【手続補正書】
【提出日】平成23年2月18日(2011.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子層蒸着（ＡＬＤ）によって薄膜を蒸着するための装置であって、
基板を支持するよう構成された基板支持部と、
反応ガスおよびパージガスを順次供給して近接ヘッドの下方にＡＬＤ薄膜を蒸着するよう構成された近接ヘッドと、
を備え、
前記近接ヘッドは、基板表面の活性処理領域を覆い、
前記近接ヘッドは、前記基板に対向する前記近接ヘッドの表面と前記基板との間の反応空間から、余分な反応ガス、パージガス、または、蒸着副生成物を吸引するための少なくとも１つの真空チャネルを備える、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記近接ヘッドは、複数のヘッド面を備えており、各ヘッド面は、前記近接ヘッドの下方の前記基板表面上に反応ガスまたはパージガスを供給するよう構成されると共に、少なくとも１つの真空チャネルを有する、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、前記近接ヘッドは、少なくとも１回のＡＬＤ蒸着サイクルを完了させるように、ヘッド面から別のヘッド面に回転することが可能である、装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置であって、前記近接ヘッドは、約１サイクル／秒から約１００サイクル／秒の間の速度で前記近接ヘッドを回転させる回転構造を備えるよう構成される、装置。
【請求項５】
請求項３に記載の装置であって、前記近接ヘッドは、約１０サイクル／秒から約２０サイクル／秒の間の速度で前記近接ヘッドを回転させる回転構造を備えるよう構成される、装置。
【請求項６】
請求項２に記載の装置であって、前記近接ヘッドは、４つのヘッド面を備え、
第１のヘッド面は、第１の反応ガスを供給するよう構成され、前記第１のヘッド面に隣接する２つのヘッド面は、パージガスを供給するよう構成され、前記第１のヘッド面の対面のヘッド面は、第２の反応ガスを供給するよう構成されている、装置。
【請求項７】
請求項２に記載の装置であって、前記近接ヘッドは、３つのヘッド面を備え、
第１のヘッド面は、第１の反応ガスを供給するよう構成され、第２のヘッド面は、パージガスを供給するよう構成され、第３のヘッド面は、第２の反応ガスを供給するよう構成されている、装置。
【請求項８】
請求項２に記載の装置であって、前記近接ヘッドは、８つのヘッド面を備え、
対面する２つの第１のヘッド面は、第１の反応ガスを供給するよう構成され、
前記２つの第１のヘッド面に隣接すると共に対面する２つの第２のヘッド面は、パージガスを供給するよう構成され、
前記２つの第２のヘッド面に隣接し前記２つの第１のヘッド面とは隣接しない対面する２つの第３のヘッド面は、第２の反応ガスを供給するよう構成され、
前記２つの第３のヘッド面および前記２つの第１のヘッド面に隣接すると共に対面する２つの第４のヘッド面は、前記パージガスを供給するよう構成されている、装置。
【請求項９】
請求項２に記載の装置であって、前記近接ヘッドは、コンベヤベルトであり、
前記コンベヤベルトは、複数の供給部を備え、前記複数の供給部の各々は、反応ガスまたはパージガスを供給し、前記コンベヤベルトは、前記基板表面に沿って動く、装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の装置であって、２回の蒸着サイクルを実行するよう構成された８つの供給部が設けられている、装置。
【請求項１１】
求項１に記載の装置であって、２つの真空チャネルが、前記反応ガスまたは前記パージガスを供給するための少なくとも１つのガスチャネルの両側に１つずつ設けられている、装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の装置であって、前記反応ガスまたは前記パージガスを供給するための少なくとも１つのガスチャネルを取り囲む１つの真空チャネルが設けられている、装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の装置であって、前記近接ヘッドの長さは、前記基板の直径よりも長く、前記供給される反応ガスまたはパージガスは、前記基板の前記直径以上の長さにわたって供給される、装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の装置であって、前記近接ヘッドの長さは、前記基板の直径よりも短く、前記供給される反応ガスまたはパージガスは、前記基板の前記直径より短い長さにわたって供給される、装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の装置であって、前記近接ヘッドは、現在の蒸着位置で前記ＡＬＤ薄膜が蒸着されると、前記現在の蒸着位置で蒸着された前記ＡＬＤ薄膜と重複する薄膜を蒸着するために、次の蒸着位置へ移動するよう構成されている、装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の装置であって、前記近接ヘッドは、現在の蒸着位置でさらなる蒸着サイクルを実行するよう構成されている、装置。
