CN117203364A - 用于膜的沉积的脉冲dc功率 - Google Patents

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尼利斯·帕蒂尔
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Abstract

公开了一种气相沉积系统及其操作方法。所述气相沉积系统包括：真空腔室；电介质靶，所述电介质靶在所述真空腔室内，所述电介质靶具有前表面和厚度；基板支撑件，所述基板支撑件在所述真空腔室内，所述基板支撑件具有与所述电介质靶的所述前表面间隔以形成工艺间隙的前表面；以及信号发生器，所述信号发生器连接到所述电介质靶以在所述真空腔室中产生等离子体，所述信号发生器包括功率源，所述功率源被构造为阻止在所述电介质靶中发生电荷积聚。所述方法包括向所述真空腔室内的电介质靶施加功率以在所述电介质靶与基板支撑件之间的工艺间隙中产生等离子体并脉冲施加到所述电介质靶的所述功率以阻止电荷积聚。

Description

用于膜的沉积的脉冲DC功率
技术领域
本公开内容的实施方式总体涉及用于在基板上沉积膜的方法。特别地，本公开内容的实施方式涉及在基板上沉积介电膜的方法。
背景技术
溅射，也称为物理气相沉积(PVD)，长期以来一直用于半导体集成电路的制造中的金属和相关材料的沉积。溅射的使用已经扩展到将金属层沉积到高深宽比孔(诸如通孔或其他竖直互连结构)的侧壁上以及在极紫外(EUV)掩模坯料的制造中。在EUV掩模坯料的制造中，由于颗粒对最终产品的性能产生负面影响，因此期望最大程度地减少颗粒产生。
等离子体溅射可使用DC溅射或RF溅射来实现。等离子体溅射典型地包括定位在溅射靶的背面的磁控管，该磁控管包括通过磁轭在其背面磁耦合的两个极相反的磁体，以将磁场投射到处理空间中来增加等离子体的密度并提高从靶的正面的溅射率。磁控管中使用的磁体通常是用于DC溅射的闭环和用于RF溅射的开环。
在诸如物理气相沉积(PVD)腔室的等离子体增强基板处理系统中，具有高磁场和高DC功率的高功率密度PVD溅射可在溅射靶处产生高能量并导致溅射靶的表面温度的大幅上升。通过使靶背板与冷却流体接触来冷却溅射靶。在通常商业实践的等离子体溅射中，将要溅射沉积的材料的靶密封到容纳要涂覆的基板的真空腔室。氩被允许进入腔室。当将几百伏的负DC偏置施加到靶上而腔室壁或屏蔽件保持接地时，氩被激发成等离子体。带正电的氩离子在高能量下被吸引到负偏置的靶上并从靶溅射靶原子。
虽然PVD腔室设计已经取得进步，但仍需要沉积介电膜和阻止在电介质靶上发生过度电荷积聚的方法。
发明内容
本公开内容的一个或多个实施方式涉及一种气相沉积设备。在一个或多个实施方式中，所述气相沉积设备包括：真空腔室；电介质靶，所述电介质靶在所述真空腔室内；基板支撑件，所述基板支撑件在所述真空腔室内；以及信号发生器，所述信号发生器连接到所述电介质靶以在所述真空腔室中产生等离子体。在一些实施方式中，所述电介质靶具有前表面和厚度。在一些实施方式中，所述基板支撑件具有与所述电介质靶的所述前表面间隔以形成工艺间隙的前表面。在一些实施方式中，所述信号发生器被构造为阻止在所述电介质靶中发生电荷积聚。
本公开内容的另一个实施方式涉及一种沉积介电膜的方法。在一些实施方式中，所述方法包括向所述真空腔室内的电介质靶施加功率以在所述电介质靶与基板支撑件之间的工艺间隙中产生等离子体并脉冲施加到所述电介质靶的所述功率以阻止电荷积聚。
附图说明
为了可详细地理解本公开内容的实施方式的上文陈述的特征，可参考实施方式来得到上文简要地概述的本公开内容的实施方式的更特别的描述，附图中例示了其中一些实施方式。然而，需注意，附图仅例示了本公开内容的典型实施方式，并且因此，不应当被视为本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可承认其他等效实施方式。
图1示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的方法的工艺流程图；并且
图2例示了根据本公开内容的一个或多个实施方式的物理气相沉积(PVD)腔室的示意性剖视图。
