KR20050092431A - Apparatus and methods for ionized deposition of a film or thin layer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 분야는 이온화 증착을 사용한 박층 또는 박막 생산 분야이다. The field of the invention is the field of thin layer or thin film production using ionization deposition.
전자 및 반도체 컴포넌트들은 끊임없이 증가하는 소비자 전자 제품 및 상업용 전자 제품, 통신 제품 및 데이터 교환 제품들에 사용된다. 소비자 제품 및 상업용 제품의 예로는, 텔레비젼, 컴퓨터, 휴대폰, 팸 타입(palm-type) 또는 핸드헬드 오거나이저(handheld organizer), 휴대용 라디오, 카 스테레오 또는 리모콘이 있다. 이러한 소비자 전자 제품 및 상업용 전자 제품의 수요가 증가함에 따라, 동일한 제품에 대하여 보다 소형이고 소비자에게 그리고 비지니스에 더 휴대가 간편한 제품을 찾는 요구가 또한 존재한다. Electronic and semiconductor components are used in ever-increasing consumer electronics and commercial electronics, telecommunications products and data exchange products. Examples of consumer and commercial products are televisions, computers, cell phones, palm-type or handheld organizers, portable radios, car stereos or remote controls. As the demand for these consumer and commercial electronic products increases, there is also a need to find products that are smaller, more portable to the consumer and to the same product.
이러한 제품들의 크기가 감소한 결과로서, 제품들에 포함되는 컴포넌트들 또한 더 소형이 되어야 하고 그리고/또는 더 얇아져야 한다. 크기가 감소되거나 축소되어야 하는 컴포넌트들의 예로는, 마이크로일렉트로닉 칩 인터커넥션, 반도체 칩 컴포넌트, 저항기, 커패시터, 인쇄 회로 또는 와이어링 보드, 와이어링, 키보드, 터치 패드, 및 칩 패키징이 있다. As a result of the reduced size of these products, the components included in the products must also be smaller and / or thinner. Examples of components that need to be reduced or reduced in size include microelectronic chip interconnections, semiconductor chip components, resistors, capacitors, printed circuit or wiring boards, wiring, keyboards, touch pads, and chip packaging.
전자 컴포넌트 및 반도체 컴포넌트의 크기가 감소되거나 축소될 때, 더 큰 컴포넌트에 존재하는 결함들은 축소된 컴포넌트에서 확대될 것이다. 그리하여, 더 큰 컴포넌트에 존재하거나 존재할 결함들은 가능하다면 컴포넌트가 더 소형의 전자 제품을 위해 축소되기 이전에 식별 및 수정되어야 한다. As the size of electronic and semiconductor components is reduced or reduced, defects present in larger components will be magnified in the reduced component. Thus, defects present in or present in a larger component should, if possible, be identified and corrected before the component is reduced for smaller electronics.
전자, 반도체 및 통신 컴포넌트들에 존재하는 결함들을 식별 및 수정하기 위하여, 상기 컴포넌트들, 사용 재료들 및 상기 컴포넌트들을 만들기 위한 제조 프로세스들은 분해되고 분석되어야 한다. 소정의 경우에 있어, 전자, 반도체 및 통신/데이터 교환 컴포넌트들이 금속, 금속 합금, 세라믹, 무기 재료들, 폴리머, 또는 유기 금속 재료와 같은 재료들의 층들로 구성된다. 재료 층들은 종종 (두께가 수십 옹스트롬 이하 정도로) 얇다. 재료 층들의 품질을 개선하기 위하여, 금속 또는 다른 화합물의 물리 기상 증착과 같은 층을 형성하는 프로세스가 평가되어야 하고, 가능하다면 수정 및 개선되어야 한다.In order to identify and correct defects present in electronic, semiconductor and communication components, the components, materials used and manufacturing processes for making the components must be disassembled and analyzed. In some cases, electronic, semiconductor and communication / data exchange components are composed of layers of materials such as metal, metal alloys, ceramics, inorganic materials, polymers, or organometallic materials. Material layers are often thin (about tens of angstroms or less in thickness). In order to improve the quality of the material layers, the process of forming a layer, such as physical vapor deposition of a metal or other compound, should be evaluated and possibly modified and improved.
재료 층의 증착 프로세스를 개선하기 위하여, 표면 및/또는 재료 구성이 측정, 정량화되어야 하고, 결함 또는 결점들이 검출되어야 한다. 재료 층 또는 층들을 증착하는 경우에, 모니터링되어야 하는 것은 실제 재료 층 또는 재료 층들이 아니라, 기판 또는 다른 표면 상에 재료 층을 생산하기 위해 사용되고 있는 재료 및 상기 재료의 표면, 그리고 타겟 재료와 모니터링되어야 하는 기판 또는 다른 표면 사이에 배치된 개입 장치, 예를 들어, 코일 또는 콜리메이터이다. 예를 들어, 금속을 포함하는 타겟을 스퍼터링함으로써 표면 또는 기판 상에 금속층을 증착시킬 때, 타겟으로부터 편향되거나 해방된 원자들 및 분자들은 고르고 균일한 증착을 허용할 기판 또는 다른 표면으로의 경로로 진행하여야 한다. 타겟으로부터 편향 및/또는 해방된 이후, 자연스럽게 예측되는 경로로 진행하는 원자들 및 분자들은 표면 또는 기판의 트렌치 및 홀을 포함하여 표면 또는 기판 상에 고르지 않게 증착될 것이다. 특정 표면들 및 기판들에 대하여, 보다 균일한 증착, 코팅 및/또는 표면 또는 기판 상의 박막을 달성하기 위하여 타겟을 출발하는 원자들 및 분자들을 재지향시키는 것이 필수적이다. In order to improve the deposition process of the material layer, the surface and / or material composition must be measured and quantified and defects or defects must be detected. In the case of depositing a material layer or layers, what is to be monitored is not the actual material layer or material layers, but the material being used to produce the material layer on the substrate or other surface and the surface of the material and the target material. Intervening devices, such as coils or collimators, disposed between substrates or other surfaces. For example, when depositing a metal layer on a surface or substrate by sputtering a target comprising a metal, atoms and molecules deflected or released from the target travel in a path to the substrate or other surface that will allow for even and uniform deposition. shall. After deflecting and / or releasing from the target, atoms and molecules that proceed in a naturally predicted path will be deposited unevenly on the surface or substrate, including trenches and holes in the surface or substrate. For certain surfaces and substrates, it is necessary to redirect atoms and molecules leaving the target to achieve more uniform deposition, coating and / or thin films on the surface or substrate.
이러한 목적을 위하여, 표면 및/또는 기판 상의 코팅, 박막 또는 증착의 균일성을 최대화할 증착 장치 및 스퍼터링 챔버 시스템을 개발 및 활용하는 것이 바람직할 것이다. Honeywell Electronic Materials™에 의해 생산되고 있는 것과 같은 코일 및 코일 세트가 기판 및/또는 적합한 표면 상에 보다 균일한 박막 및/또는 층을 형성하기 위하여 스퍼터링된 원자들 및/또는 분자들을 재지향시키는 스퍼터링 챔버 또는 이온화 플라즈마 장치 내부에 배치되는 소비 제품이다. 배경이 되는 목적을 위하여, 코일은 이러한 시스템들 및/또는 증착 장치에 타겟으로부터 스퍼터링되는 적어도 소정의 금속 원자들을 이온화하기에 충분한 밀도의 제 2 플라즈마를 형성하기 위하여 유도성 결합 장치로서 존재한다. 이온화된 금속 플라즈마 시스템에서, 1차 플라즈마가 형성되고 대체로 마그네트론에 의해 타겟 근처에 구속되며, 이어서 Ti 원자와 같은 타겟 표면으로부터 탈출되는 원자들을 증가시킨다. 코일 시스템에 의해 형성된 2차 플라즈마는 (스퍼터링되는 재료에 따라) Ti, Cu & Ta 이온들을 생산한다. 이러한 금속 이온들은 그 다음 기판 (웨이퍼) 표면에 형성된 시스(sheath) 내 필드에 의해 웨이퍼로 유인된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "시스"는 플라즈마와 고체 표면(solid surface) 사이에 형성되는 경계을 의미한다. 이러한 필드는 웨이퍼 및/또는 기판에 바이어스 전압을 인가함으로써 제어될 수 있다.For this purpose, it would be desirable to develop and utilize deposition apparatus and sputtering chamber systems that will maximize the uniformity of coatings, thin films or depositions on surfaces and / or substrates. A sputtering chamber or coil set, such as that produced by Honeywell Electronic Materials ™, redirects sputtered atoms and / or molecules to form a more uniform thin film and / or layer on a substrate and / or a suitable surface or A consumer product disposed inside an ionizing plasma apparatus. For background purposes, the coil is present as an inductive coupling device in such systems and / or deposition apparatuses to form a second plasma of sufficient density to ionize at least certain metal atoms sputtered from the target. In an ionized metal plasma system, a primary plasma is formed and largely confined near the target by the magnetron, then increasing the atoms escaping from the target surface, such as Ti atoms. The secondary plasma formed by the coil system produces Ti, Cu & Ta ions (depending on the material being sputtered). These metal ions are then attracted to the wafer by a field in the sheath formed on the substrate (wafer) surface. As used herein, the term “cis” refers to the boundary formed between the plasma and a solid surface. This field can be controlled by applying a bias voltage to the wafer and / or the substrate.
