KR102616067B1 - Pvd 스퍼터링 증착 챔버의 경사형 마그네트론 - Google Patents

Pvd 스퍼터링 증착 챔버의 경사형 마그네트론 Download PDF

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Abstract

챔버는 타겟(16), 및 타겟(16) 위에 배치된 마그네트론(50)을 포함한다. 마그네트론(50)은 복수의 자석들(52, 54)을 포함한다. 마그네트론(50)은 길이방향 치수 및 측방향 치수를 갖는다. 마그네트론(50)의 길이방향 치수는, 자석들(52, 54)과 타겟(16) 사이의 거리들이 변하도록 타겟(16)에 대해 경사진다. 동작 동안 마그네트론(50)이 회전할 때, 마그네트론(50)에 의해 생성되는 자기장의 강도는 자석들(52, 54)에 의해 생성되는 자기장들의 다양한 강도들의 평균이다. 자기장들의 강도들의 평균화는 균일한 막 특성들 및 균일한 타겟 침식으로 이어진다.

Description

PVD 스퍼터링 증착 챔버의 경사형 마그네트론
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 PVD(physical vapor deposition) 챔버에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 개시내용의 일부 실시예들은 PVD 챔버의 경사형 마그네트론(tilted magnetron)에 관한 것이다.
[0002] 반도체 프로세싱에서, PVD는 박막을 증착하기 위해 종래에 사용된 프로세스이다. PVD 프로세스는 일반적으로, 플라즈마에서 생성된 이온들로 소스 재료를 포함하는 타겟을 가격(bombarding)하여서, 소스 재료가 타겟으로부터 스퍼터링되게 하는 것을 포함한다. 통상적으로, 배출된 소스 재료가 그런 다음, 전압 바이어스를 통해 프로세싱되고 있는 기판을 향해 가속되어서, 스퍼터링된 소스 재료가 다른 반응물과 반응하거나 또는 반응하지 않고, 기판의 표면 상에 소스 재료의 증착이 야기된다.
[0003] PVD 프로세스들에서, 마그네트론들은 통상적으로, PVD 챔버에서 타겟 위에 배치된다. 평면 마그네트론 시스템은 통상적으로, 타겟 위에 배치된 회전식 마그네트론, 그리고 플라즈마를 형성하기 위해 타겟과 기판 사이의 공간에 커플링된 RF 소스 및/또는 타겟과 기판 사이의 DC 바이어스를 사용한다. 마그네트론은, 타겟의 스퍼터링 표면에 가깝게 자기력선들을 제공하는 자석 조립체이다. 타겟과 플라즈마 구역 사이의 네거티브 바이어스 전압이 타겟을 향해 이온들을 가속시켜, 타겟으로부터 타겟 재료를 방출한다. 마그네트론으로부터의 자기장은 타겟 재료로부터 변위되는 2차 전자들을 포함하는 자유 전자들을 타겟에 가깝게 제한하여, 스퍼터링된 재료와 자유 전자들에 의한 이온화 충돌들을 최대화한다. 마그네트론은 통상적으로 하나 이상의 자석들을 포함하고, 이러한 하나 이상의 자석들은 타겟에 평행하게 포지셔닝된 금속 플레이트 상에 조립되고, 타겟의 표면 주위에 자기장을 확산시키기 위해 타겟의 후면, 즉, 스퍼터링되지 않는 표면 주위를 회전한다.
[0004] 두께 및 응력 균일성은 우수한 막(quality film)들을 생성하기 위한 핵심 파라미터들이다. 종래의 PVD 챔버들에서, 마그네트론들은, 크기가 변하고 공간적으로 변하는 자기장들을 생성한다. 자기장들의 큰 변동들은, 균일한 타겟 침식 및 막 특성들을 가능하게 하는 균일한 자기장들을 유지하기 어렵게 만든다. 불균일한 자기장은 PVD에 의해 증착되는 막들의 높은 응력 및 두께 불균일들로 이어진다. 부가적으로, 타겟의 불균일한 침식으로 이어지는 불균일한 자기장은 타겟의 수명을 감소시킨다.
