KR19980081058A - 초기 웨이퍼의 불량을 방지하는 방법 및 장치 - Google Patents

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KR19980081058A
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케니킹-타이 간
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조셉제이.스위니
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Abstract

본 발명은 초기 웨이퍼 현상을 감소 또는 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 첫 번째 경우에, 상기 초기 웨이퍼 현상은 RF 파워가 공급되는 코일을 이용하여 증착 챔버를 정상 상태 온도로 (유휴 기간 다음에)가열함으로써 감소된다. 두 번째 경우에, 상기 초기 웨이퍼 현상은 정상 상태 온도보다 높은 온도로 증착 챔버를 (유휴 기간 다음에)가열하고, 다음에 정상 상태로 챔버를 냉각함으로써 유사하게 감소된다. 바람직하게 가스가 상기 첫 번째 경우 및 두 번째 경우 모두에서 증착 챔버로 유입되어 챔버의 가열 속도를 증가시키도록 한다. 또한, DC 전압이 증착 챔버의 타깃에 인가되어 타깃의 조건 설정을 위하여 비제조 대상물상에 타깃 물질이 스퍼터링되도록 한다.

Description

초기 웨이퍼의 불량을 방지하는 방법 및 장치
본 발명은 박막증착, 특히 챔버 유휴 시간과 무관하게 고품질 증착막을 일정하게 유지하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
박막 증착은 고체상태 전자장치를 제조하는데 필수적이다. 소정 패턴으로 웨이퍼상에 다양한 재료를 적층함으로써(패턴형성), 고체상태 전자장치가 형성된다. 반도체 장치 산업에서는 반도체 장치의 층 구조가 매우 복잡하게 다층화되며 또한 반도체 장치가 소형화되는 추세가 계속되고 있다. 결과적으로, 패턴이 형성된 웨이퍼의 비용은 계속해서 상승하고 있으며, 일부 웨이퍼는 100,000달러정도이다. 저품질의 단층이 전체 웨이퍼의 품질을 떨어뜨리기 때문에, 일관되게 고품질의 재료층을 증착하는 것은 필수적이다.
상업용 반도체 장치는 다중 챔버를 가진 자동화된 시스템에 의해 제조된다. 때때로, 이들 챔버는 한 공정에서 다른 공정으로 전환되는 동안 또는 장비 수리동안 사용되지 않는다. 장비수리동안, 고장 챔버 뿐만아니라 정상적인 상단 및 하단 챔버도 사용할 수없다. 가열증착 챔버(즉, 약 300℃ 내지 600℃로 웨이퍼를 가열하는 메커니즘을 가진 챔버)가 약 20 내지 30분동안 사용되지 않을 때, 유휴 기간후 초기 웨이퍼상에 증착되는 재료층(막)은 저반사율(추가 처리때 결과적인 장치의 일렉트로 마이그레이션 파괴 및/또는 리소그라피에 의한 패턴형성의 곤란성을 초래할 수 있는 결정 방향의 넓은 분포)을 나타내는 반면에, 정상상태 공정동안(즉, 유휴기간 다음에 오는 기간이 아님) 증착되는 막은 정상적인 제조과정에 증착된 막에 의해 나타난 시트 저항값과 다른 시트 저항값을 나타낸다. 이 현상은 제 1 웨이퍼 효과로서 알려져 있다. 따라서, 유휴 기간후(즉, 제 1 웨이퍼 효과를 유발하기에 충분한 기간) 막 품질 및 처리 신뢰도는 저하된다. 제 1 웨이퍼 효과를 나타내는 막에 의해 증착된 웨이퍼는 제거되어야 한다.
