KR102284028B1 - 단일 산화물 금속 증착 챔버 - Google Patents

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프라부람 고팔라자
차-징 궁
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필립 앨런 크라우스
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Abstract

본원에 설명되는 구현들은 일반적으로, 프로세싱 챔버에서의 금속 산화물 증착에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본원에 개시되는 구현들은, 결합된 화학 기상 증착 및 물리 기상 증착 챔버에 관한 것이다. CVD 및 PVD 둘 모두를 수행할 수 있는 단일 산화물 금속 증착 챔버를 활용하는 것은 유리하게, 균일한 반도체 프로세싱의 비용을 감소시킨다. 부가적으로, 단일 금속 산화물 증착 시스템은, 반도체 기판들을 증착하는 데 필요한 시간을 감소시키고 그리고 반도체 기판들을 프로세싱하는 데 요구되는 풋프린트를 감소시킨다. 일 구현에서, 프로세싱 챔버는, 챔버 바디에 배치되는 가스 분배 플레이트; 챔버 바디에 배치되는 하나 이상의 금속 타겟들; 및 가스 분배 플레이트 및 하나 이상의 타겟들 아래에 배치되는 기판 지지부를 포함한다.

Description

단일 산화물 금속 증착 챔버
[0001] 본원에 설명되는 구현들은 일반적으로, 프로세싱 챔버에서의 금속 산화물 증착에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본원에 개시되는 구현들은, 화학 기상 증착 및 물리 기상 증착 둘 모두를 수행하는 챔버에 관한 것이다.
[0002] 집적 회로들의 제조에서, 반도체 기판들 위에 다양한 재료들의 막들을 증착하기 위해 화학 기상 증착(CVD) 또는 물리 기상 증착(PVD)과 같은 증착 프로세스들이 사용된다. 이러한 증착들은 종종, 별개의 인클로징(enclose)된 프로세스 챔버들 내에서 발생한다.
[0003] 프로세스 가스들은 CVD 챔버 내에서 기판 상에 막들을 증착하는 데 사용된다. 프로세스 가스들은 기판 지지부 상에 포지셔닝(position)된 기판에 공급될 수 있다. 프로세스 가스들을 제거하기 위해, 퍼지 가스가 제공될 수 있다. 프로세스 가스 및 퍼지 가스는, 프로세스 영역으로부터 떨어져, 이를테면, 프로세스 챔버의 외측 둘레 주위에 배치되는 공통 배기부(exhaust)를 사용하여, 프로세스 챔버로부터 제거됨으로써, 프로세스 영역에서 프로세스 가스와 퍼지 가스가 혼합되는 것이 방지될 수 있다.
[0004] PVD 프로세스는, 플라즈마 구역 내에 생성된 이온들을 이용하여 소스 재료를 포함하는 타겟을 스퍼터링함으로써, 방출된 소스 재료로 하여금 타겟으로 이동하게 하는 것을 포함한다. 방출된 소스 재료는 기판 상에 형성된 네거티브 전압 또는 바이어스를 통해 기판을 향해 가속될 수 있다. 일부 PVD 프로세스 챔버들은 균일성을 증가시키기 위해 RF 에너지를 타겟에 제공한다.
[0005] 2개의 프로세스 챔버들은 증착을 위해 매우 상이한 프로세스 조건들을 이용한다. CVD 프로세스들은 PVD 프로세스들보다 훨씬 더 높은 온도들에서 동작하고, 특화된 전구체들의 사용을 요구한다. 산화물 및 금속의 다수의 층들을 기판 상에 증착하기 위해, 기판은 하나의 챔버로부터 다음 챔버로, 그런 다음 다시 역으로 이송된다. 위에 설명된 어레인지먼트(arrangement)를 사용할 시, 하나의 시스템으로부터 다음 시스템으로의 트랜지션(transition) 동안, 특히 산화물 및 금속의 교번하는 층들을 증착하려 시도할 때, 오염물들 및 다른 불순물들이 기판 상에 증착되어, 반도체 막에 불균일성이 야기될 수 있다.
