JP5346178B2 - プラズマの発生及びスパッタのためのコイル - Google Patents
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Description
Claims (58)
- 電源と共に使用され、ワークピース上に薄層をスパッタ堆積するための装置であって、 内部に配置された基板支持部材と、内部にあるプラズマ発生領域と、前記基板支持部材及び前記プラズマ発生領域を実質的に取り囲む壁を有するシールドとを有する減圧チャンバと、
前記減圧チャンバ内の頂部に配置された、バイアス可能な第一のターゲットと、
DCバイアス源と、
前記シールドの壁によって絶縁された状態で支持され、上記第一のターゲットと同種の材料で構成され、前記電源に取り付けられた第一の端部及び前記DCバイアス源に取り付けられた第二の端部を有するスパッタ可能なコイルであって、前記プラズマ発生領域を実質的に取り囲み、前記プラズマ発生領域に対してエネルギーが誘導結合するように配置され、前記コイルから前記ワークピースへスパッタがおこなわれるように前記基板支持部材に隣接して配置されたコイルと
を備え、
さらに前記第一のターゲットに取り付けられた第一の電源を含み、且つ、前記電源が前記コイルに取り付けられた第二の電源を含む、装置。 - 前記シールドがほぼ円筒状の形状である、請求項1記載の装置。
- 前記コイルが単巻きのコイルである、請求項1記載の装置。
- 前記コイルがリボン状である、請求項1記載の装置。
- 前記DCバイアス源が、前記コイルのバイアスを、前記コイルがプラズマ存在下においてスパッタされるのに充分なレベルに維持する、請求項1記載の装置。
- 前記第二の電源がRF電源である、請求項1記載の装置。
- 前記DCバイアス源は、記コイルに取り付けられたコンデンサである、請求項6記載の装置。
- バイアス可能な前記第一のターゲットと前記基板支持部材との間に配置された、バイアス可能な第二のスパッタターゲットをさらに備える、請求項1記載の装置。
- 前記第二のスパッタターゲットがDCバイアスされている、請求項8記載の装置。
- 前記第二のターゲットが負にバイアスされている、請求項9に記載の装置。
- 前記ターゲットそれぞれが同一の金属からなる、請求項10記載の装置。
- 前記第一のターゲットから離間されて前記チャンバに支持され、前記第一のターゲットと同種の材料で構成された第二のターゲットをさらに備え、
前記第二のターゲットは、前記第二のターゲットの材料が前記ワークピース上にスパッタされて、前記コイルの材料、前記第一のターゲットの材料及び前記第二のターゲットの材料により前記ワークピース上に薄膜が形成されるように配置されている、請求項1記載の装置。 - 前記第二のターゲットに取り付けられたバイアス回路をさらに備える、請求項12記載の装置。
- 前記コイルは、前記第一のターゲットと同種の材料で構成され、前記コイルの材料が前記ワークピースにスパッタされるように配置され、前記コイルの材料が前記第一のターゲットの材料及び第二のターゲットの材料と共に前記ワークピース上に堆積して薄膜を形成する、請求項12記載の装置。
- 前記第二のターゲットが閉じたリング状である、請求項12記載の装置。
- 前記第二のターゲットが円筒状である、請求項12記載の装置。
- 前記電源が、前記コイルにRF電力を印加する発生器であり、
前記第一のターゲットにDCバイアスを印加する供給源と、
前記第二のターゲットにDCバイアスを印加する供給源と
をさらに備える、請求項12記載の装置。 - 前記コイルが複数の巻きを有し、前記第二のターゲットが前記コイルの巻きと交互に重なる複数のリングを有している、請求項12に記載の装置。
- スパッタ堆積チャンバ内においてワークピース上に物質を堆積する方法であって、
前記チャンバ内に配置されたターゲットから前記ワークピース上に、ターゲットの材料をスパッタするステップと、
上記ターゲットと同種の材料で構成されたコイルであって、電源に取り付けられた第一の端部及びアースされた第二の端部を有し、プラズマ発生領域を実質的に取り囲み、前記ワークピースに隣接して配置され、少なくともコイルを部分的に取り囲むように配置されたシールドの壁によって絶縁された状態で支持されたコイルから、前記ワークピース上にコイル物質をスパッタするステップと、
前記コイルから前記プラズマ発生領域へエネルギーを誘導結合するステップと
を含む方法。 - 前記シールドがほぼ円筒状の形状である、請求項19記載の方法。
