通过靶使用期控制一或多个膜性质的自动电容调节器电流补偿的制作方法

本公开内容的实施方式总体涉及基板处理系统。

背景技术：

使用适于后道工序(beol)硬掩模应用的高密度、低应力膜，例如氮化钛(tin)膜，以减少用在图案化低介电常数的介电(low-kdielectric)沟槽的线弯曲以及通过降低线边缘粗糙度和临界尺寸(cd)变化来改善低k蚀刻剖面。

射频(rf)功率可供应至主要dc等离子体以增加等离子体中溅射材料的离子化率。增加的离子化率允许改善到达原子的表面流动性，而导致结晶膜取向，这有利于产生低应力且致密薄膜。此外，到达基板水平面(level)的高比例离子化材料允许以晶片基座阻抗电路的方式调节输入的离子能。

于腔室阴极处(即溅射靶)平行供应rf功率。磁控管用于增加靶表面处的电子约束以改善等离子体稳定性和溅射速率。将侵蚀轨道建立于材料被优先溅射的靶表面上。

供应rf功率至靶与靶表面处磁性约束结合使用的一个缺点是：当靶材料被侵蚀时，rf功率传输的效率降低。随着靶变薄，从磁铁表面到靶的溅射表面的物理距离减少导致rf功率传输的效率降低。此外，靶表面上的侵蚀轨道进一步降低了rf功率输送的效率，随之侵蚀轨道可进一步限制电子并因此降低在基板水平处的等离子体密度。随着磁性约束增大，rf电流供应的电子无法像遵循增强(作为侵蚀深度的函数)磁场线那样有效地传播进入等离子体。

正如由基板支撑件阻抗电路处测量电流的减少直接地看出的以及由对薄膜性质的影响间接地看出的，传送到等离子体的rf功率的减少降低了离子化率。由于磁性约束的增加，与更高离子化相关的有利的薄膜性质(例如低应力与高密度)开始以靶使用期(targetlife)的函数退化。

因此，本发明人提供了一种用于处理基板的改进方法和设备。

技术实现要素：

本公开内容的实施方式包括用于处理基板的方法与设备。在一些实施方式中，一种将含金属层沉积于设置在物理气相沉积(pvd)腔室中的基板上的方法，包括以下步骤：提供等离子体形成气体至该pvd腔室的处理区域；提供第一量的rf功率至与该基板相对设置的靶组件以在该pvd腔室的该处理区域内形成等离子体；溅射来自该靶组件的源材料以将含金属层沉积于该基板上，其中该源材料是在第一侵蚀状态；以及当该靶从该第一侵蚀状态侵蚀至第二侵蚀状态，溅射源材料以将该基板的表面处离子能维持在预定范围内的同时，调节与基板支撑件耦接的自动电容调节器。

在一些实施方式中，一种将含金属层沉积于设置在物理气相沉积(pvd)腔室中的基板上的方法，包括以下步骤：提供等离子体形成气体至该pvd腔室的处理区域；提供第一量的rf功率至与该基板相对设置的靶组件以在该pvd腔室的该处理区域内形成等离子体；溅射来自该靶组件的源材料以将含金属层沉积于该基板上，其中该源材料在第一侵蚀状态是实质上未侵蚀的；以及当该靶从该第一侵蚀状态侵蚀至第二侵蚀状态，溅射源材料以将该基板的表面处的离子能维持在预定范围内的同时，调节与基板支撑件耦接的自动电容调节器，其中该源材料在该第二侵蚀状态是实质上已侵蚀的。

在一些实施方式中，提供一种计算机可读取介质，上面具有储存于该计算机可读取介质的指令，当执行这些指令时，导致物理气相沉积(pvd)腔室执行一种将含金属层沉积于基板上的方法。该方法可包括本文所公开的实施方式中的任一实施方式。

以下描述本公开内容的其他的和进一步的实施方式。

附图说明

以上简要概述的及以下更详细讨论的本公开内容的实施方式，可以通过参考所附图中绘示的本公开内容的说明性实施方式理解。然而，附图仅绘示了本公开内容的典型实施方式，因而不应视为对本发明的范围的限制，因为本公开内容可允许其他等同有效的实施方式。

