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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung, und genauer auf eine
Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung, die mit einem Kollimator versehen ist, der eine Teilchengetter-
Funktion aufweist und ausgelegt ist, zwischen einer Filmausbildungsquelle und einem Substrat gehalten
zu werden. Diese Erfindung bezieht sich ebenfalls auf einen Kollimator für eine Herstellungsvorrichtung
von einer aus Teilchengetterlagen zusammengesetzten Dünnschicht.
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Die Dampfphasen-Filmwachstumstechnik ist in großem Ausmaß für das Ausbilden vieler verschiedener
dünner Schichten, z. B. dünne Filme für die Elektroden und Diffusionsbarrieren von integrierten
Schaltungen, Magnetfilme für magnetische Aufnahmemedien, und klare leitende Filme aus Indiumzinnoxid
(ITO) für Flüssigkristallanzeigeeinheiten verwendet worden. Die auf diesem
Dampfphasen-Filmwachstumsprinzip basierenden Dünnschicht-Herstellungstechniken beinhalten chemische
Dampfphasenwachstumsverfahren wie z. B. die thermische Zersetzung, die Wasserstoffreduzierung, die
Disproporitonierungsreaktion und die chemische Plasmadampfabscheidung (CVD); physikalische Dampfphasenverfahren wie
z. B. die Vakuumdampfabscheidung, Sputter- und Ionenstrahltechniken; und weitere
Entladepolymerisationsverfahren.
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Beim Sputterverfahren sind beispielsweise ein Target und ein Substrat wie z. B. ein Wafer einander
gegenüberliegend angeordnet, und von dem Target durch Sputtern freigesetzte Atome scheiden sich auf
dem Substrat ab, um darüber einen dünnen Film auszubilden. Hinsichtlich der jüngeren Fortschritte
bezüglich des Integrationsgrades von elektronischen Vorrichtungen sind verschiedene Techniken für die
Dünnschicht-Herstellung erforderlich geworden. Um ein Beispiel zu nennen, müssen Wafer mit
tiefreichenden Vertiefungen gelegentlich selbst auf der Bodenfläche jeder Vertiefung mit einem gleichmäßigen
Film beschichtet werden. Beim gewöhnlichen Sputtern, wie in (a) in der Fig. 1 gezeigt, ist eine Mehrzahl
von gesputterten Atomen mit Bezug auf die Waferoberfläche in schräger Richtung zerstreut. Die Atome
können nicht tiefreichend genug in die Vertiefung gelangen, sondern scheiden sich hauptsächlich um die
Einlassöffnung der Vertiefung herum ab, und somit ist die Ausbildung eines gleichmäßigen, sich bis zum
Boden einer tiefreichenden Vertiefung hin erstreckenden Films unmöglich.
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Beim Vorliegen derartiger Umstände wurde eine als Kollimationssputtern bezeichnete Technik
vorgeschlagen (vgl. z. B. JP-A-03 123 021 und EP-A-0 313 750). Sie verwendet einen zwischen einem Substrat,
auf welchem ein Film ausgebildet werden soll, und einer dem Substrat gegenüberliegenden
Filmausbildungsquelle angeordneten Kollimator in einer Vakuumfilmherstellungsvorrichtung, in welcher der
Kollimator eine Durchquerung von gesputterten Atomen nur in der Richtung senkrecht zu der Oberfläche
des Substrats gestattet, so dass eine stark gebündelte Filmausbildung ausgeführt wird. Beim
Kollimationssputtern, wie in (b) in der Fig. 1 dargestellt, nimmt der Kollimator in schräger Richtung zerstreute
Atome auf und leitet nur die senkrecht zu der Waferoberfläche gesputterten Atome weiter. Folglich kann
eine Schicht ausgebildet werden, die sich gleichmäßig selbst bis zu den Bodenflächen von tiefreichenden
Vertiefungen hin erstreckt. Der dabei verwendete Kollimator ist z. B. ein rostfreier Stahlring aus einer
Bienenwabenstruktur mit Reihen von 20 mm im Durchmesser betragenden Öffnungen. Die oben
erwähnte JP-A-03 123 021 offenbart einen eine Mehrzahl von Röhrenaufbauten aufweisenden
Kollimator, wobei ein Kollimator aus zwei Sätzen paralleler Lagen aufgebaut ist, welche in Reihe und mit
rechten Winkeln zueinander angeordnet sind, wobei die Lagen zum Ausbilden der Öffnungen für einen
geraden Durchgang von Atomen zusammenwirken, und wobei die Länge des Kollimators die doppelte
Länge eines einzelnen Sets paralleler Lagen ausmacht. Der aus EP-A-0 313 750 bekannte Kollimator ist
aus einer Mehrzahl von dicht gepackten, verlängerten Röhren aufgebaut, wobei die Achse von sämtlichen
Röhren normal zu dem zu beschichtenden Arbeitsstück angeordnet ist.