종래의 코일 및 코일 세트는 가격이 비싸고 사용되고 있는 금속 또는 금속 합금 로드(rod)의 크기 때문에 제조하기 어렵다. 예를 들어, 소정의 코일 세트에서, 탄탈(tantalum) 로드는 코일의 돌기(boss)(지지부 및 연결부)들을 생산하기 위해 직경이 약 1" 내지 약 1.3"이다. 따라서, 증착 장치, 스퍼터링 챔버 시스템 및/또는 이온화된 플라즈마 증착 시스템에 사용하기 위하여 더 얇고 더 소형이며 궁극적으로 더 비용 효율적인 코일을 개발하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 신규한 코일 및 코일 세트가 사용되고 있는 타겟과 관련하여 유사한 수명을 가질 것을 보장하는 것이 바람직한데, 이는 코일, 코일 세트 및 타겟 사이의 수명 차이를 감소시키는 것이 적어도 코일 및 타겟 둘 다를 교체하기 이전에 코일을 교체하기 위하여 장치 또는 시스템이 중단되어야 하는 횟수를 감소시키기 때문이다.Conventional coils and coil sets are expensive and difficult to manufacture because of the size of the metal or metal alloy rods being used. For example, in certain coil sets, tantalum rods are about 1 "to about 1.3" in diameter to produce bosses (supports and connections) of the coil. Accordingly, it is desirable to develop thinner, smaller and ultimately more cost effective coils for use in deposition apparatus, sputtering chamber systems and / or ionized plasma deposition systems. It is also desirable to ensure that the new coils and coil sets have similar lifetimes with respect to the targets being used, which reduces the life difference between the coils, coil sets and targets at least to replace both the coils and the targets. This reduces the number of times the device or system must be shut down before replacing the coil.
도 1은 고찰되는 돌기 설계에 대한 개략도이다.1 is a schematic diagram of the projection design under consideration.
도 2는 고찰되는 코일 어셈블리에 대한 개략도이다. 2 is a schematic diagram of a coil assembly under consideration.
도 3은 고찰되는 코일 어셈블리에 대한 개략도이다. 3 is a schematic diagram of a coil assembly under consideration.
도 4는 고찰되는 코일 어셈블리에 대한 개략도이다.4 is a schematic diagram of a coil assembly under consideration.
도 5는 고찰되는 스퍼터링 어셈블리에 대한 개략도이다.5 is a schematic of the sputtering assembly under consideration.
본 명세서에 기술되는 코일 어셈블리는 a) 적어도 하나의 코일; 및 b) 상기 적어도 하나의 코일에 결합된 적어도 하나의 돌기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 돌기는 적어도 2개의 지지 섹션을 포함한다. 본 명세서에 기술되는 코일 어셈블리 형성 및/또는 생산 방법은 a) 코일을 제공하는 단계; b) 적어도 2개의 지지 섹션을 구비한 적어도 하나의 돌기를 제공하는 단계; 및 c) 상기 적어도 하나의 돌기를 코일에 결합시키는 단계를 포함한다.Coil assemblies described herein include a) at least one coil; And b) at least one protrusion coupled to the at least one coil, wherein the at least one protrusion comprises at least two support sections. The method of forming and / or producing a coil assembly described herein includes a) providing a coil; b) providing at least one protrusion having at least two support sections; And c) coupling the at least one protrusion to a coil.
증착 장치, 스퍼터링 챔버 시스템 및/또는 이온화된 플라즈마 증착 시스템에 사용하기 위한 보다 얇고, 보다 소형이며 궁극적으로 보다 비용 효율적인 코일 및 코일 세트가 놀랍게도 개발되었으며, 본 명세서에서 개시될 것이다. 이러한 신규한 코일 및 코일 세트는 사용되고 있는 타겟과 관련하여 유사한 수명을 갖는데, 이는 앞서 언급한 바와 같이, 코일, 코일 세트 및 타겟 사이의 수명 차이를 감소시키는 것이 적어도 코일 및 타겟 둘 다를 교체하기 이전에 코일을 교체하기 위하여 장치 또는 시스템이 중단되어야 하는 횟수를 감소시키기 때문이다.Thinner, smaller and ultimately more cost-effective coils and coil sets for use in deposition apparatus, sputtering chamber systems and / or ionized plasma deposition systems have been surprisingly developed and will be disclosed herein. These new coils and coil sets have similar lifetimes with respect to the targets being used, which, as mentioned above, reduces the lifetime difference between the coils, coil sets and targets at least before replacing both the coils and the targets. This reduces the number of times the device or system must be shut down to replace the coil.
사용되는 재료의 양을 감소시키고 코일 및/또는 코일 세트와 타겟 사이의 수명 차를 최소화하며 기판 상에 증착된 박막, 코팅 및/또는 층의 균일성을 최대화하면서 코일 및 코일 세트의 비용 효율을 증가시키는 목적을 달성하기 위하여, 더 작은 직경의 돌기들 및 소정의 실시예들에서 더 작고 더 얇은 코일들을 사용하는 코일 세트가 개발되었다. Increasing the cost efficiency of coils and coil sets while reducing the amount of material used, minimizing the lifetime difference between coils and / or coil sets and targets, and maximizing the uniformity of thin films, coatings and / or layers deposited on substrates In order to achieve the purpose of this, a coil set has been developed that uses smaller diameter protrusions and smaller and thinner coils in certain embodiments.
특히, 본 명세서에 기술되는 코일 어셈블리는 a) 적어도 하나의 코일; 및 b) 상기 적어도 하나의 코일에 결합된 적어도 하나의 돌기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 돌기는 적어도 2개의 지지 섹션을 포함한다. 본 명세서에 기술되는 코일 어셈블리 형성 및/또는 생산 방법은 a) 코일을 제공하는 단계; b) 적어도 2개의 지지 섹션을 구비한 적어도 하나의 돌기를 제공하는 단계; 및 c) 상기 적어도 하나의 돌기를 코일에 결합시키는 단계를 포함한다.In particular, the coil assembly described herein includes a) at least one coil; And b) at least one protrusion coupled to the at least one coil, wherein the at least one protrusion comprises at least two support sections. The method of forming and / or producing a coil assembly described herein includes a) providing a coil; b) providing at least one protrusion having at least two support sections; And c) coupling the at least one protrusion to a coil.
고찰되는 코일 어셈블리는 적어도 하나의 코일을 포함하고, 고찰되는 소정의 실시예들에서, 코일 어셈블리는 적어도 2개의 코일을 포함한다. 이하에서 기술되는 바와 같이, 고찰되는 코일들은 금속 또는 금속 합금들을 포함하여 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있다. 고찰되는 코일들은 응용예의 필요에 따라 임의의 적합한 두께를 가질 수 있다. 그러나, 본 명세서에서 기술되는 돌기들은 종래 코일 두께보다 현저히 작은 코일 두께를 허용한다. 소정의 실시예들에서, 고찰되는 코일들은 "얇은" 것으로 고려되는 코일들이다. 본 명세서에서 사용되는 어구 "얇은 코일"은 약 0.2 인치 이하의 두께를 포함하는 코일을 의미한다. 다른 고려되는 실시예들에서, 코일들은 약 0.13 인치 이하의 두께를 포함한다. 또 다른 실시예들에서, 코일들은 약 0.1 인치 내지 약 0.010 인치 이하의 두께를 포함한다. 코일은 또한 높이 및/또는 직경을 갖는다. 소정의 실시예들에서, 코일의 높이는 약 3 인치 이하이다. 다른 실시예들에서, 코일의 높이는 약 2.5 인치 이하이다. 또 다른 실시예들에서, 코일의 높이는 약 2 인치 이하이다. 그리고, 다른 실시예들에서, 코일의 높이는 약 1.5 인치 이하이다.The coil assembly contemplated includes at least one coil, and in certain embodiments contemplated, the coil assembly includes at least two coils. As described below, the coils contemplated may include any suitable material, including metals or metal alloys. The coils contemplated can have any suitable thickness, depending on the needs of the application. However, the protrusions described herein allow for a coil thickness that is significantly less than the conventional coil thickness. In certain embodiments, the coils contemplated are coils that are considered "thin". As used herein, the phrase "thin coil" means a coil that includes a thickness of about 0.2 inches or less. In other contemplated embodiments, the coils include a thickness of about 0.13 inches or less. In still other embodiments, the coils comprise a thickness of about 0.1 inches to about 0.010 inches or less. The coil also has a height and / or a diameter. In certain embodiments, the height of the coil is about 3 inches or less. In other embodiments, the height of the coil is about 2.5 inches or less. In still other embodiments, the height of the coil is about 2 inches or less. And in other embodiments, the height of the coil is about 1.5 inches or less.
