KR101031617B1 - 웨이퍼를 바이어스하면서 알루미늄을 스퍼터링하는 방법 및장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼를 RF 바이어싱하는 단계와 두 단계 알루미늄 필 처리를 포함하는 알루미늄 스퍼터링 방법과 바람직하게는 두 서로 다른 플라즈마 스퍼터 반응기(168, 170)에서 두 명확하게 서로 다른 조건 하에서 스퍼터링에 의해 좁을 비아 홀로 알루미늄을 채우기 위해 이용되는 장치가 개시된다. 제 1 단계(130)는, 좁은 홀로 알루미늄 원자를 끌어당기고 오버행을 에칭하도록 상대적으로 크게 바이어스되고 예를 들어 150℃ 미만에서 유지되는 상대적으로 콜드 웨이퍼 상에 높은 비율의 이온화된 알루미늄 원자를 스퍼터링하는 단계를 포함한다. 제 2 단계(132)는, 거의 언바이어스되고 예를 들어 250℃ 보다 큰 온도에서 유지되는 비교적 워엄 웨이퍼로 더욱 중성 스퍼터링을 포함하고, 이에 의해 더욱 등방성의 균일한 알루미늄 플럭스를 제공한다. 알루미늄 타겟의 뒷면 주위로 스캔된 마그네트론은 제 1 단계에서 비교적 작고 비대칭형일 수 있고(80), 제 2 단계에서는 비교적 크고 대칭형일(60) 수 있다.

Description

웨이퍼를 바이어스하면서 알루미늄을 스퍼터링하는 방법 및 장치 {ALUMINUM SPUTTERING WHILE BIASING WAFER}
본 발명은 일반적으로 스퍼터링에 의한 물질의 증착에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 두 단계 알루미늄 스퍼터링 처리 및 이를 위해 이용되는 장치에 관한 것이다.
매우 진보된 회로에 대해 구리 금속화에 대한 증가한 관심에 불구하고, 실리콘 직접 회로는 다중-레벨 금속화 구조에서 수직 및 수평 상호연결부를 위해 전도성 물질로서 알루미늄을 계속 이용하고 있다. 알루미늄은 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)에 의해 가장 자주 증착된다. 그러나, 수직 연결부의 종횡비가 계속 증가함에 따라, 기하 구조는 스퍼터링에 대해 대개 부적절하고, 알루미늄 스퍼터링은 증가된 문제점을 직면한다. 그럼에도 불구하고, 비교적 종래의 DC 마그네트론 스퍼터 반응기는 그 단순함, 낮은 비용, 및 오랜 기간의 사용에 의해 계속 선호되었다.
도 1 의 단면도에서 개략적으로 도시된 것처럼, DC 마그네트론 스퍼터 반응 기(10)는 중심축(14) 주위로 거의 대칭적으로 배열된 진공 챔버(12)를 포함한다. 진공 펌프 시스템(16)은 10-8Torr의 범위의 매우 낮은 베이스 압력으로 챔버(12)를 펌프한다. 한편, 질량 유동 제어기(mass flow controller, 20)를 통해 챔버에 연결된 가스 소스(18)는 스퍼터 작업 가스로서 아르곤을 공급한다. 챔버(12) 내부에서 아르곤 압력은 일반적으로 낮은 밀리토르(milliTorr)의 범위에서 유지된다. 중심축(14) 주위로 배열된 페데스탈(pedestal, 22)은 스퍼터 코팅되는 웨이퍼(24) 또는 다른 기판을 지지한다. 도시되지 않은 클램프 링 또는 정전 처크(electrostatic chuck)는 일반적으로 온도 제어되는 페데스탈(22)에 웨이퍼(24)를 지지하는데 이용될 수 있다. 쉴드(shield, 26)는 스퍼터 증착으로부터 챔버 벽 및 페데스탈(22)의 측부들을 보호한다. 평면적인 전면을 갖는 타겟(28)은 페데스탈(22)에 대해 대향하여 배열되고 페데스탈로 더 가까이 연장하는 실질적인 유효부를 갖고 있지 않다. 알루미늄 스퍼터링에 대해, 웨이퍼(24)를 향하는 타겟(28)의 적어도 전면은 알루미늄 원소에 부가하여 10at% 이하의 하나 이상의 합금 원소를 갖는 알루미늄 합금 또는 알루미늄으로 이루어진다. 타겟(28)은 절연체(30)를 통해 챔버(12)에 대해 진공 밀봉된다.
DC 전력 공급장치(32)는, 전기적으로 접지 되었다면, 쉴드(28) 또는 다른 챔버 부품에 대해 네거티브하게 타겟(28)을 전기적으로 바이어스시키고, 이에 의해 아르곤 스퍼터 작업 가스가 플라즈마 상태로 방출되도록 하며, 이로써 포지티브 전하를 띤 아르곤 이온이 네거티브하게 바이어스된 타겟(28)으로 끌어 당겨지고 이로 부터 물질을 스퍼터한다. 타겟(28)으로부터 방출된 스퍼터된 물질의 일부는 웨이퍼(24) 상에 층으로서 증착된다. 반응성 이온 스퍼터링에서, 질소와 같은 반응 가스는 추가적으로 챔버로 유입되고 이에 의해 금속 질화물과 같은 금속 화합물의 증착을 일으킨다. 구리 또는 내화 배리어 금속(refractory barrier metal)을 스퍼터링하기 위한 이용에서, 다른 RF 주파수도 이용될 수 있지만 예를 들어 13.56MHz에서 작동하는 RF 전력 소스(34)는 용량성 커플링 회로(capacitive coupling circuit, 38)를 통해 페테스탈에 있는 전극(36)을 바이어스 시킨다. 알루미늄 스퍼터링을 포함하는 다른 이용에서, RF 바이어싱 회로는 형식적으로 생략되고 페데스탈(22)은 전기적으로 부유한 채로 남겨진다(left electrically floating).
그 이용에 따라서, 웨이퍼(24)는 스퍼터 코팅 동안 가열되거나 또는 콜드될 필요가 있을 수 있다. 제어 가능한 전력 공급장치(40)는 페데스탈(22)에 임베디드된 저항성 히터(42)에 전류를 공급할 수 있고, 이에 의해 웨이퍼(24)을 가열시킨다. 한편, 제어 가능한 냉각장치(44)는 페데스탈(22)에 형성된 냉각 채널(46)로 냉각수 또는 냉각제를 순환시킬 수 있다. 도시되지는 않았지만, 추가적인 열적 제어는 페데스탈 전극(36)의 상부면에 형성된 회선형(convolute) 채널로 전달된 아르곤 열적 전달 가스의 제어 가능한 공급에 의해 실행되고, 이에 의해 페데스탈(22)에 웨이퍼(24)를 열적으로 결합시킨다.
