用于介电材料的沉积速率提高和生长动力学增强的多频溅射的制作方法

用于介电材料的沉积速率提高和生长动力学增强的多频溅射的制作方法
【专利摘要】一种溅射沉积介电薄膜的方法，可包含：在处理腔室中的基板基座上提供基板，所述基板被定位成面向溅射靶材；将来自第一电源的第一射频频率和来自第二电源的第二射频频率同时施加到溅射靶材；和在基板与溅射靶材之间的处理腔室中形成等离子体，用于溅射所述靶材；其中第一射频频率小于第二射频频率，第一射频频率被选择以控制等离子体的离子能量并且第二射频频率被选择以控制等离子体的离子密度。可选择在所述处理腔室之内的表面的自偏压；这是通过在基板基座与地面之间连接阻塞电容器来实现的。
【专利说明】用于介电材料的沉积速率提高和生长动力学增强的多频溅射
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请请求于2011年9月9日提出申请的美国临时申请第61/533，074号的权益，通过引用将所述申请全部并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明的实施方式大体涉及用于介电薄膜沉积的设备，并且本发明的实施方式更具体地说涉及用于介电薄膜的溅射设备，所述设备包括用于溅射靶材的多频电源。
【背景技术】
[0004]通常诸如Li3PO4之类的介电材料用于形成LiPON (磷锂氮氧化物)，主要由于所述介电材料的极低导电性，需要高频电源(射频，RF)以实现对于薄膜沉积的介电靶材的(PVD)溅射。此外，这些介电材料通常具有低的导热性，所述导热性限制在高频下对较低功率密度状况的溅射处理，以避免溅射靶材中的诸如热梯度诱发的应力之类的问题，所述问题可能导致开裂和产生颗粒(particle)。对低功率密度状况的限制导致相对低的沉积速率，所述低的沉积速率转而导致对于具有较高生产能力的制造系统的高资本支出需求。尽管存在这些限制，并且惯于得到更好的解决方案，传统射频PVD技术正被用于在对于电化学装置(诸如薄膜电池(thin film batteries, TFB)和电致变色(electrochromic, EC)装置)的大批量制造工艺中沉积介电材料。
[0005]显而易见，存在对于改进用于在高产量电化学装置制造中降低介电沉积成本的设备和方法的需要。此外，存在对于改进介电薄膜的沉积方法的需要，所述介电薄膜通常包括氧化物薄膜、氮化物薄膜、氮氧化物薄膜、磷酸盐(phosphate)薄膜、硫化物薄膜、硒化物薄膜等等。然而，此外，存在对于改进介电膜的结晶度、形态、晶粒(grain)结构等等的控制的需要。

【发明内容】

[0006]本发明大体涉及用于改进介电薄膜的沉积的系统和方法，所述系统和方法包括利用双频靶材电源，所述双频靶材电源用于在靶材中提高溅射速率、改进薄膜质量和降低热应力。双射频频率通过分别利用较高频率和较低频率射频靶材电源对等离子体离子密度和离子能量提供单独控制。本发明通常适用于对于介电材料的PVD溅射沉积工具。具体实例为含锂的电解质材料，所述电解质材料例如通常在氮气环境中通过溅射磷酸锂(和磷酸锂的一些变体)形成的磷锂氮氧化物(LiPON)。这些材料被用于电化学装置中，所述装置诸如薄膜电池和电致变色装置。本发明适用的其他介电薄膜的实例包括氧化物薄膜、氮化物薄膜、氮氧化物薄膜、磷酸盐薄膜、硫化物薄膜和硒化物薄膜。本发明可提供对沉积的介电薄膜的结晶度、形态、晶粒结构的改进控制。
[0007]根据本发明的一些实施方式，溅射沉积介电薄膜的方法可包含:在处理腔室中的基板基座上提供基板，基板被定位成面向溅射靶材；将来自第一电源的第一射频频率和来自第二电源的第二射频频率同时施加至溅射靶材；和在基板与溅射靶材之间的处理腔室中形成等离子体，用于溅射靶材；其中第一射频频率小于第二射频频率，第一射频频率被选择以控制等离子体的离子能量并且第二射频频率被选择以控制等离子体的离子密度。可选择在所述处理腔室之内的表面的自偏压；这是通过在基板基座与地面之间连接阻塞电容器(blocking capacitor)来实现的。此外，包括直流电源、脉冲直流电源、交流电源和/或射频电源的其他电源可结合双射频电源的一个电源或代替双射频电源的一个电源施加到靶材、等离子体和/或基板。
