JPH08333677A - 選択的材料付着方法、及びそのために使用されるスパッタリング装置 - Google Patents

選択的材料付着方法、及びそのために使用されるスパッタリング装置

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JPH08333677A
JPH08333677A JP8142657A JP14265796A JPH08333677A JP H08333677 A JPH08333677 A JP H08333677A JP 8142657 A JP8142657 A JP 8142657A JP 14265796 A JP14265796 A JP 14265796A JP H08333677 A JPH08333677 A JP H08333677A
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angle
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collimator
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JP8142657A
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Ju Chuwan She Julian
ジュリアン・ジュー＝チュワン・シエ
Donald M Kenney
ドナルド・マックアルパイン・ケニー
Thomas John Licata
トマス・ジョン・リカタ
James G Ryan
ジェームズ・ガードナー・ライアン
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 付着の均一性または制御性が改善される、傾
斜コリメート化スパッタリング装置及び方法を提供す
る。 【解決手段】 粒子の軌道の分布を表面に対して９０°
未満の角度に配向した中心軸の周りで少なくとも一つの
座標方向に制限する傾斜ベーンを有するコリメーション
・グリッドを使用した傾斜スパッタリングは、ターゲッ
トと付着表面との平行な配向と均一な間隔によって、側
壁を含む付着表面上の付着に良好な均一性を与える。ま
た、傾斜コリメート化付着により、フィーチャの部分を
マスクとして使用してフィーチャの残りの露出部分だけ
に付着を行うことによって、サブリソグラフィ・フィー
チャ・サイズで付着の制御が可能となる。すなわち、側
壁イメージ転写技術を非対称な単独のフィーチャに拡張
することができる。付着表面に対する角度が非常に浅い
とき、付着した材料は有効表面積が非常に増大した繊維
状のテクスチャを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に潜在的にサ
ブリソグラフィ寸法のパターン形成を含む厳密な（seve
re）トポグラフィ（表面凹凸）を有する材料の付着に関
し、詳細には、特に高集積密度のマイクロマシン及び半
導体素子の表面を処理し製造する目的でスパッタリング
によって材料を付着するための特定の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路及びマイクロマシン製造分野に
おいては、高度に複雑な工程の多くの段階で材料の除去
または付着を行い、各々の結果を達成するため、多くの
技術が知られ広く実施されている。一般に、各々の結果
を得るための技術は、所望の方向へ進むことが期待でき
るかそうでないかを示す、等方性または異方性に分類さ
れる。異方性は、等方性処理における複雑な表面トポグ
ラフィによっても誘発されることがある。したがって、
実際上、これらの技術のほとんどは、特に材料付着の場
合は、理想的に等方性でも理想的に異方性でもない。ま
た付着速度も付着が行われる表面のトポグラフィの影響
を受け、ある表面（ターゲットと呼ぶ）から材料が侵食
され、別の表面に再付着されるスパッタリング技術にお
いてはそれが特に顕著である。
【０００３】従来技術においてよく理解されているよう
に、スパッタリング・プロセスにおける材料付着速度
は、付着が起こる表面における原子またはイオンの入射
角度に大きく依存する。すなわち、表面の特定の位置に
特定の原子またはイオンが付着する確度は、入射角がそ
の位置で表面に対して直角に近づくにつれて増大する。
したがって、スパッタされた粒子の軌道が広範囲に分布
する場合、表面の形態とトポグラフィによって付着が大
きく影響され、表面の特定の領域に到達する粒子数が減
少すると思われる。一方、軌道の範囲がコリメーション
などで限定される場合、このコリメーションによって達
成される粒子の軌道とほぼ垂直な表面への付着が強く優
先される。
【０００４】特定の付着プロセスの目的が、付着膜厚を
均一にすることであろうと、付着物を形成する表面間の
選択性を高くすることであろうと、厳密な表面トポグラ
フィは所望の材料付着を得る上で大きな困難をもたら
す。特に現在のリソグラフィ・プロセスで利用できる最
小のフィーチャ・サイズと比べて非常に小さいフィーチ
ャ・サイズにおいては、付着プロセスが進むにつれて、
表面トポグラフィが付着物の膜厚により動的に変化する
ので、この問題は深刻になる。
【０００５】より詳細には、例えば、集積回路における
集積密度が増大し、フィーチャ・サイズが縮小するにつ
れて、アスペクト比が比較的高い（例えばフィーチャの
深さとフィーチャの横寸法の比が１：１より大きい）、
基板または層中のトレンチまたはアパーチャの充填を行
うことが必要になってきた。分離トレンチ及びトレンチ
・キャパシタが、このようなトレンチ充填（通常それぞ
れＳｉＯ2とポリシリコンによる）を必要とする構造の
例であり、通常は化学的気相付着及びスパッタリングな
ど他の周知の技術による。しかしながら、前記の理由に
より、化学気相付着は現在、厳密なトポグラフィを充填
するのにスパッタリングよりもずっと好ましいと考えら
れる。同様な高アスペクト比のフィーチャ及び厳密なト
ポグラフィへの充填または付着がマイクロマシンにおい
ても普通に見られる。
【０００６】スパッタリング技術は現在、主に導体パタ
ーンを形成するために金属を付着するのに使用され、コ
リメーションは厳密なトポグラフィへの付着を改善する
ことが知られている。しかしながら、コリメーション自
体は、特に凹部（例えばトレンチ）側壁上にスパッタさ
れる材料の付着速度を低下させ、トレンチ上端縁部にオ
ーバーハングまたはオーバーバードンを発生させて、ト
レンチまたはアパーチャの底部にわたる不均一性を引き
起こす。それに比べて、コリメートなしのスパッタリン
グでは、表面トポグラフィが、表面（今後「付着表面」
と呼び、付着表面の厳密なトポグラフィを構成すること
もある特定のフィーチャの個々の表面とは区別される厳
密なトポグラフィを特徴づけることもそうでないことも
ある）上の異なる位置にスパッタされる粒子の軌道分布
を変更し、トレンチまたはアパーチャの側壁への付着を
トレンチ上端付近でより速く進ませて、トレンチ上端に
オーバーバードンを形成し、それによってトレンチ底部
にも同様により薄く不均一な付着を生じさせ、付着速度
を低下させる。
【０００７】さらに、コリメート化スパッタリングでも
コリメートなしのスパッタリングでも、トレンチまたは
アパーチャの上端付近で側壁に付着が行われるため、ト
レンチまたはアパーチャの底部の隅への付着及び厳密な
表面トポグラフィの同様の形状の部分への付着が特に損
なわれる。トレンチまたはアパーチャの充填を試みると
き、付着の均一性のこの逸脱により、充填の不完全なト
レンチまたはアパーチャ内にいわゆるキーホール・ボイ
ドなどの欠陥を生じる可能性がある。特に厳密なトポグ
ラフィと交差する導体用の層構造も、表面の向きが急に
（例えば水平から直角に）変わる地点で膜厚が薄く形成
される。