- 前記コイルが単巻きのコイルである、請求項19記載の方法。
- 前記コイルがリボン状である、請求項19記載の方法。
- ターゲットの材料をスパッタするステップは、前記ターゲットにDC電力を印加するステップを備え、
前記コイル材料をスパッタするステップは、前記電源から前記コイルにRF電力を印加するステップを備える、請求項19記載の方法。 - 前記コイルの材料をスパッタするステップは、前記コイルに取り付けられた他の電源からの電力を印加するステップをさらに備える、請求項23記載の方法。
- 前記ターゲットの材料と前記コイルの材料とが同種の材料である、請求項19記載の方法。
- 前記ターゲットの材料と前記コイルの材料とが異種の材料である、請求項19記載の方法。
- 前記ターゲットの材料と前記コイルの材料とが異なるスパッタ速度でスパッタされる、請求項19記載の方法。
- 前記ワークピース上方に配置された第二のターゲットから前記ワークピース上に第二のターゲットの材料をスパッタするステップをさらに備える、請求項19記載の方法。
- 前記第一のターゲットの材料をスパッタするステップは、前記第一のターゲットにDC電力を印加するステップを備え、
前記第二のターゲットの材料をスパッタするステップは、前記第二のターゲットにDC電力を印加するステップを備える、請求項28記載の方法。 - 前記第一のターゲットの材料及び前記第二のターゲットの材料と前記コイルの材料とが同種の材料である、請求項28記載の方法。
- 前記コイルが、前記第一のターゲットの材料及び第二のターゲットの材料と同種の材料で構成され、
前記コイルが、前記コイルの材料を前記ワークピース上にスパッタして、前記コイルの材料が前記第一のターゲットの材料及び前記第二のターゲットの材料と共に前記ワークピース上に堆積して薄膜を形成するように配置されている、請求項30記載の方法。 - 前記コイルが複数の巻きを有し、前記第二のターゲットが前記コイルの巻きと交互に重なる複数のリングを有している、請求項28記載の方法。
- 電源と共に使用され、半導体製造系内のプラズマを活発化して、センター部及びエッジ部を有するワークピース上に物質を堆積するための装置であって、その装置が、
そのチャンバ内にプラズマ発生領域を有する半導体製造チャンバと、
該チャンバ内の頂部に置かれかつ第一の物質から作られたスパッタ用ターゲットであって、該ターゲット物質が、上記ワークピースの上記エッジ部に比べて上記センター部の方により高い堆積速度で堆積されるように配置されているターゲットと、
上記チャンバ内にシールドの壁によって絶縁された状態で支持され、かつ該ターゲットと同じ種類の物質から作られているコイルであって、上記電源に取り付けられた第一端部及びアースされた第二端部を有し、上記プラズマ発生領域に対してエネルギーが誘導結合されるように配置され、上記コイル物質が上記ワークピースの上記センター部に比べて上記エッジ部の方により高い堆積速度で堆積されて、上記コイル物質及び上記ターゲット物質の両者を上記ワークピースの上に堆積させワークピースの上に層を形成するように上記コイル物質を上記ワークピース上にスパッタするように基板支持部材に隣接して配置されているコイルと
を含む装置。 - 上記コイル物質が、少なくとも50オングストローム/分の速度にて上記ワークピースの端に堆積されるように、上記コイルの第一端部に取り付けられた上記電源と上記コイルの第二端部とアースとの間をつなぐコンデンサとを含むバイアス回路をさらに備える、請求項33に記載の装置。
- 上記電源が、上記コイルにRF電流を供給する発生器であり、
上記装置が、上記ターゲットへDCバイアスを供給する供給源と、上記ワークピースへDCバイアスを供給する供給源とを備え、
上記ターゲットDCバイアスの電流と上記コイルRF電流とが、上記ワークピースに堆積される上記コイル物質が上記ワークピース上に堆積された上記ターゲット物質の厚さの不均一性を補うように所定の関係を有している、
請求項33に記載の装置。 - さらに、上記コイルの第二端部とアースとの間をつなぐコンデンサを備える、請求項33に記載の装置。
- 上記プラズマの存在下において、上記コイルが、上記ワークピースの上記センター部に比べて上記エッジ部の方により高い堆積速度で上記コイル物質が堆積するようにスパッタされるのに十分なレベルに、上記コンデンサが上記コイルのバイアスを維持する、請求項36に記載の装置。
- スパッタ堆積チャンバ内のセンター部及びエッジ部を有するワークピース上に物質を堆積する方法であって、該方法が、