图1描绘根据本公开内容的一些实施方式的处理腔室的示意截面图。

图2描绘根据本公开内容的一些实施方式的处理基板的方法的流程图。

图3描绘根据本公开内容的一些实施方式的自动电容调节器的电路实现方式。

图4描绘根据本公开内容的一些实施方式的示例性自动电容调节器的共振曲线(resonancecurve)。

为了便于理解，已尽可能地使用相同的附图标号标示附图中共通的相同元件。上述附图未按比例绘示，且可出于清楚而简化。一个实施方式的元件与特征在没有进一步描述下可有益地用于其它实施方式中。

具体实施方式

本公开内容涉及一种处理基板的方法。在一些实施方式中，本公开内容涉及将含金属层沉积于设置在物理气相沉积(pvd)腔室中的基板上的方法。在一些实施方式中，本文描述的发明方法有利地促进含金属层的沉积适宜作为具有改进的应力、电阻率和密度均匀特性的硬遮罩层，硬遮罩层例如氮化钛层。例如，适用在后道工序(beol)硬掩模应用的高密度、低应力氮化钛(tin)膜或类似物用以减少用在图案化低介电常数的介电(low-kdielectric)沟槽的线弯曲以及通过减少线边缘粗糙度和临界尺寸(cd)变化来改善低k蚀刻剖面。

图1描绘根据本公开内容的一些实施方式的物理气相沉积(pvd)处理腔室100的简化截面图。图2描绘将层沉积于基板上的方法200的流程图，基板设置在图1所述类型的物理气相沉积处理系统中。适合用于执行本文所述的方法200的其他pvd腔室的示例包括可自美国加州圣克拉拉的应用材料公司购得的cirrus^tm与avenir^tmpvd处理腔室。

于处理腔室内的基板108上执行该方法200，例如在图1所示的物理气相沉积(pvd)处理腔室(处理腔室104)。图1所描绘的处理腔室104包括基板支撑件106、靶组件114及源材料113，靶组件114具有可选的背板组件160，源材料113设置于面向背板组件160侧的基板支撑件上。处理腔室104进一步包括射频(rf)功率源182以提供rf能到靶组件114。

基板108可以是具有任何合适的几何形状的任何合适的基板，例如圆形晶片、方形、矩形或类似形状。基板108可包括任何合适的材料，诸如硅(si)、氧化硅(sio2)、氮化硅(sin)、玻璃、其他介电材料或类似材料中的一或多个，并且可具有设置于基板108之上的其它材料中的一或多个层。在一些实施方式中，基板108可包括低k介电材料的上层，且在一些实施方式中，可包括超低k电介质材料(ultra-lowkdielectricmaterial)。如本文所用的超低k介电材料包括具有小于或等于约2.5的k值的介电材料。基板108可为空白(blank)基板(例如，不具有特征设置于基板上)，或基板108可具有形成于基板中或基板上的特征，例如通孔或沟槽，或高深宽比的特征，例如，针对硅穿孔(throughsiliconvia,tsv)的应用或类似者。本文所用的高宽比特征可包括具有至少约5:1的高度比宽度的深宽比的特征(例如，高深宽比)。

方法200开始于202，其中提供等离子体形成气体至处理腔室104的处理区域120。等离子体形成气体可包括一或多个惰性气体，诸如稀有气体或其它惰性气体。例如，适宜的等离子体形成气体的非限制性示例包括氩(ar)、氦(he)、氙(xe)、氖(ne)、氢(h2)、氮(n2)、氧(o2)或类似物中的一或多种。

在204处，提供第一量的rf功率至靶组件114以在pvd腔室104的处理区域120内引燃等离子体形成气体而成为等离子体。rf功率是于处理区域120内形成等离子体的适合的量的rf功率，并且可根据腔室尺寸、几何形状或类似物而改变。例如，在一些实施方式中，第一量的rf功率是约500至约20000瓦。在一些实施方式中，提供至靶组件的rf功率的量可以在整个靶的使用期保持恒定。在一些实施方式中，rf功率的量可以随着靶的使用期增加，以补偿随着靶侵蚀时等离子体内减少的离子化率。

在206处，从靶组件114溅射源材料113以将含金属层沉积于基板108上。开始溅射源材料113时，源材料113在第一侵蚀状态。在一些实施方式中，源材料113在第一侵蚀状态实质上是未侵蚀的(即处于或非常接近靶使用期的开始)。源材料113可包括适于在基板108上形成含金属层的金属、金属合金或类似物中的一或多种。例如，该源材料113可包括钛(ti)、钽(ta)、铜(cu)、钴(co)、钨(w)或铝(al)或类似物中的一或多个。当使用等离子体溅射来自源材料113的金属原子时，将在处理腔室104中保持第一压力。第一压力为足以将自靶组件114溅射的金属原子的主要部分离子化的压力。第一压力可取决于处理腔室的几何形状(诸如基板尺寸、靶到基板的距离和类似者)。