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Dünnschichtausbildungsverfahren, die ein Dampfphasenwachstum beteiligen, sind bereits als
Massenherstellungsverfahren etabliert, aber sie werfen das Problem der Abscheidung von vergröberten oder
verklumpten teilchenförmigen Stoffen, die im allgemeinen als Teilchen bezeichnet werden, auf der sich
ergebenden Schicht auf.
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Die Teilchen beziehen sich auf sich in Klumpen auf einem Substrat innerhalb der Vorrichtung während
der Dünnschicht-Herstellung zerstreuende und sich abscheidende Teilchen. Die verklumpten Teilchen
weisen öfters einen Durchmesser von bis zu mehreren Mikrometern auf. Ihre Abscheidung auf einem
Substrat kann Probleme verursachen, z. B. einen Kurzschluss oder ein Brechen der Leitungsbahnen in
integrierten Schaltungen mit großem Maßstab, was zu einem erhöhten Prozentsatz an Ausschuss führt.
Diese Teilchen resultieren aus verschiedenen Faktoren einschließlich des Dünnschichtverfahrens selbst
und der verwendeten Schichtherstellungsvorrichtung.
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Eine Hauptquelle von aus der Schichtherstellungsvorrichtung resultierenden Teilchen sind zerstreute
teilchenförmige Stoffe, die um das Substrat, an den inneren Wänden der Vorrichtung, und auf
Komponenten wie z. B. Abdeckungen und Blenden abgeschieden sind, um sich abscheidende Filme auszubilden,
die sich abblättern, sich neuerlich zerstreuen, und sich auf dem Substrat als ein Verunreinigungsstoff
abscheiden. Um die durch das Abblättern des abgeschiedenen Films bewirkte Teilchenbildung zu
vermeiden, ist es notwendig, dass die Oberflächen der inneren Wände und Komponenten der
Schichtherstellungsvorrichtung sauber gehalten werden. Allerdings lässt die Beibehaltung der Sauberkeit der inneren
Wände tatsächlich große Schwierigkeiten auftreten. Eine vollständige Reinigung erfordert einen enormen
Zeitaufwand, und einige innere Wandteile und Komponententeile sind für eine Reinigung praktisch
unzugänglich.
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Eine in Betracht gezogene Gegenmaßnahme bestand in der Verwendung von Einwegfolie, wie z. B. Al-
oder elektrolytische Fe-Folie. Wenn eine derartige Folie vor der Filmausbildung (Beschichtungsvorgang)
an den inneren Wänden befestigt und danach entfernt wird, könnten die inneren Wände sauber gehalten
werden. Allerdings ergab sich für die Einwegfolien ein fataler Defekt. Die Filmausbildung zerstreuter, auf
einer derartigen Folie abgeschiedener Stoffe blättert leicht ab und bereitet nach wie vor das Problem der
Teilchenbildung auf dem abgeschiedenen Film auf dem Substrat. Zur Vermeidung des Auftretens eine
derartigen Abblätterns ist ein regelmäßiges Ersetzen der Folie notwendig, was die Produktivität des
Filmausbildungsvorgangs ernstlich beeinträchtigt.