초기 웨이퍼 현상에 의해 나타나는 문제점은 스퍼터링 증착, 즉 VLSI 및 ULSI회로에 사용된 방법과 관련하여 더 심하게 발생할 수있다. 스퍼터링 공정은 반도체 기판상에 재료층을 증착하는 공지된 방법이다. 전형적인 스퍼터링 장치는 진공 챔버에 의해 밀폐된 기판 지지 페데스탈과 타깃을 포함한다. 타깃은 전형적으로 챔버의 상부에 부착되나 챔버 벽으로부터 전기적으로 절연된다. 전압원은 챔버 벽에 대해 음전압으로 타깃을 유지하여, 진공챔버내에 포함된 가스를 플라즈마로 여기시키는 전압차를 발생시킨다. 플라즈마 이온은 타깃(이 타깃에서는 플라즈마 이온 운동량이 타깃 원자에 전달한다)에 인가되어, 타깃 원자가 타깃으로부터(즉, 스퍼터로) 배출되도록 한다. 스퍼터링된 타깃 원자는 기판상에 증착되어 박막을 형성한다. 바람직하게, 박막은 사실상 균일 두께를 가진다.
전술한 바와같이, 반도체 장치 분야에서는 측면의 크기를 감소시키려는 추세가 계속되고 있다. 저장 커패시터의 측면 크기를 감소시키기 위하여, 예를들어 고종횡비(즉, 높은 깊이 대 폭 비) 형태(예를들어, 스텝, 트렌치 및 바이어)는 일반적이다. 이러한 형태는 커패시터의 영역을 일정하게 유지하면서(따라서 커패시턴스가 일정하게 됨) 측면의 크기가 줄어들도록 하는 큰 측벽 표면영역을 가진다. 고종횡비 형태상에 막을 증착할 때, 기판에 사실상 수직하지 않는 경로로 이동하는 타깃 재료는 고종횡비 형태의 상부표면(즉, 증착 재료 소스 또는 타깃에 가장 근접한 표면)을 증착하고 증착재료가 고종횡비 형태의 하부표면에 도달하는 것을 막는 경향이 있어서, 보이드(증착재료를 포함하지 않는 영역)를 포함하는 증착층 두께를 변형시킨다. 이러한 바람직하지 않은 두께의 변형을 막기 위하여, 이온화된 금속 플라즈마(IMP)로써 공지된 스퍼터링 공정이 개발되었다. IPM 공정은 접촉부, 바이어 및 트렌치를 충전 및 평면화하는 저온 버깃 금속용 방법 및 장치의 명칭으로 1995년 8월 7일에 출원된 공동 계류중인 출원번호 제 08/511,825호에 상세히 개시되어 있다. 일반적으로, IMP 공정은 진공 챔버의 스퍼터링 영역을 둘러싸는 코일을 사용한다. 코일은 RF 파워가 인가되도록 배치되어, 플라즈마를 통해 이동하는 타깃 원자가 이온화되도록 하는 전기장을 발생시킨다. 이온화된 타깃 재료는 고지향성 수직 경로를 따라 기판에 유인된다(플라즈마 영역 및 기판사이의 전위강하를 통해 및/또는 기판에 공급된 음 전압을 통해). 스퍼터링된 이온 경로의 수직성은 바이어, 트렌치등의 커버리지를 강화한다.
비록 IMP 공정이 고종횡비 형태의 커버리지를 증가시킬지라도, IMP 스퍼터링 챔버는 챔버 유휴기간후 발생되는 초기 웨이퍼 현상을 방지하지 못하기 때문에 기피된다. 종래에는 제품을 가공하는 IMP 스퍼터링 챔버(즉 번-인 챔버)를 준비함으로써 초기 웨이퍼 현상을 감소시켰다. 종래 번-인 공정은 타깃에 DC전압을 인가하여 비제조 대상물(예를들어, 더미 웨이퍼, 증착챔버의 셔터 디스크등)상아 타깃 재료층을 증착하기 위하여 불활성가스를 챔버내로 유동하게 한다. 증착된 층의 수는 8개의 더미 웨이퍼정도의 범위내에서 변경된다.
