JPH07183219A - プラズマからのイオン抽出を採用するｐｖｄ装置 - Google Patents
プラズマからのイオン抽出を採用するｐｖｄ装置Info
- Publication number
- JPH07183219A JPH07183219A JP6271701A JP27170194A JPH07183219A JP H07183219 A JPH07183219 A JP H07183219A JP 6271701 A JP6271701 A JP 6271701A JP 27170194 A JP27170194 A JP 27170194A JP H07183219 A JPH07183219 A JP H07183219A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- cathode
- ions
- sputter
- target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 68
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 54
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 29
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 23
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 14
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 3
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 claims 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 claims 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 27
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 130
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 235000015067 sauces Nutrition 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 aluminum ions Chemical class 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H01L21/203—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32192—Microwave generated discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
- H01J37/3405—Magnetron sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/3414—Targets
- H01J37/342—Hollow targets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3488—Constructional details of particle beam apparatus not otherwise provided for, e.g. arrangement, mounting, housing, environment; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/3497—Temperature of target
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Microwave Tubes (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体ウエハ上へ金属層を蒸着するための改良
された直進性を有する物理蒸着ソースを与える。 【構成】高くかつ実質的割合のスパッタターゲット材料
をイオン化する強度プラズマをカソード容器内に生成す
るためのスパッタ・マグネトロン・イオンソース及びカ
ソード材料のイオンをビーム内に抽出するための手段。
イオン抽出手段はカソード容器の開口端付近に空白領域
を有する磁場尖頭形状により実行される。そのように生
成されたイオンは正確な角度で効果的に基板に蒸着す
る。
された直進性を有する物理蒸着ソースを与える。 【構成】高くかつ実質的割合のスパッタターゲット材料
をイオン化する強度プラズマをカソード容器内に生成す
るためのスパッタ・マグネトロン・イオンソース及びカ
ソード材料のイオンをビーム内に抽出するための手段。
イオン抽出手段はカソード容器の開口端付近に空白領域
を有する磁場尖頭形状により実行される。そのように生
成されたイオンは正確な角度で効果的に基板に蒸着す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜蒸着、特に半導体集
積回路の製造に関わる固体材料の物理蒸着法に関する。
積回路の製造に関わる固体材料の物理蒸着法に関する。
【０００２】
【従来の技術】典型的にアルミニウムの金属層の蒸着
は、半導体基板上へのまたはウエハ上への大規模集積回
路(VLSI)の通常の組立処理工程である。概して、しばし
ばICチップと呼ばれる多くのばらばらな素子が単一ウエ
ハ上に形成される。典型的に、金属層は複雑な素子がウ
エハ上に形成された後にのみ蒸着される素子配線として
使用される。素子間の電気的結合を与え及び/または素
子内の細溝を満たすために、ビアとして周知の小穴を金
属で満たすことが所望される。
は、半導体基板上へのまたはウエハ上への大規模集積回
路(VLSI)の通常の組立処理工程である。概して、しばし
ばICチップと呼ばれる多くのばらばらな素子が単一ウエ
ハ上に形成される。典型的に、金属層は複雑な素子がウ
エハ上に形成された後にのみ蒸着される素子配線として
使用される。素子間の電気的結合を与え及び/または素
子内の細溝を満たすために、ビアとして周知の小穴を金
属で満たすことが所望される。
【０００３】現在、最も使用されているアルミまたは他
の金属の薄膜蒸着法は、周知のスパッタリング処理によ
る物理蒸着法である。スパッタリング装置において、比
較的低圧の典型的にアルゴンである不活性ガスのプラズ
マが、蒸着されるべき材料から成るターゲットカソード
の近傍に作られる。プラズマからのイオンがターゲット
カソードをたたき、その結果ターゲット材料原子が放出
される。これらの原子はスパッタリングチャンバを通っ
て半導体基板上に蒸着される。マグネトロンスパッタリ
ング装置において、磁場は電子を閉じこめかつプラズマ
を強化するために、ターゲットの近傍に作られ、それに
よって、スパッタソースの効率が増加する。商業的スパ
ッタリング装置において、実質的にすべてのターゲット
から放出された原子は中性のままである。すなわちほぼ
98％またはそれ以上の原子がスパッタチャンバ中を基板
まで飛ぶ際にイオン化されない。また、２％のイオン化
されたターゲット原子のほとんどは、電子に沿った場に
より閉じこめられ、基板に達することはない。
の金属の薄膜蒸着法は、周知のスパッタリング処理によ
る物理蒸着法である。スパッタリング装置において、比
較的低圧の典型的にアルゴンである不活性ガスのプラズ
マが、蒸着されるべき材料から成るターゲットカソード
の近傍に作られる。プラズマからのイオンがターゲット
カソードをたたき、その結果ターゲット材料原子が放出
される。これらの原子はスパッタリングチャンバを通っ
て半導体基板上に蒸着される。マグネトロンスパッタリ
ング装置において、磁場は電子を閉じこめかつプラズマ
を強化するために、ターゲットの近傍に作られ、それに
よって、スパッタソースの効率が増加する。商業的スパ
ッタリング装置において、実質的にすべてのターゲット
から放出された原子は中性のままである。すなわちほぼ
98％またはそれ以上の原子がスパッタチャンバ中を基板
まで飛ぶ際にイオン化されない。また、２％のイオン化
されたターゲット原子のほとんどは、電子に沿った場に
より閉じこめられ、基板に達することはない。
【０００４】半導体素子の設計のトレンドは、より小さ
な素子形状に向かっていて、金属で満たされるビア及び
細溝の幅は今や１ミクロン以下である。ここにスパッタ
リングに関する問題が生じる。スパッタターゲット表面
から放出された原子は様々な角度で離れ、及びスパッタ
リング装置内の典型的な真空レベルにおいて放出された
金属原子の平均自由工程はターゲットと基板との間の距
離に比べ小さいため、ランダムな衝突が発生することは
概して理解される。したがって、金属ターゲット原子は
概してコサイン分布に一致する広範囲の角度で基板上に
入射される。
な素子形状に向かっていて、金属で満たされるビア及び
細溝の幅は今や１ミクロン以下である。ここにスパッタ
リングに関する問題が生じる。スパッタターゲット表面
から放出された原子は様々な角度で離れ、及びスパッタ
リング装置内の典型的な真空レベルにおいて放出された
金属原子の平均自由工程はターゲットと基板との間の距
離に比べ小さいため、ランダムな衝突が発生することは
概して理解される。したがって、金属ターゲット原子は
概してコサイン分布に一致する広範囲の角度で基板上に
入射される。
【０００５】一方、非常に小さい幅のビアまたは細溝を
満たす際、底の方から満たすことが重要である。底が満
たされる前にビアまたは細溝の側壁に大量に蒸着されて
しまうと、該側壁層により原子がブロックされ底まで届
かず良好な電気的結合が得られない。大量な側壁への蒸
着は、スパッタ原子がコサイン分布により定義された角
度でウエハに到達する場合に発生する。
満たす際、底の方から満たすことが重要である。底が満
たされる前にビアまたは細溝の側壁に大量に蒸着されて
しまうと、該側壁層により原子がブロックされ底まで届
かず良好な電気的結合が得られない。大量な側壁への蒸
着は、スパッタ原子がコサイン分布により定義された角
度でウエハに到達する場合に発生する。
【０００６】したがって、ウエハに到達する放出ターゲ
ット原子により大きな直進性を授けるための手段を与え
ることが、スパッタ装置の製造目標であった。理想的
に、ビア及び細溝を満たすためには、スパッタ原子はウ
エハ面に対しノーマルな角度で到達しなければならな
い。
ット原子により大きな直進性を授けるための手段を与え
ることが、スパッタ装置の製造目標であった。理想的
に、ビア及び細溝を満たすためには、スパッタ原子はウ
エハ面に対しノーマルな角度で到達しなければならな
い。
【０００７】基板に到達するスパッタ原子により大きな
直進性を授けるためのさまざまなアプローチがなされ
た。ひとつのアプローチはスパッタソースと基板との距
離を増加させることである。しばらく気体の散乱を無視
すると、もしソース及び基板の直径と比較してその距離
が大きいときは、基板に対しノーマルな角度に近い角度
で放出された原子のみ基板に達する。これは配置の幾何
形状に従う。しかし、このアプローチを使って直進性を
改良すると、装置の効率が犠牲になる。当該幾何形状は
ターゲットからの適正放出角度を有する原子のみを選択
するので、ターゲットから放出されたその他の原子は無
駄になり結果としてターゲット利用率が低下し、蒸着速
度が遅くなる。経済的に、商業的半導体組立装置のキー
ファクタは装置のスループットの増加に対する要求であ
る。したがって、蒸着時間が長いようなアプローチは経
済的に許容できない。
直進性を授けるためのさまざまなアプローチがなされ
た。ひとつのアプローチはスパッタソースと基板との距
離を増加させることである。しばらく気体の散乱を無視
すると、もしソース及び基板の直径と比較してその距離
が大きいときは、基板に対しノーマルな角度に近い角度
で放出された原子のみ基板に達する。これは配置の幾何
形状に従う。しかし、このアプローチを使って直進性を
改良すると、装置の効率が犠牲になる。当該幾何形状は
ターゲットからの適正放出角度を有する原子のみを選択
するので、ターゲットから放出されたその他の原子は無
駄になり結果としてターゲット利用率が低下し、蒸着速
度が遅くなる。経済的に、商業的半導体組立装置のキー
ファクタは装置のスループットの増加に対する要求であ
る。したがって、蒸着時間が長いようなアプローチは経
済的に許容できない。
【０００８】ウエハ基板に到達する原子へより大きな直
進性をもたらすための他の方法は、ソースと基板の間に
コリメータフィルタを挿入するものである。そのフィル
タは、それぞれが基板表面と垂直な軸を有する細長いセ
ルのような構造のネットワークを構成する。基板表面に
ほぼ垂直に移動する原子は妨げられることなくセルを通
じて移動する。鋭角で移動する原子はセルの一つの壁に
遮られかつ捕獲される。このアプローチは良い直進性を
与えるが、大部分のターゲット材料が無駄になり、かつ
セル壁上に積み重なるため効率的ではない。材料の山積
は装置内の粒子数の不都合な増加をもたらし、しばしば
コリメータの交換または清掃が必要となる。このアプロ
ーチはコンパクトな装置に関して上述のアプローチの改
良型である。
進性をもたらすための他の方法は、ソースと基板の間に
コリメータフィルタを挿入するものである。そのフィル
タは、それぞれが基板表面と垂直な軸を有する細長いセ
ルのような構造のネットワークを構成する。基板表面に
ほぼ垂直に移動する原子は妨げられることなくセルを通
じて移動する。鋭角で移動する原子はセルの一つの壁に
遮られかつ捕獲される。このアプローチは良い直進性を
与えるが、大部分のターゲット材料が無駄になり、かつ
セル壁上に積み重なるため効率的ではない。材料の山積
は装置内の粒子数の不都合な増加をもたらし、しばしば
コリメータの交換または清掃が必要となる。このアプロ
ーチはコンパクトな装置に関して上述のアプローチの改
良型である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、たと
え上記方法のいずれかを使って直進性が達成されても、
気体散乱がターゲット原子の飛行角度の乱雑さを再び導
入してしまう。（全体の経路長がより短く及びセルの口
がウエハ表面に近接配置されているため、このファクタ
はコリメータ装置についてはあまり重要でない。）プラ
ズマ密度及び蒸着率を大きく減少させることなく、気体
圧力を減少させ、それによって放出原子の平均自由工程
を増加させることは困難である。上記したように、装置
のスループットにおける結果的減少のため、低蒸着率は
商業的半導体素子製造に関し、受け入れられない。
え上記方法のいずれかを使って直進性が達成されても、
気体散乱がターゲット原子の飛行角度の乱雑さを再び導
入してしまう。（全体の経路長がより短く及びセルの口
がウエハ表面に近接配置されているため、このファクタ
はコリメータ装置についてはあまり重要でない。）プラ
ズマ密度及び蒸着率を大きく減少させることなく、気体
圧力を減少させ、それによって放出原子の平均自由工程
を増加させることは困難である。上記したように、装置
のスループットにおける結果的減少のため、低蒸着率は
商業的半導体素子製造に関し、受け入れられない。
【００１０】蒸着されるべき金属に直進性を与えるもう
一つの解は、イオン・インプランテーションに使用され
るようなイオンビームを使用するある形式のイオンメッ
キである。イオンの軌跡は、イオンがウエハ表面に対し
ノーマルに方向付けられるように、周知の磁気または静
電集束技術を使って制御される。しかし、これらの機械
の空間電荷効果が許容範囲の蒸着率を与える十分なフラ
ックスのビームの使用を妨げるため、典型的なイオン・
インプランテーションビームを使用すれば当該蒸着率は
問題であり続ける。
一つの解は、イオン・インプランテーションに使用され
るようなイオンビームを使用するある形式のイオンメッ
キである。イオンの軌跡は、イオンがウエハ表面に対し
ノーマルに方向付けられるように、周知の磁気または静
電集束技術を使って制御される。しかし、これらの機械
の空間電荷効果が許容範囲の蒸着率を与える十分なフラ
ックスのビームの使用を妨げるため、典型的なイオン・
インプランテーションビームを使用すれば当該蒸着率は
問題であり続ける。
【００１１】ビア及び細溝を満たすべくスパッタソース
の能力を改良する他のアプローチは、ウエハ基板にRFバ
イアスを印加し、それによって負の電荷を周知の方法で
積み上げることであった。この負の電荷によりスパッタ
チャンバ内の気体イオンはウエハをたたき、ある程度の
表面モビリティを蒸着アルミニウム原子に与え、それを
ウエハ表面に沿って広げる。このアプローチは便利だっ
たが、基板をたたくイオンのエネルギーが基板上に存在
する部分的に組み立てられた素子を破壊するようなレベ
ル以下でなければならないという事実により制限されて
いる。
の能力を改良する他のアプローチは、ウエハ基板にRFバ
イアスを印加し、それによって負の電荷を周知の方法で
積み上げることであった。この負の電荷によりスパッタ
チャンバ内の気体イオンはウエハをたたき、ある程度の
表面モビリティを蒸着アルミニウム原子に与え、それを
ウエハ表面に沿って広げる。このアプローチは便利だっ
たが、基板をたたくイオンのエネルギーが基板上に存在
する部分的に組み立てられた素子を破壊するようなレベ
ル以下でなければならないという事実により制限されて
いる。
【００１２】したがって、本発明の目的は、半導体ウエ
ハ上へ金属層を蒸着するための改良された直進性を有す
る物理蒸着ソースを与えることである。
ハ上へ金属層を蒸着するための改良された直進性を有す
る物理蒸着ソースを与えることである。
【００１３】本発明の他の目的は許容できる高い蒸着率
を有する金属層を蒸着するための指向ソースを与えるこ
とである。
を有する金属層を蒸着するための指向ソースを与えるこ
とである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】当業者にとって明白な他
の問題に沿って本発明の上記目的は、実質的数のイオン
化ターゲット材料の原子をもたらす高い強度のプラズマ
を狭い閉止容器内に生成させることにより達成される。
高強度プラズマはミラーとして機能する空白(null)を有
する磁気捕獲場により維持される。軸流速度のみを有す
る電子及びイオンのみが逃げられ、抽出される。
の問題に沿って本発明の上記目的は、実質的数のイオン
化ターゲット材料の原子をもたらす高い強度のプラズマ
を狭い閉止容器内に生成させることにより達成される。
高強度プラズマはミラーとして機能する空白(null)を有
する磁気捕獲場により維持される。軸流速度のみを有す
る電子及びイオンのみが逃げられ、抽出される。
【００１５】プラズマは通常、プラズマ境界とウエハ表
面との間にポテンシャル勾配を有するよう正の低電位被
膜を基板表面に形成する。このポテンシャル勾配は、プ
ラズマから蒸着されるべき材料のイオンを抽出し、高い
直進性を伴ってウエハ表面上にイオンを加速する。その
他、外部バイアスが蒸着の直進性向上のため基板上に印
加される。
面との間にポテンシャル勾配を有するよう正の低電位被
膜を基板表面に形成する。このポテンシャル勾配は、プ
ラズマから蒸着されるべき材料のイオンを抽出し、高い
直進性を伴ってウエハ表面上にイオンを加速する。その
他、外部バイアスが蒸着の直進性向上のため基板上に印
加される。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の原理及び利点を示した空白場
マグネトロンの略断面図である。容器2の開口部に磁気
空白領域1を有する磁場を与えることにより、軸流速度
を有しかつ半径方向速度をほとんど有しないで領域3の
低い方のエッジ6での空白領域内に進入する粒子を除い
て、容器2の内部へイオン及び電子を捕獲しかつ維持す
ることが可能である。最初に軸流速度を有するイオン及
び電子は領域の上部エッジでの軸に沿って容器から飛び
出すことができる。他の粒子は跳ね返され容器内に維持
される。
マグネトロンの略断面図である。容器2の開口部に磁気
空白領域1を有する磁場を与えることにより、軸流速度
を有しかつ半径方向速度をほとんど有しないで領域3の
