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JPH07188917A - コリメーション装置 - Google Patents

コリメーション装置

Info

Publication number
JPH07188917A
JPH07188917A JP6267396A JP26739694A JPH07188917A JP H07188917 A JPH07188917 A JP H07188917A JP 6267396 A JP6267396 A JP 6267396A JP 26739694 A JP26739694 A JP 26739694A JP H07188917 A JPH07188917 A JP H07188917A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
deposition system
antenna
target
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6267396A
Other languages
English (en)
Inventor
Roderick C Mosely
シー． モズリー ロデリック
Ivo J Raaijmakers
ジェイ． ラアイジメイカーズ アイヴォ
Hiroji Hanawa
ハナワ ヒロジ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of JPH07188917A publication Critical patent/JPH07188917A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405—Magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3438—Electrodes other than cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H01J2237/3322—Problems associated with coating
    • H01J2237/3327—Coating high aspect ratio workpieces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、出力を上げることなく製造の目的
にかなった高いスループットが実現可能な、コリメーシ
ョンフィルタを備えたプラズマ堆積システムを提供する
ことを目的とする。 【構成】 本発明による、堆積材料をターゲットからウ
エハ上へスパッタするプラズマ堆積システムは、チャン
バと、プラズマ処理中にウエハを保持するプラットフォ
ームと、ターゲットがその上に配置され操作中に前記チ
ャンバ内にプラズマを発生させるソースと、チャンバを
ターゲットが配置される上キャビティとウエハが配置さ
れる下キャビティとに分割しターゲットからスパッタさ
れた材料を通過させる等電位導電面と、上キャビティの
内部に配置されプラズマを包囲しＲＦ出力をソース生成
プラズマ内に結合させる上アンテナとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路及び半導体デ
バイスの製造に用いられる物理気相堆積装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】物理気相堆積（ＰＶＤ）は、プラズマの
手段を用いてターゲット材（例えば、Ｔｉ）を目的物
（例えば、半導体ウエハ）の上に堆積させるプロセスで
ある。このプロセスは、不活性ガス（例えば、アルゴ
ン）を含有する真空チャンバにおいて行われる。プラズ
マはチャンバ内において、負にバイアスされたターゲッ
トとウエハとの間で発生し、不活性ガスをイオン化す
る。正に荷電したイオン化ガスの原子は、負にバイアス
されたターゲットの方へ引かれ、ターゲット材の原子を
ターゲットから発射させる（即ち、スパッタさせる）に
充分大きなエネルギをもってターゲットに衝突する。タ
ーゲットからスパッタされた原子は、ウエハの方へと推
進し、そこで堆積材料の層を形成する。
【０００３】スパッタリング中にターゲットからやって
くる材料の軌跡は、ある方角の範囲をもって分布してい
る。典型的には、スパッタされた材料の大部分はターゲ
