[发明专利]通过靶使用期控制一或多个膜性质的自动电容调节器电流补偿

说明书

在一些实施方式中，一种将含金属层沉积于设置在物理气相沉积(PVD)腔室中的基板上的方法，包括以下步骤：提供等离子体形成气体至该PVD腔室的处理区域；提供第一量的RF功率至与该基板相对设置的靶组件以在该PVD腔室的该处理区域内形成等离子体；溅射来自该靶组件的源材料以将含金属层沉积于该基板上，其中该源材料是在第一侵蚀状态；以及当该靶从该第一侵蚀状态侵蚀至第二侵蚀状态，溅射源材料以将该基板的表面处的离子能维持在预定范围内的同时，调节与基板支撑件耦接的自动电容调节器。

技术领域

本公开内容的实施方式总体涉及基板处理系统。

背景技术

使用适于后道工序(BEOL)硬掩模应用的高密度、低应力膜，例如氮化钛(TiN)膜，以减少用在图案化低介电常数的介电(low-k dielectric)沟槽的线弯曲以及通过降低线边缘粗糙度和临界尺寸(CD)变化来改善低k蚀刻剖面。

射频(RF)功率可供应至主要DC等离子体以增加等离子体中溅射材料的离子化率。增加的离子化率允许改善到达原子的表面流动性，而导致结晶膜取向，这有利于产生低应力且致密薄膜。此外，到达基板水平面(level)的高比例离子化材料允许以晶片基座阻抗电路的方式调节输入的离子能。

于腔室阴极处(即溅射靶)平行供应RF功率。磁控管用于增加靶表面处的电子约束以改善等离子体稳定性和溅射速率。将侵蚀轨道建立于材料被优先溅射的靶表面上。

供应RF功率至靶与靶表面处磁性约束结合使用的一个缺点是：当靶材料被侵蚀时，RF功率传输的效率降低。随着靶变薄，从磁铁表面到靶的溅射表面的物理距离减少导致RF功率传输的效率降低。此外，靶表面上的侵蚀轨道进一步降低了RF功率输送的效率，随之侵蚀轨道可进一步限制电子并因此降低在基板水平处的等离子体密度。随着磁性约束增大，RF电流供应的电子无法像遵循增强(作为侵蚀深度的函数)磁场线那样有效地传播进入等离子体。

正如由基板支撑件阻抗电路处测量电流的减少直接地看出的以及由对薄膜性质的影响间接地看出的，传送到等离子体的RF功率的减少降低了离子化率。由于磁性约束的增加，与更高离子化相关的有利的薄膜性质(例如低应力与高密度)开始以靶使用期(target life)的函数退化。

因此，本发明人提供了一种用于处理基板的改进方法和设备。

发明内容

本公开内容的实施方式包括用于处理基板的方法与设备。在一些实施方式中，一种将含金属层沉积于设置在物理气相沉积(PVD)腔室中的基板上的方法，包括以下步骤：提供等离子体形成气体至该PVD腔室的处理区域；提供第一量的RF功率至与该基板相对设置的靶组件以在该PVD腔室的该处理区域内形成等离子体；溅射来自该靶组件的源材料以将含金属层沉积于该基板上，其中该源材料是在第一侵蚀状态；以及当该靶从该第一侵蚀状态侵蚀至第二侵蚀状态，溅射源材料以将该基板的表面处离子能维持在预定范围内的同时，调节与基板支撑件耦接的自动电容调节器。

在一些实施方式中，一种将含金属层沉积于设置在物理气相沉积(PVD)腔室中的基板上的方法，包括以下步骤：提供等离子体形成气体至该PVD腔室的处理区域；提供第一量的RF功率至与该基板相对设置的靶组件以在该PVD腔室的该处理区域内形成等离子体；溅射来自该靶组件的源材料以将含金属层沉积于该基板上，其中该源材料在第一侵蚀状态是实质上未侵蚀的；以及当该靶从该第一侵蚀状态侵蚀至第二侵蚀状态，溅射源材料以将该基板的表面处的离子能维持在预定范围内的同时，调节与基板支撑件耦接的自动电容调节器，其中该源材料在该第二侵蚀状态是实质上已侵蚀的。

在一些实施方式中，提供一种计算机可读取介质，上面具有储存于该计算机可读取介质的指令，当执行这些指令时，导致物理气相沉积(PVD)腔室执行一种将含金属层沉积于基板上的方法。该方法可包括本文所公开的实施方式中的任一实施方式。

以下描述本公开内容的其他的和进一步的实施方式。

附图说明