KR100489918B1

KR100489918B1 - 플라즈마발생및스퍼터링용코일

Info

Publication number: KR100489918B1
Application number: KR1019970017787A
Authority: KR
Inventors: 눌만 제임; 에델스타인 서지오; 서브라마니 마니; 수 젱; 그루니스 하워드; 텝만 애비; 포스터 존; 고팔라자 프라브람
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 2005-08-04
Also published as: KR980013546A; US20060070875A1; US20130168232A1; US8398832B2

Abstract

반도체 제조 시스템의 플라즈마 챔버용 스퍼터링 코일이 제공된다. 스퍼터링 코일은 플라즈마에 에너지를 연결시키고 코일로부터 작업재료 위에 스퍼터링될 스퍼터링 재료 소스를 제공하여 작업재료 위에 타켓으로부터 스퍼터링되는 재료를 보강한다. 선택적으로, 다수의 코일이 제공될 수 있으며, 하나는 플라즈마로 에너지를 연결하기 위한 것이고, 다른 하나는 작업재료 위에 스퍼터링될 스퍼터링 재료 보강 소스를 제공하는 것이다.

Description

플라즈마 발생 및 스퍼터링용 코일{COILS FOR GENERATING A PLASMA AND FOR SPUTTERING}

본 출원은 1996sus 5월 9일 "Sputtering Coil for Generating a Plasma"란 명칭으로 출원된 공동계류중인 출원번호 No 08/647,184호의 CIP로, 1996년 5월 10일 출원 "Coils for Generating a Plasma and for Sputtering"란 명칭으로 출원된 공동계류중인 출원번호 08/644,096호의 CIP이다.

본 발명은 플라즈마 발생기에 관한 것으로, 특히 반도체 장치 제조시 재료층을 스퍼터링 증착하기 위해 플라즈마를 발생시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.

저압 무선 주파수(RF)에 의해 발생된 플라즈마는 표면처리, 증착 및 에칭공정을 포함하는 다양한 반도체 장치 제조공정에 사용될 수 있는 종래의 에너지 이온 소스 및 활성화된 원자의 소스가 되었다. 예를 들어, 스퍼터링 증착공정을 사용하여 반도체 웨이퍼 위에 재료를 증착하기 위해서, 플라즈마는 네거티브로 바이어스된 스퍼터링 타겟 재료의 부근에서 생성된다. 플라즈마내에서 발생된 이온은 타겟으로부터 재료를 제거하기 위해, 즉 "스퍼터링"하기 위해서 타겟의 표면에 충돌한다. 다음 스퍼터링된 재료는 이동하여 반도체 웨이퍼의 표면상에 증착된다.

스퍼터링된 재료는 기판의 표면에 경사진 각도로 타겟으로부터 기판으로의 직선 경로로 이동하여 증착되려는 경향이 있다. 결과적으로, 높은 깊이 대 폭의 종횡비를 갖는 트렌치 또는 홀을 구비한 반도체 장치의 에칭된 트렌치 및 홀에 증착된 재료는 브리지되어 증착층내에 바람직하지 않은 공동(cavity)을 발생시킨다. 이와 같은 공동을 막기 위해서, 스퍼터링된 재료는 기판을 네거티브로 충전시키고, 상기 스퍼터링된 재료가 플라즈마에 의해 충분히 이온화된 경우, 기판 부근에 적절히 수직으로 배향된 전계를 위치설정함으로써 타겟과 기판 사이에서 거의 수직인 경로로 다시 방향설정될 수 있다. 그러나, 저밀도 플라즈마에 의해 스퍼터링된 재료는 과대한 공동의 형성을 막기에 불충분한 1%미만의 이온화도를 가진다. 따라서, 증착층내에 원치않는 공동의 형성을 감소시키기 위해서는 스퍼터링된 재료의 이온화 비율이 증가되도록 플라즈마 밀도를 증가시키는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 사용된 것처럼, "조밀한 플라즈마(dense plasma)"란 용어는 높은 전자 및 이온 밀도를 가진 플라즈마로 언급된다.

용량성 결합, 유도성 결합 및 웨이브 가열을 포함하는 RF 필드로 플라즈마를 여기시키기 위한 몇가지 기술이 공지되어 있다. 표준 유도 결합된 플라즈마(ICP) 발생기에서, 플라즈마를 둘러싸는 코일을 통과하는 RF 전류는 플라즈마에서 전자기 전류를 유도한다. 이들 전류는 오믹(ohmic) 가열에 의해 도전 플라즈마를 가열하여 정상상태를 유지한다. 예를 들어, 미국 특허 제 4,362,632호에 개시되어 있는 것처럼, 코일을 통해 흐르는 전류는 임피던스 매칭 네트워크를 통해 코일에 결합된 RF 발생기에 의해 공급되어, 코일은 변압기의 1차 권선으로서 동작한다. 플라즈마는 변압기의 단일 회전 2차 권선으로서 동작한다.

다수의 고밀도 플라즈마 응용분야에 있어서, 챔버는 상대적으로 높은 압력에서 동작되어, 플라즈마 이온 및 증착 재료 원자 사이의 충돌 주파수가 고밀도 플라즈마 영역에서의 스퍼터링된 재료의 잔류 시간을 증가시키도록 증가되는 것이 바람직하다. 그러나, 증착 원자의 스캐터링 역시 증가된다. 이와 같은 증착 원자의 스캐터링에 의해, 기판상의 증착층의 두께는 타겟의 중심과 정렬된 기판의 중심부상에서는 두꺼우며 바깥쪽에 있는 영역에서는 얇다. 증착층은 플라즈마 스캐터링 효과가 감소되도록 타겟과 기판 사이의 간격을 감소시킴으로서 보다 균일해 질 수 있다.

한편, 스퍼터링 비율과 스퍼터링된 원자의 이온화를 증가시켜 플라즈마의 이온화를 증가시키기 위해서, 타겟과 기판 사이의 간격을 증가시키는 것이 바람직하다. 플라즈마와 에너지를 결합시키기 위해 사용되는 코일은 전형적으로 타겟과 기판 사이의 공간을 에워싼다. 만일 타겟이 기판에 너무 가깝게 위치한다면, 플라즈마의 이온화는 악영향 미칠 수 있다. 따라서, RF 에너지와 플라즈마를 결합하는 코일을 수용하기 위해서, 비록 이러한 최소의 공간이 증착의 균일화에 역영향을 미칠지라도 기판으로부터 일정한 최소 간격을 두고 타겟을 위치시키는 것이 요구된다.