具体实施方式
在描述本公开内容的若干示例性实施方式之前，将理解，本公开内容不限于以下描述中阐述的构造或处理步骤的细节。本公开内容能够具有其他实施方式并以各种方式实践或进行。
如本说明书和所附权利要求书所用，术语“基板”是指工艺作用于的表面或表面的部分。本领域技术人员还将理解，除非上下文另有清楚指示，否则提及基板也可仅指基板的部分。附加地，提及在基板上沉积可意指裸基板和在其上沉积或形成有一个或多个膜或特征的基板两者。
如本文所用的“基板”是指在制造工艺期间在其上执行膜处理的基板上形成的任何基板或材料表面。例如，可在其上执行处理的基板表面包括材料，诸如硅、硅氧化物、应变硅、绝缘体上硅(SOI)、碳掺杂硅氧化物、非晶硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石和任何其他材料(诸如金属、金属氮化物、金属合金和其他导电材料)，这取决于应用。基板包括但不限于半导体晶片。基板可暴露于预处理工艺以对基板表面进行抛光、蚀刻、还原、氧化、羟化、退火、UV固化、电子束固化和/或烘烤。除了直接地在基板本身的表面上进行膜处理之外，在本公开内容中，所公开的膜处理步骤中的任一者还可在形成在基板上的下面层上执行，如下文更详细地公开的，并且术语“基板表面”旨在包括如上下文指示的这种下面层。因此，例如，在膜/层或部分膜/层已经沉积到基板表面上的情况下，新沉积的膜/层的暴露表面变成基板表面。
本公开内容的实施方式总体涉及用于使用物理气相沉积(PVD)工艺沉积膜的方法和设备。根据本公开内容的一些实施方式，一种PVD膜包括介电膜。
图1描述了用于沉积膜的示例性方法100。在一些实施方式中，该方法包括气相沉积方法。在一些实施方式中，气相沉积方法包括物理气相沉积(PVD)工艺或其变体。
在一个或多个实施方案中，方法100包括任选的预处理操作110。在预处理期间，用本领域技术人员已知的任何合适的预处理来处理基板。合适的预处理包括但不限于预加热、清洁、浸泡、天然氧化物去除或粘附层和/或阻挡层的沉积。
本公开内容的一些实施方式涉及用于沉积膜的设备。在一些实施方式中，物理气相沉积工艺在任何合适的设备中进行。在一些实施方式中，合适的设备包括物理气相沉积系统。
在一些实施方式中，物理气相沉积系统包括真空沉积系统。在一些实施方式中，真空沉积系统被构造用于磁控溅射、离子溅射、脉冲激光沉积、阴极电弧沉积或它们的组合。在一些实施方式中，真空沉积系统包括被构造为通过磁控溅射在基板上形成膜的磁控溅射系统。
在一些实施方式中，可在相同腔室构造中用合适的靶沉积各种介电膜。在一些实施方式中，方法在现有沉积腔室中进行。因此，本公开内容的实施方式有利地提供了通用并且不需要改变硬件来通过阳极/阴极面积比调谐(tuning)来控制靶偏置的方法。
图2中示出了可用于一个或多个实施方式的方法的示例性物理气相沉积系统200。物理气相沉积系统200包括真空腔室252、真空腔室252内的靶256、真空腔室252内的基板支撑件280以及连接到靶256的信号发生器286。
真空腔室252绕中心轴线254布置，靶256通过隔离器258支撑在中心轴线上，隔离器258将靶256真空密封到真空腔室252。隔离器258将靶256与电接地的真空腔室252电隔离。真空泵系统(未示出)将真空腔室252的内部泵送到低毫托范围内的压力。在一些实施方式中，真空腔室252具有在1毫托至30毫托、5毫托至30毫托、10毫托至30毫托、20毫托至30毫托、1毫托至20毫托、5毫托至20毫托、10毫托至20毫托、1毫托至10毫托、5毫托至10毫托或1毫托至5毫托的范围内的压力。
在一个或多个实施方式中，靶256的前表面的形状可以是平面的或是大体凹形的，该凹形外周边缘比内径部分厚。靶256包括面向真空腔室252的内部的材料层，并且该材料层通常包含不超过5原子％的除要沉积以提供溅射材料源的材料之外的元素。
信号发生器286包括功率源260。在一些实施方式中，信号发生器286还包括可操作地连接到功率源260的波形发生器267。在一些实施方式中，信号发生器286施加功率以偏置靶256。在一些实施方式中，功率源260包括DC功率源。在一些实施方式中，DC功率源相对于接地真空腔室252或接地侧壁屏蔽件(未示出)偏置靶以将等离子体气体激发成等离子体。在一些实施方式中，靶256比真空腔室252或侧壁屏蔽件(未示出)更负偏置。