【請求項１７】
請求項３に記載の装置であって、前記近接ヘッドが、ヘッド面から別のヘッド面へ前記近接ヘッドを回転させる回転構造によって回転された時に、前記近接ヘッドと前記基板との間のギャップ距離が変化する、装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の装置であって、前記近接ヘッドと前記基板との間のギャップ距離が、５ｍｍ未満である、装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の装置であって、前記ＡＬＤ薄膜の厚さは、前記近接ヘッドが前記基板を移動する速度によって決定される、装置。
【請求項２０】
請求項１に記載の装置であって、前記反応ガスは、バリア金属含有反応物質、または、前記バリア金属含有反応物質と共にバリア層を形成する反応ガスである、装置。
【請求項２１】
請求項１に記載の装置であって、前記反応ガスは、ライナ金属含有反応物質、または、前記ライナ金属含有反応物質と共にライナ層を形成する反応ガスである、装置。
【請求項２２】
請求項１に記載の装置であって、前記供給される反応ガスまたはパージガスは、前記基板支持部または前記近接ヘッドに接続された高周波（ＲＦ）電源によって、もしくは、遠隔のプラズマリアクタ内で、プラズマ化される、装置。
【請求項２３】
請求項１に記載の装置であって、ＡＬＤによって蒸着される前記薄膜は、バリア層またはライナ層であり、前記薄膜を形成する金属は、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｍ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、ルテニウム（Ｒｕ）、および、クロム（Ｃｒ）からなる群から選択される、装置。
【請求項２４】
請求項１に記載の装置であって、ＡＬＤによって蒸着される前記薄膜は、バリア層またはライナ層であり、約１０Åから約５０Åの間の厚さを有する、装置。
【請求項２５】
原子層蒸着（ＡＬＤ）によって薄膜を蒸着するための反応ガスおよびパージガスを供給するための近接ヘッドであって、
前記近接ヘッドは、基板を受けるために構成されている基板領域の一部を覆い、前記一部は前記基板領域全体よりも小さく、前記近接ヘッドは、ガス流入口を介して反応ガスおよびパージガスを順次供給して前記近接ヘッドの下方にＡＬＤ薄膜を蒸着するよう構成されており、
前記近接ヘッドは、複数のヘッド面を有しており、各ヘッド面は、
前記ガス流入口と、
前記基板領域に対向する前記近接ヘッドの表面と前記基板領域の前記一部との間の反応空間から、余分な反応ガス、パージガス、または、蒸着副生成物を吸引するための、前記ガス流入口とは別の少なくとも２つの真空チャネルと、を備え、
前記近接ヘッドは前記各ヘッド面を前記基板領域方向に向けるよう回転可能である、近接ヘッド。
【請求項２６】
請求項２５に記載の近接ヘッドであって、回転可能な前記近接ヘッドは、少なくとも１回のＡＬＤ蒸着サイクルを完了させる、近接ヘッド。
【請求項２７】
請求項２５に記載の近接ヘッドであって、前記近接ヘッドは、４つのヘッド面を備え、
第１のヘッド面は、第１の反応ガスを供給するよう構成され、前記第１のヘッド面に隣接する２つのヘッド面は、パージガスを供給するよう構成され、前記第１のヘッド面の対面のヘッド面は、第２の反応ガスを供給するよう構成されている、近接ヘッド。
【請求項２８】
請求項２５に記載の近接ヘッドであって、前記反応ガスまたは前記パージガスを供給するための少なくとも１つのガスチャネルを取り囲む１つの真空チャネルが設けられている、近接ヘッド。
【請求項２９】
請求項２５に記載の近接ヘッドであって、前記近接ヘッドの長さは、前記基板領域の直径よりも長く、前記供給される反応ガスまたはパージガスは、前記基板領域の前記直径以上の長さにわたって供給される、近接ヘッド。
【請求項３０】
請求項２５に記載の近接ヘッドであって、前記近接ヘッドは、現在の蒸着位置で前記ＡＬＤ薄膜が蒸着されると、前記現在の蒸着位置で蒸着された前記ＡＬＤ薄膜と重複がある薄膜を蒸着するために、次の蒸着位置へ移動するよう構成されている、近接ヘッド。