[0008]本文描述了用于双射频介电薄膜溅射沉积的沉积设备的一些实施方式。
【专利附图】

【附图说明】
[0009]在结合附图查看本发明的【具体实施方式】的以下描述之后，本发明的这些及其他方面和特征对本领域的那些技术人员将是显而易见的，在所述附图中:
[0010]图1是根据本发明的一些实施方式的具有双频溅射靶材电源的处理腔室的示意图；
[0011]图2是根据本发明的一些实施方式的具有多个电源的处理腔室的示意图；
[0012]图3是根据本发明的一些实施方式的具有多个电源和旋转圆柱形靶材的处理腔室的代表图；
[0013]图4是根据本发明的一些实施方式的双频溅射靶材电源的的局部剖视图；
[0014]图5是现有技术的溅射靶材电源的局部剖视图；
[0015]图6是由Werbaneth等人得出的离子能量和离子密度相对于溅射靶材电源频率的曲线图；
[0016]图7是根据本发明的一些实施方式的溅射沉积系统的溅射率相对于离子能量的曲线图；
[0017]图8是根据本发明的一些实施方式的溅射沉积系统的溅射率相对于离子入射角的曲线图；
[0018]图9是图示被吸附原子(adatom)放置的各种可能性的动画；
[0019]图10是根据本发明的一些实施方式的薄膜沉积群集工具的示意图；
[0020]图11是根据本发明的一些实施方式的具有多个串联(in-line)工具的薄膜沉积系统的代表图；和
[0021]图12是根据本发明的一些实施方式的串联溅射沉积工具的代表图。
【具体实施方式】
[0022]现将参照附图详细描述本发明的实施方式，所述实施方式提供作为本发明的说明性实例以便使本领域技术人员能够实践本发明。显著地，下文的附图和实例并不意味着将本发明的范围限于单个实施方式，而是其他实施方式通过互换一些或所有所描述或图示的元件也是可能的。此外，在本发明的某些元件可使用已知部件部分地或完全地实施的情况下，将仅对所述已知部件的为理解本发明所需的那些部分进行描述，并且将省略所述已知部件的其他部分的详细描述以免模糊本发明。在本说明书中，图示单个部件的实施方式不应被视为限制性；更确切些，本发明意在涵盖包括多个相同部件的其他实施方式，并且反之亦然，除非在本文中另外明确说明。此外， 申请人:不希望本说明书或要求保护的范围中的任何术语被归于罕见的或特殊的含义，除非明确地如此阐述。进一步，本发明涵盖通过举例说明在本文中提及的已知部件的现在和将来的已知的等同物。
[0023]图1示意性地图示具有真空腔室102并且具有双频射频靶材电源的溅射沉积工具100，所述双频射频靶材电源中的一个电源110处于较低射频频率下，并且另一个电源112处于较高射频频率下。射频电源通过匹配网络114与靶材背板132电气连接。基板120安放在基座122上，所述基座122能够调节基板温度并且能够将来自电源124的偏压功率施加至基板。靶材130附接至背板132并且图示靶材130为具有可移动磁体(magnet) 134的磁控管溅射靶材；然而，本发明的方法对于溅射靶材的具体配置是不可知的。图1图示可用于提供对等离子体性质的更好控制的靶材电源配置，允许具有不良导电性和较高质量沉积薄膜的介电靶材的较高产量，如下文更详细地描述。此外，电源124可被阻塞电容器所替代一所述阻塞电容器被连接在基板基座与地面之间。