이들 종래 방법은 시스템의 생산성을 감소시키고 웨이퍼 비용을 상승시키며, 많은 경우에 초기 웨이퍼 현상이 여전히 발생한다. 따라서, 반도체 제조분야 및 IMP 스퍼터 증착영역에서 초기 웨이퍼 현상을 제거하는 방법에 대한 필요성이 인식되었다. 이러한 공정은 비용이 감소되어야 하며 기존의 장치 및 재료를 사용하여 빠르게 실행될 수있어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 표준 증착챔버 및 IMP 스퍼터 증착 챔버에서 초기 웨이퍼 현상의 발생을 제거하거나 상당히 줄이는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 초기 웨이퍼 현상 때문에 폐기되어야 하는 웨이퍼의 수를 감소시켜서 웨이퍼당 평균 비용을 줄이기 위하여 챔버 번-인 시간을 줄이는데 있다.
도 1은 본 발명의 여러 가지 바람직한 특징을 설명하고, 본 발명에 따른 증착 시스템을 제어하기 위한 제어 프로그램을 개략적으로 설명하기 위한 플로우 다이어그램.
도 2는 본 발명을 실시하기 위한 IMP 스퍼터링 챔버(11)의 관련 부분을 도시한 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11: IMP 스퍼터링 챔버 13: 와이어 코일
17: 스퍼터링 타깃 19: 기판 지지 페데스탈
본 발명은 초기 웨이퍼 현상을 감소 및 제거하는 번-인 방법과 본 발명의 번-인 방법을 실행하는 반도체 제조 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 증착챔버가 종래 방법보다 유휴기간후 더 빠르게 제품 막을 가공할 수있도록 준비되며 막이 챔버 번-인 후 또는 정상사태 공정동안 바로 증착되는지의 여부에 관계없이 일정한 품질을 가진 제품 막을 형성할 수있다. 따라서, 본 발명은 생산성을 향상시키고 웨이퍼당 비용을 줄이는 장점을 가진다. 더욱이, 본 발명은 IMP 스퍼터링 챔버 및 표준 증착챔버 둘다에 유리하며, 타깃 조건설정을 필요로하는 방법 및 타깃 조건설정을 필요로하지 않는 방법에 적용된다.
본 발명의 제 1특징으로, 본 발명은 증착챔버를 정상상태 온도(즉, 정상상태 공정동안 챔버에 의해 유지된 온도)로 증착챔버를 빠르게 가열하기 위하여 증착챔버내에 포함된 와이어 코일에 RF 파워를 공급한다. 코일을 통해 공급된 RF 파워가 종래 방법에 비해 챔버를 빠르게 가열하기 때문에, 상기와 같은 본 발명의 특징은 유휴기간후 제품을 가공하는 가열 증착챔버를 준비하는데 필요한 시간을 감소시킨다. 따라서, 증착챔버의 생산시간은 증가된다.
본 발명의 제 2 특징은 정상 상태 온도보다 더 높은 온도로 종래의 증착 챔버를 가열하고 이어서 정상 상태 온도로 증착챔버를 냉각하는 데 있다. RF 파워 신호가 증착 챔버 냉각 동안에 턴 오프 될 수 있다 하더라도, 감소된 RF 파워를 인가하면 챔버 구성요소들은 과도한 열 응력을 받지않고 냉각될 수 있다(예를 들면, 챔버 구성요소들은 작은 열 변화도를 가질 것이다). 이 특징은 보다 높은 파워의 인가를 허용하며, 그로인해 가열 램프 속도가 증가하고 챔버 가열 시간이 감소된다. 많은 적용예에서, 이러한 본 발명의 특징은 번-인 시간을 더 짧게 하고 본 발명의 제 1 특징보다 더 빠르게 제조 가공을 시작할 수 있다.
