KR20220119137A - 제어 냉각을 이용하여 pvd(physical vapor deposition)에 의해 알루미늄을 증착하기 위한 방법들 및 장치 - Google Patents

Abstract

기판 상에 알루미늄 재료를 형성하기 위해 반응기 챔버에서 물리 기상 증착을 수행하기 위한 방법들 및 장치는: 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 증착하는 것; 그리고 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 것을 포함한다.

Description

제어 냉각을 이용하여 PVD(PHYSICAL VAPOR DEPOSITION)에 의해 알루미늄을 증착하기 위한 방법들 및 장치

[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 기판 프로세싱 기법들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 PVD 프로세스 동안 알루미늄을 증착하는 방법들에 관한 것이다.

[0002] 집적 회로들과 같은 반도체 디바이스들에서, 디바이스의 다양한 컴포넌트들을 연결하고 통합하기 위해 상호 연결부들이 사용된다. 통상적으로, 디바이스들은 신호 경로들을 최소화하고 디바이스의 크기를 감소시키는 것을 돕기 위해 절연 재료에 의해 분리되는 많은 전도성 컴포넌트 층들로 구성된다. 층들 사이의 연속성을 확립하기 위해, 전도성 상호 연결부(접촉부 또는 비아)가 절연 층들 사이에서 연장되고 전도성 층들을 연결한다. 따라서 상호 연결부는 디바이스의 다양한 층들 상의 컴포넌트들을 서로 그리고 반도체 기판에 연결하는 데 사용되는 전도성 재료로 충전된 수직 개구이다.

[0003] 반도체 디바이스들의 통합이 증가함에 따라, 상호 연결부들의 크기들이 축소되었고, 이들의 종횡비들(즉, 상호 연결부의 높이 대 폭의 비)이 증가되었다. 그 결과, 과거에는 상호 연결부들을 충전하기에 충분했던 방법들이 더 작은 상호 연결부들에 대해서는 불충분한 것으로 판명되었다. 통상적으로, 상호 연결부 애퍼처(aperture)들은 CVD(chemical vapor deposition), PVD(physical vapor deposition), 전기 도금, 또는 이들의 조합에 의해 애퍼처들 내부에 증착되는 금속 재료, 이를테면 구리를 사용하여 충전된다.

[0004] IC(integrated circuit)들의 상호 연결부들은 클록 및 다른 신호들을 분배하고 회로 내의 다양한 부분들에 전력/접지를 제공한다. IC 피처 크기들의 계속되는 축소로 인해, 상호 연결부들은 상호 연결 라인 저항과 관련된 시스템 성능, 예컨대 신호 전파 지연들 및 전력 소산을 결정하는 데 있어 지배적인 요소가 되고 있다. 지난 20년에 걸쳐, 구리(Cu)는 Cu의 낮은 저항률 때문에 상호 연결부들에 대한 선택 재료였다. 그러나 본 발명자들은 구리가 낮은 온도들에서 실리콘과 문제가 있게 상호 작용하거나 주변 유전체들로 확산될 수 있음을 관찰하였다. 확산을 방지하기 위해 대개 배리어 층이 필요하며, 이는 Cu의 전체 저항률에 유해하게 기여할 것이다. 본 발명자들은 IC 상호 연결부들에서 구리에 대한 대체 재료를 찾을 필요성을 관찰하였다.

[0005] 추가로, 상호 연결부들에서 긴 증착 챔버들을 사용하여 피처들을 충전하고 커버하기 위해 알루미늄이 사용되어 왔지만, 긴 증착 챔버 증착들은 균일한 알루미늄 커버리지가 부족하다는 문제가 있기 때문에 피처 및 인접 필드의 알루미늄 커버리지가 불충분하다. 본 발명자들은 불충분한 알루미늄 커버리지 성능이 그로부터 형성된 상호 연결부들의 신뢰성을 저하시키는 것을 관찰하였다. 본 발명자들은 또한, 반도체 기판 상부에 증착된 알루미늄의 신속한 냉각이 막 품질에 유해하고 문제가 되게: 알루미늄 라인 파손 및 불량한 수율을 야기하는 작은 입자 크기(grain size); 하류의 증착 후 프로세싱에 유해하게 영향을 미치는 불량한 반사율 값들; 불량한 막 거칠기 및 침전으로 이어지는 알루미늄-실리콘(Al-Si) 박막들에서의 실리콘 침전; 및 고도의 휨으로 이어지는 AC 바이어스 프로세싱에 의한 증가된 응력으로 이어진다는 것을 관찰하였다.

[0006] 따라서 본 발명자들은 기판 상에 알루미늄 재료를 형성하기 위한 개선된 방법들, 및 비아와 같은 피처의 알루미늄 커버리지를 개선하는 방법들을 제공하였다.

[0007] 본 명세서에서는 기판 상에 알루미늄 재료를 형성하고 알루미늄 재료의 커버리지를 증가시키는 실시예가 제공된다. 일부 실시예들에서, 기판 상에 알루미늄 재료를 형성하기 위해 반응기 챔버에서 물리 기상 증착을 수행하는 방법은: 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 증착하는 단계; 및 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 단계를 포함한다.

[0008] 일부 실시예들에서, 본 개시내용은 알루미늄 스퍼터 타깃 아래에 있는 가공물 지지부 상에 포지셔닝된 기판에 대해 반응기 챔버에서 물리 기상 증착을 수행하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은: 가열된 가공물 지지부 상에서 기판을 200℃ 내지 400℃의 제1 온도 및 10mTorr 미만의 제1 압력으로 유지하는 단계; 알루미늄 스퍼터 타깃에 대해 약 4㎾ 내지 60㎾의 제1 DC 전력을 그리고 적어도 600W의 제1 AC 타깃 바이어스 전력을 인가함으로써 알루미늄 스퍼터 타깃으로부터 원자들을 스퍼터링하는 단계; 제1 입자 크기를 갖는 제1 알루미늄 층을 형성하기에 충분한 지속기간 동안 반응 조건들을 유지하는 단계; 제1 지속기간 동안 기판의 냉각을 지연시키는 단계; 및 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 제1 알루미늄 층을 제2 온도로 냉각시키는 단계를 포함한다.

[0009] 일부 실시예들에서, 본 개시내용은, 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 물리 기상 증착하고; 그리고 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키도록 구성된 반응 챔버를 포함하는 물리 기상 증착 챔버에 관한 것이다.

[0010] 일부 실시예들에서, 본 개시내용은 실행될 때, 물리 기상 증착 반응기 챔버로 하여금, 기판 상에 알루미늄 재료를 형성하도록 반응기 챔버에서 물리 기상 증착 방법을 수행하게 하는 명령들이 저장된 컴퓨터 판독 가능 매체에 관한 것으로, 이 방법은: 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 증착하는 단계; 및 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 단계를 포함한다.

[0011] 본 개시내용의 다른 그리고 추가 실시예들이 아래에 설명된다.

[0012] 위에서 간략하게 요약되고 아래에서 보다 상세하게 논의되는 본 개시내용의 실시예들은 첨부된 도면들에 도시된 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 참조로 이해될 수 있다. 그러나 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0013] 도 1은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 기판을 프로세싱하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
[0014] 도 2a - 도 2d는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 고종횡비 개구를 충전하는 스테이지들을 도시한다.
[0015] 도 3은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 PVD(physical vapor deposition) 챔버의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0016] 도 4는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 기판을 프로세싱하기 위한 다른 방법의 흐름도를 도시한다.
[0017] 도 5는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 PVD(physical vapor deposition) 챔버의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0018] 도 6은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 기판을 프로세싱하기 위한 다른 방법의 흐름도를 도시한다.
[0019] 도 7은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 PVD(physical vapor deposition) 챔버의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0020] 도 8은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 기판을 프로세싱하기 위한 다른 방법의 흐름도를 도시한다.
[0021] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 가리키기 위해, 가능한 경우, 동일한 참조 부호들이 사용되었다. 도면들은 실척대로 그려진 것이 아니며, 명확하게 하기 위해 단순화될 수 있다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들은 추가 언급 없이 다른 실시예들에 유리하게 포함될 수 있다.

[0022] 본 명세서에서는 기판 상에 알루미늄 재료를 형성하는 실시예들이 제공된다. 본 발명자들은 IC 상호 연결부들에 알루미늄을 포함시켰으며, 증착 후에 알루미늄 입자 성장을 연장시킴으로써 상호 연결 구조들에서 알루미늄의 사용 및 커버리지를 개선하였다. 실시예들에서, 첫 번째 이벤트는 동일한 재료의 추후 측정된 입자 크기와 비교하여 더 작은 입자 크기를 갖는 알루미늄을 증착한다. 증착된 알루미늄의 증착 후 냉각을 지연 및/또는 제어함으로써, 알루미늄에 대한 입자 성장 기간이 연장되어, 더 큰 알루미늄 입자 크기 및 개선된 알루미늄 막을 야기한다. 일부 실시예들에서, 기판 상에 알루미늄 재료를 형성하기 위해 반응기 챔버에서 물리 기상 증착을 수행하는 방법은: 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 증착하는 단계; 및 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 단계를 포함한다.

