(57)【要約】ｉＰＶＤシステム（２００）は、真空チャンバー（３０）内で突出部（１４）を最小化または除去しながら、フィールド（１０）と底部（１５）被覆と比較して側壁（１６）被覆性を向上させる処理を用いて、障壁層材料（９１２）のような均一な材料を半導体基板（２１）上の高いアスペクト比のナノサイズの開口部（１１）に蒸着するために調整される。そのｉＰＶＤシステム（２００）は、そのターゲットから材料をスパッタするために、低いターゲットパワーと５０ｍＴより高い圧力で動作される。ＲＦエネルギーは、高密度プラズマを生成するそのチャンバーに連結される。小さなＲＦバイアス（数ボルト未満）は、特に、底部における被覆性を高めることを助けるために印加されることができる。
2007531271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターニングされた基板を処理チャンバー内のウエハテーブル上に位置させ、
前記処理チャンバー内に、被覆材料のイオンと多数のプロセスガスイオンとを含む高密度プラズマを生成し、
前記パターニングされた基板を前記高密度プラズマに晒し、
ターゲットパワー、基板バイアスパワー、又は、それらの組合せは、ＬＮＤ蒸着速度を達成するために調整され、前記ＬＮＤ蒸着速度は、前記パターニングされた基板のフィールド領域で超低蒸着速度を含む、ＬＮＤ処理を実行し、
開口面において実質的に突出する材料を生成しないようにしながら、前記パターニングされた基板の開口部に材料を蒸着することを含む蒸着システムの動作方法。
【請求項２】
前記ＬＮＤ処理は、ＬＮＤ前処理時間、ＬＮＤ処理時間、ＬＮＤ後処理時間、又は、それらの組合せを含み、
前記ＬＮＤ前処理時間は、約０秒から約５０秒までの幅があり、前記ＬＮＤ処理時間は、約１０秒から約５００秒までの幅があり、前記ＬＮＤ後処理時間は、約０秒から約５０００秒までの幅がある、請求項１に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項３】
前記ＬＮＤ処理時間は、約１５０秒より大きく、約２５０秒未満である、請求項２に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項４】
前記蒸着システムは、前記ウエハテーブルに連結された基板バイアス発生器をさらに含み、
前記方法は、前記ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に前記ＬＮＤ基板バイアスパワーをスパッタリング閾値未満の範囲の第１値に調整することを含み、
前記ＬＮＤ基板バイアスパワーは、約０ｗから約２００ｗである、請求項２に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項５】
前記蒸着システムは、ターゲット、及び、前記ターゲットにＬＮＤターゲットパワーを供給するターゲットパワーソースと、をさらに含み、
前記方法は、前記ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に前記ＬＮＤ蒸着速度を達成するために前記ＬＮＤターゲットパワーを調整することをさらに含み、
前記超低蒸着速度は、３０ｎｍ／ｍｉｎ未満であり、前記ＬＮＤターゲットパワーは、約１０ｗから約２０００ｗである、請求項２に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項６】
前記蒸着システムは、前記処理チャンバーに連結された圧力制御システムをさらに含み、
前記方法は、前記ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にＬＮＤチャンバー圧力を達成することをさらに含み、
前記ＬＮＤチャンバー圧力は、約１ｍＴｏｒｒより大きく、約１３０ｍＴｏｒｒ未満である、請求項２に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項７】
前記蒸着システムは、アンテナ、前記アンテナと前記処理チャンバーの壁とに連結された誘電体窓、前記誘電体窓に連結された空気取り入れ口を有する蒸着仕切板、及び、前記アンテナに連結されたＩＣＰソースを含み、
前記方法は、第１周波数で前記ＩＣＰソースを動作し、
前記ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にＬＮＤのＩＣＰパワーレベルを供給するために前記ＩＣＰソースを調整することをさらに含む、請求項２に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項８】
前記ＬＮＤのＩＣＰパワーレベルは、約３０００ｗより大きく、約６０００ｗ未満である、請求項７に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項９】
前記蒸着システムは、前記処理チャンバーの壁に連結されたターゲット、前記ターゲットに連結された永久磁石パック、及び、前記ターゲットに連結されたＤＣソースをさらに含み、
前記方法は、前記ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に前記ＤＣソースにおけるパワー出力レベルを第１ＬＮＤターゲットパワーレベルに設定することをさらに含み、
前記第１ＬＮＤターゲットパワーレベルは、約１０００ｗより大きく、約３０００ｗ未満である、請求項５に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項１０】
前記蒸着システムは、前記処理チャンバーに連結されたガス供給システムをさらに含み、
前記方法は、前記ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に第１プロセスガスを前記処理チャンバー内に流すことをさらに含み、
前記第１プロセスガスは、不活性ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガス、金属含有ガス、又は、それらの組合せを含む、請求項２に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項１１】