[0024]图2和图3图示根据本发明的溅射沉积系统的更详细的实例——这些系统是等离子系统，可将各种不同电源的组合用于所述系统，所述不同电源的组合诸如如上文参照图1所述的低频射频电源和高频射频电源的组合。图2图示被配置用于根据本发明的沉积方法的沉积工具200的实例的示意图。沉积工具200包括真空腔室201、溅射靶材202和用于保持基板204的基板基座203。(对于LiPON沉积，靶材202可以是Li3P04并且适当的基板204可以是娃、Si上氮化娃、玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate, PET)、云母、金属箔等等,其中集电器层和阴极层已被沉积并且图案化。)腔室201具有真空泵系统205和处理气体输送系统206，所述真空泵系统205用于控制腔室中的压力。多个电源可被连接到靶材。每一个靶材电源具有用于处理射频(RF)电源的匹配网络。滤波器用于使连接到相同靶材/基板的在不同频率下操作的两个电源能够使用，其中滤波器起作用以保护在较低频率下操作的靶材/基板电源免于由于较高频率功率而损坏。类似地，多个电源可被连接到基板。连接到基板的每一个电源具有用于处理射频(RF)电源的匹配网络。此外，如上参照图1所述，可将阻塞电容器连接到基板基座203以诱发不同的基座/腔室阻抗来调节在处理腔室之内的表面(包括靶材和基板)的自偏压，并且从而诱发不同的:(1)靶材上的溅射率和(2)用于调节生长动力学的被吸附原子的动能。阻塞电容器的电容可被调整以改变在处理腔室之内的不同表面处的自偏压，重要的是改变基板表面和革El材表面的自偏压。
[0025]虽然图2图示具有水平平面靶材和基板的腔室配置，但是靶材和基板可被保持在垂直平面中一如果靶材自身产生颗粒，那么此配置可帮助缓和颗粒问题。此外，靶材和基板的位置可交换，以便基板被保持在靶材之上。然而，此外，基板可具有柔性并且被卷到卷(reel to reel)系统移动到靶材前面，靶材可以是旋转或摆动的圆柱形靶材，所述靶材可以是非平面的，和/或所述基板可以是非平面的。此处，术语摆动是用于指在任何一个方向上的有限旋转运动，以使得与适合于发射射频功率的靶材的固体电气连接可被容纳。此外，对于每一个电源，匹配箱和滤波器可被结合成单个单元。这些变化中的一个或更多个变化可被用于根据本发明的一些实施方式的沉积工具中。
[0026]图3图示具有单个可旋转或摆动的圆柱形靶材302的沉积工具300的实例。也可使用双可旋转圆柱形靶材。此外，图3图示保持在靶材之上的基板。而且，图3图示附加电源307，可将所述附加电源连接到基板或靶材中的任一个、连接在靶材与基板之间、或使用电极308将所述附加电源直接耦接到腔室中的等离子体。后一情况的实例是作为微波电源的电源307，所述电源使用天线(电极308)直接耦接到等离子体；然而，微波能可以许多其他方式提供到等离子体，诸如以远程等离子体源。用于与等离子体直接耦接的微波源可包括电子回旋共振(electron cyclotron resonance, ECR)源。
[0027]根据本发明的各方面，不同组合的电源可通过将适当的电源耦接至基板、靶材和/或等离子体来使用。取决于所使用的等离子体沉积技术的类型，基板和靶材电源可以从直流电源、脉冲直流(pulsed DC, pDC)电源、交流电源(具有低于射频的频率，通常低于1MHz)、射频电源等中选择电源的任何组合。附加电源可从脉冲直流电源、交流电源、射频电源、微波电源、远程等离子体源等等中选择。射频功率可以连续波(continuous wave, Cff)或脉冲串(burst)模式供应。此外,祀材可被配置为高功率脉冲磁控管(high-power pulsedmagnetron, HPPM)。例如,组合可包括祀材处的双射频电源,祀材处的脉冲直流和射频等等。(靶材处的双射频可非常适合于绝缘介电靶材材料，而靶材处的脉冲直流和射频或直流和射频可用于导电靶材材料。此外，基板偏压电源的类型可基于基板基座可承受的程度以及所需效应而选择。)