【０００８】おそらくより重要なことであるが、集積密
度が増大するにつれて、チップまたはその上に形成され
るフィーチャの表面積の「数値」が増大し、「素子数」
が大きい特定の集積回路設計にとって所与の寸法のチッ
プの使用可能面積を増やす技術が決定的となる。素子が
形成可能な面積をこのように有効に増大させる試みのな
かで、いくつかのタイプの構造が提案されたが、それに
はトレンチまたはアパーチャの側壁など、ウェーハの主
寸法（例えば付着表面）に対して大きな角度の表面上に
ほぼ均一な付着物を形成できる能力が必要とされる。ウ
ェーハ表面に直角な方向にコリメート化したスパッタリ
ングは、このような構成の底部への付着に有利であるこ
とがわかっているが、側壁への付着は依然として不均一
である。
【０００９】さらに、集積回路の集積密度を最大にし、
またはマイクロマシンの小型化を最大限にするために、
トレンチ及びアパーチャまたは他のフィーチャの少なく
ともいくつかを、その設計に対して選択したリソグラフ
ィ技術で得られる最小のまたはそれに近いフィーチャ・
サイズで形成するのが一般的である。したがって、この
ような場合、トレンチ内部に形成されるいかなる構造
も、少なくとも同一のリソグラフィ技術では必然的にサ
ブリソグラフィ寸法となるはずである。さらに、最小フ
ィーチャ・サイズの縮少につれて、リソグラフィ・プロ
セスの工程の複雑さとコストは劇的に増大する。位置合
わせの重大性も増大し、工程許容差も減少し、それにと
もなって製造歩留りに対する潜在的な悪影響も生じる。
【００１０】いわゆるサブリソグラフィ・フィーチャ・
サイズの製造のために、いくつかの技術が知られてい
る。側壁イメージ転写（ＳＩＴ）と呼ばれる周知の技術
は、マンドレルとして知られ後で除去される凸形フィー
チャ上に幅の狭い側壁を形成するために、等方性プロセ
スと異方性プロセスの組み合わせを使用する。（同様の
表面形状がトレンチなどの凹形フィーチャによっても提
供される。この場合トレンチはこの設計の構造中に残さ
なければならない。トレンチ側壁の構成を一般に「スペ
ーサ」と呼ぶ。）しかしながら、この側壁構造はフィー
チャの全側面上に閉じたパターン（例えばマンドレルま
たはフィーチャの断面に対として見られる）で対称にし
か形成できない。閉じたパターンは自己位置合わせ式半
導体プロセスでかなり利用され、マスク式エッチングな
どの他のリソグラフィ・プロセスによって修正できる
が、側壁イメージ転写による単独のサブリソグラフィ・
パターンを提供するプロセスは存在しなかった。例え
ば、フランク・Ｆ・ファン（Frank F. Fang）らの米国
特許第４５３２６９８号では、非常に短いチャネルと精
度の改善されたゲート位置合わせを有する電界効果トラ
ンジスタを形成するために、角度が５°ないし２５°の
傾斜側壁付着を傾斜不純物注入と組み合わせて利用する
ことが提案されている。しかしながら、上記特許に開示
される技術は、どんな基板付着物も側壁付着の厚さの著
しい変化なしにエッチングで除去できるように、水平面
への付着膜厚を最小限に抑えるために付着角度の浅さを
利用しており、したがって、単一の垂直面だけが（少な
くとも集積密度を厳しく限定する距離内で）側壁付着の
形成に利用できると実際に仮定している。
【００１１】いずれの場合も、ＳＩＴ技術を実施するた
めの周知のプロセスは複雑であるうえに厳密な工程許容
差を要求する。さらに、ＳＩＴ技術は、特に側壁付着の
厚さがリソグラフィ技術で利用できる寸法より著しく薄
いとき、側壁への不均一な付着によって、または垂直面
へ付着した以外の材料を除去するために適用されるエッ
チングの理想的な異方性からの逸脱によって、あるいは
その両方によって損なわれる。
【００１２】マイクロマシンなどの他の応用例でも、集
積回路で利用できることもできないこともある幾何形状
の構造が必要とされる。例えば、サブリソグラフィＴ字
形構造は、強い電磁場を受ける環境における応用例では
半導体原理よりも真空管で動作する電子装置で利益をも
たらす。このような形状は、側壁の部分間の選択性がな
い側壁イメージ転写によっては形成できない。同様に、
マイクロマシンのインペラは、ＳＩＴ技術によっては形
成できない特定の形状で高い効率が得られる。
【００１３】また、サイズ縮小の効率または程度あるい
はその両方を表面処理によって高めることができる多数
の応用例も知られている。例えば、いわゆる半球グレイ
ン（grain）の製造など、材料表面を粗くする技術は、
有効表面積と全体サイズが固定されたコンデンサのキャ
パシタンス値を増大できることが知られている。性能が
表面積の増加に依存する他の応用例は、太陽電池、材料
検出器、触媒、流体フィルタ、ある種のフィルタにおけ
るような多孔性表面の製造を含むが、それだけに限られ
るものではない。例えば光や超音波の応用例では面積と
同様に表面トポグラフィも重要である。しかしながら、
周知の表面処理技術は、達成できる表面積の有効増大量
にいくらか限界がある。例えば、コンデンサにおいて依
然として非常に大きな改良ではあるが、半球グレインの
有効表面積の増大は４０％に限られている。
【００１４】また、傾斜材料付着技術を実施する研究も
いくつか行われている。しかしながら、傾斜式蒸着また
はスパッタリングは一般に、半導体加工用反応器の経済
的スループットに必要な大きなウェーハ面積にわたって
均一性不良をもたらした。この問題は、コリメートなし
のスパッタリングに関しては、ターゲット中のグレイン
の配向によって方向付けされるローブを一般に形成す
る、スパッタリング・ターゲットから放出される粒子の
軌道の不均一性に帰せられている。コリメート化スパッ
タリングでも、あるいはスパッタリング・ターゲットか
ら放出される粒子の好ましい角度を開発する試みでも、
材料が付着する付着表面に向かう粒子の指向性が約２ｃ
ｍほどの短い距離で失われ、スパッタリング・ターゲッ
トからの距離が変化するときに、比較的均一な付着を受
けられる領域は限られている。
【００１５】また、これまで実施されてきたトレンチ、
アパーチャ、その他の厳密な表面トポグラフィを充填す
るためのコリメート化スパッタリングと傾斜付着技術が
相互に排他的なプロセスであることにも留意されたい。
コリメーションには一般に１：１以上のアスペクト比
（付着率と粒子の指向性の程度との間のトレード・オフ
によって必要なときはこれより低いアスペクト比も使用
される）のアパーチャを有し、付着する粒子の軌道の角
度分布を限定するコリメーション・グリッドの使用が必
要である。ウェーハ表面の横寸法全体を覆うために傾斜
スパッタリングの間中コリメーション・グリッドをター
ゲットに貼付した場合、粒子軌道の角度をこのように限
定するには、ターゲットからウェーハまでかなりの距離
が必要となる。一般に行われてきたように、付着表面を
スパッタリング・ターゲットならびにコリメーション・
グリッドのコリメーションの方向に傾斜させる場合、付
着表面の異なる位置でスパッタリング・ターゲットから
付着表面までの距離にかなりの差が生じる。
【００１６】このため、コリメート化スパッタリング
は、主に材料を付着する付着表面に直角の方向でだけ実
施され、その場合、このようなコリメータは表面付近に
配置されるので、ウェーハ表面を覆うコリメーション用
の「ハチの巣」パターンの六角形のセルを備えるグリッ
ドがしばしば形成される。したがって、直立構造の側壁
への付着を優先させることができ、傾斜した材料付着を
均一に提供でき、ウェーハの表面を覆って垂直な側壁上
にほぼ均一な付着を形成でき、あるいは側壁の部分間に
選択性を提供できる技術は、現時点ではない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、特にほぼ均一な付着速度で比較的広い面積にわ
たって傾斜コリメート化スパッタリングを実施する装置
と方法を提供することである。
【００１８】本発明のもう一つの目的は、直立フィーチ