在图1中的120处，方法100包括向靶256施加功率。在一些实施方式中，功率包括DC功率。在一些实施方式中，靶256包括电介质靶。
在不受任何特定操作理论约束的情况下，认为由于靶的绝缘性质，电介质的简单DC溅射是不可能的。靶256的性质导致电荷在靶表面上积聚以在靶、腔室壁和/或基板之间产生高电势积累。电弧可能损坏膜、基板、真空腔室部件和/或功率供应器。
反应脉冲DC溅射可被认为是一种类型的交流(AC)溅射，其不一定具有相等的正半周期和负半周期，并且具有方波形而不是正弦波形。反应脉冲DC溅射使用合金靶。然而，从合金靶的反应脉冲DC溅射难以进行化学计量控制。然而，使用来自化合物靶的RF溅射沉积的沉积也可能难以控制，特别是在由于难以调谐RF等离子体而需要精确控制靶偏置、膜性质等的情况下。因此，需要提供实现接近期望范围的化学计量的设备和方法
本公开内容描述了方法100的实施方式，方法100包括使用脉冲DC波形，其中根据靶的阻抗和腔室几何形状独立地控制接通和断开电压和/或占空比。在一个或多个实施方式中，本公开内容提供了使用电介质靶和脉冲DC溅射来产生波形的方法。在一些实施方式中，波形由电压、占空比或频率中的一个或多个来整形。
在一些实施方式中，脉冲功率被施加到靶256。在一些实施方式中，脉冲功率包括脉冲DC功率。在一些实施方式中，靶256正被施加脉冲DC功率。在一些实施方式中，电介质靶包括锆钛酸铅(PZT)、铌酸铅镁钛酸铅(PMN-PT)、氧化铝(Al2O3)、铌酸锂(LiNbO3)或它们的组合。在一些实施方式中，靶256可以是本领域技术人员已知的任何合适的介电材料。
在一些实施方案中，将靶256维持在0℃至60℃、20℃至60℃、40℃至60℃、0℃至40℃、20℃至40℃或0℃至20℃的温度范围内。
返回参考图2，在一个或多个实施方式中，信号发生器286被构造为产生脉冲DC功率。在一些实施方式中，脉冲DC功率包括脉冲DC波形。在一些实施方式中，信号发生器286被构造为阻止电荷积聚。在一些实施方式中，脉冲DC波形以在10kHz至500kHz、50kHz至500kHz、100kHz至500kHz、250kHz至500kHz、10kHz至250kHz、50kHz至250kHz、100kHz至250kHz、10kHz至100kHz、50kHz至100kHz或从10kHz至50kHz的范围内的频率产生。在一些实施方式中，脉冲DC波形的占空比在大于0至0.6、大于0至0.5、大于0或0.4、大于0至0.3、大于0至0.2或大于0至0.1的范围内。在一些实施方式中，脉冲DC波形的占空比在大于0至小于0.6、大于0至小于0.5、大于0至小于0.4、大于0至小于0.3、大于0至小于0.2或大于0至小于0.1的范围内。在一些实施方式中，脉冲DC波形包括多个接通脉冲和关断脉冲。在一些实施方式中，接通脉冲中的每一者具有接通时间。在一些实施方式中，关断脉冲中的每一者具有关断时间。
在一些实施方式中，脉冲DC功率具有接通电压和断开电压。在一些实施方式中，接通电压在大于9V至1500V、大于10V至1500V、大于50V至1500V、大于100V至1500V、大于500V至1500V或从大于1000V至1500V。
在一些实施方式中，脉冲DC波形具有接通时间和断开时间。在一些实施方式中，接通时间和断开时间中的每一者独立地具有1μs至50μs、10μs至50μs、25μs至50μs、1μs至25μs、10μs至25μs或1μs至10μs的范围。
在一些实施方式中，波形发生器267独立地产生相等的正半周期或负半周期。在一些实施方式中，波形发生器267独立地产生不相等的负半周期。在一些实施方式中，波形发生器267产生方形波形。在一些实施方式中，波形发生器267不产生正弦波形。
