TW201938828A - 層中關於熱負載的穩定化應力 - Google Patents

Abstract

沉積於一基板上之一層中關於熱負載的應力係藉由下列者而穩定化：執行該層之濺鍍沉積；維持遍及該層之厚度之該層之材料之所有元素；以及突然改變濺鍍沉積製程參數之至少一者。

Description

層中關於熱負載的穩定化應力

本發明概括地係指層中關於熱負載的應力穩定化。換言之，在一層中的應力在溫度增加下盡可能隨層之熱負載少量變化。

對於一沉積層中關於熱負載之應力穩定化之需求的出現，示例如後：在沉積於一基板上的一層或多層中的應力(拉伸或壓力)，可大幅影響系統基板/層的整體特性。由於此系統可存在為中間產品，系統常受到一個以上的另外製程作進一步處理，故被加熱(亦即負載熱)。常期望中間產品特性依所指層或多層中的應力而定，在完成品中保持不變，且不會因為這些額外製程而變。

即使完成品具有特性，依沉積於個別基板上的一個以上之層中的應力而定，也期望維持這樣的應力及與其相關的個別特性，即使完成品歷經熱負載如強烈陽光曝曬亦然。例如，不論何時，尤其是藉由真空製程，其為CVD或PVD製程，沉積一個以上的層(一層系統) 於一基板上時，且所沉積之層系統顯示具有整體拉伸或壓縮應力時，使得基板負荷了彎曲應力，若系統剛性不足以承受彎曲應力，則造成系統基板/層系統彎曲或翹曲。若在基板上沉積一個以上個別層系統而具有個別應力，則可導致整體彎曲應力消失，因而可避免此類彎曲。然而，且即使整體層或層系統，可能由不同材料層構成，已作彎曲補償，當熱負載時它們各自的應力的差異變化，造成難以預測整體系統之「熱負載後」彎曲。

由US2015/0340225已知提供整體基板/層系統，其彎曲藉由提供了與整體系統特性相關之功能層而補償之；以及所謂的「應力補償層」，用以補償內功能層所致的彎曲。

因此，需要提供一層，其應力受熱負載影響只至最低限度。此等層可係功能層，例如具有光學的功能及/或具有電的功能或具有微影架構等功能。此係其另外的目的，亦即補償整體系統中伴隨上述彎曲之非所要的應力效應。

本發明之一目的係提供一種將一層中關於穩定熱負載的應力之方法，一種製造具有關於熱負載的應力穩定化的一層之方法，及一種製造具有關於熱負載被穩定的一層的一基板之方法，該層具有關於熱負載的應力被穩定，及一種用以執行所提方法及製造所提層與基板之設備。

此係依本發明達成 a)藉由一種將一層中關於穩定熱負載的應力之方法，b)藉由一種製造具有關於熱負載的應力被穩定的一層之方法，c)藉由一種製造具有關於熱負載被穩定的一層的一基板之方法。這些方法包括：提供一基板；沉積一層於該基板上，該沉積係由以下組成：自至少一個靶材濺射由一種以上的第一化學元素組成的一材料。

因而一般係藉由磁控濺射而濺鍍沉積該層。

該沉積進一步係由以下組成：沉積由一種以上的第二化學元素組成的一材料於該基板上，該材料包含一種以上的化學元素，藉此在沉積該層之預定厚度後突然改變濺鍍沉積製程參數之至少一者，且持續沉積該等第二化學元素，亦即持續沉積該等第二化學元素。

由於該突然改變係在已沉積一預定厚度層後執行，故一個別參數之脈衝或AC型操作本身不視為「突然改變」。

在說明書內的敘述及申請專利範圍中所述「元素」泛指「化學元素」。

濺射的材料可由單一第一元素或超過一種第一元素組成，可係化合物。沉積於基板上的材料可由一 個以上的第二元素組成。在任何情況下，第二元素確實包含一個以上的第一元素。第二元素因而可包含異於第一元素的一個以上元素，且係藉由反應性氣體或藉由反應性氣體混合物被饋送至濺鍍環境氣體。濺鍍環境氣體可或可不包括惰性氣體，其非第二元素之一，如此一來，惰性氣體並非沉積於基板上的材料元素或僅具可忽略量。