ャの側壁への材料付着を選択的に優先するスパッタリン
グの装置と方法を提供することである。
【００１９】本発明のもう一つの目的は、側壁イメージ
転写技術におけるマスクとして単一のサブリソグラフィ
・フィーチャを製造できる装置と方法を提供することで
ある。
【００２０】本発明のもう一つの目的は、これまで非常
に小さなサイズでは可能でなかった幾何形状を作成する
のに使用できる装置と方法を提供することである。
【００２１】本発明のもう一つの目的は、非対称で選択
性の高い材料付着、または厳密なトポグラフィを覆う均
一性が改善された材料付着あるいはその両方を達成でき
る装置と方法を提供することである。
【００２２】本発明のもう一つの目的は、これまで可能
であったよりも著しく材料の有効表面積を増大できる表
面処理の装置と方法を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明の上記その他の目
的を達成するため、材料を付着させる表面とスパッタリ
ング・ターゲットの表面を本質的に互いに平行な向きに
向ける段階と、プラズマの存在下でスパッタリング・タ
ーゲットから材料の粒子を離脱させる段階と、前記表面
に対して９０°未満の角度に向けた中心軸の周りの少な
くとも１つの座標方向に粒子の一部の軌道の分布を限定
する段階と、前記表面に前記粒子の少なくとも一部を付
着させる段階とを含む、表面に材料を付着させる方法が
提供される。
【００２４】本発明の他の態様によると、互いに平行で
コリメーション・グリッドの表面に対してある角度に向
いた複数のスラットを含むコリメーション・グリッドが
提供される。
【００２５】本発明の他の態様によると、互いに平行で
前記コリメーション・グリッドの表面に対してある角度
に向いた複数のスラットを有するコリメーション・グリ
ッドを含む、スパッタリングによって表面に材料を付着
させるための装置が提供される。
【００２６】本発明の別の態様によると、ストラップ接
続を行うべき構造の上に凹部を形成する段階と、凹形フ
ィーチャの表面の第２部分をマスクするためにこの凹形
フィーチャの縁を使用して凹形フィーチャの表面の第１
部分にマスクをかぶせる段階と、前記凹形フィーチャの
第２部分に材料を付着させる段階とを含むプロセスによ
って形成されるストラップ接続を含む装置が提供され
る。
【００２７】
【発明の実施の形態】次に図面、特に図１を参照する
と、現在トレンチ充填に使用されているようなコリメー
ト化スパッタリング用の従来のコリメーション・グリッ
ド（または、簡単に「コリメータ」）１０が示してあ
る。図１のコリメーション・グリッドを含む、スパッタ
リング用反応器２０の略断面図を図２に示す。米国特許
出願第08/036224号に継続された米国特許出願第07/6901
71号に記載されているように、コリメータ１０は本質的
にアパーチャ２６の配列を画定する比較的薄いウェブ２
４のネットワークを具備し、前記各アパーチャ２６はそ
れぞれ１：１以上のアスペクト比を有し、これは充填す
べき凹部（例えばトレンチまたはアパーチャ）のアスペ
クト比に従って調整すると有利である。これは六角形ア
パーチャがハチの巣状に形成されるようにウェブ２４を
配置することによって達成することが好ましい。この配
置によって、できるだけ多くのコリメータ表面を覆い、
しかも近接する入れ子と整合して、アパーチャの横寸法
の最大値と最小値の差が（例えば四角形アパーチャや三
角形アパーチャとは逆に）小さくなるようにアパーチャ
を近接して入れ子にすることが可能となる。この差はア
スペクト比の有効偏差を表す。また、このハチの巣状配
列はコリメーション・グリッド１０に優れた構造上の頑
丈さを付与する。
【００２８】図２に概略を示すようにスパッタリングを
実施するためにコリメーション・グリッド１０を反応器
２０中で使用する場合、プラズマ１４からの粒子の衝突
によりターゲット１２から侵食された材料粒子は、矢印
１８で示すように広い軌道分布を有する。上で示したよ
うに、ターゲットからの粒子の放出角度は一般にターゲ
ット表面における材料グレインの結晶配置に応じてロー
ブ（lobe）に分布するが、本発明を理解する上で、この
軌道分布をランダムで一般に均一とみなすことができ
る。
【００２９】ターゲットから侵食され、コリメータ１０
中のアパーチャ２４を通過できる角度よりも大きい角度
でコリメータに到達した粒子は（例えばコリメータへの
付着によって）遮断され、付着を意図した表面１６へは
到達しない。したがって、矢印１８'で示すように、コ
リメータ１０を通過できる残りの粒子は、コリメータと
直交する方向を中心とする限定された軌道分布を有す
る。付着速度は表面への衝突角度に伴って変化し、直角
衝突で最大となるので、図３に示すように前記の軌道分
布はコリメータと平行な表面への付着を強く優先する。
【００３０】図３に示す付着のシミュレーションから容
易に観察されるように、凹形フィーチャ３０の中心３２
における付着速度は、凹形フィーチャ３０の周辺の表面
３４への付着速度と非常に一致しており、凹形フィーチ
ャの側壁への付着速度よりもはるかに大きい。しかしな
がら、凹形フィーチャ底部を横切る付着の不均一性は全
く明らかである。この不均一性は主として、コリメータ
１０からの入射粒子の軌道分布が、表面３０'に垂直で
はない軌道に対する凹形フィーチャ自体の陰影効果の影
響も受けるためである。
【００３１】この後者の効果は、凹形フィーチャ頂部付
近でのオーバーバードン３６の発生を引き起こすが、そ
れも凹形フィーチャ底部における付着の不均一性を悪化
させる傾向がある。このシミュレーションでは小さく見
えるが、オーバーバードン３６は凹形フィーチャが極め
て小さいときは相対的にずっと大きく、ひどい場合に
は、凹形フィーチャの充填完了前に凹形フィーチャを閉
鎖する恐れもある。なお、オーバーバードンの形状が動
的に変化するとスパッタされた粒子が衝突できる表面が
増大するため、付着の進行につれてオーバーバードンの
形成が加速することに留意されたい。
【００３２】やはり容易に観察できるように、この複合
累進効果のため、凹形フィーチャの充填につれて円３８
で示す領域のような凹形フィーチャの下隅において付着
速度がもっとも激しく低下する。材料層がフィーチャを
充填せず凹形フィーチャに付着する場合、下隅と凹形フ
ィーチャの側壁で膜厚が減少するため、この層が導電性
であれ絶縁性であれ、その電気的特性が激しく損なわれ
る。
【００３３】次に図４を参照すると、傾斜コリメーショ
ン・グリッドまたはコリメータ１１０を含む本発明の反
応器１００が、図２と同様に概略的に示してある。適当
な形状のコリメータ１１０の斜視図を図１４に示す。前
記とほぼ同様に、同じ参照番号のスパッタリング・ター
ゲット１２、プラズマ１４、付着表面１６が設けられて
いる。しかし、このコリメーション・グリッド１１０は
傾斜アパーチャ１１４を提供するように、コリメーショ
ン・グリッドの表面または平面に対してある角度で配置
したベーンまたはスラット１１８を備えて、好ましくは
スロットとして形成されている。このスロットは、付着
が実施される表面１６に対してある角度でコリメーショ
ンを提供する。すなわち、本発明によるコリメーション
・グリッドの傾斜ベーンまたはスラットは、少なくとも
１つの中心軸の周りでのスパッタリング・ターゲットか
ら放出される粒子の少なくとも１つの座標方向における
軌道の分布を付着を意図する表面に対して９０°未満の
角度に限定する。一側面のターゲット１２及びプラズマ
１４並びに反対側面の付着表面１６からコリメーション
・グリッド１１０への間隔を均一にすると、付着表面ま
たはウェーハ全面にわたって付着の良好な規則性が得ら
れる。
【００３４】スラット１１８の長い寸法の方向における
コリメータ・アパーチャのアスペクト比を制御するた
め、スロット１１４に区画を設けることができる。意図
する結果に応じて、次に論じるように、スロット１１４