[0003] 따라서, 기판 상에 산화물 및 금속을 증착하기 위한 개선된 시스템 및 방법에 대한 필요성이 존재한다.
[0004] 본원에 설명되는 구현들은 일반적으로, 프로세싱 챔버에서의 금속 산화물 증착에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본원에 개시되는 구현들은, 결합된 화학 기상 증착 및 물리 기상 증착 챔버에 관한 것이다.
[0005] 일 구현에서, 증착 챔버가 개시된다. 증착 챔버는, 챔버 바디(body)에 배치되는 가스 분배 플레이트; 챔버 바디에 배치되는 하나 이상의 금속 타겟들; 및 가스 분배 플레이트를 고려하여 또는 하나 이상의 타겟들을 고려하여 선택적으로 배치되는 기판 지지부를 포함한다.
[0006] 다른 구현에서, 증착 챔버는, 챔버 바디의 중앙 부분에 배치되는 가스 분배 플레이트; 챔버 바디의 주변 부분들에 배치되는 복수의 타겟들; 가스 분배 플레이트 아래에 배치되는 이동가능 기판 지지부; 및 하나 이상의 타겟들과 기판 지지부 사이에 배치가능한(disposable) 하나 이상의 시준기(collimator)들을 포함한다.
[0007] 다른 구현에서, 증착 방법이 개시된다. 증착 방법은, 회전가능 기판 지지부 상에 기판을 포지셔닝하는 단계; 챔버 바디에 배치되는 가스 분배 플레이트에 인접하게 기판 지지부를 상승시키는 단계; 및 제1 프로세싱 볼륨(volume) 내로 증착 전구체를 유동시키는 단계를 포함한다. 제1 프로세싱 볼륨은, 가스 분배 플레이트와 회전가능 기판 지지부 사이에 배치된다. 방법은 또한, 기판 상에 제1 층을 증착하는 단계; 하나 이상의 타겟들을 고려하여 제1 프로세싱 볼륨으로부터 제2 프로세싱 볼륨으로 기판 지지부를 하강시키는 단계; 가스 분배 플레이트 주위에 원주방향으로 배치된 하나 이상의 타겟들로부터 하나 이상의 금속들을 스퍼터링하는 동안 기판 지지부를 회전시키는 단계; 및 제1 층 상에 제2 층을 증착하는 단계를 포함한다.
[0008] 본 개시내용의 상기 언급된 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 구현들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이러한 실시예들 중 일부가 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 하지만, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 통상적인 구현들을 도시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 구현들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1a는 본 개시내용의 일 구현에 따른, 화학적 프로세싱 동안 기판이 상승된 포지션에 있는 프로세스 챔버의 단면도이다.
[0010] 도 1b는 본 개시내용의 일 구현에 따른, 플라즈마 프로세싱 동안 기판이 하강된 포지션에 있는 프로세스 챔버의 단면도이다.
[0011] 도 2는 본 개시내용의 일 구현에 따른, 프로세스 챔버에서의 증착을 위한 방법의 흐름도이다.
[0012] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 공통된 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 구현에 개시된 엘리먼트들은, 특정 언급없이 다른 구현들 상에서 유리하게 활용될 수 있음이 고려된다.
[0013] 본원에 설명되는 구현들은 일반적으로, 프로세싱 챔버에서의 금속 산화물 증착에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본원에 개시되는 구현들은, 결합된 화학 기상 증착 및 물리 기상 증착 챔버에 관한 것이다.
[0014] 도 1a는 본 개시내용의 일 구현에 따른, 화학적 프로세싱 동안 기판 지지부(120)가 상승된 포지션(117)에 있는 프로세스 챔버(100)의 단면도이다. 도 1b는 본 개시내용의 일 구현에 따른, 물리적 증착 프로세싱 동안 기판 지지부(120)가 하강된 포지션(118)에 있는 프로세스 챔버(100)의 단면도이다. 도 1a 및 도 1b의 단면도들은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같은 주요 컴포넌트들을 도시한다.