当沉积诸如氮化钛层之类的含金属层时，发明人已经观察到，通过施加rf功率至靶组件114增加了等离子体内的氮和钛的离子化率，而能够改善到达原子的表面流动性，因而提供结晶膜取向，这有利于产生低应力且致密膜。此外，到达基板108水平面的高比例离子化材料允许使用基板支撑件阻抗电路(例如以下相对于图1与3所述的自动电容调节器136)来调节输入的离子能(即在基板表面处的离子能)，以控制基板电流(例如在基板水平面处的离子能)而进一步有利地控制结晶膜取向，这有利于形成低应力且致密膜。自动电容调节器136调整自基板支撑基座电极至接地的电容(以及阻抗)。示例性基板支撑阻抗电路(如自动电容调节器136)可提供约0.5至约20安培的电流。除了在靶使用期期间维持期望的膜性质，本发明人进一步观察到，当使用根据本公开内容的方法时，可用的靶使用寿命可以有利地从约1000kwh增加到约4000kwh。

然而，本发明人还观察到，随着靶材料侵蚀，施加到靶组件114的rf功率的效率降低，这导致等离子体中的离子密度减少。虽然可以增加rf功率的量以补偿靶使用期期间降低的离子化率，但是发明人观察到仅有这种补偿是不足以维持在靶使用期期间一致的沉积膜性质。假设没有受理论的限制的情况下，发明人相信rf功率的效率的降低是因为随着靶变薄，从磁体表面到靶的溅射表面的物理距离的减小。此外，由溅射处理在源材料113表面上形成的侵蚀轨道限制了电子并因此降低在基板水平处的等离子体密度。随着磁性约束增大，rf电流供应的电子无法像遵循(follow)增强的(为侵蚀深度的函数)磁场线那样有效传播进入等离子体。本发明人还发现通过在靶使用期的过程中控制离子能并提供离子能(例如电流)补偿以在基板水平面处提供受控增加量的离子能，用以补偿减少的离子密度，而有利地达到改善膜性质的控制。

pvd处理系统100进一步包括基板支撑阻抗电路，例如自动电容调节器136，基板支撑阻抗电路耦接至基板支撑件106以用于在基板108处调整等离子体鞘(plasmasheath)电压。例如，在自动电容调节器136可用于控制基板108处的鞘电压，以及因此控制基板电流(例如，在基板水平面处的离子能)。因此，在208，当溅射源材料113时，自动电容调节器136经调谐而将在基板支撑件处的rf电流的量维持在预定的设定点值或维持于预定的设定点值的一个预定范围内。

在一些实施方式中，调整自动电容调节器136包括推算预定的设定点值及推算预定的设定点位置。预定的设定点位置可根据经验确定或通过将自动电容调节器136位置与最高电流输出建模(modeling)来确定。

推算预定的设定点值以在源材料113被侵蚀时(即从第一侵蚀状态到第二侵蚀状态)，在基板的表面处维持实质恒定的离子能。如本文所用的术语“实质恒定的离子能”指的是将离子能维持于第一侵蚀状态离子能的20％以内，或维持于第一侵蚀状态离子能的10％以内。在一些实施方式中，可推算预定的设定点值以在靶处于第一侵蚀状态时将基板表面处的离子能维持于基板表面处的离子能的约10％至20％之间。例如，可通过确定预定义的基于靶使用期的补偿系数(“系数”)来推算预定的设定点值。该系数可根据经验确定或通过基于靶使用期的建模来确定，以在源材料113处于第二侵蚀状态时(例如相较于第一侵蚀状态有更多的侵蚀)维持基板表面处的恒定离子能。该系数是为了维持从靶使用期开始到靶使用期结束的等效膜性质所需的从靶使用期开始到靶使用期结束的电流差除以所用的靶使用期的百分比。该系数可储存于控制器194中，如下所述且描绘于图1中。在一些实施方式中，源材料113在第二侵蚀状态是实质上已侵蚀的(即处于靶使用期结束或很接近靶使用期结束)。在一些实施方式中，源材料113在第一侵蚀状态实质上是未侵蚀的(即未使用或准备开始处理基板)，而源材料113在第二侵蚀状态是实质上已侵蚀的(即处于靶使用期结束或很接近靶使用期结束)。

