JP5101069B2 - 高圧力蒸着及び低圧力エッチング処理の組み合わせにおける均一プラズマのためのipvdのためのicp源 - Google Patents
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Description
11 チャンバ壁
12 真空チャンバ
14 サポート
15 ウェハ
20 源
30 プラズマ源
32 誘電体ウインドウ
34 RFアンテナ(コイル)
36 バッフル
38 スロット
40 コーティング源
42 スパッタリングターゲット
44 スパッタリング表面
50 磁石
51,52 極
53 棒磁石
55 磁石
55a 磁界
56 磁心材料
60 バッフルフランジ
61 冷却流体チャンネル
62 流入口
63 縦チャンネル
64 冷却流体チャンネル
65 縦チャンネル
66 流出口
70 永久磁界
Claims (13)
- 真空処理チャンバの周りに2つの端部と誘電性側壁とを持ち、内部にプラズマ領域を囲む真空処理チャンバと、
前記真空処理チャンバの一端にある前記真空処理チャンバ内のスパッタリングターゲットと、
前記真空処理チャンバの他端にある基板サポートと、
前記真空処理チャンバの誘電性側壁を囲む真空処理チャンバのアンテナを持ち、該アンテナが、前記プラズマ領域内のプラズマを誘導するために前記誘電性側壁を通してRFエネルギーを結合するように操作可能であるような、高濃度で誘導的に結合されたプラズマ源と、
前記真空処理チャンバの誘電性側壁の外側にあり、前記誘電性側壁に対して配置された反対の磁極を持ち、前記反対の磁極の間に前記プラズマ領域を通して延在する磁界を持ち、前記アンテナの少なくとも一部と前記真空処理チャンバの誘電性側壁の内側に隣接する前記プラズマ領域の一部とを、プラズマ領域を通して延在する磁界の向きが下部から上部に向かうように、下部から囲む永久磁石アセンブリと、
前記プラズマ領域内にプラズマを形成して、イオン化物理的気相蒸着(iPVD)処理によって前記スパッタリングターゲットから前記基板サポート上のウェハ上に材料をスパッタし、イオン化し、および蒸着するために、また前記ウェハから少なくともいくらかの蒸着された材料をエッチングするために、前記スパッタリングターゲット、前記アンテナ、および前記基板サポートに電力を供給する装置を操作するようにプログラムされたコントローラと、
を有することを特徴とするiPVD半導体ウェハ処理装置。 - 蒸着モードおよびエッチングモードを含む複数のモードで、前記iPVD半導体ウェハ処理装置を操作するようにプログラムされた前記コントローラと、
前記スパッタリングターゲットから前記真空処理チャンバの中の処理スペースにコーティング材料をスパッタリングし、前記アンテナから前記処理スペースにRFエネルギーを結合することによって、高い濃度のプラズマを形成し、前記処理スペースの高い濃度のプラズマ中でスパッタされたコーティング材料をイオン化させ、そして前記処理スペースから前記基板サポート上のウェハ上へイオン化しスパッタされたコーティング材料を蒸着することを含む蒸着モードと、
前記アンテナから前記処理スペースにRFエネルギーを結合することによって、高い濃度のプラズマを形成し、前記処理スペースの高い濃度のプラズマ中でプロセスガスをイオン化させ、前記イオン化されたプロセスガスによって前記基板サポート上の前記ウェハから少なくともいくらかの蒸着されたコーティング材料をエッチングすることを含むエッチングモードと、
をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記コントローラは、第1のモードと第2のモードを含んだ複数のモードにおいて前記iPVD半導体ウェハ処理装置を動作させるようプログラムされ、
前記第1のモードは、前記処理スペースにおいて30mTorr以上の圧力を保持することを含み、
前記第2のモードは、前記処理スペースにおいて10mTorr以下の圧力を保持することを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記永久磁石アセンブリは、前記真空処理チャンバの外側に複数の磁石を含み、前記複数の磁石は、前記真空処理チャンバの前記誘電性側壁の内側周囲を囲むように延在する磁気トンネルを生成するように、それぞれ前記誘電性側壁の軸方向に整列されて同じ方向に方向付けられた、前記誘電性側壁の軸方向に離間したN極およびS極を持つことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記永久磁石アセンブリは、前記誘電性側壁の外側で前記真空処理チャンバを囲む一対の反対の環状磁極を持ち、その磁界は、前記真空処理チャンバの外側の周りの前記アンテナの少なくとも一巻を、磁界の向きが下部から上部に向かうようにその下部で囲み、また前記真空処理チャンバの誘電性側壁の内側の周りの少なくとも一部のプラズマ領域を、磁界の向きが下部から上部に向かうようにその下部で囲む環状の磁気トンネルを形成するように、前記反対の磁極と前記プラズマ領域との間に延在し、それによって前記アンテナに近接する前記誘電性側壁の内側のプラズマ領域において、および前記環状の磁気トンネル内において誘導された高い濃度のプラズマが、前記真空処理チャンバの誘電性側壁に隣接する磁界によって少なくとも部分的に閉じ込められる
