KR20010030504A - 스퍼터된 도핑 씨드 층을 형성하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 추후 증착 균일성을 개선하기 위하여 기판상에 도핑된 층을 형성하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 바람직하게, 도전 재료의 도핑 타켓을 사용하여 물리 기상 증착(PVD) 또는 이온화된 금속 플라즈마(IMP) PVD 같은 스퍼터링 처리를 사용함으로써 층이 증착된다. 바람직하게, 구리같은 도전 재료는 기판 표면상에 도핑층의 증착 균일성을 개선하고 도전 재료의 산화를 감소시키기 위하여 인, 붕소, 인듐, 주석, 베릴륨, 또는 상기 원소들의 결합물 같은 도판트로 합금된다. 인과 같은 도판트의 부가는 구리 표면 같은 도전 재료 표면을 안정화시키고 도전 재료의 표면 확산도를 감소시킨다는 것이 믿어진다. 구리의 전체적인 표면 확산도는 감소되어, 응집되는 경향 또는 단속되려는 경향이 감소되고, 따라서 보다 부드러운 도전 필름의 증착이 이루어지고 도전 재료의 국부적인 응집이 감소된다. 보다 부드러운 필름은 추후 증착 처리를 위하여 매우 바람직하다. 구리 같은 도전 재료는 PVD, 화학 기상 증착(CVD), 전기 도금, 무전자 증착 및 다른 증착 처리를 포함하는 다수의 처리에 의해 증착된 도핑 층상에 증착될수있다.
Description
본 발명은 기판상에 층을 증착하는 것에 관한 것으로, 특히 기판상에 도핑된 층의 증착에 관한 것이다.
집적 회로의 설계 및 제조시 일관적이고 예측 가능한 개선이 지난 십년동안 관찰되었다. 성공적인 개선을 위한 한가지 열쇠는 집적 회로(IC)의 소자와 다른 전자 소자 사이의 도전 경로를 제공하는 다층 상호접속 기술이다. 초대규모 집적회로 (VLSI) 및 극초대규모 집적회로(ULSI)에서 수평 상호접속부(통상적으로 라인으로서 불림) 및 수직 상호접속부(통상적으로 접촉부 또는 바이어스로서 불림; 접촉부는 M1, M2 등 같은 하부 금속 층으로 바이어스가 연장하는 동안 하부 기판상 소자로 연장한다) 같은 미크론 이하 및 그 이하의 범위로 형상의 크기를 감소시키는 것은 상호접속부 라인 사이의 용량성 결합을 감소시키고 도전 형상에서 저항을 감소시키는 것을 중요하게 만든다.
알루미늄은 통상적으로 금속화에 사용되는 도전 재료였다. 그러나, 보다 작은 형상의 크기는 알루미늄 보다 작은 저항을 가지는 전도 재료를 요구하였다. 구리는 현재 알루미늄을 대체 또는 보완하기 위한 상호접속 재료로서 고려되는데, 그 이유는 구리가 보다 낮은 저항(3.1 μΩ를 가지는 알루미늄에 비해 1.7μΩ를 가짐) 및 보다 높은 전류 운반 용량을 가지기 때문이다.
반도체 소자 제조를 위하여 구리를 사용하는 것이 바람직한대도 불구하고, 미크론 이하의 형상에서 약 4:1 이상의 종횡비를 가지는 형상에 구리를 증착하기 위한 방법의 선택은 제한된다. 종래에, 화학 기상 증착(CVD) 및 물리 기상 증착(PVD)은 접촉부, 바이어스, 라인들, 또는 기판상에 형성된 다른 형상을 채우기 위하여 전기적으로 도전 재료, 통상적으로 알루미늄을 증착하기 위한 바람직한 처리였다. 그러나, 구리를 증착하기 위한 CVD 처리용 선구체는 현재 개발중이고 구리 형상을 충전하기 위한 PVD 처리는 매우 작은 형상의 개구부를 브릿지할수있고 형상에 보이드를 남긴다.