須注意第二元素可包括一個以上元素，其係第一元素，但亦可另外藉由反應性氣體或氣體混合物被饋送至濺鍍環境氣體。例如可濺鍍氧化物或可另將氧氣饋送至濺鍍環境氣體作為氣體或在氣體混合物中。

在沉積由所提之一個以上第二元素組成之材料於基板上的期間，至少一個濺鍍沉積製程參數突然改變。藉此持續維持沉積所提之第二元素，沉積之材料持續由第二元素組成。

當持續沉積第一元素作為第二元素之部分時靶材不變。若使用超過兩個靶材，可自個別靶材共同濺射不同的或至少部分不同的第一元素，或可自所提供之所有靶材濺射相同元素。

由於持續沉積由第二元素組成之材料，故所沉積材料之一般特性大體上維持在一相對小範圍內不變。沉積層之此特性可係光學的、電性的等。

〔定義〕

吾人了解術語「突然改變」係指藉由一切換作用改變至少一種濺鍍沉積製程參數。所述濺鍍沉積製 程參數之改變斜率本身結果與個別系統慣性相關。例如若藉由對一氣流之切換作用而「突然」改變在濺鍍環境氣體中的氣體成分，則在濺鍍環境氣體中的個別改變將具有較切換斜率緩和之斜率。此外，系統的步階響應稱之為「突然改變」。

吾人將在整份說明書及申請專利範圍中之術語「包括某物」定義為「含有某物而不以之為限」。例如「包括A」係指「含有A及可能其他構件」。

吾人將在整份說明書及申請專利範圍中之術語「由某物組成」定義為「僅含有某物」。例如「由A組成」係指「含有A而不具其他」。

令人驚奇地是，藉由執行所提方法，在層中的拉伸或壓縮應力受後續熱負載的影響顯著降低。目前，咸信所提至少一個濺鍍沉積參數之突然改變導致所建立之層不連續，穩定了全層關於壓縮或拉伸應力改變。

依本發明之方法之一個變體，第二元素包括至少一種元素，其被饋送至濺鍍環境氣體作為一氣體或氣體混合物。因此，執行反應性濺鍍，或關於自該至少一個靶材濺射之材料化學計量改變沉積材料之化學計量。

在依本發明之方法之一個變體中，突然改變至少一個濺鍍沉積製程參數包括改變濺鍍環境氣體中之氣體分壓或由改變濺鍍環境氣體中之氣體分壓組成。

在依本發明之方法之剛提出之變體之一個變體中，突然改變分壓包括突然改變濺鍍環境氣體中之惰 性氣體分壓或由突然改變濺鍍環境氣體中之惰性氣體分壓組成。

在依本發明之方法之剛提出之變體之一個變體中，惰性氣體係Ar、He、Kr、Xe及Ne中之至少一者。

在本發明之一個變體中，突然改變濺鍍沉積製程參數包括切換開及/或關惰性氣體之流入濺鍍環境氣體或由切換開及/或關惰性氣體之流入濺鍍環境氣體組成。

請注意，在濺鍍沉積之某個時間跨度但未消失之後，只開啟惰性氣體流動，或者相反地，在以惰性氣體濺鍍沉積時間跨度但未消失之後，關閉惰性氣體流動；在某些情況下可能已足夠。