前記不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、ヘリウム、ラドン、キセノン、又は、それらの組合せを含む、請求項１０に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項１２】
前記金属含有ガスは、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｔ）、又は、それらの組合せを含む、請求項１０に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項１３】
前記ＬＮＤ処理は、障壁層を蒸着するために使用される、請求項１に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項１４】
ＬＮＤ処理からＮＮＤ処理に前記処理を変化させ、それによって、ＬＮＤ蒸着速度から、フィールド蒸着速度、側壁蒸着速度、底部表面蒸着速度、又は、それらの組合せを含むＮＮＤ蒸着速度に前記蒸着速度を変化させ、
前記ＮＮＤ処理を用いて前記パターニングされた基板を処理し、それによって、前記パターニングされた基板の開口部の側壁上、前記パターニングされた基板の開口部の底部表面上、又は、それらの組合せに材料を蒸着し、チャンバー圧力、チャンバー温度、基板温度、プロセスガス成分、プロセスガス流速、ターゲット材料、ＩＣＰパワー、基板位置、ターゲットパワー、基板バイアスパワー、又は、それらの組合せは、前記ＬＮＤ処理から前記ＮＮＤ処理への処理を変化させるために調整されることを含む、請求項１に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項１５】
前記ＮＮＤフィールド蒸着速度は、約−１０ｎｍ／ｍｉｎから約＋１０ｎｍ／ｍｉｎである、請求項１４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項１６】
前記ＮＮＤフィールド蒸着速度は、約−５ｎｍ／ｍｉｎから約＋５ｎｍ／ｍｉｎである、請求項１５に記載の蒸着システムの動作方法。 
【請求項１７】
前記ＮＮＤフィールド蒸着速度は、約−１０ｎｍ／ｍｉｎから約＋１０ｎｍ／ｍｉｎである、請求項１４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項１８】
前記ＮＮＤフィールド蒸着速度は、約−５ｎｍ／ｍｉｎから約＋５ｎｍ／ｍｉｎである、請求項１９に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項１９】
前記ＮＮＤ処理は、ＮＮＤ前処理時間、ＮＮＤ処理時間、ＮＮＤ後処理時間、又は、それらの組合せを含み、
前記ＮＮＤ前処理時間は、約０秒から約５０秒までの幅があり、前記ＮＮＤ処理時間は、約１０秒から約５００秒までの幅があり、前記ＮＮＤ後処理時間は、約０秒から約５０００秒までの幅がある、請求項１４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項２０】
前記ＮＮＤ処理時間は、約１５０秒より大きく、約２５０秒未満である、請求項１９に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項２１】
前記ＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に前記基板バイアスパワーを第２スパッタリング閾値より大きい第２値に調整することをさらに含み、
前記基板バイアスパワーは、約５００ｗから約１５００ｗである、請求項１９に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項２２】
前記基板バイアスパワーは、約７５０ｗから約９００ｗである、請求項２１に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項２３】
前記ＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に前記ＮＮＤターゲットパワーを新たな値に調整することをさらに含み、前記ＮＮＤターゲットパワーは、約１００ｗから約１５００ｗである、請求項１９に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項２４】
前記ＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にＮＮＤのＩＣＰパワーレベルを供給するために前記ＩＣＰソースを調整することをさらに含み、前記ＮＮＤのＩＣＰパワーレベルは、約２０００ｗから約１００００ｗである、請求項１９に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項２５】
前記ＮＮＤのＩＣＰパワーレベルは、約３０００ｗから約６０００ｗである、請求項２４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項２６】
ＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にＮＮＤ処理チャンバー圧力を達成することをさらに含み、前記ＮＮＤチャンバー圧力は、約１ｍＴｏｒｒより大きく、約１３０ｍＴｏｒｒ未満である、請求項１９に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項２７】
前記ＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に第２プロセスガスを前記処理チャンバーに流すことをさらに含み、前記第２プロセスガスは、不活性ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガス、金属含有ガス、又は、それらの組合せを含む、請求項１９に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項２８】