본 발명의 목적은 상기 언급된 문제점을 해결하는, 챔버내에 플라즈마를 생성하고 층을 스퍼터링 증착하기 위한 개선된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

이들 목적 및 다른 목적과 장점은 본 발명의 일면에 따르는 플라즈마 발생 장치에 의해 달성되는데, 상기 플라즈마 발생 장치는 재료가 타겟으로부터 제품 상에 스퍼터링되는 것을 보조하기 위해 코일로부터 제품상에 재료를 스퍼터링하도록 조절된 코일로부터의 전자기 에너지와 유도적으로 결합된다. 바람직하게 코일은 코일로부터 스퍼터링된 원자가 원하는 형태의 재료층을 형성하기 위해 타겟으로부터 스퍼터링된 원자와 결합하도록 타겟과 같은 동일한 형태의 재료로 바람직하게 만들어진다. 본 발명의 일 실시예에 따라 코일로부터 스퍼터링된 재료의 분산은 기판의 두께가 기판 가장자리에서는 두껍고 기판의 중심부를 향해서는 보다 얇아지게 한다. 이러한 분산은 타겟으로부터의 재료가 가장자리와 비교할 때 기판 중심부에서 보다 두껍게 증착되도록 타겟으로부터 스퍼터링된 재료의 분포 프로파일을 보상하는데 매우 바람직하다. 결과적으로, 코일과 타겟으로부터 증착된 재료는 기판의 중심부으로부터 가장자리로 비교적 균일한 두께의 층을 형성하도록 결합될 수 있다.

일 실시예에서, 타겟과 코일은 타겟과 코일로부터 기판상에 스퍼터링되는 재료가 실질적으로 동일한 재료, 즉, 티타늄이도록 비교적 순수한 티타늄으로 형성된다. 다른 실시예에서는, 알루미늄과 같은 다른 형태의 재료가 증착될 수 있다. 이러한 경우에, 코일과 타겟은 동일 등급의 알루미늄, 즉, 타겟 등급의 알루미늄으로 만들어진다. 만약 혼합 또는 조합 재료를 증착하는 것이 바람직하다면, 타겟 과 코일은 기판상에 증착될 때 재료가 조합 또는 혼합되도록 동일한 재료의 혼합 또는 상이한 재료로 선택적으로 형성된다.

또다른 실시예에서, 제 1 코일 외에 제 2 코일형 구조는 재료를 스퍼터링하기 위한 보조 타겟을 제공한다. 제 2 코일은 바람직하게 RF 발생기에 결합되지 않고 대신 DC 전력으로 바이어스된다. 비록 재료가 제 1 코일로부터 연속으로 또는 연속하지 않게 스퍼터링될 수 있을지라도, 코일로부터 스퍼터링된 재료는 그것의 DC 바이어싱 때문에 제 2코일로부터 우선 발생할 것이다. 이러한 장치는 제 1 타겟의 DC 바이어스 대 제 2 코일의 DC 바이어스 비율이 제 1 타겟으로부터 증착되는 재료 두께의 불균일성을 최적으로 보상하도록 설정된다. 또한, 제 1 코일에 인가된 RF 전력은 이온화를 위한 플라즈마 밀도의 최적화를 위해 타겟과 제 2 코일에 인가된 바이어스와 독립적으로 설정될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 발생기는 진공 챔버(102)(도 2에서 개략적으로 도시됨)내에 수용된 원통형 플라즈마 챔버(100)를 포함한다. 본 실시예의 플라즈마 챔버(100)는 시일드(106)에 의해 내부에 보유되는 단일 권선 코일(104)을 갖는다. 시일드(106)는 플라즈마 챔버(100)의 내부에 증착되는 재료로부터 진공 챔버(102)의 내벽(도시하지 않음)을 보호한다.

RF 발생기(106)로부터의 무선 주파수(RF) 에너지는 코일(104)로부터 증착 시스템(100)의 내부로 방사되어, 증착 시스템(100)내의 플라즈마를 활성화시킨다. 활성화된 플라즈마는 챔버(102)의 상부에 위치된 네거티브로 바이어스된 타겟(110)을 가격하는 플라즈마 이온 자속을 형성한다. 타겟(110)은 DC 전력원(111)에 의해 네거티브로 바이어스된다. 플라즈마 이온은 증착 시스템(100)의 하부에서 페데스탈(114)에 의해 지지되는 웨이퍼 또는 다른 제품일 수 있는 기판(112)상에 타겟(110)으로부터의 재료를 분출한다. 타겟(110) 위에 제공된 회전 자석 어셈블리(116)는 타겟의 균일한 부식을 촉진시키기 위하여 타겟(110) 면위로 스위프(sweep)되는 자계를 생성한다.

타겟(110)으로부터 분출된 재료 원자는 플라즈마에 유도 결합된 코일(104)에 의해 활성화되는 플라즈마에 의해 이온화된다. 바람직하게 RF 발생기(106)는 증폭기 및 임피던스 매칭 네트워크(118)를 통해 코일(104)에 결합된다. 코일(104)의 다른 단부는 가변 캐패시터일 수 있는 캐패시터(120)를 통해 접지되어 있다. 이온화된 증착 재료는 기판(112)에 부착되어 그위에 증착층을 형성한다. 페데스탈(114)은 기판(112)을 외부적으로 바이어스하기 위하여 AC(또는 DC 또는 RF) 소스(121)에 의해 네거티브로 바이어스될 수 있다. 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 본 명세서에서 참조되는 현재 계류중인 미합중국 특허출원 제 08/677,588호(1996. 7월 9일 출원, Attorney Docket No. 1402/PVD/DV, Express Mail Certificate No. EM 129 431 588, 발명의 명칭 "Method for Providing Full-Face High Density Plasma Deposition", 출원인:켄 나간, 시몬 후이 및 공다 야오)에 상세하게 개시되어 있는 바와 같이, 기판(112)의 외부 바이어싱은 선택적으로 제거될 수 있다.

이하 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 발명의 일 특징에 따라, 재료는 타겟(110)으로부터 제품상에 스퍼터링되는 재료를 보조하기 위하여 코일(104)로부터 기판(112)상에 스퍼터링된다. 결과적으로, 기판(112)상에 증착된 층은 형성되는 층의 균일성을 실질적으로 개선할 수 있도록 타겟(110)과 코일(104)로 이루어진 재료로 형성된다.

코일(104)은 지지 시일드(106)로부터 코일(104)을 전기적으로 절연시키는 다수의 코일 스탠드오프(122)(도 1)에 의해 시일드(106)상에 보유된다. 본 출원의 양수인에게 양도되었으며 본 명세서에서 참조되는 현재 계류중인 미합 중국 특허 출원 제 08/647,182호(발명의 명칭:"Recessed Coil for Generating a Plasma" 1996년 5월 9일 출원, Attorney Docket # 1186/PVD/DV)에 상세하게 개시되어 있는 바와 같이, 절연 코일 스탠드오프(122)는 시일드(106)(일반적으로 접지)에서 코일(104)을 단락시킬 수 있는 코일(104)로부터 시일드(106)에 증착된 재료의 완전한 도전 경로의 형성을 방지하면서 타겟(110)으로부터 코일 스탠드오프(122)상에 도전 재료의 반복된 증착을 허용하는 복잡한 내부 구조를 갖는다.