[0015] 프로세스 챔버(100)는, 기판(50)을 지지하기 위한 기판 지지부(120) 및 챔버 바디(102)를 포함하며, 챔버 바디(102)는, 하나 이상의 측벽들(104), 최하부(106), 리드(lid)(108), 및 하나 이상의 주변 챔버 연장부들(110)을 갖는다. 측벽들(104), 최하부(106), 하나 이상의 주변 챔버 연장부들(110), 및 리드(108)는 프로세스 챔버(100)의 내부 볼륨(112)을 정의한다. 일 구현에서, 하나 이상의 주변 챔버 연장부들(110)은, 리드(108)에 인접하게 있는 제1 각진(angled) 표면(114), 제1 각진 표면(114)에 인접하게 있는 제2 각진 표면(116), 및 하나 이상의 측벽들(104)과 제2 각진 표면(116) 둘 모두에 인접하게 있는 제3 각진 표면(130)을 포함한다. 제1 각진 표면(114)은, 삽입될 타겟(138)과 같은 스퍼터링 소스를 위한 개구를 포함할 수 있다. 다시 말해서, 타겟(138)은, 하나 이상의 주변 연장부들(110)의 제1 각진 표면(114)에서 챔버 바디(102)에 부착될 수 있다.
[0016] 프로세스 챔버(100)는, 기판 지지부(120) 위에 가스 분배 플레이트(124)를 포함한다. 일 구현에서, 가스 분배 플레이트(124)는 챔버(100)의 제1 부분(132)에 배치될 수 있다. 일 구현에서, 가스 분배 플레이트(124)는 챔버(100)의 중앙 부분에 배치된다. 제1 부분(132)은, 리드(108)로부터 연장되는 컬럼(column)(134)에 의해 정의될 수 있다. 일 구현에서, 컬럼(134)은 가스 분배 플레이트(124)로부터 연장될 수 있다. 제1 부분(132)은 챔버 바디(102)의 중앙에 위치될 수 있다. 일 구현에서, 컬럼(134)은 원형일 수 있다. 그러나, 컬럼(134)은, 사각형, 육각형, 타원형 등과 같은 임의의 다른 기하학적 형상일 수 있다. 상승된 포지션(117)에 있는 기판 지지부(120)(도 1a)와 가스 분배 플레이트(124) 사이의 구역은 프로세스 볼륨(122)에 의해 정의된다. 가스 분배 플레이트(124)는, 프로세스 가스 소스(126)로부터의 프로세스 가스들을 프로세스 볼륨(122)으로 공급한다. 프로세스 챔버(100)는 플라즈마 챔버, 이를테면, 플라즈마 소스를 포함하는 챔버(예컨대, RF-핫 가스(hot gas) 분배 플레이트와 용량성으로 커플링된 플라즈마 챔버) 또는 원격 플라즈마 소스(RPS; remote plasma source)에 연결된 챔버일 수 있다.