CVD 및 PVD의 결과, 회로 보드를 제조하기 위하여 우선적으로 미리 사용되는 전기 도금 처리는 기판상 작은 형상을 충전하도록 도전 재료(순수 구리)의 증착을 위하여 개발되었다. 그러나, 전기 도금은 기판상 균일 증착시 자체 문제를 가진다. 전기 도금은 기판상에 전기 도금 증착 처리를 시작하기 위하여 CVD 또는 PVD에 의해 등각적으로 증착된 구리 층 같은 전기 전도 씨드 층을 사용한다. 상기된 바와같이, 구리의 CVD는 개발되었고 따라서, PVD는 형상상에 등각적으로 씨드층을 증착하기 위하여 현재 사용된다.
그러나, 구리의 PVD는 구리 재료의 표면 확산으로 인해 증착 표면에 걸쳐 라인 및 바이어스에서 응집 경향이 있다. 구리가 기판상에 증착될때, 증착 온도의 함수인 구리의 높은 표면 확산도는 증착된 구리 필름이 응집되도록 하여 필름이 드윗(dewet)됨으로써 단속되거나, 및/또는 거칠게됨으로써 응집부가 노출된 구리 표면의 전체 표면 에너지를 감소시킨다. 이런 응집은 단속된 필름이 전기 도금된 구리에서 마이크로 보이드를 유발하거나 거친 표면이 국부적인 전기장을 제공하여, 결국 마이크로 보이드 및 다른 비균일성을 유발하는 역효과를 추후 전기 도금 처리중 갖게한다. 만약 씨드 층 같은 전기 도금된 층이 비균일적으로 기판상에 증착되면, 전류는 씨드 층의 표면상에서 공평하게 분배되지 않고 기판상에 추후 전기 도금된 층의 비균일 증착을 유발할수있다.
게다가, 구리는 구리 형상의 저항을 증가시키는 산화에 심하게 영향을 받을수있다. 산화는 기판이 챔버들 사이에서 이동될때 및 대기 조건 또는 산소원에 구리를 노출시키는 특정 처리시 발생할수있다. 구리의 산화는 형성된 라인 및 바이어스의 저항을 증가시킨다.
그러므로, 본 발명의 목적은 도전 재료 증착으로 형성된 형상에서 보이드를 감소시키고 기판상에 목표되지 않은 산화 효과를 감소시키는 개선된 증착 처리를 제공하는 것이다.
도 1은 IMP 챔버의 개략적인 단면도.
도 2는 기판상에 형성된 씨드층(seed) 층을 가지는 기판의 개략적인 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 기판 200 : 형상
204 : 유전체 층 206 : 라이너 층
208 : 장벽층 210 : 도핑된 씨드 층
212 : 구리층
본 발명은 추후 증착 처리의 균일성을 개선하기 위하여 기판상에 도핑된 층을 형성하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 바람직하게, 층은 도전 재료의 도핑 타켓을 사용하여 물리적 기상 증착(PVD) 또는 이온화된 금속 플라즈마(IMP) PVD 같은 스퍼터링 처리에 의해 증착된다. 바람직하게, 구리 같은 도전 재료는 기판 표면상 도핑된 층의 증착 균일성을 개선하고 도전 재료의 산화를 감소시키기 위하여 인, 붕소, 인듐, 주석, 베릴륨, 또는 그것의 결합물 같은 도판트로 합금된다. 인과 같은 도판트의 부가는 구리 표면 같은 도전 재료 표면을 안정화하고 도전 재료의 표면 확산을 감소시킨다. 구리의 전체적인 표면 확산은 감소되어 응집 또는 단속화되는 경향이 감소되고, 결국 도전 필름의 증착이 부드러워지고 도전 재료의 국부적인 응집이 감소한다. 보다 부드러운 필름은 추후 증착 처리를 위하여 매우 바람직하다. 구리 같은 도전 재료는 PVD, 화학 기상 증착(CVD), 전기 도금, 무전자 증착 및 다른 증착 처리를 포함하는 다양한 처리에 의해 증착된 도핑 층상에 증착될수있다.
일측면에서, 본 발명은 처리 챔버 및 도핑된 도전 타켓을 포함하는 기판상에 재료를 증착하기 위한 장치를 제공한다. 타켓은 구리, 텅스텐, 알루미늄 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도전 재료 및 인, 붕소, 인듐, 주석, 베릴륨 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도핑 재료를 포함한다.