前記不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、ヘリウム、ラドン、キセノン、又は、それらの組合せを含む、請求項２７に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項２９】
前記金属含有ガスは、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｔ）、又は、それらの組合せを含む、請求項２７に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項３０】
前記ＮＮＤ処理は、シード層を蒸着するために使用される、請求項１４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項３１】
前記ＮＮＤ処理は、シード層を修理するために使用される、請求項１４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項３２】
前記ＮＮＤ処理は、障壁層を修理するために使用される、請求項１４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項３３】
前記ＮＮＤ処理は、障壁層を蒸着するために使用される、請求項１４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項３４】
前記ＮＮＤ処理は、前記パターニングされた基板の開口部の少なくとも１つにパンチスルーを形成するために使用される、請求項１４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項３５】
前記蒸着システムは、イオン化物理蒸着（ｉＰＶＤ）処理チャンバーを含む、請求項１に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項３６】
前記蒸着システムは、搬送システムを含む、請求項１に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項３７】
前記パターニングされた基板のフィールド領域で第２ＬＮＤ蒸着速度を達成するためにターゲットパワーと基板バイアスパワーが調整される第２ＬＮＤ処理を実施し、
開口面において実質的に突出する材料を生成しないようにしながら、前記パターニングされた基板の開口部に追加的な材料を蒸着することをさらに含む、請求項１に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項３８】
前記パターニングされた基板を第２処理チャンバー内の第２ウエハテーブル上に位置させ、
前記パターニングされた基板のフィールド領域で第２ＬＮＤ蒸着速度を達成するために第２ターゲットパワーと第２基板バイアスパワーが調整される第２ＬＮＤ処理を実施し、
開口面において実質的に突出する材料を生成しないようにしながら、前記パターニングされた基板の開口部に追加的な材料を蒸着することをさらに含む、請求項１に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項３９】
第２ＮＮＤ蒸着速度を生成するために第２ターゲットパワーと第２基板バイアスパワーが調整され、前記パターニングされた基板のフィールド領域で前記ＮＮＤ蒸着速度が約０である第２ＮＮＤ処理を実施し、
前記パターニングされた基板を処理し、それによって、前記パターニングされた基板の開口部の側壁上、前記パターニングされた基板の底部表面上、又は、それらの組合せに追加の材料を蒸着することをさらに含む、請求項１４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項４０】
前記パターニングされた基板を第２処理チャンバー内の第２ウエハテーブル上に位置させ、
第２ＮＮＤ蒸着速度を生成するために第２ターゲットパワーと第２基板バイアスパワーが調整され、前記パターニングされた基板のフィールド領域で前記ＮＮＤ蒸着速度が約０である第２ＮＮＤ処理を実施し、
前記パターニングされた基板を処理し、それによって、前記パターニングされた基板の開口部の側壁上、前記パターニングされた基板の底部表面上、又は、それらの組合せに追加の材料を蒸着することをさらに含む、請求項１４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項４１】
前記パターニングされた基板を追加の処理チャンバー内のウエハテーブルに位置させ、
追加の処理を実施することをさらに含む、請求項１に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項４２】
前記パターニングされた基板を追加の処理チャンバー内のウエハテーブルに位置させ、
追加の処理を実施することをさらに含む、請求項１４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項４３】
パターニングされた基板を処理チャンバー内のウエハテーブルの上に位置させ、
前記処理チャンバー内に、高濃度の金属イオンと多数のプロセスガスイオンとを含む高密度プラズマを生成し、
前記パターニングされた基板を前記高密度プラズマに晒し、
ターゲットパワー、基板バイアスパワー、又は、それらの組合せは、ＮＮＤ蒸着速度を達成するために調整され、前記ＮＮＤ蒸着速度は、ＮＮＤフィールド蒸着速度、ＮＮＤ側壁蒸着速度、ＮＮＤ底部表面蒸着速度、又は、それらの組合せを含む、ＮＮＤ処理を実施し、
前記ＮＮＤ処理を用いて前記パターニングされた基板を処理し、それによって、前記パターニングされた基板の開口部の側壁上、前記パターニングされた基板の開口部の底部表面上、又は、それらの組合せに材料を蒸着し、処理圧力、処理温度、基板温度、プロセスガス成分、プロセスガス流速、ターゲット材料、ＩＣＰパワー、基板位置、ターゲットパワー、基板バイアスパワー、又は、それらの組合せは、前記ＮＮＤ処理中に調整されることを含む、蒸着システムの動作方法。
【請求項４４】