因此，在一些实施方式中，可测量跨自动电容调节器136的电流以测定基板处的离子能，以及如果需要响应测得的电流从而维持基板处的离子能在上述所需的程度，可以调整自动电容调节器136的位置或设定点。可替代地或组合地，可以测量基板上的偏压(且将基板上的偏压与基板处的离子能根据经验相关联(correlate)或通过建模相关联)并使用此偏压来确定实际的离子能是否需要增加或减少(并调整自动电容调节器136)以将基板处的离子能维持于所需的程度。

在一些实施方式中，调整自动电容调节器136包括将自动电容调节器136的位置与预定的设定点位置比较。在一些实施方式中，自动电容调节器136的位置大于(greater)预定的设定点位置，而自动电容调节器136控制的rf功率的量(例如由来自自动电容调节器136的电流所测得的基板水平面处的离子电流)小于预定的设定点值。在此实施方式中，减小自动电容调节器136的位置直到自动电容调节器136所控制的rf功率的量(在自动电容调节器136测量的电流)等于预定的设定点值。

在一些实施方式中，自动电容调节器136的位置大于(greater)预定的设定点位置，而自动电容调节器136控制的rf功率的量(例如由来自自动电容调节器136的电流所测得的基板水平面处的离子电流)大于预定的设定点值。在此实施方式中，增加自动电容调节器136的位置直到自动电容调节器136所控制的rf功率的量(在自动电容调节器136测量的电流)等于预定的设定点值。

在一些实施方式中，自动电容调节器136的位置小于预定的设定点位置，而自动电容调节器136控制的rf功率的量(例如由来自自动电容调节器136的电流所测得的基板水平面处的离子电流)小于预定的设定点值。在此实施方式中，增大自动电容调节器136的位置直到自动电容调节器136所控制的rf功率的量(在自动电容调节器136测量的电流)等于预定的设定点值。

在一些实施方式中，自动电容调节器136的位置小于(lessthan)预定的设定点位置，而自动电容调节器136控制的rf功率的量(例如由来自自动电容调节器136的电流所测得的基板水平面处的离子电流)大于预定的设定点值。在此实施方式中，减小自动电容调节器136的位置直到自动电容调节器136所控制的rf功率的量(在自动电容调节器136测量的电流)等于预定的设定点值。

图4描绘根据调节自动电容调节器136(将自动电容调节器136的位置与预定的设定点位置比较)的一些实施方式的示例性自动电容调节器的共振曲线。示出自动电容调节器136的位置为图4中的p电流。示出预定的设定点位置为图4中的p共振且预定的设定点位置对应于产生最高电流的自动电容调节器136的位置。如上所述，自动电容调节器136的位置(p电流)可以大于或小于预定的设定点位置(p共振)。图4说明性地描绘自动电容调节器136的位置(p电流)大于预定的设定点位置(p共振)。示出自动电容调节器136所控制的rf功率的量(由来自自动电容调节器136的电流所测量的基板水平面处的离子电流)为图4中a电流。示出预定的设定点值为图4中的a设定点。如上所述，由来自自动电容调节器136的电流所测量的基板水平面处的离子电流(图4中的a电流)可以大于或小于预定的设定点值(a设定点)。因此，可以增加或减少自动电容调节器136的位置(p电流)直到在自动电容调节器136所测得的电流(a电流)等于预定的设定点值(a设定点)。图4描绘了a电流大于a设定点的一个实施方式。因此，可以增加自动电容调节器136的位置(p电流)直到在自动电容调节器136所测得的电流的量(a电流)等于预定的设定点值(a设定点)。

在一些实施方式中，如下所述且描绘于图1中的，可将控制器194提供并耦接至pvd处理系统100的各式部件以控制控制器194的操作。在一些实施方式中，控制器194耦接至自动电容调节器136。在一些实施方式中，相较于模拟通信机制而言，使用数字通信机制将自动电容调节器136耦接至控制器194，改善了自动电容调节器136与控制器194之间的通信准确率。