ットに対して垂直の方向に進行するが、この垂直の方向
から外れた方向にも、ある程度の量の材料が進行する。
この外れた方向へ進行するスパッタされた材料は、ウエ
ハ表面上の切れ目ないし隙間(dicontinuities)において
得られる精細度(definition)を制約する傾向がある。と
りわけ、垂直ではない方向の軌跡に沿って進行する材料
は、孔(thru holes)や道(vias)等の造作（ぞうさく）(f
eatures)の側壁面上に堆積し、これら造作の作製におけ
る微小度を制限する。非常に小さい孔においては、側壁
面に堆積する材料が遂には孔を塞ぎ、孔の底部上へは新
たな材料が堆積されなくなる。
【０００４】垂直な方向から所定の角度以上で外れた軌
跡で進むスパッタされた材料を濾過して取り除くため
に、コリメーションフィルタ(collimation filter)が用
いられる。このコリメーションフィルタは、ターゲット
とウエハとの間に置かれる。一般にこれは、通過させる
穴が並んだ、ある決まった厚さをもつ金属板である。ス
ループットを最大にするために、ハニカム構造（即ち、
六角形穴のパターン）が用いられる。この穴は、特定の
アスペクト比、即ち直径に対する長さの比を有してい
る。このアスペクト比によって、行われる濾過の程度が
決まる。高めのアスペクト比では、狭い角度の（即ち、
所定の角度が小さい）フィルタとなる。しかし、アスペ
クト比が高めのものを用いた場合、スループットがかな
り減少する。従って、コリメーションフィルタの厚さと
穴のサイズとを適正に選択することは、まさにプロセス
の最適化の問題である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】それにもかかわらず、
従来のシステムにおける代表的なフィルタの設計では、
材料の約２０％しかフィルタを通過しないだろう。この
分以外は、垂直な方向から所定の角度以上外れたスパッ
タされた材料であるということであり、これはフィルタ
上に堆積する。この例では、このコリメーションフィル
タがスループットを約５．の係数だけ減少させる。
【０００６】このスループットの減少を補うため、ユー
ザーは通常、ターゲットの操作出力を上昇させてきた。
例えば、５ｋＷ程度の出力レベルでの運転では、出力は
約２０ｋＷに上昇される。出力レベルを上昇すれば、ス
パッタリングの速度も上昇する。しかしこのことは、同
時に他の問題、例えば、ウエハの温度が上昇し、堆積層
内において求めない材料が相互作用する問題等を引き起
こす。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】プラズマスパッ
タリングチャンバ内のイオン化の多くはターゲットに非
常に近いところでで生ずるため、プラズマ以外の部分の
至る所にイオン化を促進する空間をかなり残しているこ
とが、見出されている。また、ＲＦ出力は、チャンバ内
部のコイルやリングアンテナを通してＤＣ発生プラズマ
と効果的に結合可能であることも見出されている。結合
されたＲＦ出力は、リングの材料のスパッタリングを引
き起こすよりも、むしろイオン化の促進に貢献する。
【０００８】ある一面においては概して、この発明はタ
ーゲットからウエハ上へ材料をスパッタ堆積するための
プラズマ堆積システムである。このシステムは；チャン
バと；プラズマ処理中にウエハを保持するプラットフォ
ームと；ターゲットが配置されるソース(source)と；タ
ーゲットが位置する上キャビティとウエハが位置する下
キャビティとにチャンバを分割する等電位導電面(equip
otential conductiveplane)と；上キャビティの内部に
位置し、該プラズマに囲まれる上アンテナと；を包含す
る。ソースは、操作の間にプラズマを発生させる。等電
位導電面は、材料をターゲットからスパッタせしめて、
下キャビティ内へ通過させる。そして、上アンテナは、
ソース生成プラズマ(source-generated plasma) へＲＦ
出力を結合させる。
【０００９】好適な具体例においては、このプラズマ堆
積システムは、下キャビティに位置して、下キャビティ
内に第２のプラズマを発生させる下アンテナも包含す
る。また、等電位導電面は、耐火性材料(refractory ma
terial) （例えば、チタン）でできたコリメーションフ
ィルタである。
【００１０】別の一面においては概して、この発明はタ