본 발명의 제 1 및 제 2 특징은 열 도체인 가스가 번-인 동안에 챔버내로 흐를때 더 효과적이다. 타깃 조건설정(conditioning)(하기에 기술됨)을 요구하는 증착 챔버에 대하여, 일반적으로 제품을 가공하는 동안에 사용된 가스가 증착 챔버내로 유동되고, DC 전압이 증착 챔버의 타깃에 인가되어 비-제조 대상물(예를 들면, 더미 웨이퍼, 증착 챔버의 셔터 디스크)상에 타깃 원자가 스퍼터링된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 증착 챔버 번-인에 요구되는 시간을 감소시키고 초기 웨이퍼 현상의 발생을 상당히 감소시키거나 제거시킨다. 본 발명은 다수의 증착 장치 및 공정에 널리 적용되며, 특히 IMP 스퍼터링 공정에 이롭다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 바람직한 실시예, 첨부된 청구범위 및 도면의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 여러 가지 바람직한 특징을 설명하고, 본 발명에 따른 증착 시스템을 제어하기 위한 제어 프로그램을 개략적으로 설명하기 위한 플로우 다이어그램이다.
블록 1에 의해 나타나는 바와 같이, 제어기(도 2에서 참조부호 31로 인용됨)는 챔버 유휴기간이 발생되는지 그 여부를 결정한다. 유휴기간이 발생된다고 가정하면, 제어기는 타깃 조건설정이 요구되는 지를 결정한다. 타깃 조건설정은 기본 공정(예를 들면, 제조 대상물에 행해진 공정)이 정상 상태 가공 동안에 타깃상에 가공 가스 막이 형성되도록 및/또는 챔버 유휴 기간동안에 타깃상에 산화막이 형성되도록 되는 경우에 요구된다. 비-정상상태 기간동안에 일관된 막 품질을 유지하기 위하여, 타깃은 가공 가스가 타깃상에 형성될 때 까지 또는 어떤 산화층이 타깃으로부터 스퍼터링될 때 까지 조건설정되어야 한다.
타깃상에 가공 가스 막을 형성하거나 및/또는 타깃으로부터 어떤 산화층을 제거하기 위하여, 가공 가스가 챔버내로 유동되는 동안 타깃에 DC 전압이 인가된다. DC 전압은 가스가 플라즈마 상태로 들어가도록 하기에 충분하다. 가스 플라즈마로부터의 이온은 타깃을 때려서 타깃 재료상의 원자 및 그것에 형성된 어떤 산화막이 타깃으로부터 스퍼터링되도록 한다. 일부 가스 이온은 그것에 형성된 가공 가스를 형성하여 타깃에 부착된다. 따라서, 블록 3으로 나타낸 바와 같이, 제어기가 타깃 조건설정이 요구되는 것을 결정하면, 가공 챔버의 셔터 디스크가 타깃과 페데스탈 사이에 놓이거나, 또는 더미 웨이퍼가 증착 챔버내에 놓여져서 스퍼터링된 원자가 그것에 증착된다. 가공 가스는 증착 챔버내로 유동되어 블록4로 가공이 진행되기 전에 안정화되는 것이 바람직하다.
본 발명과 관련하여, 증착 챔버가 그안에 증착된 층에 대하여 정상 상태 가공동안에 증착된 층에 의해 나타난 저항성(또는 다른 온도 의존성)과 일치하는 저항성(또는 다른 온도 의존성)을 나타내기 위하여, 정상 상태 온도로 가열되어야 한다는 것을 알게 되었다. 층의 저항성은 층의 그레인 방향 및 그레인 크기에 의해 영향을 받는다. 많은 재료들에 대하여, 적정한 그레인 방향 및/또는 그레인 크기는 비교적 높은 온도에서 달성된다. 그러므로 이러한 재료들을 증착할 때 제조 가공전에 정상 상태 온도로 증착 챔버를 가열하는 것이 중요하다.