[0023] 방법들의 실시예들은 유리하게는, 기판의 표면들의 연속적인 커버리지, 예컨대 개선된 커버리지 및/또는 낮은 저항률을 갖는 알루미늄 재료들을 갖는 고종횡비 피처를 제공할 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은 작은 입자 크기로 시작함으로써, 증착 후 알루미늄의 입자 성장 기간을 연장하여 기판 표면들의 연속적인 커버리지를 유리하게 제공한다. 일부 실시예들에서, 작은 입자 크기로 시작하여 더 큰 입자 크기로 끝남으로써, 알루미늄 막이 성장되는 동안 더 많은 입자 유착 이벤트들이 발생하여, 알루미늄 이동성을 개선하고, 알루미늄 커버리지를 향상시키고, 라인 파손을 방지한다. 일부 실시예들에서, 증착된 알루미늄 막들의 반사율 값들이 향상됨에 따라, 하류의 증착 후 프로세스들이 개선된다. 일부 실시예들에서, 막 거칠기가 감소되고 실리콘의 침전이 방지된다. 일부 실시예들에서, 막 응력이 감소되어 휨이 감소된다. 실시예들에서, 알루미늄 막 품질은 증착된 알루미늄의 급속 냉각을 지연시킴으로써 개선된다. 일부 실시예들에서, 하류의 열 프로세싱 후에 알루미늄 패드 이상들을 해결하고 그리고/또는 힐록(hillock) 형성을 피하기 위해, 입자 크기는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 알루미늄 증착 프로세스 동안 그리고 증착 후 프로세스 시퀀스 동안 확대될 수 있다.

[0024] 도 1은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 기판(200) 상에 알루미늄 재료를 형성하기 위한 방법(100)의 흐름도를 도시한다. 이 방법(100)은 도 2a - 도 2d에 도시된 바와 같이 고종횡비 피처를 충전하는 스테이지들과 관련하여 아래에서 설명되지만, 본 명세서에서 제공되는 개시내용은 예컨대, 고종횡비 피처와 같은 피처들을 갖지 않으면서 기판 상에 또는 기판 상부에 알루미늄 재료를 시트 또는 블랭킷으로서 증착하는 데 사용될 수 있다. 추가로, 본 명세서에서 제공되는 개시내용은 또한, 고종횡비 이외의 다른 종횡비들을 갖는 피처들을 충전하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 알루미늄 재료는 기판 상에 시트 또는 블랭킷으로서 형성되고 에칭, 충전 및/또는 캡핑(capping)과 같은 추가 프로세스 흐름들을 겪을 수 있다. 이 방법(100)은 DC, AC 및/또는 RF(radio frequency) 전원들을 갖는 임의의 적절한 PVD 프로세스 챔버, 이를테면 아래에서 설명되고 도 3에 도시된 프로세스 챔버(300)에서 수행될 수 있다.

[0025] 실시예들에서, 도 1의 방법(100)은 102에서, 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 증착함으로써 시작된다. 실시예들에서, 기판 및 제1 알루미늄 층의 냉각을 지연시킴으로써, 알루미늄 증착을 위한 입자 성장 기간이 연장된다.

[0026] 도 2a를 참조하면, 기판(200)이 PVD 챔버, 이를테면 프로세스 챔버(300)에 제공될 수 있다. 실시예들에서, 기판(200)은 기판(200)의 제1 표면(204)에 형성되며 기판(200)의 대향하는 제2 표면(206)을 향해 기판(200) 내로 연장되는 개구(202)와 같은 고종횡비 개구를 포함한다. 기판(200)은 상부에 고종횡비 개구가 형성된 기판을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음) 임의의 적절한 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(200)은 실리콘(Si), (SiO₂), (SiN) 또는 다른 유전체 재료들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 기판은 선택적으로, TiN 탄탈륨 질화물(TaN) 등과 같은 얇은 금속 층을 포함할 수 있다. 추가로, 기판(200)은 선택적으로, 추가 재료 층들을 포함할 수 있거나, 기판(200) 내에 또는 기판(200) 상에 형성된 하나 이상의 완성된 또는 부분적으로 완성된 구조들을 가질 수 있다.

[0027] 일부 실시예들에서, 개구(202)는 이를테면, 비아, 트렌치, 이중 다마신(dual damascene) 구조 등을 형성하기 위해 사용되는, 고종횡비를 갖는 임의의 개구일 수 있다. 일부 실시예들에서, 개구(202)는 적어도 약 5:1의 높이 대 폭 종횡비(예컨대, 고종횡비)를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 종횡비는 약 10:1 이상, 이를테면 약 15:1 이상일 수 있다. 개구(202)는 임의의 적절한 에칭 프로세스를 사용하여 기판을 에칭함으로써 형성될 수 있다. 개구(202)는 도시된 바와 같이 최하부 표면(208) 및 측벽들(210)을 포함한다.

[0028] 일부 실시예들에서, 최하부 표면(208) 및 측벽들(210)은 아래에서 설명되는 바와 같이 알루미늄 원자들을 증착하기 전에 하나 이상의 층들로 선택적으로 커버될 수 있다. 예를 들어, 그리고 도 2a에서 점선들로 도시된 바와 같이, 기판(200)의 제1 표면 및 개구(202)의 최하부 표면 및 측벽들은 유전체 층 또는 산화물 층(212), 이를테면 실리콘 산화물(SiO₂), (Si), (SiN) 또는 다른 유전체 재료들로 커버될 수 있다. 산화물 층은 PVD 챔버에 기판(200)을 제공하기 전에, 예를 들어 CVD(chemical vapor deposition) 챔버에서 또는 산화 챔버에서 증착 또는 성장될 수 있다. 유전체 층 또는 산화물 층(212)은 기판과 알루미늄 함유 층 사이의 전기적 및/또는 물리적 배리어로서 기능하여, 후속하여 개구에 증착될 수 있고, 그리고/또는 기판의 고유 표면보다 아래에서 논의되는 증착 프로세스 동안 부착을 위한 더 양호한 표면으로서 기능할 수 있다. 실시예들에서, 산화물들 이외의 재료들이 산화물 층(212)을 대체할 수 있다.

[0029] 일부 실시예들에서, 배리어 층(214)은 선택적으로, (도시된 바와 같이) 산화물 층(212) 상부에, 또는 유전체 층 상부에 또는 개구의 최하부 표면 및 측벽들, 및 산화물 층이 존재하지 않는다면 기판의 제1 표면 상부에 증착될 수 있다. 배리어 층(214)은 위에서 논의된 유전체 층 또는 산화물 층(212)과 유사한 목적을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 배리어 층(214)은 티타늄(Ti), 티타늄 질화물(TiN), 탄탈륨(Ta), 탄탈륨 질화물(TaN) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 배리어 층(214)은 개구(202)에 연속 배리어 층을 형성하기 위해 아래에서 설명되는 방법(100)을 사용하는 것을 포함하여, 임의의 적절한 방법들에 의해, 이를테면 CVD 또는 PVD에 의해 증착될 수 있다.

[0030] 일부 실시예들에서, 개구(202)는 기판(200)을 완전히 관통하여 연장될 수 있고, 제2 기판(218)의 표면(216)은 개구(202)의 최하부 표면(208)을 형성할 수 있다. 제2 기판(218)은 기판(200)의 제2 표면(206)에 인접하게 배치될 수 있다. 실시예들에서, 로직 디바이스 등과 같은 디바이스, 또는 게이트, 접촉 패드, 전도성 비아 등과 같은, 전기적 연결을 필요로 하는 디바이스의 일부가 제2 기판의 표면(216)에 배치되고 개구(202)와 정렬될 수 있다.

[0031] 102에서, 기판(200) 상부의 알루미늄 층의 증착은 PVD 챔버(도 3)에서 발생할 수 있으며, 여기서는 약 4킬로와트(㎾) 내지 60㎾의 제1 DC 전력이 알루미늄 스퍼터 타깃에 인가되어, 플라즈마 형성 가스로부터 플라즈마를 형성하고, 적어도 600W의 제1 AC 타깃 바이어스 전력이 예를 들어, 기판 또는 가공물을 포함하는 페디스털에 인가될 수 있다. 일부 실시예들에서, 타깃은 알루미늄을 포함하거나 알루미늄으로 구성된 타깃(306)일 수 있다. 추가로, 타깃은 개구(202)의 표면들 및 기판(200)의 제1 표면(204) 상에 제1 알루미늄 층(220)을 형성하기에 적합한 알루미늄 합금들, 이를테면 0.5% 구리를 포함하는 순수 알루미늄, 또는 0.5% 실리콘을 포함하는 순수 알루미늄 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 금속들과 같은 다른 성분들은 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 구리(Cu) 등과 같은 총 목표 중량의 1중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 플라즈마 형성 가스는 불활성 가스, 이를테면 희가스 또는 다른 불활성 가스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적합한 플라즈마 형성 가스들의 비제한적인 예들은 아르곤(Ar), 헬륨(He), 크세논(Xe), 네온(Ne) 등을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 플라즈마 형성 가스, 이를테면 프로세스 가스는 약 50sccm 내지 350sccm의 유량을 갖는 아르곤(Ar)이다. 일 실시예에서, 플라즈마 형성 가스는 약 70sccm의 유량을 갖는 아르곤(Ar)이다.

