用于介电膜的高功率脉冲磁控溅射物理气相沉积的脉冲直流源及应用方法技术

使用物理气相沉积处理形成介电膜层的设备和方法包括将溅射气体输送到位于处理腔室的处理区域中的基板，该处理腔室具有含电介质的溅射靶，输送能量脉冲到溅射气体产生溅射等离子体，溅射等离子体由能量脉冲所形成，能量脉冲具有在小于50kHz并且大于5kHz的频率下的在约800伏特和约2000伏特之间的平均电压和在约50安培和约300安培之间的平均电流，并且将溅射等离子体引导朝向含电介质的溅射靶以形成包含从含电介质的溅射靶溅射的电介质材料的电离物质，电离物质在基板上形成含电介质的膜。

Pulsed DC source for high power pulsed magnetron sputtering physical vapor deposition of dielectric films and its application

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于介电膜的高功率脉冲磁控溅射物理气相沉积的脉冲直流源及应用方法
本原理的实施方式一般涉及用于沉积膜的方法和设备，更具体地涉及用于沉积介电脉冲高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)物理气相沉积(PVD)膜的HIPIMS源及其方法。
技术介绍
随着半导体工业引入具有更高效能和更大功能的新一代集成电路(IC)，形成这些IC的元件的密度增加，而各个部件或元件之间的尺寸、大小和间隔减小。虽然过去这种减少仅受限于使用光刻法定义结构的能力，但是具有以微米或纳米测量的尺寸的装置几何形状产生了新的限制因素，例如导电互连的导电性、互连之间使用的绝缘材料的介电常数、在3D的NAND或DRAM形式处理中蚀刻小结构或其他挑战。这些限制可能受益于更耐用、更高密度和更高硬度的硬掩模。厚的介电硬掩模，例如碳硬掩模，是众所周知的并且通常用作POR膜。然而，当前的介电硬掩模如石墨、Sp2型，或其他碳硬掩模组合物预期会不足，因为DRAM和NAND继续缩小至低于约10nm的范围。这种缩小将需要甚至更高深宽比的深接触孔或沟槽蚀刻。高深宽比蚀刻问题包括堵塞、孔形变形和图案变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用物理气相沉积处理形成介电膜层的方法，包括以下步骤：/n将溅射气体输送到位于处理腔室的处理区域中的基板，所述处理腔室具有含电介质的溅射靶；/n向所述溅射气体输送能量脉冲以产生溅射等离子体，所述溅射等离子体由能量脉冲所形成，所述能量脉冲具有在小于50kHz且大于5kHz的频率下的在约800伏特和约2000伏特之间的平均电压以及在约50安培和约300安培之间的平均电流；和/n将所述溅射等离子体引导朝向所述含电介质的溅射靶以形成电离物质，所述电离物质包含从所述含电介质的溅射靶溅射的电介质材料，所述电离物质在所述基板上形成含电介质的膜。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171030 US 15/797,3611.一种使用物理气相沉积处理形成介电膜层的方法，包括以下步骤：
将溅射气体输送到位于处理腔室的处理区域中的基板，所述处理腔室具有含电介质的溅射靶；
向所述溅射气体输送能量脉冲以产生溅射等离子体，所述溅射等离子体由能量脉冲所形成，所述能量脉冲具有在小于50kHz且大于5kHz的频率下的在约800伏特和约2000伏特之间的平均电压以及在约50安培和约300安培之间的平均电流；和
将所述溅射等离子体引导朝向所述含电介质的溅射靶以形成电离物质，所述电离物质包含从所述含电介质的溅射靶溅射的电介质材料，所述电离物质在所述基板上形成含电介质的膜。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述电介质材料包括碳。


3.如权利要求2所述的方法，其中所述能量脉冲在5和10微秒之间。


4.如权利要求1所述的方法，其中所述基板保持在约2毫托和约20毫托之间的压力下。


5.如权利要求1所述的方法，其中所述能量脉冲的宽度小于100微秒且大于5微秒。


6.如权利要求1所述的方法，其中所述溅射气体包括对所述基板或所述溅射靶中的至少一个呈惰性的气体。


7.一种发生器，用于使用物理气相沉积处理提供形成介电膜层的能量脉冲，包括：
整流电路，提供能量电荷；
反相电路，反转所述能量电荷；和
脉冲电路，将经反转的能量电荷转换为能量脉冲；
其中所述发生器被配置为：
向位于处理腔室的处理区域中的基板附近的溅射气体提供能量脉冲，所述处理腔室具有含电介质的溅射靶以产生溅射等离...

【专利技术属性】
技术研发人员：维加斯拉夫·巴巴扬，阿道夫·米勒·艾伦，巴加夫·西特拉，罗纳德·D·迪多尔，凡妮莎·法恩，华忠强，瓦贝哈夫·索尼，吴梦露，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US