[0028]提供电源组合的一些实例以使用Li3PO4靶材(绝缘靶材材料)在氮或氩环境中(氩环境需要随后的氮等离子体处理以提供必要的氮)沉积TFB的LiPON电解质层。(I)在靶材处的双射频电源(不同频率)和在基板处的射频偏压，其中射频偏压的频率不同于在靶材处使用的频率。(2)在靶材处的双射频加上微波等离子体增强。(3)在靶材处的双射频加上微波等离子体加上射频基板偏压，其中射频偏压的频率可不同于在靶材处使用的频率。此夕卜，直流偏压或脉冲直流偏压为基板的选择。
[0029]对于EC装置的氧化钨阴极层沉积，通常可使用钨(导电靶材材料)的脉冲直流溅射；然而，沉积工艺可通过使用靶材处的脉冲直流和射频来增强。
[0030]图4图示本发明的双频射频溅射靶材电源的一些实施方式的硬件配置400的剖视图。(为了比较，图5图示传统射频溅射腔室的电源硬件配置500的剖视图。)在图4中，电源通过沉积腔室盖406被连接，所述沉积腔室盖406还支撑溅射靶材407 (见图5)。使用传统的射频功率馈送403,以及射频馈送延伸棒(extension rod)410和411。双频匹配箱401通过匹配箱连接器402附接至垂直延伸棒410的端部。结构支撑是通过适配器412和安装架(mounting bracket) 405提供。在低频射频电源侧(例如,沿着水平延伸棒411)上提供低通滤波器，所述低通滤波器为阻断来自高频射频电源的功率以避免所述功率沿着波导传输并且损坏低频射频电源所必需的。低频射频电源还将具有匹配箱；尽管匹配箱和滤波器的功能可被组合在单个单元中。例如，棒403、棒410和棒411可以是镀银铜射频棒，并且所述棒使用例如聚四氟乙烯(Teflon)绝缘体404与外壳(housing)绝缘。提供操作频率的一些实例:(I)较低频率射频电源可在500KHz至2MHz的频率下操作，而较高频率射频电源可在13.56MHz及13.56MHz以上的频率下操作；或(2)较低频率可在大于2MHz (或许
13.65MHz)的频率下操作，而较高频率可在60MHz或更高的频率下操作。存在非传导靶材所需的最小低频以通过靶材诱发功率传输以便形成等离子体——计算建议对于典型介电溅射靶材，最小低频接近500kHz至IMHz。较高频率的上限可能受限于产生的杂散(stray)等离子体，所述杂散等离子体以较高频率出现在腔室之内的角落和窄间隙中一实际限制将取决于腔室设计。
[0031]为了提高低导电性靶材材料的溅射沉积速率，本发明的一些实施方式使用电源，所述电源与使用传统的单频射频电源实现的控制相比，可提供对等离子体的离子密度和离子能量(自偏压)的更加独立的控制。高离子密度和高离子能量两者对于随着降低的靶材加热的高沉积速率是所需的，如下文所述；然而，随着射频频率增加，离子密度增加并且离子能量降低。图6图示依赖于由传统单频射频电源产生的射频等离子体的离子密度和离子能量(自偏压)的频率——分别为曲线601和602。(图2来自Werbaneth, P.，Hasan, Z.，Rajora, P.和Rousey-Seidel, M.,在高密度等离子体蚀刻反应器中的GaAs基板上的Au的反应性离子蚀刻，1999年St Louis (圣路易斯)市的关于化合物半导体制造技术的国际会议)由本发明提供的解决方案是具有双频射频电源的溅射靶材，其中较低频率控制离子能量并且较高频率用于确定离子密度。在双射频电源中的较高频率与较低频率的比率被用于将离子能量和等离子体密度最佳化，以提供提高的溅射速率，超过用单个射频电源可获得的溅射速率。