ーゲットからウエハ上へ材料をスパッタ堆積するための
プラズマ堆積システムである。このシステムは；チャン
バと；プラズマ処理中にウエハを保持するプラットフォ
ームと；ターゲットが配置されるソースと；チャンバの
内部に位置し、該プラズマに囲まれるアンテナと；を包
含する。ソースは、操作の間にプラズマを発生させ、ア
ンテナは、ソース生成プラズマへ、ＲＦ供給源からのＲ
Ｆ出力を結合させるためのものである。
【００１１】従来のプラズマ堆積技術では、現実にはユ
ーザーは、膜を生成する条件の制御を制約し、従って、
生成した膜の性質を制約していた。例を挙げれば、スル
ープットを著しく減少させる理由のため、ソースの出力
レベル（及び温度）をあるポイントよりも下げることは
実際には行われていなかった。ＤＣ出力レベルを低くし
て操作すれば、より望ましい性質の膜が得られるのだろ
うが、製造用途ではスループットが高いことが必須であ
る。従って、生成する膜の性質で妥協せざるを得ない。
上アンテナはユーザーに、製造用途に許容されるスルー
プットにプラズマ堆積プロセスを良好に制御せしめ、膜
の性質をより広い範囲で得る機会をユーザーに与える。
【００１２】下キャビティのアンテナは、プラズマ堆積
プロセスにわたった最適化のより良い制御をユーザーが
行うことを可能にする。例えば、窒素付着係数(nitroge
n sticking coeficient)は温度に大きく依存し、これは
ＴｉとＮ2 とが反応してＴｉＮを形成することを可能と
する。しかし、これら２つの反応体は、温度によって互
いに反対の方向に動く。この付着係数は温度が下がれば
向上するが、これら反応ガス種の反応性は減少する。従
来のシステムでは、許容される付着係数を維持しつつも
最良の反応性を得る最適なプロセス温度が一般に存在し
た。従って、従来のプラズマ堆積技術を用いた場合は、
この最適温度が得られるような適切な出力レベルで操作
を行う必要がある。しかし、この発明によれば、ユーザ
ーは、ソース生成プラズマの出力レベルを上げなくと
も、良好な付着係数で低い温度におけるＮ2 の反応性を
上昇させることが可能となる。従って、この発明によ
り、ユーザーは反応性を犠牲にすることなく低い温度
（及び低い出力レベル）で操作を行うことが可能となる
ため、より正規組成な(stoichiometric)膜や、異なっ
た、おそらくより望ましい性質の膜を生成することが可
能となる。
【００１３】また、下キャビティのアンテナにより、ユ
ーザーは、ターゲットからスパッタされて到達する化学
種のエネルギーを、更に容易に制御することが可能とな
る。このことにより、ユーザーは、プロセスの最適化に
対して更に良好な制御を行うことが可能となる。例え
ば、アルミニウムのプラナリゼーション(planarizatio
n)の操作を従来技術を用いて行った場合、通常はＤＣ又
はＲＦバイアスをウエハ上に印加し、堆積した原子の接
触を促す。しかし、この方法は、別の問題を生じさせ
る。到達した原子は非常に大きなエネルギーを有してお
り、生成した膜の性質を変え、更には膜に欠陥を生じさ
せる傾向がある。下キャビティのリングアンテナを用い
てウエハの上方のインピーダンスを変化させることによ
り、ユーザーは、ウエハ上に高いレベルを印加して上記
の操作を行うことなく、有利な方法で膜の性質を変える
ことが可能となる。下アンテナは、ウエハにＲＦやＤＣ
を結合させるのではなく、プラズマにそれを結合させ、
プラズマ電位に衝突のエネルギーを増進させる。従っ
て、ユーザーは、ウエハに非常に低い電圧を用いること
が可能となるため、到達した原子のエネルギーが非常に
小さくなり、形成中の膜を崩壊させることがほとんどな
くなるだろう。このことにより、ユーザーは膜の密度及
び障壁の性質に影響を及ぼす表面状態を、大変良好に制
御することが可能となる。
【００１４】
【実施例】図１に示されるように、スパッタ堆積システ
ムは、堆積チャンバ１０と、スパッタターゲット１４が
配置されるソース組立て体１２と、ターゲット１４から
スパッタされた材料が堆積されるウエハ１８を支持する
可動プラットフォーム１６とを包含する。ソース組立て
体及びその上のターゲットは、絶縁体リング２０によ
り、チャンバの他の部分から電気的に絶縁されている。
下側のプラットフォームは、機械的リフト機構２２によ
って昇降可能である。このリフト機構は、プラットフォ
ーム上にウエハを置いた後、ウエハをクランピングリン
グ２４と接触するまで上昇させる。クランピングリング