RF 전력은 피드쓰로우 스탠드오프(124)를 절연시킴으로써 지지되는 피드쓰로우(도시하지 않음)에 의해 코일(104)에 인가된다. 코일 지지 스탠드오프(122)와 같은 피드쓰로우 스탠드오프(124)는 시일드(106)에서 코일(104)을 단락시킬 수 있는 도전 경로를 형성하지 않고 피드쓰로우 스탠드오프(124)상에 타겟으로부터 도전 재료의 반복된 증착을 허용한다. 따라서, 코일 피드쓰로우 스탠드오프(124)는 코일(104)과 시일드 벽(140) 사이의 단락 형성을 방지하기 위하여 코일 스탠드오프(122)와 어느정도 유사한 복잡한 내부 구조를 갖는다.

도 1에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 플라즈마 챔버(100)는 그위에 네거티브로 바이어스된 타겟(110)에 대하여 접지면을 제공하는 암흑부 시일드 링(130)을 갖는다. 이외에도, 상기 언급된 공동계류중인 미국 특허 출원 제 08/647,182호에 상세하게 개시되어 있는 바와 같이, 시일드 링(130)은 타겟 외부 에지의 스퍼터링을 감소시키기 위하여 플라즈마로부터 타겟의 외부 에지를 차폐한다. 암흑부 시일드(130)는 타겟(110)으로부터 스퍼터링되는 재료로부터 코일(104)(및 코일 지지 스탠드오프(122) 및 피드쓰로우 스탠드오프(124))을 차폐하기 위하여 위치설정된다는 점에서 다른 기능을 수행한다. 암흑부 시일드(130)는, 스퍼터링된 재료의 일부가 플라즈마 챔버(100)의 수직축에 대하여 경사진 각도로 이동하기 때문에 모든 스퍼터링되는 재료로부터 연관된 지지 구조와 코일(104)을 완벽하게 차폐하지는 않는다. 그러나, 많은 스퍼터링된 재료는 수직축을 중심으로 비교적 작은 경사 각도로 또는 챔버의 수직축에 평행하게 이동하기 때문에, 코일(104)위에 오버랩되는 형태로 위치설정되는 암흑부 시일드(130)는 상당량의 스퍼터링된 재료가 코일(104)상에 증착되는 것을 방지한다. 그렇지 않으면, 코일(104)상에 증착되는 재료의 양을 감소시킴으로써, 코일(104)(및 지지 구조)상에 증착되는 재료에 의한 입자의 발생이 거의 감소될 수 있다.

도시한 실시예에서, 암흑부 시일드(130)는 대체로 반전된 프루스토-원추(frusto-conical) 형상을 갖는 스테인레스 스틸이나 티타늄(티타늄 증착은 챔버(100)에서 발생됨)의 밀폐된 연속 링이다. 암흑부 시일드는 1/4인치 간격만큼 코일(104)을 오버랩하도록 플라즈마 챔버(100)의 중심부를 향해 내부로 연장된다. 물론, 오버랩 양은 코일 및 다른 인자의 상대적 크기 및 변위에 따라 변화될 수 있다. 예를 들면, 오버랩은 스퍼터링된 재료로부터 코일(104) 차폐를 증가하기 위하여 증가될 수 있으나, 오버랩 증가는 일부 응용분야에 있어 바람직하지 않게 플라즈마로부터 타겟을 추가로 차폐할 수도 있다. 다른 실시예에서, 코일(104)은 코일을 보다 더 보호하고 제품 상에 증착되는 입자를 감소시키기 위해 리세스된 코일 챔버(미도시)에 위치될 수 있다.

챔버 시일드(106)는 일반적으로 사발 형상이며, 스탠드오프(122, 124)가 코일(104)을 절연 지지하기 위하여 부착되는 원통 형상의 수직으로 배향되는 벽(140)을 포함한다. 또한 시일드는 도시된 실시예에서 8″직경을 갖는 제품(112)을 지지하는 페데스탈(114) 또는 척을 둘러싸는 환형의 플로어 벽(미도시)을 갖는다. 클램프 링(미도시)은 웨이퍼를 척(114)에 클램핑하고 시일드(106)의 플로어 벽과 척(114) 사이의 갭을 커버하는데 사용될 수 있다.

플라즈마 챔버(100)는 진공 챔버와 결합하는 어댑터 링 어셈블리(152)에 의해 지지된다. 챔버 시일드(106)는 어댑터 링 어셈블리(152)를 통해 시스템 접지에 접지되어 있다. 챔버 시일드(106)와 같은 암흑부 시일드(130)는 어댑터 링 어셈블리(152)를 통해 접지된다.

일반적으로 타겟(110)은 디스크 형상이며 어댑터 링 어셈블리(152)에 의해 지지된다. 그러나, 타겟(110)은 네거티브로 바이어스되어 접지에 있는 어댑터 링 어셈블리(152)로부터 절연된다. 따라서, 타겟(110) 밑면에 형성된 원형 채널에는 타겟(152)의 상부 측면의 대응하는 채널(174)내에 위치된 세라믹 절연 링 어셈블리(172)가 위치되어 있다. 세라믹을 포함하는 다양한 절연 재료로 이루어지는 절연 링 어셈블리(172)는 타겟(110)이 적절히 네거티브로 바이어스될 수 있도록 어댑터 링 어셈블리(152)로부터 타겟(110)과 이격된다. 타겟, 어댑터 및 세라믹 링 어셈블리는 진공 챔버로부터 타겟(110)으로 타이트한 진공 어셈블리를 제공하기 위하여 O-링 밀봉면을 갖는다.

예시된 실시예의 코일(104)은 10-12인치의 직경을 갖는 단일 권선 코일에 형성된 1/2 x 1/8인치 헤비 듀티 비드 블라스트된 고체의 고순도(바람직하게는99.995% 순도) 티탄늄 리본으로 이루어진다. 그러나, 스퍼터링된 재료 및 다른 요소에 따라 다른 고도의 전도성 재료 및 형상이 이용될 수 있다. 예를 들어, 리본은 1/16인치로 얇고 높이는 2인치를 초과할 수 있다. 또한 스퍼터링된 재료가 알루미늄이면, 타겟과 코일은 모두 고순도 알루미늄으로 이루어 질 수 있다. 예시된 리본 형태에 이외에, 냉각수가 요구되는 경우 바람직하게 중공 관이 이용될 수 있다.