在本發明之一個變體中，突然改變濺鍍沉積製程參數包括突然改變饋送至該濺鍍環境氣體之惰性氣體或由突然改變饋送至該濺鍍環境氣體之惰性氣體組成。

在剛提出之變體之一個變體中，惰性氣體類型可在Ar、He、Kr、Xe及Ne中之至少二者之間改變。

本發明之一個變體包括執行不只一次，但時間錯開之突然改變。

縱然存在以下事實：絕對可在沉積層期間執行對所提至少一個參數剛好一次之突然改變，但在一個變體中，執行不只一次的突然改變。

在一個變體中，其中執行不只一次的突然改變，此突然改變係在所提至少一個濺鍍沉積製程參數之 兩值或狀態間或在超過兩值或狀態間實行。

若吾人提出一參數值或狀態為A，第二者為B，第三者為C等，則突然改變可係(A至B至A)或(A至C至A)或(A至B至C)或(A至C至B)等。

在依本發明之一方法之一個變體中，第一元素係由以下群組中選出：Si，Si及N，Si及O，Si及C，Al，Al及O，Al及N，Al及Ti，Ti，Ta，Cr，W，W及Ti，Zr。

在依本發明之方法之一個變體中，第二元素經選擇而包括氮與氧之至少一者，被饋送至濺鍍環境氣體作為一氣體或一氣體混合物。藉此且在一個變體中，饋送至濺鍍環境氣體之一反應性氣體係由氧與氮之至少一者組成。

依本發明之方法之一個變體包括在沉積該層前沉積至少一另一層於該基板上，及藉由將該層充作一彎曲補償層而補償基板與該另一層之組合之彎曲。

依本發明之方法之一個變體包括在沉積該層後沉積至少一另一層於該基板上，及藉由將該層充作一彎曲補償層而補償該基板與該另一層之預期彎曲。

在依本發明之方法，在剛提出之變體之一個變體中，沉積該另一層導致該層的溫度高於沉積該另一層前之該層溫度。

由於依本發明沉積之該層關於熱負載係穩定的，故在增溫下之後續之該另一層的沉積不會顯著地改變該層中的拉伸或壓縮應力。因此，由該另一層之應力造成之基板彎曲或翹曲，可先由依本發明之該層補償，雖然此層將藉由沉積該另一層而受到熱負載。

依本發明之方法之一個變體包括在施加該另一層之該基板的相同側上施加該層。

依本發明之方法之另一個變體包括在施加該另一層之該基板的相對側上施加該層。

在依本發明之方法之剛提出之變體之一個變體中，同時沉積該層之一部分及該另一層之至少一部分。

在依本發明之方法之一個變體中，沉積一個以上所提之該層。

在依本發明之方法之一個變體中，在沉積期間，該一個以上靶材關於該基板保持固定。

在依本發明之方法之一個變體中，該等第二 元素係由Si與N組成。

依本發明之方法之一個變體包括執行該突然改變一次以上，在該等濺鍍沉積製程參數之兩個以上之值或狀態之間且其中該層係長成於該突然改變之後續之間，厚度介於3nm與100nm之間，且包含3nm與100nm。

在依本發明之方法之一個變體中，該層之沉積厚度介於50nm與500nm之間，且包含50nm與500nm。

在依本發明之方法之一個變體中，該基板為矽晶圓。此晶圓可具300mm及甚至更大直徑。

依本發明之方法，在無相互矛盾下，可與一個以上所述變體組合。

本發明另指向一基板，其具有藉由依本發明之方法或至少一個其變體沉積之一層。

本發明另指向具有一層之一基板，其中該層的整個厚度係由相同元素組成，及包括一個以上材料或形態不穩定介面。

本發明另指向一濺鍍沉積設備，其包括：包括至少一個靶材之一靶材裝置；用於至少一個基板之一基板保持器；一氣體饋送至該基板保持器及該靶材裝置之間的空間內；一計時單元，其適用於控制至少一個濺鍍沉積製程參數，以在濺鍍沉積一層於一基板上的期間以一預定步調突然改變，藉此持續沉積相同化學元素於該基板上。