在130处，由DC功率源260提供给靶256的功率将等离子体处理气体激发成等离子体。在一些实施方式中，等离子体是在工艺间隙中产生的。工艺间隙是靶256与基板支撑件280之间的间隙。等离子体包括等离子体气体的带正电荷离子。在一些实施方式中，等离子体气体从气体源262通过质量流量控制器264供应到真空腔室252中。在一些实施方案中，等离子体气体以2sccm至100sccm、20sccm至100sccc、50sccm至100sccm、75sccm至100sccm、2sccm至75sccm、20sccm至75sccc、50sccm至75msccm、2sccm至50sccm、20sccm至50sccc或2sccm至20sccm的范围供应。在一些实施方式中，等离子体气体维持真空腔室252内部的压力。在一些实施方式中，等离子体气体将真空腔室252内的压力维持在1毫托至30毫托、5毫托至30毫托、10毫托至30毫托、20毫托至30毫托、1毫托至20毫托、5毫托至20毫托、10毫托至20毫托、1毫托至10毫托、5毫托至10毫托或1毫托至5毫托的范围内的压力。在一些实施方案中，将基板支撑件280维持在15℃至1000℃、50℃至1000℃、100℃至1000℃、250℃至1000℃、500℃至1000℃、750℃至1000℃、15℃至750℃、50℃到750℃、100℃至750℃、250℃至750℃、500℃至750℃、15℃至500℃、50℃至500℃、100℃至500℃、250℃至500℃、15℃至250℃、50℃至250℃、100℃至250℃、15℃至100℃、50℃至100℃或15℃至50℃。
在一个或多个实施方案中，等离子体气体包括氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)和氙(Xe)中的一种或多种。在一些实施方案中，等离子体气体包括氦(He)、氖(Ne)或氩(Ar)中的一种或多种。
在140处，将等离子体的带正电离子朝向靶256加速并从靶256溅射材料。通过在靶256的背面中放置磁控管266来增加等离子体的密度，该磁控管具有由相反磁极的外磁极270围绕的一个磁极的内磁极268。极268、270将平行于靶256的表面的磁场投射到真空腔室252中以捕获电子并因此增加等离子体密度和所得的溅射速率。为了提高溅射均匀性和靶利用率，磁极268、270关于中心轴线254不对称，但是支撑在连接到沿中心轴线254延伸的轴274的臂272上。电机276使轴274旋转并因此使磁控管266绕中心轴线254旋转以提供至少方位角均匀性。
在RF溅射中，功率的交替性质意指以周期性间隔被补充因离子轰击而不足的(depleted)电子，并且可维持等离子体。由于等离子体中的工艺气体离子和电子在高频下的迁移率不同，靶产生净负偏置，并将正气体离子吸引到靶表面，从而溅射膜。这种方法包括使用超大腔室来调整阳极/阴极比，这决定了在靶上产生的负自偏置。然而，射频等离子体很难控制，因为靶自偏置的大小取决于阳极/阴极比，并且可能随时间推移随腔室套件的阻抗变化。另一种方法包括使用脉冲激光沉积技术，该技术仍最适合实验腔室规模的样品，并且难以扩大规模。
在一些实施方式中，信号发生器286产生脉冲DC溅射。在一些实施方式中，信号发生器286还包括工艺旋钮。在一些实施方式中，工艺旋钮产生脉冲DC溅射。在一些实施方式中，工艺旋钮包括以下项中的一个或多个：(A)DC功率电平(接通)；(B)DC功率电平(关断)；(C)接通脉冲宽度(T接通)；(D)关断脉冲宽度(T关断)；(E)占空比(T接通/(T接通+T关断))；以及(F)脉冲频率(1/(T接通+T关断))。在一些实施方式中，(A)DC功率电平(接通)、(B)DC功率电平(关断)、(C)接通脉冲宽度(T接通)和(D)关断脉冲宽度(T关断)是自变量。在一些实施方式中，(E)占空比(T接通/(T接通+T关断))和(F)脉冲频率(1/(T接通+T关断))取决于(C)接通脉冲宽度(T接通)和(D)关断脉冲宽度(T关断)。