추가로, 예시된 리본 형태 대신에, 코일이 다수의 권선을 갖는 코일 각각의 권선은 도 3에서 200으로 도시된 것처럼, 평탄한 개구단 환형 링에 의해 수행될 수 있다. 이러한 장치는 다수의 권선 코일에 특히 유리하다. 다수의 권선 코일의 장점은 주어진 RF 전력 레벨에 대해 요구되는 전류 레벨을 실제로 감소될 수 있다는 것이다. 그러나, 다수의 권선 코일은 더 복잡해져 값이 비싸지고 단일 권선 코일과 비해 세척하기가 어렵다. 예를 들어, 티타늄의 3개 권선 나선형 코일 및 그와 관련된 지지 구조는 상당히 비싸다. 다수의 권선 코일의 제조 비용은 도 4에 도시된 것처럼 다수의 권선 코일(104')을 형성하기 위해 몇 개의 이러한 평평한 링(200a-200c)을 이용함으로써 실제로 감소될 수 있다. 각각의 링은 한쪽 측면에서는 지지 스탠드오프(204a-204c)에 의해 그리고 다른쪽 측면에서는 한쌍의 RF 피드쓰로우 스탠드오프(206a-206c 및 208a- 208c;도6)에 의해 지지된다. 도 5에 도시한 바와 같이, 지지 스탠드오프(204a-204c)는 엇갈린 관계로 시일드 벽(210)상에 바람직하게 위치된다. 각각의 지지 스탠드오프(204a-204c)는 제자리에 코일 링을 고정시키기 위해 대응하는 코일링(200)의 밑면에 형성된 대응하는 그루브(212; 도3)에 수용된다.

코일 링(200a-200c)은 RF 피드쓰로우 스탠드오프(206a-206c 및 208a-208c)를 통과하는 RF 피드쓰로우에 의해 직렬로 서로 전기적으로 연결된다. 지지 스탠드오프(204a-204c)와 동일한 방법으로, 피드쓰로우 스탠드오프(206a-206c 및 208a-208c)는 코일 링 각각의 단부에 인접한 각각의 코일링 밑면에 형성된 대응하는 그루브(212;도3)내에 각각 수용된다. 도 6에 개략적으로 도시된 것처럼, 시일드 벽 외부의 RF 도파관(220a)은 피드쓰로우 스탠드오프(206a)내의 RF 피드쓰로우에 의해 최하위 코일 링(200a)의 한쪽 단부와 결합된다. 코일 링(200a)의 다른쪽 단부는 중간 코일 링(200b)의 한쪽 단부에 피드쓰로우 스탠드오프(206b)에 있는 RF 피드쓰로우에 의해 결합되는 또다른 외부 RF 도파관(200b)과 피드쓰로우 스탠드오프(208a)에 있는 RF 피드쓰로우에 의해 결합된다. 코일 링(200b)의 다른쪽 단부는 상부 코일 링(200c)의 한쪽 단부와 피드쓰로우 스탠드오프(206c)에 있는 RF 피드쓰로우에 의해 결합되는 또다른 외부 RF 도파관(220c)과 피드쓰로우 스탠드오프(208b)에 있는 RF 피드쓰로우에 의해 결합된다. 마지막으로, 상부 코일 링(200c)의 다른쪽 단부는 또다른 외부 RF 도파관(220d)과 피드쓰로우 스탠드오프(208c)에 있는 RF 피드쓰로우에 의해 결합된다. 이런 방식으로 서로 결합되면, 코일 링(200a-200c)을 통과하는 전류는 코일 링에 의해 발생된 자기장이 서로 구조적으로 강화되도록 동일한 방향을 향하게 된다. 코일(104')은 다수의 권선 코일이기 때문에, 피드쓰로우 지지체(206, 208)의 전류 조절 요구조건이 주어진 RF 전력 레벨에 대한 단일 권선 코일(104)의 피드쓰로우 지지체(124)의 요구조건과 비교해 실제로 감소될 수 있다.

이미 언급한 바와 같이, 플라즈마의 이온화가 용이하도록 코일(104)을 수용하기 위해, 제품(112)의 표면과 타겟(110)은 이격되는 것이 바람직하다. 그러나 타겟과 기판 사이의 증가된 간격은 타겟으로부터 증착되는 재료의 균일성에 악영향을 줄 수 있다. 도 7에서 250으로 도시된 것처럼, 전형적으로 이러한 불균일성은 제품의 중심부를 향해서는 증착되는 재료가 두껍고 제품의 가장자리를 향해서는 증착되는 재료가 얇다는 것으로 자체 표시된다. 본 발명의 일 특징에 따르면, 이러한 불균일성은 제품 상의 스퍼터 타겟(110) 뿐만 아니라 제품의 가장자리를 에워싸는 코일(104)로부터 증착 재료를 스퍼터링함으로써 효과적으로 보상될 수 있다. 제품의 가장자리는 제품의 중심부보다는 코일(104)에 더 가깝기 때문에, 코일로부터 스퍼터링된 재료는 도 3에서 252로 도시된 것처럼, 중심부보다는 제품의 가장자리쪽으로 더 두껍게 증착되는 경향이 있다는 것이 발견되었다. 이것은 물론 타겟(110)으로부터 재료의 증착 패턴과 반대이다. 코일(104)에 인가된 RF 전력 레벨 대 타겟에 인가된 바이어스의 DC 전력 레벨의 비율을 적절히 조절함으로써, 코일(104)로 부터 스퍼터링된 재료의 증착 레벨은 타겟으로부터 재료의 증착 프로파일의 불균일성이 거의 보상되는 방법으로 선택되어 도 7의 증착 프로파일(254)에 도시된 바와 같이 스퍼터링된 재료의 양쪽 소스로부터 층의 전체 증착 프로파일은 타겟 자체로부터 얻는것보다 더 균일할 수 있다. 코일로부터 스퍼터링된 재료는 재료가 타겟으로부터 스퍼터링되고 웨이퍼 상에 증착되는 것 이외에 웨이퍼의 가장자리에서 측정함에 따라 분당 적어도 50Å의 속도로 증착되도록 코일은 충분하게 스퍼터링된 재료를 공급하는 것이 바람직하다.

타겟(110)으로부터 발생하는 스퍼터링과 비교해서 코일(104)로부터 발생하는 스퍼터링의 양은 타겟(110)에 인가된 DC 전력에 비해 코일(104)에 인가된 RF 전력의 함수라고 여겨진다. 코일 RF 전력 대 타겟 DC 전력의 비율을 조정함으로써, 코일(104)과 타겟(110)으로부터 스퍼터링된 재료의 상대적인 양은 원하는 균일성을 이루도록 변화될 수 있다. 도 8에 도시된 것처럼, 코일 RF 전력 대 타겟 DC 전력의 특정 비율은 코일과 타겟 모두로부터 증착된 재료층의 최저 불균일성(0%로 나타남)을 달성하는 것으로 여겨진다. 코일에 대한 RF 전력이 타겟에 인가된 DC전력과 관련하여 증가함에 따라, 증착된 층은 도 8에 도시된 것처럼 불균일성이 점차적으로 네거티브 퍼센테이지로 도시된 것처럼 가장자리가 보다 두꺼워지는 경향이 있다. 도 8의 부호에서, 두꺼운 가장자리의 불균일성은 불균일성이 네거티브 퍼센테이지로 나타내도록 선택되며, 두꺼운 중심부의 불균일성은 불균일성이 포지티브 퍼센테이지로 나타내도록 선택된다.) 퍼센테이지 불균일성의 절대값이 클수록, 퍼센테이지로 나타낸 불균일성의 정도(두꺼운 가장자리 또는 두꺼운 중심부)가 커진다. 반대로, 타겟에 인가된 DC 전력과 관련해서 코일에 대한 RF 전력의 비율을 감소시킴으로써, 중심부에 증착된 층은 점차적으로 불균일성이 포지티브 퍼센테이지로 나타남에 따라 가장자리에 비해 점차 더 두껍게 성장하는 경향이 있다. 따라서, 타겟에 바이어싱되는 DC 전력을 기준으로 코일에 대한 RF 전력의 비를 조절함으로써, 코일로부터 스퍼터링되는 재료는 타겟과 코일 모두로부터 재료를 포함하는 보다 균일한 증착층을 달성하기 위하여 타겟으로부터 증착되는 재료의 불균일성을 효과적으로 보상되도록 적절히 증가되거나 감소될수 있다. 단일 권선 코일(104)에 대하여, 약 1.5의 코일 RF 전력 대 타겟 DC 전력의 비율은 8인치 직경 웨이퍼상에서 만족스런 결과를 제공하는 것이 발견되었다. 도 8은 3개의 권선 코일에 대해 코일 RF 전력 대 타겟 DC 전력 변화 결과를 나타내는데, 약 0.7의 비율이 최적이 되는것으로 나타났다.