在所提設備之一個實施例中，其適用於執行 如上述之層沉積方法。

1‧‧‧靶材裝置

3‧‧‧濺鍍環境氣體

5‧‧‧惰性氣體源

5a‧‧‧氣體源

7‧‧‧基板

9‧‧‧計時單元

11‧‧‧控制方塊

12‧‧‧沉積序列

13‧‧‧控制方塊

14‧‧‧沉積序列

15‧‧‧控制方塊

17‧‧‧層

32‧‧‧基板

40‧‧‧基板

42‧‧‧層

44‧‧‧另一層

本發明將藉助於實例與圖式作進一步的解釋。該等圖式顯示：圖1：藉由簡化的圖式表示依本發明之方法之一個變體，及以簡化方塊圖方式表示依本發明之濺鍍設備的實施例；圖2：與圖1類似，表示依本發明之方法之一個變體，及以簡化方塊圖方式表示依本發明之濺鍍設備的實施例；圖3：與圖1或圖2類似，表示依本發明之方法之一個變體，及以簡化方塊圖方式表示依本發明之濺鍍設備的實施例；圖4：與圖1或圖2類似，表示現在實施之圖3之變體；圖5：依圖4之變體製造於依基板上之一層之結構；圖6：依圖5之層在熱負載前、後之各別的應力特性；圖7：熱負載前之比較層之應力特性；圖8：熱負載後之比較層之應力特性；圖9：一層中之示意應力效應；圖10：具有依圖5之層之晶圓在熱負載前、後之彎曲；圖11：具有比較層之晶圓在熱負載前之彎曲；圖12：具有依圖11之比較層之晶圓在熱負載後之 彎曲；圖13：依本發明，藉由首先沉積一層且接著沉積涉及熱負載處理之另一層而簡略地顯示處理一基板。

如上述，依本發明之層僅藉由濺鍍沉積沉積成。在濺鍍沉積該層的期間，濺鍍沉積製程參數之至少一者突然改變一次以上，藉此使得沉積在基板上的材料所含化學元素保持不變。

可突然改變之濺鍍沉積製程參數，可例如選自下列群組：

a)在濺鍍環境氣體中的氣體成分：

a1)一個以上反應性氣體之分壓；一反應性氣體之分壓可不改變以致於消失，除非由此反應性氣體引入之元素已存在於自靶材裝置濺射之材料中。a2)濺鍍環境氣體總壓；a3)惰性氣體分壓；若一反應性氣體又添加在濺鍍環境氣體中，則可改變以致於消失；藉此可改變惰性氣體類型，亦即藉由改變一類型之惰性氣體之分壓以致於消失且改變其他類型之惰性氣體之分壓以致於出現。

a1)及/或a2)及/或a3)之組合。

b)電漿放電之供電：

b1)DC功率；b2)AC功率，包含Rf功率，其頻率；b3)脈衝功率、工作週期、重複頻率； b1)及/或b2)及/或b3)之組合。

c)基板之電偏壓：

c1)DC功率；c2)AC功率，包含Rf功率，其頻率；c3)脈衝功率、工作週期、重複頻率；c1)及/或c2)及/或c3)之組合。

a)及/或b)及/或c)之組合。

圖1中簡略地顯示依本發明之方法之一個變體以及亦以簡化的簡圖表示的依本發明之濺鍍設備的實施例。

從包括一個以上靶材之靶材裝置1，將由第一元素E₁₁、E₁₂...組成之材料濺射至濺鍍環境氣體3中。這些元素同時被濺射至濺鍍環境氣體3中。雖可採用一般的未磁性強化之濺射，大部分係採用磁控濺射。

濺射出的材料可僅由第一元素E₁₁、E₁₂...中之一者組成。

吾人可寫成：E ₁ =(E₁₁、E₁₂...)，其中E ₁ 係第一元素。

在此實例中，僅自例如群組Ar、He、Kr、Xe、Ne中之至少一種惰性氣體選出，通常只有氬自惰性氣體源5饋送至濺鍍環境氣體3中。因此，元素E₂₁、E₂₂、E₂₃...等於第一元素E₁₁、E₁₂...。元素E₂₁、E₂₂、E₂₃...，亦即沉積於基板7上的材料之元素，稱之為「第二元素」E ₂ 。