[0005] 이에 따라서, 개선된 PVD 챔버가 필요하다.
[0006] 본 개시내용의 실시예들은 PVD(physical vapor deposition) 챔버에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 개시내용의 실시예들은 PVD 챔버의 경사형 마그네트론에 관한 것이다. 일 실시예에서, 프로세스 챔버는 챔버 바디, 챔버 바디에 배치된 기판 지지부, 챔버 바디에 배치된 스퍼터링 타겟 ―스퍼터링 타겟은 기판 지지부를 향하는 표면을 가짐―, 및 스퍼터링 타겟 위에 배치된 마그네트론을 포함한다. 마그네트론은 스퍼터링 타겟을 향하는 단부들을 갖는 자석들을 포함하고, 이러한 단부들은 스퍼터링 타겟의 표면에 대해 예각으로 경사진 평면을 정의한다.
[0007] 다른 실시예에서, 프로세스 챔버는 챔버 바디, 챔버 바디에 배치된 기판 지지부, 챔버 바디에 배치된 스퍼터링 타겟 ―스퍼터링 타겟은 기판 지지부를 향하는 표면을 가짐―, 및 스퍼터링 타겟 위에 배치된 마그네트론을 포함한다. 마그네트론은 스퍼터링 타겟의 표면에 대해 제1 예각으로 경사진 길이방향 치수를 갖는 백킹 플레이트를 포함한다.
[0008] 다른 실시예에서, 스퍼터링 타겟과 함께 사용하기 위한 프로세스 챔버가 제공된다. 프로세스 챔버는 챔버 바디, 챔버 바디에 배치된 기판 지지부, 및 스퍼터링 타겟이 프로세스 챔버에서 기판 지지부 위에 설치된 경우 스퍼터링 타겟 위에 배치된 마그네트론을 포함한다. 마그네트론은 스퍼터링 타겟을 향하는 단부들을 갖는 자석들을 포함하고, 이러한 단부들은 기판 지지부를 향하는 스퍼터링 타겟의 표면에 대해 예각으로 경사진 평면을 정의한다.
[0009] 본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략히 요약된 본 개시내용의 더욱 상세한 설명이 실시예들을 참조함으로써 이루어질 수 있으며, 이 실시예들 중 일부는 첨부된 도면들에서 예시된다. 그러나, 첨부된 도면들이 본 개시내용의 통상적인 실시예들만을 예시하며 이에 따라 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 동일하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0010] 도 1은 PVD 챔버의 단순화된 측단면도이다.
[0011] 도 2는 마그네트론 및 타겟의 측단면도이다.
[0012] 도 3a는 도 2의 마그네트론의 평면도이다.
[0013] 도 3b는 도 2의 마그네트론의 직교투영도(orthographic view)이다.
[0014] 도 4는 막 응력에 대한 경사형 마그네트론의 효과를 예시하는 차트이다.
[0015] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예에서 개시되는 엘리먼트들이 구체적인 언급 없이 다른 실시예들에 대해 유익하게 활용될 수 있다는 것이 고려된다.
[0016] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, PVD 챔버의 경사형 마그네트론에 관한 것이다. 일 실시예에서, PVD 챔버는 타겟, 및 타겟 위에 배치된 마그네트론을 포함한다. 마그네트론은 복수의 자석들을 포함한다. 마그네트론은 길이방향 치수 및 측방향 치수를 갖는다. 마그네트론의 길이방향 치수는, 자석들과 타겟 사이의 거리들이 변하도록 타겟에 대해 경사진다. 각각의 자석에 의해 생성되는 자기장의 강도는 상이하다. 동작 동안 마그네트론이 회전할 때, 마그네트론에 의해 생성되는 자기장의 강도는 자석들에 의해 생성되는 자기장들의 다양한 강도들의 평균이다. 자기장들의 강도들의 평균화는 균일한 막 특성들 및 균일한 타겟 침식(erosion)으로 이어진다.