は、ウエハの直径よりもわずかに小さく処理中にプラッ
トフォームを材料の堆積から遮蔽する中央アパーチャ２
６を有する。
【００１５】真空ライン３０を介してチャンバと接続さ
れる真空ポンプ２８は、プロセスの操作を開始する時に
チャンバを脱気するために用いられる。チャンバに流入
及び流出する不活性ガス（例えば、アルゴン）及び反応
ガス（例えばＮ2 ）の流れは、ガス制御回路機構３２に
より制御される。プラズマ堆積プロセスを開始し維持す
るための出力は、ＤＣ電圧供給器３４によりターゲット
に供給される。ＤＣ供給器の負の端子は、線３６を介し
てターゲットと接続され、ＤＣ供給器の正の端子は、他
方の線３８を介してチャンバの壁に接続される。
【００１６】ここに説明される具体例においては、ソー
スは、１組の磁石（図示されず）を包含しターゲット材
の背後に位置されるマグネトロンである。この磁石は、
ターゲットの外面から電子が急速に脱出することを妨げ
ることにより、並びに、これらを長時間にわたりターゲ
ットから短い距離以内に保って不活性ガス（例えばＡ
ｒ）を多様にイオン化させることにより、スパッタリン
グの効率を高める。このようなソースにおいては、スパ
ッタリング中のターゲットの侵食の均一性を向上する目
的で、磁石はターゲットの背面の周りを回転する。
【００１７】コリメーションフィルタ４０は、チャンバ
１０を上キャビティ４２と下キャビティ４４とに分割す
る。コリメーションフィルタ４０は接地され、よってこ
の２つのキャビティを分割する地面(ground plane)を形
成する。上キャビティ内部とその内周の周りには、チャ
ンバの壁面上への材料の堆積を防止する円筒シールド４
６が存在する。また同様に、下キャビティも同様の目的
にかなう円筒シールド４８を包含する。これらのシール
ドは２つとも地電位に接続されている。
【００１８】上キャビティの内部では、上リングアンテ
ナ５０が、ＲＦ出力をソース１２により発生されたプラ
ズマに結合させる。ＲＦ整合回路網(RF matching netwo
rk)５４を介して上リングアンテナと結合されたＲＦ発
生器５２は、上リングアンテナにＲＦ出力を提供する。
上リングアンテナの片方の側への電気的な接続は、チャ
ンバの壁面のフィードスルー５６を介してなされる。上
リングアンテナの他方の側は、チャンバ内の他方のフィ
ードスルー５８を介して、大地と電気的に接続される。
【００１９】下キャビティの内部では、第２のリングア
ンテナ６０が、コリメーションフィルタを通ってウエハ
へと通過して行くスパッタされた化学種にＲＦ出力を結
合する。第２のＲＦ整合回路網６４を介して下リングア
ンテナ６０と結合された第２のＲＦ発生器６２は、下リ
ングアンテナにＲＦ出力を提供する。上リングアンテナ
の場合と同様に、下リングアンテナの片方の側への電気
的な接続は、チャンバの壁面のフィードスルー６６を介
してなされる。上リングアンテナの他方の側は、チャン
バ内の他方のフィードスルー６８を介して、大地と電気
的に接続される。
【００２０】代表的には、下リングアンテナ及び上リン
グアンテナへ供給されるＲＦ出力は約５ｋＷ未満である
が、用途によっては、もっと高いレベル（例えば２０ｋ
Ｗ）を用いることが望ましい場合があるだろう。正確な
出力レベルは、所望の結果に依存し、よって用途毎に正
確な出力レベルは変化するだろう。
【００２１】各ＲＦ整合回路網は、これらに対応したリ
ングアンテナに高い電流が得られる（即ち、アンテナへ
のエネルギーを効率的よく結合する）ように、対応した
アンテナに発振回路を形成する。これらは、処理操作中
にユーザーがこれらをプラズマへ最適に結合するように
同調することを可能にする可変部品を包含する。このよ
うな同調型の整合回路網は当業者にとって周知であるた
め、その詳細はここでは説明しない。
【００２２】ここに説明されている具体例では、８イン
チ（約２０ｃｍ）のウエハを処理し、ターゲットのサイ
ズは約１３インチ（約３３ｃｍ）である。ターゲット材
料としては、例えば、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ − オーミッ
ク接続やデバイスバリアを作るための典型的な材料 −
を含む、多様な材料であってもよい。ウエハがいっぱ
いに上昇された位置にある場合に、ターゲットとウエハ
との間の間隔は、代表的には約９４ｍｍである。コリメ
ーションフィルタは、ターゲットとウエハとのほぼ中間