低い方のエッジ6での空白領域内に進入する粒子を除い
て、容器2の内部へイオン及び電子を捕獲しかつ維持す
ることが可能である。最初に軸流速度を有するイオン及
び電子は領域の上部エッジでの軸に沿って容器から飛び
出すことができる。他の粒子は跳ね返され容器内に維持
される。
【００１７】さらに、図１に示されるような永久磁石の
配置は、面5及び5′に平行であり、標準的なスパッタマ
グネトロン形状と同様に容器の壁5及び5′近傍に電子及
びイオンを捕獲するようにループを描く磁力線を容器2
内部に形成する。
配置は、面5及び5′に平行であり、標準的なスパッタマ
グネトロン形状と同様に容器の壁5及び5′近傍に電子及
びイオンを捕獲するようにループを描く磁力線を容器2
内部に形成する。
【００１８】本発明の形状において、容器の幅及び深さ
は同程度の大きさである。この形状は、面5または5′を
離れる中性スパッタターゲット原子が大高輝度プラズマ
によりイオン化されるか、または反対の壁上に再蒸着さ
れた後壁5に再スパッタされるかのいずれかであるよう
な高い確率を与える。図１に対し円筒の対称性を仮定す
れば、単一の電磁石では、磁石4-4′により与えられる
磁場に対する２つの要求を満足することができない。単
一の電磁石では磁気空白場領域を与えることができな
い。複数の電磁石はこれらの要求を満足させるよう配置
されるが、好適にはカップのようなプラズマ容器2に対
する単一トロイダル磁石4またはプラズマ容器2が細溝で
あるところの形状に対する棒状磁石4及び4′である。
は同程度の大きさである。この形状は、面5または5′を
離れる中性スパッタターゲット原子が大高輝度プラズマ
によりイオン化されるか、または反対の壁上に再蒸着さ
れた後壁5に再スパッタされるかのいずれかであるよう
な高い確率を与える。図１に対し円筒の対称性を仮定す
れば、単一の電磁石では、磁石4-4′により与えられる
磁場に対する２つの要求を満足することができない。単
一の電磁石では磁気空白場領域を与えることができな
い。複数の電磁石はこれらの要求を満足させるよう配置
されるが、好適にはカップのようなプラズマ容器2に対
する単一トロイダル磁石4またはプラズマ容器2が細溝で
あるところの形状に対する棒状磁石4及び4′である。
【００１９】図２は本発明による空白場磁石を有する円
筒型カソード容器の中心領域10からのみ流出するプラズ
マを描いた写真である。明らかにプラズマは、軸方向に
のみ容器からプラズマが放出されるところの本発明のマ
グネトロンの動作を示す図２に示されるような光放射を
与えるべく十分に励起される。空白場を与える磁場の形
状は、カソード内に高密度プラズマを維持するべくほと
んどの荷電粒子たとえばイオンを反射するミラーとして
機能する。磁気ミラーは電子の破片を磁気空白を通じて
外界へ逃がすための損失コーンを有する。電荷のバラン
スを維持するために、正イオンが電子に沿って両極性拡
散により引きずられる。結果として、イオン化ターゲッ
トイオンのビームが、開発されかつ中空閉込め容器の開
口部中心から放出される。
筒型カソード容器の中心領域10からのみ流出するプラズ
マを描いた写真である。明らかにプラズマは、軸方向に
のみ容器からプラズマが放出されるところの本発明のマ
グネトロンの動作を示す図２に示されるような光放射を
与えるべく十分に励起される。空白場を与える磁場の形
状は、カソード内に高密度プラズマを維持するべくほと
んどの荷電粒子たとえばイオンを反射するミラーとして
機能する。磁気ミラーは電子の破片を磁気空白を通じて
外界へ逃がすための損失コーンを有する。電荷のバラン
スを維持するために、正イオンが電子に沿って両極性拡
散により引きずられる。結果として、イオン化ターゲッ
トイオンのビームが、開発されかつ中空閉込め容器の開
口部中心から放出される。
【００２０】プラズマを抽出するために磁気ミラーを使
用するのにはいくつかの利点がある。一度電子が放電領
域を離れると、空白ミラーがプラズマ内で電子を隔離し
中空カソード内部の電子とそれらのビームが結合するの
を妨げる。それゆえ、励起プラズマビームはカソードに
対し放電特性への影響を与えることなく、処理されまた
はバイアスされる。他の特徴はプラズマビームの質であ
る。ミラーの損失コーンを通じて逃げるため、逃げる電
子の磁気モーメントはミラーのミラー比より小さくなけ
ればならない。結果として、プラズマビームの横方向速
度は非常に小さい。このことにより、プラズマビームは
小さい磁石または電場を使って方向付けされ、集束され
または拡張される。
用するのにはいくつかの利点がある。一度電子が放電領
域を離れると、空白ミラーがプラズマ内で電子を隔離し
中空カソード内部の電子とそれらのビームが結合するの
を妨げる。それゆえ、励起プラズマビームはカソードに
対し放電特性への影響を与えることなく、処理されまた
はバイアスされる。他の特徴はプラズマビームの質であ
る。ミラーの損失コーンを通じて逃げるため、逃げる電
子の磁気モーメントはミラーのミラー比より小さくなけ
ればならない。結果として、プラズマビームの横方向速
度は非常に小さい。このことにより、プラズマビームは
小さい磁石または電場を使って方向付けされ、集束され
または拡張される。
【００２１】本発明による閉込めカソードの１次元モデ
ルは以下の式で表される。
ルは以下の式で表される。
【数１】
【００２２】ここでneは平均電子密度、Veは電子速度、
σは電子衝撃による全イオン化断面積、Tnは再蒸着前の
中性の生存時間、及びVionizeは本発明の閉込めカソー
ド内の電子衝撃による中性原子によりもたらされたイオ
ン化衝突の平均数である。
σは電子衝撃による全イオン化断面積、Tnは再蒸着前の
中性の生存時間、及びVionizeは本発明の閉込めカソー
ド内の電子衝撃による中性原子によりもたらされたイオ
ン化衝突の平均数である。
【００２３】スパッタされた中性原子の断片またはイオ
ン化効果はf=1- exp(-Vionize)により与えられる。
ン化効果はf=1- exp(-Vionize)により与えられる。
【００２４】Vionizeは、ne及び、TnがWに比例している
ため閉込めカソードの幅Wに比例することが示されてい
る。電子密度は印加されるパワーとともに増加するが、
パワーはＷ3に比例するところ冷却能力は表面積またはW
2に比例する。従って、ある大きさにおいて、カソード
温度はその機械的安定/融点を拡大するため、電子密度
は増加するＷにより不定に増加する。これは、効果的な
溝などの冷却構造においてＷに維持される状態で、その
幅に直交する方向にカソードサイズを増加させることに
より、増加プラズマが得られることを提示している。
ため閉込めカソードの幅Wに比例することが示されてい
る。電子密度は印加されるパワーとともに増加するが、
パワーはＷ3に比例するところ冷却能力は表面積またはW
2に比例する。従って、ある大きさにおいて、カソード
温度はその機械的安定/融点を拡大するため、電子密度
は増加するＷにより不定に増加する。これは、効果的な
溝などの冷却構造においてＷに維持される状態で、その
幅に直交する方向にカソードサイズを増加させることに
より、増加プラズマが得られることを提示している。
【００２５】閉じ込めカソード構造内の電子温度は、そ
の動作圧力に反比例する。電子温度が原子のイオン化エ
ネルギーより高いとき、以下の式に示される。
の動作圧力に反比例する。電子温度が原子のイオン化エ
ネルギーより高いとき、以下の式に示される。
【数２】 ここで、σmaxは最適電子エネルギーにおけるイオン化
断面積であり、Mnは原子質量、Wは閉じ込めの幅、mは電
子質量、XiはEn/Kte、Enはスパッタ中性原子のエネルギ
ー、Teは電子の温度、及びEiは中性原子のイオン化エネ
ルギーをそれぞれ表し、Ｗ=1.9cm及び長さ1.0インチの
円筒型アルミニウム閉じ込め容器に対し3KWの入力パワ
ーで、プラズマビームのくびれ付近のNeをほぼ1013cm-3
に決定した。2ミリトルでの電子温度は8eVであった。以
上のパラメータとEn=5.985eVにより、Vionizeは0.795と
計算された。これはイオン化効果Eff.=54.8%に対応す
る。
断面積であり、Mnは原子質量、Wは閉じ込めの幅、mは電
子質量、XiはEn/Kte、Enはスパッタ中性原子のエネルギ
ー、Teは電子の温度、及びEiは中性原子のイオン化エネ
ルギーをそれぞれ表し、Ｗ=1.9cm及び長さ1.0インチの
円筒型アルミニウム閉じ込め容器に対し3KWの入力パワ
ーで、プラズマビームのくびれ付近のNeをほぼ1013cm-3
に決定した。2ミリトルでの電子温度は8eVであった。以
上のパラメータとEn=5.985eVにより、Vionizeは0.795と
計算された。これはイオン化効果Eff.=54.8%に対応す
る。
【００２６】この計算は控えめな結果であるが、従来の
スパッタマグネトロンの2％のターゲットイオン化効果
と好対照をなす。幾何形状に関し、ほとんどの非イオン
化ターゲット原子は再蒸着により反対の壁につかまって
しまい、非常に小さな割合の中性原子のみが蒸着の照準
線に沿って基板に到達する。これは、抽出プラズマビー
ム内には90％のイオン化金属が存在することを暗示して
いる。
スパッタマグネトロンの2％のターゲットイオン化効果
と好対照をなす。幾何形状に関し、ほとんどの非イオン
化ターゲット原子は再蒸着により反対の壁につかまって
しまい、非常に小さな割合の中性原子のみが蒸着の照準
線に沿って基板に到達する。これは、抽出プラズマビー
ム内には90％のイオン化金属が存在することを暗示して
いる。
【００２７】プラズマポテンシャルの語はプラズマ内の
異なる質量のイオン及び電子により誘起される電位であ
る。電子は非常に早く動きかつリークオフし、簡単に捕
獲されるため、プラズマは正のポテンシャルを開発す
る。シースポテンシャル(sheath potential)の語は特定
面とプラズマとの間の電位レベルを定義する。シースポ
テンシャルは、電源による外部バイアスにより決定され
るか、または面が浮いている状態で誘起するポテンシャ
ルであるようなある値をとる。領域1の空白点6のカソー
ド容器側面のプラズマポテンシャルは、空白点6の外側
の抽出領域11内のプラズマポテンシャルより幾分高い正
のポテンシャルであるように決定された。従って、基板
130（図３）方向に延長するプラズマビームは正のプラ
ズマポテンシャルを有し、基板がプラズマポテンシャル
より低いかぎり、正イオンはプラズマから基板に引きつ
けられる。
異なる質量のイオン及び電子により誘起される電位であ
る。電子は非常に早く動きかつリークオフし、簡単に捕
獲されるため、プラズマは正のポテンシャルを開発す
る。シースポテンシャル(sheath potential)の語は特定
面とプラズマとの間の電位レベルを定義する。シースポ
テンシャルは、電源による外部バイアスにより決定され
るか、または面が浮いている状態で誘起するポテンシャ
ルであるようなある値をとる。領域1の空白点6のカソー
ド容器側面のプラズマポテンシャルは、空白点6の外側
の抽出領域11内のプラズマポテンシャルより幾分高い正
のポテンシャルであるように決定された。従って、基板
130（図３）方向に延長するプラズマビームは正のプラ
ズマポテンシャルを有し、基板がプラズマポテンシャル
より低いかぎり、正イオンはプラズマから基板に引きつ
けられる。
【００２８】図３は本発明を実行するのに便利な高密度
マグネトロンスパッタソース110の断面図である。スパ
ッタソース110は、直径Ｗの底面124及び高さＬの円筒壁
125から成る中空の概してカップ形状部分123を有するカ
ソード120から成る。またカソード120は環状の平坦上部
面127を有する。カソード120はスパッタターゲットとし
て機能するので、基板130に蒸着されるべきアルミニウ
ムのような金属材料からなる。さらに詳しく以下で説明
されるように、スパッタソース内に形成されるプラズマ
はカソード120の中空カップ123内部に集中され、結果と
してほとんどのスパッタリングはカップ部分123内から
発生する。Ｗは好適には1.0インチ以内でＬより小さ
い。この形状はスパッタ原子をより強いプラズマに対し
閉じ込める。最強プラズマ放電領域は符号170で示され
るが、以下で説明するようにプラズマは最強の領域170
を越えて拡大することがわかる。比較的少量の材料が上
部面127からスパッタされる。従って、図３に示される
ようにカップ状カソード部123は、利用限度までターゲ
ットが浸食された後ばらばらに交換可能なように、平坦
カソード部127から分離した部片として組み立てられて
いる。ほとんどの浸食は円筒壁125からのものであるた
め、カソード120の部片は、以下で説明されるように維
持される冷却装置と良好に温度接触するカソード底部12
4から分離して組み立てられる。図３において、円筒壁
部125はカソードカップ123内に別々に挿入される。ガス
吸気口128はカソードカップ123内に配置され、プラズマ
形成用のアルゴンなどの不活性ガスを導入する。
マグネトロンスパッタソース110の断面図である。スパ
ッタソース110は、直径Ｗの底面124及び高さＬの円筒壁
125から成る中空の概してカップ形状部分123を有するカ
ソード120から成る。またカソード120は環状の平坦上部
面127を有する。カソード120はスパッタターゲットとし
て機能するので、基板130に蒸着されるべきアルミニウ
ムのような金属材料からなる。さらに詳しく以下で説明
されるように、スパッタソース内に形成されるプラズマ
はカソード120の中空カップ123内部に集中され、結果と
してほとんどのスパッタリングはカップ部分123内から
発生する。Ｗは好適には1.0インチ以内でＬより小さ
い。この形状はスパッタ原子をより強いプラズマに対し
閉じ込める。最強プラズマ放電領域は符号170で示され
るが、以下で説明するようにプラズマは最強の領域170
を越えて拡大することがわかる。比較的少量の材料が上
部面127からスパッタされる。従って、図３に示される
ようにカップ状カソード部123は、利用限度までターゲ
ットが浸食された後ばらばらに交換可能なように、平坦
カソード部127から分離した部片として組み立てられて
いる。ほとんどの浸食は円筒壁125からのものであるた
め、カソード120の部片は、以下で説明されるように維
持される冷却装置と良好に温度接触するカソード底部12
4から分離して組み立てられる。図３において、円筒壁
部125はカソードカップ123内に別々に挿入される。ガス
吸気口128はカソードカップ123内に配置され、プラズマ
形成用のアルゴンなどの不活性ガスを導入する。
【００２９】基板130は純粋な単結晶シリコンからなる
半導ウエハであって、すでにVLSIの多層処理工程がすん
だものである。明確にするため、図３の基板及び基板と
スパッタソース間の距離は実測されていない。ウエハ表
面上に部分的に形成された素子全体への金属層の蒸着
は、VLSIまたはチップの周知の組立工程の一部である。
電気的結合を得るためにウエハ表面のビアまたは細溝内
部を金属で深く蒸着することがしばしば必要である。し
かし、本発明は半導体基板上に金属層を蒸着することに
関して説明されているが、そのような応用に限定するつ
もりはない。本発明が他のタイプの基板に対しても有利
であることは当業者の知るところのである。
半導ウエハであって、すでにVLSIの多層処理工程がすん
だものである。明確にするため、図３の基板及び基板と
スパッタソース間の距離は実測されていない。ウエハ表
面上に部分的に形成された素子全体への金属層の蒸着
は、VLSIまたはチップの周知の組立工程の一部である。
電気的結合を得るためにウエハ表面のビアまたは細溝内
部を金属で深く蒸着することがしばしば必要である。し
かし、本発明は半導体基板上に金属層を蒸着することに
関して説明されているが、そのような応用に限定するつ
もりはない。本発明が他のタイプの基板に対しても有利
であることは当業者の知るところのである。
【００３０】典型的にアースに固定された電極140は、
マイナス数百ボルトに固定されたターゲットカソード12
0に関して電位差を生じるように使用される。典型的な
ガス圧力及び幾何形状から電位は-400Vから-500Vの間で
使用される。
マイナス数百ボルトに固定されたターゲットカソード12
0に関して電位差を生じるように使用される。典型的な
ガス圧力及び幾何形状から電位は-400Vから-500Vの間で
使用される。
【００３１】積み重なった環状磁石150、151及び152は
カソードカップ部123の側壁125を通るループを描き、カ
ソードの開口部すぐ上部に磁気的空白領域を形成する磁
力線を有する新規なフリンジ磁場を作り出す。これらの
磁力線は集中を補助するカスプ磁場を形成しかつプラズ
マを閉じ込めそれにより放電を支持する。ターゲット付
近にプラズマを閉じ込めるためにルーピング磁場を使用
するが、それ自体はスパッタリングの周知技術である。
カソードカップ部123の側壁125を通るループを描き、カ
ソードの開口部すぐ上部に磁気的空白領域を形成する磁
力線を有する新規なフリンジ磁場を作り出す。これらの
磁力線は集中を補助するカスプ磁場を形成しかつプラズ
マを閉じ込めそれにより放電を支持する。ターゲット付
近にプラズマを閉じ込めるためにルーピング磁場を使用
するが、それ自体はスパッタリングの周知技術である。
【００３２】また高輝度スパッタソース110はターゲッ
トカソードの過熱を防止するためのウエハ水冷却装置を
含む。過熱は装置を悲惨な結末に導くものである。以下
に説明するように、本発明の採用するプラズマパワー密
度は実質的に従来のスパッタ装置で使用されるものより
大きい。したがって、効果的なカソード冷却への要求は
従来のスパッタリング装置より大きい。
トカソードの過熱を防止するためのウエハ水冷却装置を
含む。過熱は装置を悲惨な結末に導くものである。以下
に説明するように、本発明の採用するプラズマパワー密
度は実質的に従来のスパッタ装置で使用されるものより
大きい。したがって、効果的なカソード冷却への要求は
従来のスパッタリング装置より大きい。
【００３３】水または他の適当なクーラント液体は導水
コンジット160を通って冷却装置に入り、排水コンジッ
ト163を通って装置から出る。導水コンジットと排水コ
ンジットとの間には熱交換機167があり、冷却液の乱流
を生成するよう設計され、それによって冷却効果を強化
する。水路185から成る分離水冷ジャケット180もソース
110の温度をさらに制御するよう含まれる。クーラント
液を循環させるための手段は当業者には周知であり、こ
れ以上議論する必要はない。付加的な冷却ジャケット
（図示せず）は最も高温にさらされる円筒壁部125を囲
むよう使用される。スパッタソースが動作するに従い、
円筒ターゲット部125の熱膨張により壁が周囲の冷却ジ
ャケットと完全に接触しその結果十分な熱的接触が得ら
れる。
コンジット160を通って冷却装置に入り、排水コンジッ
ト163を通って装置から出る。導水コンジットと排水コ
ンジットとの間には熱交換機167があり、冷却液の乱流
を生成するよう設計され、それによって冷却効果を強化
する。水路185から成る分離水冷ジャケット180もソース
110の温度をさらに制御するよう含まれる。クーラント
液を循環させるための手段は当業者には周知であり、こ
れ以上議論する必要はない。付加的な冷却ジャケット
（図示せず）は最も高温にさらされる円筒壁部125を囲
むよう使用される。スパッタソースが動作するに従い、
円筒ターゲット部125の熱膨張により壁が周囲の冷却ジ
ャケットと完全に接触しその結果十分な熱的接触が得ら
れる。
【００３４】全体のソース110はさらに円筒形外壁190及
びアースされた環状底壁191から成る。インシュレータ1
95及び196は電極140を電気的にカソード120から絶縁す
る。円筒外壁190に近接しそれと同軸の円筒内壁192、及
び外底壁191に近接しそれと平行な環状内部底壁193は、
カソードの電位に保持されかつ寄生放電を抑制するため
のスクリーンとして機能する。全体のソース110は真空
チャンバ（図示せず）内で動作するよう設計されてい
る。図３に示されるようなソースは簡易に組立てられ、
ウエハ130に面した前方部分のみが真空チャンバ内に存
在することは当業者の知るところである。適当なシール
により、ソースの背面は大気圧に保持される。このよう
な構造は多くの利点を有する。
びアースされた環状底壁191から成る。インシュレータ1
95及び196は電極140を電気的にカソード120から絶縁す
