处理基板的方法和设备技术

本文提供了用于处理基板的方法和设备。例如，一种方法包括：以第一流速将第一气体供应至设置在沉积腔室的内部体积内的基板支撑件，并以第二流速将第一气体供应至沉积腔室的内部体积中；将第一气体的第一流速降低至第三流速；供应DC功率、或DC功率和AC功率以在其间诱发AC偏压；以切换模式将第二气体供应至沉积腔室中，与此同时以第二流速和第三流速供应第一气体并增加DC功率或AC功率中的至少一者以增加AC偏压；以及在以切换模式供应第二气体的同时，将来自靶材的材料沉积至基板上以形成阻挡层。层。层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理基板的方法和设备


[0001]本公开的实施例总体涉及用于处理基板的方法和设备，并且更具体地涉及被配置为改善设置在两个材料层之间的氮化钽(TaN)阻挡层的方法和设备。

技术介绍

[0002]被配置为提供TaN阻挡层的常规方法和设备是已知的。例如，常规方法和设备有时使用专门的沉积腔室(例如，电离
‑
物理沉积腔室(PVD))，提供O2空气中断，和/或提供相对较厚的TaN阻挡层。然而，此类方法和设备非常昂贵，具有极低的生产量，和/或可增加接触电阻(RC)。

技术实现思路

[0003]本文提供了用于处理基板的方法和设备。在一些实施例中，所述方法包括：以第一流速将第一气体供应至设置在沉积腔室的内部体积内的基板支撑件，并以第二流速将第一气体供应至沉积腔室的内部体积中；将第一气体的第一流速降低至第三流速；将DC功率、或DC功率和AC功率中的至少一者供应至设置在沉积腔室中的基板支撑件或靶材中的至少一者以在其间诱发AC偏压；以切换模式将第二气体供应至沉积腔室中，所述切换模式改变第二气体的流速，与此同时以第二流速和第三流速供应第一气体并增加DC功率或AC功率中的至少一者以增加AC偏压；以及在以切换模式供应第二气体的同时，将来自靶材的材料沉积至设置在基板支撑件上的基板上，以在基板上形成阻挡层。
[0004]在至少一些实施例中，公开了一种其上存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令当由处理器执行时，使得用于处理基板的方法得以执行。所述方法包括：以第一流速将第一气体供应至设置在沉积腔室的内部体积内的基板支撑件，并以第二流速将第一气体供应至沉积腔室的内部体积中；将第一气体的第一流速降低至第三流速；将DC功率、或DC功率和AC功率中的至少一者供应至设置在沉积腔室中的基板支撑件或靶材中的至少一者以在其间诱发AC偏压；以切换模式将第二气体供应至沉积腔室中，所述切换模式改变第二气体的流速，与此同时以第二流速和第三流速供应第一气体并增加DC功率或AC功率中的至少一者以增加AC偏压；以及在以切换模式供应第二气体的同时，将来自靶材的材料沉积至设置在基板支撑件上的基板上，以在基板上形成阻挡层。
[0005]在至少一些实施例中，公开了一种用于处理基板的沉积腔室，所述沉积腔室包括：气体源，所述气体源被配置为将至少一种气体提供至沉积腔室中；DC电源和RF电源，所述DC电源和RF电源被配置为在基板支撑件与靶材之间诱发AC偏压，所述基板支撑件和靶材各自设置在沉积腔室的内部体积内；以及控制器，所述控制器被配置为：以第一流速将第一气体供应至设置在沉积腔室的内部体积内的基板支撑件，并以第二流速将第一气体供应至沉积腔室的内部体积中；将第一气体的第一流速降低至第三流速；将DC功率、或DC功率和AC功率中的至少一者供应至设置在沉积腔室中的基板支撑件或靶材中的至少一者以在其间诱发AC偏压；以切换模式将第二气体供应至沉积腔室中，所述切换模式改变第二气体的流速，与
此同时以第二流速和第三流速供应第一气体并增加DC功率或AC功率中的至少一者以增加AC偏压；以及在以切换模式供应第二气体的同时，将来自靶材的材料沉积至设置在基板支撑件上的基板上，以形成基板的阻挡层。
[0006]下面描述本公开的其他和进一步的实施例。
附图说明
[0007]通过参考附图中描绘的本公开的说明性实施例，可以理解上面简要总结并且下面更详细讨论的本公开的实施例。然而，附图仅图示了本公开的典型实施例，因此不应被认为是对范围的限制，因为本公开可以允许其他同等有效的实施例。
[0008]图1描绘了根据本公开的至少一些实施例的处理腔室的示意性剖视图。
[0009]图2是根据本公开的至少一些实施例的处理基板的方法的流程图。
[0010]图3是根据本公开的至少一些实施例的盖环的局部剖视图。
[0011]图4是根据本公开的至少一些实施例的使用图2的方法形成的基板的示意性横截面侧视图。
[0012]为了促进理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中共享的元件。附图不是按比例绘制的，并且为了清楚起见可以简化。一个实施例的元件和特征可以有益地并入其他实施例中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
[0013]本文提供了用于处理基板的方法和设备的实施例。例如，本文所述的方法和设备被配置为在设置在基板上的两个材料层之间沉积改进的氮化钽(TaN)阻挡层。与被配置为沉积TaN阻挡层的常规方法和设备不同，本文所述的方法和设备有利地相对便宜，具有非常高的生产量和/或可以降低RC。
[0014]图1描绘了根据本公开的一些实施例的处理腔室100(例如，物理气相沉积(PVD)腔室)的示意性截面图。合适的PVD腔室的示例包括Plus和SIPPVD处理腔室，这两种处理腔室都可以从加利福尼亚州圣克拉拉市(Santa Clara,California)的应用材料公司(Applied Materials,Inc.)商购。来自应用材料公司或其他制造商的其他处理腔室也可以从本文所公开的本专利技术设备受益。