图3描绘自动电容调节器136的一个实施方式。合适的自动电容调节器的进一步实施方式由美国专利公开号2011/0209995(rasheed等人)共同拥有且于2011年9月1日公开。在图3中，自动电容调节器136包括一阵列的可变频带阻(“凹口(notch)”)滤波器(即陷波滤波器阵列(notchfilterarray)352)以及一阵列的可变频带通(“通(pass)”)滤波器(即通滤波器阵列(passfilterarray)354)。陷波滤波器阵列352由许多陷波滤波器组成，每个陷波滤波器阻挡一窄频带，为各个关注频率(frequencyofinterest)提供一个陷波滤波器。每个陷波滤波器所呈现的阻抗可为可变的，以对于各个关注频率提供阻抗的完全控制。关注频率包括偏频(biasfrequency)fb、源频fs、fs的谐波、fb的谐波、fs与fb的互调产物以及这些互调产物的谐波。通滤波器阵列354由许多通滤波器组成，每个通滤波器让一窄频带通过(呈现低阻抗)，为各个关注频率提供一个通滤波器。每个通滤波器所呈现的阻抗可为可变的，以对于各个关注频率提供阻抗的完全控制。关注频率包括偏频fb、源频fs、fs的谐波、fb的谐波、fs与fb的互调产物以及这些互调产物的谐波。

图3描绘具有陷波滤波器阵列352与通滤波器阵列354的一个实现方式的自动电容调节器136。陷波滤波器阵列352包括一组m个(其中m是整数)由356-1到356-m以串联连接的单个陷波滤波器。每个单个陷波滤波器356由电容c的可变电容器358和电感l的电感器360组成，单个陷波滤波器具有共振频率fr＝1/[2π(lc)1/2]。每个陷波滤波器356的电抗l和c是不同的，且经选择而使得特定陷波滤波器的共振频率fr对应于关注频率中的一个，每个陷波滤波器356具有不同的共振频率。每个陷波滤波器356的共振频率是陷波滤波器356所阻断的频率的窄频带的中心。图3的通滤波器阵列354包括一组n个(其中n是整数)由362-1到362-n以并联连接的单个通滤波器。各个通滤波器362由电容c的可变电容器364和电感l的电感器366组成，通滤波器362具有共振频率fr＝1/[2π(lc)1/2]。可选地，每个通滤波器362包括(额外的)一系列开关363，以允许使通滤波器失效。每个通滤波器362的电抗l和c是不同的，且经选择而使得共振频率fr对应于关注频率中的一个，每个通滤波器362具有不同的共振频率。每个通滤波器362的共振频率是由通滤波器362传递(pass)或允许的频率的窄频带的中心。在图3的实现方式中，在通滤波器阵列354中存在n个通滤波器362以及在陷波滤波器阵列352中存在m个陷波滤波器。

回到图1，可选地耦接至靶组件114的第二能量源183可提供dc电力至靶组件114而将等离子体导向靶组件114。在一些实施方式中，虽然施加的dc功率的量可根据腔室的几何形状(例如，靶大小等)改变，dc功率的范围可为约1至约20千瓦(kw)。在一些实施方式中，dc功率亦可如上述针对rf功率的相同方式而随靶使用期调整。可调整dc功率以控制溅射金属原子于基板上的沉积速率。例如，增加的dc功率可能导致等离子体与源材料113增加的交互作用以及来自靶组件114的金属原子增加的溅射。在一些实施方式中，可调整dc功率以维持dc功率对rf功率的比例为约2:1至约10:1。

pvd处理系统100包括可移除地设置在处理腔室104顶部上的腔室盖102。腔室盖102可包括在靶组件114和接地组件103。处理腔室104包含用于接收基板108的基板支撑件106。基板支撑件106可位于下部接地外壳壁110内，下部接地外壳壁110可以是处理腔室104的腔室壁。下部接地外壳壁110可电耦接至腔室盖102的接地组件103，使得rf返回路径被提供至设置在腔室盖102之上的rf电源182。rf电源182可如下述向靶组件114提供rf能量。可替代地或组合地，dc电源可类似地耦接至靶组件114。

pvd处理系统100可包括源分配板158，源分配板158相对于靶组件114的背侧且沿着靶组件114的周缘电耦接至靶组件114。在pvd处理系统100可包括腔体170，腔体170设置于靶组件114的背侧和源分配板158之间。腔体170可至少部分地容纳如下所述的磁控管组件196。由导电支撑环164的内表面、源分配板158的面向靶的表面以及靶组件114(或背板组件160)的面向源分配板的表面(例如背侧)至少部分地界定腔体170。

pvd处理系统100进一步包括磁控管组件196。磁控管组件196提供靠近靶组件114处的旋转磁场以协助处理腔室104内的等离子体处理。磁控管组件包括设置于腔体170内的可转动磁体组件148。可转动磁体组件148围绕处理腔室104的中心轴186旋转。