【請求項３１】
請求項２６に記載の近接ヘッドであって、前記近接ヘッドは、前記複数のヘッド面を切り替える前記近接ヘッドを回転させる回転構造を備え、前記近接ヘッドと前記基板領域との間のギャップ距離を設定するための位置を有する、近接ヘッド。
【請求項３２】
請求項２５に記載の近接ヘッドであって、前記供給される反応ガスまたはパージガスはプラズマ化される、近接ヘッド。
【請求項３３】
請求項２５に記載の近接ヘッドであって、ＡＬＤによって蒸着される前記薄膜は、バリア層またはライナ層であり、前記薄膜を形成する金属は、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｍ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、ルテニウム（Ｒｕ）、および、クロム（Ｃｒ）からなる群から選択される、近接ヘッド。
【請求項３４】
請求項２５に記載の近接ヘッドであって、前記反応ガスは、バリア金属含有反応物質、または、前記バリア金属含有反応物質と共にバリア層を形成する反応ガスである、近接ヘッド。
【請求項３５】
請求項２５に記載の近接ヘッドであって、前記反応ガスは、ライナ金属含有反応物質、または、前記ライナ金属含有反応物質と共にライナ層を形成する反応ガスである、近接ヘッド。
【請求項３６】
基板の基板表面上に原子層蒸着（ＡＬＤ）によって薄膜を蒸着するための近接ヘッドであって、
基板を受けるために構成されている基板領域の一部を覆う前記近接ヘッドの本体部と、前記一部は前記基板領域全体よりも小さく、前記本体部は、少なくとも前記基板領域を幅方向に亘って覆うように伸張されており、前記本体部は少なくとも４つのヘッド面、すなわち、
第１の反応ガスを供給するためのガス供給口と、前記ガス供給口の両側に規定され、余分な第１の反応ガスを吸引する２つの真空チャネルとが設けられている第１のヘッド面と、
パージガスを供給するためのガス供給口と、前記ガス供給口の両側にそれぞれ規定され、余分なパージガスを吸引する２つの真空チャネルとが設けられている第２のヘッド面と、
第２の反応ガスを供給するためのガス供給口と、前記ガス供給口の両側に規定され、余分な第２の反応ガスを吸引する２つの真空チャネルとが設けられている第３のヘッド面と、
パージガスを供給するためのガス供給口と、前記ガス供給口の両側に規定され、余分なパージガスを吸引する２つの真空チャネルとが設けられている第４のヘッド面と、
を有し、
前記第１、第２、第３および第４のヘッド面は前記本体部に規定され、前記本体部は前記ヘッド面の１つが前記基板領域の前記一部に近接するように回転可能であり、前記近接ヘッドは、前記第１の反応ガス、前記パージガス、前記第２の反応ガスを順次供給してＡＬＤによる薄膜の蒸着を可能にする、近接ヘッド。
【請求項３７】
請求項３６に記載の近接ヘッドであって、前記近接ヘッドは、前記近接ヘッドを約１サイクル／秒から約１００サイクル／秒の間の速度で回転させる回転構造によって規定される、近接ヘッド。
【請求項３８】
請求項３６に記載の近接ヘッドであって、前記近接ヘッドは、前記近接ヘッドを約１０サイクル／秒から約２０サイクル／秒の間の速度で回転させる回転構造によって規定される、近接ヘッド。
【請求項３９】
請求項３６に記載の近接ヘッドであって、２回の蒸着サイクルを実行するよう構成された８つの供給部が設けられている、近接ヘッド。
【請求項４０】
基板の基板表面上に原子層蒸着（ＡＬＤ）によって薄膜を蒸着するための近接ヘッドであって、
基板を受けるために構成されている基板領域の一部を覆う前記近接ヘッドの本体部と、前記一部は前記基板領域全体よりも小さく、前記本体部は、少なくとも前記基板領域を幅方向に亘って覆うように伸張されており、前記本体部は少なくとも３つのヘッド面、すなわち、
第１の反応ガスを供給するためのガス供給口と、前記ガス供給口の両側にそれぞれ規定され、余分な第１の反応ガスを吸引する２つの真空チャネルとが設けられている第１のヘッド面と、
パージガスを供給するためのガス供給口と、前記ガス供給口の両側に規定され、余分なパージガスを吸引する２つの真空チャネルとが設けられている第２のヘッド面と、
第２の反応ガスを供給するためのガス供給口と、前記ガス供給口の両側に規定され、余分な第２の反応ガスを吸引する２つの真空チャネルとが設けられている第３のヘッド面と、
を有し、
前記第１、第２および第３のヘッド面は前記本体部に規定され、前記本体部は前記ヘッド面の１つが前記基板領域の前記一部に近接するように回転可能であり、前記近接ヘッドは、前記第１の反応ガス、前記パージガス、前記第２の反応ガスを順次供給してＡＬＤによる薄膜の蒸着を可能にする、近接ヘッド。