在图1中的150处，方法100包括沉积膜。图2示出了真空腔室252内的基板支撑件280与靶256相对地支撑基板282。基板282沉积有从靶256溅射的材料的膜。在一些实施方式中，基板282可以是本领域技术人员已知的任何合适的材料。在一些实施方式中，基板包括玻璃、蓝宝石、石英、SrTiO3、LaAlO3、Si、SiO2涂覆的Si或它们的组合。在一些实施方式中，基板包括本领域技术人员已知的任何合适的材料。在一些实施方案中，将基板维持在15℃至1000℃、50℃至1000℃、100℃至1000℃、250℃至1000℃、500℃至1000℃、750℃至1000℃、15℃至750℃、50℃到750℃、100℃至750℃、250℃至750℃、500℃至750℃、15℃至500℃、50℃至500℃、100℃至500℃、250℃至500℃、15℃至250℃、50℃至250℃、100℃至250℃、15℃至100℃、50℃至100℃或15℃至50℃。
在一些实施方式中，反向偏置源284可操作地连接到基板支撑件280。在一些实施方式中，反向偏置源284是AC功率、DC功率或RF功率。在一些实施方式中，基板支撑件280是导电的。在一些实施方式中，基板支撑件280充当电极。在一些实施方式中，反向偏置源284向基板支撑件280施加反向偏置。基板支撑件280上的负DC偏置导致溅射离子朝基板282加速，并且它们的轨迹深入基板282中形成的任何高深宽比孔或特征内。在一些实施方式中，反向偏置在0V至225V、0V至200V、20V至200V，从50V至200V、从100V至200V、150V至200V、0V至150V、20V至150V、50V至150V、100V至150V、0V至100V、20V至100V、50V至100V、0V至50V、20V至50V或从0V至20V的范围内施加。
物理气相沉积系统200的操作由控制器240控制。控制器240耦接到电机276、DC功率源260、信号发生器286、波发生器267或质量流量控制器264中的一个或多个。在一些实施方式中，存在连接到单独部件的多于一个控制器240，并且主控制处理器耦接到单独处理器中的每一者以控制物理气相沉积系统200。控制器240可以是可在工业环境中使用来控制各种腔室和子处理器的任何形式的通用计算机处理器、微控制器、微处理器等中的一者。
至少一个控制器240可具有处理器242、耦接到处理器242的存储器244、耦接到处理器242的输入/输出装置246和支持电路248以在不同电子部件之间通信。存储器244可包括暂态存储器(例如，随机存取存储器)和非暂态存储器(例如，存储设备)中的一者或多者。
处理器的存储器244或计算机可读介质可以是易获得的存储器诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘或任何其他形式的数字存储设备(本地或远程)中的一者或多者。存储器244可保持指令集，该指令集可由处理器242操作以控制物理气相沉积系统200的参数和部件。支持电路248耦接到处理器242来以常规的方式支持处理器。电路可包括例如高速缓存、功率供应器、时钟电路、输入/输出电路、子系统等。
工艺一般可作为软件例程存储在存储器中，该软件例程当由处理器执行时致使处理腔室执行本公开内容的工艺。软件例程还可由位于由处理器控制的硬件远程的第二处理器(未示出)存储和/或执行。本公开内容的方法的一些或全部也可硬件执行。因此，工艺可软件实施并使用计算机系统来执行、以硬件诸如例如专用集成电路或另一类型的硬件具体实施实施、或以软件和硬件的组合实施。软件例程当由处理器执行时将通用计算机变换成控制腔室操作以使得执行工艺的专用计算机(控制器)。
在一些实施方式中，控制器240具有用于执行单独工艺或子工艺以执行该方法的一种或多种构造。控制器240可连接到并被构造为操作中间部件以执行方法的功能。例如，控制器240可连接到并被构造为控制气阀、致动器、电机、狭缝阀、真空控件等中的一者或多者。
一些实施方式的控制器240具有选自以下的一个或多个构造：旋转轴274的构造；偏置靶256的构造；偏置基板282的构造；将波形施加到基板偏置的构造；或者控制等离子体气体的流动的构造。
在决策160处，考虑沉积的膜的厚度或占空比的数量。如果沉积的膜已经达到预定厚度，或者预定次数的占空比已经执行，则方法100移动到任选的后处理操作160。如果沉积膜的厚度或占空比的数量没有达到预定阈值，则方法100返回到操作120并继续。