に位置する。これは、ハニカム構造をもち、チタン等の
耐火性材料で形成され、厚さ約０．９５０インチ（約
２．４１ｃｍ）、穴が直径約０．６２５インチ（約１．
５９ｃｍ）である。上アンテナ及び下アンテナは、それ
ぞれ、対応するキャビティの中のほぼ中間点の位置をと
り、チャンバの内周の周りに配置される。
【００２３】上アンテナ及び下アンテナは、ユーザーが
プラズマへエネルギーを輸送できる手段を与えるため、
イオンの全生成量に劇的に影響する。上リングアンテナ
及び下リングアンテナは、導電性材料であってプラズマ
スパッタリングチャンバ内に存在する条件下で耐性をも
つ材料（例えば、アルミニウムや銅）で形成されてい
る。これらは、単一又は複数の巻数のコイルであっても
よく、この巻数は当然ながら、ＲＦ発生器の周波数に依
存する。ここに説明される実施例では、４００ｋＨｚ〜
４０ＭＨｚの範囲のＲＦ周波数が用いられる。
【００２４】上キャビティ内では、プラズマはＤＣ電圧
供給器によって発生され、上アンテナはこのプラズマへ
新たなエネルギを結合させる手段を与える。プラズマに
新たなエネルギを輸送することにより、ユーザーは、Ｄ
Ｃ電圧供給器によって決まる出力レベルにおいてターゲ
ットのスパッタに使用可能な不活性ガスイオンの数を増
加させることができる。即ち、上アンテナは、ターゲッ
トのソースインピーダンスを降下させるように作用す
る。従って、上アンテナの助けによって、ユーザーは与
えられた出力レベルにおけるスループットを上昇させる
ことが可能であるため、コリメーションフィルタによっ
て生ずるスループットの減少を補うことが可能である。
また、スパッタ分布はソースインピーダンスに依存して
いるため、上アンテナはユーザーにスパッタ分布の形状
の制御を可能にする。更に、上アンテナはターゲットか
らスパッタされた材料をイオン化する傾向があり、これ
はスパッタされた材料の軌跡を直線化して、ターゲット
に対して垂直な方向に沿ってプラズマを更に密集させる
傾向をもつ。従って、フィルタ上に堆積される材料の量
を減少させてスループットを上昇させることが可能とな
る。
【００２５】上アンテナによって実現されたスパッタリ
ングの効率の向上は、マグネトロン以外のソースを用い
て更に現実的なものになるであろうことは、注目すべき
である。効率の良くないソースに起因する効率の損失
は、上アンテナの有益な効果によって補われるだろう。
マグネトロンを取り去ることは、ターゲットの侵食の均
一性を改善するという付加的な利点をもつ。
【００２６】下キャビティが上キャビティと地面（即
ち、コリメーションフィルタ）によって分割されている
ため、上キャビティからのプラズマは、典型的には下キ
ャビティ内に浸透することはない。従って、下アンテナ
及びこれをドライブするＲＦ発生器を用いることで、下
キャビティ内に別のプラズマを根付かせ(strike)これを
維持する。下キャビティに発生した第２のプラズマを介
して、ユーザーは反応化学種（例えば、Ｎ2 ）のイオン
化を促進することが可能であり、この反応化学種はスパ
ッタされた化学種との反応速度をその後変化させるだろ
う。反応ガス種の反応性を制御することが重要であり従
って性質の異なる膜を生成することが重要であるよう
な、例えば、密着性ＴｉＮ堆積プロセスのようなプロセ
スに、上述の性能は特に有用であろう。
【００２７】下アンテナへＲＦ出力を印加すれば、ター
ゲットのスパッタ速度には影響しないが、ウエハ上への
スパッタされた化学種の衝突エネルギー及びイオン化が
上昇することに注目されたい。従って、下アンテナを用
いて、衝突エネルギーを最適化し、堆積された材料の性
質とバリアの性質とを制御することが可能である。
【００２８】図２に示されるように、容量的結合システ
ム(capacitively coupled system )では、上リングアン
テナ及び下リングアンテナはそれぞれ、コイルによって
ではなく、連続円筒板ないしリング８０及び８２とによ
って形成される。ＲＦ出力は、円筒板を介してプラズマ
内へと結合される。しかし、他の全ての面において、チ
ャンバの内部の設計は前述のものと同様である。無論、
誘導性負荷ではなく容量性負荷に効率良く結合されるよ
うに設計された、別々のＲＦ整合回路８４及び８６が提
供される。また、容量的結合システムにおいては、ター
ゲットからウエハに向いた磁場をチャンバ内に作ること
が望ましいであろう。このような磁場は、プラズマを制