【請求項４１】
請求項４０に記載の近接ヘッドであって、前記近接ヘッドは、前記近接ヘッドのヘッド面を切り替える回転構造を備え、前記近接ヘッドと前記基板との間のギャップ距離を設定するための位置を有する、近接ヘッド。
【請求項４２】
請求項４０に記載の近接ヘッドであって、前記第１の反応ガス、前記第２の反応ガスまたは前記パージガスのいずれかを供給するための少なくとも１つの前記ガスチャネルを取り囲む１つの真空チャネルを備える、近接ヘッド。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【図１Ａ】バリア層を蒸着された相互接続構造を示す図。
【図１Ｂ】バリア層、ライナ層、および、銅層を蒸着された相互接続構造を示す図。
【図２】ＡＬＤ蒸着サイクルの一例を示す図。
【図３】従来のＡＬＤチャンバの一例を示す概略図。
【図４】本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドを備えるＡＬＤチャンバを示す概略図。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に従って、ＡＬＤ用の近接ヘッドを示す概略図。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に従って、基板上方に配置されたＡＬＤ用の近接ヘッドを示す上面図。
【図５Ｃ】本発明の別の実施形態に従って、基板上方に配置されたＡＬＤ用の近接ヘッドを示す上面図。
【図５Ｄ】本発明のさらに別の実施形態に従って、基板上方に配置された表面処理用の近接ヘッドを示す上面図。
【図５Ｅ】本発明の一実施形態に従って、ＡＬＤ用の近接ヘッドを示す底面図。
【図５Ｆ】本発明の別の実施形態に従って、ＡＬＤ用の近接ヘッドを示す底面図。
【図５Ｇ】本発明の一実施形態に従って、基板下方に配置されたＡＬＤ用の近接ヘッドを示す概略断面図。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に従って、ＡＬＤ用の近接ヘッドによって蒸着された薄膜を示す概略図。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態に従って、ＡＬＤ用の近接ヘッドによって蒸着された複数層の薄膜を示す概略図。
【図７Ａ】本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドを示す概略断面図。
【図７Ｂ】本発明の別の実施形態に従って、近接ヘッドを示す概略断面図。
【図７Ｃ】本発明のさらに別の実施形態に従って、近接ヘッドを示す概略断面図。
【図７Ｄ】本発明の一実施形態に従って、コンベヤベルトを備えた近接ヘッドを示す概略断面図。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に従って、近接ヘッドを用いたＡＬＤの処理フローを示すフローチャート。
【図８Ｂ】本発明の別の実施形態に従って、近接ヘッドを用いたＡＬＤの処理フローを示すフローチャート。
【図９】本発明の一実施形態に従って、基板上方に配置された表面処理および蒸着用の複数の近接ヘッドを示す図。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
段差被覆性の問題に加えて、窒化タンタル（ＴａＮ）などのバリア層は、誘電体層１５０とは良好に付着するが、ＴａＮと銅の間の付着は弱い。対照的に、タンタル（Ｔａ）などのバリア層は、銅と良好に付着するが、誘電体層とはそれほど付着しない。図１Ｂに示すように、相互接続構造１１０に裏打ちしてＴａＮが誘電体層１５０に接触するようにＴａＮ層１１１を蒸着し、次いで、銅１１３がＴａ１１２と接触するようにＴａ層を蒸着することが可能である。Ｔａ層は、銅に対するライナ層または接着層として働く。しかし、２工程の処理はより複雑であり、第１のＴａＮの蒸着が相互接続構造のアスペクト比をさらに高くすることで、次のＴａ層の段差被覆性の問題を悪化させる。ライナ層の他の例としては、特に、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、ルテニウム（Ｒｕ）が挙げられるが、それらに限定されない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