다른 측면에서, 본 발명은 기판상에 층을 스퍼터링하기 위한 도핑된 도전 타켓을 제공한다. 도핑된 도전 타켓은 구리, 텅스텐, 알루미늄 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도전 재료 및 인, 붕소, 인듐, 주석, 베릴륨 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도핑 재료를 포함한다.
다른 측면에서, 본 발명은 기판상에 스퍼터링 처리에 의해 증착된 도핑된 씨드 층을 가지는 기판을 제공한다. 도핑된 씨드 층은 구리, 텅스텐, 알루미늄 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도전 재료 및 인, 붕소, 인듐, 주석, 베릴륨 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도핑 재료를 포함한다.
다른 측면에서, 본 발명은 기판상에 층을 스퍼터링하는 방법을 제공하며, 기판 처리 챔버에 플라즈마를 생성하는 단계, 도핑된 도전 타켓으로부터 재료를 스퍼터링하는 단계를 포함하는데, 상기 타켓은 구리, 텅스텐, 알루미늄 또는 그것의 결합물의 결합으로 선택된 도전 재료 및 인, 붕소, 인듐, 주석, 베릴륨 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도핑 재료를 포함하고, 및 기판상에 스퍼터된 도핑 재료를 증착하는 단계를 포함한다. 구리의 도전층은 바람직하게 전기 도금 처리에 의해 스퍼터된 도핑 재료상에 증착될수있다.
본 발명의 상기된 특징, 장점 및 목적이 달성되고 상세히 이해될수있도록, 상기된 본 발명의 특정 설명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 이루어질수있다.
그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 통상적인 실시예를 도시하므로, 본 발명에 대한 범위를 제한하지 않고 똑같이 효과적인 실시예에 적용될수있다는 것이 주의된다.
본 발명은 바람직하게 스퍼터링 처리를 사용하여 기판상에 도핑된 층을 형성하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 도핑된 층은 바람직하게 인으로 도핑된 구리를 포함한다.
도 1은 처리 가스(통상적으로 아르곤) 및 스퍼터된 타켓 재료 양쪽의 필요량을 이온화하기 위한 능력을 가지는 비교적 고밀도 플라즈마를 생성할수있는 IMP 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. IMP VectraTM챔버로서 공지된 스퍼터링 챔버는 캘리포니아 산타 클라라에 소재한 어플라이드 어티어리얼스사에서 판매된다. IMP 챔버는 또한 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드사에서 제조되는 EnduraTM플랫폼에 통합될수있다. IMP 처리는 스퍼터된 재료가 통과할때 스퍼터된 타켓 재료가 이온화되도록 하는 표준 PVD 보다 고밀도 플라즈마를 제공한다. 이온화는 스퍼터된 재료가 바이어스된 기판 표면에 대해 실질적으로 수직 방향으로 이끌리게 하여 높은 종횡비 형상에 평탄하게 얇은 층을 증착시킨다. 고밀도 플라즈마는 AC 전류가 통과되는 챔버 내부의 코일(122)에 의해 유지된다. 전류는 필요량을 이온화하기 위하여 가스 및 스퍼터된 재료의 원자와 결합한다. 챔버(100)는 측벽(101), 뚜껑(102) 및 하부(103)를 포함한다. 뚜껑(102)은 증착될 재료의 타켓(105)을 유지하는 타켓 유지 플레이트(104)를 포함한다.
타켓(105)은 도전 재료 및 도핑 재료로 이루어진다. 도전 재료는 구리, 텅스텐, 알루미늄 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된다. 도핑 재료는 인, 붕소, 인듐, 주석, 베릴륨 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된다. 바람직하게, 전도 재료는 구리이고 도핑 재료는 인이다. 도핑 재료의 중량 퍼센트는 약 0.01% 내지 약 15%, 바람직하게 약 0.01% 내지 약 0.5%이다. 타켓은 산소가 열적 또는 화학적으로 릴리스되고 나머지 인 및 구리가 타켓으로 형성되는 경우 예를들어 용해된 구리 재료에 산화 인을 균일하게 혼합함으로써 제공될수있다. 야금술로 알려진 다수의 처리는 도핑된 타켓을 형성하게 한다.