코일과 타겟 사이의 스퍼터링의 비교량은 타겟(110)의 양에 비해 코일(104)의 DC 바이어싱의 함수인 것으로 여겨진다. 코일(104)의 DC 바이어싱은 다양한 방법으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 전형적으로 매칭 네트워크(302)는 인덕터와 캐패시터를 포함한다. 매칭 네트워크의 하나 이상의 캐패시터의 정전 용량을 변화시킴으로써, 코일(104)의 DC 바이어싱은 원하는 균일성 레벨을 달성하도록 조정될 수 있다. 일 실시예에서, 코일에 대한 RF 전력과 코일(104)의 DC 바이어싱은 원하는 결과를 달성하기 위한 개별 조절 입력을 가질 수 있다. 선택적으로 전력 장치는 약간 상이한 주파수에서 동작되는 두 개의 RF 발생기를 포함할 수 있다. 하나의 발생기의 출력은 종래의 방법으로 코일과 결합될 수 있으나, 약간 다른 주파수에서 다른 발생기는 코일에 용량성으로 결합되어 제 2 발생기의 전력 레벨의 변화는 코일의 DC 바이어스를 변화시킨다. 이러한 장치는 코일에 인가된 RF 전력과 DC 바이어스의 독립적인 제어를 제공한다. 현재 주어진 RF 전력 레벨의 경우에 코일에 대한 DC 바이어스의 상대적 큰 변화가 코일로부터 스퍼터링된 재료의 양에 영향을 미치는 것이 필요하다고 생각된다.

상술한 각각의 실시예는 플라즈마 챔버내에서 단일 코일을 이용하였다. 본 발명은 한 개 이상의 RF 전력 코일을 갖는 플라즈마 챔버에 적용할 수 있다. 예를들어 본 발명은 공동 계류중인 출원 제 08/559,345호에 기술된 형태의 헬리콘 웨이브를 발진하기 위해 다수의 코일 챔버에 적용될 수 있다.

적합한 RF 발생기와 매칭 회로는 당업자에게 공지된 부품이다. 예를 들어, 매칭 회로 및 안테나를 갖는 주파수 매칭용 "주파수 헌트(hunt)"에 이용되는 ENI 제니시스 시리즈와 같은 RF 발생기가 적절하다. 코일(104)에 대해 RF 전력을 발생시키기 위한 발생기 주파수는 2MHz가 바람직하지만, 예를 들어 1MHz 내지 100MHz의 범위로부터 변화할 수 있다는 것이 예측된다. 4.5kW의 RF 전력 설정이 바람직하지만, 1.5-5kW의 범위가 만족스러울 것으로 생각된다. 소정 응용분야에 있어, 에너지는 AC 또는 DC 전력을 코일 및 다른 에너지 전달 부재에 인가함으로써 플라즈마에 전달될 수 있다. 3kW로 타겟(110)을 바이어스 하기 위한 DC 전력 설정값은 2-5kW의 범위가 바람직하지만 -30 DC 볼트의 페데스탈 바이어스 전압이 다양한 응용을 위해서는 만족스럽다고 생각된다.

예시된 실시예에서, 시일드(106)는 직경이 13ㅍ인치이지만, 플라즈마로부터 챔버를 차폐하기 위해, 시일드가 타겟, 기판 지지체 및 기판의 외부 직경 너머로 충분히 연장되는 직경을 갖는한, 양호한 결과를 얻을 수 있을 것으로 예측된다. 시일드는 세라믹 또는 석영과 같은 절연 재료를 포함하는 다양한 재료로 제조될 수 있다. 그러나, 타겟 재료로 코팅되는 시일드 및 모든 금속 표면은 스퍼터링된 타겟 재료와 동일한 재료로 바람직하게 이루어지지만 스테인레스 스틸 또는 구리와 같은 재료로 이루어질 수 있다. 코팅될 재료의 구조는 웨이퍼상에 시일드 또는 다른 구조로부터 스퍼터링된 재료의 플래킹(flaking)을 감소시키기 위하여 스퍼터링된 재료와 거의 매칭되는 열 팽창 계수를 가져야 한다. 부가적으로, 코팅될 재료는 스퍼터링 재료에 우수한 접착력을 가져야 한다. 예를 들면, 만약 증착된 재료가 시일드의 바람직한 금속인 티타늄인 경우, 코팅될 브래킷 및 다른 구조는 비드 블라스트 티타늄이다. 코일 지지체의 단부 캡 및 피드쓰로우 스탠드오프와 같이 스퍼터링되기 쉬운 임의의 표면은 예를 들어, 고순도 티타늄과 같이 타겟과 동일한 형태의 재료로 만들어질 수 있다. 물론, 만약 증착될 재료가 티타늄이 아닌 재료라면, 바람직한 금속은 증착된 재료인 스테인레스 스틸 또는 구리이다. 접착은 타겟을 스퍼터링하기 전에 몰리브덴으로 구조를 코팅함으로써 개선될 수 있다. 그러나, 몰리브덴이 코일로부터 스퍼터링된다면 제품을 오염시킬 수 있기 때문에 코일(또는 스퍼터링하기 위한 어떤 다른 표면)은 몰리브덴 또는 다른 재료로 코팅되지 않는 것이 바람직하다.

웨이퍼와 타겟 간격은 바람직하게 약 140mm이나 1.5″ 내지 8″의 범위일 수 있다. 이러한 웨이퍼와 타겟 간격에 대하여, 만족스러운 커버리지, 즉 개구부 바닥의 증착 두께 대 필드 증착 두께의 비는 약 2.9인치 간격만큼 타겟으로부터 약 11 1/2인치 이격된 코일 직경으로서 달성될 수 있다. 제품 가장자리로부터 코일을 멀리 이동시키는 코일 직경 증가는 바닥 커버리지상에 역효과를 나타낸다. 한편, 웨이퍼 가장자리에 가깝게 코일을 이동시키기 위한 코일 직경 감소는 층균일성에 역효과를 나타낼 수 있다. 코일 직경의 감소는 코일이 타겟과 가깝게 정렬되게 하며, 이는 코일상의 타겟으로부터의 재료 증착이 코일로부터 스퍼터링된 재료의 균일성에 역효과를 나타낼 수 있다고 여겨진다.