基板表面に供給されたバリア金属含有反応物質２０１のパルスは、基板表面上にバリア金属（Ｔａなど）の単層を形成する。一実施形態において、パルス状のパージガスは、プラズマ強化（すなわちプラズマ支援）ガスである。Ｔａなどのバリア金属は、誘電材料から形成された基板表面に接着する。パージガス２０２は、基板表面から余分なバリア金属含有反応物質２０１を除去する。パージガス２０２のパルスに続いて、反応物質（Ｂ）２０３のパルスが基板表面に供給される。反応ガス（Ｂ）２０３は、窒素含有ガスまたは水素含有還元ガスであってよい。バリア材料が窒素（ＴａＮなど）を含む場合、反応物質（Ｂ）２０３は、窒素を含みうる。反応ガス（Ｂ）２０３の例としては、アンモニア（ＮＨ3）、Ｎ2、および、ＮＯが挙げられる。他の窒素含有前駆体ガスとしては、特に、ＮｘＨｙ（ｘおよびｙは整数で、例えばＮ2Ｈ4）、Ｎ2プラズマ源、および、ＮＨ2Ｎ（ＣＨ3）2を用いてもよいが、それらに限定されない。バリア材料が窒素をほとんど含まないか全く含まない場合、反応ガス（Ｂ）２０３は、Ｈ2などの水素含有還元ガスであってよい。パルス２０３に続いて、パージガス２０４のパルスが供給される。反応ガス物質Ｍ、Ｂ、および、パージガスは、プラズマ強化されてもよいし、熱的に励起されてもよい。一実施形態において、反応ガス（Ｂ）２０３のパルスは、プラズマ強化（すなわちプラズマ支援）される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
従来のＡＬＤ装置および処理において、反応ガスおよびパージガスは、基板表面の全体に渡って導入される。反応物質ＭまたはＢが基板表面全体に行き渡るためには、ある程度の時間ΔＴM、ΔＴBが必要である。同様に、余分な反応物質ＭまたはＢを基板表面からポンプで確実に除去するには、図２に示すように、十分なパージ時間ΔＴP1、ΔＴP2が必要である。ΔＴM、ΔＴB、ΔTP1、およびΔＴP2は、それぞれ、反応物質Ｍ、反応物質Ｍのパージガス、反応物質Ｂ、および、反応物質Ｂのパージガスのパルス時間（すなわちパルス幅）と呼ぶこともできる。反応物質Ｍのパルス時間、反応物質Ｍのパージガス、反応物質Ｂ、および、反応物質Ｂのパージガスは、バリア層蒸着のスループットに影響する。反応物質Ｂは、基板表面および処理チャンバから反応物質Ｍが実質的になくなった後に、処理チャンバ内すなわち基板表面に導入される。同様に、反応物質Ｍは、基板表面および処理チャンバから反応物質Ｂが実質的になくなった後に、処理チャンバ内すなわち基板表面に導入される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
蒸着サイクルが比較的長いために、Ｒｕなど、一部のバリア層またはライナ層の蒸着速度（またはスループット）は、製造の観点からは低すぎると考えられる。蒸着速度を改善するために、蒸着サイクルを短縮する必要がある。蒸着サイクルの短縮の一つの方法は、反応ガスおよびパージガスのパルスの短縮（高速パージまたは高速ポンプ）である。反応空間が小さく、反応物質またはパージガスの真空除去（すなわちポンプ除去）が反応空間の近くで行われる場合には、短パルスが可能である。図４は、近接ヘッド４３０を備えたＡＬＤリアクタ４００の概略図を示す。リアクタ４００では、基板支持部４２０上に基板４１０が配置されている。近接ヘッド４３０は、基板４１０の上方に支持されている。近接ヘッド４３０と基板４１０との間には、反応空間４５０が存在する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
ガス流入口４４０および真空ライン４６５が、近接ヘッド４３０に接続されている。ガス流入口４４０は、反応物質およびパージガスを処理チャンバ４００に供給する。ガス流入口４４０は、反応物質またはパージガスを貯留する複数のコンテナに接続されてよい。例えば、ガス流入口４４０は、第１の反応物質（図２の反応物質Ｍなど）を貯留するコンテナ４４１に接続されてよい。一実施形態において、コンテナ４４１内の反応物質は、液体の状態であり、搬送ガスによってガス流入口４４０内に搬送される。なお、搬送ガスは、不活性ガスの１つ、または、反応物質Ｍ（Ｎ2など）と反応しないガスである。不活性ガスの例としては、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン、および、ラドンが挙げられる。ガス流入口４４０は、第２の反応ガス（図２の反応物質Ｂなど）を供給するコンテナ４４３とも接続されてよい。上述のように、反応物質Ｂは、プラズマ支援されてよい。一実施形態において、反応物質Ｂは、プラズマ化された反応物質Ｂを生成するリアクタ４４３’によって供給される。あるいは、リアクタ４４３’からプラズマ化した反応物質Ｂを供給する代わりに、反応物質Ｂが反応空間４５０内に供給される時にプラズマを生成して反応物質Ｂをプラズマ化するために、基板支持部４２０を高周波（ＲＦ）ジェネレータ４７０に接続してもよい。あるいは、ＲＦジェネレータ４７３を近接ヘッド４３０に接続して、プラズマを生成してもよい。一実施形態では、プラズマ生成の間、一方の電極がＲＦジェネレータに接続され、他方の電極が接地される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