[0032] 102에서, (도 2b에 도시된 바와 같이) 기판(200) 상부의 제1 알루미늄 층(220)의 증착은 PVD 챔버에서 발생할 수 있는데, 여기서는 플라즈마 형성 가스로부터 플라즈마를 형성하는 것 그리고 플라즈마에 의해 타깃으로부터 스퍼터링되는 금속 원자들을 이온화하는 것 중 하나 이상을 위해 VHF 주파수로 RF 전력이 선택적으로 인가될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, VHF 주파수는 약 13㎒ 내지 약 100㎒, 이를테면 13.56㎒의 범위 내의 주파수이다. 일부 실시예들에서, 적용되는 VHF 주파수는 약 60㎒이다. 예를 들어, VHF 주파수를 증가시키는 것은 플라즈마 밀도를 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, RF 전력은 0.5㎾ 내지 3㎾, 이를테면 1㎾, 1.25㎾, 2.5㎾ 또는 3㎾로 인가될 수 있다.

[0033] 102에서, 기판(200) 상부의 제1 알루미늄 층의 증착은 PVD 챔버에서 발생할 수 있는데, 여기서는 아래에서 설명되는 바와 같이 플라즈마를 타깃(306) 쪽으로, 예를 들어 결합된 DC 전원(320)으로부터 타깃(306)으로 지향시키도록 DC 전력이 타깃(306)에 인가될 수 있다. DC 전력은 초기에 약 1 내지 약 60킬로와트(㎾)의 범위일 수 있다. 일부 실시예들에서, DC 전력은 약 10-50㎾, 또는 대략 20㎾, 30㎾ 또는 40㎾일 수 있다. DC 전력은 기판(200) 상의 스퍼터링된 알루미늄 원자들의 증착률을 제어하도록 조정될 수 있다. 실시예들에서, 본 개시내용의 조건들 하의 DC 전력은 기판 상부의 제1 알루미늄 층(220)이 제1 입자 크기를 갖는 제1 알루미늄 구역(221)을 형성하게 할 수 있으며, 여기서 입자 크기는 크기가 더 작게 만들어질 수 있다. 알루미늄 증착 동안 초기 입자 크기를 감소시킴으로써, 입자 성장 기간이 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역(221)을 형성하기 위해, 기판(200) 상부에 제1 알루미늄 층(220)을 증착하는 것이 수행되며, 제1 온도는 약 200℃ 내지 400℃이다.

[0034] 102에서, 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역(221)을 형성하기 위한 기판(200) 상부의 제1 알루미늄 층의 증착은 PVD 챔버에서 발생할 수 있으며, 여기서 PVD 챔버에서 제1 압력을 유지하면서 플라즈마를 사용하여 타깃(306)으로부터 알루미늄 원자들이 스퍼터링된다. 인가되는 제1 AC 전력 및 DC 전력에 추가로, 제1 압력은 프로세스 챔버 기하학적 구조(이를테면, 기판 크기, 타깃에서 기판까지의 거리 등)에 의존할 수 있다. 예를 들어, 제1 압력은 타깃으로 구성된 챔버에서 10밀리토르(mTorr) 미만이거나 약 0.2 내지 약 10(mTorr)의 범위 이내일 수 있다. 실시예들에서, 챔버는 선택적으로, 약 35 내지 90밀리미터(㎜)의 타깃-기판 갭을 갖도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 압력은 약 0.5 내지 약 5mTorr, 또는 2mTorr이다. 챔버 내의 제1 압력은 플라즈마 형성 가스의 유량 및/또는 플라즈마 형성 가스와 공동 유동될 수 있는 추가 가스, 이를테면 불활성 가스의 유량에 의해 유지될 수 있다. 제1 압력은, 스퍼터링된 알루미늄 원자들이 충돌하여 이온화될 수 있는 기판과 타깃 사이에 고밀도의 가스 분자들을 제공할 수 있다. 타깃(306)으로부터 스퍼터링되는 알루미늄 원자들의 양을 제어하기 위해 압력이 추가로 이용될 수 있다. 예를 들어, 타깃(306)-기판 갭에서의 낮은 압력은 제1 알루미늄 층(220)의 입자 크기를 감소시킬 수 있다.

[0035] 102에서는, 일 실시예에서, 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역(221)을 형성하기 위한 기판(200) 상부의 제1 알루미늄 층(220)의 증착은 1-60㎾ DC 또는 약 600 내지 1200W AC의 전력, 이를테면 기판 지지 페디스털에 바이어스 전력으로서 인가되는 RF에서, 10mTorr 미만의 프로세스 압력을 갖는 PVD 챔버에서 아르곤(Ar) 플라즈마 하에, 약 50 내지 350sccm, 이를테면 70sccm의 유량으로 발생할 수 있다. 실시예들에서, 온도는 350℃ 미만이다. 102에서는, 일 실시예에서, 기판(200) 상부의 제1 알루미늄 층(220)의 증착은 4-60㎾ DC, 및 600W 내지 1200W의 큰 AC 바이어스의 전력에서, 10mTorr 미만의 프로세스 압력을 갖는 PVD 챔버에서 Ar 플라즈마 하에, 350℃ 미만의 온도에서 발생할 수 있다. 실시예들에서, 제1 알루미늄 층(220)은 제1 알루미늄 층(220)에 의해 한정된 바와 같은 구역을 형성하며, 여기서 입자 크기는 작은, 예를 들어 약 2마이크로미터 이하인 것을 특징으로 한다.

[0036] 일부 실시예들에서는, 102에서, 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역(221)을 형성하기 위한 기판(200) 상부의 제1 알루미늄 층(220)의 증착은, 가열된 가공물 지지부 상에서 기판을 200℃ 내지 400℃의 제1 온도 및 10mTorr 미만의 제1 압력으로 유지하는 한편, 알루미늄 스퍼터 타깃에 대해 약 4㎾ 내지 60㎾의 제1 DC 전력을 그리고 적어도 600W의 제1 AC 타깃 바이어스 전력을 인가함으로써 알루미늄 스퍼터 타깃으로부터 원자들을 스퍼터링하면서, PVD 챔버에서 발생할 수 있다.

[0037] 실시예들에서, 반응 조건들은 제1 입자 크기를 갖는 제1 알루미늄 층, 및 선택적으로 제1 입자 크기보다 더 큰 제2 입자 크기를 갖는 제2 알루미늄 층을 형성하기에 충분한 지속기간 동안 유지된다. 도 2c를 참조하면, 선택적인 제2 알루미늄 층(222)이 제1 표면(204) 상부의 제1 알루미늄 층(220)에 인접하게 도시된다. 일부 실시예들에서, 알루미늄의 증착이 진행됨에 따라, 알루미늄 입자 크기는 전이 또는 전이 단계에 걸쳐 점진적으로 더 커진다.

[0038] 일부 실시예들에서는, 102에서, 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역(221)을 형성하기 위한 기판(200) 상부의 제1 알루미늄 층(220)의 증착은 PVD 챔버에서 발생할 수 있는데, 여기서는 제1 복수의 알루미늄 원자들(221)이 도 2b에 예시된 바와 같이, 기판(200)의 제1 표면(204) 상에 그리고 개구(202)의 최하부 표면(208) 상에 증착된다. 도 2b에 예시된 바와 같이, 기판(200)에 대략 수직으로 알루미늄 원자들(221)을 스퍼터링하기 위해, 위에서 논의된 프로세싱 조건들, 이를테면 제1 온도, 제1 압력, 제1 AC 또는 RF 전력, 및 DC 전력을 사용하여 제1 복수의 알루미늄 원자들(221)이 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 복수의 알루미늄 원자들(221)의 증착 동안, AC 전력이 기판(200)에(예컨대, 기판(200) 아래에, 이를테면 기판 지지부 내에 배치된 전극에) 인가될 수 있다. AC 전력(이를테면, RF 바이어스 전력)은 약 0.5㎒ 내지 약 13.56㎒ 범위의 주파수에서 그리고 최대 1200W 또는 약 600W 내지 1200W의 전력으로 인가될 수 있다. 일부 실시예들에서, RF 바이어스 전력은 0.5㎾ 내지 3㎾, 이를테면 1㎾, 1.25㎾, 2.5㎾ 또는 3㎾로 인가될 수 있다. 실시예들에서, AC 바이어스 전력을 증가시키는 것은 기판 표면에 충격을 가하는 양이온들의 인력을 촉진하여 유착을 억제하고 알루미늄 입자 성장을 억제하며, 이는 제1 알루미늄 층에서 비교적 작은 Al 입자들의 형성으로 이어진다.

[0039] 일부 실시예들에서, 제1 RF 바이어스 전력 및 제2 RF 바이어스 전력(이를테면, RF 바이어스 전력)이 동시에 사용될 수 있는데, 제1 RF 바이어스 전력은 기판(200)에 근접한 이온 에너지를 제어하는 데 사용될 수 있고, 제2 RF 바이어스 전력은 기판(200)에 근접한 이온 에너지의 분포를 제어하는 데 사용될 수 있다.