부가하여, 고찰되는 코일 어셈블리는 적어도 하나의 코일에 결합되는 적어도 하나의 돌기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 돌기는 적어도 2개의 지지 섹션을 포함한다. 고찰되는 돌기(들)는 나사, 볼트 또는 볼트 어셈블리, 용접 조인트를 통해 코일에 결합되고, 여기서, 용접 조인트는 전형적인 용접 기술 또는 레이저 용접 또는 e-빔 용접과 같은 다른 보다 비전형적인 기술을 사용하여 형성된다. 돌기(들)는 또한 코일이 주입 몰딩(injection molding)과 같은 전형적인 몰딩 기술을 사용함으로써 형성될 때 몰드에 형성될 수 있다.In addition, the coil assembly contemplated includes at least one protrusion coupled to the at least one coil, the at least one protrusion comprising at least two support sections. The protrusion (s) contemplated are coupled to the coil via a screw, bolt or bolt assembly, weld joint, where the weld joint is formed using conventional welding techniques or other more atypical techniques such as laser welding or e-beam welding. do. The protrusion (s) may also be formed in the mold when the coil is formed by using typical molding techniques such as injection molding.
도 1 내지 도 4는 본 명세서에서 고찰되는 하나의 돌기 설계 및 적어도 하나의 돌기가 코일 재료에 어떻게 결합되는지를 보여주는 개략도이다. 그러나, 적어도 하나의 돌기는 앞서 언급한 목적이 실질적으로 달성되는 한 임의의 적절한 형태를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "돌기"는 코일 재료, 스퍼터링 챔버 재료 및/또는 전기적 연결 재료 중 적어도 하나에 결합되는 지지 장치를 의미한다. 본 명세서에 사용되는 용어 "결합(coupled)"은 물체 또는 컴포넌트들의 두 부분의 물리적 부착(접착제, 부착 인터페이스 재료), 또는 공유 결합 및 이온 결합과 같은 결합력(bond force), 및 반데르발스(Van der Waals), 정전 인력, 쿨롱 인력, 수소 결합 인력 및/또는 자기 인력과 같은 비결합력을 포함한 물체 또는 컴포넌트들의 두 부분 사이의 물리적 및/또는 화학적 유인을 의미한다. 고찰된 실시예들에서, 돌기 재료는 코일 및/또는 타겟 재료와 동일한 재료를 포함하나, 돌기 재료, 코일 재료 및 타겟 재료가 항상 동일하여야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 코일은 탄탈을 포함할 수 있고 적어도 하나의 돌기는 TaN과 같은 탄탈륨 합금을 포함할 수 있다.1-4 are schematic diagrams showing one projection design and how at least one projection is coupled to the coil material contemplated herein. However, the at least one protrusion may comprise any suitable form as long as the above-mentioned object is substantially achieved. As used herein, the term “protrusion” means a support device coupled to at least one of coil material, sputtering chamber material, and / or electrical connection material. As used herein, the term "coupled" refers to the physical attachment (adhesive, attachment interface material) of two parts of an object or components, or bond forces such as covalent and ionic bonds, and Van der Waals (Van). der Waals), electrostatic attraction, coulomb attraction, hydrogen bond attraction, and / or physical and / or chemical attraction between two parts of components or components, including non-bonding forces such as magnetic attraction. In the contemplated embodiments, the projection material includes the same material as the coil and / or the target material, but the projection material, the coil material and the target material do not always have to be the same. For example, the coil may comprise tantalum and the at least one protrusion may comprise a tantalum alloy such as TaN.
돌기를 생산하기 위해 사용되는 재료는 타겟 재료에 적합한 것으로 이하에 열거된 것과 같은 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있고, 적어도 코일 재료 및/또는 타겟 재료와 유사한 그리고/또는 양립가능한 재료를 포함할 것이다. 부가하여, 적어도 하나의 돌기는 약 0.7" 이하의 직경을 포함하여 종래의 돌기 직경보다 현저히 더 작은 직경을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예들에서, 적어도 하나의 돌기 직경은 약 0.5" 이하이고, 부가적인 바람직한 실시예들에서, 적어도 하나의 돌기 직경은 약 0.4" 이하이다.Materials used to produce the protrusions may include any suitable material, such as those listed below as suitable for the target material, and will include at least a coil material and / or a material similar and / or compatible with the target material. . In addition, the at least one protrusion may comprise a diameter that is significantly smaller than a conventional protrusion diameter, including a diameter of about 0.7 "or less. In preferred embodiments, the at least one protrusion diameter is about 0.5" or less, In additional preferred embodiments, the at least one protrusion diameter is about 0.4 "or less.
소정의 실시예들에서, 적어도 하나의 돌기는 크기, 형태 및 적어도 2개의 별개의 직경들을 포함한다. 또 다른 실시예들에서, 적어도 하나의 돌기는 소비자 및/또는 납품업자의 필요에 따라, 2 이상의 상이한 형태, 크기 및/또는 직경을 포함할 수 있고, 코일 및/또는 코일 세트의 구성 동안 이용가능한 증착 장치 및/또는 재료의 요구조건을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 돌기가 갖는 적어도 2개의 별개의 직경은 지지 섹션들을 함께 결합함으로써 형성되고, 각각의 지지 섹션은 직경을 갖는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 고찰되는 돌기(100)는 직경(115)을 갖는 제 1 섹션(110)을 포함하고, 이러한 섹션은 코일(미도시)에 직접 결합되지 않으며, 제 1 섹션(110)에 결합된 제 2 섹션(120)은 코일에 결합되고 제 1 섹션(110)의 직경(115)보다 더 큰 직경(125)을 갖는다. 돌기(100)는 또한 지지 나사(미도시)가 제공된 이후 나사 홀들의 통풍을 돕는 "통기 홀(vent hole)들"로서 특징지어지는 개구들(130)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 제 1 섹션은 제 2 섹션을 통해 코일에 결합된다. 만약 코어에 결합되는 하나 이상의 돌기가 존재한다면, 각각의 돌기는 코일에 결합되는 나머지 돌기 또는 돌기들과 상이한 크기, 형태 및/또는 직경을 가질 수 있다. In certain embodiments, at least one protrusion comprises a size, a shape and at least two distinct diameters. In still other embodiments, the at least one protrusion may comprise two or more different shapes, sizes and / or diameters, depending on the needs of the consumer and / or vendor, and may be available during construction of the coil and / or coil set. Requirements of the deposition apparatus and / or material. At least two distinct diameters with at least one protrusion are formed by joining the support sections together, each support section having a diameter. For example, the contemplated protrusion 100 shown in FIG. 1 includes a first section 110 having a diameter 115, which section is not directly coupled to a coil (not shown), and the first section ( The second section 120 coupled to 110 is coupled to the coil and has a larger diameter 125 than the diameter 115 of the first section 110. The protrusion 100 also includes openings 130 that are characterized as “vent holes” that aid in venting the screw holes after a support screw (not shown) is provided. In this embodiment, the first section is coupled to the coil via the second section. If there is more than one protrusion coupled to the core, each protrusion may have a different size, shape and / or diameter than the remaining protrusions or protrusions coupled to the coil.
적어도 하나의 돌기는 코일 재료에 결합되는 하나의 돌기와 같은 적은 개수 및 코일 재료에 결합되는 10개의 돌기와 같은 많은 개수를 포함할 수 있다. 또 다른 실시에에서, 소정의 및/또는 모든 돌기는 또한 증착 장치의 벽에 결합될 수 있고 그리고/또는 전기 연결부에 결합될 수 있다. 도 2-도 4는 고찰되는 코일 어셈블리(200-400)를 보여주고, 여기서, 복수 개의 돌기들(210, 310 및 410)은 코일(220, 320 및 420)에 결합된다. 도 4는 또한 높이(430)을 갖는 코일(420)과 같은 코일들을 보여준다. 도 2 및 도 3은 단지 코일(220 및 320)의 폭(240 및 340)을 보여주는 코일 어셈블리들에 대한 상부도이다.The at least one protrusion may comprise as few as one protrusion coupled to the coil material and as many as ten protrusions coupled to the coil material. In another embodiment, certain and / or all protrusions may also be coupled to the walls of the deposition apparatus and / or coupled to electrical connections. 2-4 show coil assemblies 200-400 contemplated, where a plurality of protrusions 210, 310, and 410 are coupled to coils 220, 320, and 420. 4 also shows coils such as coil 420 with height 430. 2 and 3 are top views of coil assemblies showing only the widths 240 and 340 of the coils 220 and 320.