챔버(100)의 개구부(108)는 챔버(100)에 기판(110)을 투입하고 챔버로부터 기판을 회수하기 위해 로보트(도시되지 않음)에 대한 액세스를 제공한다. 기판 지지부(112)는 챔버에 기판(110)을 지지시키고 통상적으로 접지된다. 기판 지지부(112)는 기판 지지부(112) 및 그위에 배치된 기판(110)을 상승 및 하강시키는 리프트 모터(114)상에 장착된다. 리프트 모터(118)에 접속된 리프트 플레이트(116)는 챔버(100)내에 장착되고 기판 지지부(112)에 장착된 핀(120a, 120b)을 상승 및 하강시킨다. 핀(120a, 120b)은 기판 지지부(112)의 표면으로부터 기판(110)을 상승시키고 상기 표면에 기판(110)을 하강시킨다. 코일(122)은 기판 지지부(112) 및 타켓(105) 사이에 장착되고 타켓(105) 및 기판(110) 사이에 플라즈마를 생성 및 유지하는데 도움을 주기 위하여 챔버(100)에 유도 결합된 자기장을 제공한다. 코일(122)은 타켓 및 기판(110) 사이 위치로 인해 스퍼터되고 타켓(105)과 같은 유사한 성분으로 이루어진다. 예를들어, 코일(122)은 구리 및 인으로 만들어질수있다. 코일(122)의 도핑 퍼센트는 목표된 층 조성물에 따라 타켓 도핑 퍼센트와 비교하여 가변되고 관련 도핑 퍼센트를 가변시킴으로써 실험적으로 결정된다. 코일(122)에 인가된 전력은 스퍼터된 재료를 이온화하는 플라즈마를 치밀하게 한다. 이온화된 재료는 기판(110)쪽으로 지향하고 기판상에 증착된다. 차폐부(124)는 스퍼터된 재료로부터 챔버 측벽(101)을 차폐하기 위하여 챔버(100)상에 배치된다. 차폐부(124)는 코일 지지부(126)에 의해 코일(122)을 지지한다. 코일 지지부(126)는 차폐부(124) 및 챔버(100)로부터 코일(122)을 전기적으로 절연하고 코일과 유사한 재료로 이루어진다. 클램프 링(128)은 코일(122) 및 기판 지지부(112) 사이에 설치되고 기판(110)이 클램프 링(128)의 하부 부분과 맞물리도록 처리 위치로 상승될때 스퍼터된 재료로부터 기판의 외부 가장자리 및 후면을 차폐한다. 몇몇 챔버 구조에서, 차폐부(124)는 기판(110)이 기판을 이송할수있도록 차폐부(124) 아래로 낮추어질때 클램프 링(128)을 지지한다.
3개의 전력 공급기는 이런 형태의 스퍼터링 챔버에 사용된다. 전력 공급기(130)는 비록 RF 전력이 사용될수있지만, 처리 가스가 플라즈마를 형성할수 있도록 타켓(105)에 DC 전력을 제공한다. 타켓 지지 플레이트(104) 아래에 배치된 자석(106a, 106b)은 타켓(105)에 인접한 전자 밀도를 증가시켜서, 타켓 이온화를 증가시키고 따라서 스퍼터링 효율이 증가한다. 자석(106a, 106b)은 타켓 면과 일반적으로 평행하는 자기장 라인을 형성하고, 그 주위에서 전자들은 방적 퀘도에 트랩되고 스퍼터링하기 위한 가스 원자와 충돌하여 이온화하는 경향이 증가한다. 전력 공급기(132), 바람직하게 RF 전력 공급기는 전력을 코일(122)에 공급하여 플라즈마와 결합하고 밀도를 증가시킨다. 다른 전력 공급기(134), 통상적으로 DC 전력 공급기는 플라즈마에 대해 기판 지지부(112)를 바이어스하고 기판(110)쪽으로 이온화된 스퍼터 재료의 지향성 인력(또는 척력)을 제공한다.