前記ＮＮＤフィールド蒸着速度は、約−１０ｎｍ／ｍｉｎから約＋１０ｎｍ／ｍｉｎのである、請求項４３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項４５】
前記ＮＮＤフィールド蒸着速度は、約−５ｎｍ／ｍｉｎから約＋５ｎｍ／ｍｉｎである、請求項４４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項４６】
前記ＮＮＤフィールド蒸着速度は、約−１０ｎｍ／ｍｉｎから約＋１０ｎｍ／ｍｉｎである、請求項４３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項４７】
前記ＮＮＤフィールド蒸着速度は、約−５ｎｍ／ｍｉｎから約＋５ｎｍ／ｍｉｎである、請求項４６に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項４８】
前記ＮＮＤ処理は、ＮＮＤ前処理時間、ＮＮＤ処理時間、ＮＮＤ後処理時間、又は、それらの組合せを含み、
前記ＮＮＤ前処理時間は、約０秒から約５０秒までの幅があり、前記ＮＮＤ処理時間は、約１０秒から約５００秒までの幅があり、前記ＮＮＤ後処理時間は、約０秒から約５０００秒までの幅がある、請求項４３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項４９】
前記ＮＮＤ処理時間は、約１５０秒より大きく、約２５０秒未満である、請求項４８に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項５０】
前記蒸着システムは、前記ウエハテーブルに連結された基板バイアス発生器をさらに含み、
前記方法は、前記ＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に前記ＮＮＤ基板バイアスパワーをスパッタリング閾値より大きい第１値に調整することを含み、
前記基板バイアスパワーは、約５００ｗから約１５００ｗである、請求項４８に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項５１】
前記ＮＮＤ基板バイアスパワーは、約７５０ｗから約９００ｗである、請求項５０に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項５２】
前記蒸着システムは、ターゲット、及び、前記ターゲットにＮＮＤターゲットパワーを供給するターゲットパワーソースをさらに含み、
前記方法は、前記ＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に前記ＮＮＤ蒸着速度を達成するために前記ＮＮＤターゲットパワーをある値に調整することをさらに含み、前記ＮＮＤターゲットパワーは、約１００ｗから約１５００ｗである、請求項４８に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項５３】
前記蒸着システムは、前記処理チャンバーの壁に連結されたターゲット、前記ターゲットに連結された永久磁石パック、及び、前記ターゲットに連結されたＤＣソースをさらに含み、
前記方法は、前記ＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に前記ＮＮＤ蒸着速度を達成するために前記ＮＮＤターゲットパワーをある値に調整することをさらに含み、前記ＮＮＤターゲットパワーは、約１００ｗから約１５００ｗである、請求項４８に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項５４】
前記蒸着システムは、前記処理チャンバーに連結された圧力制御システムをさらに含み、
前記方法は、前記ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にＬＮＤチャンバー圧力を達成することを含み、前記ＬＮＤ処理チャンバーは、約１ｍＴｏｒｒより大きく、約１００ｍＴｏｒｒ未満である、請求項４８に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項５５】
前記蒸着システムは、アンテナ、前記アンテナと前記処理チャンバーの壁とに連結された誘電体窓、前記誘電体窓に連結された空気取り入れ口を有する蒸着仕切板、及び、前記アンテナに連結されたＩＣＰのＲＦソースをさらに含み、
前記方法は、前記ＩＣＰのＲＦソースを第１周波数で動作し、前記ＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にＮＮＤのＩＣＰパワーを供給するために前記ＩＣＰソースを調整することをさらに含む、請求項４８に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項５６】
前記ＮＮＤのＩＣＰパワーレベルは、約１０００ｗより大きく、約１００００ｗ未満である、請求項５５に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項５７】
前記ＮＮＤのＩＣＰパワーレベルは、約３０００ｗから約６０００ｗである、請求項５６に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項５８】
前記蒸着システムは、前記処理チャンバーに連結されたガス供給システムをさらに含み、
前記方法は、前記ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に前記処理チャンバーに第１プロセスガスを流すことをさらに含み、前記第１プロセスガスは、不活性ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガス、金属含有ガス、又は、それらの組合せを含む、請求項４８に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項５９】
前記不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、ヘリウム、ラドン、キセノン、又は、それらの組合せを含む、請求項５８に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項６０】