[0017] 도 1은 일 실시예에 따른, PVD 챔버(10)의 단순화된 단면도이다. 챔버(10)는 세라믹 절연체(14)를 통해 스퍼터링 타겟(16)에 대해 밀봉된 진공 챔버 바디(12)를 포함한다. 타겟(16)은 적어도, 기판(18)을 향하는 제1 표면(15), 및 제1 표면(15)에 대향하는 제2 표면(17)을 갖는다. 타겟(16)의 제1 표면(15)은 챔버 바디(12)에 배치된 기판 지지부(20) 상에 배치된 기판(18)의 표면 상에 스퍼터링 증착될 재료, 대개 금속으로 구성된다. 타겟(16)은 타겟(16)의 제1 표면(15) 및 제2 표면(17) 중 적어도 하나를 수직(perpendicularly)으로 통과하는 중심 축(60)을 갖는다. 중심 축(60)은 또한, 기판 지지부(20)의 상부 기판 지지 표면을 수직으로 통과한다. 따라서, 타겟(16)의 중심 축(60)은 기판 지지부(20)의 중심 축과 동일 선상(co-linear)에 있다. 기판(18)은 기판 클램프(22)에 의해 고정될 수 있다. 기판 클램프(22)에 대안적으로, 커버 링 또는 정전 척이 기판(18)을 고정하기 위해 기판 지지부(20)에 통합될 수 있다. 타겟 재료는 알루미늄, 구리, 티타늄, 탄탈럼, 코발트, 니켈, 몰리브덴, 이들 금속들의 합금들(합금 원소를 원자 퍼센트(at%)로 최대 45% 함유함), 또는 DC 스퍼터링을 받을 수 있는 다른 금속들 및 금속 합금들일 수 있다. 다른 한편으로, RF 스퍼터링이 유전체 타겟으로부터 재료를 스퍼터링하기 위해 사용될 수 있다.
[0018] 접지된 차폐부(grounded shield)(24)가 스퍼터링된 재료로부터 챔버 바디(12)를 보호하기 위해 챔버 바디(12) 내에 배치된다. 차폐부(24)는 또한, 접지된 애노드를 제공한다. 플라즈마의 존재 시 기판 지지부(20)가 DC 자기-바이어스 전압(self-bias voltage)을 발생시킬 수 있게 하기 위해, RF 전력 공급부(28)가 AC 용량 결합 회로(30)를 통해 기판 지지부(20)에 내장된 전극(도시되지 않음)에 커플링될 수 있다. 음(negative)의 DC 자기-바이어스는, 고-밀도 플라즈마에서 생성되는 양전하를 띄는 스퍼터 이온(positively charged sputter ion)들을 고도화된 집적 회로들의 특성인 높은 종횡비 홀들 내로 깊이 끌어들인다.
[0019] 제1 가스 소스(34)가 아르곤과 같은 스퍼터링 동작 가스를 질량 유동(mass flow) 제어기(36)를 통해 챔버 바디(12)에 공급한다. 예컨대, 티타늄 나이트라이드 또는 탄탈럼 나이트라이드의 반응성 금속성 나이트라이드 스퍼터링에서, 질소가 부가적으로, 다른 가스 소스(38)로부터 다른 질량 유동 제어기(40)를 통해 챔버 바디(12) 내로 공급된다. 산소가 대안적으로, Al2O3와 같은 옥사이드들을 생성하기 위해 공급될 수 있다. 가스들은 챔버 바디(12) 내의 다양한 포지션들로부터 도입될 수 있다. 예컨대, 챔버 바디(12)의 최하부에 가깝게 위치된 하나 이상의 입구 파이프들이 차폐부(24)의 후방에서 가스를 공급한다. 가스는 차폐부(24)의 최하부에 있는 애퍼처를 통해 또는 기판 클램프(22)와 차폐부(24) 사이에 형성된 갭(42)을 통해 침투한다. 넓은 펌핑 포트를 통해 챔버 바디(12)에 연결된 진공 펌핑 시스템(44)이 챔버 바디(12)의 내부를 저압으로 유지한다. 컴퓨터 기반 제어기(48)는, RF 전력 공급부(28) 및 질량 유동 제어기들(36, 40)을 포함하여, 챔버(10)의 컴포넌트들을 제어한다.