上記ワークピースの上記エッジ部に比べて上記センター部の方により高い堆積速度でターゲット物質が堆積するように、上記チャンバ内の頂部に配置されたターゲットから上記ワークピース上にターゲット物質をスパッタするステップと、
シールドの壁によって絶縁された状態で支持され、上記ターゲットと同種の材料で構成され、電源に取り付けられた第一端部及びアースされた第二端部を有するコイルであって、コイル物質が上記ワークピースの上記センター部に比べて上記エッジ部の方により高い堆積速度で堆積するように、上記ワークピースに隣接して配置され、上記チャンバ内のガスに誘導的に連結されているコイルから、上記ワークピース上にコイル物質をスパッタするステップと
を含む方法。 - 上記ターゲット物質をスパッタするステップは、上記ターゲットへDC電流を供給するステップを備え、且つ、上記コイル物質をスパッタするステップは、上記コイルへRF電流を供給するステップを備え、上記方法は、
上記ターゲットから上記ワークピース上にスパッタされる上記ターゲット物質の厚さの不均一性を補うために、上記ターゲットに供給されたDC電流に対する上記コイルに供給されたRF電流の比を調節するステップをさらに含む請求項38に記載の方法。 - 上記のターゲット物質及び上記のコイル物質が同じ種類の物質である請求項38に記載の方法。
- 上記のターゲット物質及び上記のコイル物質が、上記のワークピース上にスパッタされた上記のターゲット物質の厚さの不均一性を補う量にてスパッタされる請求項38に記載の方法。
- 上記のコイル物質が、少なくとも50オングストローム/分の速度にて上記ワークピースの端に堆積される請求項41に記載の方法。
- 上記のターゲット物質及び上記のコイル物質が異なった速度でスパッタされる請求項38に記載の方法。
- 電源と共に使用され、半導体製造系内のプラズマを活発化して、センター部及びエッジ部を有するワークピース上に物質を堆積するための装置であって、該装置が、
そのチャンバ内にプラズマ発生領域を有する半導体製造チャンバと、
上記チャンバ内の頂部に置かれかつ第一の物質から作られた第一のターゲットであって、上記ターゲット物質が、上記ワークピースの上記エッジ部に比べて上記センター部の方により高い堆積速度で上記ワークピース上に堆積するように配置されている第一のターゲットと、
シールドの壁によって絶縁された状態で支持され、上記ターゲットと同種の材料で構成され、上記電源に取り付けられた第一端部及びアースされた第二端部を有するコイルであって、上記プラズマ発生領域に対してエネルギーが誘導結合されるように配置され、上記ワークピースの上記センター部に比べて上記エッジ部の方により高い堆積速度で上記コイル物質が堆積するように配置されているように、上記ワークピース上に上記コイル物質がスパッタされるのを許容するように基板支持部材に隣接して配置されたコイルと、
上記チャンバ内に上記第一のターゲットから離間して置かれかつ上記第一のターゲットと同じ種類の物質から形成されている第二のターゲットであって、コイル様の形状で、フィードスルー隔離碍子を通して負のDCバイアス供給源に連結され、上記第二のターゲット物質が、上記ワークピース上にスパッタされるように配置され、第二のターゲット物質が上記ワークピースの上記センター部に比べて上記エッジ部の方により高い堆積速度で堆積されて、上記コイル物質及び上記第一及び第二ターゲット物質を上記ワークピースの上に堆積させてワークピースの上に層を形成する第二のターゲットと
を含む装置。 - 上記のコイルが上記の第一のターゲットと同じ種類の物質から形成されている請求項44に記載の装置。
- 上記第二のターゲットが閉じたリングである請求項44に記載の装置。
- 上記の第二のターゲットが筒状である請求項44に記載の装置。
- 上記電源が上記コイルへRF電流を与える発生器であり、
上記装置は、さらに
上記第一のターゲットへDCバイアスを与える供給源及び上記第二のターゲットにDCバイアスを与える供給源を備えており、
上記第一のターゲット及び第二のターゲットへのDCバイアスの大きさは、上記ワークピース上に堆積された上記第二のターゲット物質が上記ワークピース上に堆積された上記第一のターゲットの物質の厚さの不均一性を補うように所定の関係を有している、請求項44に記載の装置。 - RF電源に取り付けられた第一端部及びアースされた第二端部を有する第一のコイルからのRFエネルギーでプラズマを活発化するステップと、