中の区画の間隔とその寸法は、アパーチャのアスペクト
比を増大させることによって望まれるまたは必要とされ
るスパッタされた粒子の指向性を提供するように決定さ
れる。
【００３５】したがって、コリメータの頂部と底部に従
うように区画を形成し、区画間の間隔をスロットの幅と
ほぼ等しくすると、スロットの長い寸法に平行な方向及
び直角の方向で同程度の指向性を確立するようなアパー
チャのアスペクト比が得られる。また、所望の指向性の
相対的程度に応じて、ハチの巣パターンまたは他の近接
入れ子式パターンにアパーチャを形成することも、区画
をすべて省略することも可能である。また、直交方向に
おける指向性の程度の差を選択的に強化するように、あ
るいはスパッタされた粒子全体中のある部分がそれに沿
ってほぼコリメートされる複数の方向を提供するよう
に、スロットをコリメータの平面内で弧状にまたは角度
をつけて作成できることも理解されたい。
【００３６】図４のコリメータ１１０によって提供され
る傾斜コリメーションは、理想的には、図５に断面図で
示すような付着をもたらす。最初の議論をわかりやすく
するため、表面１２０は約０．６６のアスペクト比を有
する凹形フィーチャを備えて形成され、あるいはその代
わりに適度に分離された直立フィーチャを備えて形成さ
れていると考えることができる。この例では付着角度
は、矢印１２５で示すように４５°である。
【００３７】その結果、表面１２０の部分がウェーハ１
２０'またはその表面を提示する物体の主寸法に平行で
あろうと直角であろうと、これによって得られる材料の
付着は付着方向において非常に均一となる。先に図３に
関して論じたような凹部の下隅における不均一性は生じ
ず、オーバーバードンの形成による悪化も起こらない。
また、表面１２０の凹部部分は、破線１２７で示すよう
に、表面１２０の他の直立部分によってスパッタされた
粒子の衝突から有効に遮蔽または保護されることに留意
されたい。入射粒子が充分にかつ完全にコリメートされ
た場合にだけ、図示したように個々の凹部の保護された
部分は位置１２１における付着によってわずかしか変化
せず、観察できる付着物のトウ１２２における付着の形
状をわずかしか変化させない。すなわち、本発明及び本
発明の方法は厳密なトポグラフィを有する表面への非対
称の付着の可能性を提供する。
【００３８】図６〜図８はコリメータ１１０内に形成さ
れたスロット１１４の異なる角度によって得られるスパ
ッタされた粒子の異なる衝突角度での付着のシミュレー
ションを示す。このシミュレーションは図５の理想化し
た図では省略した、コリメータ１１０によって確立され
る角度の周りの軌道の分布も考慮に入れてある。図６〜
８は全て表面トポグラフィが１：１のアスペクト比を有
する凹形フィーチャを含むと仮定している。
【００３９】具体的には、図７は、凹部のアスペクト比
と、図５では理想化してある衝突角度付近での軌道の分
布を除き図５と一致する。したがって、図５の線１２７
は凹部の底隅と交差する。付着物は側壁底部付近でわず
かに薄くなっているだけで、頂部と一側壁上では極めて
均一で平らに見える。（衝突が特定の角度からのみであ
る理想的コリメーションからの）軌道の分布は、凹部の
底部上の付着物のトウ１２４において小さく比較的薄い
付着物をもたらす。１２１における膜厚の増大は明らか
であるが、１２４においてはほとんど影響が見られな
い。いずれにせよ、この影響はトウ領域１２４において
膜厚を減少させる。側壁付着物の先細部分を含むトウ領
域１２４の広がりは、コリメータのアスペクト比を増大
させることによって限定できるが、代償として付着速度
が低下する。
【００４０】衝突分布の中心角度を例えば図６に示すよ
うに６０°に変更した場合、頂面付着物と側壁付着物は
共に極めて均一であるが、凹部の底部のトウ領域全体で
膜厚が変化している（頂面付着が優先される）。トウ領
域は（例えばブロック・アウト・マスクを使用した）反
応性イオン・エッチングなどの異方性エッチングによっ
て除去でき、頂面付着物は同じまたは同様のエッチング
・プロセス、または化学／機械研磨プロセスなどによる
平坦化によって除去できるので、側壁付着の均一性が設
計にとって決定的である場合にこの形態の付着が好まし
くなる。
【００４１】逆に、衝突分布の中心角度を、例えば図８
に示すように３０°に変更した場合は、凹部の底部には
ほとんど付着が生じなくなる。図７と比較して側壁の膜
厚は増大し、頂面の膜厚は減少する。後で論じる本発明
の可能ないくつかの応用例に関してさらに重要なこと
に、このような角度の変化と凹部のアスペクト比によ
り、リソグラフィを使用せずに側壁の部分のマスキング
が可能となる。同様に、図６及び図７でトレンチ底部に
形成された付着物は、後でキャパシタ構造の形成に関し
てより詳細に述べるが、サブリソグラフィ・マスキング
に使用できる。
【００４２】したがって、要約すると、傾斜スロットを
有するコリメータを使用することにより、スパッタされ
た材料の側壁付着物の均一性または制御あるいはその両
方、ならびに表面のトポグラフィ・フィーチャ上の非対
称性付着が改善される。最小フィーチャ・サイズを限定
し厳密なプロセス許容差を含むリソグラフィ・プロセス
によらずに、凹部の隅への充填が改善でき、凹部側壁の
選択部分への付着が達成できる。
【００４３】傾斜コリメート化スパッタリングの前記の
利点を利用して、表面のトポグラフィ・フィーチャ上に
対称付着物を形成することもできる。図９に、概略的に
示した反応器内の所定の位置にあるコリメータ１１０の
変形形態１６０の概略図を示す。この場合、コリメータ
１６０は逆の角度で傾斜したベーンまたはスラット１６
１、１６２を備えて形成され、対称なコリメート化粒子
軌道を提供する。しかし、付着表面のフィーチャのトポ
グラフィに応じて異なる角度が使用できる。付着表面全
体にわたって結果の均一性を提供するために、コリメー
タ１６０及びスパッタリング・ターゲット１２は、付着
表面またはウェーハと比較してサイズが大き目（または
複数のターゲットまたはコリメータあるいはその両方を
使用する）のほうが好ましいと考えられる。コリメータ
１６０の各側面から現れる粒子は幾分広がるので、コリ
メータの各側面が付着表面よりも幾分小さいことは許容
できる。また、反応器の配置は図４に関して先に述べた
ものと同様である。
【００４４】コリメータ１６０を使用した結果生じる材
料の付着は、図６ないし図８に関して先に検討したもの
と同様であるが、直立フィーチャの両側に対称的に生
じ、それに応じてベーン角度を選択すべきである。異な
る角度のベーン１６１、１６２を使用する場合、付着物
は非対称になるが、それにもかかわらず、図６〜図８の
異なる効果の重ね合わせを近似する。コリメータの個々
の側面から生じるスパッタされた粒子のコリメート・ビ
ームは相互にそれほど著しく干渉せず、その結果は、凹
形フィーチャの角度とアスペクト比に応じて対称的に複
製され重ね合わされる。同様に、コリメータ１６０の各
側面の異なるベーン角度は、各トレンチ側壁上で異なる
形状の付着物を提供する。
【００４５】複数の凹形フィーチャ間の頂面への付着は
コリメータ１６０の両側に帰せられる成分を有すること
に留意すべきである。したがって、付着表面に対してよ
り鋭い角度の粒子軌道を生成するベーン角度が、ほとん
どの場合、反対の角度に傾斜したベーンを有するコリメ
ータに適している。同じ理由により、付着の形状は表面
トポグラフィに強く依存する。図１０に示すように、約
６０°のベーン角度を、アスペクト比を低くした凹部
（または分離間隔を増大させた直立フィーチャ）と組み
合わせて使用する場合、凹部の底部隅における表面膜厚
を薄くせずに、表面全体にわたって極めて均一な付着が
達成される。トウ領域の形成は相補的であるので、凹部
の底部への付着は、複数の凹部間の頂面への付着よりは
やや薄いが、ほぼ均一である。