[0017] 기판 지지부(120)는 세라믹 재료, 이를테면 알루미늄 질화물로 형성될 수 있다. 기판 지지부(120)는 정전 척, 세라믹 바디, 가열기, 진공 척, 서셉터(susceptor), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 기판 지지부(120)는, 프로세싱 동안 기판들(50)을 수용 및 지지하는 기판 지지 표면을 갖는다. 기판 지지부(120)는 지지 샤프트(shaft)(121)에 커플링되며, 지지 샤프트(121)는 프로세스 챔버(100)의 최하부(106) 아래의 리프트 메커니즘(115)에 커플링된다. 프로세스 챔버의 최하부(106) 아래에 있는 지지 샤프트(121)의 부분 주위에 벨로우즈(bellows)(128)가 배치되어서, 지지 샤프트(121)를 외부 환경으로부터 격리시킬 수 있다. 리프트 메커니즘(115)은 전력 소스(154)에 의해 전력을 공급받는다. 리프트 메커니즘(115)은, 상승된 포지션(117)(도 1a 참조)과 하강된 포지션(118)(도 1b 참조) 사이에서 수직 방향으로 기판 지지부(120)를 이동시키도록 구성된다. 일 구현에서, 기판 지지부(120)는 수직방향으로 이동가능하고 축(150)을 중심으로 회전가능하다. 기판 지지부(120)는, 화학 기상 증착(CVD)에 의한 기판(50)의 프로세싱을 위해 상승된 포지션(117)에 배치될 수 있고 그리고 물리 기상 증착(PVD)에 의한 기판(50)의 프로세싱을 위해 하강된 포지션(118)에 배치될 수 있다. CVD 프로세싱을 위한 상승된 포지션(117)에서의 압력은 15 Torr 미만, 바람직하게는 2 - 10 Torr일 수 있다. PVD 프로세싱을 위한 하강된 포지션(118)에서의 압력은 2 Torr 미만, 바람직하게는 0.1 밀리토르 - 1 Torr일 수 있다.
[0018] 선택적으로, 지지 샤프트(121)는 시일링(sealing) 플레이트(136)에 커플링될 수 있다. 시일링 플레이트(136)는 유리하게, 기판(50) 상의 가스 증착 동안 제1 부분(132)을 시일링할 수 있다. 제1 부분(132)은 또한 퍼지 가스 시스템을 포함할 수 있다. 퍼지 가스 시스템은, 프로세스 챔버(100)의 제1 부분(132)의 프로세싱 또는 세정 동안 프로세스 챔버(100)에 퍼지 가스를 공급하는 세정 소스(146)를 포함할 수 있다. 퍼지 가스는, 산소, 또는 불활성 가스, 이를테면 질소 또는 아르곤일 수 있다. 퍼지 가스는, 가스 분배 플레이트(124)로부터의 프로세스 가스들이 내부 볼륨(112)의 부분들로 들어가는 것을 방지하도록 돕는다. 부가적으로, 퍼지 가스들의 유동은, 기판 지지부(120)에 대한 자유 라디칼 손상(free radical damage)을 방지할 수 있다. 시일링 플레이트(136) 아래로의 프로세스 가스들의 방지는, 불필요한 세정 및 오염을 피한다. 따라서, 퍼지 가스를 사용하는 것은 전체 세정 시간을 감소시키고, 챔버 컴포넌트들의 수명(longevity)을 증가시키고, 그리고 프로세스 챔버(100)의 스루풋을 증가시킨다.
[0019] 챔버(100)는 하나 이상의 타겟들(138) 및 전력 소스(140)를 포함한다. 일 구현에서, 전력 소스(140)는 무선 주파수(RF; radio frequency) 전력 소스일 수 있다. 하나 이상의 타겟들(138)은, 유전체 격리기(isolator)(도시되지 않음)를 통해, 접지된 전도성 어댑터에 의해 지지될 수 있다. 하나 이상의 타겟들(138)은, 도 1b에 도시된 바와 같이, 기판 지지부(120)가 하강된 포지션(118)에 있을 때, 스퍼터링 동안 기판(50) 표면 상에 증착될 재료를 포함한다. 하나 이상의 타겟들(138)은 챔버(100)의 주변 부분들에 배치될 수 있다.