[0040] 일부 실시예들에서는, 102에서, 알루미늄 층을 증착하기 위한 온도는 200℃ 내지 400℃, 이를테면, 예컨대 100℃ 내지 250℃일 수 있다. 일부 실시예들에서는, 102에서, 제1 알루미늄 층(220)은 미리 결정된 두께로 형성된다. 실시예들에서, 제1 알루미늄 층(220) 및 제1 알루미늄 구역(221)의 두께는 약 1-5마이크로미터, 이를테면 1마이크로미터 또는 약 1.5마이크로미터이다. 실시예들에서, 약 1.5마이크로미터의 알루미늄의 증착 후에, 입자 성장이 가속될 수 있다.

[0041] 다시 도 1을 참조하면, 104에서, 실시예들에서는, 예컨대 제1 입자 크기를 갖는 제1 알루미늄 구역(221)을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 형성한 후에, 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판(200) 상부의 제1 알루미늄 구역(221)이 제2 온도로 냉각된다. 일부 실시예들에서, 냉각은 제1 지속기간 동안 냉각을 지연시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 증착 후에, 프로세스는 기판 및 증착된 알루미늄을 냉각시키기 위해 4초 내지 120초와 같은 지속기간 동안 일시 정지될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 지속기간은 약 5초 내지 120초이다. 일부 실시예들에서, 냉각은 초당 10℃ 내지 40℃, 이를테면 초당 약 20℃의 냉각 레이트로 수행된다. 일부 실시예들에서, 제1 온도는 375℃ 초과 내지 450℃이고, 제2 온도는 100℃ 미만이다. 일부 실시예들에서, 냉각은 가열된 표면으로부터 멀어지게 기판을 이동시킴으로써 수행된다. 일부 실시예들에서, 냉각은 기판 상부의 제1 알루미늄 구역의 급속 냉각 챔버로의 이송을 지연시키는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 것은, 기판을 냉각시키기 위해 기판의 후면 부근의 가스의 유동을 증가시키는 것을 더 포함한다.

[0042] 일부 실시예들에서는, 104에서, 냉각을 위한 온도는 제1 온도 미만의 온도이다. 일부 실시예들에서, 냉각은 기판의 온도를 약 375℃ 내지 450℃에서 약 100℃로 낮춘다.

[0043] 일부 실시예들에서, 냉각에 후속하여, 추가 알루미늄 재료(250)가 증착되어 미리 결정된 두께로 형성될 수 있다. 실시예들에서, 알루미늄 재료(250)(도 2d)는 약 1-5마이크로미터, 이를테면 1마이크로미터 또는 3마이크로미터의 두께를 갖는다. 실시예들에서, 추가 알루미늄 재료는 본 개시내용에 따라 냉각을 겪게 된다. 일부 실시예들에서, 추가 알루미늄 재료는 본 개시내용에 따라 냉각의 지연을 겪는다.

[0044] 일부 실시예들에서, 알루미늄 재료(250)가 형성된 후에, 방법(100)이 종료될 수 있거나, 기판(200)은 추가 프로세싱이 계속될 수 있다. 추가 프로세싱의 일례는 선택적으로, 기판(200)을 어닐링하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 어닐링은 엑스 시튜(ex situ)를 특징으로 한다. 실시예들에서, 어닐링은 약 20bar의 압력에서 약 10분 동안 약 500℃ 내지 700℃, 이를테면 550℃의 온도로 수행될 수 있다. 실시예들에서, 어닐링은 예컨대, 어닐링 챔버에서 수행될 수 있다.

[0045] 도 2d를 참조하면, 일부 실시예들에서, 위에서 설명된 102-104를 수행하기 전에 제2 기판(218)이 제공되었을 수 있다. 이에 따라, 도 2d에 예시된 바와 같이, 제2 기판(218)은 기판(200)의 제2 표면(206)에 인접하게 배치될 수 있으며, 여기서 개구(202)는 기판(200)을 완전히 관통하여 연장되고, 제2 기판(218)의 표면(216)은 개구(202)의 최하부 표면을 형성한다. 추가로, 디바이스 또는 전도성 피처(234)가 제2 기판에 배치되고 표면(216)에 노출될 수 있으며, 여기서 디바이스 또는 전도성 피처(234)는 개구(202)와 정렬된다. 기판(200)의 제1 표면(204)은 증착된 알루미늄 원자들을 제거하기 위해 추가로 프로세싱될 수 있다. 예를 들어, 도 2d에 예시된 바와 같이, 제1 표면(204)으로부터 증착된 알루미늄 원자들을 제거하기 위해, 화학적 기계 연마 기법, 에칭 등이 사용될 수 있다.

[0046] 도 3은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 물리 기상 증착 챔버(프로세스 챔버(300))의 개략적인 단면도를 도시한다. 적합한 PVD 챔버들의 예들은, California, Santa Clara 소재의 Applied Materials, Inc.로부터 상업적으로 입수할 수 있는 EXECTA™ AL PVD 프로세스 챔버들을 포함한다. Applied Materials, Inc. 또는 다른 제조업체들로부터의 다른 프로세스 챔버들은 또한 본 명세서에 개시된 장치로부터 이익을 얻을 수 있다.

[0047] 프로세스 챔버(300)는 기판(304), 이를테면 가공물을 위에 수용하기 위한 기판 지지 페디스털(302), 및 스퍼터링 소스, 이를테면 타깃(306)을 포함한다. 기판 지지 페디스털(302)은 접지된 챔버 벽(308) 내에 위치될 수 있으며, 접지된 챔버 벽(308)은 (도시된 바와 같은) 챔버 벽, 또는 타깃(306) 위의 프로세스 챔버(300)의 적어도 일부 부분들을 커버하는 접지 차폐부(도시된 접지 차폐부(340))일 수 있다. 일부 실시예들에서, 접지 차폐부(340)는 페디스털(302)을 또한 둘러싸도록 타깃 아래로 연장될 수 있다.

[0048] 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버는 RF 및 DC 에너지를 타깃(306)에 결합하기 위한 피드(feed) 구조를 포함한다. 피드 구조는 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, RF 및 DC 에너지를 타깃에, 또는 타깃을 포함하는 어셈블리에 결합하기 위한 장치이다. 피드 구조의 제1 단부는 RF 및 DC 에너지를 타깃(306)에 제공하기 위해 각각 이용될 수 있는 선택적인 RF 전원(318) 및 DC 전원(320)에 결합될 수 있다. 예를 들어, DC 전원(320)은 음의 전압 또는 바이어스를 타깃(306)에 인가하는 데 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, RF 전원(318)에 의해 선택적으로 공급되는 RF 에너지는 위에서 설명된 바와 같이 주파수를 제공하기에 적합할 수 있거나, 주파수 범위가 약 2㎒ 내지 약 60㎒일 수 있거나, 예를 들어, 2㎒, 13.56㎒, 27.12㎒ 또는 60㎒와 같은 비제한적 주파수들이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 RF 전원들(즉, 2개 이상)이 선택적으로 제공되어 상기 복수의 주파수들에서 RF 에너지를 제공할 수 있다. 피드 구조는 RF 전원(318) 및 DC 전원(320)으로부터 RF 및 DC 에너지를 전도하기에 적절한 전도성 재료들로 제작될 수 있다. 실시예들에서, RF 전원(318)은 배제되고, DC 전원(320)은 음의 전압 또는 바이어스를 타깃(306)에 인가하도록 구성된다.

[0049] 일부 실시예들에서, 피드 구조는 피드 구조의 둘레를 중심으로 개개의 RF 및 DC 에너지의 실질적으로 균일한 분배를 가능하게 하는 적절한 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 피드 구조는 약 1 내지 약 12인치, 또는 약 4인치의 길이를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 바디는 적어도 약 1:1의 길이 대 내경 비를 가질 수 있다. 적어도 1:1 이상의 비를 제공하는 것은 피드 구조로부터 더 균일한 RF 전달을 제공한다(즉, RF 에너지는 피드 구조의 진정한 중심점에 대한 RF 결합을 근사화하도록 피드 구조를 중심으로 더 균일하게 분포된다). 피드 구조의 내경은 가능한 한 작을 수 있는데, 예를 들어 약 1인치 내지 약 6인치, 또는 약 4인치의 직경일 수 있다. 더 작은 내경을 제공하는 것은 피드 구조의 길이를 증가시키지 않으면서 길이 대 ID 비를 향상시키는 것을 가능하게 한다.

[0050] 피드 구조의 제2 단부는 소스 분배 플레이트(322)에 결합될 수 있다. 소스 분배 플레이트는, 소스 분배 플레이트(322)를 관통하여 배치되며 피드 구조의 중앙 개구와 정렬되는 홀(324)을 포함한다. 소스 분배 플레이트(322)는 피드 구조로부터 RF 및 DC 에너지를 전도하도록 적절한 전도성 재료들로 제작될 수 있다.