【００４６】高いアスペクト比またはごく小さい凹部で
コリメータ１６０を使用する場合、特に、ベーンからよ
り鋭角の粒子軌道が付着表面に対して同様に鋭角に出て
いる場合、凹部の下方部分に顕著な付着なしで、直立フ
ィーチャ上にキャップ１６３が形成される。また、望む
ならば、この付着を前記鋭角と一緒に使用して、凹部の
頂部を閉じることができる。さらに、付着の後に化学機
械研磨などの平坦化を行う場合、図１２に示すようなＴ
字形構造を形成することができる。この構造はある種の
マイクロマシン及び真空管の原理で動作する回路素子に
有用である。
【００４７】図１３に本発明のもう一つの変形形態の概
略図を示す。この場合、コリメータ・ベーンは、表面１
６への粒子衝突角度が非常に浅くなるように配置され
る。表面１６に対して約１５°未満の角度を使用する
時、材料は比較的多孔性のテクスチャを有する長い繊維
状の形態７２で付着する。この繊維は粒子軌道の方向と
ほぼ平行に傾斜する。この効果について特定の理論に固
執するつもりはないが、各付着粒子７１を小さな直立フ
ィーチャと見なすことによって、このプロセスは視覚化
できると思われる。９０°に近い角度で付着速度が増大
することを想起すると、前記の各付着粒子７１は、付着
表面の他の領域７３を他のスパッタ粒子による接触から
遮蔽しながら、かつ他の粒子の付着に好ましい表面（例
えば側壁）を提供する。このため、もちろん図示された
ベーンよりも鋭角のベーン１６１、１６２を有すると仮
定して、図９に示すような反対の角度に傾斜したベーン
を有するコリメータから、間の空間が広くなった、より
まっすぐなカラムが期待される。
【００４８】その結果得られる表面テクスチャは、大変
広くなった有効表面積を有する。したがって、本発明に
よるこの表面処理プロセスは、コンデンサ、触媒、粒子
検出器、液体フィルタ、太陽電池、その他多くの種類の
装置など、有効表面積の影響を受けるいかなる目的にも
有用である。
【００４９】トレンチまたはアパーチャまたはアスペク
ト比が特に高い他の凹形フィーチャの充填が望まれる場
合、図９のコリメータの代わりに、回転または他の方法
によって、コリメータと付着表面との間で相対運動を起
こさせることも可能である。この場合、図１４に示すよ
うな円形に形成されたコリメータ１８０が好ましいと考
えられ、これによってコリメータを付着表面とほぼ直交
する軸の周りを矢印１８１で示す方向に回転することが
可能となる。このコリメータが回転する機構、または反
応器中で支持される機構は、本発明の実施にとって重要
な要素ではなく、当業者には容易に理解されるものであ
る。コリメータ・ベーン角度は４５〜６０°の範囲内で
あることが好ましい。したがって、この付着は図７また
は図６と類似しているが、回転対称のプロフィルとな
る。
【００５０】４５°の角度に傾斜したベーンまたはスラ
ットを有する回転コリメータによって達成される付着プ
ロフィルのシミュレーションを図１５に示す。図を見る
とわかるように、オーバーバードンは限定され、凹形フ
ィーチャの底部と側壁への付着は極めて類似している。
このベーン角度を使用して凹形フィーチャの底部と側壁
への相対的付着速度を相対的に調整することができると
期待される。さらに、この小さなオーバーバードンは、
コリメータのスロットに区画を設けてベーンまたはスラ
ット１８２と平行な方向のスロットのアスペクト比を大
きくすることによってさらに減少させることができる。
また、凹形フィーチャの周りの表面への付着が凹形フィ
ーチャ内部よりも迅速に進行することにも留意された
い。したがって、この技術を使用して凹形フィーチャの
アスペクト比を大きくすることができる。
【００５１】コリメータ１１０、１６０または１８０の
代替形態２００を、図１６に概略図で示した反応器内の
所定の位置に示す。このコリメータは回転させてもよく
または回転させなくてもよく、いずれの場合も結果は同
様であると予想される。フィーチャが直立であれ凹形で
あれ、付着表面に平行な、直交する両方向での寸法が同
じ位であればコリメータが回転することが好ましく、フ
ィーチャが細長ければ、おそらく静止型コリメータ（区
画のないもの）が好ましいであろう。
【００５２】コリメータ２００はコリメータ１６０と同
様に反対の角度で傾斜するベーンを有し、中心部分２０
２が付着表面に対して９０°の角度でコリメーションを
提供する。このコリメータは図１のコリメータに反対の
角度で傾斜するベーンを付加したものとも考えられる。
このコリメータとターゲットは、コリメータの採択角度
（acceptance angle）、コリメータのアスペクト比、付
着表面のサイズ等を考慮に入れて、コリメータ１６０に
関して先に議論したのと同様に寸法設定すべきである。
例示的な採択角度とそれに対応する粒子軌道の分布を破
線２０１で示す。
【００５３】コリメータ２００の付着に及ぼす効果は、
基本的に図３に示した付着プロフィルに対するコリメー
タ１６０の諸効果（例えば図６ないし図８の対称的反
射）の重ね合わせである。したがって、かなり急勾配の
コリメーション角度を選択する場合、凹形フィーチャ底
部への先細の付着（例えば図７）が、図３の付着プロフ
ィルの望ましくない部分（例えば３８）を補完し、トレ
ンチ充填の改善と付着の均一性が達成できる。さらにコ
リメータの採択角度を示す破線２０１から理解できるよ
うに、コリメータの各部分からの付着は相補的であり、
その結果、縁部を含めてウェーハの全領域にわたって非
常に均一な付着が得られる。
【００５４】コリメータ２００のもう１つの変形例とし
て、中心部２０２も反対の角度で傾斜するベーンを備え
て形成することができるが、粒子軌道の角度がコリメー
タの外側部分２０３よりも急勾配（例えば７０〜８０
°）になるような角度とする。そうすると、その結果得
られる付着プロフィルは、先に検討した図６〜図８と同
様のプロフィルの重ね合わせとなり、ウェーハ縁部付近
の付着プロフィルの調整に特に有用となる可能性があ
る。
【００５５】以上を要約すると、傾斜コリメーションに
よるスパッタリングは、凹形フィーチャの底部と側壁
（またはその一部分）の間の選択性を提供し、望むなら
ば後者を優先する技術を提供する。同じ付着プロセスで
異なるコリメーション角度を用いると、各角度における
付着を重ね合わせる効果があり、複数の角度のいずれに
おいても自由にコリメーションを行うことができる。傾
斜コリメータにおけるアパーチャのアスペクト比は直交
する両方向における粒子軌道の角度分布を制御するため
区画によって調節できる。また、コリメーションを回転
させると円形または四角形のアパーチャなどの凹形フィ
ーチャの充填の均一性も向上する。
【００５６】次に図１７から図２４を参照すると、サブ
リソグラフィ寸法のコンデンサ及びコンデンサへのスト
ラップ接続の形成の例示的な一連のプロセス段階におけ
る本発明の効果が断面図で示されている。コンデンサ構
造の製造の第１段階を図１７に示す。単結晶シリコンの
例示的基板２１０は、酸化物側壁スペーサ２１１を備え
る多結晶シリコン・ノード２１４で分離された深いトレ
ンチ２１５であると仮定する。トレンチの上のアパーチ
ャはトレンチが充填されるときに付着できる酸化シリコ
ンなどの材料で充填してあると仮定する。また、この構
造は基板２１０表面までトレンチを充填した後に平坦化
してあるとも仮定する。
【００５７】ノード２１４をサブリソグラフィのサイズ
にして、トレンチ２１５が最小リソグラフィのフィーチ
ャ・サイズで形成できることに留意されたい。本発明の
利益を理解するには、スペーサ２１１がリソグラフィ・
プロセスで達成できるよりも大幅に小さな横寸法を有す
ることにさえ留意すればよい。
【００５８】次に図１８を参照すると、例えば基板と酸
化シリコンとの間で選択性のある反応性イオン・エッチ
ングによって、充填材料は２１３の選択的エッチ・バッ
クが行われる。これによって、充填材料２１３の残りの