종래에는 알루미늄 스퍼터링을 위한 다이오드 DC 마그네트론 스퍼터 반응기가, 플라즈마로 에너지를 중요하게 커플링하는 RF 유도성 또는 마이크로웨이브 에너지 소스를 포함하지 않았다.
스퍼터링 속도는 타겟(28) 뒤에 마그네트론(50)을 위치시킴에 의해 크게 증가될 수 있다. 본 발명의 일 태양인 마그네트론(50)은 다양한 형상 및 형태를 취할 수 있다. 이는 링 형태로 일반적으로 배열되고 수직 자극성을 갖는 자극(magnetic pole, 52, 54)의 쌍을 포함할 수 있고, 이에 의해 타겟(28)의 전면에 인접하여 고밀도 플라즈마(HDP)의 링 형태 영역(56)을 형성한다. HDP 영역(56)은 전자를 트랩하는(trapping) 이웃하는 자극(52, 54) 사이에서 수평으로 연장하는 자기장으로부터 초래되고, 이에 의해 플라즈마 밀도를 증가시킨다. 증가된 플라즈마 밀도는 타겟(28)의 인접 영역의 스퍼터링을 크게 증가시킨다. 또한, 플라즈마 밀도는 스캔되고 스퍼터되는 타겟 구역보다 훨씬 작은 에워싸는 구역, 예를 들어 15% 미만을 갖는 마그네트론(50)에 의해 증가되고, 이에 의해 마그네트론(50)의 감소된 구역에서 타겟 전력을 집중시킨다. 더욱 균일한 타겟 스퍼터링 패턴을 제공하기 위해, 링-형태 마그네트론(50)은 중심축(14)으로부터 일반적으로 오프셋되어 있다. 모터(60)는 중심축(14)으로부터 연장하며 자극(52, 54)을 지지하는 플레이트(64)에 고정된 회전 샤프트(62)를 구동시키고 이에 의해 중심축(14) 주위로 마그네트론(50)을 회전시킨다. 오프셋 마그네트론(50)을 회전시킴으로써, 자기 방위적으로 균일한 시평균(time averaged) 자기장이 만들어진다. 자극(52, 54)이 반대 극성의(opposed) 실린더 형태의 영구자석의 개별적인 링에 의해 형성된다면, 플레이트(64)는 자기 물질로 형성되는 것이 유리하고 이에 의해 자기 요크(magnetic yoke)로서 작용한다.
다수의 서로 다른 설계의 마그네트론이 도 1에서 도시된 일반적인 설계의 반 응기에 적용되었다. 테프만(Tepman)은 미국 특허 제 5,320,728호에서 마그네트론이 납작한 신장 형태를 가진다고 설명하였다. 예를 들면, 도 2의 평면도에서 도시된 것처럼, 신장 형태의 마그네트론(70)은 일 자극성을 갖는 내부 자극(74)을 둘러싸는 다른 자극성을 갖는 외부 자극(72)을 포함한다. 두 자극(72, 74)은 자극 조각(pole piece)으로서 작용하는 연자성 스테인리스 강의 연속적인 밴드로 일반적으로 형성되고 다수의 영구자석 밑에 놓인다. 거의 일정한 폭을 갖는 갭(76)은 두 자극(72, 74)을 분리시키고 납작한 신장 형태를 가진 주변부를 갖는다. 갭(76)은 환형 밴드를 형성하고 여기서 두 자극(72, 74) 사이의 자기장은 타겟(28)의 스퍼터링면에 인접하게 거의 수평을 이룬다. 신장 형태의 마그네트론(70)은 타겟(28)과 비교하여 비교적 큰데, 예를 들면 타겟의 총 이용 구역, 즉 마그네트론(70)에 의해 스캔되고 이에 의해 스퍼터되는 구역의 25%보다 큰 외부 자극(74)의 내부 주변부 내에 에워싸인 구역을 갖는다. 마그네트론(70)의 회전 중심(14)은 내부 자극(74)의 내부에 또는 그 근처에 있다. 파커는 미국 특허 제 5,242,566호에서 신장 형태의 마그네트론의 다양한 변경을 나타낸다.
최근에, 자체-이온화 플라즈마(self-ionizing plasma, SIP) 스퍼터링 처리는 구리 스퍼터링용으로 주로 개발되었고, 이는 여기서 그 전체가 참조로 인용된 미국 특허 제 6,306,265호에서 후(Fu) 등에 의해 설명되었다. SIP 스퍼터링은 높은 타겟 전력, 높은 웨이퍼 바이어싱, 및 상대적으로 작은 비대칭형(unbalanced) 마그네트론에 의존한다. 높은 타겟 전력 및 작은 마그네트론은 이온화된 스퍼터 원자의 상당한 비율을 만들고, 바이어스된 웨이퍼는 좁은 종횡비의 홀 내에서 깊게 가속하 고 끌어당긴다. 일반적인 SIP 마그네트론(80)은 도 3에서 개략적인 배면도에서 도시되고, 레이스트랙, 원형, 타원형, 및 다른 것들을 포함하여 다른 형태가 가능할 수 있다. SIP 마그네트론(80)은 중심축(14)을 따라 일 수직 자극성을 갖는 거의 삼각형 형태의 외부 자극(82)을 포함한다. 일반적으로 외부 자극(82)의 굽은 부분(84)은 타겟(28)의 외부 주변부을 따른다. 성형된 외부 자극(82)의 정점(86)은 SIP 마그네트론(80)의 회전 중심(14)에 가까이에 있다. 일반적으로, 회전 중심(14)는 외부 자극(82)의 내부에 위치하거나 또는 굽은 측부(84)를 향해 외부로 매우 가까이에 있다. 외부 자극(82)은 외부 자극(82)과 반대 자극을 가지며 거의 일정한 갭(90) 만큼 외부 자극으로부터 분리되어 있는 삼각형 형태의 내부 자극(88)을 둘러싼다. 두 자극(82, 88) 사이에서 만들어지고 전방으로 수평으로 연장하는 자기장은 도 1의 고밀도 플라즈마 영역(56)을 만들지만, 최소 중심 자기장 없는(field-free) 코어를 만든다. SIP 마그네트론은 대개 그 크기가 작고, 타겟의 이용 구역의 20% 미만의 외부 자극(84)의 내부 주변부 내에 에워싸는 구역을 갖는다.
