[發明專利]使用濺射蝕刻以中止厚膜中結晶發生的PVD二氧化鈦形成

在審

• 申請號: 201980017350.X
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN111819303A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 卡爾·阿姆斯特朗;傅晉欣
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C14/58
• 分類號: C23C14/58;C23C14/08;C23C14/34;C23C14/50;H01L21/263;H01J37/32
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

1.一種方法，包含以下步驟：

使用物理氣相沉積(PVD)工藝在基板上沉積陶瓷層；

當所述陶瓷層具有預定的層厚度時中斷所述PVD工藝；

濺射蝕刻所述陶瓷層達預定的時段；和

重復使用所述PVD工藝沉積所述陶瓷層的所述步驟、中斷所述PVD工藝的所述步驟及濺射蝕刻所述陶瓷層的所述步驟，直到形成具有預定的膜厚度的陶瓷膜。

2.如權利要求1所述的方法，其中使用所述PVD工藝沉積所述陶瓷層的所述步驟進一步包含以下步驟：將所述基板引入PVD腔室中。

3.如權利要求2所述的方法，其中中斷所述PVD工藝的所述步驟進一步包含以下步驟：從所述PVD腔室移除所述基板。

4.如權利要求3所述的方法，其中濺射蝕刻所述陶瓷層的所述步驟進一步包含以下步驟：將所述基板引入濺射蝕刻腔室。

5.如權利要求4所述的方法，進一步包含以下至少一個步驟：

在輻射加熱腔室中對所述基板除氣；和

在初始引入所述基板至所述PVD腔室之前，于所述濺射蝕刻腔室中濺射蝕刻所述基板。

6.如權利要求1所述的方法，其中所述陶瓷層及所述陶瓷膜基本上由二氧化鈦(TiO₂)材料組成。

7.如權利要求6所述的方法，其中所述預定的層厚度小于500埃

8.如權利要求7所述的方法，其中所述預定的層厚度為約

9.如權利要求8所述的方法，其中所述預定的時段為約5秒至約25秒。

10.如權利要求1所述的方法，其中所述陶瓷層及所述陶瓷膜包含TiO₂、五氧化二鉭(Ta₂O₅)或氧化鋁(III)(Al₂O₃)材料。

11.如權利要求1所述的方法，其中使用所述PVD工藝沉積所述陶瓷層的所述步驟、中斷所述PVD工藝的所述步驟、及濺射蝕刻所述陶瓷層的所述步驟直到形成具有所述預定的膜厚度的所述陶瓷膜，是在相同的所述PVD腔室中執行。

12.一種方法，包含以下步驟：

將基板引入物理氣相沉積(PVD)腔室，且使用PVD工藝在所述基板上沉積陶瓷層；

當所述陶瓷層具有預定的層厚度時中斷所述PVD工藝，且將所述基板從所述PVD腔室移除；

將所述基板引入濺射蝕刻腔室，且濺射蝕刻所述陶瓷層達預定的時段；和

重復使用所述PVD工藝沉積所述陶瓷層的所述步驟、中斷所述PVD工藝的所述步驟及濺射蝕刻所述陶瓷層的所述步驟，直到形成具有預定的膜厚度的陶瓷膜。

13.如權利要求12所述的方法，進一步包含以下至少一個步驟：

在輻射加熱腔室中對所述基板除氣；和

在初始引入所述基板至所述PVD腔室之前，于所述濺射蝕刻腔室中先濺射蝕刻所述基板。

14.如權利要求12所述的方法，其中所述陶瓷層及所述陶瓷膜包含TiO₂、五氧化二鉭(Ta₂O₅)或氧化鋁(III)(Al₂O₃)材料。

15.一種方法，包含以下步驟：

將基板引入物理氣相沉積(PVD)腔室，所述PVD腔室包含由腔室主體界定的處理空間，所述處理空間具有：

靶，所述靶連接至靶開關，當接合時所述靶開關將所述靶連接至DC電源時，所述靶開關可操作以提供脈沖DC功率至所述靶；和

底座，可操作以支撐所述基板，所述底座連接至底座開關，當接合時所述底座開關將所述底座連接至脈沖射頻(RF)電源，所述底座開關可操作以提供RF功率至所述底座；

使用PVD工藝在所述基板上沉積陶瓷層，所述PVD工藝包含：

提供濺射氣體的第一流及反應氣流至所述處理空間；和

將所述靶連接至所述DC電源；

當所述陶瓷層具有預定的層厚度時，中斷所述PVD工藝；

在所述PVD腔室中，于所述PVD腔室中濺射蝕刻所述陶瓷達預定的時段，濺射蝕刻的所述步驟包含以下步驟：

提供濺射氣體的第二流至所述處理空間；和

將所述底座連接至所述RF電源；和

重復使用所述PVD工藝沉積所述陶瓷層的所述步驟、中斷所述PVD工藝的所述步驟及濺射蝕刻所述陶瓷層的所述步驟，直到形成具有預定的膜厚度的陶瓷膜。