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Hinsichtlich dieses Umstands ist jüngst vorgeschlagen worden, anstelle der konventionellen Al-,
elektrolytischen Fe-, oder anderen metallischen Folie (1) eine behandelte elektrolytische Kupferfolie zu
verwenden (elektrolytische Kupferfolie, deren matte Seite weiter elektrolytisch behandelt wird, so dass feine
Teilchen aus Kupfer oder Kupferoxid zufällig auf winzigen abgerundeten Vorsprüngen (Nocken)
abgeschieden werden, die ursprünglich auf der matten Seite vorgelegen haben); (2) die behandelte
elektrolytische Kupferfolie weiter mit entweder dem gleichen Material wie demjenigen der auszubildenden
Dünnschicht mittels einer Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung oder mit einem ähnlichen harmlosen Material
zu beschichten; (3) eine metallische Folie in einer Faltenbalgform zu verwenden; (4) eine metallische
Folie mit durch Stanzen ausgebildeten, zahlreichen Vorsprüngen und Dellen zu verwenden; oder (5)
einen thermisch aufgespritzten metallischen Film zu verwenden, der für eine zusätzliche Stärke und für
eine verbesserte Vermeidung des Abblätterns auf jeder Seite mit Maschen versehen ist. Diese
verbesserten metallischen Folien und aufgespritzten Filme sind hinsichtlich ihrer Wirksamkeit des Aufnehmens
und Haltevermögens von zerstreuten teilchenförmigen Stoffen gegenüber gewöhnlichen metallischen
Folien weit überlegen. Sie verhindern effizient die Teilchenbildung und werden deshalb allgemein als
"Teilchengetter (TG)" bezeichnet. Es ist bestätigt worden, dass das Befestigen dieser Teilchengetterfolien
an den inneren Wänden und an Teilen innerhalb der Schichtherstellungsvorrichtung wie z. B. Blenden und
Abdeckungen die Teilchenbildung deutlich reduziert und den Ertrag sowie die Zuverlässigkeit der sich
ergebenden Dünnschicht verbessert. Derartige Teilchengetter sind aus US-A-5 135 629 bekannt.
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Mit einer einen Kollimator verwendenden Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung ist selbst dann ein
Zuwachs in der Teilchenbildung zu beobachten, wenn eine Teilchengetterfolie an den umgebenden
Wänden und Komponenten innerhalb der Vorrichtung wie z. B. Blenden befestigt wird. Die erhöhte
Teilchenbildung macht die ausgezeichneten Filmausbildungscharakteristika des Kollimators zunichte.
Obgleich auch eine Anbringung der Teilchengetterfolie an den Kollimator möglich wäre, würde dies die
grundlegende Funktion des Kollimators beeinträchtigen, welcher eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen
aufweist.
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Die vorliegende Erfindung zielt auf die Reduktion der Menge an Teilchenbildung in einer einen
Kollimator verwendenden Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung ab, ohne die Kollimatorfunktion zu
behindern. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 bzw. einen Kollimator gemäß
dem Anspruch 4 bewerkstelligt.
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Die erhöhte Teilchenbildung in einer mit einem Kollimator ausgerüsteten
Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung ist dem Abblättern der Filme aus teilchenförmigen Stoffen zuzuschreiben, welche
abgeschieden und auf dem Kollimator ausgebildet sind. Das Befestigen einer Teilchengetterfolie am Kollimator
beeinträchtigt die geometrischen Eigenschaften der vielen kleinen, in einer Anzahl von Reihen
ausgebildeten Kollimatoröffnungen und behindert die Kollimatorfunktion als solche. Diesbezüglich haben die
vorliegenden Erfinder einen Kollimator ersonnen, der normalerweise aus Lagen aus rostfreiem Stahl
angefertigt ist, um auch als Teilchengetter zu fungieren, und infolge von Versuchen haben sie gute
Ergebnisse erhalten. Diese Erfindung stellt daher einen Kollimator für eine Teilchengetterlagen
aufweisende Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung sowie eine Dünnschicht- Herstellungsvorrichtung bereit,
dadurch charakterisiert, dass ein aus Teilchengetterlagen zusammengesetzter Kollimator zwischen einer
Filmausbildungsquelle und einem Substrat angebracht wird. Der Kollimator besteht aus geschlitzten
Teilchengetterlagen, die in einem Gittermuster angeordnet sind, wobei die Lagen vorzugsweise geprägt
sind. Auch der Kollimator selbst kann als ein Teilchengetter fungieren, so dass der aus teilchenförmigen
Stoffen abgeschiedene und auf ihnen ausgebildete Film am Abblättern, was eine Teilchenquelle darstellt,
gehindert wird, ohne die Funktion des Kollimators als solche zu beeinträchtigen.