SIP 마그네트론(80)은 외부 자극(82)의 총 자기 강도, 즉 외부 자극(82)의 구역에 걸쳐 통합된 자속이 예를 들어 적어도 150% 및 바람직하게는 200% 또는 300%의 인자만큼 내부 자극(82)의 자속보다 거의 크다는 의미에서 불균형을 이룬다. 일반적으로, 내부 및 외부 자극(82, 88)으로서 작용하는 두 자극 조각 바로 아래에 예를 들어 NdBFe로 된 유사하게 구성되지만 반대로 배향된 영구 실린더 형태의 자석을 위치시킴으로써, 비대칭이 이루어진다. 그러나, 다른 구조들도 제안 되었다. 이 비대칭은 자기장의 비대칭 된 부분이 도 1의 웨이퍼(24)를 향하여 마그네트론(50 또는 80)으로부터 투사되도록 하고, 이에 의해 특히 롱-스로우(long-throw) 반응기에서 깊은 비아 홀로 깊게 그리고 웨이퍼 표면에 수직하게 이온화된 스퍼터 원자를 안내하고 플라즈마를 연장시킨다.
상기 스퍼터링 방법 중 어느 것도, 하부 유전층(106)에서 전도성 피쳐(104) 위에 있는 상부 유전층(102)을 통해 형성되고 도 4의 단면도에서 도시된 높은 종횡비의 비아 홀(via hole, 100)로 알루미늄을 채우기에 적절하게 보이지 않는다. 진보된 직접 회로에서, 홀(100)은 4 또는 그 초과의 깊이 대 폭의 종횡비를 가질 수 있다. 일반적으로 Ti 또는 TiN 또는 이의 조합물로 된 얇은 배리어층(108)은 그 위에 알루미늄 층(110)이 스퍼터 코팅되기 이전에 비아 홀(100)의 측부 상에 코팅된다. 바람직하게, 배리어층(108)은 개별적인 에칭 단계로 또는 선택적인 스퍼터링 조건에 의해 비아 홀(100)의 바닥부로부터 제거되고, 이는 이 기술 분야에서 잘 알려져 있다.
바이어스되지 않은 웨이퍼 및 도 3의 테프만 마그네트론을 이용하는 종래의 알루미늄 스퍼터 코팅은 높은 종횡비의 홀을 채우기에 부적절한 중성(neutral) 스퍼터 원자의 거의 등방성 플럭스 패턴을 만든다. 특히, 오버행(overhang, 112)은 비아홀(100)의 상부 코너에서 형성되는 경향이 있고, 측벽 및 바닥 피복은 불충분하다. 특히, 오버행(112)은 홀(100)이 채워지기 이전에 비아 홀(100)을 밀폐할 수 있고, 이에 의해 알루미늄 채움(fill)에서 보이드(void)를 남긴다. 이러한 보이드는 큰 신뢰성 문제를 만들고 제거하는 것은 거의 불가능하다.
오버행을 피하는 일 방법은 스퍼터링 동안 300 또는 500℃ 또는 그 초과의 온도로 웨이퍼를 가열하는 단계를 포함하고, 이에 의해 알루미늄은 비아 홀(100)의 바닥부로 역류한다. 그러나, 역류(reflow)는 증가하는 종횡비의 비아 홀(100)과 함께 증분적으로 효과가 없어진다. 또한, 역류된 알루미늄은 다른 물질로 된 코팅되지 않은 표면을 잘 적시지 못한다. 결과적으로, 알루미늄은 이러한 좁은 홀을 채우는데 필요한 매끄러운 층을 형성하기 보다는 비아 홀(100) 내에서 덩어리가 되는 경향이 있다. 이러한 덩어리짐을 피하는 일 방법은 두 단계 스퍼터링 처리를 포함하고, 여기서 제 1 스퍼터 증착 단계가 상대적으로 차가운 웨이퍼로 수행되며 이로써 알루미늄이 산화물 측벽에 부착되고 얇은 제 1 층을 형성하며, 제 2 스퍼터 증착은 매우 높은 온도에서 수행되고 이에 의해 홀의 잔존부를 채우고 제 1 층을 넘어 유동한다. 그러나, 테프만 마그네트론을 이용하는 종래의 알루미늄 스퍼터 반응기로 실행되는 이 기술은 높은 종횡비의 홀로 제 1 층을 등각으로 코팅하는 문제점을 해결하지 못한다.
SIP 스퍼터링은 알루미늄 스퍼터링에 일반적으로 이용되지 않는다. 오버행을 제거하고 측벽 및 바닥 커버를 향상시키기 쉽지만, 작은 크기의 SIP 마그네트론이 유전층(102)의 상부면 상에서 알루미늄층으로 된 블랭킷부(114)의 두께에서 상당한 방사상 불균일성을 형성한다. 블랭킷부(114)는 상대적으로 두껍고, 그 증착 시간은 최소화될 필요가 있으며 그 두께는 소자 신뢰도를 위해 균일하게 될 필요가 있다. SIP 스퍼터링은 이러한 목적에 대해 불충분하다고 고려된다.
따라서, 알루미늄 스퍼터링 증착 처리는 높은 종횡비의 홀을 균일하게 채울 수 있다는 점에서 바람직하다. 더욱 바람직하게, 이 처리는 오직 평평한 다이오드 스퍼터 반응기만을 이용할 것이다.
본 발명의 넓은 태양은 전기적으로 바이어스된 기판 위에 알루미늄을 스퍼터 하는 방법을 포함하고, 스퍼터된 알루미늄 원자의 실질적인 비율이 이온화된다. 이 방법은, 예를 들어 150℃ 미만 또는 바람직하게는 100℃ 미만의 낮은 온도에서 기판을 유지시키도록 수행되는 것이 바람직하다.