전술한 바와 같이, 돌기는 일부가 코일 재료에 대한 지지부를 제공하기 위하여 설계되므로, 각각의 그리고 모든 돌기가 증착 장치의 벽에 결합될 필요는 없다. 소정의 실시예들에서, 돌기는 코일 재료를 코일 재료에 결합시킬 수 있다. 소정의 실시예들에서, 돌기 및/또는 돌기들은 코일에 대한 지지부를 제공할 뿐만 아니라, 코일 및/또는 증착 챔버/장치로부터 장치의 외부로 열을 전달하는 열 전달 장치로서 작용한다. 소정의 실시예들에서, 열 전달 장치는 열을 챔버 또는 스퍼터링 영역 밖으로 전달하는 열 파이프이고 그리고/또는 열 파이프처럼 작용한다. 코일 및/또는 챔버로부터 열을 전달하는 것은 현저한 대류없이 보다 안정적인 2차 플라즈마를 유도한다. As mentioned above, the protrusions are designed to provide some support for the coil material, so that each and every protrusion need not be coupled to the wall of the deposition apparatus. In certain embodiments, the protrusion can couple the coil material to the coil material. In certain embodiments, the protrusions and / or protrusions provide support for the coil as well as act as a heat transfer device that transfers heat from the coil and / or deposition chamber / apparatus to the exterior of the apparatus. In certain embodiments, the heat transfer device is a heat pipe that transfers heat out of the chamber or sputtering region and / or acts as a heat pipe. Transferring heat from the coil and / or chamber leads to a more stable secondary plasma without significant convection.
적어도 하나의 돌기와 유사한 방식으로, 코일은 적어도 돌기 재료 및/또는 타겟 재료와 유사한 그리고/또는 양립가능한 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 부가적인 실시예들에서, 코일은 종래의 코일 및/또는 코일 세트보다 더 얇게 또는 더 작게 생산될 수 있다.In a manner similar to the at least one protrusion, the coil may comprise at least any suitable material similar and / or compatible with the protrusion material and / or the target material. In additional embodiments, the coil may be produced thinner or smaller than conventional coils and / or coil sets.
증착 장치 내 코일 또는 코일 세트에 인가되는 전류는 더 작은 직경의 돌기 설계에 적합하게 조절 및/또는 설계될 수 있고, 소정의 실시예들에서, 종래의 코일 및/또는 코일 세트에서 달성되는 것과 유사한 원자 및/또는 분자 경로를 생성하기 위하여 코일을 생성하는데 사용되는 더 작은 직경 재료에 적합하게 조절 및/또는 설계될 수 있다. 전류와 돌기 및/또는 코일의 크기는 원자 및/또는 분자의 증착이 종래의 장치 및 방법이 현재 생성하는 것보다 더 균일해지도록 하는 방식으로 타겟으로부터 표면 및/또는 기판으로 스퍼터링되는 원자 및/또는 분자를 지향시키기에 적합하도록 함께 작용하여야 한다.The current applied to the coil or coil set in the deposition apparatus can be adjusted and / or designed to suit smaller diameter projection designs, and in certain embodiments, is similar to that achieved in conventional coils and / or coil sets. It can be adjusted and / or designed to suit the smaller diameter materials used to create the coils to create atomic and / or molecular pathways. The magnitude of the currents and protrusions and / or coils is such that atoms and / or sputtered from the target to the surface and / or substrate in such a way that the deposition of atoms and / or molecules becomes more uniform than conventional devices and methods currently produce. It must work together to direct the molecules.
소정의 실시예들에서, a) 단순한 장치(device/apparatus) 및/또는 기계적 기구 및 표면 또는 재료의 마모, 소모 및/또는 저하를 결정하기 위한 단순한 방법을 포함하고; b) 특정 점검(maintenance) 스케쥴로 재료의 품질을 조사하는 것과 반대로, 점검이 필요할 때를 조작자에게 알리며; c) 재료의 조급한 교체 또는 수선을 감소 및/또는 제거함으로써 재료 낭비를 감소 및/또는 제거하는; 감지 시스템를 포함하는 것이 또한 이상적일 것이다. 본 명세서에서 고려되는 감지 장치 및 센선 시스템은 미국 가출원 제 60/410540 호에서 발견될 수 있고, 상기 미국 가출원은 전체가 본 명세서에 편입된다. In certain embodiments, a) a simple device / apparatus and / or a simple method for determining wear, consumption and / or degradation of mechanical devices and surfaces or materials; b) notifying the operator when an inspection is needed, as opposed to inspecting the quality of the material on a specific maintenance schedule; c) reducing and / or eliminating material waste by reducing and / or eliminating hasty replacement or repair of material; It would also be ideal to include a sensing system. Sensing devices and Sensing systems contemplated herein may be found in US Provisional Application No. 60/410540, which is incorporated herein in its entirety.
본 명세서에서 설명되는 코일 어셈블리를 형성 및/또는 생산하는 방법은 a) 코일을 제공하는 단계; b) 적어도 2개의 지지 부재를 구비한 적어도 하나의 돌기를 제공하는 단계; 및 c) 적어도 하나의 돌기를 코일에 결합시키는 단계를 포함한다. 코일 및/또는 적어도 하나의 돌기는 a) 공급자로부터 적어도 소정의 코일 및/또는 적어도 하나의 돌기를 구매하는 단계; b) 또 다른 소스에 의해 제공된 재료들을 사용하여 사내에서 적어도 소정의 코일 및/또는 적어도 하나의 돌기를 준비 또는 생산하는 단계 및/또는 c) 사내에서 또는 현장에서 또한 생산 또는 제공된 재료들을 사용하여 사내에서 코일 및/또는 적어도 하나의 돌기를 준비 또는 생산하는 단계;를 포함하는 임의의 적절한 방법에 의해 제공될 수 있다. 적어도 하나의 돌기 및 코일의 결합은 본 명세서에서 앞서 언급한 하나 또는 여러 결합 방법 및 장치를 사용하여 달성될 수 있다.The method of forming and / or producing a coil assembly described herein includes a) providing a coil; b) providing at least one protrusion having at least two support members; And c) coupling at least one protrusion to the coil. The coil and / or at least one protrusion may be a) purchasing at least a predetermined coil and / or at least one protrusion from a supplier; b) preparing or producing at least a predetermined coil and / or at least one projection in-house using materials provided by another source and / or c) in-house or on-site using materials produced or provided in-house. It may be provided by any suitable method including; preparing or producing a coil and / or at least one projection. Coupling of at least one protrusion and coil may be accomplished using one or several coupling methods and apparatus as previously mentioned herein.