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Fig. 1 zeigt Waferfragmente mit einer tiefreichenden Vertiefung, die jeweils gesputtert sind, wobei (a)
eine konventionelle Methode wiedergibt, die keinen sich gleichmäßig in den Boden des Wafers
erstreckenden Film ausformen kann, und (b) illustriert das Kollimationssputtern, welches eine
gleichmäßige Filmausbildung selbst an dem Boden einer tiefreichenden Vertiefung ausbilden
kann, indem durch einen Kollimator geführte gesputterte Atome nur senkrecht zu der
Waferoberfläche ausgerichtet werden.
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Fig. 2 ist ein schematischer Schnitt der wesentlichen Teile einer Vorrichtung zum Ausbilden dünner
Schichten mittels Targetsputtern als eine Ausführungsform dieser Erfindung.
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Fig. 3 zeigt einen Gitter-Kollimator mit einer Teilchengetter-Funktion, wobei (a) eine Aufsicht und (b)
eine teilweise perspektivische Ansicht des Kollimators darstellt.
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Fig. 4 zeigt die Abfolge von Schritten zum Aufbau des Teilchengetter-Kollimators der Fig. 3, wobei (a)
eine mit zentralen Schlitzen ausgebildete TG-Lage und eine entlang ihrer beiden Ränder
geschlitzte TG-Lage wiedergibt; (b) zeigt die obigen zwei Typen der TG-Lagen, die entlang der
Mitte gefaltet sind; und (c) stellt die TG-Lagen nach dem Prägen auf einer Prägemaschine dar.
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Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird der Begriff "Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung" als
ein Oberbegriff für eine Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung verwendet, die unter Verwendung der
folgenden Verfahren betrieben wird: Dampfphasenwachstumstechniken einschließlich thermischer
Zersetzung, Wasserstoffreduzierung, Disproporitonierungsreaktion, Transportreaktion, Plasma-CVD, auf
Außendruck gebrachte CVD und andere chemische Dampfwachstumstechniken; Dampfphasenepitaxie
(VPE), Vakuumdampfabscheidung, Sputtern, Molekularstrahl-Epitaxie (MBE), Ionenstrahlung, und
andere physikalische Dampfwachstumstechniken; und Entladepolymerisationsverfahren.
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Der hier verwendete Begriff "Teilchengetter-(TG)-Lagen" schließt sämtliche Lagen und Platten ein, die
zur Ausübung einer Teilchengetter-Funktion bearbeitet oder ausgelegt sind, um eine integrale Oberfläche
mit ausgezeichneten Fähigkeiten zum Aufnehmen und Halten von Teilchen auszubilden, und die zur
Herstellung eines Kollimators eine ausreichende strukturelle Stärke aufweisen. Typische Beispiele der zu
verwendenden Lagen beinhalten:
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(1) behandelte, elektrolytisches Kupfer aufweisende Lage;
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(2) behandelte, elektrolytisches Kupfer aufweisende Lage, die mittels einer
Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung entweder mit dem gleichem Material wie die auszubildende Dünnschicht oder mit einem
ähnlichen unschädlichen Material weiter beschichtet ist;
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(3) metallische Lage in Faltenbalgform;
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(4) geprägte metallische Lage;
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(5) Kombination aus 1 oder 2 mit 3 oder mit 4;
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(6) thermisch aufgespritzte metallische Lage;
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(7) elektrolytische Nickellage; und
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(8) elektrolytische (SUS)-Lage aus rostfreiem Stahl.