두 단계 처리에 의해 예를 들어 좁은 비아 홀로 알루미늄이 스퍼터 증착된다. 제 1, 씨드 단계에서, 상대적으로 두꺼운 알루미늄 씨드층은 알루미늄 스퍼터링 플럭스로부터 스퍼터 증착되고, 이온화된 스퍼터 알루미늄 이온의 상대적으로 높은 비율을 가지며, 기판은 강하게 바이어스되어 알루미늄 이온을 끌어당기고 가속시킨다. 제 1 단계 동안, 기판 온도는 상대적으로 낮게 유지된다. 제 2, 필 단계(second, fill step)에서, 수평적 금속화를 위해 홀을 필하고 오버필할 수 있는 제 2 층이 상승 온도에서 유지되는 웨이퍼 기판으로 및 상대적으로 바이어스되지 않은 웨이퍼로 더욱 중간 알루미늄 플럭스로 스퍼터 증착된다.
제 1 단계 동안, 기판 바이어스는 높아야만 하는데, 예를 들어 200mm 원형 웨이퍼에 대해 1 내지 700W의 범위이고, 바람직하게는 100 내지 500W의 범위이며, 더욱 바람직하게는 250 내지 300W이다. 기판 온도는 낮아야만 하는데, 예를 들어 150℃ 미만이고, 바람직하게는 100℃ 미만이다. 제 1 단계는 스퍼터된 알루미늄 원자의 높은 이온화 비율을 뒷받침하는 챔버 조건 및 마그네트론으로 수행되어야 하고, 이에 의해 바이어스는 알루미늄 원자를 좁은 홀로 깊게 끌어 당긴다. 낮은 온도는 유전체 측벽에 대한 접착을 촉진시킨다.
차후의 제 2 단계 동안, 기판 바이어스는 비교적 낮게 유지되어야 하는데, 예를 들어 제 1 단계의 전력 레벨의 1/10이고, 바람직하게 페데스탈 전극은 전기적으로 부유한 채로 있다. 제 2 단계 동안, 기판은 비교적 높은 온도에서 유지되어야 하고, 이에 의해 알루미늄이 좁은 홀로 역류하여 이 홀을 채우는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 기판 또는 이를 지지하는 페데스탈의 온도는 250℃를 넘어야 한다. 바람직하게 제 2 단계에서의 이 온도는 550℃ 미만이어야 하고, 바람직하게는 450℃ 미만, 가장 바람직하게는 400℃ 미만이어야 한다. 350℃의 온도도 역류를 효과적으로 촉진한다.
두 단계는 모두 타겟 및 바이어스 전력의 적절한 조정에 의해 동일한 스퍼터 반응기에서 수행될 수 있다. 그러나, 이 두 단계는 예를 들어 공통적인 진공 전달 챔버에 연결된 두 반응기에서 수행되는 것이 바람직하다. 제 1 반응기는, 높은 타겟 전력과 함께 높은 이온화 비율을 만들고 타겟 중심 주위로 회전하는 작은 비대칭형 마그네트론 및 기판 냉각을 포함하는 것이 바람직하다. 제 2 반응기는 기판 가열 및 대칭될 수 있는 큰 마그네트론을 포함한다. 또한, 큰 마그네트론은 웨이퍼 중심 주위로 회전할 수 있다. 제 2 반응기 배열은 중성이지만 더욱 방사상으로 균일한 알루미늄 플럭스를 만드는데 이용될 수 있다.
상부 평면 상에서 측정된 채움층에 대한 씨드층의 블랭킷 두께는 채움층의 블랭킷 두께 미만이어야 하고, 바람직하게는 이의 절반 이하이어야 한다. 그러나, 채움층 두께의 적어도 1/4의 블랭킷 두께를 갖는 씨드층은 상업적으로 효과적이라고 알려져 있다.
본 명세서에서는 "부분 면적"이란 용어를 사용하고 있고, 이 "부분 면적"이라 함은 타겟의 일정한 부분 면적을 의미하는 것이다. 예를 들어 도 2에서 보는 것처럼 마그네트론(70)이 타겟(28)의 총 이용 구역(마그네트론에 의해 스캔되고 스퍼터되는 구역)의 25%보다 큰 외부 자극(74)의 내부 주변부 내에 에워싸인 구역을 갖고, 이 경우에 타겟의 일정한 면적을 부분 면적이라고 한다. 본 발명에서 제 1 마그네트론이 비대칭형이고 에워싸는 면적을 가지며, 이 면적은 제 1 타겟의 제 1 부분 면적(first fractional area)보다 작고, 제 2 마그네트론은 상기 제 2 타겟의 제 2 부분 면적인 에워싸는 면적을 가지며, 이 경우 제 2 부분 면적이 제 1 부분 면적보다 크다.
도 1은 일반적인 스퍼터링 반응기의 개략 단면도이다.
도 2는 종래의 큰 대칭형 마그네트론의 바닥 평면도이다.
도 3은 종래의 작은 비대칭형 마그네트론의 바닥 평면도이다.
도 4는 종래 기술에 따라 알루미늄으로 채워진 비아 홀의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 단계 스퍼터링 작동으로 채워진 비아 홀의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 필 처리의 흐름도이다.
도 7은 서로 다른 설계의 다수의 알루미늄 스퍼터링 반응기를 포함하는 일체화된 플랫폼의 개략적인 평면도이다.
본 발명의 일 태양에서, 그리고 도 5의 알루미늄 금속화 구조의 단면도에서 도시된 것처럼, 알루미늄 스퍼터 필 처리는 얇은 알루미늄 씨드층(120)의 스퍼터 증착 및 두꺼운 알루미늄 채움층(fill layer, 122)의 이후의 스퍼터 증착으로 나뉜다. 크게 다른 특징을 갖는 이러한 두 개의 서로 다른 층(120, 122)의 증착은 두 단계 사이에 스퍼터링 조건의 중요한 변화에 의해 얻어진다.
본 발명의 넓은 태양은, 예를 들어 좁은 홀 내에 깊게 얇고 거의 등각의 씨드층(120)을 형성하기 위해 알루미늄을 증착하기 위한 콜드 바이어스된 스퍼터 증착 처리를 포함하고, 웨이퍼(24)는 네거티브하게 바이어스되어 홀 내에서 깊이 있는 이온화된 알루미늄 스퍼터 원자를 당기고 또한 웨이퍼(24)는 상대적으로 낮은 온도에서 유지되며, 이로써 알루미늄 스퍼터 원자는 홀 측벽 상의 배리어층(108)에 부착된다.
콜드 바이어스된 알루미늄 스퍼터 처리는 두 단계 알루미늄 스퍼터 증착 처리 중 제 1 단계를 형성할 수 있다. 도 6의 처리 흐름도에서 도시된 것처럼, 제 1 콜드 씨드층(130) 스퍼터는 스퍼터 처리에서 얇은 알루미늄 씨드층을 증착시키고, 이로써 이온화된 알루미늄 스퍼터 원자의 실질적인 비율(substantial fraction)을 만든다.