在一些实施方式中，磁控管组件196包括马达176、马达轴174、齿轮组件178以及可转动磁体组件148。可转动磁体组件148包括多个磁体150且经构造以将多个磁体150绕下述的中心轴186旋转。马达176可为电动马达，气动或液压驱动，或可以提供适合扭矩的任何其他处理相容机构。虽然本文所述的一个示例性实施方式说明可转动磁体组件148可如何旋转，但亦可使用其他构造。

在使用中，磁控管组件196使腔体170内的可转动磁体组件148旋转。例如，在一些实施方式中，可提供马达176、马达轴174和齿轮组件178以使可转动磁体组件148旋转。在一些实施方式中，电极154与处理腔室104的中心轴186对齐，而磁控管的马达轴174可通过接地板156的偏离中心的开口而设置。自接地板156凸出的马达轴174的端部耦接至马达176。进一步设置马达轴174通过源分配板158的偏离中心的开口并且将马达轴174耦接至齿轮组件178。

齿轮组件178可用任何合适的手段来支撑，例如通过与源分配板158的底表面耦接。齿轮组件178可由以下方法与源分配板158绝缘：由介电材料制造至少齿轮组件178的上表面、或于齿轮组件178与源分配板158之间插入绝缘层(未示出)或类似方法，或由适当的介电材料建构马达轴174。齿轮组件178进一步耦接至可转动磁体组件148而将马达176提供的旋转运动传输至可转动磁体组件148。齿轮组件178可通过使用滑轮、齿轮或将马达176提供的旋转运动传输的其他合适的方式来耦接至可转动磁体组件148。

基板支撑件106具有面向靶组件114的主要表面的材料接收表面，并且支撑待溅射涂层的基板108于与靶组件114的主要表面相对的共平面位置。基板支撑件106可支撑基板108于处理腔室104的处理区域120中。把处理区域120界定为处理过程期间基板支撑件106上方的区域(例如，在处理位置时，靶组件114和基板支撑件106之间)。

在一些实施方式中，基板支撑件106可垂直移动，以使得基板108能够通过在处理腔室104的下部分中的负载锁定阀(未示出)而传送于基板支撑件106上并接着被升高到沉积或处理位置。可提供连接至底部腔室壁124的波纹管122以维持处理腔室104的内部空间与处理腔室104外的大气分离，同时利于基板支撑件106的垂直运动。一或多个气体可从气体源126通过质量流量控制器128供应到处理腔室104的下部部分内。可将排气口130经由阀132提供且耦接至泵(未图示)以用于将处理腔室104的内部排气且利于维持处理腔室104内适合的压力。

在一些实施方式中，rf偏压电源134可耦接至基板支撑件106从而将负dc偏压引导于基板108上。此外，在一些实施方式中，负dc自偏压可在处理期间形成在基板108上。例如，rf偏压电源134供应的rf能量的频率范围可为从约2mhz至约60mhz，例如，可以使用非限制性的频率，诸如2mhz、13.56mhz或60mhz。在一些实施方式中，rf偏压功率可于约100w至约2kw的范围供应。在一些实施方式中，dc功率可于约2kw至约40kw的范围供应。在其它应用中，基板支撑件106可接地或者让基板支撑件106电浮动(leftelectricallyfloating)。

处理腔室104进一步包括处理配件屏蔽件或屏蔽件138，以围绕处理腔室104的处理空间或中心区域及保护其他腔室部件免于来自处理的损坏和/或污染。在一些实施方式中，屏蔽件138可连接至处理腔室104的上部接地外壳壁116的突出部分140。如图1所示，腔室盖102可静置于上部接地外壳壁116的突出部分140上。相似于下部接地外壳壁110，上部接地外壳壁116可提供下部接地外壳壁110与腔室盖102的接地组件103之间的rf返回路径的一部分。然而，其他的rf返回路径是可能的，诸如通过接地屏蔽件138。

屏蔽件138向下延伸且可包括具有通常为定值的直径的一般管状部分，管状部分通常围绕处理区域120。屏蔽件138沿着上部接地外壳壁116与下部接地外壳壁110向下延伸至基板支撑件106的顶表面之下并向上返回直至到达基板支撑件106的顶表面(例如在屏蔽件138底部形成u型部分)。当基板支撑件106在下部的负载位置时，盖环146静置于向上延伸的屏蔽件138的内部部分的顶部上，但当基板支撑件在上部的沉积位置时，盖环146静置于基板支撑件106的外周边上以保护基板支撑件106免于溅射沉积。额外的沉积环(未示出)可用于保护基板支撑件106的边缘免受绕基板108边缘的沉积。