[0032]使用TFB材料为例来更详细地考虑高电气电阻性介电材料的射频溅射的主要限制和经验限制。首先，为了从Li3PO4靶材沉积LiPON电解质，使用射频溅射PVD工艺，因为所述材料是高电阻性的——大约2X1014ohm-cm。这样产生具有相对低离子能量(与较低频率下的溅射相比——见图6)的溅射物种，产生低溅射速率(见图7)。可增加电源以补偿此限制一增加电源将增加离子能量(或自偏压)和离子密度两者。然而，这些介电材料的典型的低导热性可导致通过距溅射表面的靶材深度的高温度梯度，并且因此导致当操作在较高功率下时靶材中的高热应力。此情况产生可施加在指定频率下的功率上限(标准化到靶材区域)，所述功率上限由靶材强度和导热性控制，在所述功率上限以上，溅射靶材将不稳定。事实上，如果偏压或离子能量可独立于此限制而增加(射频通常在13.56MHz的频率下仅产生50V至150V的自偏压一见图6)，那么实验表明溅射速率随着离子能量或自偏压大致呈线性增加。实验还发现，这些溅射离子的入射角在确定溅射率时起作用。在图7和图8中图示这两个观测结果，其中分别相对于进入物种的偏压(离子能量)和入射角绘制溅射率。图7和图8包括以下靶材材料和等离子体物种的数据=Li3PO4和N+、LiCo02和Ar+，和LiCoO2和O2+系统。另一方面，如果允许一些高密度离子及其他高能颗粒将能量传递给生长膜，那么较高频率等离子体的较高离子密度从更广的角度来看可能是有益的，尤其在增强生长动力学方面,如下文参照图9更详细地论述。双频电源将通过分别使用低频(low frequency, LF)和高频(high frequency, HF)射频电源来独立调节离子能量和离子密度。在这种情况下，当与单频射频电源相比时，预计双频电源在给定总电源下实现较高溅射率并且提供增强的被吸附原子表面迁移率和改进的生长动力学。
[0033]本发明的一些实施方式提供增强介电薄膜沉积的生长动力学的工具和方法，以便所需微观结构和相位(Phase)(晶粒大小、结晶度等等)的形成(尤其在较高沉积速率下)更容易地发生，所述沉积速率是通过具有双频射频靶材电源的溅射沉积源来实现的。对生长动力学的控制可允许对大量沉积的薄膜特性的控制，所述特性包括结晶度、晶粒结构等等。例如，对生长动力学的控制可用以减少沉积的薄膜中的小孔(pinhole)密度。
[0034]溅射介电物种通常具有低表面迁移率，导致在这些电介质的薄膜中形成小孔的高倾向。电化学装置中的小孔可导致装置损伤甚至故障。在表面迁移率中的这种增强将努力帮助实现市场可行的电化学装置和技术，因为实现无小孔的共形电解质层并且对于较低厚度的薄膜这样做将导致(I)较高产率的产品，(2)较高产量/容量工具和(3)较低阻抗并且因此较高的执行装置。现将更详细地考虑生长动力学。
[0035]在描述介电薄膜中的沉积现象和小孔形成时,可根据Ehrlich-Schwoebel势鱼能量表示被吸附原子的表面迁移率。参照图9中的情况C, Ehrlich-Schwoebel势鱼是诱发“箭头”从较高表面平面移动到较低表面平面所必需的活化能，如从情况B转移到C中。所述移动的效应是平面化、降低的小孔密度和较好的保形性(conformality)。据估计，对于LiPON薄膜，此势垒能量是在5eV至25eV的范围内。再次参照图9，其中图示了进入的被吸附原子901的最终位置902的可能方案的动画，进入的被吸附原子901的各种可能方案包括:(A)所需沉积，其中被吸附原子的最终位置902正在填充间隙；(B)可产生如小孔的不希望的沉积，因为在第一层中的所有间隙被填充之前，最终被吸附原子的位置902处于第二层中；(C)所需沉积，其中碰撞的被吸附原子901具有用于克服(或被诱发以克服)Erlich-Schwoebel势鱼的足够能量，以便即使被吸附原子首先位于位置903处的第二层中，被吸附原子也存在足够能量在停留在第一层的间隙中的最终位置902中之前移动通过位置904和905;并且(D)以高能再溅射由进入的被吸附原子901产生的被吸附原子，在位置906将原子溅射离开。目标是增加足够的能量至生长膜以免影响情况(A)(此情况是所需结果)，为情况(B)诱发(C)，但不增加过多能量以诱发情况(D)(此情况为再溅射工艺)。是否需要额外的能量被添加到生长膜以实现所需结果将取决于沉积速率和进入的被吸附原子能量。额外的能量可通过直接加热基板和/或产生基板等离子体来增加。关于产生基板等离子体，耦接到基板/基座的第三电源可用于实现以下情况:(I)形成等离子体，所述等离子体增强基板上的双溅射源等离子体的离子密度效应，和(2)在基板上形成自偏压以使进入的、带电的被吸附原子/等离子体物种加速。
