物理气相沉积设备及其电极及其沉积环制造技术

一种物理气相沉积设备及其电极及其沉积环。该沉积环具有一沉积环本体、一沟槽以及一凸状结构。沉积环本体呈平板环状，并具有一第一表面。沟槽以及凸状结构均呈环状，形成于第一表面之上，凸状结构邻接沟槽，并靠近该沉积环本体的外侧。沟槽具有一第一侧壁、一第二侧壁以及一沟槽底部。第一侧壁的曲率半径大于第二侧壁的曲率半径。第二侧壁为完整连续的环状壁面。该沟槽底部位于第一侧壁以及第二侧壁之间。第一侧壁与沟槽底部之间并有一第一夹角，第一夹角介于６５度至１２０度之间，较佳为９０度。沟槽的深度介于１．２毫米至３毫米之间，较佳为２毫米。本发明专利技术可有效避免金属沉积物形成于晶圆背面，并可避免沟槽侧壁缺口位置的金属沉积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种沉积环，特别是有关于一种可防止金属沉积于晶圆背面的沉积环。
技术介绍
参照图1a，其是显示已知的沉积环30设于物理气相沉积电极10之上时的情形。其中，沉积环30被安装于晶座40之上，而晶圆20置于晶座40之上，其边缘部分位于沉积环30的上方。沉积环30具有一凸状结构31以及一沟槽32。搭配参照图1b，其是显示沉积环30的俯视图，凸状结构31以及沟槽32均呈环状。此外，沟槽32的侧壁上具有缺口33。参照图2a，当已知的沉积环30应用于物理气相沉积制程之中时，会造成金属沉积物50沉积于晶圆20的背面。例如，参照图2b，其是为图2a中的A部分放大图，在铜制程中，晶圆20的背面会生成氮化钽(TaN)沉积层52以及铜沉积层51(在此不讨论生成于晶圆20的侧面以及上表面的金属沉积物)。再回到图2a，晶圆20背面会生成金属沉积物50的原因为，沉积环30的沟槽32过浅(约为0.6毫米)，因此，物理气相沉积的金属粒子在撞击沟槽32的底部之后，会反弹至晶圆20的背面。并且，随着金属沉积物53逐渐沉积于沟槽32的底部，晶圆20背面上金属沉积物50的生成速度将会更快。尤其是，参照图1b，晶圆20背面相对应于沉积环30侧壁上缺口33的位置，其金属沉积物50的沉积问题将会更为严重。晶圆20的背面生成有金属沉积物50会影响晶圆20背面的平坦度，降低后续制程的精度。并且，由于晶圆20背面的金属沉积物50的厚度无法掌控，因此在用于移除该金属沉积物50的湿式蚀刻制程(例如，用于移除铜沉积层的湿式蚀刻制程)后，仍会残留在晶圆20的背面，并在后续的蚀刻制程(用于移除其他金属沉积层的制程)中与蚀刻剂反应，而降低后续蚀刻制程的蚀刻效果。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述已知技术的问题，而提供的一种沉积环，具有一沉积环本体、一沟槽以及一凸状结构。沉积环本体呈平板环状，并具有一第一表面。沟槽以及凸状结构均呈环状，形成于第一表面之上，凸状结构邻接沟槽，该沟槽及凸状结构分别靠近该沉积环本体的内侧和外侧。沟槽具有一第一侧壁、一第二侧壁以及一沟槽底部。第一侧壁的曲率半径大于第二侧壁的曲率半径。第二侧壁为完整连续的环状壁面。该沟槽底部位于第一侧壁以及第二侧壁之间。第一侧壁与沟槽底部之间并有一第一夹角，第一夹角介于65度至120度之间，较佳为90度。沟槽的深度介于1.2毫米至3毫米之间，较佳为2毫米。本专利技术所述的沉积环，其中该沉积环的材质为非金属材料。本专利技术所述的沉积环，其中该沉积环的材质为陶瓷。本专利技术还可以为一种物理气相沉积电极，具有一晶座以及沉积环。沉积环设于该晶座之上，并环绕晶座中央的晶圆承载部。沉积环具有一沉积环本体、一沟槽以及一凸状结构，沉积环本体呈平板环状，并具有一第一表面。沟槽以及凸状结构均呈环状，形成于第一表面之上，凸状结构邻接沟槽，该沟槽及凸状结构分别靠近该沉积环本体的内侧和外侧。沟槽具有一第一侧壁、一第二侧壁以及一沟槽底部。第一侧壁的曲率半径大于第二侧壁的曲率半径。第二侧壁为完整连续的环状壁面。该沟槽底部位于第一侧壁以及第二侧壁之间。第一侧壁与沟槽底部之间并有一第一夹角，第一夹角介于65度至120度之间，较佳为90度。沟槽的深度介于1.2毫米至3毫米之间，较佳为2毫米。沉积环的材质为非金属材质，较佳为陶瓷。物理气相沉积电极可用于沉积铜、钽或是其他材料。本专利技术还可以为一物理气相沉积设备，具有一反应腔体、一晶座以及沉积环。沉积环设于该晶座之上，并环绕晶座中央的晶圆承载部。