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Die behandelte, elektrolytisches Kupfer aufweisende Lage bezieht sich auf die elektrolytisches Kupfer
aufweisende Lage, deren matte Seite weiter elektrolytisch behandelt ist, so dass feine Teilchen aus Kupfer
oder Kupferoxid zusätzlich und zufällig auf winzigen abgerundeten Vorsprüngen (Nocken) abgeschieden
werden, welche ursprünglich auf der matten Seite vorgelegen haben. Die Abscheidung von feinen
Teilchen (Knollen) aus Kupfer oder Kupferoxid auf der genockten rauen Oberfläche wird unter einem
Elektronenmikroskop beobachtet. Beispielhafte Bedingungen für die elektrolytische Behandlung lauten
wie folgt:
(A) Wasserlösliches Kupfersulfat-Überzugsbad
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CuSO&sub4; · 5H&sub2;O, g/l (als Cu): 23
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NaCl, ppm (als Cl): 32
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H&sub2;SO&sub4;, g/l 70
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Bindemittel, g/l 0,75
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Reines Wasser: Rest
(B) Überzugsbedingungen
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Stromdichte 646-1076 A/m² (60-100 A/ft²)
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Badtemperatur: 21-27ºC (70-80º F)
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Zeit: 10-100 s
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Die behandelte, elektrolytisches Kupfer aufweisende Lage weist erwünschterweise eine
Oberflächenrauheit Rz im Bereich von 5,0 bis 10,0 um auf. Das Vorliegen von diese Rauheit begründenden Vorsprüngen
erweitert die Oberfläche und erzeugt einen Verankerungseffekt. Folglich haftet der abgeschiedene Film
aus zerstreuten teilchenförmigen Stoffen mehr an der Oberfläche an und das Abblätterungsphänomen tritt
kaum mehr auf.
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Die behandelte, elektrolytisches Kupfer aufweisende Lage kann mittels einer
Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung entweder mit dem gleichen Material wie die auszubildende Dünnschicht oder mit einem
ähnlich unschädlichen Material weiter beschichtet werden, um eine beschichtete, behandelte,
elektrolytisches Kupfer aufweisende Lage herzustellen. Die Beschichtung besteht aus einem
Anti-Verunreinigungsfilm aus einem Metall, einer Legierung, einer Siliziumverbindung, aus Oxid oder ähnlichem durch
Dampfphasenwachstum oder durch ein anderes Verfahren ausgebildet, ist 100 bis 10000 nm (1000 bis
100000 Å) dünn und stellt einen vollständigeren Schutz gegenüber dem aus den Kupferlagen in der
Vorrichtung stammenden Verunreinigungsstoff bereit.
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Unter einer metallischen Lage in einer Faltenbalgform wird eine Kupfer- oder Nickellage, eine Lage aus
rostfreiem Stahl, oder eine andere metallische Lage verstanden, die z. B. durch Profilwalzen in eine
Faltenbalgform ausgearbeitet ist. Die Bearbeitung in einer Faltenbalgform erhöht die Oberfläche deutlich
und senkt die Abscheidungsrate pro Einheitsfläche ab, wodurch die Zuwächse in den internen
Belastungen in dem abgeschiedenen Film kontrolliert werden und die Möglichkeit des durch ein Abspringen des
abgeschiedenen Films verursachten Filmabblätterns reduziert wird.
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Die geprägte metallische Lage wird durch Pressen, Profilwalzen, oder eine andere Bearbeitung einer
metallischen Lage erhalten, um zufällige oder regelmäßige Vorsprünge und Dellen auf ihrer Oberfläche
auszubilden. Das Prägen wiederum erhöht die Oberfläche deutlich und senkt die Abscheidungsrate pro
Einheitsfläche ab, wodurch die Zuwächse in den internen Belastungen in dem abgeschiedenen Film
begrenzt und ein durch Springen des abgeschiedenen Films verursachtes Abblättern verringert werden.
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Die thermisch aufgespritzte metallische Lage verwendet den Vorteil der von dem aufgespritzten Film
ausgebildeten geeigneten Oberflächenunregelmäßigkeiten, die einen Verankerungseffekt erzeugen, die
Adhäsion der zerstreuten teilchenförmigen Stoffe an dem abgeschiedenen Film verbessern, und die
Möglichkeit des Abblätterns verringern.
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Die behandelte, elektrolytisches Kupfer aufweisende Lage kann dabei natürlich zur Ausbildung von
Faltenbalgen weiter bearbeitet oder geprägt werden, um ihre Teilchengetter-Funktion weiter zu
verbessern. Elektrolytische Nickellagen und elektrolytische Lagen aus rostfreiem Stahl (SUS) sind hierbei
ebenfalls nützlich.