따라서, 블록4에 의해 나타나는 바와 같이, 일관된 증착된 층 품질을 보장하기 위하여; (1) 제품의 가공전에 타깃은 충분한 DC 파워 신호를 타깃에 인가함으로써 정상 상태 조건(예를 들면, 그것에 형성된 가공 가스 막을 가짐)으로 조건설정되며, (2) 제조 가공전에 증착 챔버는 충분한 RF 파워 신호를 코일에 인가함으로써 정상 상태 온도로 가열된다. DC 및 RF 파워 신호가 각각 타깃 및 코일에 인가되면, 가공 가스는 증착 챔버로 연속해서 유동되어, 타깃상에 가공 가스 막을 형성하게 된다. DC 및 RF 파워 신호는 가공 가스가 플라즈마를 때리도록 하며 플라즈마 에너지는 증착 챔버 구성요소로 전달되어 증착 챔버 구성요소가 가열되어 진다. 코일에 인가된 RF 파워 신호는 기본 공정 동안에 코일에 인가된 RF 파워 신호보다 크거나 같으며; 더 큰 파워 신호는 더 빠른 가열속도를 제공한다.
제어기는 블록 5로 나타난 바와 같이, 정상 상태 온도와 동일한 온도로, 또는 증착 챔버를 가열하거나, 또는 블록 6으로 나타난 바와 같이 정상 상태 온도보다 큰 온도로 가열하도록 프로그램될 수 있다. 정상 상태 온도보다 더 큰 온도로 증착 챔버를 가열함으로써, 더 큰 RF 파워 신호가 코일에 인가될 때 가열 램프 속도는 증가될 수 있다. 이러한 방법으로 상당히 빠른 가열 속도가 달성된다.
블록 7으로 나타난 바와 같이, 가공 챔버가 정상 상태 온도보다 더 큰 온도로 가열되면, 가공 챔버는 제조 가공을 개시하기 전에 정상 상태 온도로 가열되어야 한다. RF 파워 신호는 증착 챔버 냉각 동안에 턴 오프될 수 있으며, 또는 증착 챔버 냉각 동안에 감소될 수 있다. 감소된 RF 파워 신호를 인가하면 열 변화도가 감소되어 챔버 구성요소가 과도한 열 응력을 받지 않고 냉각될 수 있다.
블록 8 및 9로 나타난 바와 같이, 타깃이 조건설정되고 가공 챔버가 정상 상태 온도에서 안정화된 후에, 가스 유동은 차단되고 챔버는 소정의 진공 레벨로 내려간다. 이어서 증착 챔버는 제조 가공을 위해 대상물을 수용할 준비를 하게 된다.
타깃이 조건설정할 필요가 없는 경우에 챔버로의 가스 흐름은 선택적이다. 그러나, 가스는 블록 10으로 나타난 바와 같이 챔버 가열을 용이하게 하기 위하여 챔버내로 흘러들어 가는 것이 바람직하다.
이후 블록 11로 나타난 바와 같이, RF 파워 신호는 코일에 인가된다(타깃에 DC 파워 신호의 인가, 및/또는 연속된 가스 유동도 선택적이다). 그다음에, 증착 챔버는 정상 상태 온도까지 가열(블록12)되거나, 정상 상태 온도 이상의 온도까지 가열(블록 13)된다.
챔버가 정상 상태 온도 이상의 온도까지 가열되면, 상기 챔버는 블록(14)으로 나타내어진 것과 같은 제품 가공에 앞서 정상 상태 온도까지 바람직하게 냉각된다. 챔버를 정상 상태 온도 이상의 온도까지 가열시키기 위해, 높은 파워 레벨이 인가될 수 있어서, 빠른 가열 램프(ramp) 비율이 얻어질 수 있다. 많은 응용에 있어서, 정상 상태 이상의 온도까지 챔버를 가열시킨 후 챔버를 냉각시킴으로써, 원하는 정상 상태 온도가 더욱 빠르게 얻어질 수 있다. 챔버 냉각은 블록 7을 참조하여 앞서 설명한 바와 같이 코일에 인가된 RF 파워 신호를 감소시킴으로써, 바람직하게 이루어질 수 있다.