る。円筒外壁190に近接しそれと同軸の円筒内壁192、及
び外底壁191に近接しそれと平行な環状内部底壁193は、
カソードの電位に保持されかつ寄生放電を抑制するため
のスクリーンとして機能する。全体のソース110は真空
チャンバ（図示せず）内で動作するよう設計されてい
る。図３に示されるようなソースは簡易に組立てられ、
ウエハ130に面した前方部分のみが真空チャンバ内に存
在することは当業者の知るところである。適当なシール
により、ソースの背面は大気圧に保持される。このよう
な構造は多くの利点を有する。
【００３５】概して、本発明によるマグネトロン・スパ
ッタリング・ソースは動作に関し従来のものと比べ多く
の点で共通している。真空チャンバ（図示せず）は10-5
トル以下に十分低圧に排気される。アルゴンなどの少量
の不活性ガスが真空チャンバ内に吸入されチャンバ内の
圧力が1乃至5ミリトル上がる。好適実施例において、ア
ルゴンは吸気口128を通じてカソードカップに直接吸入
され、プラズマが放電する場所にもっとも集中する。プ
ラズマガスをカソードカップに直接吸入することによ
り、装置全体の動作圧力をより低くすることができる。
プラズマ放電は、以下に説明するような周知の方法でタ
ーゲットカソードに負の高電位を印加することにより生
成される。プラズマ170はまず磁力線155によりターゲッ
トカソード120の表面に近接した領域内に集中される。
ガスイオンが、プラズマで形成され、スパッタターゲッ
トの表面に衝突し、典型的にアルミニウムのような金属
のターゲット材料の中性原子を発生させ、ターゲット表
面から放出される。一般的に言うと、放出された原子の
移動方向はランダムであり得る。
ッタリング・ソースは動作に関し従来のものと比べ多く
の点で共通している。真空チャンバ（図示せず）は10-5
トル以下に十分低圧に排気される。アルゴンなどの少量
の不活性ガスが真空チャンバ内に吸入されチャンバ内の
圧力が1乃至5ミリトル上がる。好適実施例において、ア
ルゴンは吸気口128を通じてカソードカップに直接吸入
され、プラズマが放電する場所にもっとも集中する。プ
ラズマガスをカソードカップに直接吸入することによ
り、装置全体の動作圧力をより低くすることができる。
プラズマ放電は、以下に説明するような周知の方法でタ
ーゲットカソードに負の高電位を印加することにより生
成される。プラズマ170はまず磁力線155によりターゲッ
トカソード120の表面に近接した領域内に集中される。
ガスイオンが、プラズマで形成され、スパッタターゲッ
トの表面に衝突し、典型的にアルミニウムのような金属
のターゲット材料の中性原子を発生させ、ターゲット表
面から放出される。一般的に言うと、放出された原子の
移動方向はランダムであり得る。
【００３６】典型的な従来技術のスパッタリングデバイ
スのスパッタした原子が中性であることから、その軌道
が、イオン及び電子の軌道を制御するのに使用される標
準的な磁気又は静電手段に影響されない。さらに、スパ
ッタリングシステムに通常使用される圧力範囲のため、
放出した原子の平均自由行程が、ターゲットカソードと
基板との間の距離と比較して相対的に短い。これらの事
実を見ると、従来技術のスパッタリング源では、高度の
方向維持性を基板表面に入射する金属原子に与えること
はできない。上記のように、基板上に蒸着した原子の入
射角度は、一般にコサイン分布に従う。上述のとおり、
スパッタした原子の方向維持性を提供しない従来技術の
周知の手段は、効率性も、実用性も与えなかった。
スのスパッタした原子が中性であることから、その軌道
が、イオン及び電子の軌道を制御するのに使用される標
準的な磁気又は静電手段に影響されない。さらに、スパ
ッタリングシステムに通常使用される圧力範囲のため、
放出した原子の平均自由行程が、ターゲットカソードと
基板との間の距離と比較して相対的に短い。これらの事
実を見ると、従来技術のスパッタリング源では、高度の
方向維持性を基板表面に入射する金属原子に与えること
はできない。上記のように、基板上に蒸着した原子の入
射角度は、一般にコサイン分布に従う。上述のとおり、
スパッタした原子の方向維持性を提供しない従来技術の
周知の手段は、効率性も、実用性も与えなかった。
【００３７】デバイスの形状が縮小すると、満足できる
方向維持性を提供する高効率のスパッタ源を提供する能
力が無くなり、細溝又はビアに金属を蒸着させる方法と
してのスパッタリングの便利さの制限要因になる。
方向維持性を提供する高効率のスパッタ源を提供する能
力が無くなり、細溝又はビアに金属を蒸着させる方法と
してのスパッタリングの便利さの制限要因になる。
【００３８】本発明の１つの特徴は、ガス原子だけでな
く蒸着される物質の多数の原子のイオン化を顕著に起こ
させるプラズマの使用である。ここで使用されるよう
に、高輝度プラズマという用語は、イオン化するのにス
パッタされる物質の実質的な数の原子を顕著に発生させ
るプラズマという意味であることが理解される。プラズ
マの強度は、プラズマ密度に直接的に関係する。従来技
術のマグネトロンスパッタ源の最大プラズマ密度が約10
12粒子／ccであると予想される。本発明の高強度プラズ
マは好適に、これよりも、すなわち約1013粒子／cc或い
はもっと高い強度の領域ではそれよりも大きい値のオー
ダーの密度を有する。
く蒸着される物質の多数の原子のイオン化を顕著に起こ
させるプラズマの使用である。ここで使用されるよう
に、高輝度プラズマという用語は、イオン化するのにス
パッタされる物質の実質的な数の原子を顕著に発生させ
るプラズマという意味であることが理解される。プラズ
マの強度は、プラズマ密度に直接的に関係する。従来技
術のマグネトロンスパッタ源の最大プラズマ密度が約10
12粒子／ccであると予想される。本発明の高強度プラズ
マは好適に、これよりも、すなわち約1013粒子／cc或い
はもっと高い強度の領域ではそれよりも大きい値のオー
ダーの密度を有する。
【００３９】以下で述べるように、シリコン基板の金属
化に関して少なくともいくつかの本発明の利点が、約１
０パーセントという低い、蒸着されるスパッタ物質のイ
オンのパーセンテージであるところで見られる。従来技
術のマグネトロンスパッタ源が約１パーセント又はそれ
以下のイオン形状のスパッタ物質を与えることがわか
る。本発明のイオン源の他の使用があり、それは、１０
パーセント以下のイオンがビームで与えられるときに利
点があり得る。従って、イオン化される金属原子の数を
参照して使用されるとき、ウエーハの金属化に関係する
実質的な数という用語は、約１０パーセント又はそれ以
上を意味していることが理解できる。
化に関して少なくともいくつかの本発明の利点が、約１
０パーセントという低い、蒸着されるスパッタ物質のイ
オンのパーセンテージであるところで見られる。従来技
術のマグネトロンスパッタ源が約１パーセント又はそれ
以下のイオン形状のスパッタ物質を与えることがわか
る。本発明のイオン源の他の使用があり、それは、１０
パーセント以下のイオンがビームで与えられるときに利
点があり得る。従って、イオン化される金属原子の数を
参照して使用されるとき、ウエーハの金属化に関係する
実質的な数という用語は、約１０パーセント又はそれ以
上を意味していることが理解できる。
【００４０】金属原子がイオン化されるメカニズムは周
知であり、詳細に説明する必要はない。簡単に言うと、
金属原子は、十分なエネルギー粒子によって衝突される
ときに１個又はそれ以上の電子を原子が失うというよう
なガスイオンのイオン化をさせるメカニズムによってイ
オン化されるようになる。アルミニウムのイオン化ポテ
ンシャルは約６電子ボルト（eV）であることから、プラ
ズマ内にアルミニウムイオンを創り出すことは困難なこ
とではない。それにもかかわらず、従来技術のスパッタ
リングシステムの低強度プラズマのため、及びターゲッ
ト物質の中性原子がプラズマを通じて短い距離のみを移
動するようなところのこのようなシステムの形状を見る
と、１パーセント以下の中性原子が周知の従来技術のシ
ステムで典型的にイオン化されることになる。
知であり、詳細に説明する必要はない。簡単に言うと、
金属原子は、十分なエネルギー粒子によって衝突される
ときに１個又はそれ以上の電子を原子が失うというよう
なガスイオンのイオン化をさせるメカニズムによってイ
オン化されるようになる。アルミニウムのイオン化ポテ
ンシャルは約６電子ボルト（eV）であることから、プラ
ズマ内にアルミニウムイオンを創り出すことは困難なこ
とではない。それにもかかわらず、従来技術のスパッタ
リングシステムの低強度プラズマのため、及びターゲッ
ト物質の中性原子がプラズマを通じて短い距離のみを移
動するようなところのこのようなシステムの形状を見る
と、１パーセント以下の中性原子が周知の従来技術のシ
ステムで典型的にイオン化されることになる。
【００４１】高強度プラズマが、十分な数の金属イオン
を創り出すのに使用され、許容できる蒸着率を与える。
ターゲット物質に従って、一旦十分な数の金属イオンが
イオン化されると、それらはプラズマのみを補助するこ
とができる。つまり、アルゴンがプラズマを維持するか
又はターゲット物質のスパッタリングを起こすのに使用
されることがなくなる。よって、プラズマを初期的に創
り出す目的のためのみのアルゴン又は他の不活性ガスの
流れを使用し、一旦プラズマが初期的に創り出され安定
されるとこのガスの流れが次に停止されることが、本発
明の範囲内である。
を創り出すのに使用され、許容できる蒸着率を与える。
ターゲット物質に従って、一旦十分な数の金属イオンが
イオン化されると、それらはプラズマのみを補助するこ
とができる。つまり、アルゴンがプラズマを維持するか
又はターゲット物質のスパッタリングを起こすのに使用
されることがなくなる。よって、プラズマを初期的に創
り出す目的のためのみのアルゴン又は他の不活性ガスの
流れを使用し、一旦プラズマが初期的に創り出され安定
されるとこのガスの流れが次に停止されることが、本発
明の範囲内である。
【００４２】高強度プラズマを形成するために、小さい
領域に強烈な磁場を創り出し、その領域内に入力される
十分な高電力を有する必要がある。これを効率的に行う
ために、図３に示すような中空カップ状カソード１２０
が１つの実施例で使用される。このカソードの形状は、
永久磁石１５０、１５１、１５２を取り囲むのに使用さ
れることによって“カップ”内に閉じ込められた強烈な
磁場を簡単に創り出せることから集中したプラズマを創
り出すのに非常に適している。永久磁石が示され、好適
であるが、複数の電磁石が配列されて空白領域及びルー
プ場を与え得ることは当業者にとって明白である。同様
に、複数の固定した磁石が示されるが、それに代えて１
個の永久磁石とすることができることは明白である。付
加的に、LがWよりもやや大きく、Wが１インチのオーダ
ーであるカップの形状が、ターゲットから離れた中性原
子をイオン化させるのに十分な長さに強烈なプラズマ内
に存在させる可能性を増大させる。
領域に強烈な磁場を創り出し、その領域内に入力される
十分な高電力を有する必要がある。これを効率的に行う
ために、図３に示すような中空カップ状カソード１２０
が１つの実施例で使用される。このカソードの形状は、
永久磁石１５０、１５１、１５２を取り囲むのに使用さ
れることによって“カップ”内に閉じ込められた強烈な
磁場を簡単に創り出せることから集中したプラズマを創
り出すのに非常に適している。永久磁石が示され、好適
であるが、複数の電磁石が配列されて空白領域及びルー
プ場を与え得ることは当業者にとって明白である。同様
に、複数の固定した磁石が示されるが、それに代えて１
個の永久磁石とすることができることは明白である。付
加的に、LがWよりもやや大きく、Wが１インチのオーダ
ーであるカップの形状が、ターゲットから離れた中性原
子をイオン化させるのに十分な長さに強烈なプラズマ内
に存在させる可能性を増大させる。
【００４３】プラズマ放出はまた、プラズマに送られる
電力を増加させることによって強くされる。当業者に周
知のように、プラズマに送られる電力は主に、電流の機
能である。プラズマを創り出すのに使用される電圧は、
与えられた圧力及び形状において概ね一定となる。同等
に、電圧の少ない増加は、プラズマを通じる電流の顕著
な増加となる。本発明の実施例において、２キロワット
の電力レベルが使用される。１インチ以下の直径の領域
内にほとんど集中される電力が与えられると、この電力
レベルは周知の従来技術のスパッタリングシステムに使
用されるものの値のオーダーよりも相当に大きい電力密
度を与える。
電力を増加させることによって強くされる。当業者に周
知のように、プラズマに送られる電力は主に、電流の機
能である。プラズマを創り出すのに使用される電圧は、
与えられた圧力及び形状において概ね一定となる。同等
に、電圧の少ない増加は、プラズマを通じる電流の顕著
な増加となる。本発明の実施例において、２キロワット
の電力レベルが使用される。１インチ以下の直径の領域
内にほとんど集中される電力が与えられると、この電力
レベルは周知の従来技術のスパッタリングシステムに使
用されるものの値のオーダーよりも相当に大きい電力密
度を与える。
【００４４】十分な数の金属イオンを創り出すことが解
決の一つである。一旦イオンが創り出されると、従来技
術は、蒸着に対して十分な数でプラズマから方向を維持
してそれらを抽出することができなかった。よって、本
発明の他の特徴は、プラズマをウエーハ表面と“接触”
させるための手段を含むことである。上述のように、磁
気空白領域が、ビームにおいてプラズマ容器の外に漏れ
るイオン及び電子を許容する磁気カスプを創り出す。こ
のビームがウエーハのようなビームが基板表面に接触す
るように運ばれるとき、プラズマは、非常に薄い低電圧
シースをプラズマとウエーハ表面との間に自然に形成す
る。（事実、このシースのため、プラズマがウエーハ表
面に実際に“接触”しない。よって、ウエーハに“接
触”するプラズマという場合、シースを創り出すために
プラズマをウエーハ表面の十分近くに運ばれてるという
意味であることがわかる。）ウエーハが電気的に浮くこ
とができる場合、典型的に約１０μmの厚さであるこの
薄いシースは、隣接するプラズマ境界に関して自然に負
になるウエーハ表面と数十ボルトの範囲の電位を有す
る。シースの厚さ及びそれを横切る電位がプラズマ密度
に関係することは、当業者によって理解できるであろ
う。
決の一つである。一旦イオンが創り出されると、従来技
術は、蒸着に対して十分な数でプラズマから方向を維持
してそれらを抽出することができなかった。よって、本
発明の他の特徴は、プラズマをウエーハ表面と“接触”
させるための手段を含むことである。上述のように、磁
気空白領域が、ビームにおいてプラズマ容器の外に漏れ
るイオン及び電子を許容する磁気カスプを創り出す。こ
のビームがウエーハのようなビームが基板表面に接触す
るように運ばれるとき、プラズマは、非常に薄い低電圧
シースをプラズマとウエーハ表面との間に自然に形成す
る。（事実、このシースのため、プラズマがウエーハ表
面に実際に“接触”しない。よって、ウエーハに“接
触”するプラズマという場合、シースを創り出すために
プラズマをウエーハ表面の十分近くに運ばれてるという
意味であることがわかる。）ウエーハが電気的に浮くこ
とができる場合、典型的に約１０μmの厚さであるこの
薄いシースは、隣接するプラズマ境界に関して自然に負
になるウエーハ表面と数十ボルトの範囲の電位を有す
る。シースの厚さ及びそれを横切る電位がプラズマ密度
に関係することは、当業者によって理解できるであろ
う。
【００４５】プラズマと個体表面との間にシースを創り
出すことは、周知の現象である。この現象の詳細は本発
明を実施するのに必要なくこの開示範囲を越えるが、簡
単に、電位を創り出すメカニズムが、プラズマを作り上
げる正のイオンと負の電子との間の速度差に関係すると
考えられる。全体で、プラズマは電気的に中性であり、
電子の全電荷がイオンの全電荷をオフセットする。イオ
ンの各々が単一の正電荷を有すると仮定すると、電子及
びイオンの数も同一である。いずれの１個の領域におい
ても、プラズマ温度は局部的に一定である。イオンより
も非常に小さい電子が、与えられた温度でイオンよりも
非常に大きい平均速度を有する。この非常に大きい速度
が一層大きい移動性に言い換えられる。よって、基板表
面に隣接したプラズマの端部において、電子が基板表面
に非常に迅速に移動し、負電荷のビルドアップをさせ
る。短時間後、基板上の負電荷は、基板表面に接近する
電子を寄せ付けず、正イオンを引きつける点に作る。電
荷のビルドアップに抗される電子の全流れが、電荷のビ
ルドアップに促進されるイオンの全流れと等しくなる
と、平衡条件が達せられる。この点において、基板表面
に入射するイオン及び電子の連続フラックスがあるが、
他の全電荷移動はない。数十ボルトのオーダーの定常状
態の電位差がその後、プラズマ端部と基板表面との間に
存在する。
出すことは、周知の現象である。この現象の詳細は本発
明を実施するのに必要なくこの開示範囲を越えるが、簡
単に、電位を創り出すメカニズムが、プラズマを作り上
げる正のイオンと負の電子との間の速度差に関係すると
考えられる。全体で、プラズマは電気的に中性であり、
電子の全電荷がイオンの全電荷をオフセットする。イオ
ンの各々が単一の正電荷を有すると仮定すると、電子及
びイオンの数も同一である。いずれの１個の領域におい
ても、プラズマ温度は局部的に一定である。イオンより
も非常に小さい電子が、与えられた温度でイオンよりも
非常に大きい平均速度を有する。この非常に大きい速度
が一層大きい移動性に言い換えられる。よって、基板表
面に隣接したプラズマの端部において、電子が基板表面
に非常に迅速に移動し、負電荷のビルドアップをさせ
る。短時間後、基板上の負電荷は、基板表面に接近する
電子を寄せ付けず、正イオンを引きつける点に作る。電
荷のビルドアップに抗される電子の全流れが、電荷のビ
ルドアップに促進されるイオンの全流れと等しくなる
と、平衡条件が達せられる。この点において、基板表面
に入射するイオン及び電子の連続フラックスがあるが、
他の全電荷移動はない。数十ボルトのオーダーの定常状
態の電位差がその後、プラズマ端部と基板表面との間に
存在する。
【００４６】本発明は、このプラズマシースの特性を用
いることができ、金属イオンの指向的蒸着をさせる。正
に帯電したプラズマの金属イオンが負に帯電したウエー
ハ表面に向けて引きつけられ加速される。プラズマシー
スを横切る電位傾斜は、ウエーハ表面に垂直である。温
度に関係したプラズマのイオン速度は、この電位傾斜に
よる速度と比較して相対的に低い。典型的に、イオンの
熱エネルギーは、平均して、数電子ボルトである。言い
換えると、シースを横切って加速されるイオンに与えら
れる運動エネルギーは数十電子ボルトのオーダーであ
る。よって、それらがシースを横切って加速された後に
ウエーハ表面に達すると、イオンはほぼ垂直な角度で一
般に移動している。従って、この技術を使用することに
よって、高度の方向維持性を膜として蒸着されるイオン
に与えることができ、これにより、深いビア及び細溝を
満たすという問題を処理する。プラズマが、空白領域を
通過するときにくびれ部分を示す軸方向のビームにおい
てカソードのカップ形状の外に漏れるという事実におい
て、ビームは容器のプラズマから実質的に減結合され
る。従って、ビームは、容器のプラズマを乱すことなく
標準の静電及び電磁気技術によって進められ走査され
る。
いることができ、金属イオンの指向的蒸着をさせる。正
に帯電したプラズマの金属イオンが負に帯電したウエー
ハ表面に向けて引きつけられ加速される。プラズマシー
スを横切る電位傾斜は、ウエーハ表面に垂直である。温
度に関係したプラズマのイオン速度は、この電位傾斜に
よる速度と比較して相対的に低い。典型的に、イオンの
熱エネルギーは、平均して、数電子ボルトである。言い
換えると、シースを横切って加速されるイオンに与えら
れる運動エネルギーは数十電子ボルトのオーダーであ
る。よって、それらがシースを横切って加速された後に
ウエーハ表面に達すると、イオンはほぼ垂直な角度で一
般に移動している。従って、この技術を使用することに
よって、高度の方向維持性を膜として蒸着されるイオン
に与えることができ、これにより、深いビア及び細溝を
満たすという問題を処理する。プラズマが、空白領域を
通過するときにくびれ部分を示す軸方向のビームにおい
てカソードのカップ形状の外に漏れるという事実におい
て、ビームは容器のプラズマから実質的に減結合され