[0036]图10是根据本发明的一些实施方式的用于制造诸如TFB或EC装置之类的电化学装置的处理系统600的示意图。处理系统600包括连接到群集工具的标准机械接口(standard mechanical interface, SMIF),所述群集工具装备有反应等离子体清洁(reactive plasma clean, RPC)腔室和/或派射预清洁(pre-clean, PC)腔室和处理腔室C1-C4，所述处理腔室C1-C4可包括如上所述的介电薄膜溅射沉积腔室。也可将手套箱附接到群集工具。手套箱可将基板存储在惰性环境(例如，在诸如He、Ne或Ar的惰性气体下)中，这在碱金属/碱土金属沉积之后很有用。如果需要，也可使用连接到手套箱的前腔室——前腔室是气体交换腔室(惰性气体交换为空气，反之亦然)，所述腔室允许基板被传递进出手套箱，而不污染手套箱中的惰性环境。(应注意，手套箱也可被具有足够低露点的干燥室环境替代，所述足够低露点同样地由锂箔制造商使用。)腔室C1-C4可被配置用于制造薄膜电池装置的工艺步骤，所述工艺步骤例如可包括:在双射频电源沉积腔室中沉积电解质层(例如，通过在N2中射频溅射Li3PO4靶材得到的LiPON)，如上所述。应当理解，虽然已针对处理系统600图示了群集布置，但是可利用其中处理腔室布置成一行而无传递腔室的线性系统，以便基板连续地从一个腔室移动到下一个腔室。
[0037]图11图示根据本发明的一些实施方式的具有多个串联工具1110、1120、1130、1140等的串联制造系统1100的代表图。串联工具可包括用于沉积电化学装置的所有层的工具——包括TFB和电致变色装置两者。此外，串联工具可包括预调节和后调节腔室。例如,工具1110可以是在基板移动通过真空气闸物(vacuum airlock) 1115到沉积工具1120中之前用于建立真空的排空(pump down)腔室。一些或所有串联工具可以是被真空气闸物1115分离的真空工具。应注意，工艺管线中的处理工具和具体处理工具的顺序将由被使用的指定电化学装置制造方法确定。例如，一个或更多个串联工具可用于根据本发明的一些实施方式的薄膜电介质的溅射沉积，在所述溅射沉积中使用双射频频率靶材源，如上所述。此外，基板可移动通过水平定向或垂直定向的串联制造系统。
[0038]为了图不基板通过诸如图11所不的串联制造系统的移动，在图12中图不仅具有一个原位串联工具1110的基板传送带1150。含有基板1210的基板保持器1155 (图示基板保持器被部分地切去以便基板可见)被安装在传送带1150上，或传送带1150的等效装置上，用于将保持器和基板移动通过串联工具1110，如图所示。用于具有垂直基板配置的处理工具1110的适当串联平台是Applied Material (应用材料公司)的New Aristo?。用于具有水平基板配置的处理工具1110的适当串联平台是Applied Material的Aton?。
[0039]本发明通常适用于用于沉积介电薄膜的溅射沉积工具和方法。虽然工艺的具体实例是提供用于在氮环境中PVD射频溅射Li3PO4靶材以形成LiPON薄膜，但是本发明的工艺还适用于沉积其他介电薄膜，诸如SiO2薄膜、Al2O3薄膜、ZrO2薄膜、Si3N4薄膜、SiON薄膜、TiO2薄膜等，并且本发明的工艺通常还适用于沉积氧化物薄膜、氮化物薄膜、氮氧化物薄膜、磷酸盐薄膜、硫化物薄膜、硒化物薄膜等等。
[0040]虽然本发明已参照本发明的某些实施方式特定地描述，但是对于本领域的技术人员应当显而易见的是，可在不背离本发明的精神和范围的情况下进行形式和细节方面的修改和变化。
【权利要求】