도 5는 스퍼터링 타겟(510) 및 복수 개의 돌기들(525)을 구비한 코일(520)을 포함하는 스퍼터링 타겟 어셈블리(500)를 보여주며, 스퍼터링 타겟(510)은 백 플레이트(back plate)(505)에 결합되고, 코일(520)은 적어도 하나의 돌기(525)를 통해 적어도 하나의 측벽(530)에 결합된다. 층(540)은 타겟(510)으로부터 스퍼터링되는 원자들에 의해 기판(550) 상에 형성된다. 5 shows a sputtering target assembly 500 that includes a sputtering target 510 and a coil 520 having a plurality of protrusions 525, the sputtering target 510 being a back plate 505. ), The coil 520 is coupled to the at least one sidewall 530 through at least one protrusion 525. Layer 540 is formed on substrate 550 by atoms sputtered from target 510.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 명세서에서 고찰되는 스퍼터링 타겟 및 스퍼터링 타겟 어셈블리는 PVD 프로세스에 사용되는 응용예 및 기기에 의존하여 임의의 적합한 형태 및 크기를 포함한다. 본 명세서에서 고찰되는 스퍼터링 타겟은 또한 표면 재료 및 코어 재료(백 플레이트 포함)를 포함하고, 표면 재료는 가스 챔버 또는 가스 스트림을 통해 그리고/또는 그 둘레에서 코어 재료에 결합된다. 표면 재료 및 코어 재료는 대체로 동일한 원소 구성 또는 화학적 조성/컴포넌트를 포함할 수 있거나, 표면 재료의 원소 구성 및 화학적 조성은 코어 재료와 상이하게 변경 또는 변형될 수 있다. 대부분의 실시예들에서, 표면 재료 및 코어 재료는 동일한 원소 구성 및 화학적 조성을 포함한다. 그러나, 타겟의 유용한 수명이 끝나는 시기를 검출하는 것이 중요한 경우 또는 혼합된 재료들의 층을 증착하는 것이 중요한 경우의 실시예들에서, 표면 재료 및 코어 재료는 상이한 원소 구성 또는 화학적 조성을 포함하도록 조절될 수 있다. As shown in FIG. 5, the sputtering target and sputtering target assembly contemplated herein include any suitable shape and size depending on the application and the apparatus used in the PVD process. Sputtering targets contemplated herein also include a surface material and a core material (including a back plate), the surface material being bonded to the core material through and / or around a gas chamber or gas stream. The surface material and core material may comprise substantially the same elemental composition or chemical composition / component, or the elemental composition and chemical composition of the surface material may be changed or modified differently from the core material. In most embodiments, the surface material and core material comprise the same elemental composition and chemical composition. However, in embodiments where it is important to detect when the useful life of the target ends, or where it is important to deposit a layer of mixed materials, the surface material and core material may be adjusted to include different elemental or chemical compositions. have.
표면 재료는 임의의 측정 시점에 에너지 소스에 노출되는 타겟 부분이고, 또한 표면 코팅으로서 바람직한 원자 및/또는 분자를 생성하도록 의도된 전체 타겟 재료의 일부이다. The surface material is the portion of the target that is exposed to the energy source at any point of measurement, and is also part of the total target material intended to produce atoms and / or molecules that are desirable as surface coatings.
스퍼터링 타겟, 코일 및/또는 돌기는 대체로 a) 신뢰성있게 스퍼터링 타겟 내로 형성될 수 있고; b) 에너지 소스에 의해 포격될 때 타겟(그리고 때때로 코일)으로부터 스퍼터링될 수 있으며; c) 웨이퍼 또는 표면 상의 최종 또는 선행 층을 형성하는데 적합한; 임의의 재료를 포함할 수 있다. 비록 코일은 스퍼터링되는 재료와 동일 또는 유사한 것으로 고려되는 재료들을 포함하지만, 코일은 원자들을 스퍼터링할 수도 있고, 스퍼터링하지 않을 수도 있다. 코일 스퍼터링은 주로 플라즈마 및 웨이퍼와 관련하여 코일 바이어스에 의존한다. 적합한 스퍼터링 타겟, 코일 및/또는 돌기를 만드는 것으로 고려되는 재료들은 금속, 금속 합금, 전도성 폴리머, 전도성 복합 재료, 전도성 모노머, 절연 재료, 하드마스크 재료 및 임의의 다른 적합한 스퍼터링 재료이다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "금속"은 규소(silicon) 및 게르마늄과 같은 금속 유사 특성을 갖는 원소들과 원소 주기율표의 d-블록 및 f-블록에 있는 원소들을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 어구 "d-블록"은 원소의 핵을 둘러싸는 3d, 4d, 5d 및 6d 오비탈을 채우는 전자들을 갖는 원소들을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 어구 "f-블록"은 란탄족 및 악티니드 계열을 포함하여, 원소의 핵을 둘러싸는 4f 및 5f 오비탈을 채우는 전자들을 갖는 원소들을 의미한다. 바람직한 금속은 티타늄, 규소, 코발트, 구리, 니켈, 철, 아연, 바나듐, 지르코늄, 알루미늄 및 알루미늄계 재료들, 탄탈, 니오브, 주석, 크롬, 백금, 팔라듐, 금, 은, 텅스텐, 몰리브덴, 세륨, 프로메튬, 토륨 또는 그 결합물을 포함한다. 보다 바람직한 금속은 구리, 알루미늄, 텅스텐, 티타늄, 코발트, 탄탈, 마그네슘, 리튬, 규소, 망간, 철 또는 그 결합물을 포함한다. 가장 바람직한 금속은 구리, 알루미늄 및 알루미늄계 재료들, 텅스텐, 티타늄, 지르코늄, 코발트, 탄탈, 니오브 또는 그 결합물을 포함한다. 고찰되는 바람직한 재료의 예시는 초미세 입자 알루미늄 및 구리 스퍼터링 타겟을 위한 알루미늄 및 구리; 다른 mm 크기의 타겟과 함께 200 mm와 300 mm 스퍼터링 타겟에 사용하기 위한 알루미늄, 구리, 코발트, 탄탈, 지르코늄 및 티타늄; 표면 층들 상에 얇고 매우 컨포멀(conformal)한 알루미늄 "씨드" 층을 증착하는 알루미늄 스퍼터링 타겟에 사용하기 위한 알루미늄을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 어구 "그 결합물"이란, 크롬 및 알루미늄 불순물을 가진 구리 스퍼터링 타겟과 같이 소정의 스퍼터링 타겟에 금속 불순물들이 존재할 수 있음을, 또는 합금, 붕화물, 탄화물, 불화물, 질화물, 규화물, 산화물 및 다른 것들을 포함하는 타겟들과 같이, 스퍼터링 타겟을 구성하는 다른 재료들 및 금속의 의도적인 결합이 존재할 수 있음을 의미한다. Sputtering targets, coils and / or protrusions can generally be a) reliably formed into a sputtering target; b) can be sputtered from a target (and sometimes a coil) when bombarded by an energy source; c) suitable for forming a final or preceding layer on the wafer or surface; It can include any material. Although the coil includes materials considered to be the same or similar to the material being sputtered, the coil may or may not sputter atoms. Coil sputtering relies primarily on coil bias with respect to plasma and wafers. Materials contemplated for making suitable sputtering targets, coils and / or protrusions are metals, metal alloys, conductive polymers, conductive composites, conductive monomers, insulating materials, hardmask materials and any other suitable sputtering material. As used herein, the term "metal" refers to elements having metal-like properties, such as silicon and germanium, and those in the d- and f-blocks of the Periodic Table of Elements. As used herein, the phrase "d-block" refers to elements with electrons filling the 3d, 4d, 5d and 6d orbitals surrounding the nucleus of the element. As used herein, the phrase "f-block" refers to elements having electrons that fill the 4f and 5f orbitals surrounding the nucleus of the element, including the lanthanide and actinides. Preferred metals are titanium, silicon, cobalt, copper, nickel, iron, zinc, vanadium, zirconium, aluminum and aluminum based materials, tantalum, niobium, tin, chromium, platinum, palladium, gold, silver, tungsten, molybdenum, cerium, Promethium, thorium or combinations thereof. More preferred metals include copper, aluminum, tungsten, titanium, cobalt, tantalum, magnesium, lithium, silicon, manganese, iron or combinations thereof. Most preferred metals include copper, aluminum and aluminum based materials, tungsten, titanium, zirconium, cobalt, tantalum, niobium or combinations thereof. Examples of preferred materials contemplated include aluminum and copper for ultrafine particle aluminum and copper sputtering targets; Aluminum, copper, cobalt, tantalum, zirconium and titanium for use in 200 mm and 300 mm sputtering targets with other mm size targets; Aluminum for use in an aluminum sputtering target that deposits a thin, very conformal aluminum “seed” layer on the surface layers. As used herein, the phrase “combination thereof” means that metal impurities may be present in certain sputtering targets, such as copper sputtering targets with chromium and aluminum impurities, or alloys, borides, carbides, fluorides, nitrides, silicides It is meant that there may be an intentional combination of metal and other materials that make up the sputtering target, such as targets including oxides and others.