因此，在此實例中吾人可寫成：E ₂ =(E₂₁、E₂₂、E₂₃...)=E ₁ 。

當吾人提出一層或一材料或一元素被沉積於基板上或之上或基板側面上或之上時，此包含直接沉積於其上以及沉積在基板上之預塗敷之一層或多層上。

利用計時單元9作控制尤為適用，且在層之濺鍍沉積期間，下列濺鍍沉積參數之至少一者被突然改變(如上所述)：a2)依據控制方塊11，在濺鍍環境氣體中的壓力；b)依據控制方塊13，電漿放電之供電；c)依據控制方塊15，基板之電偏壓。

a2)及/或b)及/或c)之組合。

執行突然改變所提濺鍍沉積製程參數之至少一者一次以上，在後者情況下，係在計時單元9概括地顯示兩個以上參數值或狀態間執行。沉積於基板7上的材料係持續由E ₁ 之元素組成，在此情況下不施加反應性氣體。

圖2與圖1類似，表示依本發明之方法之另一個變體及依本發明之濺鍍設備之一實施例。關於該變體與圖1之實施例之差異係無惰性氣體被饋送至濺鍍環境氣體3。代替地且自一個以上氣體源5a，將一個以上反應性氣體饋送至濺鍍環境氣體3。藉由一個以上反應性氣體，將一個以上元素E_g1、E_g2...饋送至濺鍍環境氣體且與一個以上第一元素E₁反應。藉由反應性氣體饋送至濺鍍環境氣體之元素稱之為E_g。

第二元素因而成為：E ₂ =(E₂₁、E₂₂、E₂₃...)=(E ₁ 、E_g1、E_g2...)=(E ₁ 、E _g )

沉積於基板7上的材料係持續由這些第二元素E ₂ 組成。

藉此須指出，若一個以上第一元素E₁₁、E₁₂...係存在於氣體中的元素或作為氣體元素，例如氮或氧，則部分或所有元素E_g1、E_g2...可係與一個以上第一元素E₁₁、E₁₂...相同元素。濺鍍沉積製程參數之群組之至少一者可突然改變如：a1)、a2)、b)及/或c)及其組合。

圖3之表示類似於圖1或圖2者，顯示依本發明之方法之另一個變體及依本發明之濺鍍設備之一實施例。與依圖2之變體之差異處在於，除了藉由反應性氣體將一個以上元素E_g1、E_g2...引至濺鍍環境氣體3外，藉由惰性氣體源5將另外的惰性氣體饋送至濺鍍環境氣體。來自濺鍍沉積製程參數群組之至少一者可突然改變如：a)、b)及/或c)及其組合。

提議利用出自以下群組之元素作為第一元素E₁₁、E₁₂...：Si，Si及N，Si及O，Si及C，Al，Al及O，Al及N， Al及Ti，Ti，Ta，Cr，W，W及Ti，Zr。

藉由饋送至少一種反應性氣體至濺鍍環境氣體，即進入濺鍍設備之反應空間內作為元素E _g ，建議氮與氧中之至少一者，在一個變體中僅為氮與氧中之一者。現在進一步建議饋送至少一種反應性氣體，因此依圖3，係至少一種元素E _g 及一惰性氣體至濺鍍環境氣體，且藉此選擇突然改變之濺鍍沉積製程參數僅係分壓及/或惰性氣體之類型。至少一種惰性氣體之分壓甚至可藉由切換開及關至少一種惰性氣體至濺鍍環境氣體之流動而改變。

圖4之表示類似於圖1至3者，顯示現在實施之本發明之方法之一個變體，及本發明之濺鍍設備之一實施例。有效者係：E ₁ =E₁₁=Si

E _g =E_g1=N

E₂=Si及N。

惰性氣體：Ar。

氬的分壓係藉由切換開及關氬之流動至濺鍍環境氣體中而突然改變。

實例

如圖5所簡示者，層17係依據圖4所簡示之本發明之方法之變體沉積成。在150mm直徑之矽晶圓11上，藉由於氮環境氣體中濺射矽靶材而沉積SiN層17。

實現下列沉積序列：12：高達10nm厚度，關閉氬流入濺鍍環境氣體，13：後續地整體高達26nm厚度，亦即後隨的16nm之後，開啟氬流，14：後續地整體高達52nm厚度，亦即後隨的26nm之後，關閉氬流入濺鍍環境氣體，15：後續地整體高達84nm厚度，亦即後隨的32nm之後，開啟氬流入濺鍍環境氣體。