아르곤 또는 헬륨의 불활성 가스 같은 처리 가스 또는 질소 같은 반응 가스는 각각의 중량 흐름 제어기(142, 144)에 의해 측정된 바와같이 가스 소스(138, 140)로부터 가스 입구(136)를 통하여 챔버(100)에 인가된다. 진공 펌프(146)는 챔버(100)를 진공하고 챔버(100)에 목표된 압력을 유지하기 위하여 배기 포트(148)에서 챔버(100)에 접속된다.
제어기(149)는 가스 주입부, 진공 펌프, 및 다른 관련 챔버 구성요소 및 기능에 대한 전력 공급, 리프트 모터, 중량 흐름 제어기의 기능을 제어한다. 제어기(149)는 처리 가스가 플라즈마를 형성하고 타켓 재료를 스퍼터하게 하도록 타켓(105)에 결합된 전력 공급기(130)를 제어한다. 제어기(149)는 기판 표면에 이온화된 스퍼터 재료의 지향성 인력을 제공하기 위하여 전력 공급기(134)를 제어한다. 제어기(149)는 바람직한 실시예에서 하드 디스크 드라이브이고, 아날로그 및 디지탈 입력/출력 보드, 인터페이스 보드, 및 스텝퍼 모터 제어기 보드(도시되지 않음)를 포함할수있는 메모리에 저장된 시스템 제어 소프트웨어를 실행한다. 광학 및/또는 자석 센서(도시되지 않음)는 일반적으로 이동 가능 기계적 어셈블리 위치를 이동 및 결정하기 위하여 사용된다.
200mm 웨이퍼상 인으로 도핑된 구리 씨드층에 대한 예시적인 처리 방법이 지금 기술될 것이다. 헬륨 또는 아르곤 같은 희귀 가스는 약 5 내지 약 100mTorr, 바람직하게 약 20mTorr 내지 약 50mTorr의 챔버 압력을 형성하기에 충분한 비율로 챔버로 흐른다. 전력 공급기(130)는 약 200 와트(W) 내지 약 6kW, 바람직하게 약 750W 내지 약 1.5kW를 타켓(105)에 인가한다. 전력 공급기(132)는 약 500W 내지 약 5kW 내지 약 2.5kW, 바람직하게 약 1.5kW 내지 약 2.5kW AC를 코일(122)에 인가한다. 전력 공급기(134)는 0% 내지 100% 및 바람직하게 약 50% 내지 약 75% 사이의 듀티 사이클(duty cycle)로 약 0W 내지 약 600W, 바람직하게 약 350W 내지 약 500W를 기판 지지부(112)에 인가한다. 기판 온도가 제어될때, 약 -50℃ 내지 약 150℃ 사이, 바람직하게 50℃ 이하의 표면 온도가 씨드 층 증착 동안 처리를 위하여 이용된다. 구리/인 재료는 약 500Å 내지 약 4000Å, 바람직하게 약 2000Å의 두께로 기판상에 증착된다.
도 2는 본 발명의 처리에 따라 형성된 예시적인 기판(110)의 개략적인 단면도이다. 유전체 층(204)은 기판(110)상에 증착되고 비아, 접촉부, 트렌치 또는 라인 같은 형상(200)을 형성하기 위하여 에칭된다. 용어 "기판"은 하부 재료로서 폭넓게 사용되고 일련의 하부층을 포함할수있다. 유전층(204)은 실리콘 웨이퍼 또는 중간레벨 유전층상에 증착된 사전 금속 유전층일수있다.
Ta 층 같은 라이너 층(206)은 하부 재료에 부착을 용이하게 하고 접촉부/비아 저항을 낮추기 위한 전이 층으로서 유전층(204)상에 증착된다. 라이너 층(206)은 IMP PVD 처리를 사용하여 증착되고 시준 또는 긴 쓰로우 스퍼터링 같은 다른 PVD 처리 또는 CVD 같은 다른 방법에 의해 증착될수있다. 시준된 스퍼터링은 시준기를 통하여 비스듬하게 이동하는 스퍼터된 재료를 필터링하기 위하여 타켓 및 기판 사이에 시준기(도시되지 않음)를 배치함으로써 수행된다. 긴 쓰로우 스퍼터링은 일반적으로 타켓 및 기판 사이에 간격을 증가시킴으로써 수행된다. 증가된 거리는 기판에 도달한 스퍼터된 재료가 기판 표면에 수직 방향일 가능성을 증가시킨다. 질화 탄탈륨(TaN)의 장벽층(208)은 높은 종횡비 형상을 위하여 PVD, 및 바람직하게 IMP PVD 처리를 사용하여 라이너 층(206)상에 증착된다. 장벽층은 인접층으로 구리의 확산을 막는다. Ta/TaN이 바람직하지만, 사용될수있는 다른 라이너 및/또는 장벽 층은 티타늄(Ti), 질화 티타늄(TiN), 텅스텐(W), 질화 텅스텐(WN) 및 다른 내화 금속 및 질화된 대응물이 있다.