る。従って、ビームは、容器のプラズマを乱すことなく
標準の静電及び電磁気技術によって進められ走査され
る。
【００４７】上述のように、シースを横切りウエーハ上
に蒸着されるイオンがプラズマからの電子によって中性
化される。ウエーハが浮くときにウエーハへの全電荷移
動がないことから、シースを横切る電位傾斜は蒸着処理
を通じて一定のままである。
に蒸着されるイオンがプラズマからの電子によって中性
化される。ウエーハが浮くときにウエーハへの全電荷移
動がないことから、シースを横切る電位傾斜は蒸着処理
を通じて一定のままである。
【００４８】この点で、プラズマシースを横切る電位に
ついては、電気的に“浮く”ことのできるウエーハに関
連して議論された。RFバイアスを、たとえば13.5ＭHzの
周波数でウエーハに印加することで、プラズマ密度とは
独立にシース電圧を制御できる。シース電圧よりもより
高い電圧もまた、たとえば以下の理由から望ましい。
ついては、電気的に“浮く”ことのできるウエーハに関
連して議論された。RFバイアスを、たとえば13.5ＭHzの
周波数でウエーハに印加することで、プラズマ密度とは
独立にシース電圧を制御できる。シース電圧よりもより
高い電圧もまた、たとえば以下の理由から望ましい。
【００４９】スパッターターゲットの表面から放出され
る金属原子のすべてがイオン化される必要のないことは
理解されよう。したがって、中性原子はプラズマ内で存
在し、従前の通りにウエーハ表面に蒸着する。中性原子
の付蒸着とイオンの蒸着の比は、装置の形状およびプラ
ズマの強度の関数となる。しかし、蒸着材料の比較的小
さい割合、例えば10％のみが、所望の方向性を有するイ
オンによるものとすると、ビアまたは溝の充填について
の改良は従来技術を越えた重要な利点である。さらに、
ウエーハ表面に衝突する比較的たくさんの活動的なイオ
ンが、中性原子に表面移動性を与え、それらは表面に沿
って広がり、これにより中性原子によりビアおよび溝を
充填する能力が高められると考えられる。この後者の現
象は、実際上、蒸着する材料の中性原子の最上のイオン
化レベルを決定する際に重要となる。イオン化の最上の
程度は決定できない。しかし、100％のイオン化が最適
とならないだろう。ある意味では、イオン化の割合のさ
らなる上昇（これは、電力の消費や冷却条件に関してコ
スト高をまねく）は、ビアおよび溝の充填に関し、よい
結果を与えるとは限らない。
る金属原子のすべてがイオン化される必要のないことは
理解されよう。したがって、中性原子はプラズマ内で存
在し、従前の通りにウエーハ表面に蒸着する。中性原子
の付蒸着とイオンの蒸着の比は、装置の形状およびプラ
ズマの強度の関数となる。しかし、蒸着材料の比較的小
さい割合、例えば10％のみが、所望の方向性を有するイ
オンによるものとすると、ビアまたは溝の充填について
の改良は従来技術を越えた重要な利点である。さらに、
ウエーハ表面に衝突する比較的たくさんの活動的なイオ
ンが、中性原子に表面移動性を与え、それらは表面に沿
って広がり、これにより中性原子によりビアおよび溝を
充填する能力が高められると考えられる。この後者の現
象は、実際上、蒸着する材料の中性原子の最上のイオン
化レベルを決定する際に重要となる。イオン化の最上の
程度は決定できない。しかし、100％のイオン化が最適
とならないだろう。ある意味では、イオン化の割合のさ
らなる上昇（これは、電力の消費や冷却条件に関してコ
スト高をまねく）は、ビアおよび溝の充填に関し、よい
結果を与えるとは限らない。
【００５０】本発明にしたがって蒸着したイオンが従来
のスパッタリング技術にしたがって蒸着した中性原子よ
りもさらに活動的であるが、基板にダメージを与えるほ
どではない。特に、約１００ｅｖ以下のエネルギーをも
つイオンはウエハにダメージを与えない。ダメージを引
き起こすエネルギーレベルは、本発明のしたがって蒸着
した金属イオンのエネルギーよりも高い。
のスパッタリング技術にしたがって蒸着した中性原子よ
りもさらに活動的であるが、基板にダメージを与えるほ
どではない。特に、約１００ｅｖ以下のエネルギーをも
つイオンはウエハにダメージを与えない。ダメージを引
き起こすエネルギーレベルは、本発明のしたがって蒸着
した金属イオンのエネルギーよりも高い。
【００５１】磁石150、151、および152からの磁力線155
はまた空白領域を除き、アノードおよびウエーハとの間
の領域を満たす上方の環状カソード部分127の上から上
向きにループを描く。プラズマの強度がカソードカップ
内で最も強いことを理解するべきである。特に、プラズ
マはカップ状の壁125に近接するドーナツ状の領域で最
も強くなる。上述したように、基板に近接したプラズマ
の強度はカソードカップ内での強度よりも低くなろう。
プラズマ密度は基板の近くで、より低い大きさとなると
見込まれる。
はまた空白領域を除き、アノードおよびウエーハとの間
の領域を満たす上方の環状カソード部分127の上から上
向きにループを描く。プラズマの強度がカソードカップ
内で最も強いことを理解するべきである。特に、プラズ
マはカップ状の壁125に近接するドーナツ状の領域で最
も強くなる。上述したように、基板に近接したプラズマ
の強度はカソードカップ内での強度よりも低くなろう。
プラズマ密度は基板の近くで、より低い大きさとなると
見込まれる。
【００５２】図３に示されるような、本発明の基本的な
実施例において、円筒状の中空カソード部分123の直径
は１インチよりも小さくてよい。これは、典型的な半導
体ウエーハ（８インチよりも大きいもの）の直径よりも
非常に小さい。
実施例において、円筒状の中空カソード部分123の直径
は１インチよりも小さくてよい。これは、典型的な半導
体ウエーハ（８インチよりも大きいもの）の直径よりも
非常に小さい。
【００５３】最も現代的な半導体処理において、蒸着源
が非常に硬度の“一様性”を必要とする。ここで使用す
る一様性という用語は、ウエーハの表面のいろいろな点
での蒸着層の厚さが小さな許容内で同じであるというこ
とをいう。基板の領域での蒸着率は一般的にその領域に
隣接したプラズマ密度の関数となる。したがって、一様
性は、プラズマ密度が基板の全表面にわたってほとんど
同じであることを要する。
が非常に硬度の“一様性”を必要とする。ここで使用す
る一様性という用語は、ウエーハの表面のいろいろな点
での蒸着層の厚さが小さな許容内で同じであるというこ
とをいう。基板の領域での蒸着率は一般的にその領域に
隣接したプラズマ密度の関数となる。したがって、一様
性は、プラズマ密度が基板の全表面にわたってほとんど
同じであることを要する。
【００５４】本発明の図３の実施例のカソードとウエー
ハの大きさの間の大きさの違いを考慮すると、ウエーハ
がカソードに非常に近接すると、蒸着層の一様性は悪く
なる。ウエーハに接するプラズマの密度、したがって、
ウエーハに突き当たる金属イオンの密度はウエーハの縁
でよりも中心近くでより高くなる。さらに、上述したよ
うに、スパッタターゲットからの中性金属原子の蒸着が
連続し、装置の形状によりウエーハの中心付近でより集
中することになる。
ハの大きさの間の大きさの違いを考慮すると、ウエーハ
がカソードに非常に近接すると、蒸着層の一様性は悪く
なる。ウエーハに接するプラズマの密度、したがって、
ウエーハに突き当たる金属イオンの密度はウエーハの縁
でよりも中心近くでより高くなる。さらに、上述したよ
うに、スパッタターゲットからの中性金属原子の蒸着が
連続し、装置の形状によりウエーハの中心付近でより集
中することになる。
【００５５】一様性を改良する一つの方法は、カソード
から実質的な距離をおいてウエーハを配置することであ
る。しかし、その距離が増加すると、蒸着の効率は、蒸
着率とターゲット材料利用の両方を考慮すると、低くな
る。一様性を改良する他の方法は、比較的小さな源から
生じたプラズマをウエーハの全表面にわたって一様に広
げる特別に限定された磁場を使用することである。理想
的には、磁場は、ウエーハ表面に蒸着するイオンの軌道
に影響を与えるので、ウエーハの表面に垂直であるべき
である。プラズマを広げ、同時にウエーハ表面に垂直な
磁力線を有する磁石の形状を設計することは難しいと信
じられている。
から実質的な距離をおいてウエーハを配置することであ
る。しかし、その距離が増加すると、蒸着の効率は、蒸
着率とターゲット材料利用の両方を考慮すると、低くな
る。一様性を改良する他の方法は、比較的小さな源から
生じたプラズマをウエーハの全表面にわたって一様に広
げる特別に限定された磁場を使用することである。理想
的には、磁場は、ウエーハ表面に蒸着するイオンの軌道
に影響を与えるので、ウエーハの表面に垂直であるべき
である。プラズマを広げ、同時にウエーハ表面に垂直な
磁力線を有する磁石の形状を設計することは難しいと信
じられている。
【００５６】環状のアノード140は絶縁体（ディスク）1
95および円筒状絶縁体196いよりカソード120から分離さ
れている。アノードはその内側縁にプラズマ容器に近接
したシールドリップを有する。リップは視線を減らし、
短絡を避けるためにスパッタされた金属でコートされる
ことから絶縁体195をシールドすることになる。
95および円筒状絶縁体196いよりカソード120から分離さ
れている。アノードはその内側縁にプラズマ容器に近接
したシールドリップを有する。リップは視線を減らし、
短絡を避けるためにスパッタされた金属でコートされる
ことから絶縁体195をシールドすることになる。
【００５７】図４および図５は効率を犠牲にすることな
く、蒸着の一様性を改良する本発明の他の実施例にした
がったカソード構造を示す。図４および図５の実施例は
非常に大きなターゲットを提供するという更なる利点を
有し、したがって寿命まで浸食される前により多くの材
料を遠くにとばすことができる。この実施例において、
平坦な上部分227、内側および外側環状側壁225および22
6をそれぞれ有する環状に溝があけられた部分223、なら
びに環状底24から成る。図５に示されているように、環
状磁石350および351は溝の内側および外側側壁225、226
をそれぞれ囲む。図５にもまた示されているように、カ
ソード溝224の底は冷却水を循環するためのチャネル360
を含んでもよい。冷却水のチャネルはまた熱交換効率を
改良するために乱流を導入する手段（図示せず）を含ん
でもよい。この実施例において、プラズマは溝の中で最
も強く、蒸着される材料のほとんどが溝内から除去され
る。侵食がカソード溝部分223内で最も大きいので、カ
ソードのこの部分は、おおくの侵食を受ける平坦なカソ
ード227を置き換える必要なく、置き換えを可能にする
ように、個別に製造され取り付けられ得る。
く、蒸着の一様性を改良する本発明の他の実施例にした
がったカソード構造を示す。図４および図５の実施例は
非常に大きなターゲットを提供するという更なる利点を
有し、したがって寿命まで浸食される前により多くの材
料を遠くにとばすことができる。この実施例において、
平坦な上部分227、内側および外側環状側壁225および22
6をそれぞれ有する環状に溝があけられた部分223、なら
びに環状底24から成る。図５に示されているように、環
状磁石350および351は溝の内側および外側側壁225、226
をそれぞれ囲む。図５にもまた示されているように、カ
ソード溝224の底は冷却水を循環するためのチャネル360
を含んでもよい。冷却水のチャネルはまた熱交換効率を
改良するために乱流を導入する手段（図示せず）を含ん
でもよい。この実施例において、プラズマは溝の中で最
も強く、蒸着される材料のほとんどが溝内から除去され
る。侵食がカソード溝部分223内で最も大きいので、カ
ソードのこの部分は、おおくの侵食を受ける平坦なカソ
ード227を置き換える必要なく、置き換えを可能にする
ように、個別に製造され取り付けられ得る。
【００５８】強い磁場355（溝の側壁を通してループを
描く）が形成されるように、磁場は環状磁石350および3
51により形成される。放電が開始すると、この磁場は溝
内に高い強度のプラズマ370を集中する。図示したよう
に、両磁場はカソードの平坦な部分227に隣接した同じ
磁極を有する。したがって、磁力線は、プラズマを広
げ、ウエーハに接触させる、磁石のそれぞれの上で上方
にウエーハ（図示せず）に向かってループを形成する。
磁石はまた、前述したようにプラズマを限定する溝の開
口に隣接して空白領域を形成し、グロー容器に対して前
述したのと同じ、溝のための抽出機構を与える。
描く）が形成されるように、磁場は環状磁石350および3
51により形成される。放電が開始すると、この磁場は溝
内に高い強度のプラズマ370を集中する。図示したよう
に、両磁場はカソードの平坦な部分227に隣接した同じ
磁極を有する。したがって、磁力線は、プラズマを広
げ、ウエーハに接触させる、磁石のそれぞれの上で上方
にウエーハ（図示せず）に向かってループを形成する。
磁石はまた、前述したようにプラズマを限定する溝の開
口に隣接して空白領域を形成し、グロー容器に対して前
述したのと同じ、溝のための抽出機構を与える。
【００５９】図３の実施例におけるように、十分な強度
のプラズマを生成するために、溝の壁の間の距離Ｗはコ
ートされる基板ウエーハの直径よりも実質的に小さい。
その幾何形状により、円形の源が、ウエーハをカソード
から非常に距離をおいて配置することなく、非常に改良
された蒸着の一様性をもたらすことが示される。さら
に、この形状を用いることで、源に伝えられる全電力を
増加させることが可能となり、これにより特別な位置で
電力密度を増加させることなくターゲットから除去され
る材料の量を増加させることが可能となる。事実上、電
力は非常に広い範囲にわたって広がる。
のプラズマを生成するために、溝の壁の間の距離Ｗはコ
ートされる基板ウエーハの直径よりも実質的に小さい。
その幾何形状により、円形の源が、ウエーハをカソード
から非常に距離をおいて配置することなく、非常に改良
された蒸着の一様性をもたらすことが示される。さら
に、この形状を用いることで、源に伝えられる全電力を
増加させることが可能となり、これにより特別な位置で
電力密度を増加させることなくターゲットから除去され
る材料の量を増加させることが可能となる。事実上、電
力は非常に広い範囲にわたって広がる。
【００６０】図６および図７のカソードの実施例は、前
に説明した実施例よりもさらによい一様性を与える。こ
の実施例は、図４及び図５の実施例を似ているが、広い
領域にわたって高い強度のプラズマを生成することがで
きる迷路のような溝423を含む。また、カソード420は平
坦な上部分427および迷路の溝部分423から成る。この実
施例の迷路形状により、カソード420はすべての溝が連
結されていることから一つの溝を含み、したがって、一
つの曲がりくねった高い強度のプラズマ570が生成され
る。図６および図７の実施例における一つの溝の使用
は、一つの系で複数の分離した溝内に高い強度のプラズ
マを維持することが困難である場合に重要と思われる。
したがって、構成することがより難しくとも、一つの迷
路の溝は、例えば複数の分離した同中心の溝よりも好適
である。また、迷路の設計は前述したいずれの実施例よ
りも、有効な寿命に至る前に、遠くによりターゲット材
料を飛ばすことができる。
に説明した実施例よりもさらによい一様性を与える。こ
の実施例は、図４及び図５の実施例を似ているが、広い
領域にわたって高い強度のプラズマを生成することがで
きる迷路のような溝423を含む。また、カソード420は平
坦な上部分427および迷路の溝部分423から成る。この実
施例の迷路形状により、カソード420はすべての溝が連
結されていることから一つの溝を含み、したがって、一
つの曲がりくねった高い強度のプラズマ570が生成され
る。図６および図７の実施例における一つの溝の使用
は、一つの系で複数の分離した溝内に高い強度のプラズ
マを維持することが困難である場合に重要と思われる。
したがって、構成することがより難しくとも、一つの迷
路の溝は、例えば複数の分離した同中心の溝よりも好適
である。また、迷路の設計は前述したいずれの実施例よ
りも、有効な寿命に至る前に、遠くによりターゲット材
料を飛ばすことができる。
【００６１】図６および図７のカソードの実施例は前述
した他のカソード構造物と同じように機能する。すなわ
ち、高い強度のプラズマは、磁石550-555の周囲の議力
線455により溝内に生成され、磁力線によりカソードの
上でウエーハ（図示せず）に接触するようになる。ま
た、強いプラズマの全領域は顕著に増加し、これにより
局部的な電力密度を増加させる必要なく、プラズマに伝
えられる全電力が増加させられる。このような強度で
は、チャネル560による冷却は、構造物の加熱による損
傷を防止するために重要である。
した他のカソード構造物と同じように機能する。すなわ
ち、高い強度のプラズマは、磁石550-555の周囲の議力
線455により溝内に生成され、磁力線によりカソードの
上でウエーハ（図示せず）に接触するようになる。ま
た、強いプラズマの全領域は顕著に増加し、これにより
局部的な電力密度を増加させる必要なく、プラズマに伝
えられる全電力が増加させられる。このような強度で
は、チャネル560による冷却は、構造物の加熱による損
傷を防止するために重要である。
【００６２】図８はプラズマ内でイオン化する金属原子
の数をさらに増加するためのマクロ波エネルギーを利用
する本発明の他の実施例を示す。マイクロ波エネルギー
はプラズマの強度を高める。この実施例は図１に関連し
て説明したものと同じ中空のカソード（閉じ込め容器）
620を含む。カソード620は平坦部分627、および円筒状
壁625および底624を含むカップ状部分623から成る。カ
ソード620は、円筒状壁625を通り、カソードの平坦な部
分627から外に向かって、基板630へとループを形成する
磁力線655を生成する環状磁石650により囲まれている。
入り口660および出口663並びに667から成るカソード冷
却系が制御された温度にカソードを維持するために設け
られている。この形状は、マイクロ波空洞が別個に冷却
できるので、カソード容器の冷却能力が最大になるとき
に、プラズマへの電力量を増加させると、特に有用とな
る。
の数をさらに増加するためのマクロ波エネルギーを利用
する本発明の他の実施例を示す。マイクロ波エネルギー
はプラズマの強度を高める。この実施例は図１に関連し
て説明したものと同じ中空のカソード（閉じ込め容器）
620を含む。カソード620は平坦部分627、および円筒状
壁625および底624を含むカップ状部分623から成る。カ
ソード620は、円筒状壁625を通り、カソードの平坦な部
分627から外に向かって、基板630へとループを形成する
磁力線655を生成する環状磁石650により囲まれている。
入り口660および出口663並びに667から成るカソード冷
却系が制御された温度にカソードを維持するために設け
られている。この形状は、マイクロ波空洞が別個に冷却
できるので、カソード容器の冷却能力が最大になるとき
に、プラズマへの電力量を増加させると、特に有用とな
る。
【００６３】マイクロ波電力はマイクロ波源（図示せ
ず）の周波数に同調する共振空洞680により伝えられ
る。マイクロ波源の周波数は、便宜2045ＧHzとしてもよ
い。RFエネルギーはコネクター685を経て空洞680に伝え
られる。ほぼ円筒形の空洞はカソード623とほぼ同じ直
径で、かつ同軸に位置する中央開口部を有する。内側お
よび外側フランジ687および688はそれぞれ、マイクロ波
の漏れを防止する空洞を通過する開口部の周囲に取り付
けられている。
ず）の周波数に同調する共振空洞680により伝えられ
る。マイクロ波源の周波数は、便宜2045ＧHzとしてもよ
い。RFエネルギーはコネクター685を経て空洞680に伝え
られる。ほぼ円筒形の空洞はカソード623とほぼ同じ直
径で、かつ同軸に位置する中央開口部を有する。内側お
よび外側フランジ687および688はそれぞれ、マイクロ波
の漏れを防止する空洞を通過する開口部の周囲に取り付
けられている。
【００６４】また、この実施例のおいて、プラズマ670
は磁石650の広がる磁力線によりウエーハ630の表面と接
触するように導かれる。マイクロ波空洞630はプラズマ
を広げることには寄与せず、むしろターゲットカソード
620から飛び出す金属原子のない領域でよりイオン化を
行わせることによりプラズマの強度を単に高める。
は磁石650の広がる磁力線によりウエーハ630の表面と接