[0015]处理腔室100含有：基板支撑件102，基板支撑件102用于在其上接收基板104；以及溅射源，诸如靶材106。基板支撑件102位于至少部分由壁108(例如，接地外壳)限定的内部体积内，壁108可以是腔室壁(如图所示)或接地屏蔽件。
[0016]处理腔室100包括馈送结构110，馈送结构110用于将RF能量和DC能量耦合至靶材106。例如，如本文所述，馈送结构110是用于将RF能量和DC能量耦合至靶材106或包含靶材106的组件的设备。在一些实施例中，馈送结构110可以是管状的。馈送结构110包括主体112，主体112具有第一端114和与第一端114相对的第二端116。在一些实施例中，主体112进一步包括中心开口115，中心开口115设置为从第一端114穿过主体112至第二端116。馈送结构110可以具有合适的长度，所述合适的长度促进相应的RF能量和DC能量围绕馈送结构110的周边的基本上均匀的分布。例如，在一些实施例中，馈送结构110的长度可为约0.75英寸至约12英寸、或约3.26英寸。在一些实施例中，在主体112没有中心开口的情况下，馈送结构
110的长度可为约0.5英寸至约12英寸。
[0017]馈送结构110的第一端114可以耦合至RF电源118并且耦合至DC电源120，RF电源118和DC电源120可以分别用于向靶材106提供RF能量和DC能量。例如，DC电源120可用于将负电压或偏压施加至靶材106。在一些实施例中，由RF电源118供应的RF能量的频率可在约2MHz至约60MHz的范围内，或者例如，可以使用诸如2MHz、13.56MHz、27.12MHz、或60MHz的非限制性频率。在一些实施例中，可以提供多个(即，两个或更多个)RF电源，以提供多个上述频率的RF能量。馈送结构110可以由合适的导电材料制成，以传导来自RF电源118和DC电源120的RF能量和DC能量。可选地，DC电源120可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理基板的方法，包括以下步骤：以第一流速将第一气体供应至设置在沉积腔室的内部体积内的基板支撑件，并以第二流速将所述第一气体供应至所述沉积腔室的所述内部体积中；将所述第一气体的所述第一流速降低至第三流速；将DC功率、或DC功率和AC功率中的至少一者供应至设置在所述沉积腔室中的所述基板支撑件或靶材中的至少一者以在其间诱发AC偏压；以切换模式将第二气体供应至所述沉积腔室中，所述切换模式改变所述第二气体的流速，与此同时以所述第二流速和所述第三流速供应所述第一气体并增加所述DC功率或所述AC功率中的至少一者以增加所述AC偏压；以及在以所述切换模式供应所述第二气体的同时，将来自所述靶材的材料沉积至设置在所述基板支撑件上的基板上，以在所述基板上形成阻挡层。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述基板加热至约200℃至约300℃的温度。3.如权利要求1所述的方法，其中供应所述第一气体包括供应氩、氦、氪、氖、氡或氙中的至少一者。4.如权利要求1所述的方法，其中供应所述第二气体包括供应氮气。5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一流速为约0sccm至约20sccm，其中所述第二流速为约50sccm至约500sccm，并且其中所述第三流速为约0sccm至约20sccm。6.如权利要求1所述的方法，其中以所述切换模式将所述第二气体供应至所述沉积腔室中的步骤包括以下步骤：在第四流速与不同于所述第四流速的第五流速之间切换。7.如权利要求6所述的方法，其中所述第四流速为约10sccm至约350sccm，并且所述第五流速为约0sccm至约200sccm。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：以所述第四流速和所述第五流速供应所述第二气体达约1毫秒至约10秒。9.如权利要求1所述的方法，其中供应所述DC功率、以及所述DC功率和所述AC功率中的至少一者以诱发所述AC偏压的步骤包括以下步骤：供应约500瓦至约20,000瓦的DC功率，以及供应约0瓦至约900瓦的AC功率。10.如权利要求1所述的方法，其中所述靶材是钽(Ta)，并且其中将来自所述靶材的材料沉积到所述基板上的步骤包括以下步骤：沉积Ta膜、氮化钽(TaN)膜中的至少一者，或沉积Ta和TaN膜的交替层。11.如权利要求1至7、9、或10中任一项所述的方法，其中所述Ta膜和所述TaN膜中的每一者的厚度为约10nm。12.如权利要求1至7、9、或10中任一项所述的方法，其中所述Ta的纯度可为约99.95％至约99.995％。13.如权利要求1至7、9、或10中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：形成厚度为约60nm的所述阻挡层。14.一种其上存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令当由处理器执行时使得用于处理基板的方法得以执行，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟姚颖，许绍杰，江梓成，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：