[0020] 효율적인 스퍼터링을 제공하기 위해, 마그네트론(50)이 타겟(16) 위에 배치된다. 마그네트론(50)은 타겟(16) 위에 포지셔닝된 냉각제 챔버(66)에 의해 정의된 마그네트론 캐비티(64)에 배치될 수 있다. 마그네트론(50)은 챔버 바디(12) 내에 자기장을 생성하기 위해 복수의 자석들(52, 54)을 포함한다. 복수의 자석들(52, 54)은 백킹 플레이트(56)에 의해 커플링될 수 있다. 각각의 자석(52)은 하나의 극(pole)이 타겟(16)을 향해 있도록 배열될 수 있고, 각각의 자석들(54)은 다른 극이 타겟(16)을 향해 있도록 배열될 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 자석(52)은 S극(south pole)이 타겟(16)을 향해 있도록 배열되고, 각각의 자석(54)은 N극(north pole)이 타겟(16)을 향해 있도록 배열된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 자석들(52)과 자석들(54)은 마그네트론(50)의 길이방향 치수를 따라(X-축 방향으로) 교대로 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 한 쌍의 인접한 자석들(52, 54)은 단일 U 형상의 자석으로 대체될 수 있으며, 마그네트론(50)은 복수의 U 형상의 자석들을 포함한다. 일 실시예에서, 마그네트론(50)은 타겟(16)의 중심 축(60)을 중심으로 회전되고, 따라서 중심 축(60)은 또한, 마그네트론(50)의 회전 축이다. 마그네트론(50)은 모터(65)에 의해 구동되는 샤프트(62)에 커플링된다. 모터(65)는 또한, Z-축을 따라 마그네트론(50)을 이동시킬 수 있을 수 있다. 일 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 마그네트론(50)은, 중심 축(60)이 마그네트론(50)의 길이방향 치수의 대칭 축이 되도록 포지셔닝된다.
[0021] 마그네트론(50)은 타겟(16)에 대해 경사진다. 다시 말하면, 마그네트론(50)은 중심 축(60)에 대해 또는 마그네트론(50)의 회전 축에 대해 예각을 형성한다. 마그네트론(50)의 경사는 모터(65)를 통해 제어기(48)에 의해 제어될 수 있다. 마그네트론(50)의 경사도는 배치(batch)들 사이에, 기판들 사이에, 또는 단일 기판의 프로세싱 동안 인-시튜(in-situ)로 조정될 수 있다. 마그네트론(50)의 경사도는 막 두께 또는 응력 데이터 피드백에 기반하여 제어될 수 있다. 타겟(16)에 대해 경사진, 마그네트론(50)의 특정 컴포넌트는 변할 수 있다. 일 실시예에서, 백킹 플레이트(56)의 길이방향 치수는 타겟(16)에 대해 경사진다. 일 실시예에서, 타겟(16)을 향하는, 자석들(52, 54)의 단부들에 의해 정의된 평면이 타겟(16)에 대해 경사진다. 일 실시예에서, 마그네트론(50)은 타겟(16)의 제1 표면(15)에 대해 경사진다. 다른 실시예에서, 마그네트론은 제2 표면(17)에 대해 경사진다. 일부 실시예들에서, 마그네트론(50)과 타겟(16)은 약 0.3 도 내지 약 5 도, 이를테면, 약 1 도 내지 약 2 도 범위의 예각을 형성한다. 일부 실시예들에서, 마그네트론(50)과 중심 축(60)은 약 85 도 내지 약 89.7 도, 이를테면, 약 88 도 내지 약 89 도 범위의 예각을 형성한다. 타겟(16)에 대한 마그네트론(50)의 경사도가 너무 작으면, 이를테면, 0.3 도 미만이면, 자기장들의 강도들의 평균화의 효과가 감소된다. 다른 한편으로, 타겟(16)에 대한 마그네트론(50)의 경사도가 매우 크면, 이를테면, 약 5 도를 초과하면, 마그네트론(50) 및 마그네트론 캐비티(64)의 치수들은 효과적으로 제작하기 어려울 수 있다. 동작 동안 마그네트론(50)이 회전할 때, 마그네트론(50)에 의해 생성되는 자기장의 강도는 자석들(52, 54)에 의해 생성되는 자기장들의 다양한 강도들의 평균이다. 자기장들의 강도들의 평균화는 균일한 막 특성들 및 균일한 타겟 침식으로 이어진다.