[0020] 하강된 포지션(118)에서, 하나 이상의 타겟들(138)은 제2 프로세싱 볼륨(148) 내에서 기판(50) 상에 스퍼터링될 수 있다. 제2 프로세싱 볼륨(148)은 제1 프로세싱 볼륨(122) 아래에서 하나 이상의 타겟들(138)과 기판 지지부(120) 사이에 배치된다. 일 구현에서, 제1 타겟(138a)은 하나의 금속을 포함할 수 있는 한편, 제2 타겟(138b)은, 기판 상의 증착이 금속들의 합금을 제공하도록 상이한 금속을 포함할 수 있다. 다른 구현에서, 제1 타겟(138a) 및 제2 타겟(138b)은 동일한 재료를 포함할 수 있다. 동일한 재료를 갖는 다수의 타겟들을 가짐으로써, 증착률이 개선된다. 하나 이상의 타겟들(138)은, 기판(50)에 형성되는 고 종횡비 피쳐(feature)들에 시드 층(seed layer)을 증착하기 위한 구리를 포함할 수 있다. 하나 이상의 타겟들(138)은, 증착률을 추가로 개선하고 회전 페디스털에 대한 필요성을 제거하기 위해 환형일 수 있다.
[0021] 일 구현에서, 마그네트론(magnetron)(156)이 타겟(138) 위에 포지셔닝된다. 마그네트론(156)은, 타겟(138)의 중심 축과 축방향으로 정렬될 수 있는 샤프트에 연결된 베이스 플레이트에 의해 지지되는 복수의 마그넷(magnet)들을 포함할 수 있다. 마그넷들은, 상당한 양의 이온 플럭스가 타겟(138)에 부딪혀 타겟 재료의 스퍼터 방출들을 야기하도록, 챔버(100) 내에서 타겟(138)의 정면 근처에 자기장을 생성하여 플라즈마를 발생시킨다. 마그넷들은, 타겟(138)의 표면에 걸친 자기장의 균일성을 증가시키기 위해 타겟(138)을 중심으로 회전될 수 있다.
[0022] 일 구현에서, 챔버(100)는 챔버 바디(102) 내에 접지된 차폐부(142)를 포함한다. 차폐부(142)는, 알루미늄, 구리, 및 스테인리스 강으로부터 선택된 재료로 구성된다. 일 구현에서, 차폐부는 직경(D)의 2 배 만큼의 길이(L) 또는 2:1의 L/D 비로 있다. 다른 구현에서, 차폐부는 직경의 3 배 만큼의 길이 또는 3:1의 L/D 비로 있다. 차폐부(142)는 유리하게, 플라즈마가 관통하여 컬럼(134)을 스퍼터 코팅(sputter coating)하는 것을 방지할 수 있다. 부가적으로, 차폐부(142)는, 기판 지지부가 하강된 포지션(118)에 있을 때, 스퍼터링된 재료를 기판(50)을 향하여 각을 이루는 방식으로 지향시키는 것을 돕기 위해, 컬럼(134)으로부터 예각(acute angle)으로 배치될 수 있다. 일 구현에서, 기판 지지부(120)는, 하나 이상의 타겟들(138)이 기판(50) 상에 재료를 스퍼터링할 때 축(150)을 중심으로 회전함으로써, 유리하게는, 기판(50) 위에 균일하게 재료가 증착된다. 일 구현에서, 지향성 스퍼터링은, 하나 이상의 타겟들(138)과 기판 지지부(120) 사이에 시준기(152)를 포지셔닝함으로써 달성될 수 있다. 시준기(152)는, 차폐부(142) 및 제3 각진 표면(130)에 기계적으로 그리고 전기적으로 커플링될 수 있다. 일 구현에서, 시준기(152)는 챔버(100) 내에서 전기적으로 플로팅(floating)될 수 있다. 일 구현에서, 시준기(152)는 전력 소스에 커플링된다. 일 구현에서, 시준기(152)는, 밀집(close-packed) 어레인지먼트로 육각형 애퍼쳐(aperture)들을 분리하는 육각형 벽들을 갖는 허니콤(honeycomb) 구조이다. 일 구현에서, 시준기(152)는, 알루미늄, 구리, 및 스테인리스 강으로부터 선택된 재료로 구성된다. 시준기(152)는 유리하게, 기판(50)의 법선에 가까운 선택된 각도를 초과하는 각도들로 하나 이상의 타겟들(138)로부터 방출되는 이온들 및 중성자들을 포획(trap)하는 필터로서 기능한다. 시준기(152)는 RF 코일을 포함할 수 있다.