在一些实施方式中，磁体152可绕处理腔室104设置以用于选择性地提供在基板支撑件106和靶组件114之间的磁场。例如，如图1所示，当在处理位置时，磁体152可绕外壳壁110外部而设置于基板支撑件106之上的区域中。在一些实施方式中，磁体152可额外地或替代地设置于其他位置中，诸如邻近于上部接地外壳壁116。磁体152可以是电磁体且可耦接至电源(未示出)以用于控制由电磁体产生的磁场的量值。

腔室盖102通常包括绕靶组件114设置的接地组件103。接地组件103可包括具有第一表面157的接地板156，接地板156可大致平行于靶组件114的背侧且与靶组件114的背侧相对。接地屏蔽件112可自接地板156的第一表面157延伸且环绕靶组件114。接地组件103可包括支撑构件175，以支撑接地组件103内的靶组件114。

在一些实施方式中，支撑构件175可耦接至靠近支撑构件175的外周缘的接地屏蔽件112的下端且径向向内延伸以支撑密封环181与靶组件114。密封环181可为环或具有适合截面的环形。密封环181可包括两个相对平面且通常平行的表面，以利于与密封环181的第一侧上的靶组件114(如背板组件160)接合(interfacing)且与密封环181的第二侧上的支撑构件175连接。密封环181可由介电材料制成，诸如陶瓷。密封环181可使靶组件114与接地组件103绝缘。

支撑构件175可以是具有中心开口的大体平面的构件，以容纳靶组件114。在一些实施方式中，支撑构件175可以是圆形或盘状，虽然支撑构件175的形状可根据对应的腔室盖形状和/或pvd处理系统100中待处理的基板的形状而改变。

靶组件114可包括待沉积于基板(诸如溅射期间的基板108)上的源材料113，源材料诸如金属、金属氧化物、金属合金或类似物。在一些实施方式中，靶组件114实质上可由源材料113制成，而无任何背板以支撑源材料113。在一些实施方式中，靶组件114包括背板组件160以支撑源材料113。如图1所示，源材料113可设置在背板组件160的面向基板支撑件的一侧上。背板组件160可包括导电材料，诸如铜-锌、铜-铬，或作为靶的相同材料，使得rf和dc功率可以经由背板组件160耦接至源材料113。或者，背板组件160可以是非导电的，且可包括导电元件(未示出)，诸如电引线(electricalfeedthrough)或类似物。

在一些实施方式中，背板组件160包括第一背板161和第二背板162。第一背板161和第二背板162可为盘形、矩形、方形，或者可由pvd处理系统100容纳的任何其它形状。第一背板161的前侧经构造而支撑源材料113，使得当源材料存在时，源材料的前表面与基板108相对。源材料113可用任何合适方式连接至第一背板161。例如，在一些实施方式中，源材料113可以是结合到第一背板161的扩散部(diffusion)。

多组通道169可设置于第一和第二背板161、162之间。第一和第二背板161、162可耦接在一起以形成实质上水密密封(例如第一和第二背板之间的流体密封)，以防止提供至多组通道169的冷却剂泄漏。在一些实施方式中，靶组件114可进一步包括中心支撑构件192，以支撑处理腔室104内的靶组件114。

在一些实施方式中，导电支撑环164可设置在源分配板158与靶组件114的背侧之间，以将rf能量从源分配板传播到靶组件114的周缘。导电支撑环164可以是圆柱形的，具有第一端166与第二端168，其中第一端166耦接至靠近源分配板158周缘的源分配板158的面向靶的表面，第二端168耦接至靠近靶组件114周缘的靶组件114的面向源分配板的表面。在一些实施方式中，第二端168耦接至靠近背板组件160周缘的背板组件160的面向源分布板的表面。

于接地板156与源分配板158的外表面，导电支撑环164，以及靶组件114(和/或背板组件160)之间提供绝缘间隙180。绝缘间隙180可用空气或一些其它合适的介电材料填充，介电材料诸如陶瓷、塑料或类似材料。接地板156和源分配板158之间的距离依接地板156和源分配板158之间的介电材料而定。在介电材料主要是空气的地方，接地板156和源分配板158之间的距离可在约15mm至约40mm之间。