層の上に凹形フィーチャ２１６が形成される。このエッ
チ・バック・プロセスの後、図１９に示すように酸化シ
リコンのブランケット層２１７を、例えば化学気相付着
によって付着させる。
【００５９】次に、図４及び図５に関して先に述べた本
発明の簡単な応用例に従って、金属などの材料を傾斜コ
リメート化スパッタリングによって凹形フィーチャの一
部分に選択的に付着させ、リソグラフィ・プロセスで得
られる寸法より小さい解像度と位置合せ精度を有するマ
スク２１８を形成する。このマスクの形成は、本質的に
自己位置合せ式プロセスであって、マスクの正確な位置
合わせに何の手順も不要である。凹形フィーチャの底部
におけるマスク縁部の位置は、全く凹形フィーチャの深
さ（上記のように、付着中に付着膜厚の増大につれてわ
ずかに変化する）とコリメート化スパッタリングが実施
される角度との関数である。
【００６０】金属または他の材料のマスク２１８に従っ
て、例えば反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）によっ
て異方性エッチングを行って、酸化物２１７（図１９と
図２０）を開口させ、図２１に示すように左側トレンチ
に関連する残った充填物２１３'を除去することにより
ポリシリコン２１１'の比較的大きい接触領域を形成す
る。この異方性エッチングの後、例えばフッ化水素緩衝
液（ＢＨＦ）を用いて等方性エッチングを行って、図２
２に示すように側壁の酸化物２１７'を除去する。この
プロセス中に、図のように金属マスクのアンダーカット
が若干起こるが、このプロセスにおいては余り重要では
ない。次に、図２３に示すように、金属マスク２１８を
剥がし、露出シリコンには付着するが露出酸化物には付
着しないシリコン２１９の選択的化学気相付着によって
厳密なトポグラフィの上にストラップ接点２１９を形成
することができる。あるいは、金属の傾斜コリメート化
スパッタリングによって、左側からではなく右側からで
ある点を除いて図２０に関して論じたのとほぼ同様にし
て、このような厳密なトポグラフィの上に金属ストラッ
プ接点２１９'を形成することもできる。
【００６１】上記の二つの代替方法の間に、シリコンの
選択的付着は高温プロセスであり金属が存在する場合は
行うべきではなく、したがって、金属マスクとその他の
表面メタライゼーションを除去することが必要となるこ
とに留意されたい。次に、周知の技術による後続の金属
付着段階によって表面導体を形成する。ただし、ストラ
ップ接続を形成するために後者の傾斜付着を使用する場
合は、基板または層２１０と上層２１７の上面にも金属
のブランケット層２２０を形成する。次にこのメタライ
ゼーションをマスクを用いてパターン化して、コンデン
サへの表面接続を形成することができる。
【００６２】望むならばトレンチの両側にストラップを
形成するために、図１７ないし図２４に示したプロセス
を繰り返して、凹部の右側のトレンチへも同様の接続を
形成することができることを理解されたい。したがっ
て、本発明は、サブリソグラフィ寸法のフィーチャを形
成するためのマスクの製作と厳密なトポグラフィの上へ
のコネクタ及び絶縁体の形成を含む集積回路の形成にお
けるいくつかの重要な問題を解決するためのいくつかの
技術を提供することが分かる。また、本発明はサブリソ
グラフィ寸法に適用されるが、上記のマスキング・プロ
セスは自己位置合わせ式であり、いかなるサイズでもリ
ソグラフィを使用せずにマスクの製作に使用できること
を理解されたい。すなわち、本発明は、リソグラフィ・
プロセスに固有のマスクの厳密な位置合わせを行うため
の段階が不必要であるので、自己位置合わせ式にかつサ
ブリソグラフィ寸法で形成される多くのマスキング・プ
ロセスを簡略化することができる。
【００６３】完全を期するために、次にやはりサブリソ
グラフィ寸法のフィーチャ形成に使用される側壁イメー
ジ転写技術に関する本発明の利点が充分に理解できるよ
うに図２５と図２６を参照する。例えば、一般にマンド
レルと呼ばれる、表面２３１上の直立フィーチャ２３０
を考えてみる。周知の付着技術と化学／機械研磨技術の
併用によって、図２５に示すようにマンドレルの側面に
側壁フィーチャを形成することができる。しかしなが
ら、ブロックアウト・リソグラフィ技術によってマンド
レル及び関連する側壁付着物の端部とが除去できるとし
ても、マンドレルの周囲の閉じた幾何形状は、リソグラ
フィのフィーチャ・サイズの限界付近の最小寸法で形成
されていた場合、側壁イメージ転写によって形成される
いかなるフィーチャも対として形成されることを必要と
する。多くの有用な構造がフィーチャの対を含むが、非
常に微細な導体など、側壁イメージ転写によって単一の
フィーチャを形成する技術はこれまでなかった。
【００６４】しかしながら、本発明は、傾斜スパッタリ
ングからマンドレルの単一側壁への極めて優先的な付着
を可能にすることによって、図２６に示すように、マン
ドレルの一側壁だけに、または選択された複数の側壁に
単一フィーチャをサブリソグラフィ寸法で形成すること
ができる。例えば高度にコリメートされた傾斜スパッタ
リングは、マンドレルの一つの側面に、他のどこかに偶
然に付着するよりずっと厚い材料を優先的に形成するこ
とができる。付着膜厚の差により、他のいかなる前記の
偶然の付着も等方性エッチングによって容易に除去でき
る。また、同じプロセスで、マンドレルの二つの側面が
入射粒子にさらされるようにマンドレルの「フットプリ
ント」に対してある角度で傾斜コリメート化スパッタリ
ングを実施することによって、マンドレルの二つの側面
に付着物を形成することもできる。また、場合によって
は異なる高さの相互に間隔を置いたマンドレルを使用す
ると、陰影効果を利用して、潜在的に図１２に示すよう
な構造を形成すると共に、ウェーハ表面に平行なパター
ンを成端させることもできる。
【００６５】先に示唆したように、コリメータ中の傾斜
スラット（例えばシェブロン形のスラット）はマンドレ
ルの三つの側面に優先的に付着物を形成することもでき
る。回転式コリメータの振動回転によってもこのような
効果が達成できる。また、側壁付着物の相対膜厚は、露
出したマンドレル表面の角度、異なるコリメーション方
向を有するコリメータの相対面積、相対的コリメーショ
ン度（例えば異なるコリメーション方向におけるアスペ
クト比の調節）、回転式コリメータの振動運動または回
転運動の変化、またはこれらの技術の組み合わせによっ
ても調節できる。先に指摘したように、角度またはその
他の技術の組み合わせを用いるときの本発明の効果は、
個々に実施した技術の効果の重ね合わせとなる。したが
って、本発明の記述に照らせば、何らかの形の優先的付
着を達成するのに適したコリメーション配置の設計は、
当業者には容易に明らかであろう。
【００６６】以上に鑑みて、本発明は、厳密なトポグラ
フィを含む表面に付着を行うときでも、はるかに改善さ
れた均一性を達成できる技術を提供することが分かる。
その上、側壁表面を含むいかなる表面への付着も、選択
的に優先的なものにすることができ、はるかに柔軟な設
計及び製造プロセスが提供され、非対称の付着物及び単
独のＳＩＴフィーチャならびに以前は不可能であったそ
の他の幾何形状が形成できる。また、本発明によってリ
ソグラフィ・プロセスに代わる自己位置合わせ式の簡略
な方法が提供され、これらのプロセスをサブリソグラフ
ィ寸法まで拡張できる。
【００６７】本発明を単一の好ましい実施形態に関して
説明してきたが、本発明が添付の特許請求の範囲の精神
及び範囲内で修正を加えて実施できることが当業者には
理解されよう。例えば、本発明は極めて小さな構造及び
厳密なトポグラフィでの使用に限定されるものではな
く、鋸やドリルの刃だけに、あるいはタービン・ブレー
ドやその他の装置、特にその上に反復形状が形成された
装置に材料を付着させるのにも使用できる。