용어 "금속"은 또한 합금, 금속/금속 합성물, 금속 세라믹 합성물, 금속 폴리머 합성물, 및 다른 금속 합성물을 포함한다. 본 명세서에서 고려되는 합금은 금, 안티몬, 비소, 붕소, 구리, 게르마늄, 니켈, 인듐, 팔라듐, 인, 규소, 코발트, 바나듐, 철, 하프늄, 티타늄, 이리듐, 지르코늄, 텅스텐, 은, 백금, 탄탈, 주석, 아연, 리튬, 망간, 레늄 및/또는 로듐을 포함한다. 특정 합금은 금 안티몬, 금 비소, 금 붕소, 금 구리, 금 게르마늄, 금 니켈, 금 니켈 인듐, 금 팔라듐, 금 인, 금 규소, 금 은 백금, 금 탄탈, 금 주석, 금 아연, 팔라듐 리튬, 팔라듐 망간, 팔라듐 니켈, 백금 팔라듐, 팔라듐 레늄, 백금 로듐, 은 비소, 은 구리, 은 갈륨, 은 금, 은 팔라듐, 은 티타늄, 티타늄 지르코늄, 알루미늄 구리, 알루미늄 규소, 알루미늄 규소 구리, 알루미늄 티타늄, 크롬 구리, 크롬 망간 팔라듐, 크롬 망간 백금, 크롬 몰리브덴, 크롬 루테늄, 코발트 백금, 코발트 지르코늄 니오브, 코발트 지르코늄 로듐, 코발트 지르코늄 탄탈, 구리 니켈, 철 알루미늄, 철 로듐, 철 탄탈, 크롬 규소 산화물, 크롬 바나듐, 코발트 크롬, 코발트 크롬 니켈, 코발트 크롬 백금, 코발트 크롬 탄탈, 코발트 크롬 탄탈 백금, 코발트 철, 코발트 철 붕소, 코발트 철 크롬, 코발트 철 지르코늄, 코발트 니켈, 코발트 니켈 크롬, 코발트 니켈 철, 코발트 니켈 하프늄, 코발트 니오브 하프늄, 코발트 니오브 철, 코발트 니오브 티타늄, 철 탄탈 크롬, 망간 이리듐, 망간 팔라듐 백금, 망간 백금, 망간 로듐, 망간 루테늄, 니켈 크롬, 니켈 크롬 규소, 니켈 코발트 철, 니켈 철, 니켈 철 크롬, 니켈 철 로듐, 니켈 철 지르코늄, 니켈 망간, 니켈 바나듐, 텅스텐 티타늄 및/또는 그 결합물을 포함한다.The term “metal” also includes alloys, metal / metal composites, metal ceramic composites, metal polymer composites, and other metal composites. Alloys contemplated herein are gold, antimony, arsenic, boron, copper, germanium, nickel, indium, palladium, phosphorus, silicon, cobalt, vanadium, iron, hafnium, titanium, iridium, zirconium, tungsten, silver, platinum, tantalum , Tin, zinc, lithium, manganese, rhenium and / or rhodium. Specific alloys include gold antimony, gold arsenic, gold boron, gold copper, gold germanium, gold nickel, gold nickel indium, gold palladium, gold phosphorus, gold silicon, gold silver platinum, gold tantalum, gold tin, gold zinc, palladium lithium, Palladium manganese, palladium nickel, platinum palladium, palladium rhenium, platinum rhodium, silver arsenic, silver copper, silver gallium, silver gold, silver palladium, silver titanium, titanium zirconium, aluminum copper, aluminum silicon, aluminum silicon copper, aluminum titanium, chromium Copper, chromium manganese palladium, chromium manganese platinum, chromium molybdenum, chromium ruthenium, cobalt platinum, cobalt zirconium niobium, cobalt zirconium rhodium, cobalt zirconium tantalum, copper nickel, iron aluminum, iron rhodium, iron tantalum, chromium silicon oxide, chromium vanadium, Cobalt Chromium, Cobalt Chromium Nickel, Cobalt Chromium Platinum, Cobalt Chromium Tantalum, Cobalt Chromium Tantalum Platinum, Cobalt Iron, Cobalt Iron Boron, Cobalt Iron Chromium , Cobalt iron zirconium, cobalt nickel, cobalt nickel chromium, cobalt nickel iron, cobalt nickel hafnium, cobalt niobium hafnium, cobalt niobium iron, cobalt niobium titanium, iron tantalum chromium, manganese iridium, manganese palladium platinum, manganese platinum, manganese rhodium, manganese Ruthenium, nickel chromium, nickel chromium silicon, nickel cobalt iron, nickel iron, nickel iron chromium, nickel iron rhodium, nickel iron zirconium, nickel manganese, nickel vanadium, tungsten titanium and / or combinations thereof.
본 명세서에서 스퍼터링 타겟, 코일 및/또는 돌기를 위해 고려되는 다른 재료들에 관하여, 고찰되는 스퍼터링 타겟, 코일 및/또는 돌기의 예시는 (비록 이러한 리스트는 총망라한 것은 아니나) 이하의 결합물들, 붕화 크롬, 붕화 란탄, 붕화 몰리브덴, 붕화 니오브, 붕환 탄탈륨, 붕화 티타늄, 붕화 텅스텐, 붕화 바나듐, 붕화 지르코늄, 탄화 붕소, 탄화 크롬, 탄화 몰리브덴, 탄화 니오브, 탄화 규소, 탄화 탄탈륨, 탄화 티타늄, 탄화 텅스텐, 탄화 바나듐, 탄화 지르코늄, 불화 알루미늄, 불화 바륨, 불화 칼슘, 불화 세륨, 크료라이트(cryolite), 불화 리튬, 불화 마그네슘, 불화 칼륨, 불화 희토류, 불화 나트륨, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 질화 니오브, 질화 규소, 질화 탄탈륨, 질화 티타늄, 질화 바나듐, 질화 지르코늄, 규화 크롬, 규화 몰리브덴, 규화 니오브, 규화 탄탈륨, 규화 티타늄, 규화 텅스텐, 규화 바나듐, 규화 지르코늄, 산화 알루미늄, 산화 안티몬, 산화 바륨, 티탄산 바륨, 산화 비스무스, 티탄산 비스무스, 티탄산 바륨 스트론튬, 산화 크롬, 산화 구리, 산화 하프늄, 산화 마그네슘, 산화 몰리브덴, 오산화 니오브, 산화 희토류, 이산화 규소, 일산화 규소, 산화 스트론튬, 티탄산 스트론튬, 오산화 탄탈륨, 산화 주석, 산화 인듐, 산화 인듐 주석, 알루민산 란탄, 산화 란탄, 티탄산 납, 지르콘산 납, 지르콘산-티탄산 납, 알루민산 티타늄, 니오브산 리튬, 산화 티타늄, 산화 텅스텐, 산화 이트륨, 산화 아연, 산화 지르코늄, 텔루루화 비스무스(bismuth telluride), 셀렌화 카드뮴, 텔루루화 카드뮴, 셀렌화 납, 황화 납, 텔루루화 납, 셀렌화 몰리브덴, 황화 몰리브덴, 셀렌화 아연, 황화 아연, 텔루루화 아연 및/또는 그 결합물이 고려된다. Regarding sputtering targets, coils, and / or other materials contemplated herein, examples of sputtering targets, coils, and / or protrusions contemplated include, but are not limited to, the following combinations, chromium borides. Lanthanum boride, molybdenum boride, niobium boride, tantalum boride, titanium boride, tungsten boride, vanadium boride, zirconium boride, boron carbide, chromium carbide, molybdenum carbide, niobium carbide, silicon carbide, tantalum carbide, titanium carbide, tungsten carbide Vanadium, zirconium carbide, aluminum fluoride, barium fluoride, calcium fluoride, cerium fluoride, cryolite, lithium fluoride, magnesium fluoride, potassium fluoride, rare fluoride, sodium fluoride, aluminum nitride, boron nitride, niobium nitride, silicon nitride, Tantalum nitride, titanium nitride, vanadium nitride, zirconium nitride, chromium silicide, molybdenum silicide, niobium silicide, silica Tantalum, titanium silicide, tungsten silicide, vanadium silicide, zirconium silicide, aluminum oxide, antimony oxide, barium oxide, barium titanate, bismuth oxide, bismuth titanate, barium strontium titanate, chromium oxide, copper oxide, hafnium oxide, magnesium oxide, molybdenum oxide Niobium pentoxide, rare earth oxide, silicon dioxide, silicon monoxide, strontium oxide, strontium titanate, tantalum pentoxide, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide, lanthanum aluminate, lanthanum oxide, lead titanate, lead zirconate, zirconate titanate Lead, titanium aluminate, lithium niobate, titanium oxide, tungsten oxide, yttrium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, bismuth telluride, cadmium selenide, cadmium telluride, lead selenide, lead sulfide, Lead telluride, molybdenum selenide, molybdenum sulfide, zinc selenide, zinc sulfide, zinc telluride and / or its Combinations are contemplated.