증착 챔버가 정상 상태 온도로 안정화된 후, 블록 15 및 블록 16에서 나타내어진 바와 같이 상기 챔버는 미리 결정된 진공 레벨까지 펌핑되며, 이어 챔버는 제품 가공을 위해 대상물을 용이하게 수취하게 된다.
상술한 본 발명의 번-인 처리 후에 바로 증착된 층은 정상 상태의 공정 동안에 증착된 층과 거의 동일한 품질을 갖으며; 더욱이, 도 2를 참조하여 아래에서 설명된 특정 실시예로 증명된 바와 같이, 전체 번인-처리는 상대적으로 작은 양의 시간만을 필요로 한다.
도 2는 본 발명을 실행하기 위해 IMP 스퍼터링 챔버(11)의 적절한 일부에 대한 단면을 개략적으로 도시한다. 상기 IMP 스퍼터링 챔버(11)는 RF 파워 공급 장치(15)에 동작 가능하게 결합된 와이어 코일(13)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 와이어 코일(13)은 IMP 스퍼터링 챔버(11)의 내부 표면을 따라, 스터퍼링 타깃(17)과 기판 지지 페데스탈(19) 사이에 위치된다. 상기 기판 지지 페데스탈(19)은 IMP 스퍼터링 챔버(11)의 하부에 위치되며, 상기 스퍼터링 타깃(17)은 IMP 챔버(11)의 상부에 장착된다. 상기 IMP 스퍼터링 챔버(11)는 적어도 하나의 가스 인입구(23)를 갖고 배기 펌프(27)에 동작 가능하게 결합된 배출구(25)를 갖는 진공 챔버 엔클로져 벽(21)을 일반적으로 포함한다. 상기 스퍼터링 타깃(17)은 상기 엔클로져 벽(21)과 전기적으로 절연된다. 상기 엔클로져 벽(21)은 바람직하게 접지되어 (접지된 엔클로져 벽(21)에 대해) 음의 전압이 상기 타깃(17)과 엔클로져 벽(21) 사이에 동작 가능하게 결합된 DC 전언 공급 장치(29)를 통해 상기 스퍼터링 타깃(17)으로 인가되도록 한다. 제어기(31)는 동작 가능하게 RF 파워 공급 장치(15), DC 파워 공급 장치(29), 가스 인입구(23) 및 배출구(25)에 결합된다.
이러한 예에서는, IMP 스퍼터링 챔버(11)가 티타늄 나이트라이드 층을 증착하기 위해 구성되고 본 발명의 방법이 유휴 기간 이후에 증착되거나 또는 정상 상태의 공정 동안 증착되거나 일관된 저항을 갖는 층을 얻기 위해 사용된다는 것을 가정한다. 더욱이, 다음과 같은 사항, 즉 특정 증착 공정은 2.5kW의 파워 신호가 상기 와이어 코일(13)에 RF 파워 공급 장치(15)를 통해 인가되고 5kW의 파워 신호가 타깃(17)에 DC 파워 공급 장치(19)를 통해 인가되는 동안에, 아르곤과 질소 가스 모두가 가스 인입구(23)를 통해 상기 IMP 스퍼터링 챔버(11)로 유동되도록 요구한다는 사항을 가정한다. 정상 상태의 공정 동안에, 질소 박막이 타깃(17) 상에 형성되므로, 타깃 조절이 요구된다.