ＡＬＤ蒸着サイクル中には、反応物質Ｍ、Ｂ、および、パージガスＰの内の１つが、ガス流入口４４０に供給される。これらのガス供給のオン／オフは、バルブ４５１、４５３、および、４５４で制御される。真空ライン４６５の他端は、真空ポンプ４６０である。図４の反応空間４５０は、図３の反応空間３５０よりもかなり小さい。チャンバ圧を維持するために、さらに、真空ポンプ（図示せず）が圧力チャンバに接続されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
図５Ａは、基板４１０の上方に配置された近接ヘッド４３０一実施形態を示しており、近接ヘッド４３０と基板４１０との間には反応空間４５０が存在する。反応空間４５０の下の基板表面は、活性処理領域４５５である。近接ヘッド４１０は、反応物質Ｍ、Ｂ、または、パージガスＰを供給する１または複数のガスチャネル４１１を有する。ガスチャネル４１１の両側には、真空チャネル４１３、４１５が設けられており、余分な反応物質Ｍ、Ｂ、パージガス、および／または、反応空間４５０からの反応副生成物をポンプで排出する。余分な反応物質または反応物質の副生成物を基板表面から真空除去する真空チャネル４１３、４１５を設けることで、パージガスを必要としなくてもよくなる。図２のパージ工程２０２および２０４は、一部の実施形態では省略されてもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図５Ｄは、基板４１０の表面上で回転する近接ヘッド４３０’’を備えた別の実施形態を示す。この実施形態において、処理ガスは、近接ヘッド４３０の端部に取り付けられたガス流入口４４０’に供給される。真空ライン４６５’も近接ヘッド４３０’’の端部に接続される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図５Ｅは、図５Ａの近接ヘッド４３０の底面の一実施形態を示す。近接ヘッド４３０は、ガスチャネル４１１に接続され複数のガス導入孔４２１を備えたガス導入ヘッド４０１を有する。図５Ｅに示したガス導入孔４２１の配列と形状は、一例にすぎない。他の配列および形状の導入孔を用いてもよい。一実施形態において、導入ヘッド４０１は、１つの狭いスリット（図示せず）だけを備え、導入孔を備えていない。あるいは、例えば、１列ではなく、２列以上の導入孔を設けてもよい。その場合、導入孔は、千鳥配列でもよいし、並列で配置されてもよい。導入孔の形状は、円形、正方形、六角形、または、その他の形状であってよい。近接ヘッド４３０は、さらに、ガス導入ヘッド４０１の両側に、真空チャネル４１３、４１５と接続された真空ヘッド４０３、４０５を有している。この実施形態では、真空ヘッド４０３、４０５は、２つのスリットである。他の形状の真空ヘッドを用いてもよい。あるいは、真空ヘッド４０３および４０５のスリットをつなげて、図５Ｆの近接ヘッド４３０’’’に示すような、ガス導入ヘッド４０１を取り囲む単一のスリット４０３’として構成してもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図６Ａは、基板６１０上に蒸着された薄膜のバリアまたはライナ層６２０の概略断面図を示す。基板６１０の端で、薄膜のバリアまたはライナ層６２０の小さい部分６２１が、近接ヘッドの下で蒸着される。部分６２１が蒸着された後、近接ヘッドは、左に移動され、部分６２１とわずかに重なる別の部分６２２を蒸着する。部分６２２の後に部分６２３が、部分６２３の後に部分６２４が蒸着され、以下同様に続く。基板の他端で、蒸着処理が停止し、完全な薄膜６２０が形成される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図６Ｂは、基板上に蒸着された複数の薄膜層６２０、６３０の、概略断面図を示す。第１の層６２０が蒸着された後に、第２の層６３０が、第１の層６２０の上部に蒸着される。第２の層６３０は、膜の全厚を増大させるために、第１の層６２０と同じ材料で形成されてよい。あるいは、第１の層６２０の厚さが十分である場合、または、目標の厚さに達している場合、第２の層６３０は、異なる材料から形成されてよい。例えば、第１の層６２０の材料は、バリア層として機能するＴａＮであってよい。