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 真空処理チャンバの周りに2つの端部と誘電性側壁とを持ち、内部にプラズマ領域を囲む真空処理チャンバと、
前記真空処理チャンバの一端にある前記真空処理チャンバ内のスパッタリングターゲットと、
前記真空処理チャンバの他端にある基板サポートと、
前記真空処理チャンバの誘電性側壁を囲む真空処理チャンバのアンテナを持ち、前記プラズマ領域内のプラズマを誘導するために前記誘電性側壁を通してRFエネルギーを結合するように操作可能な高濃度で誘導的に結合されたプラズマ源と、
前記チャンバの外側で前記アンテナを囲む環状の永久磁石アセンブリであって、前記環状の永久磁石アセンブリは、複数の、前記誘電性側壁の軸方向に整列され磁極を持ち、前記チャンバの周りの、相隣り合う磁極間で極性が交替し、また反対の磁極の間に延在して一連の前記誘電性側壁の軸方向の磁気トンネルを生成する磁界を持ち、またそれぞれの磁気トンネルは前記アンテナの少なくとも一部、前記誘電性側壁の少なくとも一部、および前記プラズマ領域の少なくとも一部を囲み、前記真空処理チャンバの周囲の少なくとも一部の周りに延在するような、永久磁石アセンブリと、
前記プラズマ領域内にプラズマを形成して、イオン化物理的気相蒸着(iPVD)処理によって前記スパッタリングターゲットから前記基板サポート上のウェハ上に材料をスパッタし、イオン化し、および蒸着するために、また前記ウェハから少なくともいくらかの蒸着された材料をエッチングするために、前記スパッタリングターゲット、前記アンテナ、および前記基板サポートに電力を供給する装置を操作するようにプログラムされたコントローラと、
を有することを特徴とするiPVD半導体ウェハ処理装置。 - 真空処理チャンバ内で複数の処理においてウェハを処理する段階であって、イオン化物理的気相蒸着(iPVD)処理およびエッチング処理を含んだ段階と、
iPVD処理であって、
スパッタリングターゲットから前記真空処理チャンバ内の処理スペースに、コーティング材料をスパッタリングする段階と、
アンテナから前記処理スペースにRFエネルギーを結合することによって、高い濃度のプラズマを形成する段階と、
前記処理スペースの高い濃度のプラズマ中でスパッタされたコーティング材料をイオン化させる段階と、
前記処理スペースからウェハ上へイオン化したスパッタ材料を蒸着する段階と、
を含む処理と、
エッチング処理であって、
前記アンテナから前記処理スペースにRFエネルギーを結合することによって、高い濃度のプラズマを形成する段階と、
前記処理スペースの高い濃度のプラズマ中でプロセスガスをイオン化させる段階と、
前記真空処理チャンバの誘電性側壁の周辺付近の少なくともいくらかの高い濃度のプラズマを磁気的に閉じ込める段階と、
前記イオン化されたプロセスガスによって基板サポート上の前記ウェハをエッチングする段階と、
を含む処理と、
を有し、前記コントローラが、高アスペクト比で、サブミクロンによって特徴付けられたウェハ上に薄膜を蒸着するように請求項1に記載のiPVD半導体ウェハ処理装置を操作するようにプログラムされることを特徴とする方法。 - 前記iPVD処理と前記エッチング処理とは連続的に行なわれる
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記iPVD処理と前記エッチング処理とは同時的に行なわれる
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記真空処理チャンバの周りの永久磁石アセンブリの磁界が、前記エッチング処理の間の前記真空処理チャンバの周辺付近の少なくともいくらかの高い濃度のプラズマを閉じ込める
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記iPVD処理の間に第1の圧力に前記真空処理チャンバを保持し、前記エッチング処理の間に第2のより低い圧力に前記真空処理チャンバを保持するように操作可能な真空システムをさらに有する
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記第1の圧力は少なくとも30mTorrであり、前記第2の圧力は10mTorr未満である
ことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 前記第1の圧力は65mTorrであり、前記第2の圧力は5mTorrである
ことを特徴とする請求項11に記載の方法。
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