任选的后处理操作170可以是例如将膜性质改性的工艺(例如，退火)或另外膜沉积工艺(例如，附加ALD或CVD工艺)以生长附加膜。在一些实施方式中，任选的后处理操作170可以是将沉积的膜的性质改性的工艺。在一些实施方式中，任选的后处理操作170包括使沉积态的膜退火。在一些实施方案中，退火在300℃至1000℃、500℃至1000℃、800℃至1000℃、300℃至800℃、500℃或800℃或300℃至500℃的范围内的温度下进行。一些实施方式的退火环境包括惰性气体(例如，分子氮(N2)、氩(Ar))或还原气体(例如，分子氢(H2)或氨(NH3))或氧化剂(诸如但不限于氧(O2)、臭氧(O3)或过氧化物)中的一者或多者。在一个或多个实施方案中，氧化剂包括复合氧化物。在一些实施方案中，复合氧化物包括BaTiO3。退火可执行达任何合适的时间长度。在一些实施方案中，将膜退火预定时间，该预定时间的范围为15秒至6小时、1分钟至6小时、30分钟至6小时、1小时至6小时，2小时至6小时、4小时至6小时、15秒至4小时、1分钟至4小时、30分钟至4小时、1小时至4小时、2小时至4小时、15秒至2小时、1分钟至2小时、30分钟至2个小时、1小时至2小时、15秒至1小时、1分钟至1小时、30分钟至1小时、15秒至30分钟、1分钟至30分钟或15秒至1分钟。在一些实施方式中，使沉积态的膜退火增大膜的密度、提高电阻率、降低膜的电阻率和/或提高膜的纯度。在一个或多个实施方式中，退火也可在等离子体下用气体执行。在一个或多个实施方案中，在存在复合氧化物的情况下对沉积态的膜进行退火降低了膜的电阻率。在一个或多个实施方案中，在存在复合氧化物的情况下对沉积态的膜进行退火减少了氧空位的数量。
在一个或多个实施方式中，方法100在功率模式下运行，其中功率是设定点。在一个或多个实施方式中，方法100在电流模式下运行，其中电流是设定点。在一个或多个实施方式中，方法100在电压模式下运行，其中电压是设定点。在一个或多个实施方式中，方法100在功率、电流或电压模式下运行，其中功率、电流或电压分别是设定点。
在一个或多个实施方式中，可远程产生或在处理腔室内产生等离子体。在一个或多个实施方式中，等离子体是电感耦合等离子体(ICP)或导电耦合等离子体(CCP)。可取决于例如反应物或其他工艺条件使用任何合适的功率。在一些实施方式中，等离子体是以10W至3000W范围内的等离子体功率产生的。在一些实施方式中，等离子体是以小于或等于3000W、小于或等于2000W、小于或等于1000W、小于或等于500W、小于或等于250W的等离子体功率产生的。
在一些实施方式中，形成的介电膜包含电介质。在一些实施方式中，介电膜基本上由电介质组成。如以这种方式所用，术语“基本上由电介质组成”是指介电膜具有按体积计大于或等于约80％、85％、90％、95％、98％、99％或99.5％的电介质。电介质的组成的测量是指膜的主体部分，不包括其中可能发生元素从相邻膜扩散的界面区域。
本公开内容的一个或多个实施方式涉及以高高宽比特征沉积介电膜的方法。高高宽比特征是具有大于或等于10、20或50或更大的高度:宽度比的沟槽、通孔或柱。在一些实施方式中，介电膜保形地沉积在高高宽比特征上。如以这种方式所用，保形膜在特征的顶部附近的厚度是在特征底部厚度的80％至120％的范围内。
本公开内容的一些实施方式涉及用于特征的自下而上间隙填充的方法。自下而上间隙填充工艺从底部填充特征，而保形工艺从底部和侧面填充特征。在一些实施方式中，特征在底部处具有第一材料并在侧壁处具有第二材料。电介质相对于第二材料选择性地沉积在第一材料上，使得金属膜以自下而上方式填充特征。
本公开内容的实施方式涉及沉积系统，例如物理气相沉积(“PVD”)腔室。在一个或多个实施方式中，PVD腔室包括至少一个阴极组件，并且在特定实施方式中，PVD腔室包括多个阴极组件(本文称为“多阴极腔室”)。
在整个本说明书中提及“一个实施方式”、“某些实施方式”、“一个或多个实施方式”或“实施方式”意指与该实施方式结合描述的特定特征、结构、材料或特性被包括在本公开内容的至少一个实施方式中。因此，在整个本说明书各处出现短语诸如“在一个或多个实施方式中”、“在某些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”不一定是指本公开内容的同一实施方式。此外，特定特征、结构、材料或特性可任何合适的方式组合在一个或多个实施方式中。