触するように導かれる。マイクロ波空洞630はプラズマ
を広げることには寄与せず、むしろターゲットカソード
620から飛び出す金属原子のない領域でよりイオン化を
行わせることによりプラズマの強度を単に高める。
【００６５】本発明は図面に示された実施例を参照して
詳細に説明されているが、発明をこれら実施例に限定す
る意図ではない。当業者であれば、本発明の範囲または
思想から逸脱することなく、前記説明および図面から種
々の変形をなしうることは明らかである。したがって、
本発明は特許請求の範囲にのみに限定される。
詳細に説明されているが、発明をこれら実施例に限定す
る意図ではない。当業者であれば、本発明の範囲または
思想から逸脱することなく、前記説明および図面から種
々の変形をなしうることは明らかである。したがって、
本発明は特許請求の範囲にのみに限定される。
【図１】図１は本発明の空白場マグネトロンの略示図で
ある。
ある。
【図２】図２はプラズマがいかに空白場の中心からのみ
流出するかを示した抽出プラズマビームのデジタル映像
写真である。
流出するかを示した抽出プラズマビームのデジタル映像
写真である。
【図３】図３はプラズマ形成手段として高輝度マグネト
ロンスパッタソースを使用する本発明の実施例の断面図
である。
ロンスパッタソースを使用する本発明の実施例の断面図
である。
【図４】図４は本発明の他の実施例にしたがったターゲ
ットカソードの平面図である。
ットカソードの平面図である。
【図５】図５は図４の線3-3に沿った断面図である。
【図６】図６は本発明の他の実施例によるターゲットカ
ソードの平面図である。
ソードの平面図である。
【図７】図７は図６の線5-5に沿った断面図である。
【図８】図８はプラズマをさらに強化するためのマイク
ロ波ソースから成る本発明の他の実施例の断面図であ
る。
ロ波ソースから成る本発明の他の実施例の断面図であ
る。
1 磁気空白領域 2 プラズマ容器 3 磁力線 4 磁石 4′ 磁石 5 カソード内側面 5′ カソード内側面 6 エッジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クオク・ファイ・ライ アメリカ合衆国カリフォルニア州パロアル ト、バン・オーケン・サークル959 (72)発明者 ロバート・エル・アンダーソン アメリカ合衆国カリフォルニア州パロアル ト、エマーソン3169
Claims (29)
- 【請求項１】 スパッタマグネトロン装置であって、 a. 高強度プラズマを誘導する手段であって、 １）スパッタカソードであって、前記スパッタカソード
はイオン抽出を可能にする開口側及び壁を有する粒子閉
じ込め容器であり、前記壁は選択されたターゲット材料
の内側面を有し、前記スパッタカソードは前記スパッタ
カソードに電圧を印加するための手段を含むところのス
パッタカソードと、 ２）前記粒子閉じ込め容器内に電子を与えかつ維持する
ための手段と、 ３）前記スパッタカソード容器の前記開口側付近の領域
に空白磁場を与えるための、及び前記スパッタカソード
壁を通ってループする磁力線であってそれによって少な
くとも前記スパッタカソード壁付近に動作中前記電子を
保持するための保持力を与える磁力線を与えるための磁
場生成手段と、 を含む高強度プラズマ誘導手段と、 b. 前記ゼロ値磁場領域は、前記イオンが前記カソード
容器を離れ前記イオン抽出手段により決定される経路に
従うように誘導するべく、前記ゼロ値領域付近のイオン
と協動するための前記イオン抽出手段の一部から成ると
ころのイオン抽出手段と、から成る装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のスパッタマグネトロン
装置であって、前記イオン抽出手段が、 a. 動作中、前記スパッタカソード内にあるプラズマで
あって、前記プラズマが定常状態に達するところの及び
前記スパッタカソード内の前記プラズマが前記プラズマ
からの電子の漏れの結果第１正プラズマ電位を有すると
ころのプラズマと、 b. 前記プラズマと前記容器から離れた第１表面との間
に電場シース電位を確立するための手段であって、前記
電場シース電位は正イオンを前記プラズマから前記第１
表面に引きつけるための極性を有し、前記容器から離れ
た前記第１表面の領域内の前記プラズマは前記第１正電
位より正に低い第２プラズマ電位を有するところの手段
と、を含むところの装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載のスパッタマグネトロン
装置であって、前記第１遠隔表面は前記プラズマからの
正の金属イオンで膜付けされる半導体ウエハである、と
ころの装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載のスパッタマグネトロン
装置であって、前記プラズマと前記半導体基板との間の
前記電場シース電位は前記第２プラズマ電位より負に高
いところの装置。 - 【請求項５】 請求項２に記載のスパッタマグネトロン
装置であって、さらに前記スパッタカソード容器内の前
記スパッタカソードの材料のイオンの集中を高めるため
の手段であって、前記集中を高める手段は前記プラズマ
と相互作用する電磁波を発生させるための手段であり前
記電磁波は前記プラズマにエネルギーを与えかつスパッ
タカソード材料の中性原子がプラズマからのイオン衝撃
により前記カソードの表面からたたき出された後当該中
性原子の平均自由工程を減少させる、ところの手段を含
む装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の装置であって、前記電
磁波エネルギーを前記プラズマ付近に導入するための電
磁波伝送手段を含む装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の装置であって、前記プ
ラズマの前記近傍は前記空白領域を包囲するところの装
置。 - 【請求項８】 請求項１に記載の装置であって、前記高
強度プラズマは1013粒子/ccのオーダ以上であるところ
の装置。 - 【請求項９】 請求項８に記載の装置であって、前記粒
子閉じ込め容器は１インチのオーダ以下の幅Wを有する
細溝であるところの装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の装置であって、前記
細溝は複数の細溝であるところの装置。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の装置であって、前
記細溝は動作中同時連続プラズマが１つだけ存在するよ
うに相互接続されるところの装置。 - 【請求項１２】 請求項１に記載の装置であって、前記
粒子閉じ込め容器は１インチ以下のオーダの直径Wを有
するカップ形状であるところの装置。 - 【請求項１３】 請求項８に記載の装置であって、前記
粒子閉じ込め容器は１インチ以下のオーダの直径Wを有
するカップ形状であるところの装置。 - 【請求項１４】 請求項１２に記載の装置であって、動
作中前記高強度プラズマは2.0％以上の割合の前記ター
ゲット材料イオンを含むところの装置。 - 【請求項１５】 請求項１１に記載の装置であって、動
作中前記高強度プラズマは2.0％以上の割合の前記ター
ゲット材料イオンを含むところの装置。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載の装置であって、膜
付けされる半導体基板が前記空白点付近からの前記カソ
ード容器を励起した前記ターゲットイオンを受け取るべ
く載置されている、ところの装置。 - 【請求項１７】 請求項１５に記載の装置であって、膜
付けされる半導体基板が前記空白点付近からの前記カソ
ード容器を励起した前記ターゲットイオンを受け取るべ
く載置されている、ところの装置。 - 【請求項１８】 請求項１２に記載の装置であって、さ
らに前記スパッタカソード閉じ込め容器の壁を通じるア
パーチャであるガスポート手段であって、前記アパーチ
ャは前記容器内へのプラズマ開始ガスの通路のための前
記開口側から離れた壁上にありそれによって動作圧力を
低くするところのガスポート手段から成る装置。 - 【請求項１９】 請求項１２に記載の装置であって、さ
らに前記カソード閉じ込め容器と熱交換関係を有するよ
う配置されたクーラント液を導くための吸水及び排水コ
ンジットから成る装置。 - 【請求項２０】 請求項１９の装置であって前記コンジ
ットが熱交換を生み出す乱流に結合されるところの装
置。 - 【請求項２１】 ターゲット材料イオンを被処理体に方
向付けるための装置であって、 2.0％より大きな割合のターゲット材料イオンを含む10
13粒子/ccのオーダの高強度プラズマを生成するための
手段と、 前記プラズマを前記被処理体に接触させるための手段で
あって、それによって前記プラズマ内の蒸着されるター
ゲット材料イオンが前記被処理体の表面に対して概して
ノーマルな角度で前記被処理体に方向付けられるところ
の手段と、 磁場生成手段と、 前記高強度プラズマ生成手段が、前記被処理体上に蒸着
される前記材料から成るターゲットカソードを含むマグ
ネトロンスパッタソース手段から成り、前記ターゲット
カソードは対向するプラズマ閉じ込め壁及び１つの開口
側を有するプラズマ閉じ込め容器から成り、対向するプ
ラズマ閉じ込め壁は１インチのオーダの小さな距離Wで
分離されていて、前記磁場生成手段は最初前記対向する
閉じ込め壁に平行である磁気フラックス線を与えるとこ
ろの、及び前記磁場生成手段がさらに前記１つの開口側
付近に磁気的空白領域を与えるところの、前記高強度プ
ラズマ生成手段と、から成る装置。 - 【請求項２２】 請求項２１に記載の装置であって、前
記プラズマ閉じ込め容器が細溝から成るところの装置。 - 【請求項２３】 請求項２２に記載の装置であって、前
記細溝が環状形状であるところの装置。 - 【請求項２４】 請求項２２に記載の装置であって、前
記細溝が迷路形状であるところの装置。 - 【請求項２５】 請求項２１の装置であって、さらに前
記マグネトロンスパッタソースを冷却するための手段か
ら成る装置。 - 【請求項２６】 真空チャンバ内の平坦基板上に薄膜を
蒸着させるための装置であって、 前記ターゲットカソードの実質的イオン数より多いイオ
ンから成るプラズマを生成するための蒸着材料から作ら
れたターゲットカソードを含む高強度マグネトロンスパ
ッタソース手段と、 前記カソードと前記基板との間に磁気空白領域を有する
磁場を形成するための磁場生成手段と、から成りそれに
よって前記ターゲットカソードが概して平坦な面及び蒸
着材料がスパッタされる対向壁を有する細溝部を有し、
プラズマ密度が前記細溝部内で最も高いところの及び前
記細溝部の前記対向壁が１インチのオーダの距離で分離
されるところの、並びに前記平坦基板方向に向けられて
いる前記ターゲットカソードの原子は実質的に少なくと
も１０％の前記ターゲットカソードのイオン化原子を有
するところの装置。 - 【請求項２７】 請求項２６に記載の装置であって、前
記細溝は環状であるところの装置。 - 【請求項２８】 請求項２６に記載の装置であって、前
記細溝は迷路であるところの装置。 - 【請求項２９】 請求項１３に記載の装置であって、隔
離手段により前記スパッタカソードから離隔されかつ絶
縁されるアノードと、 カソードとアノードの短絡を防止するべく、前記スパッ
タカソードから前記絶縁体への照準線を遮ることにより
前記絶縁体手段をスパッタカソード材料による膜付けか
ら保護する手段と、から成る装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US133595 | 1993-10-08 | ||
| US08/133,595 US5482611A (en) | 1991-09-30 | 1993-10-08 | Physical vapor deposition employing ion extraction from a plasma |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183219A true JPH07183219A (ja) | 1995-07-21 |
| JP3611132B2 JP3611132B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=22459384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27170194A Expired - Fee Related JP3611132B2 (ja) | 1993-10-08 | 1994-10-11 | プラズマからのイオン抽出を採用するｐｖｄ装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5482611A (ja) |
| EP (1) | EP0647962B1 (ja) |
| JP (1) | JP3611132B2 (ja) |
| KR (1) | KR100302818B1 (ja) |
| DE (1) | DE69404597T2 (ja) |
| TW (1) | TW301839B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006500740A (ja) * | 2002-09-19 | 2006-01-05 | アプライド・プロセス・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | ビーム状プラズマ源 |
| JP2007516346A (ja) * | 2003-06-09 | 2007-06-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 金属のイオン物理蒸着におけるスパッタリングソース |
| WO2009157438A1 (ja) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | 株式会社アルバック | カソードユニット及びこのカソードユニットを備えたスパッタリング装置 |
| WO2010070845A1 (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | 株式会社アルバック | スパッタリング装置及びスパッタリング方法 |
| JP2016513336A (ja) * | 2013-02-06 | 2016-05-12 | アルセロルミッタル インベスティガシオン イ デサロージョ エセ．エレ． | プラズマ源 |
Families Citing this family (149)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5985102A (en) * | 1996-01-29 | 1999-11-16 | Micron Technology, Inc. | Kit for electrically isolating collimator of PVD chamber, chamber so modified, and method of using |
| US5705042A (en) * | 1996-01-29 | 1998-01-06 | Micron Technology, Inc. | Electrically isolated collimator and method |
| DE19609248A1 (de) * | 1996-02-23 | 1997-08-28 | Balzers Prozes Systeme Gmbh | Vorrichtung zum Beschichten von Substraten mittels Kathodenzerstäubung mit einem Hohltarget |
| JPH09228038A (ja) * | 1996-02-23 | 1997-09-02 | Balzers Prozes Syst Gmbh | 中空のターゲットを備えた、陰極スパッタによりサブストレートを被覆するための装置 |
| DE19609249A1 (de) * | 1996-02-23 | 1997-08-28 | Balzers Prozes Systeme Gmbh | Vorrichtung zum Beschichten von Substraten mittels Kathodenzerstäubung mit einem Hohltarget |
| US5716505A (en) * | 1996-02-23 | 1998-02-10 | Balzers Prozess-Systems Gmbh | Apparatus for coating substrates by cathode sputtering with a hollow target |
| US5725739A (en) * | 1996-07-08 | 1998-03-10 | Micron Technology, Inc. | Low angle, low energy physical vapor deposition of alloys |
| US5783282A (en) * | 1996-10-07 | 1998-07-21 | Micron Technology, Inc. | Resputtering to achieve better step coverage of contact holes |
| DE19722056A1 (de) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Roland Dr Gesche | Verfahren und Anordnung zum Herstellen dünner Schichten mittels Niederdruck-Gasentladung in einer Hohlkathode |
| DE19744060C2 (de) * | 1997-10-06 | 1999-08-12 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Substraten |
| AU9410498A (en) | 1997-11-26 | 1999-06-17 | Vapor Technologies, Inc. | Apparatus for sputtering or arc evaporation |
| US6217716B1 (en) | 1998-05-06 | 2001-04-17 | Novellus Systems, Inc. | Apparatus and method for improving target erosion in hollow cathode magnetron sputter source |
| US6287977B1 (en) | 1998-07-31 | 2001-09-11 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for forming improved metal interconnects |
| JP2002531690A (ja) | 1998-12-03 | 2002-09-24 | トーソー エスエムディー，インク． | インサートターゲットアセンブリとそれを製造する方法 |
| US6497796B1 (en) | 1999-01-05 | 2002-12-24 | Novellus Systems, Inc. | Apparatus and method for controlling plasma uniformity across a substrate |
| US6193854B1 (en) * | 1999-01-05 | 2001-02-27 | Novellus Systems, Inc. | Apparatus and method for controlling erosion profile in hollow cathode magnetron sputter source |
| US6179973B1 (en) * | 1999-01-05 | 2001-01-30 | Novellus Systems, Inc. | Apparatus and method for controlling plasma uniformity across a substrate |