단계(130)에서, 스퍼터 반응기는 비교적 높은 비율의 이온화된 알루미늄 스퍼터 이온을 만들도록 작동하고 웨이퍼는 바이어스되며 이에 의해 알루미늄 이온은 바닥부 및 측벽 피복을 증가시키도록 비아 홀 내에서 깊이 끌어 당겨진다. 또한, 강한 웨이퍼 바이어스는 노출된 기하 구조에 의해 비아 홀의 상부의 코너에서 노출된 알루미늄의 이온화된 아르곤 스퍼터링 또는 알루미늄 이온에 의해 선택적인 에칭을 향상시킨다. 코너 선택도는 오버행의 형성을 감소시킨다. 또한, 바이어싱은 노출된 상부 평면부를 에칭하는 경향이 있고, 이에 의해 비아 홀 내에서 측벽 피복에 대해 블랭킷 증착 속도를 감소시킨다. 페데스탈은 200mm 원형 웨이퍼로 정규화 된 구역에 대해 1 내지 700W의 범위의 RF 전력으로 전기적으로 바이어스되는 것이 유리하다. 그러나, 바람직한 바이어스 전력 범위는 100 내지 500W이고, 더욱 바람직한 범위는 100 내지 300W이다.
또한, 웨이퍼는 제 1 단계(130) 동안 상대적으로 콜드된 채 있고, 이에 의해 씨드 알루미늄은 부딪힐 때 더욱 쉽게 그 표면에 부착된다. 일반적으로 상온 근처에서의 스퍼터링이 효과적이다. 때때로, 약 -40℃ 아래의 페데스탈 온도가 이용된다. 이 온도는 150℃ 미만으로 바람직하게는 100℃ 미만으로 유지되어야 한다.
제 1 콜드 씨드 단계에서 필요한 높은 이온화 비율을 얻기에 유용한 다양한 기술이 있다. 그러나, 효과적이고 비용에서 유리한 처리는, 타겟(28)에 가해진 DC 전력의 상대적으로 높은 레벨과 함께, 예를 들어 도 3의 SIP 마그네트론(80)과 같은 작고 비대칭형 마그네트론과 함께, 도 1의 평평한 다이오드 반응기(10)를 이용하여 얻어진다. 마그네트론(80)의 작은 크기는 타겟 전력을 작은 구역으로 집중시키고, 이에 의해 플라즈마의 밀도를 증가시킨다. 알루미늄 타겟의 일정한 자체 이온화된 플라즈마 스퍼터링이 있기 때문에 플라즈마의 높은 밀도는 챔버 압력이 감소되게 하고, 감소된 압력은 알루미늄 이온의 산란(scatting) 및 중성화를 감소시킨다. 유도성 코일은 플라즈마를 지지하는데 필요하지 아니하다. 타겟(28) 및 페데스탈(22) 사이의 거리는 플라즈마 영역(56)의 크기를 수용하도록 증가될 수 있다. 즉, 반응기는 롱 스로우인 것으로서 특징될 수 있다. 페데스탈 가열은 일반적으로 필요하지 않지만, 페데스탈 냉각은 일반적으로 필요하기 때문에, 페데스탈 가열 요소(40, 42)는 제거될 수 있다.
이러한 조건에 따라 증착된 알루미늄 씨드층(120)의 일반적인 블랭킷 두께는 상부 평면 상에서 측정되었을 때 약 200nm이다. 이러한 비교적 두꺼운 층은 이후에 증착된 워엄 알루미늄(warm aluminum)을 씨이드(seed) 하기에 적절한 실질적인 바닥부 피복 및 측벽 피복을 제공한다.
다른 스퍼터링 기술은 높은 이온화 비율을 만드는데 이용될 수 있다. 추가적인 RF 전력은 소위 이온 금속 도금(Ion Metal Plating, IMP)이라고 불리는 공정에서 챔버 주위로 싸인 유도성 코일을 통해 플라즈마 소스 영역으로 연결될 수 있다. 그러나, IMP는 콜드, 제 1 단계의 요구 사항과 반대인 핫 처리(hot process)를 만드는 높은 아르곤 압력을 일반적으로 요구한다. 더욱 복잡한 형태의 타겟이 낮은 챔버 압력에서 높은 이온화 압력을 만드는데 이용되었다. 예를 들면, 타겟은 소위 공동 캐소오드(hollow cathode) 마그네트론이라고 불리는 기술에서 우측 원형 실린더 형태로 웨이퍼를 향하는 볼트(vault)를 가질 수 있고, 또는 이 볼트는 자체-이온화 플라즈마 플러스(SIP+)라고 불리는 기술로 환형 링을 형성할 수 있다. 성형된 알루미늄 타겟을 구비한 이러한 스퍼터 반응기는 콜드 제 1 단계에 대해 우수한 결과를 제공하도록 기대되지만, 이와 같이 성형된 타겟은 특히 여기서 고려된 상대적으로 두꺼운 씨드층의 관점에서 가격이 비싸다. 반대로, 도 1의 평면 타겟(28)은 종래의 형태를 가지고 합리적인 가격에서 쉽게 구입 가능하다. 작은 SIP 마그네트론의 이용은 적은 비용 또는 복잡성을 나타내고 일반적인 종래 반응기가 이온화된 알루미늄의 스퍼터링 필수 레벨이 가능한 SIP 반응기를 형성하도록 한다.