第２の層６３０の材料は、ライナ層として機能するＲｕであってよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図５Ａに示したシャワーヘッドの実施形態に加えて、他の実施形態も可能である。図７Ａは、基板７１０の上方に吊り下げられた回転近接ヘッド７００の断面図を示す。近接ヘッド７００の断面は、長方形または正方形であってよい。各ヘッド面の表面上には、中央にガス流入口が設けられ、その両側に真空チャネルが設けられている。例えば、ヘッド面１には、反応物質Ｍを供給するガス流入口７１１、および、真空チャネル７１３、７１５が設けられている。ヘッド面２には、パージガスＰを供給するガス流入口７２１、および、真空チャネル７２３、７２５が設けられている。ヘッド面３には、反応物質Ｂを供給するガス流入口７３１、および、真空チャネル７３３、７３５が設けられている。ヘッド面４には、パージガスＰを供給するガス流入口７４１、および、真空チャネル７４３、７４５が設けられている。図７Ａに示す実施形態において、真空チャネル７１３、７１５、７２３、７２５、７３３、７３５、７４３、７４５は、真空ポンプと接続する１つの真空プレナムに接続されている。一実施形態では、各真空チャネル７１３、７１５、７２３、７２５、７３３、７３５、７４３、７４５と真空プレナム７０１との間に、真空チャネルのオン／オフを制御する制御バルブ（図示せず）が設けられる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図２の処理フローの開始時には、ヘッド面１が基板７１０の表面に対向する。反応物質Ｍのパルスが、近接ヘッドの下の基板表面上に散布される。余分な反応物質Ｍは、真空チャネル７１３、７１５によって基板表面からポンプ除去される。その後、近接ヘッド７００は、ヘッド面２を基板７１０の表面と対向させるように回転し、基板表面から余分な反応ガスＭを追い出すためにパージガスのパルスを供給する。なお、回転装置は図示していない。次いで、ヘッド面３が基板７１０の表面に対向するように回転し、近接ヘッドの下方にある基板表面上に反応物質Ｂのパルスを散布することが可能になる反応物質ＭおよびＢは、反応して、バリア層またはライナ層を形成する。反応が終わると、ヘッド面４が基板７１０の表面に対向するように回転し、余分な反応物質Ｂおよび反応副生成物を基板７１０の表面からパージして、１蒸着サイクルが終了する。蒸着サイクルの間、各ヘッド面と基板７１０との間の距離は、ヘッド面ごとに異なってもよい。近接ヘッドを回転および移動させるメカニズム（装置）は、ヘッド面ごとに異なるギャップ空間を設けることを可能にする。１蒸着サイクルの終了時には、膜の厚さを増大させるために同じ場所でサイクルを繰り返してもよいし、図６Ａに示すように、薄膜の別の部分を蒸着するために現在の位置に隣接する位置に近接ヘッドを移動させてもよい。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図７Ａに示した実施形態に加えて、ＡＬＤ蒸着のための近接ヘッド７５０は、図７Ｂに示すように３つのヘッド面を備えてもよい。例えば、ヘッド面１には、反応物質Ｍを供給するガス流入口７５１、および、真空チャネル７５３、７５５が設けられている。ヘッド面２には、パージガスＰを供給するガス流入口７６１、および、真空チャネル７６３、７６５が設けられている。ヘッド面３には、反応物質Ｂを供給するガス流入口７７１、および、真空チャネル７７３、７７５が設けられている。真空チャネルは、真空ポンプと接続する真空プレナム７５７に接続されている。蒸着サイクル中、近接ヘッドは、ヘッド面１からヘッド面２、ヘッド面３へ回転し、その後、ヘッド面２へ戻って蒸着サイクルを完了することができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図７Ｃは、ＡＬＤ蒸着のための近接ヘッドの別の実施形態７８０を示している。この実施形態では、８つのヘッド面が設けられており、反応物質およびパージガスを、Ｍ−Ｐ−Ｂ−Ｐ−Ｍ−Ｐ−Ｂ−Ｐの順で供給する。近接ヘッド７８０が１回転すると、２回の蒸着サイクルが完了する。一実施形態において、近接ヘッドは、１つの位置に留まって、２回の蒸着サイクルを完了させる。別の実施形態において、近接ヘッド７８０は、第１の蒸着サイクルが終わると次の位置に移動し、新たな位置で第２の蒸着を実行して、近接ヘッド７８０の一回転を完了させる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図７Ｄは、ＡＬＤ蒸着のための近接ヘッドの別の実施形態７９０を示している。この実施形態では、８つのガス流入口部分と真空チャネルとがコンベヤベルト７９５に結合されており、Ｍ−Ｐ−Ｂ−Ｐ−Ｍ−Ｐ−Ｂ−Ｐの順で反応物質およびパージガスを供給する。