上記のワークピースに対面するように配置された第一のターゲットから上記のワークピース上に第一のターゲット物質を、上記第一のターゲット物質が上記ワークピースのエッジ部に比べてセンター部により厚く堆積されるようにスパッタするステップと、
上記のワークピースの上に配置され、コイル様の形状で、フィードスルー隔離碍子を通して負のDCバイアス供給源に連結された第二のターゲットから上記のワークピース上に第二のターゲット物質を、上記第二のターゲット物質が上記ワークピースのセンター部に比べてエッジ部により厚く堆積されるようにスパッタするステップと、
シールドの壁によって絶縁された状態で支持され、上記第一のターゲットと同種の材料で構成され、上記のワークピースに隣接して配置された第一のコイルから上記のワークピース上にコイル物質を、上記コイル物質が上記ワークピースのセンター部に比べてエッジ部により厚く堆積されるようにスパッタするステップと、
を含む、ワークピース上へ物質を堆積する方法。 - 上記第一のターゲット物質をスパッタするステップが上記第一のターゲットにDC電流を供給するステップを備え、上記第二のターゲット物質をスパッタするステップが第二のターゲットにDC電流を供給するステップを備え、
上記方法は、上記ターゲットから上記ワークピース上にスパッタされる上記第一のターゲット物質の厚さの不均一性を補うために、上記第一のターゲットに供給されるDC電流に対する上記第二のターゲットに供給されるDC電流の比を調節するステップをさらに含む請求項49に記載の方法。 - 上記第一ターゲット物質、上記第二ターゲット物質、及び上記第一のコイル物質が同じ種類の物質である請求項49に記載の方法。
- 上記コイルが上記第一のターゲット及び第二のターゲットと同じ種類の物質で形成されている、請求項51記載の方法。
- 上記第一のターゲット物質、上記第二のターゲット物質、及び上記第一のコイル物質が、上記ワークピース上にスパッタされた上記第一のターゲット物質の厚さの不均一性を補う量にてスパッタされる請求項49に記載の方法。
- 上記コイル物質及び上記第二のターゲット物質が、少なくとも50オングストローム/分の組み合わされた速度にて上記ワークピースの端に堆積される請求項53に記載の方法。
- 電源と共に使用され、センター部及びエッジ部を有するワークピース上に物質を堆積するための装置であって、該装置が、
スパッタ堆積チャンバと、
上記チャンバ内の頂部に配置され、上記ワークピース上にターゲット物質を、上記ターゲット物質が上記ワークピースの上記エッジ部に比べて上記センター部の方により高い堆積速度で堆積するように堆積させるターゲット手段と、
上記チャンバ内にシールドの壁によって絶縁された状態で支持され、上記ターゲット手段と同種の材料で構成され、上記ワークピース上にコイル物質を、上記コイル物質が上記ワークピースの上記センター部に比べて上記エッジ部の方により高い堆積速度で堆積するように基板支持部材に隣接して配置されたコイル手段であって、上記電源に取り付けられた第一端部及びアースされた第二端部を有するコイル手段と
を備える装置。 - 電源及び第一の物質で形成されたスパッタ可能ターゲットを有する半導体製造チャンバと共に使用され、上記チャンバ内のプラズマ発生領域でプラズマを活発化してワークピース上に堆積されるべき物質をイオン化するための装置であって、
上記ターゲットは、上記チャンバ内の頂部に、センター部及びエッジ部を有する上記ワークピース上に、上記ターゲット物質が上記ワークピースのエッジ部に比べて上記センター部の方により高い堆積速度で堆積するようにスパッタするように配置されており、
上記チャンバに導入され、シールドの壁によって絶縁された状態で支持され、上記ターゲットを同じ種類の物質で形成されたコイルであって、上記電源に取り付けられた第一端部及びアースされた第二端部を有し、上記ワークピース上に薄層を形成するために上記コイル物質及び上記ターゲット物質の両方が上記ワークピース上に堆積されるように、上記コイル物質を上記ワークピースの上記センター部に比べて上記エッジ部の方により高い堆積速度で堆積するように、上記チャンバに導入された際、上記プラズマ発生領域に対してエネルギーが誘導結合されるように配置され、上記コイルから上記ワークピース上に物質をスパッタするように基板支持部材に隣接して配置されたコイルを備える装置。 - 上記コイルが単巻きのコイルである請求項56記載の装置。
- 上記コイルがリボン状である請求項56記載の装置。
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