【００６８】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００６９】（１）前記表面とスパッタリング・ターゲ
ットの表面を互いに平行に配向させる段階と、プラズマ
の存在下で前記スパッタリング・ターゲットから材料の
粒子を離脱させる段階と、前記粒子の一部分の軌道の分
布を、前記表面に対して９０°未満の角度に配向した中
心軸の周りの少なくとも１つの座標方向に限定する段階
と、前記粒子の少なくとも一部を前記表面上に付着させ
る段階とを含む、表面に材料を付着させる方法。 （２）前記粒子分布が前記限定段階によって直交する２
つの座標方向に限定されることを特徴とする、上記
（１）に記載の方法。 （３）前記中心角が前記表面に対して３０°〜６０°に
配向されることを特徴とする、上記（１）に記載の方
法。 （４）前記中心角が前記表面に対して１５°未満に配向
されることを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （５）前記表面が複数の直立または凹形フィーチャを含
み、前記方法がさらに、少なくとも一個のフィーチャの
少なくとも一部分を、前記少なくとも一個のフィーチャ
の別の部分と前記複数のフィーチャのうちの別のフィー
チャの一部分とでマスクする段階と、前記粒子の少なく
とも一部を前記マスク段階によって露出した少なくとも
一個のフィーチャの他の一部分上に付着させる段階とを
含むことを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （６）前記フィーチャが直立マンドレル・フィーチャで
あり、前記方法がさらに、前記粒子の一部を少なくとも
一個のフィーチャの前記部分に付着したまま維持しなが
ら、前記直立マンドレル・フィーチャを除去する段階を
含むことを特徴とする、上記（５）に記載の方法。 （７）少なくとも一個のフィーチャの前記部分上に付着
した前記粒子の一部を除去する段階をさらに含むことを
特徴とする、上記（５）に記載の方法。 （８）前記除去段階が、前記少なくとも一個のフィーチ
ャの頂部に付着した一部の粒子を除去する段階を含むこ
とを特徴とする、上記（７）に記載の方法。 （９）前記軌道の分布の前記中心軸の配向を変更する段
階をさらに含むことを特徴とする、上記（１）に記載の
方法。 （１０）前記中心軸の配向を変更する前記段階が、前記
表面とほぼ直交する軸の周りで前記中心軸を回転させる
ことによって実施されることを特徴とする、上記（９）
に記載の方法。 （１１）前記粒子の別の一部分の軌道の分布を、前記表
面に対して９０°未満の角度に向いた中心軸の周りの少
なくとも１つの座標方向に限定する段階と、前記粒子の
前記別の一部分の少なくとも一部を前記表面に付着させ
る段階とをさらに含むことを特徴とする、上記（１）に
記載の方法。 （１２）コリメーション・グリッドの表面に対してある
角度で互いに平行に配向させた複数のスラットを含むコ
リメーション・グリッド。 （１３）前記グリッドの前記表面に対して別の角度で互
いに平行に配向させた複数のスラットをさらに含むこと
を特徴とする、上記（１２）に記載のコリメーション・
グリッド。 （１４）前記の別の角度が前記角度の逆であることを特
徴とする、上記（１３）に記載のコリメーション・グリ
ッド。 （１５）コリメーション・グリッドの表面に対してある
角度で互いに平行に配向させた複数のスラットを有する
コリメーション・グリッドを含む、スパッタリングによ
って表面に材料を付着させる装置。 （１６）前記表面とほぼ直交する軸の周りで前記グリッ
ドを回転させる手段をさらに含むことを特徴とする、上
記（１５）に記載の装置。 （１７）ストラップ接続を行うべき構造の上に凹部を形
成する段階と、前記凹部フィーチャの縁部を用いて前記
凹部フィーチャ内の前記表面の別の部分をマスクするこ
とにより、前記凹部フィーチャの表面の一部分にマスク
をかける段階と、前記凹部フィーチャの前記別の部分に
材料を付着する段階とを含むストラップ接続を有する装
置を形成する方法。 （１８）前記材料付着段階が、前記凹形フィーチャ内の
前記表面の前記部分をマスクするために前記凹形フィー
チャの別の縁を使用する傾斜スパッタリングによって実
施されることを特徴とする、上記（１７）に記載の方
法。 （１９）前記マスクを除去する段階をさらに含み、前記
材料付着段階が選択的付着によって実施されることを特
徴とする、上記（１７）に記載の方法。 （２０）マスクを施す前記段階の前に前記凹形フィーチ
ャ内に酸化物を付着させる段階と、前記マスクに従って
少なくとも前記酸化物を除去する段階と、前記マスクを
除去する段階とをさらに含むことを特徴とする、上記
（１７）に記載の方法。 （２１）前記材料付着段階が選択的化学気相付着によっ
て実施されることを特徴とする、上記（２０）に記載の
方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知のトレンチ充填用コリメータの斜視図であ
る。
【図２】コリメート化スパッタリングによる周知のフィ
ーチャ充填用反応器の略断面図である。
【図３】図１及び図２の装置によって凹部に付着させた
材料の断面図である。
【図４】本発明による傾斜スパッタリングを実施させる
ための反応器の略断面図である。
【図５】図４と同様の装置を用いて厳密なトポグラフィ
を有する表面に形成した付着物の理想化した断面図であ
る。
【図６】図３の装置で実施される異なる入射角（６０
°）の粒子軌道を備えて形成される付着物をシミュレー
トした断面図である。
【図７】図３の装置で実施される異なる入射角（４５
°）の粒子軌道を備えて形成される付着をシミュレート
した断面図である。
【図８】図３の装置で実施される異なる入射角（３０
°）の粒子軌道を備えて形成される付着をシミュレート
した断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態である、傾斜コリメータ
の変形を使用した反応器の略断面図である。
【図１０】図９に示す実施形態の傾斜コリメータによっ
て得られる付着プロフィルの断面図である。
【図１１】図９に示す実施形態の傾斜コリメータによっ
て得られる付着プロフィルの断面図である。
【図１２】図１１に示す付着プロフィルをさらに加工す
ることによって達成できる構造の断面図である。
【図１３】特に表面処理へ適応される本発明の他の実施
形態を示す略断面図である。
【図１４】特に厳密なトポグラフィを有する表面上の付
着膜厚の均一性を増すように特に適合された本発明によ
るコリメータの斜視図である。
【図１５】図１４のコリメータと方法を用いて形成した
付着物をシミュレートした断面図である。
【図１６】本発明によるコリメータの別の変形例を示す
図である。
【図１７】本発明に従って、リソグラフィ段階を経ず
に、したがって潜在的にサブリソグラフィ・サイズで形
成された接点用のストラップ構造を含むトレンチ・コン
デンサの製造の一段階を示す断面図である。
【図１８】本発明に従って、リソグラフィ段階を経ず
に、したがって潜在的にサブリソグラフィ・サイズで形
成された接点用のストラップ構造を含むトレンチ・コン
デンサの製造の一段階を示す断面図である。
【図１９】本発明に従って、リソグラフィ段階を経ず
に、したがって潜在的にサブリソグラフィ・サイズで形
成された接点用のストラップ構造を含むトレンチ・コン
デンサの製造の一段階を示す断面図である。
【図２０】本発明に従って、リソグラフィ段階を経ず
に、したがって潜在的にサブリソグラフィ・サイズで形
成された接点用のストラップ構造を含むトレンチ・コン
デンサの製造の一段階を示す断面図である。
【図２１】本発明に従って、リソグラフィ段階を経ず
に、したがって潜在的にサブリソグラフィ・サイズで形
成された接点用のストラップ構造を含むトレンチ・コン
デンサの製造の一段階を示す断面図である。
【図２２】本発明に従って、リソグラフィ段階を経ず