後續地再重複序列14及15另外的4次，導致在基板11上的層17的整體厚度約316nm。

沿著兩個相同晶圓的直徑，各晶圓皆具有層17，測量局部應力。結果顯示於圖6，晶圓之應力分布圖，以a₁表示，第二晶圓應力分布圖，以a₂表示。

之後，兩晶圓其上具有層，歷經1000C°溫度20秒。圖6中顯示冷卻後之剩餘局部應力，一晶圓之特性曲線為b₁，第二晶圓之特性曲線為b₂。在歷經高溫前之平均應力，第一晶圓為-1,800MPa，第二晶圓為-1,743MPa，在歷經高溫後之平均應力，第一晶圓為-1,829MPa，第二晶圓為-1,749MPa。可見到使具有依本發明沉積之層的晶圓歷經1000C°熱負載，對層之應力影響僅至可忽略之量。

比較性實例

圖5之晶圓11係兩個150mm直徑之矽晶圓，其上塗布有來自矽靶材之SiN層，在氮環境氣體中之實驗，係持續開放氬流入濺鍍環境氣體，即沒有任何濺鍍沉積製程參數之突然改變。所得局部應力示於圖7，亦係針對兩晶圓。在比較層SiN層中的平均應力係-1,969MPa。

後續地約290nm厚之比較層歷經1,035C°溫度10秒。冷卻後，所得比較層中局部應力示如圖8。平均應力係-796MPa。

可見到，即使在較短時間跨度期間，熱負載對於依本發明沉積之層之局部應力之影響，大體上低於極類似的熱負載對於未採用依本發明之濺鍍沉積製程參數之突然改變而沉積的層中之局部應力之影響。然而在比較性實例中，層中平均應力改變為1,173MPa，其改變依本發明沉積之層至多為29MPa，係大約40的因數。

圖9顯示拉伸應力T對施加於基板(圓形晶圓基板32)上之一層或多層30的影響。

當層或層系統施加於基板32之延伸表面之一者上時，拉伸應力T導致層30及基板32之整體系統之翹曲或彎曲，在圖9中簡示為彎曲B。因此，由基板32自平面E之最大偏差d測量彎曲。如熟練的技術者所清楚者，若在一側面沉積之層或層系統30中的應力係壓縮應力，則依據B彎曲反向至-d。

圓形基板之彎曲，或更泛言之，任何形狀基 板之翹曲，由於在基板上的層應力所致個別彎矩分布，隨著層或多層30厚度之增而變大。

迄今，本發明所述係提供一層，其應力實際上不受具該層之基板之熱負載影響。因此，施加於基板上的此層提供翹曲，或在如晶圓之圓形基板上時提供彎曲B，其在基板及層經歷熱負載時穩定的或大致不受影響。下列圖式與上述實例不同，顯示在所提之熱負載前後之個別塗布之150mm矽晶圓之彎曲B，及依如上所提之比較性實例之系統之個別彎曲。

圖10顯示在載入1000C°溫度20秒前、後之兩個150mm晶圓基板加上依上述圖5之層之彎曲。在熱負載前，經塗布之晶圓之彎曲度d係0.089mm及0.088mm。在所提熱負載後，彎曲度不變，仍為0.089mm及0.088mm。可見到在熱負載前、後及針對本實例之兩晶圓所得彎曲均相同。因此，所得彎曲關於高達1000C°溫度20秒之熱負載係穩定的。