도 6의 제 2, 워엄 필 단계(132)는 두꺼운 알루미늄 채움층(122)을 증착한다. 알루미늄 이온화 및 웨이퍼 바이어싱은 제 2 단계(132)에서 결정적이지 않고, 이에 의해 스퍼터 처리는 알루미늄 스퍼터 원자로 된 대부분의 중성적 유동을 만들 수 있다. 웨이퍼는 언바이어스되거나 또는 전기적으로 부유한 채일 수 있고, 일정한 DC 자체 바이어스는 여전히 형성될 수 있다. 결과적으로, 스퍼터된 알루미늄은 더욱 거의 등방성 분포를 나타내는데, 이는 중성 스퍼터링의 일반적인 코사인 분포를 갖는다. 큰 플라즈마 영역이 존재하는 경우에, 타겟(28) 및 페데스탈(22) 사이의 거리는 제 1 단계(130)에서 이용되는 챔버의 거리로부터 감소될 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼 상에 걸친 스퍼터링 균일성은 일반적으로 매우 뛰어나고 깊은 비아 홀 내부의 피복은 감소된다. 제 2 단계에서 거의 바이어스되지 않은 페데스탈 전극은 제 1 단계에서 가해진 전력의 10% 미만의 전력이 가해지는 것을 포함한다. 또한, 웨이퍼는 제 2 단계(132) 동안 워엄 온도(warm temperature)에서 유지되고 이에 의해 알루미늄은 알루미늄 씨드층 위의 비아 홀로 역류하여 홀을 채우는 경향이 있다. 연속적인 알루미늄 씨드층의 존재는 역류를 촉진시키고, 이에 의해 웨이퍼 온도는 상대적으로 낮게 유지될 수 있는데, 예를 들어 550℃ 미만, 더욱 바람직하게 450℃ 미만, 가장 바람직하게는 400℃ 미만으로 유지될 수 있다. 250℃ 만큼 낮은 온도가 제 2 단계 동안 알루미늄 역류를 촉진시킨다. 반대로, 표준 일 단계 역류 온도는 600℃ 또는 625℃를 초과한다. 진보된 직접 회로의 처리는 감소된 열적 예산을 요구하고, 연장된 기간 동안 상승 온도가 피해져야 한다.
페데스탈(22)로부터 RF 전력 공급장치(34)를 끊도록 도 1의 스위치(138)를 토글링(toggling) 함에 의해 또는 대안적으로 페데스탈(22)에 전달되는 RF 전력의 양을 감소시킴에 의해, 제 2 스퍼터 증착 단계(132)에 대해 동일한 SIP 반응기를 이용하는 것이 가능하다. 이온화 비율은 타겟(28)에 공급된 DC 전력을 감소시킴에 의해 감소될 수 있다. 그러나, 이 해결법은 최적화된 것으로 여겨지지 않는다. 작은 SIP 마그네트론은 짧은-스로우 스퍼터 반응기에서 특히 원하는 균일성을 만들지 못하고, 감소된 타겟 전력에서 스퍼터링 속도는 매우 낮게 느껴진다. 또한, 제 2, 워엄 단계(132)가 유효하게 시작되기 이전에 제 1, 콜드 단계(130)로부터 페데스탈이 가열될 필요가 있다.
대신, 많은 상업적 이용에서, 제 1 SIP 스퍼터 반응기에 부가하여 도 2의 테프만(Tepman) 마그네트론(70)과 같은 더욱 크고 대칭형 마그네트론과 함께 도 2의 반응기(10)의 일반적인 구성의 제 2 스퍼터 반응기를 이용하는 것이 일반적으로 바람직하다. 제 2 반응기는 웨이퍼 페데스탈을 바이어스 하기 위한 RF 전력 공급장치를 필요로 하지 않고 이는 페데스탈 히터(40, 42)를 위한 페데스탈 냉각장치(44)를 생략할 수 있다. 전기적으로 부유한 페데스탈은 일정한 네거티브 DC 바이어스를 만들 것이다. 이러한 조건에 따라 증착된 알루미늄 채움층(122)의 일반적인 블랭킷 두께는 상부 평면 상에서 측정될 때 약 500nm이다. 워엄 조건 하에서 이 두께는 홀을 채우고, 유전층(102) 위의 알루미늄이 수평 연결로 패턴화되기에 충분한 블랭킷 두께를 제공한다. 채움층의 블랭킷 두께는 씨드층의 두께보다 큰 것이 바람직하고, 바람직하게는 적어도 두 배의 두께이다.
결과적으로, 평평한 마그네트론 스퍼터 반응기의 두 서로 다른 형태가 알루미늄을 채우는데 있어서 이용되는데, 이중 하나는 작은 대칭형 마그네트론이고, 나머지 하나는 큰 대칭형 마그네트론인 것이 다른 가능한 것들 보다 바람직하다. 이러한 처리를 위한 일체화된 플랫폼(140)이 도 7의 평면도에서 개략적으로 도시된다. 이는 Endura 시스템으로서 미국 캘리포니아 산타 클라라의 어플라이드 머티어리얼스사로부터 구입 가능하다. 이는 챔버 주변부 주위로 배열된 다양한 스테이션 사이에서 웨이퍼를 이동시키기 위해 그 안에 개별적인 제 1 및 제 2 로봇(146, 148)를 함유한 제 1 및 제 2 전달 챔버(142, 144)를 포함한다.
제 1 전달 챔버(142)는 예를 들어 약 1milliTorr의 상대적으로 낮은 압력으로 진공 펌프되고, 제 2 전달 챔버(144)는 예를 들어 1microTorr와 같이 훨씬 낮은 압력으로 펌프된다. 제 1 로봇은, 진공 도어에 의해 외부로부터 그리고 슬릿 밸브에 의해 제 1 전달 챔버(142)로부터 선택적으로 분리된 로드락 챔버(150, 152)에 로드된 카세트로 그리고 이로부터, 시스템으로 그리고 시스템 밖으로 웨이퍼를 이동시키고, 상기 진공 도어를 통해 웨이퍼를 포함하는 카세트가 로드되고 언로드된다. 더욱 복잡한 로딩 배열이 이용 가능하다. 다양한 처리 챔버(154, 156, 158, 160)가 제 1 전달 챔버(142)의 주변부 주위에 배열되고, 활성화 처리가 챔버에서 이루어진다면, 개별적인 슬릿 밸브가 그 사이에 배치된다. 플랫폼이 스퍼터링에 제공된다면, 제 1 전달 챔버(142) 주위의 챔버는 가스 제거, 배향, 및 사전 세정과 같은 스퍼터링 외의 서로 다른 형태의 사전 처리 작업을 일반적으로 수행한다. 대안적으로, 에칭 및 에칭된 구조물의 이후의 스퍼터링 증착이 동일한 플랫폼 상에서 수행될 수 있다. 이러한 경우에, 플라즈마 에칭 반응기 및 플라즈마 애쉬어(asher)는 제 1 전달 챔버(142)에 연결될 수 있고 이에 의해 패턴화된 포토마스크를 통해 유전체를 에칭하며 이후 마스크를 제거한다.