コンベヤベルトの下に反応空間７９７がある。反応空間７９７は、基板表面の領域７９８の上方、かつ、反応物質Ｍを供給する部分Ｍ1の下方に位置する。反応物質Ｍのパルスが基板表面上に供給された後、コンベヤベルト７９５は、パージガスを供給するために、基板表面７９８の上方に位置するようＰ1部分を移動させる。近接ヘッド７９０が１回転すると、２回の蒸着サイクルが完了する。一実施形態において、近接ヘッドは、１つの位置に留まって、２回の蒸着サイクルを完了させる。別の実施形態において、近接ヘッド７９０は、第１の蒸着サイクルが終わると次の位置に移動し、新たな位置で第２の蒸着を実行して、近接ヘッド７９０の一回転を完了させる。さらに別の実施形態では、コンベヤベルトの下に別の蒸着空間７９６が存在する。蒸着空間７９６の下の表面７９４上では、薄膜蒸着が起こる。この実施形態では、２つの反応空間７９７、７９６がコンベヤベルトの下に存在する。表面７９４は、近接ヘッド７９０が以前の位置にあった時に、すでに反応物質Ｍに曝露されている。この実施形態では、単一の反応空間を有する実施形態の２倍の膜厚が実現される。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
反応空間内の圧力をウエハ領域圧力（Ｐwap）とする。ＡＬＤの一実施形態において、Ｐwapは、約１０ｍＴｏｒｒから約１０Ｔｏｒｒの間の範囲である。ＡＬＤの別の実施形態において、Ｐwapは、約１００ｍＴｏｒｒから約２Ｔｏｒｒの間の範囲である。反応空間のウエハ領域圧力Ｐwapは、チャンバ圧力（Ｐchamber）よりも大きくなるよう制御する必要がある。チャンバ圧力（Ｐchamber）は、チャンバ圧力を制御するために用いられる真空ポンプの圧力よりも、少なくとも若干高い必要がある。反応物質Ｍ、Ｂ、および、パージガスＰの真空除去は、１０-6Ｔｏｒｒを実現できるターボポンプによって実行できる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
近接ヘッドを備えるＡＬＤチャンバは、銅相互接続蒸着を実行するために、他の蒸着、基板洗浄、または、前処理システムと統合されてもよい。また、ＡＬＤ用の近接ヘッドは、バリア／ライナ層蒸着を実行するために、ＡＬＤまたはＣＶＤ用の別の近接ヘッド、前処理および後処理用の近接ヘッドと、同じＡＬＤ蒸着チャンバ内に統合されてもよい。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
上述の近接ヘッドを備えるＡＬＤチャンバチャンバは、任意の種類のＡＬＤ薄膜の蒸着に利用可能であり、導電金属膜に限定されない。近接ヘッドを用いて薄膜蒸着を実行するＡＬＤチャンバにおいて、誘電体膜または半導電膜を蒸着することも可能である。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2010525162.tif 000001
【手続補正２３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｂ】
2010525162.tif 000002
【手続補正２４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2010525162.tif 000003
【手続補正２５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５Ｃ】
2010525162.tif 000004
【手続補正２６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５Ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５Ｄ】
2010525162.tif 000005
【手続補正２７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５Ｇ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５Ｇ】
2010525162.tif 000006
【手続補正２８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７Ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７Ｄ】
2010525162.tif 000007
【手続補正２９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８Ｂ】
2010525162.tif 000008