圖11顯示在歷經1,035C°溫度熱負載10秒前之比較性實例之晶圓彎曲。彎曲d係271μm。

圖12顯示依據比較性實例在已經歷1,035C°溫度熱負載10秒後之晶圓彎曲。彎曲d係114μm。已注意到，依據本發明沉積在基板上之層除了穩定關於熱負載之應力外，可具有其他功能。其可係例如具光學功能及/或電性功能及/或與微影等相關功能之層。記住，依本發明之方法之多個變體變得顯然的，且基板/層系統各自併入由本發明實現之層。

現將描述一些實例：在一個變體中，層可沉積層於基板上，該等層若提供不可忽略之應力，則依據本發明關於熱負載皆可予以穩定化。整體基板-層-系統關於彎曲或翹曲及關於熱負載得以穩定化。

在依本發明之方法之一個變體中，在基板上施加另一或額外層或層系統以執行所要功能，例如光學的及/或電性的功能，或如上述US 2015/0340225中所述微影架構。吾人將非關於依據本發明之應力/熱負載穩定化之層或層系統之此類額外層或層系統，稱之為「功能層」。

更一般言之，此額外功能層可在依據本發明沉積層之前及/或期間，及/或之後，沉積在基板上。此功能層習慣上具有整體拉伸或壓縮應力，且將導致基板/功能層之整個系統的彎曲。

在本發明之一個變體中，藉由施加依據本發明之穩定層而補償此功能層導致之彎曲或翹曲。由於依本發明之層，如上述般，關於熱負載應力之穩定化，故此層在基板上提供大體上不受熱負載影響之彎曲。此帶出的情況係，若約略知道系統基板/功能層之彎曲，則依據本發明施加關於應力/熱負載穩定化之層，可精確補償功能層所致彎曲。依據本發明之應力/熱負載穩定層，尤其適用於若在沉積層之後發生熱負載時的沉積。此高熱負載因後續個別處理製程，如層沉積、蝕刻等，係必要的。依據本發明，所施加之應力/熱負載穩定層允許，藉 由事前施加依本發明之層而補償所預期的彎曲。最終所得彎曲僅係由一方面在施加應力/熱負載穩定層後所施加之層中的應力，及另一方面由應力/熱負載穩定層所致，即使後續施加此層導致高熱負載亦然。

圖13簡示此處理實例。如晶圓之基板40經歷依本發明沉積之層42而具壓縮應力C。基板40/層42經歷彎曲。此彎曲可由層42之材料及厚度控制且被設定於一預定量+d。後續地，基板40/層42經歷另一層44的沉積製程，此種製程可以是PVD或CVD。此製程導致基板40/層42之熱負載，但不影響+d彎曲。如在與基板40之施加有層42之側面相反的側面上施加層44，其亦具有壓縮應力C，則導致基板40/層42/層44系統之預測-d彎曲。

層44與42兩者可施加於基板40的同側面上，在此情況下具有壓縮及拉伸應力。

Claims (28)