또한 증착 균일성은 타겟과 이격된 코일의 함수이다. 언급한 바와 같이, 코일과 타겟 사이의 약 2.9 인치의 간격은 140mm의 타겟 대 웨이퍼 간격에 대해 적절한 것으로 발견되었다. 타겟(또는 웨이퍼)으로부터 떨어진 또는 타겟을 향하게 수직적으로 코일을 이동시키는 것은 증착층 균일성에 역효과를 나타낼 수 있다.

앞서 개시된 바와 같이, 타겟(110)과 코일(104)로부터 스퍼터링된 재료의 비교량은 코일에 인가된 RF 전력과 타겟에 인가된 DC 전력 비율의 함수이다. 그러나, 일부 응용분야에서, 코일과 타겟으로부터 증착된 재료층의 균일성을 개선하기에 적절한 RF 전력 레벨은 이온화를 위한 플라즈마 밀도를 발생시키기 위하여 최적이 아닐 수 있다는 것이 인식되었다. 도 9는 도 3에 기술된 형태의 단일 개방 단부 코일 링(200d)으로 구성된 코일(104″)을 가지는 플라즈마 챔버(100″)의 다른 실시예를 나타낸다. 도 10에 기술된 바와 같이, 코일(104″)은 상술된 코일(104, 104')과 동일한 방법으로 매칭 네트워크(118) 및 RF 발생기(106)와 피드쓰로우 스탠드오프(206)에 의하여 시일드(308)를 통하여 결합된다. 그러나, 챔버(100″)는 비록 일반적으로 코일과 같은 형상이지만, RF 발생기에 결합되지 않는 제 2 타겟(310)을 가진다. 대신에, 평탄한 폐쇄 링(400)으로 구성된 제 2 타겟(310)은 도 10에 도시된 바와 같이 가변 네거티브 DC 바이어스 소스(312)에 피드쓰로우 스탠포드(206)를 통하여 결합된다. 결과적으로, 챔버는 각각 제 1 및 제 2 타겟(110, 310) 및 RF 코일(104″)의 3가지 "타겟"을 가진다. 그러나, 코일(104″) 및 제 2 타겟(310)으로부터 스퍼터링된 대부분의 재료는 RF 전력이 인가된 코일(104″) 보다는 DC 바이어스된 타겟(310)으로부터 발생된다.

이러한 장치는 다수의 장점을 가진다. 코일로부터 스퍼터링된 대부분의 재료는 코일(104??) 보다는 제 2 타겟(310)으로부터 발생되기 때문에, 코일(104″) 및 제 1 및 제 2 타겟(110, 310)으로부터 스퍼터링되는 재료의 비교량은 타겟(310) 및 타겟(110)을 바이어스하는 관련 DC 전력의 일차 함수이다. 따라서 각각 제 1 타겟(110) 및 제 2 타겟(310)을 바이어싱하는 가변 DC 전력원(111, 312)은 코일(104)에 전력을 인가하는 RF 발생기(106)에 대한 RF 전력 설정과 무관하게 재료의 증착의 균일성을 최적화시키도록 설정될 수 있다. 결과적으로, 코일(104″)에 대한 RF 전력은 이온화를 목적으로 플라즈마 밀도를 최적화시키기 위하여 타겟(110) 및 타겟(310)의 DC 바이어스와 무관하게 설정될 수 있다.

부가적으로, 코일(104″)에 대한 RF 전력 레벨은 코일(104)의 전력 레벨과 비교할 때 더 낮을 수 있다. 예를들면, 코일(104″)에 대한 적절한 전력 범위는 1.5 내지 3.5kW RF이다. 제 1 타겟(110) 및 제 2 타겟, 예를 들면 코일(310)에 대한 전력 범위는 각각 2-5kW DC 및 1-3kW DC이다. 물론 값은 특정 응용분야에 따라서 가변될 것이다.

도 11 및 도 12는 타겟 링에 RF 코일의 권선이 삽입되는 다수의 권선 RF 코일 및 다수의 링 제 2 타겟을 포함하는 또다른 선택적인 실시예를 나타낸다. 도 4-6도의 코일(104″)과 마찬가지로 도 12의 RF 코일은 RF 피드쓰로우 스탠드오프(206a-206c 및 208a-208c) 및 외부 도파관(220a-220d)을 통과하는 RF 피드쓰로우에 의하여 RF 소스 및 RF 접지와 직렬로 서로 전기적으로 접속된 평면 링(200a-200c)을 형성한다.

RF 코일의 코일 링(200a-200c)에 제 2 타겟의 폐쇄 링(400a-400c)이 삽입된다. 도 11 및 제 12에 개략적으로 도시된 것처럼, 시일드 벽에 외부적으로 네거티브 바이어스된 DC 전력원(312)은 제 2 스퍼터링 타겟의 하부 링(400a)에서 피드쓰로우 스탠드오프(206d)에 있는 DC 피드쓰로우와 외부 스트랩(330a)에 의하여 결합된다. 타겟 링(400a)은 중간 타겟 링(400b)과 피드쓰로우 스탠드오프(206e)에 있는 DC 피드쓰로우에 의해 결합되는 또다른 외부 DC 스트랩(330b)과 피드쓰로우 스탠드오프(206d)에 있는 DC 피드쓰로우에 의해 결합된다. 타겟 링(400b)은 피드쓰로우 스탠드오드(206f)에 있는 DC 피드쓰로우에 의하여 스퍼터링 제 2 타겟의 상부 타겟 링(400c)과 결합된 다른 외부 스트랩(330c)과 피드쓰로우 스탠드오프(206e)에 있는 DC 피드쓰로우에 의하여 결합된다.

이러한 방식의 결합으로, 타겟(310')의 타겟 링(400a-400c)은 RF 코일 및 제 2 타겟(400a-400c)으로부터 스퍼터링된 다수의 재료가 제 2 타겟의 타겟 링(400a-400c)로부터 일차적으로 발생되도록 네거티브로 DC 바이어스될 것이다. RF 코일은 다수의 권선 코일이기 때문에, 피드쓰로우 지지체(206, 208)의 전류 처리 요구조건은 앞서 설정된 것처럼 주어진 RF 전력 레벨에 대한 단일 권선 코일(104)의 피드쓰로우 지지체(124)의 요구조건과 비교할 때 상당히 감소될 수 있다. 부가적으로, 스퍼터링 링의 수명은 다수의 링을 사용한 결과 강화될 있을 것으로 여겨진다. 제 2 스퍼터링 타겟(310 및 400a-400c)이 평면 링(400)으로부터 제조된 것으로 기술되었지만, 제 2 스퍼터링 타겟은 리본 및 관모양(tubular) 재료 및 실린더 및 실린더 세그먼트를 포함하는 다양한 다른 형상 및 크기로 제조될 수 있다. 그러나, 제 2 타겟이 기판의 축 부근에서 대칭되고 플라즈마의 주변부에서 챔버의 내부를 둘러싸도록 형상화되는 것이 바람직하다. 제 2 타겟 재료는 고체, 도전성 재료이어야 하고 제 1 타겟(110)과 동일한 형태 또는 다른 형태의 도전성 재료일 수 있다. 비록 제 1 및 제 2 타겟의 바이어싱이 DC 바이어싱으로서 기술되었지만, 일부 응용분야에 있어서, 제 1 및 제 2 타겟중 하나 또는 둘다는 AC 및 RF 바이어싱이 적절할 수도 있다.