도핑된 씨드 층(210)은 PVD 및 바람직하게 IMP PVD를 스퍼터링함으로써 증착된다. 도전 재료는 구리, 텅스텐, 알루미늄 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된다. 도핑 재료는 인, 붕소, 인듐, 주석, 베릴륨 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된다. 바람직하게, 도전 재료는 구리이고 도핑 재료는 인이다. 도핑 재료의 중량 퍼센트는 약 0.01% 내지 약 15%, 바람직하게 약 0.01% 내지 약 0.5%이다. 구리/인 재료는 추후 구리 층(212)에 대한 씨드층으로서 장벽층(208)상에 증착된다.
구리층(212)은 PVD, IMP, CVD, 전기 도금, 무전자 증착, 발산, 다른 공지된 방법에 의해 증착될수있다. 바람직하게 구리층(212)은 전기 도금 기술을 사용하여 증착될수있다. 예시적인 전기 도금 시스템은 1999년 4월 8일에 출원된 공동 계류중인 미국특허출원 09/289,074 및 1999년 4월 8일자에 출원된 공동 계류중인 미국특허출원 09/289,074에 기술되고, 여기에 참조로써 통합된다. 전기 도금 화학, 특히 전해질 및 첨가물의 조성물의 기술은 1999년 2월 4일에 출원된 공동 계류중인 미국특허출원 09/245,780에 제공되고 여기에 참조로써 통합된다.
추후 처리는 화학 기계적 폴리싱(CMP)에 의한 평탄화, 층의 부가적인 증착, 및 기판 제조에 공지된 다른 처리를 포함한다.
도핑 재료는 스퍼터된 재료가 증착될때 구리 같은 스퍼터된 도전 재료의 표면 확산도를 감소시키는 것이 믿어진다. 보다 작은 응집은 도핑으로 인해 발생하고 스퍼터된 도전층은 보다 등각적으로 보이드가 적게 발생한다. 하부 씨드 층의 보전에 의해 이루어지는 전기 도금같은 추후 처리를 위하여, 도핑된 층은 위에 증착된 보다 균일한 추후 층을 형성한다.
인 및 다른 도핑 재료는 처리 온도에서 구리보다 산소에 대한 친화력이 보다 크기 때문에 구리 산화물을 감소시킨다. 기판 표면에 도달하는 산소는 도판트와 초기 결합을 선호하고, 구리가 보다 적게 산화되도록 한다는 것이 믿어진다. 하부 레벨의 산화물은 타켓 재료 및 상기 타켓 재료의 증착 층의 저항을 감소시킨다. 감소된 산화물은 습식 CMP 처리 같은 사전 증착 처리시 부식을 감소시키는데 도움을 준다. 인은 타켓 및 증착된 층을 경화시키는 것으로 믿어진다. 실험적인 증거는 보다 단단한 타켓이 타켓 및 인접 구조 사이에서 아킹을 감소시킨다는 것을 제시하고, 여기서 아킹은 기판상에 배치된 타켓(스플랫(splat))의 원하지 않는 부분을 제거하고 증착물을 오염시킨다. 인은 구리의 용해 온도를 낮추어, 표면 이동성 및 평탄화가 보다 낮은 온도에서 발생할수있다.