限することの助けとなり、その密度を増進させる。この
磁場は、図に図式に沿って示されているような、チャン
バの外側に配置されチャンバを囲む１組のヘルムホルツ
コイル９０によって発生させることが可能である。
【００２９】他の具体例も可能である。例えば、上アン
テナは、コリメーションフィルタや下アンテナなしに、
それ自身で堆積チャンバに用いることが可能である。こ
の応用例では、上アンテナは前述のように、ターゲット
のインピーダンスとイオン化の効率をコントロールする
作用を行う。また、前出の具体例ではＤＣ電圧供給器が
出力ソースとして用いられたが、この代りとしてＲＦソ
ースやＤＣ電圧供給器とＲＦ出力ソースとの混成を用い
てもよい。更に、ＤＣバイアスをウエハに印加してもよ
い。
【００３０】
【発明の効果】以上詳細に説明してきたように、本発明
によれば、出力を上げることなく製造用途にかなう高い
スループットが実現可能な、コリメーションフィルタを
備えたプラズマ堆積システムが提供される。
【００３１】従って、良好なスループットを保ちつつ
も、様々な組成の膜を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コリメーションフィルタを包含し、上下のキャ
ビティＲＦバイアスリングがチャンバ内のプラズマに誘
導的に結合したスパッタ堆積チャンバの断面図である。
【図２】コリメーションフィルタを包含し、上下のキャ
ビティＲＦバイアスリングがチャンバ内のプラズマに容
量的に結合した第２の態様で用いたスパッタ堆積チャン
バの断面図である。
【符号の説明】
１０…堆積チャンバ、１２…ソース組立て体、１４…ス
パッタターゲット、１６…可動プラットフォーム、１８
…ウエハ、２０…絶縁体リング、２２…リフト機構、２
４…クランピングリング、２６…中央アパーチャ、２８
…真空ポンプ、３０…真空ライン、３２…ガス制御回路
機構、３４…ＤＣ電圧供給器、３６、３８…線、４０…
コリメーションフィルタ、４２…上キャビティ、４４…
下キャビティ、４６、４８…円筒シールド、５０…上リ
ングアンテナ、５２…ＲＦ発生器、５４…ＲＦ整合回路
網、５６、５８、６６、６８…フィールドスルー、６０
…下リングアンテナ、６２…第２のＲＦ発生器、６４…
第２のＲＦ整合回路網、８０、８２…連続円筒板ないし
リング、８４、８６…ＲＦ整合回路、９０…ヘルムホル
ツコイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アイヴォ ジェイ． ラアイジメイカーズ アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95125， サン ノゼ， ブライアーウッ ド ドライヴ 2442 (72)発明者 ヒロジ ハナワ アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95051， サンタ クララ， フローラ ヴィスタ 3427

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ターゲットから材料をウエハ上へスパッ
    タ堆積するプラズマ堆積システムであって、 チャンバと、 プラズマ処理中にウエハを保持するプラットフォーム
    と、 ターゲットが上に配置される、操作中に前記チャンバ内
    にプラズマを発生させるソースと、 前記チャンバをターゲットが配置される上キャビティと
    ウエハが配置される下キャビティとに分割する、前記タ
    ーゲットからスパッタされた材料を通過させる等電位導
    電面と、 上キャビティの内部に配置されプラズマを包囲する、Ｒ
    Ｆ出力をソース生成プラズマ内に結合させる上アンテナ
    とを備えるプラズマ堆積システム。
  2. 【請求項２】 前記下キャビティの内部に配置されて前
    記下キャビティ内に第２のプラズマを発生させる下アン
    テナを更に備える請求項１に記載のプラズマ堆積システ
    ム。
  3. 【請求項３】 前記等電位導電面がコリメーションフィ
    ルタである請求項１に記載のプラズマ堆積システム。
  4. 【請求項４】 前記コリメーションフィルタが耐火性金
    属で作られる請求項３に記載のプラズマ堆積システム。
  5. 【請求項５】 前記コリメーションフィルタがチタンで
    作られる請求項４に記載のプラズマ堆積システム。