다양한 전구체 가스는 Ar, H₂, 또는 NF₃,CF₄및 다른 가스와 같은 반응성 가스를 포함하여 플라즈마를 발생하기 위하여 이용될 수 있을 것이다. 다양한 전구체 가스 압력은 0.1- 50m Torr의 압력을 포함하는 것이 적절하다. 이온화된 PVD에 대하여, 10 내지 100m Torr 사이의 압력이 스퍼터링된 재료의 최대 이온화에 바람직하다.

물론, 다양한 형태의 본 발명의 변형은 당업자에게 명백할 것이고, 어떤 경우는 연구후 명백하나 따른 경우는 기계적인 및 전기적인 설계의 루틴 문제인 것은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 실시예가 또한 가능하고, 다른 특정 형태는 상기 특정 응용에 따라서 좌우된다. 그와 같이, 본 발명의 범위는 여기에 기술된 특정 실시에에 제한되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위 및 그에 상응하는 것에 의하여 한정되어야 한다.

본 발명을 이용함으로써 재료 두께의 불균일성의 보상을 최적화하도록 설정되고 더 낮은 RF 전력 레벨을 사용하여 챔버내에 플라즈마를 생성하고 층을 스퍼터링 증착하기 위한 개선된 방법 및 장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생 챔버의 개략적 부분 단면도.

도 2는 도 1의 플라즈마 발생 챔버에 전기적 상호접속의 개략도.

도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치용 코일 링의 개략도.

도 4는 도 3에 도시된 바와 같은 코일 링을 사용하는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 챔버의 개략적 부분 단면도.

도 5는 도 4의 플라즈마 발생 챔버용 다수의 코일 링 지지 스탠드오프를 도시한 도.

도 6은 도 4의 플라즈마 발생 챔버용 다수의 코일링 피드쓰로우(feedthrough) 스탠드오프를 도시한 도.

도 7은 도 1 장치의 코일 및 타겟으로부터 증착된 재료에 대한 각각의 증착 프로파일을 묘사하는 도.

도 8은 타겟의 DC 전력 바이어스와 관련하여 코일에 인가된 RF 전력 비율의 증착 균일성 효과를 묘사하는 그래프.

도 9는 이중 코일을 사용하는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 챔버의 개략적인 부분 단면도를 도시하는데, 상기 코일중 하나는 플라즈마 발생을 위하여 RF 전력이 공급되고 다른 하나는 추가 타겟을 제공하기 위하여 DC 바이어스된다.

도 10은 도 10의 플라즈마 발생 챔버에 전기적 상호접속의 개략도.

도 11은 2개의 코일링이 삽입된 두 개의 다중 링 코일을 가지는 플라즈마 발생 챔버용 다수의 코일링 피드스루 스탠드오프를 도시한 도.

도 12는 도 11의 플라즈마 발생 챔버에 전기적 상호접속의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 플라즈마 챔버 102 : 진공 챔버

104 : 코일 110 : 타겟

Claims

신호 소스를 사용하여 기판 상에 막층을 스퍼터링 증착하는 장치로서,

그 내부에 유지가능한 기판 지지체 부재, 플라즈마 발생 영역, 및 상기 플라즈마 발생 영역과 상기 기판 지지체 부재를 거의 둘러싸는 벽을 갖는 시일드를 포함하는 진공 챔버;

상기 챔버에 배치된 제 1 바이어스가능한 타겟; 및

상기 신호 소스에 결합된 제 1 단부 및 접지에 접속되는 제 2 단부를 갖는 스퍼터링가능한 코일을 포함하며,

상기 코일은 상기 벽에 의해 절연되어 보유되고 상기 플라즈마 발생 영역을 거의 둘러싸며 상기 플라즈마 발생 영역으로 에너지가 유도적으로 결합되도록 위치되며, 상기 코일은 상기 코일로부터의 재료가 상기 기판 상에 스퍼터링되도록 상기 기판 지지체 부재 근처에 배치되는, 스퍼터링 증착 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 타겟에 결합된 제 1 전원장치 및 상기 코일에 결합된 제 2 전원장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 증착 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제 2 전원장치는 RF 전원장치인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 증착 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 바이어스가능한 타겟과 상기 기판 지지체 부재 사이에 형성된 공간 부근에 배치되는 제 2 바이어스가능한 스퍼터 타겟을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 증착 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제 2 스퍼터 타겟은 DC 바이어스되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 증착 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 제 2 타겟은 상기 플라즈마에 의해 스퍼터링을 제공하도록 네거티브로 바이어스되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 증착 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 각각의 타겟은 동일한 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 증착 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 제 2 타겟은 고체 부재인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 증착 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 코일은 상기 챔버내에 유지가능한 가스와 유도적으로 결합되어 플라즈마를 형성하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 증착 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 코일은 고체 부재인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 증착 장치.
제품 상에 재료를 스퍼터링 하기 위해 반도체 제조 시스템내에서 플라즈마를 활성화시키는 장치로서,

상기 챔버내에 플라즈마 발생 영역을 갖는 반도체 제조 챔버; 및

상기 챔버에 의해 보유되는 금속 재료 코일을 포함하며,

상기 코일은 상기 플라즈마 발생 영역으로 에너지가 결합되고 상기 코일로부터의 금속 재료가 상기 제품상에 스퍼터링되도록 위치되는, 플라즈마 활성화 장치.
제 11 항에 있어서,

티타늄으로 이루어진 타겟을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 활성화 장치.
제 11 항에 있어서,

Al, Cr, Te 및 SiO₂로부터 선택된 재료로 이루어진 타겟을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 활성화 장치.
제품상에 재료를 스퍼터링하기 위해 반도체 제조 시스템내에서 플라즈마를 활성화시키는 장치로서,

내부에 플라즈마 발생 영역을 가진 반도체 제조 챔버;