로봇(146, 148)은 이중-문으로 된 소통 챔버(pass-through chamber, 162, 164)를 통해 두 전달 챔버(142, 144) 사이에서 웨이퍼를 이동시키고, 이 소통 챔버는 두 전달 챔버(146, 148) 사이에서 진공 분리를 제공한다. 일정한 구성에서, 사전-세정, 냉각 또는 다른 작업이 수행될 수 있고, 웨이퍼는 소통 챔버(162, 164) 중 하나에서 일시적으로 머무른다.
제 2 전달 챔버(144)는 높은 진공을 요구하는 다른 작업 및 스퍼터 증착에 일반적으로 이용되고, 이에 의해 층 사이에서 증착된 필름을 산화시키지 않도록 하며 낮은 오염을 일으킨다. 제 2 전달 챔버(144)와 관련된 모든 스퍼터 반응기가 개별적인 슬릿 밸브에 의해 분리된다. 본 발명의 일 실시에서, 배리어 스퍼터 반응기(166)는 배리어층을 증착한다. 알루미늄 금속화에 대해, 배리어층은 Ti 또는 TiN 또는 두 물질의 이중층으로 일반적으로 이루어진다. Ti 또는 TiN은 모두 도 1의 반응기(10)의 구성을 일반적으로 가지고 티타늄 타겟에 적합한 배리어 스퍼터 반응기(166)에서 증착될 수 있다. 티타늄 질화물이 증착되길 원한다면, 질소가 배리어 스퍼터 반응기(166)로 유입되고 티타늄 타겟이 스퍼터 된다. 예를 들어 Ta, TaN, W, WN, 및 이의 규소 화합물과 같은 내화 금속 또는 이의 질화물로 일반적으로 이루어진 다른 공지된 배리어 물질이 내화 금속의 타겟이 끼워진(fit with) 배리어 스퍼터 반응기(166)에서 증착될 수 있다.
또한, 알루미늄 씨드 스퍼터 반응기(168)가 제 2 전달 챔버(144)에 연결된다. 이미 설명된 것처럼, 씨드 스퍼터 반응기(168)는 알루미늄 타겟으로부터 콜드 바이어스된 웨이퍼 상으로 알루미늄을 스퍼터 증착시킬 수 있다. 스퍼터된 알루미늄 원자의 큰 비율이 이온화되고, 작은 네스트된(nested) 마그네트론에 의해서도 가능할 수 있다. 또한, 비대칭형 마그네트론은 웨이퍼로 스퍼터된 이온을 안내하는데 있어서 효과적이다.
또한, 제 1 알루미늄 필 스퍼터 반응기(170) 및 제 2 알루미늄 스퍼터 필 반응기(172)도 제 2 전달 챔버(144)에 연결된다. 두 개의 필 스퍼터 반응기(170, 172)는 동일한 설계를 가지고 동일하게 작동될 수 있다. 필 증착은 배리어 및 씨드 증착보다 일반적으로 훨씬 오래 걸리기 때문에 이를 반복하는 것이 유용하다. 결과적으로, 단일 배리어 반응기(166) 및 단일 씨드 반응기(168)는 두 필 반응기(170, 172)를 교번적으로 채울 수 있다. 이미 논의된 것처럼, 알루미늄 필 스퍼터 반응기(170, 172)의 각각은 알루미늄 타겟을 가지고, 가열된 웨이퍼 상으로 알루미늄을 스퍼터 증착할 수 있다. 필 증착을 위한 웨이퍼는 바이어스될 필요가 없고 이온화 비율은 낮을 수 있다. 따라서, 큰 대칭형 마그네트론이 균일한 증착을 향상시키는데 이용될 수 있다.
제 2 로봇(148)은 소통 챔버(162, 164)중 하나로부터 먼저 배리어 스퍼터 반응기(166)로 이후 알루미늄 씨드 반응기(168)로 그리고 교번적으로 알루미늄 필 반응기(170, 172) 중 하나로 웨이퍼 전달을 수행하고, 마지막으로 바람직하게는 소통 챔버(162, 164) 중 나머지 하나로 웨이퍼를 귀환시킨다.
다른 일체화된 스퍼터링 플랫폼이 이용될 수 있고, 이 경우 모든 스퍼터링 작업을 링크하는 전달 챔버 내의 압력은 microTorr 미만에서 유지되고, 또는 인-라인(in-line) 시스템이 연속적으로 연결된 스퍼터 반응기 사이에서 일 방향 경로로 웨이퍼를 수송할 수 있다.
본 발명은 현재 이용 가능한 기술에 맞게 좁은 홀로 알루미늄을 채우는 경제적이고 효과적인 방법을 제공한다.

Claims (26)

  1. 기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법으로서,
    페데스탈 전극 상에서 지지되는 기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 제 1 증착 단계; 및
    상기 기판 상에 네거티브 DC 자체-바이어스(negative DC self-bias)를 발생시키도록 상기 제 1 증착 단계 동안 RF 전력으로 상기 페데스탈 전극을 바이어스하는 단계를 포함하는,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 증착 단계 동안 150℃ 미만으로 상기 기판의 온도를 유지시키는 단계를 포함하는,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 차후의 제 2 증착 단계; 및
    상기 제 2 증착 단계 동안 250℃보다 높은 온도로 상기 기판의 온도를 유지시키는 단계를 포함하는,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 증착 단계 동안, 상기 기판이 상기 제 1 증착 단계 동안의 바이어싱 단계에서 가해진 RF 전력의 10% 이하로 바이어스되거나 또는 상기 기판이 바이어스되지 않는,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  10. 삭제
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 RF 전력이 원형의 200mm 기판의 구역으로 정규화된 100 내지 500W의 전력 레벨로 가해지는,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  12. 삭제
  13. 기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법으로서,
    제 1 플라즈마 스퍼터 반응기의 내부를 향하는 제 1 알루미늄 타겟이 끼워진(fit with) 상기 제 1 플라즈마 스퍼터 반응기에서 수행되는 제 1 증착 단계로서, 상기 제 1 플라즈마 스퍼터 반응기 내에서 제 1 페데스탈 상에 상기 기판을 지지하는 단계; 200mm 지름의 원형 기판 구역에 정규화된 1 내지 700W의 RF 전력 레벨을 갖는 RF 전력으로 상기 제 1 페데스탈을 바이어스하는 단계; 상기 기판을 150℃ 미만의 제 1 온도로 유지시키는 단계; 상기 제 1 알루미늄 타겟의 중심축 주위로 제 1 마그네트론을 회전시키는 단계; 상기 제 1 플라즈마 스퍼터 반응기로 스퍼터 작업 가스를 유입하는 단계; 및 상기 제 1 알루미늄 타겟에 DC 전력을 가하여 상기 제 1 알루미늄 타겟을 스퍼터함으로써 상기 기판 상에 제 1 알루미늄층을 형성하고, 상기 제 1 알루미늄층이 상기 기판의 상부 평면 상에 제 1 두께로 형성되는, 제 1 증착 단계; 및