[0051] 소스 분배 플레이트(322)는 전도성 부재(325)를 통해 타깃(306)에 결합될 수 있다. 전도성 부재(125)는 소스 분배 플레이트(322)의 주변 에지에 근접하게 소스 분배 플레이트(322)의 타깃 대면 표면(328)에 결합된 제1 단부(326)를 갖는 튜브형 부재일 수 있다. 전도성 부재(325)는 타깃(306)의 주변 에지에 근접하게 타깃(306)의 소스 분배 플레이트 대면 표면(332)에(또는 타깃(306)의 백킹 플레이트(346)에) 결합된 제2 단부(330)를 더 포함한다.

[0052] 공동(334)이 전도성 부재(325)의 내측 대면 벽들, 소스 분배 플레이트(322)의 타깃 대면 표면(328) 및 타깃(306)의 소스 분배 플레이트 대면 표면(332)에 의해 한정될 수 있다. 공동(334)은 소스 분배 플레이트(322)의 홀(324)을 통해 바디의 중앙 개구(315)에 유체 결합된다. 바디의 중앙 개구(315) 및 공동(334)은 도 3에 예시되고 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이 회전 가능 마그네트론 어셈블리(336)의 하나 이상의 부분들을 적어도 부분적으로 수용하는 데 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 공동은 물(H₂O) 등과 같은 냉각 유체로 적어도 부분적으로 충전될 수 있다.

[0053] 프로세스 챔버(300)의 덮개의 외부 표면들을 커버하도록 접지 차폐부(340)가 제공될 수 있다. 접지 차폐부(340)는 예를 들어, 챔버 바디의 접지 연결을 통해 접지에 결합될 수 있다. 접지 차폐부(340)는 피드 구조가 접지 차폐부(340)를 통과하여 소스 분배 플레이트(322)에 결합될 수 있게 하는 중앙 개구를 갖는다. 접지 차폐부(340)는 알루미늄, 구리 등과 같은 임의의 적절한 전도성 재료를 포함할 수 있다. 소스 분배 플레이트(322), 전도성 부재(325) 및 타깃(306)(및/또는 백킹 플레이트(346))의 외측 표면들과 접지 차폐부(340) 사이에 절연성 갭(339)이 제공되어, RF 및 DC 에너지가 접지로 직접 라우팅되는 것을 방지한다. 절연성 갭은 공기 또는 다른 어떤 적절한 유전체 재료, 이를테면 세라믹, 플라스틱 등으로 충전될 수 있다.

[0054] 일부 실시예들에서, 접지 칼라(collar)는 피드 구조의 하부 부분 및 바디 주위에 배치될 수 있다. 접지 칼라는 접지 차폐부(340)에 결합되고, 접지 차폐부(340)의 일체형 부품일 수 있거나, 피드 구조의 접지를 제공하도록 접지 차폐부에 결합된 별개의 부품일 수 있다. 접지 칼라는 알루미늄 또는 구리와 같은 적절한 전도성 재료로 만들어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 접지 칼라의 내경과 피드 구조의 바디의 외경 사이에 배치된 갭은 최소로 유지될 수 있고, 단지 전기적 격리를 제공하기에 충분할 수 있다. 갭은 플라스틱 또는 세라믹과 같은 격리 재료로 충전될 수 있거나 에어 갭일 수 있다. 접지 칼라는 RF 피드(예컨대, 아래에서 논의되는 전기 피드(205))와 바디 사이의 크로스토크(cross-talk)를 방지하여, 플라즈마, 프로세싱 및 균일성을 개선한다.

[0055] 소스 분배 플레이트(322)와 접지 차폐부(340) 사이에 절연체 플레이트(338)가 배치되어, RF 및 DC 에너지가 접지로 직접 라우팅되는 것을 방지할 수 있다. 절연체 플레이트(338)는 피드 구조가 절연체 플레이트(338)를 통과하여 소스 분배 플레이트(322)에 결합될 수 있게 하는 중앙 개구를 갖는다. 절연체 플레이트(338)는 세라믹, 플라스틱 등과 같은 적절한 유전체 재료를 포함할 수 있다. 대안으로, 절연체 플레이트(338) 대신에 에어 갭이 제공될 수 있다. 절연체 플레이트 대신에 에어 갭이 제공되는 실시예들에서, 접지 차폐부(340)는 접지 차폐부(340) 상에 놓인 임의의 컴포넌트들을 지지하기에 충분히 구조적으로 건전할 수 있다.

[0056] 타깃(306)은 유전체 절연체(344)를 통해 342와 같은 접지된 전도성 알루미늄 어댑터 상에 지지될 수 있다. 타깃(306)은 스퍼터링 중에 기판(304) 상에 증착될 재료, 이를테면 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함한다. 일부 실시예들에서, 백킹 플레이트(346)는 타깃(306)의 소스 분배 플레이트 대면 표면(332)에 결합될 수 있다. 백킹 플레이트(346)는 알루미늄과 같은 전도성 재료, 또는 타깃과 동일한 재료를 포함할 수 있어, RF 및 DC 전력은 백킹 플레이트(346)를 통해 타깃(306)에 결합될 수 있다. 대안으로, 백킹 플레이트(346)는 비전도성일 수 있고, 전도성 부재(325)의 제2 단부(330)에 타깃(306)의 소스 분배 플레이트 대면 표면(332)을 결합하기 위한 전기 피드스루(feedthrough)들 등과 같은 (도시되지 않은) 전도성 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 백킹 플레이트(346)는 예를 들어, 타깃(306)의 구조적 안정성을 개선하기 위해 포함될 수 있다.

[0057] 기판 지지 페디스털(302)은 타깃(306)의 주 표면에 대면하는 재료 수용 표면을 가지며, 타깃(306)의 주 표면에 대향하는 평면 포지션에서 스퍼터 코팅될 기판(304)을 지지한다. 기판 지지 페디스털(302)은 프로세스 챔버(300)의 중앙 영역(348)에서 기판(304)을 지지할 수 있다. 중앙 영역(348)은 프로세싱 중에 기판 지지 페디스털(302) 위의(예를 들어, 프로세싱 포지션에 있을 때 타깃(306)과 기판 지지 페디스털(302) 사이의) 영역으로서 정의된다.

[0058] 일부 실시예들에서, 기판 지지 페디스털(302)은, 기판(304)이 프로세스 챔버(300)를 프로세싱하는 하부 부분에 (도시되지 않은) 로드락 밸브를 통해 기판 지지 페디스털(302)로 이송되고 이후 증착 또는 프로세싱 포지션으로 상승될 수 있게 하도록, 최하부 챔버 벽(352)에 연결된 벨로우즈(bellows)(350)를 통해 수직으로 이동 가능할 수 있다. 질량 유량 제어기(356)를 통해 가스 소스(354)로부터 프로세스 챔버(300)의 하부 부분으로 하나 이상의 프로세싱 가스들이 공급될 수 있다. 프로세스 챔버(300)의 내부를 배기시키고 프로세스 챔버(300) 내부에서 원하는 압력의 유지를 가능하게 하기 위해 배기 포트(358)가 제공되어 밸브(360)를 통해 (도시되지 않은) 펌프에 결합될 수 있다.

[0059] 일부 실시예들에서, 기판 지지 페디스털은 기판(304)에 후면 가스를 제공하기 위한 공기 통로(371)를 포함한다. 실시예들에서, 공기 통로(371)를 폐쇄하고 기판(304)에 인가되는 후면 가스의 유동을 제한하는 것은 기판(304)의 온도를 증가시킬 것이다.

[0060] 일부 실시예들에서, 기판(304) 상에 음의 DC 바이어스를 유도하기 위해 RF 바이어스 전원(362)이 선택적으로 기판 지지 페디스털(302)에 결합될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 프로세싱 중에 기판(304) 상에 음의 DC 자기 바이어스가 형성될 수 있다. 예를 들어, RF 바이어스 전원(362)에 의해 공급되는 RF 전력은 주파수 범위가 약 2㎒ 내지 약 60㎒일 수 있고, 예를 들어, 2㎒, 13.56㎒ 또는 60㎒와 같은 비제한적 주파수들이 사용될 수 있다. 추가로, 제2 RF 바이어스 전원(363)은 기판 지지 페디스털(302)에 결합되고, 단독으로 또는 선택적으로 RF 바이어스 전원(362)과 함께 사용하기 위해 위에서 논의된 주파수들 중 임의의 주파수를 제공할 수 있다. 실시예들에서, 튜닝 네트워크(399)가 RF 바이어스 전원(363)과 기판 지지 페디스털 사이에 포지셔닝될 수 있다. 실시예들에서, 제2 튜닝 네트워크(398)가 RF 전원(362)과 기판 지지 페디스털 사이에 포지셔닝될 수 있다. 실시예들에서, 제2 RF 바이어스 전원(363)은 이온 에너지를 낮춰 제2 입자 크기를 갖는 제2 알루미늄 층과 알루미늄이 유착되어 제2 입자 크기를 증가시키게 할 AC 바이어스 전력을 제공하도록 구성된다. 다른 애플리케이션들에서, 기판 지지 페디스털(302)은 접지되거나 전기적으로 플로팅 상태가 될 수 있다. 예를 들어, 커패시턴스 튜너(364)가 기판 지지 페디스털에 결합되어, RF 바이어스 전력이 바람직하지 않을 수 있는 애플리케이션들을 위해 기판(304) 상의 전압을 조정할 수 있다.