に、したがって潜在的にサブリソグラフィ・サイズで形
成された接点用のストラップ構造を含むトレンチ・コン
デンサの製造の一段階を示す断面図である。
【図２３】本発明に従って、リソグラフィ段階を経ず
に、したがって潜在的にサブリソグラフィ・サイズで形
成された接点用のストラップ構造を含むトレンチ・コン
デンサの製造の一段階を示す断面図である。
【図２４】本発明に従って、リソグラフィ段階を経ず
に、したがって潜在的にサブリソグラフィ・サイズで形
成された接点用のストラップ構造を含むトレンチ・コン
デンサの製造の一段階を示す断面図である。
【図２５】従来の側壁イメージ転写技術によるリソグラ
フィ・フィーチャの形成を示す斜視図である。
【図２６】本発明の装置と方法を利用した側壁イメージ
転写を示す斜視図である。
【符号の説明】
１２ ターゲット １４ プラズマ １６ 付着表面 １００ 反応器 １１０ コリメータ １１４ 傾斜アパーチャ １１８ スラット １２０ 表面 １２０' ウェーハ １２２ トウ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド・マックアルパイン・ケニー アメリカ合衆国05482 バーモント州シェ ルバーンバーチ・ロード 18 (72)発明者 トマス・ジョン・リカタ アメリカ合衆国12540 ニューヨーク州ラ グランジェヴィル パトリック・ドライブ 11 (72)発明者 ジェームズ・ガードナー・ライアン アメリカ合衆国06470 コネチカット州ニ ュートンボッグズ・ヒル・ロード 100

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】前記表面とスパッタリング・ターゲットの
    表面を互いに平行に配向させる段階と、 プラズマの存在下で前記スパッタリング・ターゲットか
    ら材料の粒子を離脱させる段階と、 前記粒子の一部分の軌道の分布を、前記表面に対して９
    ０°未満の角度に配向した中心軸の周りの少なくとも１
    つの座標方向に限定する段階と、 前記粒子の少なくとも一部を前記表面上に付着させる段
    階とを含む、表面に材料を付着させる方法。
  2. 【請求項２】前記粒子分布が前記限定段階によって直交
    する２つの座標方向に限定されることを特徴とする、請
    求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記中心角が前記表面に対して３０°〜６
    ０°に配向されることを特徴とする、請求項１に記載の
    方法。
  4. 【請求項４】前記中心角が前記表面に対して１５°未満
    に配向されることを特徴とする、請求項１に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】前記表面が複数の直立または凹形フィーチ
    ャを含み、前記方法がさらに、 少なくとも一個のフィーチャの少なくとも一部分を、前
    記少なくとも一個のフィーチャの別の部分と前記複数の
    フィーチャのうちの別のフィーチャの一部分とでマスク
    する段階と、 前記粒子の少なくとも一部を前記マスク段階によって露
    出した少なくとも一個のフィーチャの他の一部分上に付
    着させる段階とを含むことを特徴とする、請求項１に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】前記フィーチャが直立マンドレル・フィー
    チャであり、前記方法がさらに、 前記粒子の一部を少なくとも一個のフィーチャの前記部
    分に付着したまま維持しながら、前記直立マンドレル・
    フィーチャを除去する段階を含むことを特徴とする、請
    求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】少なくとも一個のフィーチャの前記部分上
    に付着した前記粒子の一部を除去する段階をさらに含む
    ことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記除去段階が、前記少なくとも一個のフ
    ィーチャの頂部に付着した一部の粒子を除去する段階を
    含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記軌道の分布の前記中心軸の配向を変更
    する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記
    載の方法。
  10. 【請求項１０】前記中心軸の配向を変更する前記段階
    が、 前記表面とほぼ直交する軸の周りで前記中心軸を回転さ
    せることによって実施されることを特徴とする、請求項
    ９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記粒子の別の一部分の軌道の分布を、
    前記表面に対して９０°未満の角度に向いた中心軸の周
    りの少なくとも１つの座標方向に限定する段階と、 前記粒子の前記別の一部分の少なくとも一部を前記表面
    に付着させる段階とをさらに含むことを特徴とする、請
    求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】コリメーション・グリッドの表面に対し
    てある角度で互いに平行に配向させた複数のスラットを
    含むコリメーション・グリッド。
  13. 【請求項１３】前記グリッドの前記表面に対して別の角
    度で互いに平行に配向させた複数のスラットをさらに含
    むことを特徴とする、請求項１２に記載のコリメーショ
    ン・グリッド。
  14. 【請求項１４】前記の別の角度が前記角度の逆であるこ
    とを特徴とする、請求項１３に記載のコリメーション・
    グリッド。
  15. 【請求項１５】コリメーション・グリッドの表面に対し
    てある角度で互いに平行に配向させた複数のスラットを
    有するコリメーション・グリッドを含む、スパッタリン
    グによって表面に材料を付着させる装置。
  16. 【請求項１６】前記表面とほぼ直交する軸の周りで前記
    グリッドを回転させる手段をさらに含むことを特徴とす
    る、請求項１５に記載の装置。
  17. 【請求項１７】ストラップ接続を行うべき構造の上に凹
    部を形成する段階と、 前記凹部フィーチャの縁部を用いて前記凹部フィーチャ
    内の前記表面の別の部分をマスクすることにより、前記
    凹部フィーチャの表面の一部分にマスクをかける段階
    と、 前記凹部フィーチャの前記別の部分に材料を付着する段
    階とを含むストラップ接続を有する装置を形成する方
    法。
  18. 【請求項１８】前記材料付着段階が、前記凹形フィーチ
    ャ内の前記表面の前記部分をマスクするために前記凹形
    フィーチャの別の縁を使用する傾斜スパッタリングによ
    って実施されることを特徴とする、請求項１７に記載の
    方法。
  19. 【請求項１９】前記マスクを除去する段階をさらに含
    み、 前記材料付着段階が選択的付着によって実施されること
    を特徴とする、請求項１７に記載の方法。
  20. 【請求項２０】マスクを施す前記段階の前に前記凹形フ
    ィーチャ内に酸化物を付着させる段階と、 前記マスクに従って少なくとも前記酸化物を除去する段
    階と、 前記マスクを除去する段階とをさらに含むことを特徴と
    する、請求項１７に記載の方法。
  21. 【請求項２１】前記材料付着段階が選択的化学気相付着
    によって実施されることを特徴とする、請求項２０に記
    載の方法。
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