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Als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt die Fig. 2 wesentliche Teile einer
Vorrichtung dar, die mittels Targetsputtern dünne Schichten ausbildet. Innerhalb der Vorrichtung sind ein Target
1 und ein Substrat 2 wie z. B. ein Siliziumoxid-Wafer parallel und einander gegenüberliegend angeordnet,
wobei dazwischen ein Kollimator 3 mit einer Teilchengetter-Funktion vorgesehen ist. Das Target 1 ist an
eine Stützplatte 4 gebunden bzw. an ihr befestigt, welche wiederum an einer auf einer
Abstandseinfassung 5 angebrachten Adaptereinfassung 6 befestigt ist. Magnete 10 sind an der Rückseite des Targets 1
vorgesehen, die der Substrat 2 gegenüberliegenden Seite gegenüberliegt. Sie werden mit Kühlwasser
innerhalb eines Kühlwassermantels 11 gekühlt. Der Kollimator 3 ist mittels Schrauben oder anderen
Befestigungsanordnungen an einem Kollimatorhalter 7 befestigt und weist eine Anzahl von Öffnungen
oder Kollimatorzellen auf, durch die sich Atome senkrecht abwärts und gegen die Substratoberfläche
bewegen können. Das Substrat 2 wird durch eine geeignete Klemmeinfassung 12 gestützt. Das Substrat 2
wird durch ein Heizgerät 13 in einer Sputterkammer 14 auf eine geeignete Temperatur erwärmt. Eine
obere Blende 8 ist zwischen dem Target und dem Kollimator, und eine untere Blende 9 ist zwischen dem
Kollimator und dem Wafer angeordnet. Von den durch Sputtern von dem Target 1 freigesetzten Atomen
können nur die senkrecht zu der Oberfläche des Substrats 2 gesputterten Atome den Kollimator 3
durchqueren, während die in schräger Richtung zerstreuten Atome von dem Kollimator 3 aufgenommen
werden, und aufgrund seiner starken Haltewirkung werden die Atome während des Sputtervorgangs von
einem Abblättern abgehalten.
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In der Fig. 3 stellt (a) eine Aufsicht eines Kollimators 3 mit einer Teilchengetter-Funktion, und (b) eine
perspektivische Teilansicht des Kollimators dar. Der Kollimator 3 mit einer Teilchengetter-Funktion ist
hier als ein Gitteraufbau aus sich kreuzenden geprägten Teilchengetterlagen (TG-Lagen) 15 dargestellt,
die auf einem Rahmen 16 angeordnet sind. Der Gitteraufbau von Teilchengetterlagen wird beispielsweise
in der in der Fig. 4 dargestellten Art hergestellt. Eine Anzahl von TG-Lagen wird z. B. durch
Laserschneiden wie in der Fig. 4 (a) dargestellt, in zwei Typen von Lagen, 15A und 15B hergestellt und bearbeitet.
Jede Lage 15A ist mit einer von Mehrzahl von Schlitzen ausgebildet, die etwas dicker als die Dicke der
TG-Lagen (üblicherweise 2 bis 3 mm dick) sind und mit geeigneten Abständen von 15 bis 30 mm
vorliegen, die einer Seite jeder Kollimatorzelle entsprechen. Jede Lage 15B ist mit einer Mehrzahl von
Schlitzen entlang beiden Rändern ausgebildet, welche eine Breite aufweisen, die etwas größer als die
Dicke der TG-Lagen ist, und die bei Abständen entsprechend zu den Schlitzen der Lage 15A angeordnet
sind. Als nächstes werden, wie in Fig. 4(b) wiedergegeben, die gekerbten und geschlitzten TG-Lagen 15A
und 15B von der Mitte aus gefaltet, so dass ihre Teilchengetterseiten die äußeren Seiten sind. Danach
werden gemäß Fiu 4(c) die gefalteten TG-Lagen 15A und 15B durch eine Präge- (oder Walz)-Maschine
geführt, wobei geprägte TG-Lagen 15A und 15B erhalten werden, die jeweils auf einer Seite geprägt sind,
wobei die gefalteten Hälften von dem gefalteten Rand zu dem gegenüberliegenden Rand hin eng
aneinander anhaften. Die derart erhaltenen geprägten TG-Lagen werden dann, wie in Fig. 3 gezeigt, in einem
Gittermuster aufgebaut, wobei ihre Schlitze unter rechten Winkeln zueinander in Eingriff gebracht
werden. Schließlich wird der derart ausgeformte Gitteraufbau durch Punktschweißen oder ähnliches auf
einem rostfreiem Stahlrahmen 16 befestigt, wobei die gefalteten Ränder zu der Richtung hin ausgerichtet
sind, aus der die gesputterten Atome nach vorne kommen.