[0022] 일부 실시예들에서, 하나 이상의 자석들(52, 54)이 마그네트론(50)의 회전 축에 포지셔닝될 수 있으며, 동작 동안 마그네트론(50)이 회전하고 있을 때, 회전 축에 포지셔닝된 하나 이상의 자석들(52, 54)과 타겟(16) 사이의 거리는 변화하지 않는다. 자기장들의 강도들을 추가로 평균화하기 위하여, 마그네트론(50)은, 동작 동안 회전하면서 연속적으로 또는 단계적으로(stepwise) 회전 축(Z-축)을 따라 이동될 수 있다. 일 실시예에서, 마그네트론(50)은 층을 형성하기 위한 PVD 프로세스의 시작 시 제1 포지션에 있으며, 층의 형성 동안 마그네트론(50)이 회전하면서, 그리고 층이 형성될 때까지, 마그네트론(50)은 Z-축을 따라 연속적으로 이동하고 있다. 일 실시예에서, Z-축을 따르는 마그네트론(50)의 연속적인 이동은 하나의 방향으로, 예컨대, 모터(65)를 향해 위로 또는 타겟(16)을 향해 아래로 이루어진다. 일 실시예에서, Z-축을 따르는 마그네트론(50)의 연속적인 이동은 먼저 하나의 방향으로 그리고 그런 다음 반대 방향으로 이루어지는데, 예컨대, 먼저 모터(65)를 향해 위로 그리고 그런 다음 타겟(16)을 향해 아래로 이루어진다. 동작 동안 마그네트론(50)의 이동은 단계적으로 또는 불연속적으로(discretely) 이루어질 수 있다. 예컨대, 마그네트론은 층의 형성 동안에 제1 시간 기간 동안 Z-축을 따르는 제1 포지션을 유지하고, Z-축을 따라 제2 포지션으로 이동하며, 층의 형성 동안에 제2 시간 기간 동안 Z-축을 따르는 제2 포지션에서 유지된다. Z-축을 따르는 제2 포지션은 Z-축을 따르는 제1 포지션의 위에 또는 아래에 있을 수 있다. 마그네트론(50)은 층의 형성 동안 Z-축을 따르는 다수의 포지션들에서 유지될 수 있다.
[0023] 타겟(16)에 전달되는 많은 양(amount)의 전력에 대처하기 위해, 타겟(16)의 후방은, 마그네트론 캐비티(64)를 둘러싸는 냉각제 챔버(66)에 대해 밀봉될 수 있다. 냉각제 챔버(66)는 타겟(16) 및/또는 마그네트론(50)을 냉각시키기 위해 냉각제(68), 이를테면, 차가워진 탈이온수를 포함할 수 있다. 마그네트론(50)은 냉각제(68)에 적셔지고, 타겟 회전 샤프트(62)는 회전 밀봉부(70)를 통해 냉각제 챔버(66)를 통과한다.