[0061] 회전 가능 마그네트론 어셈블리(336)가 타깃(306)의 후방 표면(예컨대, 소스 분배 플레이트 대면 표면(332))에 근접하게 포지셔닝될 수 있다. 회전 가능 마그네트론 어셈블리(336)는 베이스 플레이트(368)에 의해 지지되는 복수의 자석들(366)을 포함한다. 베이스 플레이트(368)는 기판(304) 및 프로세스 챔버(300)의 중심 축과 일치하는 회전 샤프트(370)에 연결된다. 회전 샤프트(370)의 상부 단부에 모터(372)가 결합되어 마그네트론 어셈블리(336)의 회전을 구동할 수 있다. 자석들(366)은, 일반적으로 타깃(306)의 표면에 평행하고 가까운 자기장을 프로세스 챔버(300) 내에 생성하여 전자들을 포획하고 국소적 플라즈마 밀도를 증가시키며, 이는 결국 스퍼터링 레이트를 증가시킨다. 자석들(366)은 프로세스 챔버(300)의 최상부 주위에 전자기장을 생성하고, 자석들(366)이 회전되어, 타깃(306)을 보다 균일하게 스퍼터링하도록 프로세스의 플라즈마 밀도에 영향을 미치는 전자기장을 회전시킨다. 예를 들어, 회전 샤프트(370)는 분당 약 0 내지 약 150회 회전을 수행할 수 있다.

[0062] 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버(300)는 어댑터(342)의 레지(376)에 연결된 프로세스 키트 차폐부(374)를 더 포함할 수 있다. 차례로, 어댑터(342)는 챔버 벽(308)과 같은 알루미늄 챔버 측벽에 밀폐되고 접지된다. 일반적으로, 프로세스 키트 차폐부(374)는 아래쪽으로 어댑터(342)의 벽들 및 챔버 벽(308)을 따라 아래쪽으로 기판 지지 페디스털(302)의 상부 표면 아래까지 연장되고, 기판 지지 페디스털(302)의 상부 표면에 도달(예컨대, 최하부에 u자 형상 부분(384)을 형성)할 때까지 위쪽으로 리턴한다. 대안으로, 프로세스 키트 차폐부의 최하부 부분은 u자 형상 부분(384)일 필요는 없으며, 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 커버 링(386)은, 기판 지지 페디스털(302)이 하부 로딩 포지션에 있을 때는 프로세스 키트 차폐부(374)의 위쪽으로 연장되는 립(388)의 최상부 상에 놓이지만, 기판 지지 페디스털(302)이 상부 증착 포지션에 있을 때는 기판 지지 페디스털(302)의 외측 주변부 상에 놓여 스퍼터 증착으로부터 기판 지지 페디스털(302)을 보호한다. 증착으로부터 기판(304)의 주변부를 차폐하기 위해 (도시되지 않은) 추가 증착 링이 사용될 수 있다. 본 개시내용에 따라 아래에서 프로세스 키트 차폐부의 실시예들이 논의된다.

[0063] 일부 실시예들에서, 기판 지지 페디스털(302)과 타깃(306) 사이에 선택적으로 자기장을 제공하기 위해, 프로세스 챔버(300) 주위에 자석(390)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 자석(390)은 프로세싱 포지션에 있을 때 기판 지지 페디스털(302) 바로 위의 영역에서 챔버 벽(308)의 외측 주위에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 자석(390)은 이를테면, 어댑터(342)에 인접한 다른 위치들에 추가로 또는 대안으로 배치될 수 있다. 자석(390)은 전자석일 수 있고 전자석에 의해 생성된 자기장의 크기를 제어하기 위해 (도시되지 않은) 전원에 결합될 수 있다.

[0064] 제어기(310)가 제공되며 프로세스 챔버(300)의 다양한 컴포넌트들에 결합되어 이들의 동작을 제어할 수 있다. 제어기(310)는 CPU(central processing unit)(312), 메모리(314) 및 지원 회로들(316)을 포함한다. 제어기(310)는 프로세스 챔버(300)를 직접, 또는 특정 프로세스 챔버 및/또는 지원 시스템 컴포넌트들과 연관된 컴퓨터들(또는 제어기들)을 통해 제어할 수 있다. 제어기(310)는 다양한 챔버들 및 서브-프로세서들을 제어하기 위해 산업 환경에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. 제어기(310)의 메모리 또는 컴퓨터 판독 가능 매체(434)는 쉽게 입수할 수 있는 메모리, 이를테면, RAM(random access memory), ROM(read only memory), 플로피 디스크, 하드 디스크, 광학 저장 매체(예컨대, 콤팩트 디스크 또는 디지털 비디오 디스크), 플래시 드라이브, 또는 로컬 또는 원격인 임의의 다른 형태의 디지털 저장소 중 하나 이상일 수 있다. 종래의 방식으로 프로세서를 지원하기 위해 지원 회로들(316)이 CPU(312)에 결합된다. 이러한 회로들은 캐시, 전원 공급 장치들, 클록 회로들, 입력/출력 회로 및 서브시스템들 등을 포함한다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 방법들은 본 명세서에서 설명되는 방식으로 프로세스 챔버(300)의 동작을 제어하도록 실행 또는 호출될 수 있는 소프트웨어 루틴으로서 메모리(314)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한, CPU(312)에 의해 제어되고 있는 하드웨어로부터 원격 위치된 (도시되지 않은) 제2 CPU에 의해 저장 및/또는 실행될 수 있다.

[0065] 실시예들에서, 기판들 상에 형성된 고종횡비 피처들에 알루미늄을 증착하기 위한 방법들이 본 명세서에서 제공되었다. 이 방법들은 유리하게는, 알루미늄이 증착된 이후 입자 성장 기간을 연장시킴으로써, 알루미늄으로 고종횡비 피처의 표면들의 우수한 커버리지를 제공한다. 일부 실시예들에서, 본 개시내용은, 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 물리 기상 증착하고; 그리고 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키도록 구성된 반응 챔버를 포함하는 물리 기상 증착 챔버를 제공한다. 일부 실시예들에서, 반응 챔버는 기판을 냉각시키기 위해 기판의 후면 부근에 가스의 유동을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 냉각은 가열된 표면으로부터 멀어지게 기판을 이동시킴으로써 수행된다.

[0066] 일부 실시예들에서, 본 개시내용은 실행될 때, 물리 기상 증착 반응기 챔버로 하여금, 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 증착하고; 그리고 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 방법을 수행하게 하는 명령들이 저장된 컴퓨터 판독 가능 매체를 제공한다.

[0067] 이제 도 4를 참조하면, 알루미늄 스퍼터 타깃 아래에 있는 가공물 지지부 상에 포지셔닝된 기판에 대해 반응기 챔버에서 물리 기상 증착을 수행하는 방법(400)이 도시된다. 실시예들에서, 이 방법(400)은 402에서, 기판을 200℃ 내지 400℃의 제1 온도로 유지하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 404에서, 이 방법(400)은 알루미늄 스퍼터 타깃에 대해 약 4㎾ 내지 60㎾의 제1 DC 전력을 그리고 적어도 600W의 제1 AC 타깃 바이어스 전력을 인가함으로써 알루미늄 스퍼터 타깃으로부터 원자들을 스퍼터링하는 단계를 포함한다. 실시예들에서, AC 타깃 바이어스 전력은 제2 RF 바이어스 전원(363)으로부터 생성된다.

[0068] 일부 실시예들에서, 방법(400)은 406에서, 제1 입자 크기를 갖는 제1 알루미늄 층을 형성하기에 충분한 지속기간 동안 반응 조건들을 유지하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 실시예들에서, 작은 입자 크기를 포함하는 제1 구역이 형성될 수 있다. 실시예들에서, 작은 입자 크기는 평균적으로 약 1.5마이크로미터일 수 있다.

[0069] 일부 실시예들에서, 방법(400)은 408에서, 제1 지속기간 동안 기판의 냉각을 지연시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 지속기간은 약 5초 내지 120초, 이를테면 20초, 30초, 40초 등일 수 있다. 일부 실시예들에서, 지연시키는 것은 제1 알루미늄 층을 포함하는 기판의 급속 냉각 챔버로의 이송을 지연시키는 것을 포함한다.

[0070] 일부 실시예들에서, 방법(400)은 410에서, 제1 알루미늄 층을 제2 온도로 냉각시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 냉각은 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 수행된다. 일부 실시예들에서, 냉각은 제1 알루미늄 층을 포함하는 기판의 급속 냉각 챔버로의 이송을 지연시키는 것을 포함한다. 실시예들에서, 전달의 지연은 냉각 시간의 양을 연장시키고, 그리고/또는 본 개시내용에 따라 냉각을 제어한다. 실시예들에서, 냉각은 온도를 약 100℃, 이를테면 온도를 98℃ 내지 102℃의 양으로 낮춘다. 일부 실시예들에서, 본 개시내용에 따른 냉각은, 증착 직후(as deposited) 알루미늄의 입자 크기를 3 내지 40퍼센트, 이를테면 3 내지 25퍼센트, 또는 3 내지 15퍼센트만큼 증가시킨다. 일부 실시예들에서, 제2 입자 크기는 평균적으로 2.5마이크로미터를 초과하거나, 평균적으로 2 내지 4마이크로미터이다.