상기 챔버내에 보유되고 제 1 금속으로 이루어진 스퍼터링 타겟 - 상기 타겟은 상기 제품상에 상기 타겟 재료가 스퍼터링되도록 위치됨 - ; 및

상기 챔버내에 보유되고 상기 타겟과 동일한 재료 형태로 형성된 코일을 포함하며,

상기 코일은 상기 플라즈마 발생 영역에 에너지를 결합시키고 상기 제품상에 상기 코일 재료가 스퍼터링되도록 위치되어, 상기 코일 재료와 상기 타겟 재료가 상기 제품상에 증착되어 층을 형성하는, 플라즈마 활성화 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 코일 재료는 분당 적어도 50Å의 속도로 상기 제품의 적어도 일부상에 증착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 활성화 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 타겟에 DC 바이어스를 공급하는 소스;

상기 제품에 DC 바이어스를 공급하는 소스; 및

상기 코일에 RF 전력을 공급하는 발생기를 더 포함하며,

상기 타겟 DC 바이어스의 전력 및 상기 코일 RF 전력은 상기 제품상에 증착되는 상기 코일 재료가 상기 제품상에 증착되는 상기 타겟 재료의 두께 불균일성을 보상하도록 예정된 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 활성화 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 코일 RF 전력 대 상기 타겟 DC 바이어스 전력의 비율은 약 1.5인 것을 특징으로 하는 플라즈마 여기 장치.
스퍼터링 증착 챔버에서 제품상에 재료를 증착시키는 방법으로서,

상기 챔버에 배치된 타겟으로부터 상기 제품상에 타겟 재료를 스퍼터링하는 단계; 및

상기 제품에 인접하게 배치된 코일로부터 상기 제품상에 코일 재료를 스퍼터링하는 단계를 포함하며,

상기 코일은 상기 챔버내의 가스와 유도적으로 결합되는, 증착 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 타겟으로부터 상기 제품상에 스퍼터링된 상기 타겟 재료의 두께 불균일성을 보상하기 위하여, 상기 타겟에 인가되는 DC 전력을 기준으로 상기 코일에 인가되는 RF 전력의 비율을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 비율은 약 1.5인 것을 특징으로 하는 증착 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 타겟 재료 및 상기 코일 재료는 동일한 형태의 재료인 것을 특징으로 하는 증착 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 타겟 재료 및 상기 코일 재료는 상이한 형태의 재료인 것을 특징으로 하는 증착 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 타겟 재료 및 상기 코일 재료는 상기 제품상에 스퍼터링된 타겟 재료의 두께 불균일성을 보상하는 양으로 스퍼터링되는 것을 특징으로 하는 증착 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 타겟 재료 및 상기 코일 재료는 상이한 속도로 스퍼터링되는 것을 특징으로 하는 증착 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 코일 재료는 분당 적어도 50Å의 속도로 상기 제품의 적어도 일부 위에 증착되는 것을 특징으로 하는 증착 방법.
제품상에 재료를 스퍼터링하기 위해 반도체 제조 시스템내에서 플라즈마를 활성화시키는 장치로서,

내부에 플라즈마 발생 영역을 가진 반도체 제조 챔버;

상기 챔버내에 보유되고 제 1 재료로 이루어진 제 1 타겟 - 상기 제 1 타겟은 상기 제품상에 상기 타겟 재료가 스퍼터링되도록 위치됨 - ;

상기 플라즈마 발생 영역에 에너지가 결합되도록 위치된 코일; 및

상기 제 1 타겟과 이격되어 상기 챔버내에 보유되고 상기 제 1 타겟과 동일한 형태의 재료로 형성되는 제 2 타겟을 포함하며,

상기 제 2 타겟은 상기 제품상에 상기 제 2 타겟 재료가 스퍼터링되도록 위치되어, 상기 제 2 타겟 재료와 상기 제 1 타겟 재료가 상기 제품상에 증착되어 층을 형성하는, 플라즈마 활성화 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 제 2 타겟 재료는 분당 적어도 50Å의 속도로 상기 제품의 적어도 일부 위에 증착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 활성화 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 코일은 상기 제 1 타겟과 동일한 형태의 재료로 형성되며, 상기 코일은 상기 제품상에 상기 코일 재료가 스퍼터링되도록 위치되어, 상기 제 1 및 상기 제 2 타겟 재료와 함께 상기 코일 재료가 상기 제품 상에 증착되어 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 활성화 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 제 2 타겟은 폐쇄 링인 것을 특징으로 하는 플라즈마 활성화 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 제 2 타겟은 실린더인 것을 특징으로 하는 플라즈마 활성화 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 제 1 타겟에 DC 바이어스를 공급하는 소스;

상기 제 2 타겟에 DC 바이어스를 공급하는 소스; 및

상기 코일에 RF 전력을 공급하는 발생기를 더 포함하며,

상기 제 1 타겟 DC 바이어스 전력과 상기 제 2 타겟 DC 전력은 상기 제품상에 증착된 제 2 타겟 재료가 상기 제품상에 증착된 상기 제 1 타겟 재료의 두께 불균일성을 보상하는 예정된 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 활성화 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 코일 및 상기 제 2 타겟은 각각 다른 링이 삽입된 다수의 링을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 활성화 장치.
제품상에 재료를 증착하는 방법으로서,

제 1 코일로부터의 RF 에너지로 플라즈마를 활성화시키는 단계;

상기 제품상에 배치된 타겟으로부터 상기 제품상에 타겟 재료를 스퍼터링하는 단계; 및

상기 제품에 인접하게 위치된 제 2 코일로부터 상기 제품상에 코일 재료를 스퍼터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 재료 증착 방법.
제 33 항에 있어서,

상기 타겟으로부터 상기 제품상에 스퍼터링된 상기 타겟 재료의 두께 불균일성을 보상하기 위하여 상기 타겟에 인가되는 DC 전력을 기준으로 상기 코일에 인가되는 RF 전력의 비율을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재료 증착 방법.
제 33 항에 있어서,

상기 타겟 재료 및 상기 제 2 코일 재료는 동일한 형태의 재료인 것을 특징으로 하는 재료 증착 방법.
제 33 항에 있어서,

상기 타겟 재료 및 상기 제 2 코일 재료는 상기 제품상에 스퍼터링된 타겟 재료의 두께 불균일성을 보상하는 양으로 스퍼터링되는 것을 특징으로 하는 재료 증착 방법.
제 36 항에 있어서,

상기 제 2 코일 재료는 분당 적어도 50Å의 속도로 상기 제품의 적어도 일부 상에 증착되는 것을 특징으로 하는 재료 증착 방법.
제 35 항에 있어서,

상기 제 1 코일은 상기 타겟과 동일한 형태의 재료로 형성되며, 상기 제 1 코일은 상기 제품상에 상기 제 1 코일 재료가 스퍼터링되도록 증착되어, 상기 제 2 코일 재료 및 상기 타겟 재료와 함께 상기 코일 재료가 상기 제품 상에 증착되어 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 재료 증착 방법.
제 36 항에 있어서,

상기 제 1 코일 재료 및 상기 제 2 코일 재료는 분당 적어도 50Å의 조합된 속도로 상기 제품의 적어도 일부상에 증착되는 것을 특징으로 하는 재료 증착 방법.
제 33 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 코일은 각각 다른 코일의 권선이 삽입된 다수의 권선 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 재료 증착 방법.