1. 一種將一層中關於熱負載的應力穩定化之方法，或一種製造具有關於熱負載的應力穩定化的一層之方法，或一種製造具有關於熱負載被穩定化的一層的一基板之方法，包括：提供一基板；沉積一層於該基板上，該沉積係由以下組成：自至少一個靶材濺射由一種以上的第一化學元素組成的一材料；沉積由一種以上的第二化學元素組成的一材料於該基板上，該材料包含該一種以上的第一化學元素，藉此在沉積該層之預定厚度後突然改變濺鍍沉積製程參數之至少一者，且持續沉積該等第二化學元素。
2. 如請求項1之方法，其中該等第二化學元素包括至少一種化學元素，其被饋送至濺鍍環境氣體中作為氣體或氣體混合物。
3. 如請求項1或2中任一項之方法，其中突然改變該濺鍍沉積製程參數包括突然改變該濺鍍環境氣體中的氣體分壓或由突然改變該濺鍍環境氣體中的氣體分壓組成。
4. 如請求項3之方法，其中突然改變該分壓包括突然改變該濺鍍環境氣體中的惰性氣體分壓或由突然改變該濺鍍環境氣體中的惰性氣體分壓組成。
5. 如請求項4之方法，其中該惰性氣體係Ar、He、Kr、Xe及Ne中之至少一者。
6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該突然改變該濺鍍沉積製程參數包括開啟及/或關閉惰性氣體之流入該濺鍍環境氣體或由開啟及/或關閉惰性氣體之流入該濺鍍環境氣體組成。
7. 如請求項1至6中任一項之方法，其中突然改變該濺鍍沉積製程參數包括突然改變饋送至該濺鍍環境氣體之惰性氣體類型或由突然改變饋送至該濺鍍環境氣體之惰性氣體類型組成。
8. 如請求項7之方法，其藉此於Ar、He、Kr、Xe及Ne中之至少二者之間改變該惰性氣體類型。
9. 如請求項1至8中至少一項之方法，其包括執行該突然改變不只一次，但時間錯開。
10. 如請求項1至9中至少一項之方法，其包括在該等濺鍍沉積製程參數之兩個狀態之間或超過兩個的狀態之間執行該突然改變不只一次。
11. 如請求項1至10中至少一項之方法，其中該等第一元素係選自群組Si，Si及N，Si及O，Si及C，Al，Al及O，Al及N，Al及Ti， Ti，Ta，Cr，W，W及Ti，Zr。
12. 如請求項1至11中至少一項之方法，其中該等第二元素經選擇以包括饋送至該濺鍍環境氣體作為氣體或氣體混合物之氮及/或氧或由饋送至該濺鍍環境氣體作為氣體或氣體混合物之氮及/或氧組成。
13. 如請求項1至12中至少一項之方法，其包括在沉積該層前，於該基板上沉積至少一個另一層，且由該層補償該基板與該另一層之組合之彎曲。
14. 如請求項1至13中至少一項之方法，其包括在沉積該層後，於該基板上沉積至少一個另一層，且由該層補償該基板與該另一層之預期性彎曲。
15. 如請求項14之方法，其沉積該另一層導致該層的溫度高於該層在沉積該另一層前的溫度。
16. 如請求項13至15中至少一項之方法，其包括在施加該另一層之該基板的相同側面上施加該層。
17. 如請求項13至15中至少一項之方法，其包括在施加該另一層之該基板的相反側面上施加該層。
18. 如請求項17之方法，其包括同時沉積該層的至少一部分及該另一層的至少一部分。
19. 如請求項1至18中至少一項之方法，其包括在該基 板上沉積超過一個的該層。
20. 如請求項1至19中至少一項之方法，其中在該沉積期間，該一個以上的靶材係相對於該基板被保持固定。
21. 如請求項1至20中至少一項之方法，其中該等第二元素係由Si及N組成。
22. 如請求項1至21中至少一項之方法，其包括在該等濺鍍沉積製程參數之兩個狀態之間或超過兩個的狀態之間執行該突然改變不只一次，且其中該層係長成於該突然改變之後續之間，厚度介於3nm與100nm之間，且包含3nm與100nm。
23. 如請求項1至22中至少一項之方法，其中該層之沉積厚度介於50nm與500nm之間，且包含50nm與500nm。
24. 如請求項1至23中至少一項之方法，其中該基板為一矽晶圓。
25. 一種基板，其具有由如請求項1至24中至少一項之方法沉積之一層。
26. 一種具有一層之基板，該層在整個厚度係由數種相同元素組成，及包括一種以上的材料及/或型態不穩定介面。
27. 一種濺鍍沉積設備，其包括：包括至少一個靶材之一靶材裝置；用於至少一個基板之一基板保持器；一計時單元，其適用於控制至少一個濺鍍沉積製程參數，以在濺鍍沉積一層於一基板上的期間以一預 定步調突然改變，藉此持續沉積相同化學元素於該基板上。
28. 如請求項27之濺鍍沉積設備，其適用於執行如請求項1至24中至少一項之層沉積方法。