[0071] 일부 실시예들에서, 본 개시내용은 기판 상에 알루미늄 재료를 형성하기 위해 반응기 챔버에서 물리 기상 증착을 수행하는 방법을 제공하며, 이 방법은 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 증착하는 단계; 및 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 이 방법들은 제1 지속기간 동안 냉각을 지연시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 지속기간은 약 5초 내지 120초이다. 일부 실시예들에서, 냉각은 초당 10℃ 내지 40℃의 냉각 레이트로 수행된다. 일부 실시예들에서, 제1 온도는 375℃ 초과 내지 450℃이고, 제2 온도는 100℃ 미만이다. 일부 실시예들에서, 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 증착하는 단계는 가열된 표면의 상부에서 수행되며, 냉각은 가열된 표면으로부터 멀어지게 기판을 이동시킴으로써 수행된다. 일부 실시예들에서, 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 단계는, 기판 상부의 제1 알루미늄 구역의 급속 냉각 챔버로의 이송을 지연시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 알루미늄 층을 증착하는 단계는 4㎾ 내지 60㎾의 양의 제1 DC 전력으로 수행된다. 일부 실시예들에서, 제1 알루미늄 층은 물리 기상 증착 프로세스에서 기판을 알루미늄 및 아르곤에 노출시킴으로써 증착된다. 일부 실시예들에서, 알루미늄 타깃을 포함하는 물리 기상 증착 프로세스를 사용하여 알루미늄 재료가 형성된다. 일부 실시예들에서, 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 것은, 기판을 냉각시키기 위해 기판의 후면 부근의 가스의 유동을 증가시키는 것을 더 포함한다.

[0072] 일부 실시예들에서, 알루미늄 스퍼터 타깃 아래에 있는 가공물 지지부 상에 포지셔닝된 기판에 대해 반응기 챔버에서 물리 기상 증착을 수행하는 방법은: 가열된 가공물 지지부 상에서 기판을 200℃ 내지 400℃의 제1 온도 및 10mTorr 미만의 제1 압력으로 유지하는 단계; 알루미늄 스퍼터 타깃에 대해 약 4㎾ 내지 60㎾의 제1 DC 전력을 그리고 적어도 600W의 제1 AC 타깃 바이어스 전력을 인가함으로써 알루미늄 스퍼터 타깃으로부터 원자들을 스퍼터링하는 단계; 제1 입자 크기를 갖는 제1 알루미늄 층을 형성하기에 충분한 지속기간 동안 반응 조건들을 유지하는 단계; 제1 지속기간 동안 기판의 냉각을 지연시키는 단계; 및 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 제1 알루미늄 층을 제2 온도로 냉각시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 알루미늄 층을 제2 온도로 냉각시키는 단계는, 기판을 냉각시키기 위해 기판의 후면 부근에 가스의 유동을 제공하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 냉각은 초당 10℃ 내지 40℃의 냉각 레이트로 수행된다. 일부 실시예들에서, 냉각을 지연시키는 단계는 가공물 지지부로부터 멀어지게 기판을 이동시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 지연시키는 단계는 기판을 하나 이상의 리프트 핀들과 접촉시킴으로써 가공물 지지부로부터 멀어지게 기판을 이동시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 냉각을 지연시키는 단계는 급속 냉각 챔버로의 기판의 이송을 지연시키는 단계를 포함한다.

[0073] 이제 도 5를 참조하면, 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 PVD(physical vapor deposition) 챔버(500)의 개략적인 단면도가 도시된다. 실시예들에서, 웨이퍼 또는 기판(501)은 정전 척(506)의 가열된 표면(505) 위에 증착된다. 실시예들에서, 기판(501)은 기판(501)을 정전 척(506)의 가열된 표면(505)으로부터 멀어지게 리프트하도록 하나 이상의 리프트 핀들(510)을 이동시킴으로써 냉각된다. 정전 척(506)으로부터 떨어진 (화살표들(520)로 도시된) 열 조사는 기판(501)과 접촉하고, 제어 방식으로 본 개시내용에 따라 기판을 냉각시킨다. 기판(501)과 정전 척(506)의 가열된 표면(505) 사이에 (화살표(530)로 도시된) 갭이 도시된다. 가스는 기판(501) 또는 웨이퍼 뒤에서 유동하여, 본 개시내용에 따른 제어 방식으로 기판(501)을 추가로 냉각시킬 수 있다.

[0074] 도 6은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 기판을 프로세싱하기 위한 다른 방법(600)의 흐름도를 도시한다. 도 6은 본 개시내용의 방법들에서 사용하기에 적합한 시퀀스로 가스 챔버(601), 증착을 위한 프로세스 챔버(602), 냉각 챔버(603), 이송 챔버(604) 및 FOUP(605)를 도시한다. 일부 실시예들에서, 냉각 챔버(603)는 본 개시내용에 따라 지연된 냉각을 가능하게 하도록 FOUP(605)에 바로 인접한 포지션으로 이동된다. 실시예들에서, 방법(600)은 증착 직후의 알루미늄을 포함하는 기판의 지연된 냉각을 포함한다.

[0075] 일부 실시예들에서, 본 개시내용의 방법들은 알루미늄의 증착을 위한 프로세스 시퀀스들에 적용되며, 증착 및 증착 후 프로세스 시퀀스는 각각 알루미늄 입자 성장을 촉진한다. 예를 들어, 본 개시내용에 따른 냉각은 알루미늄 증착 프로세스 시퀀스들과 조합될 수 있으며, 여기서 증착 프로세스 시퀀스는 증가된 입자 크기를 갖는 알루미늄을 촉진시키거나 형성한다. 하나의 프로세스 시퀀스에서, 이 방법들은 기판을 예열하는 단계, 이를테면 200℃ 내지 400℃, 예컨대 약 200℃의 온도로 기판을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 기판을 예열하는 것은, 기판의 중간 근처에서, 기판의 에지를 따라, 또는 기판의 중간 근처에서 그리고 에지를 따라 기판을 미리 결정된 온도들로 데우기 위한 페디스털 가열기의 사용을 포함할 수 있다. 프로세스 필요들에 따라, 기판의 중간 및 기판의 에지는 각각 동일하거나 상이할 수 있는 미리 결정된 온도를 가질 수 있다. 실시예들에서, 기판의 에지의 온도는 기판의 중심보다 20도 내지 50도 더 따뜻하다. 실시예들에서, 프로세스 시퀀스는 알루미늄 시드 층을 증착함으로써 계속될 수 있으며, 여기서 시드 층은 기판에 걸쳐 균등하게 분포된 입자 크기를 포함한다. 예를 들어, 실시예들에서, 플라즈마 에너지가 기판을 가열하는 데 이용된다. 실시예들에서, 유일한 열원은 플라즈마이며, 열 싱크는 제공되지 않는다. 플라즈마 가열은 기판 내에서 열을 균등하게 전달하고, 기판을 미리 선택된 온도로 균등하게 가열한다. 실시예들에서, 본 개시내용에 따른 플라즈마 가열은 균등한 중심/에지 입자 크기를 갖는 알루미늄 층 조성을 형성한다. 실시예들에서, 시드 층 두께는 기판의 중심 및 기판의 에지 모두에서의 시드 입자들이 완성(mature) 스테이지로 성장하게 하도록 미리 선택된다. 일부 실시예들에서, 기판을 후면 가스와 접촉시키고 증착 냉각 사이클을 감소시킴으로써 알루미늄의 고속 성장에 의해 프로세스 시퀀스가 계속될 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨이퍼 중심을 냉각시키기 위해, 후면 가스가 기판의 중심을 향해 지향된다. 일부 실시예들에서, 후면 가스는 휘스커(whisker) 형성 또는 불균일한 입자 성장을 피하면서 웨이퍼를 냉각시킨다. 실시예들에서, 프로세스 시퀀스는 위에서 설명된 바와 같은 본 개시내용의 냉각 프로세스로 계속된다. 이에 따라, 알루미늄 증착 및 급속 냉각의 증착 후 지연은 알루미늄 입자 성장을 연장시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 증착 직후 알루미늄의 입자 크기 또는 평균 입자 크기는 약 1.5마이크로미터이며, 이는 본 개시내용의 프로세스를 사용하여 2.0, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2 및 3.8마이크로미터와 같이 2-4마이크로미터로 더 커질 수 있다.

[0076] 이제 도 7을 참조하면, 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 PVD(physical vapor deposition) 챔버(700)의 개략적인 단면도가 도시된다. 실시예들에서, 웨이퍼 또는 기판(701)은 정전 척(706)의 표면(705) 위에 증착된다. 실시예들에서, 기판(701)은 본 개시내용의 실시예들에 따라 알루미늄을 증착하도록 구성된다. (화살표들(721)로 도시된) 플라즈마는 기판(701)과 접촉하고, 제어 방식으로 본 개시내용에 따라 기판을 가열한다. 기판(701)과 정전 척(706)의 표면(705) 사이에 (화살표(730)로 도시된) 갭이 도시된다. 가스는 기판(701) 또는 웨이퍼 뒤에서 유동하여, 본 개시내용에 따른 제어 방식으로 기판(701)을 추가로 냉각시킬 수 있다. 실시예들에서, 이중 구역 가열기(750)가 제공되고, 알루미늄 증착을 위해 기판을 미리 결정된 온도로 가열하도록 구성된다. 실시예들에서, 이중 구역 가열기(750)는 기판의 중심의 미리 결정된 온도와 동일하거나 상이할 수 있는 미리 결정된 온도로 기판의 외부 에지를 가열하도록 구성된다.