尽管已经参考特定实施方式描述本文的公开内容，但是将理解，实施方式仅例示本公开内容的原理和应用。本领域技术人员将清楚，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可对本公开内容的方法和设备做出各种修改和变化。因此，预期本公开内容包括在所附权利要求书及其等效物的范围内的修改和变化。

Claims (20)

1.一种气相沉积设备，包括：
真空腔室；
电介质靶，所述电介质靶在所述真空腔室内，所述电介质靶具有前表面和厚度；
基板支撑件，所述基板支撑件在所述真空腔室内，所述基板支撑件具有与所述电介质靶的所述前表面间隔以形成工艺间隙的前表面；以及
信号发生器，所述信号发生器连接到所述电介质靶以在所述真空腔室中产生等离子体，所述信号发生器被构造为阻止在所述电介质靶中发生电荷积聚。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述信号发生器被构造为产生脉冲DC波形。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述脉冲DC波形包括多个接通脉冲和关断脉冲，所述接通脉冲中的每一者具有接通时间并且所述关断脉冲中的每一者具有关断时间。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述脉冲DC波形以从10kHz至500kHz的范围内的频率产生。
5.如权利要求3所述的设备，其中所述脉冲DC波形具有在从大于0至小于0.6的范围内的占空比。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述信号发生器包括可操作地连接到功率供应器的波形发生器。
7.如权利要求3所述的设备，其中所述接通电压或所述关断电压在从大于9V至1500V的范围内。
8.如权利要求3所述的设备，其中所述电介质靶包含锆钛酸铅(PZT)、铌酸铅镁钛酸铅(PMN-PT)、氧化铝(Al2O3)或铌酸锂(LiNbO3)中的一种或多种。
9.如权利要求3所述的设备，进一步包括反向偏置源，所述反向偏置源可操作地连接到所述基板支撑件以向所述基板支撑件上的基板施加反向偏置。
10.如权利要求9所述的设备，其中所述反向偏置在从0V至200V的范围内施加。
11.如权利要求9所述的设备，其中所述反向偏置源是DC功率。
12.一种沉积介电膜的方法，所述方法包括：
向真空腔室内的电介质靶施加功率以在所述电介质靶与基板支撑件之间的工艺间隙中产生等离子体；以及
脉冲施加到所述电介质靶的所述功率以阻止电荷积聚。
13.如权利要求12所述的方法，其中施加到所述电介质靶的所述功率是具有脉冲DC波形的脉冲DC功率。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述脉冲DC波形以从10kHz至500kHz的范围内的频率产生。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述脉冲DC波形具有在从大于0至小于0.6的范围内的占空比。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述脉冲DC波形具有接通时间和断开时间，所述接通时间和所述断开时间各自独立地在从1μs至50μs的范围内。
17.如权利要求13所述的方法，其中所述脉冲DC波形具有接通电压和断开电压。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述接通电压在大于9V到1500V的范围内。
19.如权利要求12所述的方法，其中所述电介质靶包括锆钛酸铅(PZT)、铌酸铅镁钛酸铅(PMN-PT)、氧化铝(Al2O3)或铌酸锂(LiNbO3)中的一种或多种。
20.如权利要求12所述的方法，进一步包括向所述基板支撑件施加反向偏置，所述反向偏置包括DC功率。
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