본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 타겟으로부터 원자 또는 분자를 스퍼터링함으로써 생산되는 박층 또는 박막은 다른 금속 층, 기판 층, 절연 층, 하드마스크 또는 에치스톱 층, 포토리소그래픽 층, 무반사 층 등을 포함한 임의의 개수 또는 일관(consistency) 층들 상에 형성될 수 있다. 소정의 바람직한 실시예에서, 절연층은 a) 미국 특허 US 5959157, US 5986045, US 6124421, US 6156812, US 6172128, US 6171687, US 6214746, 및 미국 출원 09/197478, 09/538276, 09/544504, 09/741634, 09/651396, 09/545058, 09/587851, 09/618945, 09/619237, 09/792606에 개시된 화합물과 같은 FLARE(폴리아리린 에테르(polyarylene ether)), b) 미국 출원 09/545058; 2001년 10월 17일자로 출원된 PCT/US01/22204; 2001년 12월 31일 출원된 PCT/US01/50182; 2001년 12월 31일 출원된 60/345374; 2002년 1월 8일 출원된 60/347195; 및 2002년 1월 15일 출원된 60/350187에 개시된 아다만테인(adamantane)계 재료; c) 본원과 공통으로 양도된 US 특허 5,115,082, 5,986,045, 및 6,143,855; 및 본원과 공통으로 양도되고 2001년 4월 26일자로 공개된 국제 특허 공개 WO 01/29052; 및 2001년 4월 26일자로 공개된 WO 01/29141; 및 d) 특허 US 6022812, US 6037275, US 6042994, US 6048804, US 6090448, US 6126733, US 6140254, US 6204202, US 6208014, 및 미국 출원 09/046474, 09/046473, 09/111084, 09/360131, 09/378705, 09/234609, 09/379866, 09/141287, 09/379484, 09/392413, 09/549659, 09/488075, 09/566287, 및 09/214219에 개시된 화합물과 같은 나노다공성 실리카 재료 및 실리카계 화합물; e) Honeywell HOSP® 유기실록산(organosiloxane)을 포함하는 Honeywell International Inc.에 의해 연구, 생산 또는 개시된 절연 재료들을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 특허 및 특허출원은 전체가 본 명세서에 참조로서 결합된다. As discussed herein, a thin or thin film produced by sputtering atoms or molecules from a target can be any, including other metal layers, substrate layers, insulating layers, hardmask or etchstop layers, photolithographic layers, antireflective layers, and the like. Can be formed on the number or consistency layers. In certain preferred embodiments, the insulating layer is a) US patents US 5959157, US 5986045, US 6124421, US 6156812, US 6172128, US 6171687, US 6214746, and US applications 09/197478, 09/538276, 09/544504, FLARE (polyarylene ether), such as the compounds disclosed in 09/741634, 09/651396, 09/545058, 09/587851, 09/618945, 09/619237, 09/792606, b) United States Application 09 / 545058; PCT / US01 / 22204, filed October 17, 2001; PCT / US01 / 50182, filed December 31, 2001; 60/345374, filed December 31, 2001; 60/347195, filed January 8, 2002; And adamantane-based materials disclosed in 60/350187, filed January 15, 2002; c) US Pat. Nos. 5,115,082, 5,986,045, and 6,143,855, commonly assigned herein; And International Patent Publication WO 01/29052, commonly assigned to this application and published April 26, 2001; And WO 01/29141, published April 26, 2001; And d) patents US 6022812, US 6037275, US 6042994, US 6048804, US 6090448, US 6126733, US 6140254, US 6204202, US 6208014, and US Application 09/046474, 09/046473, 09/111084, 09/360131, Nanoporous silica materials such as the compounds disclosed in 09/378705, 09/234609, 09/379866, 09/141287, 09/379484, 09/392413, 09/549659, 09/488075, 09/566287, and 09/214219 and Silica compounds; e) may include, but is not limited to, insulating materials researched, produced, or disclosed by Honeywell International Inc., including Honeywell HOSP® organosiloxane, the patents and patent applications of which are incorporated herein by reference in their entirety. Combined.
웨이퍼 또는 기판은 임의의 바람직한 실질적으로 고체인 재료를 포함할 수 있다. 특히 바람직한 기판은 글래스, 세라믹, 플라스틱, 금속 또는 코팅된 금속, 또는 합성 재료를 포함할 것이다. 바람직한 실시예에서, 기판은 비화 규소 또는 게르마늄 다이 또는 웨이퍼 표면, 구리, 은, 니켈 또는 금 도금된 리드프레임(lead frame)에서 발견되는 것과 같은 패키징 표면, 회로 보드 또는 패키지 인터커넥트 트레이스, 비아-벽 또는 스티프너 인터페이스(stiffener interface)에서 발견되는 것과 같은 구리 표면("구리"는 그대로의 구리 및 그 산화물을 포함), 폴리이미드계 가요성 패키지에서 발견되는 것과 같은 폴리머계 패키징 또는 보드 인터페이스, 납 또는 다른 금속 합금 납땜 볼 표면, 글래스 및 폴리이미드와 같은 폴리머를 포함한다. 보다 바람직한 실시예에서, 기판은 패키징 및 회로 보드 산업에서 흔한, 규소, 구리, 글래스 또는 폴리머와 같은 재료를 포함한다.The wafer or substrate may comprise any desired substantially solid material. Particularly preferred substrates will include glass, ceramics, plastics, metals or coated metals, or synthetic materials. In a preferred embodiment, the substrate is a packaging surface, circuit board or package interconnect trace, via-wall or such as found on silicon arsenide or germanium die or wafer surfaces, copper, silver, nickel or gold plated lead frames. Copper surfaces such as those found at stiffener interfaces ("copper" includes copper and their oxides intact), polymer based packaging or board interfaces as found in polyimide-based flexible packages, lead or other metals Alloy solder ball surfaces, glass and polymers such as polyimide. In a more preferred embodiment, the substrate comprises a material such as silicon, copper, glass or polymer, which is common in the packaging and circuit board industry.
본 명세서에서 고려되는 기판 층들은 또한 적어도 2개의 재료층을 포함할 수 있다. 기판 층을 포함하는 하나의 재료층은 전술한 기판 재료들을 포함할 수 있다. 기판 층을 포함하는 다른 재료층들은 폴리머, 모노머, 유기 화합물, 무기 화합물, 유기금속 화합물의 층들, 연속 층들 및 나노다공성 층들을 포함할 수 있다.Substrate layers contemplated herein may also include at least two material layers. One material layer comprising a substrate layer may comprise the substrate materials described above. Other material layers, including the substrate layer, may include polymers, monomers, organic compounds, inorganic compounds, layers of organometallic compounds, continuous layers, and nanoporous layers.
본 명세서에서 사용되는 용어 "모노머"는 그 자체 또는 화학적으로 상이한 화합물과 반복적인 방식으로 공유 결합을 형성할 수 있는 임의의 화학적 화합물을 언급한다. 모노머들 사이의 반복적 결합 형성은 선형, 브랜치형, 슈퍼-브랜치형, 또는 3차원 제품을 유도할 수 있다. 부가하여, 모노머들은 그 자체로 반복적인 빌딩 블록들을 포함할 수 있고, 상기 모노머들로부터 형성된 폴리머들이 중합될 때 "블록폴리머"로 칭한다. 모노머들은 유기, 유기금속 또는 무기 분자들을 포함하는 분자들의 여러 화학적 부류에 속할 수 있다. 모노머들의 분자 무게는 약 40 Dalton 내지 20000 Dalton 사이에서 크게 변화할 수 있다. 그러나, 특히 모너머들이 반복적 빌딩 블록들을 포함할 때, 모노머들은 훨씬 더 큰 분자 무게를 가질 수 있다. 모노머들은 또한 교차결합에 사용되는 그룹들과 같은 부가적인 그룹들을 포함할 수 있다.The term "monomer" as used herein refers to any chemical compound capable of forming a covalent bond in a repetitive manner with itself or with chemically different compounds. Repeated bond formation between monomers can lead to linear, branched, super-branched, or three-dimensional articles. In addition, the monomers may themselves comprise repetitive building blocks, which are referred to as "block polymers" when the polymers formed from the monomers are polymerized. Monomers can belong to several chemical classes of molecules, including organic, organometallic or inorganic molecules. The molecular weight of the monomers can vary greatly between about 40 Daltons to 20000 Daltons. However, especially when monomers contain repeating building blocks, monomers can have a much higher molecular weight. Monomers may also include additional groups such as groups used for crosslinking.
본 명세서에서 사용되는 용어 "교차결합"은 적어도 2개의 분자들, 또는 긴 분자의 2 부분들이 화학적 상호작용에 의해 함께 결합되는 프로세스를 언급한다. 상기 상호작용은 공유 결합의 형성, 수소 결합의 형성, 소수성, 친수성, 이온 또는 정전 상호작용을 포함한 다수의 상이한 방식으로 일어날 수 있다. 부가하여, 분자 상호작용은 또한 분자와 그 자체 사이의 또는 2 이상의 분자들 사이의 적어도 일시적인 물리적 연결에 의해 특징지어질 수 있다. The term "crosslinking" as used herein refers to a process in which at least two molecules, or two portions of a long molecule, are joined together by chemical interaction. The interaction can occur in a number of different ways, including formation of covalent bonds, formation of hydrogen bonds, hydrophobic, hydrophilic, ionic or electrostatic interactions. In addition, molecular interactions may also be characterized by at least temporary physical connections between the molecule and itself or between two or more molecules.
고려되는 폴리머들은 또한 방향족 시스템을 포함한 넓은 범위의 기능 또는 구조적 부분들, 및 할로겐 첨가된 그룹들을 포함할 수 있다. 부가하여, 적절한 폴리머들은 호모폴리머, 및 헤테로폴리머를 포함한 다수의 구성을 가질 수 있다. 더욱이, 대안적인 폴리머들은 선형, 브랜치형, 슈퍼-브랜치형, 또는 3차원과 같은 다양한 형태들을 가질 수 있다. 고려되는 폴리머들의 분자 무게는 넓은 범위, 전형적으로 400 Dalton 내지 400000 Dalton 또는 그 이상에 이른다.Polymers contemplated may also include a wide range of functional or structural moieties, including aromatic systems, and halogenated groups. In addition, suitable polymers can have a number of configurations, including homopolymers, and heteropolymers. Moreover, alternative polymers may have various forms such as linear, branched, super-branched, or three dimensional. The molecular weights of the polymers contemplated range from a wide range, typically 400 Daltons to 400000 Daltons or more.
고려되는 무기 화합물의 예는 실리케이트, 알루미네이트 및 전이 금속들을 포함하는 화합물이다. 유기 화합물의 예는 폴리아릴렌 에테르, 폴리이미드 및 폴리에스테르를 포함한다. 고려되는 유기금속 화합물의 예는 폴리(디메틸실록산), 폴리(비닐실록산) 및 폴리(트리플루오로프로필실록산)을 포함한다.Examples of inorganic compounds contemplated are compounds comprising silicates, aluminates and transition metals. Examples of organic compounds include polyarylene ethers, polyimides and polyesters. Examples of organometallic compounds contemplated include poly (dimethylsiloxane), poly (vinylsiloxane) and poly (trifluoropropylsiloxane).
기판 층은 또한 재료가 연속적인 대신에 나노다공성인 것이 바람직하다면 복수 개의 보이드를 포함할 수 있다. 보이드는 전형적으로 구형이나, 대안적으로 또는 부가적으로 관형, 엷은 판형, 원반형 또는 다른 형태들을 포함한 임의의 적합한 형태를 가질 수 있다. 또한 보이드들이 임의의 적절한 직경을 가질 수 있음이 고려된다. 부가하여, 적어도 소정의 보이드들이 현저한 양의 연결된 또는 "개방형" 다공을 가진 구조를 형성하기 위해 인접한 보이드들을 연결할 수 있음이 고려된다. 바람직하게 보이드들은 1 마이크로미터 이하의 평균 직경을 갖고, 보다 바람직하게 100 나노미터 이하의 평균 직경을 가지며, 보다 더 바람직하게 10 나노미터 이하의 평균 직경을 갖는다. 부가하여, 보이드들이 기판 층 내에 균일하게 또는 랜덤하게 분산될 수 있음이 고려된다. 바람직한 실시예에서, 보이드들은 기판 층 내에서 균일하게 분산된다. The substrate layer may also include a plurality of voids if the material is desired to be nanoporous instead of continuous. The voids are typically spherical but may alternatively or additionally have any suitable form, including tubular, plate, disc or other forms. It is also contemplated that the voids may have any suitable diameter. In addition, it is contemplated that at least certain voids may join adjacent voids to form a structure having a significant amount of connected or “open” pores. Preferably the voids have an average diameter of 1 micrometer or less, more preferably have an average diameter of 100 nanometers or less, even more preferably an average diameter of 10 nanometers or less. In addition, it is contemplated that the voids may be uniformly or randomly dispersed within the substrate layer. In a preferred embodiment, the voids are uniformly dispersed within the substrate layer.
예시들Examples
도 1-도 4에 도시된 바와 같이, 고려된 돌기는 변화되지 않는 태핑된 #8 나사 홀을 가진 2개의 지지 구조를 포함하는 2개의 직경 핀일 수 있고, 더 큰 직경의 지지 구조는 코일 및/또는 코일 재료의 외부 직경에 e-빔 용점된다. 다른 마운팅 장치가 나사 대신에 사용될 수 있다. 이러한 코일 설계는 더 작은 돌기를 사용하여 코일 세트의 비용을 감소시킨다. 또한, 돌기가 더 얇고, 소정의 경우에 더 길기 때문에, 동일한 코일은 더 얇게 만들어질 수 있고, 궁극적으로 타겟과 코일 수명 사이의 차이를 감소시킨다. 이러한 예에서, 돌기 및/또는 코일은 더 낮은 등급의 탄탈 또는 다른 재료로 구성될 수 있다.As shown in FIGS. 1-4, the contemplated protrusion may be two diameter pins including two support structures with unchanged tapped # 8 threaded holes, the larger diameter support structure being a coil and / or Or e-beam melting to the outer diameter of the coil material. Other mounting devices may be used instead of screws. This coil design uses smaller protrusions to reduce the cost of the coil set. Also, because the projections are thinner and in some cases longer, the same coil can be made thinner, ultimately reducing the difference between the target and coil life. In this example, the protrusions and / or coils may be constructed of lower grade tantalum or other materials.
이러한 예에서, 적어도 하나의 돌기는 터닝(turnig), 보링(boring) 및 제 4 축 밀링(milling)을 하는 CNC-선반으로 만들어진다. CNC-선반은 라이브 툴링(live tooling) 및 단일 바 피더(bar feeder)를 구비한다. 적어도 하나의 돌기는 395 또는 495 탄탈로 구성되고 0.125" × 2" 라운드 코일에 e-빔 용접된다. 그 다음 코일은 ENCORE® 시스템을 위한 스퍼터링 챔버에 사용된다. 코일은 200 mm 및 300 mm 설계를 갖고, 여기서, 200 mm 설계는 적어도 5개의 돌기를 포함하고 300 mm 설계는 적어도 7개의 돌기를 포함한다. 다시, 상기 예를 위한 고려되는 돌기 배치 및 크기의 특정 수치가 도 1 내지 도 4에 도시된다. 그러나, 이러한 예는 본 명세서에 제공된 본 발명의 범위를 제한하는 것을 의미하지는 않는다.In this example, the at least one protrusion is made of a CNC lathe, turning, boring and fourth axis milling. The CNC lathe has live tooling and a single bar feeder. At least one protrusion consists of 395 or 495 tantalum and is e-beam welded to a 0.125 "x 2" round coil. The coil is then used in the sputtering chamber for the ENCORE® system. The coil has 200 mm and 300 mm designs, where the 200 mm design includes at least five protrusions and the 300 mm design includes at least seven protrusions. Again, certain numerical values of contemplated protrusion placement and size for this example are shown in FIGS. However, this example is not meant to limit the scope of the invention provided herein.
이와 같이, 막 또는 층의 이온화 증착 장치 및 방법의 특정 실시예 및 응용예가 개시되었다. 그러나, 이미 기술된 것 외에도 더 많은 변형예들이 본 명세서에 기재된 본 발명의 개념을 벗어남 없이 가능함이 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 주제는 본 명세서에 개시된 사상 및 청구범위를 제외하고는 제한되지 않는다. 더욱이, 개시 내용 및 청구범위를 해석하는데 있어, 모든 용어들은 문맥과 일치하는 한 가능한 넓은 방식으로 해석되어야 한다. 특히, 용어 "포함한다" 및 "포함"은 비배타적인 방식으로 요소, 컴포넌트 또는 단계들을 언급하는 것으로서 해석되어야 하고, 언급된 요소, 컴포넌트, 또는 단계들이 존재 또는 사용될 수 있고 명시적으로 언급되지 않은 다른 요소, 컴포넌트 또는 단게들과 결합될 수 있음을 가리킨다. As such, certain embodiments and applications of ionization deposition apparatus and methods of films or layers have been disclosed. However, it will be apparent to those skilled in the art that many more modifications besides those already described are possible without departing from the inventive concepts described herein. Accordingly, the subject matter of the present invention is not to be restricted except in the spirit and claims disclosed herein. Moreover, in interpreting the disclosure and the claims, all terms should be interpreted in the broadest possible manner consistent with the context. In particular, the terms “comprises” and “comprises” are to be construed as referring to an element, component or step in a non-exclusive manner, wherein the element, component or step mentioned may be present or used and is not explicitly mentioned. It may be combined with other elements, components or steps.
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