| US5997705A (en) * | 1999-04-14 | 1999-12-07 | Vapor Technologies, Inc. | Rectangular filtered arc plasma source |
| US6500321B1 (en) | 1999-05-26 | 2002-12-31 | Novellus Systems, Inc. | Control of erosion profile and process characteristics in magnetron sputtering by geometrical shaping of the sputtering target |
| US8696875B2 (en) * | 1999-10-08 | 2014-04-15 | Applied Materials, Inc. | Self-ionized and inductively-coupled plasma for sputtering and resputtering |
| US10047430B2 (en) | 1999-10-08 | 2018-08-14 | Applied Materials, Inc. | Self-ionized and inductively-coupled plasma for sputtering and resputtering |
| US6610184B2 (en) | 2001-11-14 | 2003-08-26 | Applied Materials, Inc. | Magnet array in conjunction with rotating magnetron for plasma sputtering |
| US6251242B1 (en) | 2000-01-21 | 2001-06-26 | Applied Materials, Inc. | Magnetron and target producing an extended plasma region in a sputter reactor |
| US6277249B1 (en) | 2000-01-21 | 2001-08-21 | Applied Materials Inc. | Integrated process for copper via filling using a magnetron and target producing highly energetic ions |
| US6451177B1 (en) * | 2000-01-21 | 2002-09-17 | Applied Materials, Inc. | Vault shaped target and magnetron operable in two sputtering modes |
| US6444100B1 (en) | 2000-02-11 | 2002-09-03 | Seagate Technology Llc | Hollow cathode sputter source |
| US6342133B2 (en) | 2000-03-14 | 2002-01-29 | Novellus Systems, Inc. | PVD deposition of titanium and titanium nitride layers in the same chamber without use of a collimator or a shutter |
| US6962613B2 (en) * | 2000-03-24 | 2005-11-08 | Cymbet Corporation | Low-temperature fabrication of thin-film energy-storage devices |
| US6406599B1 (en) * | 2000-11-01 | 2002-06-18 | Applied Materials, Inc. | Magnetron with a rotating center magnet for a vault shaped sputtering target |
| US6964792B1 (en) | 2000-11-03 | 2005-11-15 | Novellus Systems, Inc. | Methods and apparatus for controlling electrolyte flow for uniform plating |
| WO2002043466A2 (en) * | 2000-11-30 | 2002-06-06 | North Carolina State University | Non-thermionic sputter material transport device, methods of use, and materials produced thereby |
| US6471831B2 (en) | 2001-01-09 | 2002-10-29 | Novellus Systems, Inc. | Apparatus and method for improving film uniformity in a physical vapor deposition system |
| US6642146B1 (en) | 2001-03-13 | 2003-11-04 | Novellus Systems, Inc. | Method of depositing copper seed on semiconductor substrates |
| US7186648B1 (en) | 2001-03-13 | 2007-03-06 | Novellus Systems, Inc. | Barrier first method for single damascene trench applications |
| US7781327B1 (en) | 2001-03-13 | 2010-08-24 | Novellus Systems, Inc. | Resputtering process for eliminating dielectric damage |
| US8043484B1 (en) | 2001-03-13 | 2011-10-25 | Novellus Systems, Inc. | Methods and apparatus for resputtering process that improves barrier coverage |
| US6607977B1 (en) | 2001-03-13 | 2003-08-19 | Novellus Systems, Inc. | Method of depositing a diffusion barrier for copper interconnect applications |
| US6764940B1 (en) | 2001-03-13 | 2004-07-20 | Novellus Systems, Inc. | Method for depositing a diffusion barrier for copper interconnect applications |
| WO2002080798A1 (en) * | 2001-04-06 | 2002-10-17 | Sherwood Services Ag | Molded insulating hinge for bipolar instruments |
| US6800187B1 (en) | 2001-05-31 | 2004-10-05 | Novellus Systems, Inc. | Clamshell apparatus for electrochemically treating wafers |
| US6551487B1 (en) | 2001-05-31 | 2003-04-22 | Novellus Systems, Inc. | Methods and apparatus for controlled-angle wafer immersion |
| WO2002104085A2 (en) * | 2001-06-19 | 2002-12-27 | Toky0 Electron Limited | A closed-drift hall effect plasma vacuum pump for process reactors |
| US6613199B1 (en) | 2001-10-25 | 2003-09-02 | Novellus Systems, Inc. | Apparatus and method for physical vapor deposition using an open top hollow cathode magnetron |
| US7041201B2 (en) * | 2001-11-14 | 2006-05-09 | Applied Materials, Inc. | Sidewall magnet improving uniformity of inductively coupled plasma and shields used therewith |
| US6755946B1 (en) | 2001-11-30 | 2004-06-29 | Novellus Systems, Inc. | Clamshell apparatus with dynamic uniformity control |
| US7033465B1 (en) | 2001-11-30 | 2006-04-25 | Novellus Systems, Inc. | Clamshell apparatus with crystal shielding and in-situ rinse-dry |
| US6683425B1 (en) | 2002-02-05 | 2004-01-27 | Novellus Systems, Inc. | Null-field magnetron apparatus with essentially flat target |
| US20040055883A1 (en) * | 2002-03-02 | 2004-03-25 | Shinzo Onishi | Magnetron sputtering target for non-magnetic materials |
| US6623610B1 (en) | 2002-03-02 | 2003-09-23 | Shinzo Onishi | Magnetron sputtering target for magnetic materials |
| US6765216B2 (en) * | 2002-03-04 | 2004-07-20 | Atomic Hydrogen Technologies Ltd. | Method and apparatus for producing atomic flows of molecular gases |
| US6743342B2 (en) * | 2002-03-12 | 2004-06-01 | Applied Materials, Inc. | Sputtering target with a partially enclosed vault |
| US7504006B2 (en) * | 2002-08-01 | 2009-03-17 | Applied Materials, Inc. | Self-ionized and capacitively-coupled plasma for sputtering and resputtering |
| US6830664B2 (en) * | 2002-08-05 | 2004-12-14 | Tegal Corporation | Cluster tool with a hollow cathode array |
| US7411352B2 (en) * | 2002-09-19 | 2008-08-12 | Applied Process Technologies, Inc. | Dual plasma beam sources and method |
| US6906436B2 (en) * | 2003-01-02 | 2005-06-14 | Cymbet Corporation | Solid state activity-activated battery device and method |
| US20040131760A1 (en) * | 2003-01-02 | 2004-07-08 | Stuart Shakespeare | Apparatus and method for depositing material onto multiple independently moving substrates in a chamber |
| US7294209B2 (en) * | 2003-01-02 | 2007-11-13 | Cymbet Corporation | Apparatus and method for depositing material onto a substrate using a roll-to-roll mask |
| US7603144B2 (en) * | 2003-01-02 | 2009-10-13 | Cymbet Corporation | Active wireless tagging system on peel and stick substrate |
| US20040140196A1 (en) * | 2003-01-17 | 2004-07-22 | Applied Materials, Inc. | Shaping features in sputter deposition |
| US8298933B2 (en) | 2003-04-11 | 2012-10-30 | Novellus Systems, Inc. | Conformal films on semiconductor substrates |
| US7842605B1 (en) | 2003-04-11 | 2010-11-30 | Novellus Systems, Inc. | Atomic layer profiling of diffusion barrier and metal seed layers |
| US7038389B2 (en) * | 2003-05-02 | 2006-05-02 | Applied Process Technologies, Inc. | Magnetron plasma source |
| CN1823178B (zh) * | 2003-09-12 | 2011-06-22 | Jx日矿日石金属株式会社 | 溅射靶以及该溅射靶的表面精加工方法 |
| US7211351B2 (en) | 2003-10-16 | 2007-05-01 | Cymbet Corporation | Lithium/air batteries with LiPON as separator and protective barrier and method |
| US7179351B1 (en) | 2003-12-15 | 2007-02-20 | Novellus Systems, Inc. | Methods and apparatus for magnetron sputtering |
| WO2005067645A2 (en) * | 2004-01-06 | 2005-07-28 | Cymbet Corporation | Layered barrier structure having one or more definable layers and method |
| AT501143B1 (de) * | 2004-05-14 | 2006-11-15 | Hueck Folien Gmbh | Sputterkathode zum einsatz im hochvakuum |
| US7569123B1 (en) | 2004-05-25 | 2009-08-04 | Novellus Systems, Inc. | Optimizing target erosion using multiple erosion regions in a magnetron sputtering apparatus |
| US7776478B2 (en) * | 2005-07-15 | 2010-08-17 | Cymbet Corporation | Thin-film batteries with polymer and LiPON electrolyte layers and method |
| JP2009502011A (ja) * | 2005-07-15 | 2009-01-22 | シンベット・コーポレイション | 軟質および硬質電解質層付き薄膜電池および方法 |
| US20070012244A1 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-18 | Cymbet Corporation | Apparatus and method for making thin-film batteries with soft and hard electrolyte layers |
| US7498587B2 (en) * | 2006-05-01 | 2009-03-03 | Vapor Technologies, Inc. | Bi-directional filtered arc plasma source |
| US7855147B1 (en) | 2006-06-22 | 2010-12-21 | Novellus Systems, Inc. | Methods and apparatus for engineering an interface between a diffusion barrier layer and a seed layer |
| US7645696B1 (en) | 2006-06-22 | 2010-01-12 | Novellus Systems, Inc. | Deposition of thin continuous PVD seed layers having improved adhesion to the barrier layer |
| US7678248B2 (en) * | 2006-08-09 | 2010-03-16 | Atomic Energy Council | Circulated cooled target |
| US7510634B1 (en) | 2006-11-10 | 2009-03-31 | Novellus Systems, Inc. | Apparatus and methods for deposition and/or etch selectivity |
| US7682966B1 (en) | 2007-02-01 | 2010-03-23 | Novellus Systems, Inc. | Multistep method of depositing metal seed layers |
| FR2912864B1 (fr) * | 2007-02-15 | 2009-07-31 | H E F Soc Par Actions Simplifi | Dispositif pour generer un plasma froid dans une enceinte sous vide et utilisation du dispositif pour des traitements thermochimiques |
| US20080285106A1 (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-20 | Nikon Corporation | Apparatus and Method For Nanoradian Metrology of Changes In Angular Orientation of A Vibrating Mirror Using Multi-Pass Optical Systems |
| US7897516B1 (en) | 2007-05-24 | 2011-03-01 | Novellus Systems, Inc. | Use of ultra-high magnetic fields in resputter and plasma etching |