챔버 및 다른 시스템 구성요소의 방향 변화가 가능하다. 부가적으로, 여기에 기술된 "이상", "상부", "이하", "아래", "하부", "측부" 같은 모든 이동 및 위치는 타켓, 기판, 및 코일 같은 물체의 위치에 관련된다. 따라서, 본 발명에 의해 처리 시스템에 기판의 목표된 지지를 달성하기 위해 임의의 또는 모든 구성요소를 지향시키는 것이 고려된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 및 추가 실시예가 다음 청구범위에 의해 결정된 기본적인 범위를 벗어나지 않고 변형될수있다.
본 발명은 개선된 증착 처리에 의해 도전 재료 증착으로 형성된 형상에서 보이드가 감소하고 기판상에 목표되지 않은 산화 효과가 감소되는 효과를 가진다.
Claims (20)
- 기판상에 재료를 증착하기 위한 장치에 있어서,a) 처리 챔버; 및b) 도핑된 도전 타켓을 포함하고, 상기 도전 타켓은,ⅰ) 구리, 텅스텐, 알루미늄 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도전 재료; 및ⅱ) 인, 붕소, 인듐, 주석, 베릴륨 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도핑 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 도핑된 도전 타켓은 구리 및 인을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 타켓에 인접하여 배치된 코일에 결합된 코일 바이어스 발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 코일은 도핑된 도전 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 코일은 구리 및 인을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 코일은 타켓과 동일 도핑 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
- 제 3 항에 있어서, 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 타켓으로부터 스퍼터된 도핑된 타켓 재료를 이온화하기 위하여 코일 바이어스 발생기를 가진 코일에 약 500 와트 내지 약 5000 와트를 인가하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
- 기판상에 층을 스퍼터링하기 위한 도핑된 도전 타켓에 있어서,a) 구리, 텅스텐, 알루미늄 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도전 재료; 및b) 인, 붕소, 인듐, 주석, 베릴륨 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도핑 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 도핑된 도전 타켓.
- 제 8 항에 있어서, 상기 타켓은 구리 및 인을 포함하는 것을 특징으로 하는 도핑된 도전 타켓.
- 제 8 항에 있어서, 상기 인은 타켓중 약 0.01% 내지 약 15% 사이인 것을 특징으로 하는 도핑된 도전 타켓.
- 기판상에 스퍼터링 처리에 의해 증착된 도핑된 씨드 층을 가지는 기판에 있어서, 상기 도핑된 씨드 층은,a) 구리, 텅스텐, 알루미늄 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도전 재료; 및b) 인, 붕소, 인듐, 주석, 베릴륨 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도핑 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판.
- 제 11 항에 있어서, 상기 도핑된 씨드 층은 구리 및 인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판.
- 제 12 항에 있어서, 상기 인 씨드 층은 상기 씨드 층중 약 0.01% 내지 약 15% 사이인 것을 특징으로 하는 기판.
- 제 11 항에 있어서, 상기 스퍼터링 처리는 이온화된 스퍼터링 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판.
- 기판상에 층을 스퍼터링하는 방법에 있어서,a) 기판 처리 챔버내에 플라즈마를 생성하는 단계;b) 도핑된 도전 타켓으로부터 재료를 스퍼터링하는 단계를 포함하는데, 상기 타켓은,ⅰ) 구리, 텅스텐, 알루미늄 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도전 재료; 및ⅱ) 인, 붕소, 인듐, 주석, 벨릴륨 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도핑 재료를 포함하고; 및c) 기판상에 스퍼터된 도핑 재료를 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 타켓으로부터 재료를 스퍼터링하는 단계는 인으로 도핑된 스퍼터링 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 도핑된 도전 타켓으로부터 스퍼터된 재료를 이온화하고 상기 이온을 기판에 끌어당기는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 17 항에 있어서, 전기 도금 처리에 의해 기판상 스퍼터된 도핑 재료의 적어도 일부상에 구리층을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 18 항에 있어서, 도핑된 코일로부터 재료를 스퍼터링하는 단계를 더 포함하고, 상기 도핑된 코일은,a) 구리, 텅스텐, 알루미늄 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도전 재료; 및b) 인, 붕소, 인듐, 주석, 베릴륨 또는 그것의 결합물의 그룹으로부터 선택된 도핑 재료를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 스퍼터된 도핑된 재료상에 도전 재료를 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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