[0023] 일 구현에서, 하나 이상의 차폐부들(142)이 컬럼(134)으로부터 90 도 미만의 예각으로 배치된다. 하나 이상의 차폐부들(142) 및 제3 각진 표면(130)은 챔버(100)의 제2 부분(144)을 부분적으로 정의한다. 하나 이상의 타겟들(138)은 챔버(100)의 제2 부분(144)에 배치된다. 제2 부분(144)은 제1 부분(132)에 인접하게 있다. 일 구현에서, 제2 부분(144)은 챔버(100)의 주변부에 배치된다. 하나 이상의 차폐부들(142)은 하나 이상의 타겟들(138)과 가스 분배 플레이트(124) 사이에 배치된다. 일 구현에서, 하나 이상의 차폐부들(142)은 챔버(100)의 주변 부분을 부분적으로 정의하고 그리고 챔버(100)의 중앙 부분을 부분적으로 정의한다. 챔버(100)의 주변 부분은 가스 분배 플레이트(124) 주위에 원주방향으로 배치될 수 있다.
[0024] 도 2는 본 개시내용의 일 구현에 따른, 프로세스 챔버에서의 증착을 위한 방법(200)의 흐름도이다. 챔버(100)에 대한 금속 산화물 증착 프로세스 동안, 도 2의 동작(210)에서, 기판(50)은 회전가능 기판 지지부(120) 상에 포지셔닝된다. 기판(50)은 전기 척(도시되지 않음)을 통해 기판 지지부(120)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 동작(220)에서, 기판 지지부(120)는 가스 분배 플레이트(124)에 인접하게 상승된다. 가스 분배 플레이트(124)는 챔버 바디(102) 내에 배치된다. 더 구체적으로, 가스 분배 플레이트(124)는 챔버(100)의 중앙에 위치된 제1 부분(132) 내에 배치된다. 동작(230)에서, 전구체 유체가 제1 프로세싱 볼륨(122) 내로 유동된다. 제1 프로세싱 볼륨(122)은, 가스 분배 플레이트(124)와 회전가능 기판 지지부(120) 사이에 배치된다. 제1 프로세싱 볼륨(122) 내에서의 증착 동안, 기판 지지부는 정지되어 있을 수 있다.
[0025] 전구체 유체는, 기판(50) 상에 제1 층을 증착하는 프로세스 가스일 수 있다. 일 구현에서, 프로세스 가스는 5 - 25 초 동안 유동된다. 일 구현에서, 제1 층은 산화물이다. 일 구현에서, 프로세스 가스는 NF3과 같은 할로겐 함유 가스이다. 일 구현에서, 가스 분배 플레이트(124)는 샤워헤드(showerhead)이다. 일단 증착이 완료되면, 제1 프로세싱 볼륨(122)에 인접한 영역 및 기판 지지부 아래의 영역은 진공배기될 수 있다. 일 구현에서, 퍼지 가스가 제1 프로세싱 볼륨(122)에 공급될 수 있다. 퍼지 가스는, 산소, 또는 불활성 가스, 이를테면 질소 또는 아르곤일 수 있다. 퍼지 가스는, 가스 분배 플레이트(124)로부터의 프로세스 가스들이 내부 볼륨(112)의 부분들로 들어가는 것을 방지하도록 돕는다.