[0024] 도 2는 마그네트론(50) 및 타겟(16)의 측단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 마그네트론(50)은 백킹 플레이트(56), 및 백킹 플레이트(56)에 커플링된 복수의 자석들(52, 54)을 포함한다. 각각의 자석(54)은 타겟(16)의 제2 표면(17)을 향하는 제1 단부(201), 및 백킹 플레이트(56)에 커플링된 제2 단부(203)를 갖는다. 각각의 자석(52)은 타겟(16)의 제2 표면(17)을 향하는 제1 단부(205), 및 백킹 플레이트(56)에 커플링된 제2 단부(207)를 갖는다. 일 실시예에서, 자석들(52, 54)의 제1 단부들(201, 205)은 실질적으로 동일 평면 상에 있고, 평면(202)을 정의한다. 평면(202)은 타겟(16)에 대해 각도(A)를 형성한다. 각도(A)는 약 1 도 내지 약 20 도, 이를테면, 약 2 도 내지 약 10 도의 범위일 수 있다. 일부 실시예들에서, 평면(202)과 중심 축(60)(또는 마그네트론(50)의 회전 축)(도 1에 도시됨)은 약 70 도 내지 약 89 도, 이를테면, 약 80 도 내지 약 88 도 범위의 예각을 형성한다. 다른 실시예에서, 백킹 플레이트(56)의 길이방향 치수(L)가 타겟(16)에 대해 각도(A)를 형성한다. 일부 실시예들에서, 백킹 플레이트(56)의 길이방향 치수(L)와 중심 축(60)(또는 마그네트론(50)의 회전 축)(도 1에 도시됨)은 약 70 도 내지 약 89 도, 이를테면, 약 80 도 내지 약 88 도 범위의 예각을 형성한다.
[0025] 마그네트론(50)은 (도 1에 도시된) 샤프트(62)에 백킹 플레이트(56)를 커플링하기 위한 커넥터(204)를 포함한다. 커넥터(204)는, 백킹 플레이트(56)가 길이방향 치수(L)에서 커넥터(204)를 중심으로 실질적으로 대칭이 되도록 포지셔닝된다.
[0026] 도 3a는 도 2의 마그네트론(50)의 평면도이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 마그네트론(50)은 백킹 플레이트(56), 및 백킹 플레이트(56)에 커플링된 복수의 자석들(52, 54)을 포함한다. 복수의 자석들(52, 54)은 선형으로 배열된다. 백킹 플레이트(56)는 길이방향 치수(L)에서 커넥터(204)를 중심으로 실질적으로 대칭이다. 커넥터(204)는 측방향 치수(W)를 따르는, 백킹 플레이트(56) 상의 임의의 곳에 위치될 수 있다.
[0027] 도 3b는 도 2의 마그네트론(50)의 직교투영도이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 마그네트론(50)은 백킹 플레이트(56), 및 백킹 플레이트(56)에 커플링된 복수의 자석들(52, 54)을 포함한다. 복수의 자석들(52, 54)은 비-선형으로 배열된다. 일부 실시예들에서, 복수의 자석들(52, 54)은 동심 원들을 형성한다. 일부 실시예들에서, 복수의 자석들(52, 54)은 비-동심 원들을 형성한다. 복수의 자석들(52, 54)은 다른 적절한 형상들로 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 마그네트론(50)은 백킹 플레이트(56)에 대향하게 자석들(52, 54)에 커플링된 플레이트(302)를 더 포함하고, 플레이트(302)는 (도 2에 도시된) 타겟(16)에 대해 각도(A)를 형성한다. 백킹 플레이트(56)는 길이방향 치수(L)에서 커넥터(204)를 중심으로 실질적으로 대칭이다. 커넥터(204)는 측방향 치수(W)를 따르는, 백킹 플레이트(56) 상의 임의의 곳에 위치될 수 있다.
[0028] 도 4는 막 응력에 대한 경사형 마그네트론의 효과를 예시하는 차트이다. 경사형 마그네트론은 도 1에 도시된 마그네트론(50)일 수 있다. 곡선들(402 및 404)은 종래의 마그네트론을 사용하여 PVD에 의해 형성된 막들의, 기판에 걸친 막 응력을 나타낸다. 곡선(402)의 막은 곡선(404)의 막의 바이어스 전력 미만의 바이어스 전력으로 형성되었다. 곡선들(406 및 408)은 타겟의 중심 축에 대해 약 1 도의 각도를 형성하는 경사형 마그네트론을 사용하여 PVD에 의해 생성된 막들의, 기판에 걸친 막 응력을 나타낸다. 곡선(406)의 막은, 곡선(402)의 막을 형성하기 위해 사용된 바이어스 전력과 동일한 바이어스 전력으로 형성되었다. 곡선(408)의 막은, 곡선(404)의 막을 형성하기 위해 사용된 바이어스 전력과 동일한 바이어스 전력으로 형성되었다. 도 4에 도시된 바와 같이, 곡선(406)은 곡선(402)보다 실질적으로 더 평평하고, 곡선(408)은 곡선(404)보다 실질적으로 더 평평하다. 따라서, 막 응력은, 경사형 마그네트론을 사용하여 막이 형성되는 경우 기판에 걸쳐 실질적으로 더욱 균일하다.