1.一种溅射沉积介电薄膜的方法，包含: 在处理腔室中的基板基座上提供基板，所述基板被定位成面向溅射靶材； 将来自第一电源的第一射频频率和来自第二电源的第二射频频率同时施加至所述溅射靶材；和 在所述基板与所述溅射靶材之间的所述处理腔室中形成等离子体，用于溅射所述靶材； 其中所述第一射频频率小于所述第二射频频率，所述第一射频频率被选择以控制所述等离子体的离子能量并且所述第二射频频率被选择以控制所述等离子体的离子密度。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述溅射靶材由绝缘材料组成。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述绝缘材料是磷酸锂。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述第一射频频率大于500kHz。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一射频频率在500kHz至2MHz的范围内，并且所述第二射频频率大于或等于13.56MHz ο
6.如权利要求1所述的方法，其中所述第一射频频率大于2MHz，并且所述第二射频频率大于或等于60 MHz。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包含:在所述溅射沉积期间，将来自第三电源的射频偏压施加至所述基板基座，所述射频偏压的频率不同于所述第一射频频率和所述第二射频频率。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包含:选择在所述处理腔室之内的表面的自偏压。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述自偏压是通过调整阻塞电容器的电容来选择的，所述阻塞电容器连接在所述基板基座与地面之间。
10.如权利要求8所述的方法，其中选择所述基板的表面的自偏压。
11.一种用于溅射沉积介电薄膜的处理系统，包含: 处理腔室； 溅射靶材，所述溅射靶材在所述处理腔室中； 基板基座，所述基板基座在所述处理腔室中，所述基板基座被配置以保持基板面向所述溅射靶材； 第一电源和第二电源，所述第一电源用于将第一射频频率提供到所述溅射靶材，所述第二电源用于将第二射频频率提供到所述溅射靶材，其中所述第一射频频率小于所述第二射频频率，所述第一射频频率被选择以控制在所述靶材与所述基板之间的所述处理腔室中的等离子体的离子能量，并且所述第二射频频率被选择以控制所述等离子体的离子密度；和 滤波器，所述滤波器连接在所述第一电源与所述第二电源之间并且连接在所述第一电源和所述第二电源之一与所述靶材之间，所述滤波器被配置以使所述第一射频频率和所述第二射频频率能够不同。
12.如权利要求11所述的处理系统，进一步包含可调阻塞电容器，所述可调阻塞电容器连接在所述基板基座与地面之间，所述可调阻塞电容器用于使得所述处理腔室之内的表面的自偏压能够选择。
13.如权利要求11所述的处理系统，进一步包含附加电源，所述附加电源耦接到所述等离子体。
14.如权利要求13所述的处理系统，其中所述附加电源是微波电源并且所述微波电源通过天线耦接到所述等离子体。
15.如权利要求11所述的处理系统，进一步包含第三电源，所述第三电源用于将射频偏压提供到所述基板基座，所述射频偏压的频率不同于所述第一射频频率和所述第二射频频率。
【文档编号】H01L21/31GK103814431SQ201280043595
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年9月10日 优先权日:2011年9月9日
【发明者】冲·蒋, 秉·圣·利奥·郭, 迈克尔·斯托厄尔, 卡尔·阿姆斯特朗 申请人:应用材料公司