[0026] 동작(240)에서, 기판 지지부(120)는 제1 프로세싱 볼륨(122)으로부터 제2 프로세싱 볼륨(148)으로 수직 방향으로 하강된다. 제2 프로세싱 볼륨(148)은 제1 프로세싱 볼륨(122) 아래에 배치된다. 제2 프로세싱 볼륨(148)은 하나 이상의 타겟들(138)과 기판 지지부(120) 사이에 배치된다. 동작(250)에서, 기판 지지부는, 하나 이상의 타겟들(138)이 스퍼터링되는 동안 축(150)을 중심으로 회전될 수 있다. 하나 이상의 타겟들(138)은 가스 분배 플레이트(124) 주위에 원주방향으로 배치된다. 제2 층이 제1 층 상에 증착된다. 제2 층은 금속 또는 금속 합금일 수 있다. 일 구현에서, 하나의 타겟(138a)이 하나의 금속을 스퍼터링하는 동안 다른 타겟(138b)은 상이한 금속을 스퍼터링할 수 있다. 일 구현에서, 하나의 타겟(138a)은 타겟(138b)과 동일한 금속을 스퍼터링한다. 일 구현에서, 하나 이상의 타겟들(138)이 동일한 금속을 스퍼터링한다. 다른 구현에서, 하나 이상의 타겟들(138)이 상이한 금속들을 스퍼터링한다.
[0027] 일단 스퍼터링이 완료되면, 동작들(220 내지 250)이 반복될 수 있다. 다시 말해서, CVD 프로세싱을 통해 산화물을 증착하기 위해 기판 지지부(120)가 챔버(100)의 제1 부분(132) 내로 상승될 수 있고, 그런 다음, PVD 프로세싱을 통해 금속을 증착하기 위해 기판 지지부(120)가 내부 볼륨(112) 내로 하강될 수 있다. 산화물 층 및 금속 층 증착은, 교번하는 산화물과 금속의 80 내지 100 개의 층들이 기판(50) 상에 증착되도록 약 80 내지 100 회 반복될 수 있다.
[0028] 본원에 개시된 구현들은, 균일한 반도체 프로세싱의 비용을 감소시키도록 CVD 및 PVD 둘 모두를 수행할 수 있는 단일 산화물 금속 증착 챔버에 관한 것이다. 부가적으로, 단일 산화물 금속 증착 시스템은, 반도체 기판들 상의 증착에 필요한 시간을 감소시킨다.
[0029] 전술한 내용들이 본 개시내용의 구현들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 구현들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 챔버 바디(body)에 배치되는 가스 분배 플레이트;
    금속 타겟을 포함하도록 구성된 상기 챔버 바디의 주변 부분;
    상기 가스 분배 플레이트 아래에 배치되는 기판 지지부 ― 상기 기판 지지부는 제1 포지션 및 상기 제1 포지션 아래의 제2 포지션 사이에서 수직 방향으로 조절가능함 ―;
    상기 기판 지지부가 상기 제1 포지션에 있을 때 상기 가스 분배 플레이트와 상기 기판 지지부 사이에 배치되는 제1 프로세싱 볼륨; 및
    상기 기판 지지부가 상기 제2 포지션에 있을 때 상기 주변 부분과 상기 기판 지지부 사이에 배치되는 제2 프로세싱 볼륨을 포함하는,
    증착 챔버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 타겟과 상기 가스 분배 플레이트 사이에 배치되는 하나 이상의 차폐부들을 더 포함하는,
    증착 챔버.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스 분배 플레이트는 상기 챔버 바디의 제1 부분에 배치되고, 상기 제1 부분은 상기 가스 분배 플레이트로부터 연장되는 컬럼(column)에 의해 정의되는, 증착 챔버.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 차폐부들은 상기 컬럼에 인접하게 상기 컬럼으로부터 90 도 미만의 예각(acute angle)으로 배치되는, 증착 챔버.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판 지지부가 상기 제2 포지션에 있을 때, 상기 기판 지지부는 상기 제2 프로세싱 볼륨에서 상기 금속 타겟과의 가시선(line of sight)에 있는,
    증착 챔버.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 프로세싱 볼륨은 상기 제1 프로세싱 볼륨을 둘러싸는,
    증착 챔버.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프로세싱 볼륨은 화학 기상 증착 프로세스를 수행하도록 구성되고, 상기 제2 프로세싱 볼륨은 물리 기상 증착 프로세스를 수행하도록 구성되는,
    증착 챔버.