[0029] 타겟에 대해 약 0.3 도 내지 약 5 도의 각도를 형성하는 마그네트론과 같은 경사형 마그네트론은 복수의 자석들에 의해 생성된 자기장들의 강도들을 평균화한다. 강도들의 평균화는 균일한 막 특성들 및 균일한 타겟 침식으로 이어진다.
[0030] 전술된 내용이 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않고, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (19)

  1. 프로세스 챔버로서,
    챔버 바디;
    상기 챔버 바디 내에 배치된 기판 지지부;
    상기 챔버 바디 내에 배치된 스퍼터링 타겟 ― 상기 스퍼터링 타겟은 상기 기판 지지부를 향하는 표면을 가짐 ―; 및
    상기 스퍼터링 타겟 위에 배치된 마그네트론
    을 포함하고,
    상기 마그네트론은:
    회전 축을 정의하는 샤프트 및 상기 스퍼터링 타겟을 향하는 단부들을 갖는 복수의 자석들 ― 상기 단부들은 상기 스퍼터링 타겟의 상기 표면에 대해 조정가능한 각도로 경사지도록 동작가능한 평면을 정의하고, 상기 마그네트론은 상기 회전 축을 중심으로, 상기 회전 축에 평행한 방향으로, 그리고 상기 스퍼터링 타겟의 상기 표면에 대해 각도를 이루어 이동가능함 ― ; 및
    상기 스퍼터링 타겟의 상기 표면에 대해 상기 마그네트론의 각도를 조정하도록 구성되는 상기 샤프트에 커플링된 모터
    를 포함하는,
    프로세스 챔버.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 마그네트론은, 상기 회전 축을 중심으로 상기 마그네트론을 회전시키고 그리고 상기 회전 축에 평행한 방향으로 상기 마그네트론을 이동시키도록 구성되는 상기 샤프트에 커플링된 제2 모터를 더 포함하는,
    프로세스 챔버.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 마그네트론은 백킹 플레이트 위에 배치된 커넥터를 더 포함하고, 상기 마그네트론은 냉각제 챔버에 의해 정의되는 마그네트론 캐비티 내에 배치되고, 상기 샤프트는 상기 냉각제 챔버를 통해 그리고 상기 냉각제 챔버의 벽에 커플링된 회전 밀봉부를 통해 배치되는
    프로세스 챔버.
  4. 삭제
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 모터는, 동작 동안 연속적으로 상기 회전 축을 따라 상기 마그네트론을 이동시키도록 구성되는,
    프로세스 챔버.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 모터는, 동작 동안 불연속적으로(discretely) 상기 회전 축을 따라 상기 마그네트론을 이동시키도록 구성되는,
    프로세스 챔버.
  7. 프로세스 챔버로서,
    챔버 바디;
    상기 챔버 바디 내에 배치된 기판 지지부;
    상기 챔버 바디 내에 배치된 스퍼터링 타겟 ― 상기 스퍼터링 타겟은 상기 기판 지지부를 향하는 표면을 가짐 ―; 및
    상기 스퍼터링 타겟 위에 배치된 마그네트론
    을 포함하고,
    상기 마그네트론은:
    회전 축을 정의하는 샤프트 및 상기 스퍼터링 타겟의 상기 표면에 대해 조정가능한 각도로 경사지도록 동작가능한 길이방향 치수를 갖는 백킹 플레이트 ― 상기 마그네트론은 상기 회전 축을 중심으로, 상기 회전 축에 평행한 방향으로, 그리고 상기 스퍼터링 타겟의 상기 표면에 대해 각도를 이루어 이동가능함 ―; 및
    상기 스퍼터링 타겟의 상기 표면에 대해 상기 마그네트론의 각도를 조정하도록 구성되는 상기 샤프트에 커플링된 모터
    를 포함하는,
    프로세스 챔버.