동작에 대해, 배출구(25)에 동작 가능하게 결합된 드로틀 밸브(도시되지 않음)는 증착 챔버를 원하는 낮은 진공 레벨로 유지하기 위해 중간-위치에 배치된다. 아르곤과 질소 가스의 혼합물은 가스 인입구(23)를 통해 IMP 스퍼터링 챔버(11)로 흘러 들어간다. 가스가 안정된 후(약 10초 이후) 3kw의 DC 파워 신호는 DC 파워 공급 장치(29)를 통해 타깃(17)에 공급되고 3kW의 RF 파워 신호는 RF 파워 공급 장치(15)를 통해 와이어 코일(13)에 인가되는 반면에, 가스 혼합물은 가스 인입구(23)를 통해 IMP 스퍼터링 챔버(11)로 계속하여 유동된다. 타깃(17)에 인가된 DC 파워는 아르곤/질소 가스 혼합물이 플라즈마를 형성하여 타깃(17)을 때리는 에너지를 가진 플라즈마 입자를 발생시킴으로써, 타깃 원자가 타깃에서 배출되어 타깃(17)상에 질소 층을 형성하도록 한다. 코일(13)에 인가된 RF 파워는 IMP 스퍼터링 챔버(11) 및 그의 구성요소들을 신속하게 가열하도록 하고, 부가적으로 배출된 타깃 원자를 이온화시킨다. 대략 180초 이후에, 상기 챔버 온도는 정상 상태의 공정 온도에 도달 및 초과한다. (가열 비율은 증착 챔버의 특정 크기와 구성에 의존하며 이에 따라 변화된다는 것이 이해된다.) 바람직하게 IMP 스퍼터링 챔버(11)를 정상 상태 온도까지 냉각시키기 위하여, 5kW의 파워 신호가 타깃(17)에 인가되고, 1.75kW의 RF 파워 신호가 와이어 코일(13)에 인가된다. RF 파워 신호의 감소는 IMP 스퍼터링 챔버(11) 및 그 내부에 포함된 구성요소가 열적 압력을 받지 않고 안정 상태 온도까지 점차적으로 냉각되도록 하며, 상기 열적 압력은 대상물이 매우 빠르게 냉각될 때 발생할 수 있다. 대략 60초 이후에, 상기 IMP 스퍼터링 챔버(11)는 정상 상태 온도까지 냉각된다. 이에 따라, 가스 인입구(23)를 통한 가스 흐름은 차단되며, 동작 가능하게 배출구(25)에 결합된 드로틀 밸브(도시되지 않음)는 개방되어 IMP 스퍼터링 챔버(11)가 높은 진공 레벨까지 빠르게 펌핑되고 제품 가공을 위한 대상물을 용이하게 수취하게 된다.
실제 테스트 데이터는 위에서 설명한 본 발명의 값들 --예를 들어 260 초의 티타늄 나이트라이드 IMP 스퍼터링 챔버 번인--이 25개의 웨이퍼에 대해 3%의 저항 변이를 달성한다는 것을 나타내며, 이것은 25개의 웨이퍼에 대해 10%의 저항 변이를 야기하는 종래 기술의 방법(5kw의 DC가 타깃에 인가되고 총 5개의 더미 웨이퍼 상에서의 8분간의 번인 증착)과 비교하여 상당히 개선된 것이다.
상술한 본 발명의 번인 처리가 IMP 스퍼터링 증착을 위해 구성된 챔버로 지칭하였으나, 본 발명은 그것에 한정되지 않는다. RF 파워 인가된 코일에 의해 제공된 빠른 가열 비율로부터 이득을 얻기 위해, 임의의 표준 증착 챔버에 와이어 코일 및 RF 파워 공급 장치가 제공될 수 있다. 실제로, 표준 증착 챔버의 스퍼터링 실드는 RF 파워 신호가 스퍼터링 실드의 일부에 제공되어 (간단한 변형을 갖는) 표준 스퍼터링 차폐가 차폐 및 RF 코일로 동작하도록 분배될 수 있다.
본 발명의 번-인 처리는 상술한 티타늄 나이트라이드 층 이외에 많은 물질의 증착에 유용하다. 온도에 의존하는 원하는 특성(예를 들어 결정 방향, 반사도, 저항)을 갖는 물질은 본 발명으로 장점을 얻을 수 있다. 이같은 물질은 티타늄에 한정되지 않고, 티타늄 나이트라이드 및 티타늄 텅스텐 나이트라이드를 포함한다. 요컨대, 다음의 실시예는 단지 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것이며, 상술한 장치의 변형과 본 발명의 범위에 속하는 방법은 기술 분야의 당업자에게 용이하게 이해될 것이다. 예를 들어, 처리 조건은 상술한 예에서 제공된 것들에 한정되지 않는다. DC 파워 신호의 허용 가능한 범위는 하드웨어 온도 한계에 의존하며; 500W 내지 30kW의 범위가 바람직하다.