| US7922880B1 (en) | 2007-05-24 | 2011-04-12 | Novellus Systems, Inc. | Method and apparatus for increasing local plasma density in magnetically confined plasma |
| US9194036B2 (en) * | 2007-09-06 | 2015-11-24 | Infineon Technologies Ag | Plasma vapor deposition |
| US7659197B1 (en) | 2007-09-21 | 2010-02-09 | Novellus Systems, Inc. | Selective resputtering of metal seed layers |
| US7985325B2 (en) * | 2007-10-30 | 2011-07-26 | Novellus Systems, Inc. | Closed contact electroplating cup assembly |
| US7935231B2 (en) * | 2007-10-31 | 2011-05-03 | Novellus Systems, Inc. | Rapidly cleanable electroplating cup assembly |
| US8017523B1 (en) | 2008-05-16 | 2011-09-13 | Novellus Systems, Inc. | Deposition of doped copper seed layers having improved reliability |
| US20100018857A1 (en) * | 2008-07-23 | 2010-01-28 | Seagate Technology Llc | Sputter cathode apparatus allowing thick magnetic targets |
| US10011917B2 (en) | 2008-11-07 | 2018-07-03 | Lam Research Corporation | Control of current density in an electroplating apparatus |
| US11225727B2 (en) | 2008-11-07 | 2022-01-18 | Lam Research Corporation | Control of current density in an electroplating apparatus |
| US9512538B2 (en) | 2008-12-10 | 2016-12-06 | Novellus Systems, Inc. | Plating cup with contoured cup bottom |
| US8172992B2 (en) * | 2008-12-10 | 2012-05-08 | Novellus Systems, Inc. | Wafer electroplating apparatus for reducing edge defects |
| US8475637B2 (en) * | 2008-12-17 | 2013-07-02 | Novellus Systems, Inc. | Electroplating apparatus with vented electrolyte manifold |
| WO2010132068A1 (en) | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Alpha Source Llc | Ecr particle beam source apparatus, system and method |
| US9455139B2 (en) | 2009-06-17 | 2016-09-27 | Novellus Systems, Inc. | Methods and apparatus for wetting pretreatment for through resist metal plating |
| US20100320081A1 (en) | 2009-06-17 | 2010-12-23 | Mayer Steven T | Apparatus for wetting pretreatment for enhanced damascene metal filling |
| US9677188B2 (en) | 2009-06-17 | 2017-06-13 | Novellus Systems, Inc. | Electrofill vacuum plating cell |
| US9138784B1 (en) | 2009-12-18 | 2015-09-22 | Novellus Systems, Inc. | Deionized water conditioning system and methods |
| US8427925B2 (en) | 2010-02-23 | 2013-04-23 | Seagate Technology Llc | HAMR NFT materials with improved thermal stability |
| US9251837B2 (en) | 2012-04-25 | 2016-02-02 | Seagate Technology Llc | HAMR NFT materials with improved thermal stability |
| US9224416B2 (en) | 2012-04-24 | 2015-12-29 | Seagate Technology Llc | Near field transducers including nitride materials |
| US9385035B2 (en) | 2010-05-24 | 2016-07-05 | Novellus Systems, Inc. | Current ramping and current pulsing entry of substrates for electroplating |
| DE102010030608B4 (de) * | 2010-06-28 | 2012-04-05 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Vorrichtung zur plasmagestützten Bearbeitung von Substraten |
| US20120181171A1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-07-19 | Regents Of The University Of Minnesota | Nanoparticle Deposition Systems |
| US9028666B2 (en) | 2011-05-17 | 2015-05-12 | Novellus Systems, Inc. | Wetting wave front control for reduced air entrapment during wafer entry into electroplating bath |
| US9853325B2 (en) | 2011-06-29 | 2017-12-26 | Space Charge, LLC | Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices |
| US11527774B2 (en) | 2011-06-29 | 2022-12-13 | Space Charge, LLC | Electrochemical energy storage devices |
| US11996517B2 (en) | 2011-06-29 | 2024-05-28 | Space Charge, LLC | Electrochemical energy storage devices |
| US10601074B2 (en) | 2011-06-29 | 2020-03-24 | Space Charge, LLC | Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices |
| US9221081B1 (en) | 2011-08-01 | 2015-12-29 | Novellus Systems, Inc. | Automated cleaning of wafer plating assembly |
| US9228270B2 (en) | 2011-08-15 | 2016-01-05 | Novellus Systems, Inc. | Lipseals and contact elements for semiconductor electroplating apparatuses |
| US10066311B2 (en) | 2011-08-15 | 2018-09-04 | Lam Research Corporation | Multi-contact lipseals and associated electroplating methods |
| US9988734B2 (en) | 2011-08-15 | 2018-06-05 | Lam Research Corporation | Lipseals and contact elements for semiconductor electroplating apparatuses |
| SG10201608038VA (en) | 2012-03-28 | 2016-11-29 | Novellus Systems Inc | Methods and apparatuses for cleaning electroplating substrate holders |
| US9476139B2 (en) | 2012-03-30 | 2016-10-25 | Novellus Systems, Inc. | Cleaning electroplating substrate holders using reverse current deplating |
| GB201210994D0 (en) * | 2012-06-21 | 2012-08-01 | Univ Surrey | Ion accelerators |
| US9746427B2 (en) | 2013-02-15 | 2017-08-29 | Novellus Systems, Inc. | Detection of plating on wafer holding apparatus |
| US10416092B2 (en) | 2013-02-15 | 2019-09-17 | Lam Research Corporation | Remote detection of plating on wafer holding apparatus |
| JP2016518240A (ja) | 2013-02-15 | 2016-06-23 | リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ | 粒子の官能化 |
| US9613833B2 (en) | 2013-02-20 | 2017-04-04 | Novellus Systems, Inc. | Methods and apparatus for wetting pretreatment for through resist metal plating |
| US9280989B2 (en) | 2013-06-21 | 2016-03-08 | Seagate Technology Llc | Magnetic devices including near field transducer |
| US8830800B1 (en) | 2013-06-21 | 2014-09-09 | Seagate Technology Llc | Magnetic devices including film structures |
| US9058824B2 (en) | 2013-06-24 | 2015-06-16 | Seagate Technology Llc | Devices including a gas barrier layer |
| KR101672245B1 (ko) | 2013-06-24 | 2016-11-03 | 시게이트 테크놀로지 엘엘씨 | 적어도 하나의 인터믹싱층을 포함하는 디바이스들 |
| US20140376351A1 (en) | 2013-06-24 | 2014-12-25 | Seagate Technology Llc | Materials for near field transducers and near field transducers containing same |
| US9245573B2 (en) | 2013-06-24 | 2016-01-26 | Seagate Technology Llc | Methods of forming materials for at least a portion of a NFT and NFTs formed using the same |
| US9435049B2 (en) | 2013-11-20 | 2016-09-06 | Lam Research Corporation | Alkaline pretreatment for electroplating |
| US9570098B2 (en) | 2013-12-06 | 2017-02-14 | Seagate Technology Llc | Methods of forming near field transducers and near field transducers formed thereby |
| US9697856B2 (en) | 2013-12-06 | 2017-07-04 | Seagate Techology LLC | Methods of forming near field transducers and near field transducers formed thereby |
| DE102014105414A1 (de) | 2014-04-16 | 2015-11-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Erzeugen eines Plasmas |
| US9305572B2 (en) | 2014-05-01 | 2016-04-05 | Seagate Technology Llc | Methods of forming portions of near field transducers (NFTS) and articles formed thereby |
| US9620150B2 (en) | 2014-11-11 | 2017-04-11 | Seagate Technology Llc | Devices including an amorphous gas barrier layer |
| US9552833B2 (en) | 2014-11-11 | 2017-01-24 | Seagate Technology Llc | Devices including a multilayer gas barrier layer |
| US9822444B2 (en) | 2014-11-11 | 2017-11-21 | Seagate Technology Llc | Near-field transducer having secondary atom higher concentration at bottom of the peg |
| US10510364B2 (en) | 2014-11-12 | 2019-12-17 | Seagate Technology Llc | Devices including a near field transducer (NFT) with nanoparticles |
| US9481942B2 (en) | 2015-02-03 | 2016-11-01 | Lam Research Corporation | Geometry and process optimization for ultra-high RPM plating |
| KR101652041B1 (ko) | 2015-02-06 | 2016-08-29 | 유옥수 | 마찰계수 감소와 내경 보강용 디씨 이중벽 하수관 |
| US9617648B2 (en) | 2015-03-04 | 2017-04-11 | Lam Research Corporation | Pretreatment of nickel and cobalt liners for electrodeposition of copper into through silicon vias |
| US10192573B2 (en) | 2015-03-22 | 2019-01-29 | Seagate Technology Llc | Devices including metal layer |
| WO2016191707A1 (en) | 2015-05-28 | 2016-12-01 | Seagate Technology Llc | Multipiece near field transducers (nfts) |
| WO2016191666A1 (en) | 2015-05-28 | 2016-12-01 | Seagate Technology Llc | Near field transducers (nfts) including barrier layer and methods of forming |
| US10840105B2 (en) * | 2015-06-15 | 2020-11-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Gate structure with insulating structure and method for manufacturing the same |
| US10053793B2 (en) | 2015-07-09 | 2018-08-21 | Lam Research Corporation | Integrated elastomeric lipseal and cup bottom for reducing wafer sticking |
| US9852748B1 (en) | 2015-12-08 | 2017-12-26 | Seagate Technology Llc | Devices including a NFT having at least one amorphous alloy layer |
| US11359274B2 (en) | 2015-12-21 | 2022-06-14 | IonQuestCorp. | Electrically and magnetically enhanced ionized physical vapor deposition unbalanced sputtering source |
| US10957519B2 (en) | 2015-12-21 | 2021-03-23 | Ionquest Corp. | Magnetically enhanced high density plasma-chemical vapor deposition plasma source for depositing diamond and diamond-like films |
| US11482404B2 (en) | 2015-12-21 | 2022-10-25 | Ionquest Corp. | Electrically and magnetically enhanced ionized physical vapor deposition unbalanced sputtering source |