    제 2 플라즈마 스퍼터 반응기의 내부를 향하는 알루미늄 전면을 갖는 제 2 타겟이 끼워진 상기 제 2 플라즈마 스퍼터 반응기에서 수행되는 제 2 증착 단계로서, 상기 제 2 플라즈마 스퍼터 반응기 내에서 제 2 페데스탈 상에 상기 기판을 지지하는 단계; 250℃ 보다 높은 제 2 온도로 상기 기판을 유지시키는 단계; 상기 제 1 마그네트론과 다른 자기장 분포를 만들도록 상기 제 2 알루미늄 타겟의 중심축 주위로 제 2 마그네트론을 회전시키는 단계; 상기 제 2 플라즈마 스퍼터 반응기로 스퍼터 작업 가스를 유입하는 단계; 및 상기 제 2 알루미늄 타겟에 DC 전력을 가하여 상기 제 2 알루미늄 타겟을 스퍼터함으로써 상기 기판 상에서 상기 제 1 알루미늄층 위에 제 2 알루미늄층을 형성하고, 상기 제 2 알루미늄층이 상기 기판의 상부 평면 상에 제 2 두께로 형성되는, 제 2 증착 단계를 포함하는,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 마그네트론이 비대칭형이고 에워싸는 면적을 가지며, 이 면적은 상기 제 1 타겟의 제 1 부분 면적(first fractional area)보다 작고,
    상기 제 2 마그네트론이 에워싸는 면적을 가지며, 이 면적은 상기 제 2 타겟의 제 2 부분 면적이며,
    상기 제 2 부분 면적이 상기 제 1 부분 면적보다 큰,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 부분 면적이 15% 이하이고, 상기 제 2 부분 면적이 25% 보다 큰,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  18. 제 13 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 증착 단계 동안, 상기 제 2 페데스탈이 상기 제 1 증착 단계의 RF 전력 레벨의 10% 미만으로 바이어스되거나 또는 상기 제 2 페데스탈이 바이어스되지 않은 채 남겨지는,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 13 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 온도가 250℃ 내지 550℃인,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 13 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 RF 전력 레벨이 100 내지 500W인,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  21. 제 13 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 기판이 4이상의 종횡비를 갖는 홀을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 증착 단계가 이 홀을 채우는,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  22. 삭제
  23. 기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법으로서,
    제 1 플라즈마 스퍼터 반응기의 내부를 향하는 알루미늄 전면을 갖는 제 1 알루미늄 타겟이 끼워진 상기 제 1 플라즈마 스퍼터 반응기에서 수행되는 제 1 증착 단계로서, 상기 제 1 플라즈마 스퍼터 반응기 내에서 제 1 페데스탈 상에 상기 기판을 지지하는 단계; 상기 기판의 200mm 지름에 정규화된 1 내지 700W의 RF 전력 레벨을 갖는 RF 전력으로 상기 페데스탈을 바이어스하는 단계; 150℃ 미만의 제 1 온도로 상기 기판을 유지하는 단계; (1)제 1 총 자기 강도를 가지며 상기 제 1 알루미늄 타겟의 중심축을 따라 제 1 자극성의 내부 자극과 (2)상기 제 1 총 자기 강도의 150% 이상의 제 2 총 자기 강도를 가지며 상기 제 1 자극성과 반대인 제 2 자극성의 내부 자극을 둘러싸는 외부 자극을 포함하는 제 1 마그네트론을 상기 제 1 알루미늄 타겟의 중심축 주위로 회전시키는 단계; 상기 제 1 플라즈마 스퍼터 반응기로 스퍼터 작업 가스를 유입하는 단계; 및 상기 제 1 알루미늄 타겟에 DC 전력을 가하여 상기 제 1 알루미늄 타겟을 스퍼터함으로써 상기 기판 상에 제 1 알루미늄층을 형성하고, 상기 제 1 알루미늄층이 상기 기판의 상부 평면 상에 제 1 두께로 형성되는, 제 1 증착 단계; 및
    제 2 플라즈마 스퍼터 반응기의 내부를 향하는 알루미늄 전면을 갖는 제 2 알루미늄 타겟이 끼워진 상기 제 2 플라즈마 스퍼터 반응기에서 수행되는 제 2 증착 단계로서, 상기 제 2 플라즈마 스퍼터 반응기 내에서 제 2 페데스탈 상에 상기 기판을 지지하는 단계로서, 상기 제 2 페데스탈이 상기 제 1 증착 단계의 RF 전력 레벨의 10% 미만으로 바이어스되거나 또는 상기 제 2 페데스탈이 바이어스되지 않은 채 남겨지는, 단계; 250℃보다 높은 제 2 온도로 상기 기판을 유지시키는 단계; 제 2 대칭형 마그네트론을 상기 제 2 알루미늄 타겟의 중심축 주위로 회전시키는 단계; 상기 제 2 플라즈마 스퍼터 반응기로 스퍼터 작업 가스를 유입하는 단계; 및 상기 제 2 알루미늄 타겟에 DC 전력을 가하여 상기 제 2 알루미늄 타겟을 스퍼터함으로써 상기 기판 상에서 상기 제 1 알루미늄층 위에 제 2 알루미늄층을 형성하고, 상기 제 2 알루미늄층이 상기 기판의 상부 평면 상에 제 2 두께로 형성되는, 제 2 증착 단계를 포함하는,
    기판 위에 알루미늄을 스퍼터링하는 방법.
  24. 알루미늄 스퍼터 반응기로서,
    챔버;
    상기 챔버에 밀봉된 알루미늄 스퍼터링 타겟;
    상기 알루미늄 스퍼터링 타겟에 연결된 DC 전력 공급장치;
    상기 알루미늄 스퍼터링 타겟을 향하며 상기 챔버 내에 있는 페데스탈 전극;
    커플링 회로를 통해 상기 페데스탈 전극에 연결된 RF 전력 공급장치; 및
    상기 페데스탈 전극을 냉각하기 위한 시스템을 포함하는,
    알루미늄 스퍼터 반응기.
  25. 삭제
  26. 삭제
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