[0077] 도 8은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따라 기판을 프로세싱하기 위한 다른 방법(800)의 흐름도를 도시한다. 도 8은 본 개시내용의 방법들에서 사용하기에 적합한 시퀀스로 탈기 챔버(801), 증착을 위한 프로세스 챔버(802), 냉각 챔버(803), 이송 챔버(804), 냉각 챔버(805) 및 FOUP(806)를 도시한다. 일부 실시예들에서, 냉각 챔버(803)는 본 개시내용에 따라 지연된 냉각을 가능하게 하도록 FOUP(806)에 바로 인접한 포지션으로 이동된다. 실시예들에서, 방법(800)은 증착 직후의 알루미늄을 포함하는 기판의 지연된 냉각을 포함한다. 실시예들에서, 방법(800)은 알루미늄 입자 크기를 최대화하고 입자 경계 완화를 가능하게 하여 힐록 형성을 피하는 데 적합하다.

[0078] 일부 실시예들에서, 본 개시내용은 알루미늄 스퍼터 타깃 아래에 있는 가공물 지지부 상에 포지셔닝된 기판에 대해 반응기 챔버에서 물리 기상 증착을 수행하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은: 선택적으로 기판을 제1 온도로 예열하는 단계; 기판을 200℃ 내지 400℃의 제1 온도로 유지하기에 충분한 양의 플라즈마와 기판을 접촉시키는 단계; 알루미늄 스퍼터 타깃에 대해 약 20㎾ 내지 60㎾의 제1 DC 전력을 인가함으로써 알루미늄 스퍼터 타깃으로부터 원자들을 스퍼터링하여, 균등하게 분포된 입자 크기를 갖는 제1 알루미늄 시드 층을 형성하는 단계; 미리 결정된 두께로 알루미늄을 증착하면서 기판을 냉각시키도록 기판을 후면 가스와 접촉시키는 단계; 및 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키도록 기판 상부의 알루미늄을 제2 온도로 냉각시키는 단계를 포함한다. 실시예들에서, 이 방법은 랜덤화된 입자 배향을 피하고 알루미늄 패드 이상들을 피하는 데 적합하다. 실시예들에서, 플라즈마는 증착 동안 입자 성장을 위한 에너지를 제공하고, 본 개시내용에 따른 냉각 또는 지연된 급속 냉각이 증착 후 입자 성장을 향상시킨다. 실시예들에서, 증착 후에, 에너지가 기판을 통해 균등해질 수 있게 되어, 중심/에지 입자 크기 변화들이 감소되고, 예를 들어 저속 냉각 방법에 의한 입자 경계 완화가 가능해진다.

[0079] 전술한 내용은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 기본 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시내용의 다른 실시예들 및 추가 실시예들이 안출될 수 있다.

Claims (20)

1. 가공물 지지부 상에 배치된 기판 상에 알루미늄 재료를 형성하기 위해 반응기 챔버에서 물리 기상 증착을 수행하는 방법으로서,
   제1 입자 크기(grain size) 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 증착하는 단계; 및
   상기 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 단계를 포함하는,
   물리 기상 증착을 수행하는 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   제1 지속기간 동안 냉각을 지연시키는 단계를 더 포함하는,
   물리 기상 증착을 수행하는 방법.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 지속기간은 약 5초 내지 120초인,
   물리 기상 증착을 수행하는 방법.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 냉각시키는 단계는 초당 10℃ 내지 40℃의 냉각 레이트로 수행되는,
   물리 기상 증착을 수행하는 방법.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 온도는 375℃ 초과 내지 450℃이고, 상기 제2 온도는 100℃ 미만인,
   물리 기상 증착을 수행하는 방법.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 입자 크기 및 제1 온도를 갖는 제1 알루미늄 구역을 형성하기 위해 기판 상부에 제1 알루미늄 층을 증착하는 단계는 가열된 표면의 상부에서 수행되며,
   상기 냉각시키는 단계는 상기 가열된 표면으로부터 멀어지게 상기 기판을 이동시킴으로써 수행되는,
   물리 기상 증착을 수행하는 방법.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 단계는, 기판 상부의 제1 알루미늄 구역의 급속 냉각 챔버로의 이송을 지연시키는 단계를 더 포함하는,
   물리 기상 증착을 수행하는 방법.
8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 알루미늄 층을 증착하는 단계는 4㎾ 내지 60㎾의 양의 제1 DC 전력으로 수행되는,
   물리 기상 증착을 수행하는 방법.
9. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 알루미늄 층은 물리 기상 증착 프로세스에서 상기 기판을 알루미늄 및 아르곤에 노출시킴으로써 증착되는,
   물리 기상 증착을 수행하는 방법.
10. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    알루미늄 재료는 알루미늄 타깃을 포함하는 물리 기상 증착 프로세스를 사용하여 형성되는,
    물리 기상 증착을 수행하는 방법.
11. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 단계는, 기판을 냉각시키기 위해 상기 기판의 후면 부근의 가스의 유동을 증가시키는 단계를 더 포함하는,
    물리 기상 증착을 수행하는 방법.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 알루미늄 층을 증착하는 단계는:
    가열된 가공물 지지부 상에서 상기 기판을 200℃ 내지 400℃의 제1 온도 및 10mTorr 미만의 제1 압력으로 유지하는 단계;
    알루미늄 스퍼터 타깃에 대해 약 4㎾ 내지 60㎾의 제1 DC 전력을 그리고 적어도 600W의 제1 AC 타깃 바이어스 전력을 인가함으로써 상기 알루미늄 스퍼터 타깃으로부터 원자들을 스퍼터링하는 단계; 및
    상기 제1 입자 크기를 갖는 제1 알루미늄 층을 형성하기에 충분한 지속기간 동안 반응 조건들을 유지하는 단계를 더 포함하며;
    상기 제1 알루미늄 구역을 냉각시키는 단계는, 상기 제1 입자 크기를 상기 제2 입자 크기로 증가시키기 위해 상기 제1 알루미늄 층을 상기 제2 온도로 냉각시키는 단계를 포함하고; 그리고
    제1 지속기간 동안 기판의 냉각을 지연시키는 단계를 더 포함하는,
    물리 기상 증착을 수행하는 방법.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 알루미늄 층을 상기 제2 온도로 냉각시키는 단계는, 기판을 냉각시키기 위해 상기 기판의 후면 부근에 가스의 유동을 제공하는 단계를 포함하는,
    물리 기상 증착을 수행하는 방법.
14. 제12 항에 있어서,
    상기 냉각시키는 단계는 초당 10℃ 내지 40℃의 냉각 레이트로 수행되는,
    물리 기상 증착을 수행하는 방법.
15. 제12 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각을 지연시키는 단계는, 상기 가공물 지지부로부터 멀어지게 상기 기판을 이동시키는 단계를 더 포함하는,
    물리 기상 증착을 수행하는 방법.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 냉각을 지연시키는 단계는, 상기 기판을 하나 이상의 리프트 핀들과 접촉시킴으로써 상기 가공물 지지부로부터 멀어지게 상기 기판을 이동시키는 단계를 더 포함하는,
    물리 기상 증착을 수행하는 방법.
17. 제12 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 급속 냉각 챔버에서 냉각되고,
    상기 냉각을 지연시키는 단계는 상기 급속 냉각 챔버로의 상기 기판의 이송을 지연시키는 단계를 포함하는,
    물리 기상 증착을 수행하는 방법.
18. 실행될 때, 기판 상에 알루미늄 재료를 형성하기 위해 반응기 챔버에서 물리 기상 증착을 수행하는 방법이 수행되게 하는 명령들이 저장된 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
    상기 방법은 제1 항 내지 제7 항 또는 제12 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 기재된 방법인,
    컴퓨터 판독 가능 매체.
19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 입자 크기를 제2 입자 크기로 증가시키기에 충분한 레이트로 기판 상부의 제1 알루미늄 구역을 제2 온도로 냉각시키는 단계는, 기판을 냉각시키기 위해 상기 기판의 후면 부근의 가스의 유동을 증가시키는 단계를 더 포함하는,
    컴퓨터 판독 가능 매체.
20. 제18 항에 있어서,
    상기 냉각을 지연시키는 단계는:
    상기 가공물 지지부로부터 멀어지게 상기 기판을 이동시키는 단계;
    상기 기판을 하나 이상의 리프트 핀들과 접촉시킴으로써 상기 가공물 지지부로부터 멀어지게 상기 기판을 이동시키는 단계; 또는
    급속 냉각 챔버로의 상기 기판의 이송을 지연시키는 단계를 더 포함하는,
    컴퓨터 판독 가능 매체.

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