前記金属含有ガスは、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｔ）、又は、それらの組合せを含む、請求項５８に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項６１】
前記ＮＮＤ処理は、障壁層を蒸着するために使用される、請求項４３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項６２】
前記ＮＮＤ処理は、障壁層を修理するために使用される、請求項４３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項６３】
前記ＮＮＤ処理は、前記パターニングされた基板の前記開口部の少なくとも１つにパンチスルーを形成するために使用される、請求項４３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項６４】
ＮＮＤ処理からＬＮＤ処理へ前記処理を変化させ、それによって、ＮＮＤ蒸着速度からＬＮＤ蒸着速度へ前記蒸着速度を変化させ、前記ＬＮＤ蒸着速度は、ＬＮＤフィールド蒸着速度、ＬＮＤ側壁蒸着速度、ＬＮＤ底部表面蒸着速度、又は、それらの組合せを含み、前記ＬＮＤフィールド蒸着速度は、前記パターニングされた基板のフィールド領域で超低蒸着速度を含み、
前記ＬＮＤ処理を使用して前記パターニングされた基板を処理し、それによって、開口面において実質的に突出する材料を生成しないようにしながら、前記パターニングされた基板のフィールド領域上、前記パターニングされた基板の開口部の側壁上、前記パターニングされた基板の開口部の底部表面、又は、それらの組合せに材料を蒸着し、チャンバー圧力、チャンバー温度、基板温度、プロセスガス成分、プロセスガス流速、ターゲット材料、ＩＣＰパワー、基板位置、ターゲットパワー、基板バイアスパワー、又は、それらの組合せは、前記ＮＮＤ処理から前記ＬＮＤ処理への前記処理を変化させるために調整されることを含む、請求項４３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項６５】
前記ＬＮＤフィールド蒸着速度は、約０ｎｍ／ｍｉｎから約＋５０ｎｍ／ｍｉｎである、請求項６４に記載の蒸着システムの動作方法。 
【請求項６６】
前記ＬＮＤフィールド蒸着速度は、約０ｎｍ／ｍｉｎから約＋３０ｎｍ／ｍｉｎである、請求項６５に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項６７】
前記ＬＮＤ底部表面蒸着速度は、約−１０ｎｍ／ｍｉｎから約＋１０ｎｍ／ｍｉｎである、請求項６４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項６８】
前記ＬＮＤ底部表面蒸着速度は、約−５ｎｍ／ｍｉｎから約＋５ｎｍ／ｍｉｎである、請求項６７に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項６９】
前記ＬＮＤ処理チャンバーは、ＬＮＤ前処理時間、ＬＮＤ処理時間、ＬＮＤ後処理時間、又は、それらの組合せを含み、
前記ＬＮＤ前処理時間は、約０秒から約５０秒までの幅があり、前記ＬＮＤ処理時間は、約１０秒から約５００秒までの幅があり、前記ＬＮＤ後処理時間は、約０秒から約５０００秒までの幅がある、請求項６４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項７０】
前記ＬＮＤ処理時間は、約１５０秒より大きく、約２５０秒未満である、請求項６９に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項７１】
前記ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に前記ＬＮＤ基板バイアスパワーをスパッタリング閾値未満の範囲の第２値に調整することをさらに含み、前記ＬＮＤ基板バイアスパワーは、約０ｗから約１０００ｗである、請求項６９に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項７２】
前記ＬＮＤ基板バイアスパワーは、約７５０ｗから約９００ｗの間である、請求項７１に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項７３】
前記ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に前記ＬＮＤターゲットパワーを新たな値に調整することをさらに含み、前記ＬＮＤターゲットパワーは、約１０ｗから約２０００ｗである、請求項６９に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項７４】
前記ＬＮＤターゲットパワーは、約８００から約１６００ｗである、請求項７３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項７５】
前記ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にＬＮＤのＩＣＰパワーを供給するために前記ＩＣＰソースを調整することをさらに含む、前記ＬＮＤのＩＣＰパワーは、約２０００ｗから約１００００ｗである、請求項６９に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項７６】
前記ＬＮＤのＩＣＰパワーは、約３０００ｗから約６０００ｗである、請求項７５に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項７７】
ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にＬＮＤチャンバー圧力を達成することをさらに含み、前記ＬＮＤチャンバー圧力は、約１ｍＴｏｒｒより大きく、約１００ｍＴｏｒｒ未満である、請求項６９に記載の蒸着システムの動作方法。 