接地组件103和靶组件114可由密封环181及由设置于接地板156的第一表面157与靶组件114的背侧之间的一或多个绝缘体(未示出)来电隔离，例如在源分配板158的不是面向靶的一侧。

pvd处理系统100具有连接到电极154(例如rf反馈结构)的rf电源182。电极154可通过接地板156而耦接至源分配板158。rf电源182可包括rf产生器和匹配电路，例如以最小化操作期间反射回rf产生器的反射的rf能量。例如，rf电源182供应的rf能量的频率范围可从约13.56mhz至约162mhz或以上。例如，可以使用非限制性的频率，诸如13.56mhz、27.12mhz、40.68mhz、60mhz或162mhz。

在一些实施方式中，pvd处理系统100可包括第二能量源183以在处理期间提供额外的能量至靶组件114。在一些实施方式中，第二能量源183可以是dc电源以提供dc能量，例如以提升靶材料的溅射速率(以及因此在基板上的沉积速率)。在一些实施方式中，第二能量源183可以是第二rf电源(类似于rf电源182)，以提供rf能量，例如第二频率的rf能量，第二频率不同于rf电源182的rf能量的第一频率。在第二能量源183是dc电源的实施方式中，可在适于将dc能量电耦接至靶组件114的任何位置(例如电极154或某些其他导电构件(诸如下述的源分配板158)处)将第二能量源耦接至靶组件114。在第二能量源183是第二rf电源的实施方式中，第二能量源可经由电极154耦接至靶组件114。

电极154可以是圆柱形的或其它形式的棒状，且可与处理腔室104的中心轴186对齐(例如电极154可在与靶的中心轴重合的一个点处与靶组件耦接，而与中心轴186重合)。与处理腔室104的中心轴186对齐的电极154，利于将rf能量以非对称的方式(如电极154可在与pvd腔室的中心轴对齐的“单一点”处将rf能量耦合至靶)从rf电源施加于靶组件114。电极154的中心位置有助于消除或减少基板沉积工艺中的沉积不对称性。电极154可具有任何合适的直径。例如，虽然可使用其它直径，在一些实施方式中，电极154的直径可为约0.5至约2英寸。电极154一般可具有依pvd腔室的构造而定的任何适合的长度。在一些实施方式中，电极可具有介于约0.5至约12英寸之间的长度。电极154可由任何合适的导电材料制成，诸如铝、铜、银或类似材料。或者，在一些实施方式中，电极154可以是管状。在一些实施方式中，管状电极154的直径可以是合适的，例如以利于提供磁控管的中心轴。

电极154可通过接地板156并耦接至源分配板158。接地板156可以包括任何合适的导电材料，诸如铝、铜或类似材料。一或多个绝缘体(未示出)之间的开放空间使rf波沿源分配板158的表面传播。在一些实施方式中，一或多个绝缘体可相对于pvd处理系统的中心轴186对称地定位。这样的定位可利于rf波沿着源分配板158的表面对称传播，且最终传播到与源分配板158耦接的靶组件114。相较于传统的pvd腔室，至少部分地，由于电极154的中心位置，可以以更对称和均匀的方式提供rf能量。

可将控制器194提供并耦接至pvd处理系统100的各式元件以控制控制器194的操作。控制器194包含中央处理单元(cpu)118、存储器172与支援电路173。控制器194可直接控制pvd处理系统100，或经由与特定处理腔室和/或支援系统部件相关联的计算机(或控制器)控制。控制器194可为通用计算机处理器的任何形式中的一种，通用计算机处理器可以在工业装置中用于控制各式腔室与次处理器。控制器194的存储器、或计算机可读取媒体172可为一或多个易于取得的存储器，例如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、软盘、硬盘、光储存介质(如光盘或数字视频光盘)、闪光驱动器或任何其他的本地端的或远程的数字储存格式。支援电路173与cpu118耦接而用传统方式支援处理器。这些电路包括快取、电源供应器、时脉电路、输入/输出电路与子系统及类似物。本文所述的发明方法可作为软件子程序储存在存储器264中，该软件子程序以本文所述的方式执行或启动用以控制pvd处理系统100的操作。该软件子程序亦可由第二cpu(未示出)储存和/或执行，第二cpu与正由cpu118控制的硬件远程地定位。

虽然前述针对本公开内容的特定实施方式，但在不背离本公开内容的基本范围下，可设计本公开内容的其他的与进一步的实施方式。