| US9951414B2 (en) | 2015-12-21 | 2018-04-24 | IonQuest LLC | Magnetically enhanced high density plasma-chemical vapor deposition plasma source for depositing diamond and diamond-like films |
| US11823859B2 (en) | 2016-09-09 | 2023-11-21 | Ionquest Corp. | Sputtering a layer on a substrate using a high-energy density plasma magnetron |
| EP3762989A4 (en) | 2018-03-07 | 2021-12-15 | Space Charge, LLC | THIN FILM SOLID STATE ENERGY STORAGE DEVICES |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6046368A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-13 | Showa Denko Kk | スパツタリングタ−ゲツト |
| JPS6188511A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-06 | Nec Kansai Ltd | 磁性体薄膜製作方法 |
| JPH05102036A (ja) * | 1991-10-11 | 1993-04-23 | Applied Materials Japan Kk | スパツタ装置 |
| JPH062125A (ja) * | 1992-06-16 | 1994-01-11 | Fujitsu Ltd | 半導体製造装置 |
| JPH06172995A (ja) * | 1992-12-09 | 1994-06-21 | Tokyo Electron Ltd | マグネトロンスパッタリング装置及びスパッタリングガン |
| JPH06200375A (ja) * | 1991-11-15 | 1994-07-19 | Tokyo Electron Ltd | 中空形状マグネトロンスパッタ電極 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3369990A (en) * | 1964-12-31 | 1968-02-20 | Ibm | Cathodic sputtering apparatus including thermionic means for increasing sputtering efficiency |
| US3962988A (en) * | 1973-03-05 | 1976-06-15 | Yoichi Murayama, Nippon Electric Varian Ltd. | Ion-plating apparatus having an h.f. electrode for providing an h.f. glow discharge region |
| US4039416A (en) * | 1975-04-21 | 1977-08-02 | White Gerald W | Gasless ion plating |
| US4046660A (en) * | 1975-12-29 | 1977-09-06 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Sputter coating with charged particle flux control |
| US4655893A (en) * | 1983-02-07 | 1987-04-07 | Battelle Development Corporation | Cubic boron nitride preparation utilizing a boron and nitrogen bearing gas |
| US4420386A (en) * | 1983-04-22 | 1983-12-13 | White Engineering Corporation | Method for pure ion plating using magnetic fields |
| CH659484A5 (de) * | 1984-04-19 | 1987-01-30 | Balzers Hochvakuum | Anordnung zur beschichtung von substraten mittels kathodenzerstaeubung. |
| DE3566194D1 (en) * | 1984-08-31 | 1988-12-15 | Hitachi Ltd | Microwave assisting sputtering |
| JPH0697660B2 (ja) * | 1985-03-23 | 1994-11-30 | 日本電信電話株式会社 | 薄膜形成方法 |
| US4588490A (en) * | 1985-05-22 | 1986-05-13 | International Business Machines Corporation | Hollow cathode enhanced magnetron sputter device |
| DE3527626A1 (de) * | 1985-08-01 | 1987-02-05 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Zerstaeubungskatode nach dem magnetronprinzip |
| US5022977A (en) * | 1986-09-29 | 1991-06-11 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Ion generation apparatus and thin film forming apparatus and ion source utilizing the ion generation apparatus |
| JPS6393881A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-25 | Anelva Corp | プラズマ処理装置 |
| JPS6396283A (ja) * | 1986-10-11 | 1988-04-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イオン源 |
| US4824544A (en) * | 1987-10-29 | 1989-04-25 | International Business Machines Corporation | Large area cathode lift-off sputter deposition device |
| US4915805A (en) * | 1988-11-21 | 1990-04-10 | At&T Bell Laboratories | Hollow cathode type magnetron apparatus construction |
| US4925542A (en) * | 1988-12-08 | 1990-05-15 | Trw Inc. | Plasma plating apparatus and method |
| DE3844064A1 (de) * | 1988-12-28 | 1990-07-05 | Leybold Ag | Katodenzerstaeubungsvorrichtung nach dem magnetron-prinzip mit einer hohlkatode und einem zylindrischen target |
| US5178743A (en) * | 1989-06-15 | 1993-01-12 | Microelectronics And Computer Technology Corporation | Cylindrical magnetron sputtering system |
| US5045166A (en) * | 1990-05-21 | 1991-09-03 | Mcnc | Magnetron method and apparatus for producing high density ionic gas discharge |
| US5073245A (en) * | 1990-07-10 | 1991-12-17 | Hedgcoth Virgle L | Slotted cylindrical hollow cathode/magnetron sputtering device |
| US5069770A (en) * | 1990-07-23 | 1991-12-03 | Eastman Kodak Company | Sputtering process employing an enclosed sputtering target |
| US5178739A (en) * | 1990-10-31 | 1993-01-12 | International Business Machines Corporation | Apparatus for depositing material into high aspect ratio holes |
-
1993
- 1993-10-08 US US08/133,595 patent/US5482611A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-09-23 TW TW083108838A patent/TW301839B/zh active
- 1994-10-06 KR KR1019940025513A patent/KR100302818B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-10-07 DE DE69404597T patent/DE69404597T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-07 EP EP94307381A patent/EP0647962B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-11 JP JP27170194A patent/JP3611132B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6046368A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-13 | Showa Denko Kk | スパツタリングタ−ゲツト |
| JPS6188511A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-06 | Nec Kansai Ltd | 磁性体薄膜製作方法 |
| JPH05102036A (ja) * | 1991-10-11 | 1993-04-23 | Applied Materials Japan Kk | スパツタ装置 |
| JPH06200375A (ja) * | 1991-11-15 | 1994-07-19 | Tokyo Electron Ltd | 中空形状マグネトロンスパッタ電極 |
| JPH062125A (ja) * | 1992-06-16 | 1994-01-11 | Fujitsu Ltd | 半導体製造装置 |
| JPH06172995A (ja) * | 1992-12-09 | 1994-06-21 | Tokyo Electron Ltd | マグネトロンスパッタリング装置及びスパッタリングガン |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006500740A (ja) * | 2002-09-19 | 2006-01-05 | アプライド・プロセス・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | ビーム状プラズマ源 |
| JP2007516346A (ja) * | 2003-06-09 | 2007-06-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 金属のイオン物理蒸着におけるスパッタリングソース |
| WO2009157438A1 (ja) * | 2008-06-26 | 2009-12-30 | 株式会社アルバック | カソードユニット及びこのカソードユニットを備えたスパッタリング装置 |
| US8470145B2 (en) | 2008-06-26 | 2013-06-25 | Ulvac, Inc. | Cathode unit and sputtering apparatus provided with the same |
| TWI465598B (zh) * | 2008-06-26 | 2014-12-21 | Ulvac Inc | A cathode unit and a sputtering apparatus having the cathode unit |
| JP5717444B2 (ja) * | 2008-06-26 | 2015-05-13 | 株式会社アルバック | カソードユニット及びこのカソードユニットを備えたスパッタリング装置 |
| WO2010070845A1 (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | 株式会社アルバック | スパッタリング装置及びスパッタリング方法 |
| US8834685B2 (en) | 2008-12-15 | 2014-09-16 | Ulvac, Inc. | Sputtering apparatus and sputtering method |
| JP2016513336A (ja) * | 2013-02-06 | 2016-05-12 | アルセロルミッタル インベスティガシオン イ デサロージョ エセ．エレ． | プラズマ源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69404597D1 (de) | 1997-09-04 |
| US5482611A (en) | 1996-01-09 |
| TW301839B (ja) | 1997-04-01 |
| JP3611132B2 (ja) | 2005-01-19 |
| KR100302818B1 (ko) | 2001-12-01 |
| DE69404597T2 (de) | 1997-11-27 |
| KR950012581A (ko) | 1995-05-16 |
| EP0647962B1 (en) | 1997-07-30 |
| EP0647962A1 (en) | 1995-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3611132B2 (ja) | プラズマからのイオン抽出を採用するｐｖｄ装置 | |
| US6217716B1 (en) | Apparatus and method for improving target erosion in hollow cathode magnetron sputter source | |
| US6179973B1 (en) | Apparatus and method for controlling plasma uniformity across a substrate | |
| US4911814A (en) | Thin film forming apparatus and ion source utilizing sputtering with microwave plasma | |
| US5968327A (en) | Ionizing sputter device using a coil shield | |
| JP5068404B2 (ja) | マグネトロンスパッタリングリアクターにおける同軸状電磁石 | |
| JP3730867B2 (ja) | プラズマ蒸着法並びに磁気バケットおよび同心プラズマおよび材料源を備える装置 | |
| US5022977A (en) | Ion generation apparatus and thin film forming apparatus and ion source utilizing the ion generation apparatus | |
| JP3603024B2 (ja) | イオン化物理蒸着方法およびその装置 | |
| JP4150504B2 (ja) | イオン化物理蒸着のための方法および装置 | |
| US4925542A (en) | Plasma plating apparatus and method | |
| US5302266A (en) | Method and apparatus for filing high aspect patterns with metal | |
| US6497796B1 (en) | Apparatus and method for controlling plasma uniformity across a substrate | |
| US20070205096A1 (en) | Magnetron based wafer processing | |
| US5702573A (en) | Method and apparatus for improved low pressure collimated magnetron sputter deposition of metal films | |
| JPS6330987B2 (ja) | ||
| JPH0816266B2 (ja) | 高アスペクト比の穴に材料を付着させる装置 | |
| JPH073450A (ja) | 低圧動作用マグネトロンスパッタリングソース | |
| JP2006506521A (ja) | 高蒸着速度スパッタリング | |
| JPH10259477A (ja) | 電子ビーム及び磁界を用いてイオン化金属プラズマを生成する方法 | |
| US6761804B2 (en) | Inverted magnetron | |
| EP0523695B1 (en) | A sputtering apparatus and an ion source | |
| US6683425B1 (en) | Null-field magnetron apparatus with essentially flat target | |
| US6471831B2 (en) | Apparatus and method for improving film uniformity in a physical vapor deposition system | |
| KR940004099B1 (ko) | 이온원장치 및 박막형성장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20040319 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20040324 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040618 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041014 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041014 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081029 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091029 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |