KR20100094474A - 직류를 사용한 스퍼터링 증착용 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

직류 파워 서플라이를 사용하여 플라즈마에 기초한 스퍼터링 증착을 위한 장치 및 방법이 기술된다. 1 실시예에서, 플라즈마는 복수의 전극들을 전류공급원에 접속함으로써 발생되고, 처리 챔버의 복수의 전극들의 각각에 인가되는 전압의 극성은 주기적으로 반전되어 전극들의 적어도 하나가 기판상의 재료를 스퍼터링한다. 복수의 전극들의 적어도 하나에 인가되는 파워의 양을 변조하여 소망 특성으로 정지 기판상에 재료를 증착시킨다. 어떤 실시예에서, 기판은 처리 시 챔버에 정지 상태로 배치된다. 많은 실시예들은 하나 이상의 전극에 인가되는 파워의 양을 변조하도록 증착의 상태를 나타내는 피드백을 이용한다.

Description

직류를 사용한 스퍼터링 증착용 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SPUTTERING DEPOSITION USING DIRECT CURRENT}
본 발명은 플라즈마에 기초한 스퍼터링 증착에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 직류 파워 서플라이를 사용한 플라즈마에 기초한 스퍼터링 증착용 방법 및 장치에 관한 것이나, 이에 한정되지는 않는다.
플라즈마 처리 기술은 플라즈마 증착, 스퍼터링 등과 같은 상용 공정들에 대해 산업에서 널리 발견되고 있다. 이들 공정들은 특히 박막 응용에서 유용하게 행해진다. 플라즈마를 발생시키기 위해, 파워 서플라이는, 플라즈마를 형성하는 처리 가스를 함유하는 플라즈마 챔버에 위치되는 캐소드와 하나 이상의 애노드 간의 전위를 생성한다. 이들 증착용 공정들을 사용할 때, 플라즈마는 통상적으로 캐소드면을 포함하는 플라즈마에 위치되는 타겟(스퍼터링 소스라고도 지칭)의 재료 상에 작용한다. 플라즈마 이온들은 타겟을 향해 가속되어 타겟 재료가 충격으로 캐소드로부터 이탈되도록 한다. 다음, 상기 이탈된 타겟 재료는 기판상에 퇴적되어 막(예컨대, 박막)을 형성한다. 막은 상기한 바와 같이 타겟면으로부터 플라즈마에 의해 스퍼터링된 재료를 구성하거나, 처리 가스 또는 플라즈마에 포함되는 어떤 다른 요소들과 타겟 재료간의 반응의 결과로 될 수 있다.
고주파 전압원(예컨대, 교류(AC) 전원)은 플라즈마 챔버 내에 플라즈마를 생성하는 고전위를 발생시키기 위해 사용되고 있다. 이들 고주파 전압원들은 구축 및 유지를 위해 많은 비용이 소요됨은 물론 동작시키는 것이 복잡하다. 또한, 증착 재료가 플라즈마 또는 처리 가스의 한 요소와의 반응에 의해 형성되고, 또한, 전기적으로 절연되면, 챔버의 애노드는 절연체로 피복될 수 있으며; 이 증착은 애노드가 증착 공정 시 플라즈마로부터 전자를 모으는 기능을 행하지 못하도록 할 수 있다.
고주파 전압원에 연관된 문제점을 극복하기 위해, 교번 맥류 직류 (alternating pulsed direct current) 전원이, 본 명세서에 참고로 언급되는 미국 특허 제5,917,286호에 기술된 바와 같은 애노드리스 듀얼 마그네트론 타입 시스템(anodeless dual magnetron-type systems)에 채용되어 있다. 역극성의 처리들은 전극들이 애노드와 캐소드로서 번갈아 작용하도록 하며, 캐소드 국면시 일어나는 스퍼터링 처리는 임의의 증착된 절연 재료들을 일소하고 애노드 국면시에는 애노드로서 전극의 비제약적인 동작을 허용한다. 또한, 역극성의 처리들은 두 전극들 모두 캐소드로서 번갈아 작용하도록 하여 두 전극면들 모두 타겟 재료를 제공할 수 있도록 한다.
비록 현재의 맥류 직류 전원들이 기능하기는 하지만, 이들은 예컨대, 균일성 및/또는 입자 생성 문턱치를 달성하기 위해 많은 박막 처리 응용에 있어서 충분히 정교하거나 또는 만족감을 주지 못했다. 임의의 화학양론의 Go 스퍼터링 역시 표준 기술로서 성취불가능하다. 따라서, 현재 기술의 단점을 극복하고 다른 새롭고 혁신적인 특징을 제공하기 위한 방법 및 장치가 필요하다.
도면에 도시된 본 발명의 예시적 실시예는 하기와 같다. 이들 및 다른 실시예는 실시예에 상세히 기술되어 있다. 그러나, 본 발명은 발명의 요약이나 실시예에 기술된 형태에 한정되지 않는다. 당업자는 특허청구범위에 기재된 바와 같이 발명의 정신 및 범위 내에 들어가는 많은 개조, 등가물 및 대체물이 존재함을 이해할 것이다.
본 발명은 플라즈마 기반 스퍼터링 증착을 위한 방법들과 장치에 대한 시스템 및 방법들을 제공할 수 있다. 하나의 예시적 방법에 있어서, 기판은 플라즈마 처리 챔버의 정지 위치에 위치되고, 플라즈마는 복수의 전극들을 전류 원에 접속함으로써 발생된다. 기판이 플라즈마 처리 챔버의 정지 위치에 있는 동안, 처리 챔버의 복수의 전극들의 각각에 인가되는 전압의 극성이 주기적으로 반전되고, 복수의 전극들의 적어도 하나에 인가되는 파워의 양이 변조되어 소망 특성으로 정지 기판상에 재료를 증착시킨다.
다른 실시예에 있어서, 본 발명은 플라즈마 처리 챔버의 기판상에 재료를 증착하는 시스템으로 특정되며, 상기 기스템은 제1 극성을 갖는 제1 직류 파워 펄스 및 제2 극성을 갖는 제2 직류 파워 펄스를 플라즈마 처리 챔버 내의 전극에 방출하도록 구성된 직류 전원을 포함한다. 또한, 이 실시예의 시스템은, 챔버로부터의 피드백 라인 및 제1 직류 파워 펄스가 트리거된 후 제2 직류 파워 펄스를 트리거하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 피드백 라인 상의 피드백 신호에 응답하여, 제1 직류 파워 펄스로 전극에 인가되는 파워의 양을 변조하도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 직류 파워는 적어도 하나의 직류 전원으로부터 플라즈마 스퍼터링 챔버 내의 복수의 전극의 각각에 대한 펄스들에 방출되고, 기판상의 재료의 적어도 하나의 모니터링된 특성을 나타내는 피드백이 수신된다. 이 실시예에서, 전극들의 적어도 하나에 방출되는 파워의 양은 재료의 증착을 바꾸기 위해 피드백에 응답하여 제어된다.
다른 실시예에서, 직류 전원은, 플라즈마 스퍼터링 챔버에 파워를 방출하도록 구성되고, 파워 콘트롤 부재는 제1 기간 동안 플라즈마 스퍼터링 챔버 내의 제1 전극에 파워를 보내고 제2 기간 동안 플라즈마 스퍼터링 챔버 내의 제2 전극에 파워를 보내도록 구성된다. 이 실시예에서, 제2 전극에 관련하여 제1 전극에 인가되는 파워는 정지 기판 상의 증착된 재료의 소정 특성에 의해 규정된다.
전술한 바와 같이, 상기 실시예 및 구체예는 단지 예시를 목적으로 한 것이다. 수많은 다른 실시예, 구쳬예 및 발명의 세부는 이하의 기재 및 특허청구범위로부터 당업자에 의해 용이하게 인식될 것이다.
본 발명의 각종 목적과 이점 및 보다 완전한 이해를 위해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 1 실시예에 따른, 직류(DC) 전원, 파워 콘트롤 부재, 및 플라즈마 스퍼터링 챔버의 개략도이다.
도2는 본 발명의 1 실시예에 따른, 플라즈마 스퍼터링 챔버를 위한 초저주파수(ultra-low frequency)로 DC 파워 펄스를 발생하도록 구성된 직류(DC) 전원 및 파워 콘트롤 부재를 나타낸 개략도이다.
도3은 본 발명의 1 실시예에 따른, 볼륨에 의해 분리된 1조의 동심상 전극들을 나타낸 개략도이다.
도4는 본 발명의 1 실시예에 따른, 플라즈마 스퍼터링 챔버의 전극들을 위한 직류(DC) 전원에 의해 발생된 DC 파워 펄스들의 일례를 나타낸 그래프이다.
도5는 본 발명의 1 실시예에 따른, 제로보다 큰 천이 기간을 포함하는 듀티 사이클을 나타내는 그래프이다.
도6은 본 발명의 1 실시예에 따른, 펄스 파라미터 및 펄스 파라미터 값들의 일례를 나타내는 테이블이다.
도7은 본 발명의 1 실시예에 따른, 직류(DC) 전원에 결합된 플라즈마 스퍼터링 챔버를 나타낸 개략도이다.
도8A는 본 발명의 1 실시예에 따른, 도7에 나타낸 전극에 방출되는 DC 파워 펄스들을 나타낸 그래프이다.
도8B는 본 발명의 1 실시예에 따른, 도7에 나타낸 전극에 방출되는 DC 파워 펄스들을 나타낸 그래프이다.
도9는 본 발명의 1 실시예에 따른, DC 파워 서플라이에 의해 방출되는 DC 파워 펄스들을 받도록 구성된 플라즈마 스퍼터링 챔버를 나타낸 블록도이다.
도10은 본 발명의 1 실시예에 따른, 하나 이상의 센서로부터 하나 이상의 피드백 신호에 의해 트리거되는 DC 파워 펄스들의 변화를 나타낸 개략도이다.
도11은 본 발명의 1 실시예에 따른, 증착 층에 연관된 특성에 응답하여 DC 파워 펄스를 변경하기 위한 방법을 나타낸 플로우챠트이다.
도면에서, 유사한 요소들은 수개의 도면에 걸쳐 동일한 부호로 표시했으며, 특히, 도1을 참조하면, 본 발명의 1 실시예에 따른, 직류(DC) 전원(100), 파워 콘트롤 부재(110), 및 플라즈마 스퍼터링 챔버(130)를 나타내는 블록도이다. 상기 플라즈마 스퍼터링 챔버(130)는 애노드 및 캐소드로 기능하도록(캐소드는 스퍼터링 타겟으로 언급될 수 있다) 각각 구성되는 두 개 이상의 전극(140)을 포함한다. DC 전원(100) 및 파워 콘트롤 부재(110)는 DC 파워 서플라이(170)로서 집합적으로 지칭될 수 있다. 그러나, 도1의 블록도는 단순히 논리적인 것으로 어떤 실시예에서 전원(100) 및 파워 콘트롤 부재(110)는 별도의 부품으로 실현된다. 예컨대 1 실시예에서, 파워 콘트롤 부재(110)는 기존의 DC 전원에 대한 부가적인 부품으로 실시된다.
일반적으로, DC 전원(100)은 파워 콘트롤 부재(110)에 DC 전원을 공급하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, DC 전원(100)은 20 내지 200 kW 범위의 파워를 제공하나, 다른 파워 레벨들이 임의로 고려된다. 많은 실시예에서, DC 전원(100)은 함께 결합되는 다수의 DC 발생기에 의해 실현된다. 예컨대 1 실시예에서, DC 전원은 150 kW 파워 서플라이를 제공하기 위해 3개의 50 kW DC 발생기에 의해 실현된다.
플라즈마(150)는 비활성 기체 또는 다른 기체 종을 포함하는 하나 이상의 기체로 형성되며, 특정 조성을 갖는 화합물로 형성될 수도 있다. 어떤 실시예에서, 전극(140) 및/또는 기판(160)의 어느 것에 대한 플라즈마(150)의 플라즈마 이온의 가능한 방향 및 기체의 이온화를 촉진시키기 위해, 자계(도시되지 않음)가 플라즈마 스퍼터링 챔버(130) 내 및/또는 외측에(예컨대, 전극 140 주위의 장소에) 인가된다.
플라즈마(150)가 이온화되고 전극(140)들 간의 전위에 따라 유지(sustain)되었을 때, 플라즈마 이온들은, 전극(140)으로부터의 원자들이 기판(160)을 향해 인출되도록 캐소드로서 기능하는 전극(140)을 향해 가속되어 충돌한다. 어떤 실시예에서, 전극(140)은 타겟으로 지칭되고 기판을 향해 인출되는 원자(예컨대, 물질)는 타겟 원자(예컨대, 타겟 재료)로 지칭된다. 많은 구체예에서, 타겟 재료는 알루미늄과 같은 금속 재료 또는 세라믹과 같은 다른 재료를 포함한다. 또한 어떤 구체예에서(예컨대 co-sputtering), 각각의 개별 전극(140)에 대한 타겟 재료는 상이한 재료 또는 조성을 포함할 수 있다.
비록 요망되지는 않지만, 많은 실시예에서 DC 전원(100)은 플라즈마 스퍼터링 챔버(130) 내에 형성하는 하나 이상의 아크(예컨대, 마이크로 및/또는 하드 하크)를 검출하도록 구성된다. 아크 처리 능력을 갖도록 구성되는 예시적 파워 서플라이는 미국 콜로라도 포트 콜린스에 있는 Advanced Energy Incorporated로부터 입수가능한 SUMMIT 모델 DC 발생기이다. 다른 실시예에서, 아크 검출은 파워 콘트롤 부재(110)에 의해 행해진다. 당업자는, 아크가 예컨대, 플라즈마 스퍼터링 챔버(130) 및/또는 플라즈마 스퍼터링 챔버(130) 내의 물체(예컨대, 반도체 기판)에 해로운 영향을 미칠 수 있음을 이해할 것이다.
파워 콘트롤 부재(110)는 일반적으로 DC 전원(100)에 의해 발생된 파워를 처리하고 그 처리된 파워를 플라즈마 스퍼터링 챔버(130)에 제공하도록 구성된다. 특히, 파워 콘트롤 부재(110)는 플라즈마(150)의 점화 및/또는 유지와 같이 DC 전원(100)으로부터 전극(140)으로의 파워를 처리하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 예컨대, 파워 콘트롤 부재(110)는, 전극(140)들의 각각이 일정 기간 동안 캐소드로 동작하고 또한 일정 기간 동안 애노드로 동작하도록 전극(140)에 교번(alternating) 극성으로 파워의 DC 펄스를 보내도록 구성된다.
많은 실시예의 이점은, 파워 콘트롤 부재(110)에 의해 전극들에 인가된 DC 펄스들의 교번 극성에 의해, 전극들의 공간설정에 대해 탄력적인데, 그 이유는 전용의 애노드가 없기 때문이다. 따라서, 이 "애노드없는(anodeless)" DC 스퍼터링은 전극들이 소망하는 곳에 위치되도록 하며(예컨대, 막의 균일성을 향상시키고 및/또는 챔버 130 내에 발생되도록 요망ehl는 플라즈마를 발생시키기 위해), 이는 많은 구체예에서, 오염원을 감소시키고 덜 복잡한 기계적 시스템이 되게 한다.
바람직하게는, 몇몇 실시예에서 파워 콘트롤 부재(110)는 적어도, 전극(140)의 일부의 각각에 대해 파워의 양을 변조하도록 구성된다. 따라서, 많은 실시예에서 파워 콘트롤 부재(110)는 하나 이상의 전극으로부터 스퍼터링되는 타겟 재료의 양이 변화될 수 있도록 하여 타겟 재료가 소정 방식으로 기판(160)상에 증착되도록 한다. 예컨대, 예컨대, 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 전극(140)에 대한 파워는 재료가 소정 토폴로지, 저항 강도 등으로 증착되도록 독립적으로 제어가능하다. 또한, 많은 구체예에서, 하나 이상의 전극으로 방출되는 파워는 플라즈마 챔버(130)로부터의 피드백에 응답하여 변조된다(즉, 피드백은 증착된 층의 두께, 층의 저항, 층의 광학 특성 등을 나타낸다).
다른 예로, 많은 구체예의 파워 콘트롤 부재(110)는, 타겟 재료가 기판상에 증착되는 동안 하나 이상의 전극(140에 대한 파워를 변조함으로써 기판상의 타겟 재료의 균일한 증착을 허용하도록 구성된다. 또한, 어떤 실시예에서, 전극에 잔류하는 타겟 재료의 양은 모니터될 수 있으며 또한 그 전극에 인가되는 파워는 잔류하는 타겟 재료의 양에 기초하여 변조되어 이용될 타겟 재료의 양이 전극으로부터 원하지 않는 재료를 제거하지 않고 최대화되도록 한다. 이는 주요 장점으로, 그 이유는 타겟 재료가 종종 매우 고가이고 (전극으로부터 원하지 않는 재료의 제거를 피하면서) 사용되는 타겟 재료의 양의 증가는 금액의 상당한 양의 금액을 절감하고, 전극 재료의 원하지 않는 제거로부터 덜 오염되는 것으로 인해-시간 및 금액을 재차 절감하여-필요한 유지보수 간의 기간도 증가될 수 있기 때문이다.
많은 실시예에서, 기판(160)은 재료가 이 기판(160) 상에 증착되는 동안 정지 위치에 유지된다. 따라서, 이들 정지 증착 실시예에서, 부품 이동으로 인해 플라즈마(150)에 혼입되는 바람직하지 않은 입자들의 양은 상당히 감소되며; 이에 따라 기판에 증착되는 층에 있어서의 불순물로 인한 결함의 수가 감소된다. 또한, 입자로 인한 아크 발생도 감소되어, 처리의 질을 향상시킨다.
본 발명의 많은 실시예들의 다른 이점은 DC 파워(예컨대, 교번 극성을 갖는 DC 파워)로 금속 스퍼터링을 행하기 위한 능력이다. 예컨대, 본 발명의 많은 실시예는 하나 이상의 전극들에 대한 파워를 변조하는 기술을 이용하여 정지 기판상에 금속 스퍼터링을 가능케 한다.
몇몇 실시예에서, 파워 콘트롤 부재(110)는 10Hz 내지 20kHz 부근의 주파수로 파워의 교번 DC 펄스를 트리거하도록 구성된다. 어떤 실시예에서, 파워 콘트롤 부재(110)는 10Hz 내지 2kHz 부근에서 DC 펄스를 제공하도록 동작하고, 다른 구체예에서 파워 콘트롤 부재(110)는 10Hz 내지 500Hz 부근에서 DC 펄스를 제공하도록 동작한다. 한 예시적 실시예에서, 파워 콘트롤 부재는 60Hz의 주파수로 DC 파워 펄스를 방출하고, 또 다른 실시예에서 파워 콘트롤 부재(110)는 10Hz 내지 50Hz 부근에서 DC 펄스를 제공하도록 구성된다. 많은 변형예에서, 교번 파워 펄스들의 각각의 펄스 폭은 적어도 DC 전원(100)의 아크 검출 시간보다 길다.
어떤 실시예에서, 교번 파워 펄스들의 각각의 펄스 폭은, (예컨대, 균일성, 막의 질, 증착율과 같이) 증착에 영향을 미칠 수 있는 하나 이상의 전극의 온도 변화를 실질적으로 방지하도록 하나 이상의 전극(140)들과 연관된 열적 시간 상수보다 짧다. 어떤 변형예에서, 펄스들은 열적 문턱 조건에 기초하여 특성들(예컨대, 폭, 주파수, 등)을 갖는다. 열적 문턱 조건은 플라즈마 스퍼터링 챔버(130)와 연관된 전극(140) 또는 플라즈마 스퍼터링 챔버(130)와 연관된 부품(예컨대, 배선, 커넥터 등)과 연관될 수 있다. 예컨대, 어떤 실시예에서, 열적 문턱 조건은 플라즈마 스퍼터링 챔버(130) 또는 전극(140)과 연관된 특정 부품이 특정 온도 이하를 초과하거나 그 미만으로 떨어지지 않도록 규정된다.
많은 실시예에서 파워 콘트롤 부재(110)는 예컨대 IGBT(insulated gate bipolar transistor) 및/또는 콘트롤 모듈(도시되지 않음)과 같은 하나 이상의 스위치(도시되지 않음)를 포함한다. 어떤 실시예에서, 콘트롤 모듈은 펄스 파라미터 값에 따라 DC 파워 펄스를 발생하기 위해 하나 이상의 스위치와 연관되어 사용되는 콘트롤 알고리즘(예컨대, 개 루프 알고리즘 또는 폐 루프 알고리즘)을 포함한다. 어떤 실시예에서, 펄스 파라미터 값들은 파워 콘트롤 부재(110) 및/또는 DC 전원(100)과 조합된 메모리(도시되지 않음)으로부터 액세스된다.
어떤 실시예에서, 파워 콘트롤 부재(110)의 하나 이상의 기능들은 DC 전원(100) 내에 채용되고, 다른 실시예에서, DC 전원(100)의 하나 이상의 기능들이 파워 콘트롤 부재(110) 내에 채용된다. 또한 어떤 변형예에서, 상기 모듈들은 동적 으로의 변경 및/또는 정적으로 구성되는 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 하드웨어에 의해 실시된다.
도2는, 본 발명의 1 실시예에 따라, 플라즈마 스퍼터링 챔버(240)에 대해 초저 주파수로 DC 파워 펄스를 발생하도록 구성되는 파워 콘트롤 부재(230) 및 DC 전원(250)(예컨대, 전류원)을 도시한 개략도이다. 특히, 플라즈마 스퍼터링 챔버(240)의 전류(252)의 경로는 DC 파워 펄스를 생성하도록 파워 콘트롤 부재(230)에 의해 제어된다. 파워 콘트롤 부재(230)는 플러스 극성 노드(264)에 병렬 구성으로 접속된 스위치들(232,234)을 포함한다. 상기 파워 콘트롤 부재(230)는 또한 마이너스 극성 노드(266)에 병렬 구성으로 접속된 스위치들(236,238)을 포함한다.
스위치들(232,234,236,238)은, 플라즈마가 플라즈마 형성 영역(270)에서 점화 및/또는 유지되도록 교번적 방식으로 플라즈마 스퍼터링 챔버(240)의 전극들 244 및 242에 전력을 인가하도록 번갈아 닫힌다(close). 기판(260)은 플라즈마 스퍼터링 챔버(240) 내에 배치되어 플라즈마가 플라즈마 형성 영역(270)에서 점화 및/또는 유지될 때 플라즈마에 의해 전극들 242 및 244로부터 벗어난 적어도 어떤 재료가 증착층(262)에 있어서의 기판상에 증착되도록 한다. 어떤 실시예에서, 스위치들(232,234,236,238) 중 적어도 두개는 거의 동시에(예컨대, 실질적으로 동시에) 닫힌다. 어떤 실시예에서, 증착층(262)은 박막 트랜지스터(TFT) 증착층이지만. 이는 반드시 필요한 것은 아니고 많은 다른 응용이 고려된다.
전극 242 및 244에 대한 교번 전류에 의해, 전극들 중 하나는 일정 기간 동안 캐소드로 기능하는 한편 일정 기간 동안은 애노드로 기능한다. 예컨대, 제1 동작 상태에 있어서, 스위치 232 및 236이 닫히는 한편 스위치 234 및 238은 개방되어 전류가 DC 전원(250)으로부터 전극(242)을 통해, 또한 전극(244)을 통해 흐르게 된다. 이 제1 동작 상태에 있어서, 전극(242)은 애노드로 기능하고 전극(244)은 캐소드로 기능한다. 플라즈마는 플라즈마 형성 영역(270)에서 점화 및/또는 유지되고 기판(260)은 전극(242)으로부터 벗어난 재료로 피복된다.
제2 동작 상태에 있어서, 스위치 234 및 238이 닫히는 한편 스위치 232 및 236은 개방되어 전류가 DC 전원(250)으로부터 전극(244)을 통해, 또한 전극(242)을 통해 흐르게 된다. 이 제2 동작 상태에 있어서, 전극(242)은 캐소드로 기능하고 전극(244)은 애노드로 기능한다. 플라즈마는 플라즈마 형성 영역(270)에서 점화 및/또는 유지되고 기판(260)은 전극(244)으로부터 벗어난 재료로 피복된다. 많은 실시예에서, DC 전원(250)과 조합된 콘트롤 모듈(254)(예컨대, 저장된 명령을 실행하는 프로세서)은 펄스 파라미터 값에 따라 스위치들(232,234,236,238)의 스위칭을 트리거하도록 구성된다.
어떤 구체예에서, 전극 242 및 244는, 플라즈마 스퍼터링 챔버(240)의 동작 동안 볼륨(222)의 전류 방전 밀도가 플라즈마 형성 영역(270)에서의 그것보다 상당히 작도록 한정되는 볼륨(222)(도2에 도시)을 한정하는 공간(220)에 의해 분리된다. 어떤 실시예에서, 상기 볼륨(222)의 크기 및/또는 형상은 특정 전류 방전 밀도를 갖도록 규정된다.
볼륨(222)과 같은 볼륨의 전류 방전 밀도는 그 볼륨 내의 플라즈마의 점화에 대응한다. 예컨대, 볼륨(222)에서의 낮은 전류 방전 밀도는 볼륨(222) 내의 플라즈마의 점화에 대한 낮은 가능성에 해당한다. 요컨대, 볼륨(222)은, 볼륨(222)에서의 고밀도 플라즈마의 점화 가능성이 플라즈마 형성 영역(270)에서의 그것보다 상당히 낮도록 규정된다. 어떤 변형예에서, 볼륨(222)은, 플라즈마 형성 영역(270) 및/또는 볼륨(222)과 연관된 플라즈마 형성 기준(예컨대, 문턱값, 조건)을 만족하도록 규정된다. 이와 같이, 애노드 동작의 이점은 소정 스퍼터링 특성을 유발하기 위한 전극들간의 공간(220)을 변경시키기 위해 탄력적이다.
전극 242와 244 간의 전류의 흐름 및 그에 따른 플라즈마 점화는 예컨대, 플라즈마 챔버(240) 내의 자석(도시되지 않음)을 사용하여 변경된다. 예컨대, 어떤 실시예에서, 전극 242와 244 간의 전류의 흐름은 전류 방전을 야기하도록 하나 이상의 자석 또는 전기적으로 유도된 자계를 사용하여 변경되며, 이에 따라 플라즈마 점화에 대한 가능성이 볼륨(222)에서보다 플라즈마 형성 영역(270)에서 매우 높아진다.
어떤 실시예에서, 볼륨(222)의 크기, 처리 가스 압력, 전극에 인가되는 전압, 및/또는 자계의 방향은 플라즈마 형성 영역(270)과 볼륨(222) 간의 전류 방전 밀도의 특정 비율을 발생하도록 규정된다. 어떤 구체예에서, 공간(222)은 캐소드 암(暗) 공간보다 상당히 작다.
어떤 변형예에서, 공간(222)의 크기는 증착층(262)의 기판(260) 상의 전극 (242,244)으로부터 증착 재료와 연관된 타겟 증착 프로파일(증착 프로파일 타겟으로도 지칭)에 기초하여 규정된다. 요컨대, 전극 (242,244)은 타겟 증착 프로파일을 달성하여 공간(220) 및 그에 따른 볼륨(222)의 적어도 일부를 한정하도록 위치된다. 어떤 실시예에서, 타겟 증착 프로파일은 증착층(262)과 연관된 다른 위치(예컨대, 다른 공간적 위치, 다른 영역)와 연관된 하나 이상의 증착 프로파일 기준(예컨대, 문턱값, 조건)에 따라 규정된다.
어떤 변형예에서, 예컨대 공간(220) 및/또는 볼륨(222)은, 증착층(262)의 전극(242,244)으로부터 기판(260) 상에 증착된 재료가 박막 트랜지스터 공정과 연관된 1조의 증착 프로파일 기준(예컨대, 증착 균일 기준)을 만족하도록 규정된다. 어떤 변형예에서, 타겟 증착 프로파일은 타겟 화학적 조성 및/또는 타겟 두께(예컨대, 기판 260을 가로지른 실질적으로 균일한 두께)를 포함한다.
공간(220) 및/또는 볼륨(222)은, 전극(242,244)으로부터의 이방성 스퍼터링의 비율을 점하기 위해 규정된다. 예컨대, 공간(220) 및/또는 볼륨(222)은, 기판(260) 상의 증착층(262)의 타겟 증착 프로파일을 달성하기 위해 이방성 스퍼터링의 효과를 감소시키도록 규정될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 전극 242 및/또는 244와 기판(260) 간의 공간(220)(예컨대, 볼륨 222)과 거리(210)은 기판(260) 상에 특정 타겟 증착 프로파일을 달성하도록 규정된다. 많은 실시예에서, 전극 242 및/또는 244와 기판(260) 간의 거리(210)를 감소시키면 증착층(262)의 질을 증가시키고 및/또는 전극 242 및/또는 244로부터의 재료의 증착률을 증가시킨다. 예컨대, 어떤 실시예에서, 기판(260) 상의 증착의 균일성을 증가시키기 위해 거리(210)를 감소시킴에 따라 공간(및 볼륨 222)이 감소된다. 공간(및 볼륨 222)은, 기판(260) 상의 증착층(262)의 두께 균일성을 증가시키기 위해 거리(210)를 감소시킴에 따라 증가된다. 또한, 처리 가스 압력 cal도 소정 균일성 및 막 특성을 달성하기 위해 조정될 수 있다.
또한, 어떤 구체예에서, 전극 242와 244 간의 공간(220)은 압력 문턱 조건에 기초하여 규정된다. 예컨대, 어떤 실시예에서, 전극들(242,244)은, 기대되는 처리 가스 종 및 압력의 범위에 기초하여 볼륨(220)에 플라즈마를 형성할 가능성이 최소화되도록 위치된다. 플라즈마의 개시는 기체 압력 및 전극들의 공간에 의존하며 이는 플라즈마 형성의 가능성을 감소시키도록 최적화될 수도 있다.
종래 DC 처리 기술에 비해 보다 탄력적인 전극 공간의 이점에 더해, 많은 실시예에서의 DC 파워 펄스는 초저 주파수로 방출되기 때문에, 기판(260)의 가열 가능성이, 예컨대 기판(260)의 확률론적인 가열이 일반적인 일로 될 수 있는 아날로그 AC 파워 시스템의 그것보다 낮다. 따라서, 어떤 실시예에서, 전극 242 및/또는 244와 기판(260) 간의 거리(210)는 아날로그 AC 파워 시스템의 그것보다 적다. 거리(210)를 감소시킴으로써, 아날로그 AC 파워 시스템에 비해, 증착층(262)의 증착 프로파일이 용이하게 제어될 수 있고 막 특성이 향상될 수 있다. 이들 실시예에서의 교번적인 DC 파워 펄스가 초저 주파수로 방출되고 전극 242와 244가 애노드 및 캐소드 모두에 고유하기 때문에, 어떤 실시예에서는 애노드 냉각의 필요성 및 플라즈마 스퍼터링 챔버(240)의 냉각이 실질적으로 감소되거나 제거된다.
증착 프로파일에 영향을 주기 위한 전극들(242,244)의 공간설정에 더하여, 어떤 실시예에서, 공간(220)은, 전극 242와 244 간의 아크 또는 쇼트의 가능성이, 예컨대 아크 레벨 기준(예컨대, 문턱값, 조건)에 따라 실질적으로 제로에 가깝거나 또는 허용가능한 저 레벨(예컨대, 최대 레벨 미만)로 유지되도록 규정된다. 전극 242와 244 간에 아크 또는 쇼트가 일어나면, 플라즈마 형성 영역(270)에서의 플라즈마의 형성이 유해하게 영향을 미칠 수 있으나, 어떤 실시예에서 전극 242와 244 간의 아크의 낮은 레벨이 용인될 수 있다.
어떤 실시예에서, 전극 242와 244 간의 공간(220) 및/또는 볼륨은, 아크발생(예컨대, 아크들의 수, 아크 전류)이 기판(26) 상의 증착층(262)의 타겟 증착 프로파일에 실질적으로 영향을 미치지 않고 특정 레벨로 유지될 수 있도록 규정된다. 예컨대, 어떤 실시예에서, 볼륨(222)은 아크발생이 특정 레벨 미만으로 되고 하나 이상의 타겟 증착 기준이 만족되도록 규정된다.
비록 많은 실시예에서 전극 242와 244 간의 공간(220(예컨대, 볼륨 222)을 감소시키는 것이 증착층(262)을 가로지른 증가된 균일성(예컨대, 증착층 262를 가로지른 균일한 두께)를 촉진시키고 전극 242와 244 간의 원하지 않는 플라즈마의 형성에 대한 가능성을 감소시키더라도, 전극 242와 244 간의 바람직하지 않은 아크발생 가능성이 증대된다. 따라서, 전극 242와 244 간의 공간(220)은 하나 이상의 증착 프로파일기준, 하나 이상의 아크발생 레벨 기준, 및/또는 하나 이상의 플라즈마 형성 기준을 만족(예컨대, 밸런스)하도록 규정된다.
비록 볼륨(222)은 도2에 사각형 볼륨으로 나타냈으나, 이는 반드시 필요한 것은 아니며, 변형예에서 볼륨(222)은 잠재적인 많은 다른 형상(예컨대, 특정 두께를 갖는 다면의 다각형)으로 된다. 예컨대, 도3은 본 발명의 1 실시예에 따른, 볼륨(322)에 의해 분리된 1조의 동심상 전극들(344,342)을 나타낸 개략도이다. 이 실시예에서, 전극(342)은 환상 전극이다. 도2에 나타낸 전극(242,244)과 같이, 전극들(344,342)에 대한 교번 전류에 의해, 전극들 중 하나는 일정 기간 동안 캐소드로 기능하는 한편 다른 것은 일정 기간 동안 애노드로 기능한다.
도4는 본 발명의 1 실시예에 따른, 플라즈마 스퍼터링 챔버의 전극에 DC 파워 서플라이(예컨대, DC 파워 서플라이 170)에 의해 인가되는 DC 전압의 일례를 나타낸 그래프이다. 도4에 나타낸 DC 전압은 예컨대, 도2에 나타낸 전극 242 또는 244의 어느 전극, 또는 도3에 나타낸 전극 342 또는 344의 어느 전극에 인가될 수 있다. 상기 그래프는 +z부터 -z까지의 스케일로 y축상에 전압을 나타내고 x축은 우측으로 증가하는 시간을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 플러스 DC 펄스(410)는 펄스폭(482)(예컨대, 펄스 지속시간)을 갖고 마이너스 DC 펄스(420)는 펄스폭(484)을 갖는다. 플러스 DC 펄스(410)는 +z의 펄스 높이(486)를 갖고 마이너스 DC 펄스(420)는 -z의 펄스 높이(488)를 갖는다. 어떤 실시예에서, 플러스 DC 펄스(410)와 마이너스 DC 펄스(420)는 동일하거나 또는 상이한 전압 레벨을 갖는다. 플러스 DC 펄스(410)의 듀티 사이클은 (예컨대 플러스 펄스의 펄스 폭 + 마이너스 펄스의 펄스폭과 같은) 사이클(478)의 지속시간에 의해 분할된 플러스 펄스(482)의 지속기간으로서 규정된다. 그리고 마이너스 DC 펄스(420)의 듀티 사이클은 사이클(478)의 지속시간에 의해 분할된 마이너스 펄스(484)의 지속기간으로서 규정된다.
많은 실시예에서, 플러스 DC 펄스(410)의 펄스폭(482) 및 마이너스 DC 펄스(420)의 펄스폭(484)의 각각은, DC 파워 펄스(410,420)를 정확히 발생하기 위한 시간을 허용하도록 DC 파워 서플라이(예컨대, DC 파워 서플라이 170)과 연관된 콘트롤 루프(예컨대, 비례-적분-미분 콘트롤 루프, 개 루프 콘트롤 루프)의 응답 시간보다 긴 지속기간을 갖도록 규정된다.
비록 필요하지는 않으나, 어떤 실시예에서, 플러스 DC 펄스(410)의 펄스폭(482) 및 마이너스 DC 펄스(420)의 펄스폭(484)의 각각은, 예컨대, 증착의 균일성, 증착률과 같이) 증착에 영향을 미칠 수 있는 전극의 온도 변화를 실질적으로 방지하기 위해 전극(예컨대, 기판의 에지 부근의 에지 전극)과 연관된 열적 시간 상수보다 짧은 지속기간 및/또는 DC 파워 서플라이의 아크 검출 시간보다 긴 지속시간을 갖도록 규정된다.
도4에 나타낸 바와 같이, 극성은 플러스 DC 펄스(410)로부터 마이너스 DC 펄스(420)로 매우 순간적으로 변한다. 어떤 실시예에서, 플러스 DC 펄스(410)로부터 마이너스 DC 펄스(420)로, 또는 그 반대로의 변화 또는 천이는 천이 기간(430)으로 부른다. 파워는, 천이 기간(430)이 실질적으로 제로일 때(도4에 도시), 플러스 DC 펄스(410)로부터 마이너스 DC 펄스(420) 및 그 반대로 매우 순간적으로 변한다.
예컨대, 마이너스 DC 펄스(420)와 플러스 DC 펄스(410) 간의 순간적인 변화를 달성하기 위해, 도1에 나타낸 바와 같이 DC 파워 서플라이 내의 하나 이상의 스위치들은 스위칭 시간 지연을 확실히 하기 위해 변화에 앞서 트리거된다. 어떤 실시예에서, 예컨대, DC 파워 서플라이 내의 FET 또는 IGBT 트랜지스터와 같은 스위칭 부품들은 10 내지 수백 나노초(ns)(예컨대, 온 상태로부터 오프 상태로 변화하기 위해 10 내지 수백 ns를 요한다)로의 스위칭 시간 지연을 가질 수 있다. 따라서, FET 또는 IGBT 트랜지스터는, 스위칭 시간 지연을 확실히 하기 위해, 플러스 DC 펄스(410)로부터 마이너스 DC 펄스(420) 및 그 반대로 특정 스위칭 시간에 앞서 스위칭하도록 트리거될 수 있다.
도4에 나타낸 바와 같이, 스위치는, 플러스 DC 펄스(410)로부터 마이너스 DC 펄스(420)로의 천이가 시간 T2에서 순간적으로 일어날 수 있도록 스위칭 시간 지연에 기초하여 시간 T1에서 트리거된다. 어떤 실시예에서, 교번 극성들간의 스위칭이, DC 파워 서플라이와 연관된 아크 소멸 기구의 트리거링 실패를 실질적으로 방지하기 위한 DC 파워 서플라이의 아크 전압 검출 능력보다 낮을 때, 전압은 강하한다.
본 발명의 어떤 실시예에서, 천이 기간은 제로보다 실질적으로 크다. 예컨대, 도5는 본 발명의 1 실시예에 따른, 제로보다 큰 천이 기간을 포함하는 듀티 사이클을 나타내는 그래프이다. 이 실시예에서, 천이 기간은, 파워가 플라즈마 스퍼터링 챔버에 방출되지 않는 기간(590)을 포함한다. 상기 기간(590)은 오프 타임 기간으로도 지칭되며, 어떤 실시예에서, 오프 타임 기간(590)은 아크 검출 기간보다 짧게 되어 상기 오프 타임 기간(590이 바람직하지 않은 아크로서 DC 파워 서플라이에 의해 오등록되지 않도록 한다. 그렇지 않으면 파워 콘트롤 부재(110) 및/또는 DC 전원(100) 간의 통신이 아크발생의 오 검출을 제거할 수 있다.
도4를 참조하면, 많은 실시예에서 천이 기간(430)은, 플라즈마 스퍼터링 챔버의 재점화가 방지되고 전압 천이가 최소화되도록 규정될 수도 있다. 특히, DC 전원(예컨대, DC 전원 100) 및 파워 콘트롤 부재(예컨대, 파워 콘트롤 부재 110)에 의해 발생된 교번 펄스들 간의 천이 기간은, 그 천이 기간이 플라즈마 감쇠 기간보다 짧도록 규정될 수도 있으며, 이에 따라 플라즈마가 교번 DC 파워 펄스들 간에 재점화될 필요가 없다. 이는, 스퍼터링 챔버에 있어서의 플라즈마가 재점화되거나 또는 실질적으로 감쇠되거나 또는 AC 사이클에서 매번 극성이 반전되는 실질적인 전압 천이가 있는(특히 주파수가 낮을 때) AC 전원에 의해 동작되는 플라즈마 스퍼터링 챔버와 대비된다. 또한, 어떤 AC 파워 시스템은, 플라즈마가 완전히 소멸될 수 있기 때문에 각 AC 절반 사이클로, 비교적 높은 점화 전압, 또는 전압 천이를 요하며, 이들 높은 점화 전압 또는 전압 천이는 상기한 바와 같이 천이 기간을 감소시키도록 동작하는 많은 실시예에서 회피될 수도 있다.
도5에 나타낸 바와 같은 제로보다 큰 천이 기간을 갖는 듀티 사이클이라도, 천이 기간은, 플라즈마가 천이 기간 동안 실질적으로 감쇠 및/또는 소멸되지 않도록 규정될 수도 있다. 예컨대 어떤 실시예에서, 천이 기간은 플라즈마와 연관된 감쇠 시간보다 길도록 규정되어 플라즈마가 파워의 교번 극성 펄스들 간에 소멸되도록 한다.
어떤 실시예에서, 펄스 폭(482,484), 천이 기간(430), 펄스 높이(486,488) 및/또는 듀티 사이클들, 등은 메모리에 저장 및/또는 DC 파워 서플라이 또는 DC파워 서플라이의 부품(예컨대, 파워 콘트롤 부재 110 및/또는 DC 전원 100)와 연관된 프로세서에 의해 액세스되는 펄스 파라미터 값들에 의해 규정된다. 이들 펄스 파라미터 값들은 플러스 DC 파워 펄스(410) 및/또는 마이너스 DC 파워 펄스(420)를 규정할 수 있다.
어떤 실시예에서, DC 파워 서플라이(170)는 아크의 검출에 응답하여 아크를 소멸시키기 위해 펄스의 극성을 반전시키도록 구성된다. 어떤 실시예에서, DC 파워 서플라이(170)는, 교변 파워 펄스를 방출할 때 다른 플러스 DC 펄스에 후속하는 하나의 플러스 DC 펄스보다 더 방출하도록 또는 다른 마이너스 DC 펄스에 후속하는 하나의 마이너스 DC 펄스보다 더 방출하도록 구성된다.
도6은 본 발명의 1 실시예에 따른, 펄스 파라미터(620) 및 펄스 파라미터 값들(630)의 일례를 나타내는 테이블(610)이다. 테이블(610)은, 펄스 파워의 펄스 파라미터(620), 오프 타임, 펄스 지속시간(폭), 펄스 전압, 사이클 타임, 및 극성을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 펄스 파라미터 값들(630)은 단지 예시적인 값들이고, 어떤 실시예에서, 펄스 파라미터 값들(630)은 테이블(610)에 나타낸 펄스 파라미터 값(630)으로부터 광범위하게 변한다.
도7은 본 발명의 1 실시예에 따른, DC 파워 서플라이(740,742)에 결합된 플라즈마 스퍼터링 챔버(710)를 나타낸 개략도이다. DC 파워 서플라이(740,742)는 기판(720) 상의 증착층(722)(예컨대, 박막 트랜지스터 층)의 증착을 야기시키도록 사용되는 플라즈마를 점화 및/또는 유지하기 위해 플라즈마 스퍼터링 챔버(710)에 DC 파워 펄스를 방출하도록 구성된다. 특히, DC 파워 서플라이(740)는 전극(752,754)에 교번 DC 펄스를 방출하도록 구성되고 DC 파워 서플라이(742)는 전극 (756,758,760)에 교번 DC 펄스를 방출하도록 구성된다. 비록 DC 파워 서플라이(740,742)는 단일 장치로 나타냈으나, 이 DC 파워 서플라이(740,742)는 분배된 부품의 집합에 의해 실현될 수도 있다. 예컨대, DC 파워 서플라이(740,742)는 하나 이상의 DC 전원을 포함할 수도 있고, 파워 콘트롤 부재(들)(예컨대, 스위칭 파워 콘트롤 부재)는 DC전원(들)로부터 별도로 수용될 수도 있다.
비록 반드시 필요하지는 않지만, 몇몇 실시예에서, 챔버(710)는 층(722)의 증착 시 기판(720)이 정지 상태에 있도록 구성되고 정지 기판(720) 상의 타겟 증착 프로파일(768)(예컨대, 소정 모폴로지(예컨대, 토폴로지), 두께, 저항, 광학 특성, 필름 응력, 밀도, 결정도 및/또는 접착력, 등)에 따라 증착층(722)의 증착을 실시하도록 전극(730)에 펄스들이 인가된다.
많은 실시예에서 예컨대, 하나 이상의 전극(730)에 대한 파워가 변조되어 전극들간에 상이한 스퍼터링을 허용하도록 한다. 이와 같이, 타겟 증착 프로파일(768)은 소정 증착 프로파일을 달성하기 위해 기판(720)을 움직이지 않고 달성될수도 있다. 따라서, 소정 프로파일(768)을 갖는 층(722)을 증착하도록 기판(720)의 움직임에 의존하는 종래 기술과 달리, 본 발명의 몇몇 실시예는 정지 기판 증착을 가능케하며, 이는 이동 기판의 표면에 바람직하지 않게 이송되고 컨베이어 기구에 의해 발생되는 바람직하지 않은 입자들의 발생가능성을 감소시키며; 이에 따라 층(722)에 있어서의 불순물 및 아크발생의 가능성을 감소시킨다.
명백하게, 도7은 광학 피드백 라인(들) 및 센서(들)을 나타내지는 않으나, 많은 실시예에서, 층(722)의 하나 이상의 특성(예컨대, 모폴로지, 두께, 저항, 광학 특성, 필름 응력, 밀도, 결정도 및/또는 접착력, 등)이 모니터되고 특성(들)을 나타내는 정보가 DC 파워 서플라이(740,742)의 하나 또는 모두에 피드백되고 하나 이상의 전극(730)에 대한 파워를 변조하도록 사용되어 재료가 타겟 증착 프로파일(768)에 따라 기판(720)상에 증착되도록 한다.
도7에 나타낸 예시적 실시예에서, DC 파워 서플라이(740,742) 모두, 전극(740,742)으로부터의 재료가 특정 타겟 증착 프로파일(768)로 증착층(722)에 증착되도록 규정된 교번 DC 전압을 인가하도록 구성된다. 비록 도7에 나타낸 타겟 증착 프로파일(768)은 균일한 두께의 증착 프로파일을 가지나, 어떤 실시예에서, 타겟 증착 프로파일(768)은 불균일한 두께 및/또는 불균일한 조성 프로파일을 갖는다. 요컨대, 어떤 변형예에서, 타겟 증착 프로파일에 있어서 상이한 포인트(768)에서의 조성 및/또는 두께는 다르다.
도7에 나타낸 바와 같이, 점선(764)은 본원에 기재된 기술을 결여한 기판의 에지 부근의 균일한 두께의 증착 프로파일로부터 벗어나는 전형적인 테이퍼링 증착 프로파일(두께 롤-오프라고도 지칭)을 나타낸다. 기판의 에지는, 도7에 나타낸 전극(752)과 같은, 기판의 에지 부근의 전극이 에지에서의 증착에 기여할 수 있는 인접 전극을 갖지 않기 때문에 두께 롤 오프로 되기 쉽다.
많은 변형예에서, 전극들(730)의 각각에 인가되는 교번 DC 펄스는, 증착 프로파일(768)을 발생하는 스퍼터링을 실시하도록 규정된 펄스 파라미터 값들(예컨대, 듀티 사이클, 펄스 폭, 펄스 크기 등을 규정하는 파라미터 값들)에 따라 발생된다. 많은 구체예에서 예컨대, 전극들(752,754)에 인가되는 DC 펄스(예컨대, 마이너스 DC 펄스 및/또는 플러스 DC 펄스)는, 기판(720)의 에지에서 실질적으로 균일한 증착(예컨대, 테이퍼된 증착 프로파일 없이) 달성하도록 조정된다.
예컨대, 전극(752)이 캐소드로 기능하는 시간은 전극(754)이 캐소드로 기능하는 시간보다 클 수도 있다. 또한, 캐소드로 기능하는 동안 전극(752)에 방출되는 DC 파워 펄스의 파워 레벨은 캐소드로 기능하는 동안 전극(754)에 방출되는 DC 파워 펄스의 파워 레벨보다 클 수도 있다. 도8A 및 8B는 본 발명의 예시적 실시예에 따른, 도7에 나타낸 DC 파워 서플라이(740)으로부터 전극(752,754)에 각각 방출되는 DC 펄스들을 나타낸 개략 그래프이다.
도시된 바와 같이, 도8A 및 8B는 각각의 수직축상에 DC 전압을 나타내고 각각의 수평축상에 우측으로 증가하는 시간을 나타낸다. 상기 그래프들은, 측정이 수직축상에 표시된 전극에 대한 프로브의 플러스 단자 및 그 쌍의 다른 전극상에 마이너스 단자로 행해지기 때문에, 특정 극성의 DC 펄스가 소정 기간 동안 하나의 전극으로 방출될 때, 역극성의 DC 펄스가 동일한 기간 동안 다른 전극에 방출되는 것을 나타낸다.
예컨대, 시간 P1에서 시작하여 +x의 전압에서의 플러스 DC 펄스는 소정 기간(882) 동안 DC 파워 서플라이(740)으로부터 전극(752)으로 방출되고 -x의 전압에서의 마이너스 DC 펄스는 소정 기간(882) 동안 전극(754)으로 방출된다. 비슷하게, 시간 P2에서 시작하여 -y의 전압에서의 마이너스 DC 펄스는 소정 기간(884) 동안 DC 파워 서플라이(740)로부터 전극(752)으로 방출되고 +y의 전압에서의 마이너스 DC 펄스는 소정 기간(884) 동안 전극(754)으로 방출된다.
이 실시예에서, DC 파워 서플라이(740)에 의해 방출되는 전체 파워는 기간 882 동안보다 기간 884 동안 작다. 전극(752)이 캐소드로 기능할 때 긴 기간 동안 또한 보다 높은 파워 레벨로 DC 펄스를 방출함으로써, 기판(720) 에지 부근의 증착률(예컨대, 전극 752에 대응하는 증착률)이 전극(754)에 대응하는 증착률보다 높아진다.
다시 도7을 참조하면, 어떤 실시예에서 DC 파워 서플라이(740)와 비슷하게 DC 파워 서플라이(742)는 전극(760)이 캐소드로 기능할 때 전극(756,758)에 대한 것보다 전극(760)에 대한 높은 파워 및 긴 지속기간의 DC 펄스를 방출하도록 구성된다. 어떤 실시예에서, 전극(760)으로 방출되는 DC 파워 펄스의 지속기간은 전극(756,758)의 결합된 DC 파워 펄스의 지속기간보다 길다.
어떤 변형예에서, 기판(720) 및/또는 증착층(722)의 전극에 대한 관련 거리는 다른 전극과 상이하다. 예컨대, 전극(752)과 전극(754)은 균일한 타겟 증착 프로파일과 같은 특정 증착 프로파일의 증착을 용이하게 하도록 기판(720)으로부터 다른 거리로 될 수 있다. 어떤 실시예에서, 전극에 인가되는 펄스(예컨대, 듀티 사이클)들은 기판(720) 및/또는 증착층(722)의 거리에 기초하여 규정된다.
어떤 실시예에서, 하나 이상의 전극(730)의 크기(예컨대, 폭, 높이), 형상(예컨대, 환상, 사각형) 및/또는 조성(예컨대, 금속, 금속 화합물, 또는 세라믹의 특정 화학적 조성)은 특정 증착 프로파일의 증착을 용이하게 하도록 규정된다. 어떤 실시예에서, 하나 이상의 전극들(730)은 전극들(730)의 다른 것보다 상이한 크기, 형상 및/또는 조성을 가질 수 있다. 어떤 실시예에서, 전극들에 인가되는 하나 이상의 펄스(예컨대, 듀티 사이클)는 전극들의 크기. 형상 및/또는 조성에 기초하여 규정된다.
어떤 실시예에서, 전극(730)들의 두 개는 상이한 재료(예컨대, 상이한 타겟 재료)를 포함하고, DC 펄스가 특정 화학적 조성(예컨대, 특정 이방성)의 증착층(722)을 달성하도록 상이한 재료로 구성되는 전극(730)으로 규정되고 인가될 수도 있다(예컨대, 펄스 파라미터 값들을 사용하여 규정된다). 하나의 예는 금속 스퍼터 인듐 주석 산화물에 산소 및 아르곤 가스를 갖는 인듐과 주석 타겟 재료를 결합한 것이다. 어떤 변형예에서, 이 형태의 스퍼터링은 공-스퍼터링(co-sputtering)이라 하며, 이 기술은 혼합된 재료가 콘트롤된 필름을 증착하도록 사용될 수 있기 때문에 매력적이다. 이는 이방성을 제어하기 위해 행해지며 또는 화합물 타겟 재료가 스퍼링하기에 어렵거나 및/또는 고가 및/또는 생성이 어렵기 때문이다. 다른 예에서, Al2O3가 약 1.66의 굴절률로 증착될 수 있고 Ti02가 약 2.4의 굴절률로 증착될 수 있다. Al 타겟과 Ti 타겟 및 반응 가스로서의 산소를 갖는 반응성 공 스퍼터링 공정은 1.66과 2.4 간의 굴절률로 증착 필름의 원리로 가능하다.
많은 실시예에서 도7에 나타낸 실시예의 전극(730)들은 초저 주파수로 DC 펄스를 인가하는 두 개의 상이한 DC 파워 서플라이(740,742)에 의해 파워가 인가되며, 이에 따라, 어떤 구체예에서, DC 파워 서플라이(740,742)는 부하 매칭된다. 즉, DC 파워 서플라이(740,742)에 의해 발생된 DC 펄스는 예컨대, 플라즈마 아크발생을 감소시키고, 타겟 증착 프로파일에 따라 증착 콘트롤을 향상시키고, 플라즈마 스퍼터링 챔버(710) 내의 열적 불균일을 감소시키도록 조정될 수 있다.
다른 예로, 어떤 변형예에서, DC 파워 서플라이(740,742)는, 전극들(754,756)이 위치 774에서 전극들(754,756) 모두로부터 재료의 동시 증착을 피하기 위해 동시에 캐소드로서 기능하지 않도록 DC 펄스를 방출하도록 구성된다. 어떤 변형예에서, DC 파워 서플라이(740,742)는, 전극들(754,756)이 동시에 캐소드 또는 애노드로서 기능하도록 DC 펄스를 방출하도록 구성된다.
비록 이 실시예에서 전극(730)은 두 개의 다른 DC 파워 서플라이(740,742)로부터 펄스를 받지만, 어떤 실시예에서, 전극들은, 예컨대, DC 펄스에 있어서의 파워의 분배를 제어 및/또는 규정하는 파워 콘트롤 부재의 다상 브리지를 포함하는 단일 DC 파워 서플라이로부터 파워 펄스를 받는다. 이 형태의 구성은 멀티플 마그네트론 구성으로 부르며, 어떤 실시예에서, 전극(730)은 두 개의 파워 서플라이(예컨대, 각 전극에 대한 하나이 DC 파워 서플라이) 이상으로부터 DC 파워 펄스를 받는다. 또한 다른 실시예에서, DC 펄스들은 인접하지 않은 전극들간에 규정/조정된다.
도9는 본 발명의 1 실시예에 따른, DC 파워 서플라이(930)에 의해 인가되는 DC펄스를 받도록 구성되는 플라즈마 스퍼터링 챔버(910)를 도시한 개략 블록도이다. DC 파워 서플라이(930)는 센서(940)에 의해 발생된 적어도 하나의 프로세스 피드백 신호(예컨대, 전압 신호 또는 전류 신호와 같은 센서 측정 값과 연관된 신호)에 기초하여 플라즈마 스퍼터링 챔버(910)에 방출되는 DC 파워 펄스를 변경하도록 구성된다.
프로세서(936)는 센서(940)로부터 피드백 신호를 받고 이 피드백 신호에 기초하여 플라즈마 스퍼터링 챔버(910)에 DC 파워 서플라이(930)에 의해 인가되는 하나 이상의 DC 펄스의 변경을 트리거하도록 구성된다. 플라즈마 스퍼터링 챔버(910)는 이 플라즈마 스퍼터링 챔버(910) 내에 배치되는 기판(9200 상에 증착층(922)을 스퍼터링하도록 사용된다. 어떤 실시예에서, 증착층(922)은 박막 트랜지스터 공정과 연관된다. 비록 센서(940)는 챔버(910) 내에 나타냈으나, 이는 반드시 필요한 것은 아니고, 당업자는 어떤 실시예에서 센서(940)가 챔버 외측에도 위치될 수 있음을 이해할 것이다.
어떤 실시예에서, 센서(940)는 피브백 신호에 대해 센서(940)를 조회하도록 구성된다. 어떤 실시예에서, 센서(940)는, 예컨대 센서(940)와 연관된 센서 측정 값(예컨대, 전압 신호)의 변화가 검출되었을 때 프로세서(936)에 피드백 신호를 보내도록 구성된다. 어떤 실시예에서, 프로세서(936)는, 센서(940)로부터 피드백 신호를 주기적으로 랜덤하게 받고 모니터된 파라미터의 변화(예컨대, 문턱 조건을 초과하는 변화)가 일어난 경우 DC 파워 서플라이(930)에 의에 방출되는 DC 파워 펄스의 하나 이상의 변화를 트리거하도록 구성된다.
어떤 실시예에서, 센서(940)는 증착층(922)의 두께를 모니터하고 그 두께를 나타내는 정보를 프로세서(936)에 보내도록 구성되는 두께 모니터링 장치(예컨대, 전기적 및/또는 광학 특정 정치)이다. 어떤 실시예에서, 센서(940)는, 증착층(922)의 두께의 일부(예컨대 특정 영역, 특정 위치)를 모니터하도록 구성되고, 센서로부터의 정보에 기초하여, 프로세서(936)는 DC 파워 서플라이(930)가 하나 이상의 전극(952,954,956)에 인가하는 파워를 변조하도록 구성된다. 어떤 구체예에서, 프로세서(936)는 하나 이상의 DC 펄스를 규정하도록 사용되는 하나 이상의 펄스 파라미터 값들을 변경하도록 구성된다. 어떤 구체예에서, 센서(940)는 압력 센서, 증착률 센서, 도전률 센서 또는 온도 센서이다.
어떤 실시예에서, 다수의 센서들(도시되지 않음)이 프로세서(936)에 피드백 신호를 보내도록 구성되고, 프로세서(936)는 피드백 신호들의 조합에 기초하여 DC 펄스를 변경하도록 구성된다. 어떤 구체예에서, 하나 이상의 피드백 신호들이 증착층(922)의 상이한 공간적 위치들과 연관되고 프로세서(936)는 필요한 경우 공간적 위치들의 각각에 대응하는 DC 펄스를 변경하도록 구성된다.
어떤 구체예에서, 프로세서(936)는 하나 이상의 피드백 신호들(예컨대, 증착률 피드백 신호, 온도 피드백 신호, 압력 피드백 신호)에 기초하여 DC 펄스의 변화를 야기시키기 위해 DC 펄스와 연관된 펄스 파라미터 값(예컨대, 도시되지 않은 메모리에 저장된)의 변경을 변화(예컨대 변경) 또는 트리거하도록 구성된다. 예컨대, 프로세서(936)는 하나 이상의 센서로부터 하나 이상의 피드백 신호들에 기초하여 펄스 파라미터 값의 라이브러리로부터 메모리에 저장된 하나 이상 세트의 펄스 파라미터를 선택하도록 구성될 수도 있다. 어떤 대안적 실시예에서, 프로세서(936)는 메모리에 저장된 수식(예컨대, 알고리즘)을 사용하여 하나 이상의 전극(예컨대, 센서 940으로부터의 피드백에 기초하여)에 인가되어야 하는 DC 펄스의 특성을 계산하도록 구성된다. 어떤 구체예에서, DC 파워 펄스들은 하나 이상의 전극 (952,954,956)에 대한 전류, 듀티 사이클, 및/또는 전압을 변경 및/또는 처리(예컨대 제어)함으로써 변경된다.
어떤 실시예의 한 예로서, DC펄스에 관련된 데이터가 수집되어 하나 이상의 전극(952,954,956)에 대한 평균 스퍼터링 파워를 계산하기 위해 사용되며, DC펄스들은 소정 기간에 걸쳐 특정된 평균 스퍼터링 파워를 유지하도록 변경된다. 상기 특정된 평균 스퍼터링 파워는, 많은 실시예에서, 하나 이상의 전극들과 연관되고, 어떤 실시예에서, 평균 스퍼터링 파워 문턱치 또는 평균 스퍼터링 파워 조건이 소정 타겟 증착 프로파일에 기초하여 규정된다.
비록 프로세서(936)는 도9에서 표준 부품으로서 도시했으나, 어떤 구체예에서, 프로세서(936)(또는 프로세서 936의 기능)은 DC 파워 서플라이(930) 또는 센서(940)의 부품으로 포함된다. 어떤 실시예에서 프로세서(936)는 프로세서(936) 상에 실시되는 하드웨어 및/또는 소프트웨어일 수 있는 하나 이상의 모듈을 포함한다.
도10은 본 발명의 1 실시예에 따른, 하나 이상의 센서로부터 하나 이상의 피드백 신호들에 의해 트리거된 DC 펄스의 예시적 변화를 나타낸 그래프이다. 도10에 나타낸 펄스 변조는 단순히 소정 증착을 실시하기 위해 행해질 수 있는 예시적 펄스 변조의 형태이고 또한 그 특정 변조는 잠재적으로 많은 팩터(예컨대, 타겟 재료, 전극 간격, 증착 프로파일 등)에 의존한다는 것을 인식해야 한다. 또한, 어떤 실시예에서, 펄스 변조는 특정 타겟 이용을 실시하기 위해(예컨대, 타겟 재료 이용을 최적화하기 위해) 행해진다. 도시된 바와 같이, 그래프는 y축상에 DC 전압을, x축상에 우측으로 증가하는 시간을 나타낸다.
도10에 나타낸 바와 같이, DC 펄스는 제1 기간(1002)과 제2 기간(1004) 사이의 피드백 신호에 응답하여 시간 Q1에서 변경된다. 제1 기간(1002) 동안, 플러스 DC 펄스(1020)는 A의 펄스 높이 및 1022의 펄스 폭을 갖고, 마이너스 DC 펄스(1030)는 D의 펄스 높이 및 1032의 펄스 폭을 갖는다. 제2기간(1004) 동안, 플러스 DC 펄스(1040)는 B의 펄스 높이 및 1042의 펄스 폭을 갖고, 마이너스 DC 펄스(1050)는 C의 펄스 높이 및 1052의 펄스 폭을 갖는다.
도시된 바와같이, 제2 기간(1004) 동안, 플러스 DC 펄스(1040)의 펄스 폭(1042)은 제1 기간(1002) 동안의 플러스 펄스(1020)의 펄스 폭(1022)보다 크고 제2 기간(1004) 동안 펄스의 높이 B는 제1 기간(1002) 동안의 플러스 펄스(1020)의 펄스 높이 A보다 작다.
도11에는 본 발명의 1 실시예에 다른, 증착층과 연관된 성질(특성이라고도 지칭)에 응답하여 DC 펄스를 변경하기 위한 방법을 나타내는 플로우챠트가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 기판 상의 증착층에 대한 타겟 증착 프로파일은 하나 이상의 특성(예컨대, 두께, 저항, 광학 특성, 필름 응력, 밀도, 및 접착력 등)의 관점에서 초기에 규정된다(블록 1100). 이와 같이, 타겟 증착 프로파일은 특정 화학적 조성을 갖는 균일 또는 비균일 두께 프로파일로 될 수도 있으며, 또한 타겟 증착 프로파일은 증착층에 있어서 상이한 위치에서의 특정 화학적 조성을 변경할 수도 있다.
이와 같이, 어떤 실시예에서, 펄스 파라미터 값은 타겟 증착 프로파일에 기초하여 플라즈마 스퍼터링 챔버 내의 적어도 하나의 전극에 대해 규정된다(블록 1110). 펄스 파라미터 값은 타겟 증착 프로파일에 따라 증착을 일으키도록 규정된다. 상기와 같이, 어떤 실시예에서, 펄스 파라미터 값은 증착 동안 계산될 수도 있고, 다른 실시예에서 펄스 파라미터 값은 미리규정되고 테이블로부터 액세스될 수도 있다.
일단 펄스 파라미터 값이 규정되면, DC 펄스가 펄스 파라미터 값에 기초하여 전극에 인가되고, DC 펄스에 응답하여 플라즈마 스퍼터링 챔버 내에 플라즈마가 점화된다(블록 1120 및 1130).
도시된 바와 같이, 일단 플라즈마가 점화되면, 증착층이 플라즈마 스퍼터링 챔버 내 기판 상에 형성된다(블록 1140). 전술한 바와 같이, 많은 실시예에서, 증착층이 형성되는 동안, 기판은 한 위치에 실질적으로 정지 상태로 유지되며, 다른 실시예에서 기판은 증착 시 이동된다.
도11에 도시된 바와 같이, 많은 실시예에서 증착과 연관된 특성(예컨대, 두께, 저항, 화학적 조성, 광학 특성, 필름 응력, 온도 및/또는 챔버 내 압력)을 나타내는 정보가, 증착층이 형성되는 동안 수신된다(블록 1150).
많은 실시예에서, 챔버로부터 피드백에 응답하여, 펄스 파라미터 값은 수신된 정보 및 소정 타겟 증착 프로파일더에 기초하여 변경된다(블록 1160). 예컨대, 특성이 화학적 조성이고 정보가, 증착층의 화학적 조성이 타겟 증착 프로파일과 연관된, 그 특정된 타겟 특성과 다른 것을 나타내는 경우, 펄스 파라미터 값은, 타겟 증착 프로파일과 연관된 타겟 특성을 만족하는 스퍼터링을 야기하도록 변경될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 펄스 파라미터 값이 변경된 후(블록 1160), 변경된 펄스 파라미터 값에 기초하여 DC 펄스가 전극에 인가된다(블록 1170).
어떤 실시예는, 각종 컴퓨터 실시 동작을 행하기 위해 명령 또는 컴퓨터 코드를 갖는 컴퓨터 독출가능한 매체(프로세서 독출가능한 매체라고도 지칭)를 갖는 컴퓨터 저장 제품에 관한 것이다. 매체와 컴퓨터 코드(코드라고도 지칭)는 특정 목적 또는 목적들을 위해 특별히 디자인 또는 구성되는 것들일 수도 있다.
당업자는 상기 실시예가 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 및 이들의 조합에 의해 실현될 수도 있음을 이해할 것이다. 어떤 실시예에서, 프로세서 독출가능한 매체가 전술한 공정들을 실시하기 위해 인코딩된 명령을 저장하도록 이용된다. 프로세서 독출가능한 매체의 예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 및 자기 테이프와 같은 자기 저장 매체; CD/DVD(Compact Disk/Digital Video Disk), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory) 및 홀로그래픽 디바이스와 같은 광학 저장 매체; 플로피티컬 디스크와 같은 자기-광학 저장 매체; 반송파 신호; ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), PLD(Programmable Logic Device), 및 ROM과 RAM 디바이스와 같은 프로그램 코드를 저장하고 실행하도록 구성되는 하드웨어 장치를 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
컴퓨터 코드의 예를 들면, 컴파일러에 의한 발생되는 바와 같은, 마이크로 코드 또는 마이크로 명령, 기계어 명령, 및 인터프리터를 사용하여 컴퓨터에 의해 실행되는 하이레벨 명령들을 포함하는 파일들을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 자바, c++, 또는 다른 객체지향형 프로그래밍 언어 및 개발 툴을 사용하여 실시될 수도 있다. 컴퓨터 코드의 부가적 실시예를 들면, 콘트롤 신호, 암호화된 코드, 압축된 코드를 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
결론적으로, 상기 설명은, 다른 것 중에서, DC 파워를 사용하는 DC 기반 스퍼터링 증착을 위한 방법 및 장치를 기술한다. 당업자들은 본 발명에 있어서 여러가지 변형 예 및 대체 예가 이루어질 수 있음을 용이하게 인식할 것이며, 상기 예를 실질적으로 달성하기 위한 사용 및 그의 구성은 본 명세서에서 기술된 실시예들에 의해 성취된다. 따라서, 본 발명은 기술된 예시적 형태들에 한정되지 않으며, 많은 변형예, 개조 및 대안적 구성은 특허청구범위에 기재된 발명의 관점 및 정신 내에 들어가는 것이다.

Claims (25)

  1. 기판상에 재료를 증착시키는 방법으로서,
    플라즈마 처리 챔버의 정지 위치에 기판을 위치시키고, 플라즈마는 복수의 전극들을 전류공급원에 접속함으로써 발생되고,
    기판이 플라즈마 처리 챔버의 정지 위치에 있는 동안, 처리 챔버의 복수의 전극들의 각각에 인가되는 전압의 극성을 주기적으로 반전시키고, 상기 전극들의 적어도 하나는 기판상의 재료를 스퍼터링하고,
    복수의 전극들의 적어도 하나에 인가되는 파워의 양을 변조하여 소망 특성으로 정지 기판상에 재료를 증착시키는, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 특성은 두께인, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 특성은 재료 특성인, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 재료 특성은 저항, 광학 특성, 필름 응력, 밀도, 및 접착력으로 구성되는 군으로부터 선택되는 재료 특성을 포함하는, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 변조는 기판상에 재료를 스퍼터링하는 적어도 2개의 전극에 대한 파워를 변조하는 것을 포함하는, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 변조는 적어도 2개의 파워 서플라이를 이용하여 파워를 변조하는 것을 포함하는, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 변조는 인가된 파워의 듀티 사이클을 변조하는 것을 포함하는, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 변조는 인가된 파워의 크기를 변조하는 것을 포함하는, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 기판상의 재료의 실제 특성을 나타내는 피드백을 수신하고, 복수의 전극의 적어도 하나에 인가되는 파워의 양을 변조하는 것은 상기 피드백에 응답하여 이루어지는, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 재료는 금속성인, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 재료는 세라믹인, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  12. 플라즈마 처리 챔버의 기판상에 재료를 증착하는 시스템으로서,
    제1 극성을 갖는 제1 직류 파워 펄스 및 제2 극성을 갖는 제2 직류 파워 펄스를 플라즈마 처리 챔버 내의 전극에 방출하도록 구성된 직류 전원;
    챔버로부터의 피드백 라인; 및
    제1 직류 파워 펄스가 트리거된 후 제2 직류 파워 펄스를 트리거하고 또한 피드백 라인 상의 피드백 신호에 응답하여, 제1 직류 파워 펄스로 전극에 인가되는 파워의 양을 변조하도록 구성되는 프로세서를 포함하는, 플라즈마 처리 챔버의 기판상에 재료를 증착하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 프로세서는 제1 직류 파워 펄스와 제2 직류 파워 펄스 간의 기간이 직류 파워 전원과 연관된 아크 검출 시간 보다 작도록 제2 직류 파워 펄스를 트리거하도록 구성되는, 플라즈마 처리 챔버의 기판상에 재료를 증착하는 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 파워 펄스로 전극에 인가되는 파워의 양은 시간의 양을 변조함으로써 변조되고 상기 제1 파워 펄스는 제2 파워 펄스에 관련하여 전극에 인가되는, 플라즈마 처리 챔버의 기판상에 재료를 증착하는 시스템.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제1 파워 펄스로 전극에 인가되는 파워의 양은 제2 파워 펄스의 크기에 관련하여 제1 파워 펄스의 크기를 변조함으로써 변조되는, 플라즈마 처리 챔버의 기판상에 재료를 증착하는 시스템.
  16. 제12항에 있어서, 상기 프로세서는 피드백 신호에 기초하여, 상기 제1 직류 파워 펄스 또는 상기 제2 직류 파워 펄스의 적어도 하나를 규정하도록 사용되는 펄스 파라미터 값을 변경하도록 구성되는, 플라즈마 처리 챔버의 기판상에 재료를 증착하는 시스템.
  17. 기판상에 재료를 증착시키는 방법으로서,
    적어도 하나의 직류 전원으로부터 플라즈마 스퍼터링 챔버 내의 복수의 전극의 각각에 직류 파워 펄스를 방출하고, 상기 전극들 중 적어도 하나는 기판상에 재료를 증착시키고;
    상기 기판상의 재료의 적어도 하나의 모니터링된 특성을 나타내는 피드백을 수신하고;
    재료의 증착을 바꾸기 위해 상기 피드백에 응답하여 상기 전극들의 적어도 하나에 방출되는 파워의 양을 제어하는, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전극들의 적어도 하나에 방출되는 파워의 듀티 사이클을 변경하는 것을 포함하는, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제어는 상기 전극들의 적어도 하나에 방출되는 파워의 크기를 변조하는 것을 포함하는, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 방출은, 적어도 하나의 직류 전원으로부터 플러즈마 스퍼터링 챔버 내의 적어도 3개의 전극의 각각에 직류 파워 펄스를 방출하고, 상기 전극들의 각각은 기판상에 재료를 증착하고;
    상기 챔버 내의 정지 위치에 기판을 위치시키고;
    기판상에 재료를 균일하게 증착하도록 적어도 3개의 전극 중 적어도 2개에 대해 파워를 변조하는 것을 포함하는, 기판상에 재료를 증착시키는 방법.
  21. 플라즈마 처리 챔버의 정지 기판 상에 재료를 증착하기 위한 시스템으로서,
    플라즈마 스퍼터링 챔버에 파워를 방출하도록 구성된 직류 전원; 및
    직류 전원과 연통하여 제1 기간 동안 플라즈마 스퍼터링 챔버 내의 제1 전극에 파워를 보내고, 또한 제2 기간 동안 플라즈마 스퍼터링 챔버 내의 제2 전극에 파워를 보내도록 구성되는 파워 콘트롤 부재를 포함하고, 상기 제2 전극에 관련하여 제1 전극에 인가되는 파워는 정지 기판 상의 증착된 재료의 소정 특성에 의해 규정되는, 플라즈마 처리 챔버의 정지 기판 상에 재료를 증착하기 위한 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    플라즈마 스퍼터링 챔버에 파워를 방출하도록 구성되는 제2 직류 전원;
    상기 제2 직류 전원과 연통하여 제3 기간 동안 플라즈마 스퍼터링 챔버 내의 제3 전극에 파워를 보내고, 또한 제4 기간 동안 플라즈마 스퍼터링 챔버 내의 제4 전극에 파워를 보내도록 구성되는 파워 콘트롤 부재를 포함하고, 상기 제4 전극에 관련하여 제3 전극에 인가되는 파워는 정지 기판 상의 증착된 재료의 소정 특성에 의해 규정되는, 플라즈마 처리 챔버의 정지 기판 상에 재료를 증착하기 위한 시스템.
  23. 플라즈마 처리 챔버의 기판 상에 재료를 증착하기 위한 시스템으로서,
    제1 극성을 갖는 제1 직류 파워 펄스 및 제2 극성을 갖는 제2 직류 파워 펄스를 플라즈마 처리 챔버 내의 전극에 방출하도록 구성된 직류 파워 콘트롤 부재;
    전극상의 타겟 재료 이용을 나타내는 신호를 제공하도록 구성되는 피드백 라인; 및
    제1 직류 파워 펄스가 트리거된 후 제2 직류 파워 펄스를 트리거하고, 상기 타겟 재료 이용을 나타내는 신호에 응답하여, 제1 직류 파워 펄스로 전극에 인가되는 파워의 양을 변조하도록 구성되는 프로세서를 포함하는, 플라즈마 처리 챔버의 기판 상에 재료를 증착하기 위한 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 타겟 재료 이용을 나타내는 신호에 응답하여, 상기 이용된 타겟 재료의 양을 최적화하도록 제1 직류 파워 펄스로 전극에 인가되는 파워의 양을 변조하도록 구성되는, 플라즈마 처리 챔버의 기판 상에 재료를 증착하기 위한 시스템.
  25. 제23항에 있어서, 상기 타겟 재료 이용을 나타내는 신호는 타겟 재료 두께를 나타내는 신호인, 플라즈마 처리 챔버의 기판 상에 재료를 증착하기 위한 시스템.
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