게다가, 소정의 처리 및 소정의 특성을 위해, 값들의 범위는 허용 가능한 것으로 고려된다는 것이 이해될 것이다. 이에 따라, 이러한 범위에 속하는 값들은 실질적으로 품질을 일관되게 하는 것으로 고려된다. 따라서, 소정의 처리를 위한 온도 범위는 원하는 허용 가능한 특성의 범위를 얻을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이에 따라 이같은 온도 범위는 안정 상태에 상당하게 된다.
이에 따라, 본 발명이 그에 관한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되는 반면에, 다른 실시예도 아래의 청구범위에 의해 한정된 바와 같은 본 발명의 사상과 범위 내에 속하는 것이 이해될 것이다.
본 발명은 표준 증착챔버 및 IMP 스퍼터 증착 챔버에서 초기 웨이퍼 현상의 발생을 제거하거나 상당히 줄이는 효과를 가진다.

Claims (17)

  1. 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법에 있어서,
    증착 챔버 코일에 RF 파워 신호를 제공하는 단계; 및
    원하는 온도로 상기 증착 챔버를 가열하는 단계를 포함하며,
    상기 RF 파워 신호는 제품 가공 전에 제공되는 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 증착 챔버 코일에 제공된 상기 RF 파워는 제품 가공 중에 상기 증착 챔버 코일에 제공되는 RF 파워 신호보다 큰 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 원하는 온도는 정상 상태의 가공 온도보다 높으며, 상기 방법은 상기 정상 상태의 가공 온도로 상기 증착 챔버를 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 증착 챔버 코일에 RF 파워 신호를 제공하는 동안 상기 증착 챔버로 가스를 유입시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 증착 챔버로 가스를 유입시키는 동안 상기 증착 챔버의 타깃에 DC 전압을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 증착 챔버내의 비제조 대상물위에 타깃 물질을 스퍼터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 원하는 온도는 정상 상태의 가공 온도인 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 증착 챔버 코일에 RF 파워 신호를 제공하는 동안 상기 증착 챔버로 가스를 유입시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 증착 챔버로 가스를 유입시키는 동안 상기 증착 챔버의 타깃에 DC 전압을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 증착 챔버내의 비제조 대상물위에 타깃 물질을 스퍼터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  11. 제 2항에 있어서, 상기 증착 챔버 코일에 제공된 상기 RF 파워는 제품 가공 중에 상기 증착 챔버 코일에 제공되는 파워 신호와 동일한 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 원하는 온도는 정상 상태의 가공 온도인 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 증착 챔버 코일에 RF 파워 신호를 제공하는 동안 상기 증착 챔버로 가스를 유입시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 증착 챔버로 가스를 유입시키는 동안 상기 증착 챔버의 타깃에 DC 전압을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 증착 챔버내의 비제조 대상물위에 타깃 물질을 스퍼터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 가공을 위해 증착 챔버를 준비하는 방법.
  16. 반도체 웨이퍼를 제조하는 방법에 있어서,
    유휴 기간 이후에, 최소한 정상 상태의 온도로 증착 챔버를 가열하도록 증착 챔버내의 코일에 RF 파워를 제공하는 단계; 및
    상기 증착 챔버가 원하는 온도로 가열된 후에, 제품의 제조를 시작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조 방법.
  17. 증착 챔버;
    상기 증착 챔버내의 코일; 및
    유휴 기간 후에 그리고 제품 제조 전에 상기 코일에 RF 파워를 제공하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
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