  8. 삭제
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 조정가능한 각도는 1 도 내지 2 도의 범위에 있는,
    프로세스 챔버.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 마그네트론은, 상기 회전 축을 중심으로 상기 마그네트론을 회전시키고 그리고 상기 회전 축에 평행한 방향으로 상기 마그네트론을 이동시키도록 구성되는 상기 샤프트에 커플링된 제2 모터, 및 상기 백킹 플레이트에 커플링되고 선형으로 배열된 복수의 자석들을 더 포함하는,
    프로세스 챔버.
  11. 스퍼터링 타겟과 함께 사용하기 위한 프로세스 챔버로서,
    챔버 바디;
    상기 챔버 바디 내에 배치된 기판 지지부; 및
    상기 스퍼터링 타겟이 상기 프로세스 챔버 내에서 상기 기판 지지부 위에 설치된 경우, 상기 스퍼터링 타겟 위에 배치된 마그네트론
    을 포함하고,
    상기 마그네트론은:
    회전 축을 정의하는 샤프트 및 상기 스퍼터링 타겟을 향하는 단부들을 갖는 복수의 자석들 ― 상기 단부들은 상기 기판 지지부를 향하는 상기 스퍼터링 타겟의 표면에 대해 조정가능한 각도로 경사지도록 동작가능한 평면을 정의하고, 상기 마그네트론은 상기 회전 축을 중심으로, 상기 회전 축에 평행한 방향으로, 그리고 상기 스퍼터링 타겟의 표면에 대해 각도를 이루어 이동가능함 ―; 및
    상기 스퍼터링 타겟의 표면에 대해 상기 마그네트론의 각도를 조정하도록 구성되는 상기 샤프트에 커플링된 모터
    를 포함하는,
    스퍼터링 타겟과 함께 사용하기 위한 프로세스 챔버.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 마그네트론은, 상기 회전 축을 중심으로 상기 마그네트론을 회전시키고 그리고 상기 회전 축에 평행한 방향으로 상기 마그네트론을 이동시키도록 구성되는 상기 샤프트에 커플링된 제2 모터, 및 백킹 플레이트를 더 포함하고, 상기 복수의 자석들은 상기 백킹 플레이트에 커플링되는,
    스퍼터링 타겟과 함께 사용하기 위한 프로세스 챔버.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 마그네트론은 상기 백킹 플레이트 위에 배치된 커넥터를 더 포함하는,
    스퍼터링 타겟과 함께 사용하기 위한 프로세스 챔버.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 백킹 플레이트는 길이방향 치수를 가지며, 상기 커넥터는, 상기 백킹 플레이트가 상기 길이방향 치수로 상기 커넥터를 중심으로 실질적으로 대칭이 되도록 상기 백킹 플레이트 상에 포지셔닝되는,
    스퍼터링 타겟과 함께 사용하기 위한 프로세스 챔버.
  15. 삭제
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 마그네트론은 냉각제 챔버에 의해 정의되는 마그네트론 캐비티 내에 배치되는,
    스퍼터링 타겟과 함께 사용하기 위한 프로세스 챔버.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 샤프트는, 상기 냉각제 챔버를 통해, 그리고 상기 냉각제 챔버의 벽을 통해 배치되는 회전 밀봉부를 통해 배치되는,
    스퍼터링 타겟과 함께 사용하기 위한 프로세스 챔버.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 백킹 플레이트가 상기 커넥터에 대해 실질적으로 대칭이 되도록 상기 커넥터가 상기 백킹 플레이트 상에 배치되고, 그리고 상기 복수의 자석들이 동심 원들로 배열되는,
    스퍼터링 타겟과 함께 사용하기 위한 프로세스 챔버.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 조정가능한 각도는 0.3 도 내지 5 도의 범위를 갖는,
    프로세스 챔버.
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