  6. 【請求項６】 前記上アンテナに接続される第１の整合
    回路と、 前記第１の整合回路を介して前記上アンテナにＲＦ出力
    を提供する第１のＲＦ発生器とを更に備える請求項２に
    記載のプラズマ堆積システム。
  7. 【請求項７】 前記下アンテナに接続される第２の整合
    回路と、 前記第２の整合回路を介して前記下アンテナにＲＦ出力
    を提供する第２のＲＦ発生器とを更に備える請求項６に
    記載のプラズマ堆積システム。
  8. 【請求項８】 前記上アンテナが、前記ソース生成プラ
    ズマ内にＲＦ出力を誘導的に結合させるコイルである請
    求項１に記載のプラズマ堆積システム。
  9. 【請求項９】 前記上キャビティの前記コイルが複数の
    巻数をもつ請求項８に記載のプラズマ堆積システム。
  10. 【請求項１０】 前記下アンテナが、前記第２のプラズ
    マ内にＲＦ出力を誘導的に結合させるコイルである請求
    項２に記載のプラズマ堆積システム。
  11. 【請求項１１】 前記下キャビティの前記コイルが複数
    の巻数をもつ請求項１０に記載のプラズマ堆積システ
    ム。
  12. 【請求項１２】 前記上アンテナが、前記ソース生成プ
    ラズマ内にＲＦ出力を容量的に結合させる円筒板である
    請求項１に記載のプラズマ堆積システム。
  13. 【請求項１３】 前記下アンテナが、前記第２のプラズ
    マ内にＲＦ出力を容量的に結合させる円筒板である請求
    項２に記載のプラズマ堆積システム。
  14. 【請求項１４】 前記ソースに接続されたＤＣ出力供給
    器を更に備え、前記ＤＣ出力供給器は前記ソース生成プ
    ラズマを発生させる請求項１に記載のプラズマ堆積シス
    テム。
  15. 【請求項１５】 ターゲットから材料をウエハ上へスパ
    ッタ堆積するプラズマ堆積システムであって、 チャンバと、 プラズマ処理中にウエハを保持するプラットフォーム
    と、 ターゲットが上に配置される、操作中に前記チャンバ内
    にプラズマを発生させるソースと、 前記チャンバをターゲットが配置される上キャビティと
    ウエハが配置される下キャビティとに分割する、前記タ
    ーゲットからスパッタされた材料を通過させる等電位導
    電面と、 上キャビティの内部に配置されプラズマを包囲する、Ｒ
    Ｆ出力をソース生成プラズマ内に結合させる上アンテナ
    と、 前記上アンテナに接続された第１の整合回路と、 前記第１の整合回路を介して前記上アンテナへＲＦ出力
    を提供する第１のＲＦ発生器と、 前記下キャビティの内部に配置され、前記下キャビティ
    内に第２のプラズマを発生させる下アンテナと、 前記下アンテナに接続される第２の整合回路と、 前記第２の整合回路を介して前記下アンテナにＲＦ出力
    を提供する第２のＲＦ発生器とを備えるプラズマ堆積シ
    ステム。
  16. 【請求項１６】 ターゲットから材料をウエハ上へスパ
    ッタ堆積するプラズマ堆積システムであって、 チャンバと、 プラズマ処理中にウエハを保持するプラットフォーム
    と、 ターゲットが上に配置される、操作中に前記チャンバ内
    にプラズマを発生させるソースと、 チャンバの内部に配置されプラズマを包囲する、ＲＦ供
    給器からのＲＦ出力をソース生成プラズマ内に結合させ
    るアンテナと、を備えるプラズマ堆積システム。
  17. 【請求項１７】 前記上アンテナに接続される第１の整
    合回路と、 前記第１の整合回路を介して前記上アンテナにＲＦ出力
    を提供する第１のＲＦ発生器とを更に備える請求項１６
    に記載のプラズマ堆積システム。
  18. 【請求項１８】 前記上アンテナが、前記ソース生成プ
    ラズマ内にＲＦ出力を誘導的に結合させるコイルである
    請求項１７に記載のプラズマ堆積システム。
  19. 【請求項１９】 前記上キャビティの前記コイルが複数
    の巻数をもつ請求項１８に記載のプラズマ堆積システ
    ム。
  20. 【請求項２０】 前記ソースに接続されたＤＣ出力供給
    器を更に備え、前記ＤＣ出力供給器は前記ソース生成プ
    ラズマを発生させる請求項１７に記載のプラズマ堆積シ
    ステム。
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