。

进一步的，所述第一安装位置和第二安装位置之间的距离预先进行设定，其设定间距根据钽靶靶面的刻蚀后退距离决定。

进一步的，所述第一安装位置和第二安装位置之间的设定间距为3～10毫米。

本发明提出的改善长寿命钽靶材后期使用的腔体套件结构，钽环在工艺套件原本的安装位置上方增加一个安装位置，在靶材后期使用需要抬高晶圆位置时，将钽环安装在上方新的安装位置上，以保持钽靶与晶圆之间、钽靶与钽环之间、钽环与晶圆之间的距离保持不变。本发明可以补偿长寿命钽靶材后期靶材与晶圆的间距，晶圆与钽环的间距，以及钽环与靶材的间距，保持工艺稳定。

附图说明

图1所示为现有技术中靶材后期表面被刻蚀导致靶材与晶圆距增加示意图。

图2所示为现有技术中抬高晶圆位置补偿靶材表面的刻蚀示意图。

图3所示为本发明较佳实施例的靶材初期各部分间距示意图。