沉积环具有一沉积环本体、一沟槽以及一凸状结构，沉积环本体呈平板环状，并具有一第一表面。沟槽以及凸状结构均呈环状，形成于第一表面之上，凸状结构邻接沟槽，该沟槽及凸状结构分别靠近该沉积环本体的内侧和外侧。沟槽具有一第一侧壁、一第二侧壁以及一沟槽底部。第一侧壁的曲率半径大于第二侧壁的曲率半径。第二侧壁为完整连续的环状壁面。该沟槽底部位于第一侧壁以及第二侧壁之间。第一侧壁与沟槽底部之间并有一第一夹角，第一夹角介于65度至120度之间，较佳为90度。沟槽的深度介于1.2毫米至3毫米之间，较佳为2毫米。沉积环的材质为非金属材质，较佳为陶瓷。物理气相沉积设备可用于沉积铜、钽或是其他材料。应用本专利技术，撞击沟槽的底部而反弹的金属粒子，会沉积于第二侧壁。因此，可有效避免金属沉积物形成于晶圆的背面，进而提升制程精度并改善湿式蚀刻的效果。并且，由于沉积环的第二侧壁为完整连续的环状壁面，因此可避免已知技术中，晶圆背面相对应于沉积环侧壁上缺口位置的金属沉积问题。附图说明图1a是显示已知的物理气相沉积电极的侧视剖面图；图1b是显示已知沉积环的俯视图； 图2a是显示已知技术中，金属沉积物的沉积情形；图2b是显示图2a中的A部分放大图；图3a是显示本专利技术的沉积环的侧视剖面图；图3b是显示本专利技术的沉积环的俯视图；图4a是显示本专利技术的物理气相沉积电极的侧视剖面图；图4b是显示本专利技术中，金属沉积物的沉积情形；图5a是显示本专利技术中沟槽形状的变形例；图5b是显示本专利技术中凸状结构形状的变形例；图6是显示本专利技术的物理气相沉积设备。具体实施例方式第一实施例参照图3a，其是显示本专利技术的沉积环100的剖面图。沉积环100具有一沉积环本体110、一沟槽120以及一凸状结构130，搭配参照图3b，沉积环本体110呈平板环状，并具有一第一表面111。沟槽120以及凸状结构130均呈环状，形成于第一表面111之上，凸状结构130邻接沟槽120，并靠近该沉积环本体110的外侧。沟槽120具有一第一侧壁121、一第二侧壁122以及一沟槽底部123。第一侧壁121的曲率半径大于第二侧壁122的曲率半径。第二侧壁122为完整连续的环状壁面。该沟槽底部123位于第一侧壁121以及第二侧壁122之间。第一侧壁121与沟槽底部123之间并有一第一夹角θ，第一夹角θ介于65度至120度之间，较佳为90度。沟槽120的深度h(第二侧壁122的高度)介于1.2毫米至3毫米之间，较佳为2毫米。沉积环100的材质为非金属材质，较佳为陶瓷。第二实施例参照图4a，本专利技术还可以为一物理气相沉积电极200，具有一晶座40以及沉积环100。沉积环100设于该晶座40之上，并环绕晶座40中央的晶圆承载部41。沉积环100具有一沉积环本体110、一沟槽120以及一凸状结构130，搭配参照图3b，沉积环本体110呈平板环状，并具有一第一表面111。沟槽120以及凸状结构130均呈环状，形成于第一表面111之上，凸状结构130邻接沟槽120，并靠近该沉积环本体110的外侧。沟槽120具有一第一侧壁121、一第二侧壁122以及一沟槽底部123。第一侧壁121的曲率半径大于第二侧壁122的曲率半径。第二侧壁122为完整连续的环状壁面。该沟槽底部123位于第一侧壁121以及第二侧壁122之间。第一侧壁121与沟槽底部123之间并有一第一夹角θ，第一夹角θ介于65度至120度之间，较佳为90度。沟槽120的深度h(第二侧壁122的高度)介于1.2毫米至3毫米之间，较佳为2毫米。沉积环100的材质为非金属材质，较佳为陶瓷。物理气相沉积电极200可用于沉积铜、钽或是其他材料。参照图4b，其是显示本专利技术第一实施例的沉积环100或是本专利技术第二实施例的物理气相沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沉积环，具有：一沉积环本体，呈平板环状，具有一第一表面；以及一沟槽，该沟槽呈环状，形成于该第一表面之上，并靠近该沉积环本体的内侧，其中，该沟槽的深度介于１．２毫米与３毫米之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭裕元，戴硕彦，蔡宙庭，莫明德，郑国贤，郑冠桦，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]