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Die Herstellung des Teilchengetterlagenaufbaus ist nicht auf das oben beschriebene Verfahren begrenzt.
So können beispielsweise geschlitzte, nicht wie oben gefaltete TG-Lagen direkt in einem Gitterwerk
verschränkt sein. Zur Ausbildung drei-, vier- oder fünfeckiger Öffnungen gebogene TG-Lagen können
durch Punktschweißen zusammengebaut werden. Aus TG-Lagen ausgebildete kreisförmige oder
rechteckige Röhren können zusammengebündelt auf eine erwünschte Länge zugeschnitten werden.
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Als eine weitere Alternative wird zuerst ein Aufbau einer Gitter- oder Bienenwabenstruktur aus den
Kupferlagen, den Lagen aus rostfreiem Stahl, oder aus den Nickellagen angefertigt, und dann wird ein
galvanischer Niederschlag durch Elektrolyse auf der Gitter- oder Bienenwabenoberfläche ausgebildet.
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Der derart aufgebaute Kollimator wird zwischen eine Schichtausbildungsquelle und einem Substrat im
Inneren der Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung verbracht. In Verbindung stehende Teile wie z. B. die
oberen und unteren Blenden sind dabei wie üblich mit Teilchengetterfolie versehen.
Beispiele
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Es wurde wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ein Gitterkollimator mit einer Teilchengetter-Funktion
hergestellt. Als Teilchengetter-(TG)-Lagen wurden TG-Lagen aus elektrolytischer Kupferfolie mit einem
galvanischen Niederschlag aus Kupfer verwendet. Eine Anzahl von TG-Lagen in der Form von 40 mm-
breiten Streifen wurde im voraus hergestellt. Die Lagen wurden mittels Laserschneiden in zwei Typen
von TG-Lagen angefertigt. Ein Typ wurde mit einer Reihe von 20 mm mal 2,5 mm großen Schlitzen
entlang dem axial zentralen Teil bei Abständen von 20 mm ausgebildet. Der andere Typ wurde mit
2,5 mm breiten Schlitzen entlang beider Ränder bei Abständen von 20 mm entsprechend den Schlitzen
der geschlitzten Lage ausgeformt. Die zwei Typen der bearbeiteten TG-Lagen wurden aufeinander
gefaltet, so dass ihre TG-behandelten Seiten äußere Seiten waren. Dann wurden sie durch eine Präge-
(oder Walz)-Maschine geführt, und es wurden geprägte TG-Lagen 15A und 15B erhalten, die jeweils mit
einem erhabenen Muster auf einer Seite und mit einem eingedellten Muster auf der rückwärtigen Seite
geprägt waren, wobei die gefalteten Hälften von dem gefalteten Rand zu dem gegenüberliegenden Rand
enganliegend aneinander anhafteten. Die derart mit Schlitzen versehenen geprägten TG-Lagen wurden
dann in einem Gitter aufgebaut. Schließlich wurde der derartige Aufbau durch Punktschweißen an einen
Ringrahmen aus rostfreiem Stahl (SUS77) befestigt, wobei ihre gefalteten Ränder in der Richtung
ausgerichtet waren, von welcher die Atome während des Sputterns nach vorne kamen.
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Dieser Kollimator wurde zum Ausbilden dünner Schichten mittels Sputtern in einer Vorrichtung im
Industriemaßstab (Typ "E5500", hergestellt von Applied Materials Inc.) verwendet, und deren
Wirksamkeit wurde bewertet. Die Menge an von Abblättern stammenden Teilchen nahm auf die Hälfte bis auf ein
Drittel der mit konventionellen Kollimatoren erhältlichen Pegel ab.
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Das auf dem Kollimator in einer Dünnschicht-Herstellungsvorrichtung ausgebildete Abblättern von
abgeschiedenen Filmen kann durch die vorliegende Erfindung ohne eine Wirksamkeitsreduktion des
Kollimators verhindert werden. Dies reduziert die Anzahl von Teilchen weiter, die auf einem aus einem
Substrat geformten Film ausgebildet werden, und ermöglicht die Bewerkstelligung weiterer
Verbesserungen hinsichtlich des Produktertrags und der Produktverlässlichkeit.