  8. 챔버 바디의 중앙 부분에 배치되는 가스 분배 플레이트;
    복수의 타겟들을 포함하도록 구성된 상기 챔버 바디의 주변 부분;
    상기 가스 분배 플레이트 아래에 배치되는 이동가능 기판 지지부 ― 상기 이동가능 기판 지지부는 제1 포지션 및 상기 제1 포지션 아래의 제2 포지션 사이에서 수직 방향으로 조절가능함 ―;
    상기 이동가능 기판 지지부가 상기 제1 포지션에 있을 때 상기 가스 분배 플레이트와 상기 이동가능 기판 지지부 사이에 배치되는 제1 프로세싱 볼륨;
    상기 이동가능 기판 지지부가 상기 제2 포지션에 있을 때 상기 주변 부분과 상기 이동가능 기판 지지부 사이에 배치되는 제2 프로세싱 볼륨; 및
    상기 가스 분배 플레이트와 상기 주변 부분 사이에 배치되는 하나 이상의 차폐부들을 포함하는,
    증착 챔버.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 챔버 바디의 중앙 부분을 부분적으로 정의하는, 상기 가스 분배 플레이트로부터 연장되는 컬럼을 더 포함하고,
    상기 이동가능 기판 지지부는 상기 제1 포지션에 있을 때 상기 컬럼 내에 있고, 그리고 상기 이동가능 기판 지지부는 상기 제2 포지션에 있을 때 상기 컬럼의 외부에 있는,
    증착 챔버.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하나 이상의 차폐부들은 상기 컬럼으로부터 90 도 미만의 예각으로 배치되는,
    증착 챔버.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 하나 이상의 차폐부들은 상기 챔버 바디의 중앙 부분 및 상기 챔버 바디의 주변 부분을 부분적으로 정의하는,
    증착 챔버.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 이동가능 기판 지지부는 상기 제1 프로세싱 볼륨에 있을 때 상기 가스 분배 플레이트와 유체 연통하는,
    증착 챔버.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이동가능 기판 지지부는 상기 제2 프로세싱 볼륨에 있을 때 상기 복수의 타겟들 중 각각의 타겟과의 가시선에 있는,
    증착 챔버.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 챔버 바디의 주변 부분은 상기 가스 분배 플레이트 주위에 원주방향으로 배치되는,
    증착 챔버.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 이동가능 기판 지지부는 축을 중심으로 회전가능한,
    증착 챔버.
  16. a) 회전가능 기판 지지부 상에 기판을 포지셔닝하는 단계;
    b) 챔버 바디에 배치되는 가스 분배 플레이트에 인접하게 상기 회전가능 기판 지지부를 상승시키는 단계;
    c) 제1 프로세싱 볼륨 내로 전구체 유체를 유동시키고, 상기 기판 상에 제1 층을 증착하는 단계 ― 상기 제1 프로세싱 볼륨은 상기 가스 분배 플레이트와 상기 회전가능 기판 지지부 사이에 배치됨 ―;
    d) 상기 제1 프로세싱 볼륨으로부터 제2 프로세싱 볼륨으로 상기 회전가능 기판 지지부를 하강시키는 단계; 및
    e) 상기 가스 분배 플레이트 주위에 원주방향으로 배치되는 하나 이상의 타겟들로부터 하나 이상의 금속들을 스퍼터링하는 동안 상기 회전가능 기판 지지부를 회전시키고, 상기 제1 층 상에 제2 층을 증착하는 단계를 포함하는,
    증착 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 층은 화학 기상 증착 프로세스에 의해 증착된 산화물인,
    증착 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 프로세싱 볼륨을 진공배기하는 단계를 더 포함하는,
    증착 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 b) 단계 내지 상기 e) 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는,
    증착 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제2 층은 화학 물리 기상 증착 프로세스에 의해 증착된 금속인,
    증착 방법.
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