【請求項７８】
前記ＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に前記処理チャンバーにＬＮＤプロセスガスを流すことをさらに含み、前記ＬＮＤプロセスガスは、不活性ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガス、金属含有ガス、又は、それらの組合せを含む、請求項６９に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項７９】
前記不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、ヘリウム、ラドン、キセノン、又は、それらの組合せを含む、請求項７８に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項８０】
前記金属含有ガスは、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｔ）、又は、それらの組合せを含む、請求項７８に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項８１】
前記ＬＮＤ処理は、シード層を蒸着するために使用される、請求項６４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項８２】
前記ＬＮＤ処理は、シード層を修理するために使用される、請求項６４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項８３】
前記ＬＮＤ処理は、障壁層を修理するために使用される、請求項６５に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項８４】
前記蒸着システムは、イオン化物理蒸着（ｉＰＶＤ）処理チャンバーを含む、請求項４３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項８５】
前記蒸着システムは、搬送システムを含む、請求項４３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項８６】
前記パターニングされた基板のフィールド領域内で第２ＬＮＤ蒸着速度を達成するためにターゲットと基板バイアスパワーが調整される第２ＬＮＤ処理を実行し、
開口面において実質的に突出する材料を生成しないようにしながら、前記パターニングされた基板の開口部に追加の材料を蒸着することをさらに含む、請求項６４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項８７】
第２処理チャンバー内の第２ウエハテーブル上に前記パターニングされた基板を位置させ、
パターニングされた基板のフィールド領域内で第２ＬＮＤ蒸着速度を達成するために第２ターゲットパワーと第２基板バイアスパワーが調整される第２ＬＮＤ処理を実行し、
開口面において実質的に突出する材料を生成しないようにしながら、前記パターニングされた基板に追加の材料を蒸着することをさらに含む、請求項６４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項８８】
前記パターニングされた基板のフィールド領域で約０である第２ＮＮＤ蒸着速度を生成するために第２ターゲットパワーと第２基板バイアスパワーが調整される第２ＮＮＤ処理を実行し、
前記パターニングされた基板を処理し、それによって、前記パターニングされた基板の開口部の側壁上、前記パターニングされた基板の開口部の底部表面上、又は、それらの組合せに追加の材料を蒸着することを含む、請求項４３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項８９】
第２処理チャンバー内の第２ウエハテーブル上に前記パターニングされた基板を位置させ、
前記パターニングされた基板のフィールド領域内で約０である前記第２ＮＮＤ蒸着速度を生成するために第２ターゲットパワーと第２基板バイアスパワーが調整される第２ＮＮＤ処理を実行し、
前記パターニングされた基板を処理し、それによって、前記パターニングされた基板の開口部の側壁上、前記パターニングされた基板の開口部の底部表面上、又は、それらの組合せに追加の材料を蒸着することをさらに含む、請求項４３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項９０】
追加された処理チャンバー内のウエハテーブル上に前記パターニングされた基板を位置させ、
追加の処理を実行することをさらに含む、請求項４３に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項９１】
追加された処理チャンバー内のウエハテーブル上に前記パターニングされた基板を位置させ、
追加の処理を実行することをさらに含む、請求項６４に記載の蒸着システムの動作方法。
【請求項９２】
開口面において実質的に突出する材料を生成しないようにしながら、前記パターニングされた基板の開口部に材料を蒸着することによって半導体基板を処理する方法であり、
前記方法は、イオン化物理蒸着（ｉＰＶＤ）システムの処理チャンバー内のウエハテーブルにパターニングされた基板を位置させ、
前記処理チャンバー中に、陽イオンの高フラクションを有する蒸発された金属被覆材料を含む高密度プラズマガスイオンを生成し、
前記パターニングされた基板を前記高密度プラズマに晒し、それと同時に、約３０ナノメートル／分未満の、前記パターニングされた基板上のフィールド領域上の正味の蒸着速度を達成するために前記ｉＰＶＤシステムのパラメータを制御しながら、前記基板上にイオン化物理蒸着処理を実施することを含む、半導体基板を処理する方法。
【請求項９３】
前記イオン化物理蒸着処理の実施は、前記基板のビアまたはトレンチの側壁上に障壁層の蒸着することを含む、請求項９２に記載の半導体基板を処理する方法。
【請求項９４】
前記イオン化物理蒸着処理の実施は、前記基板のビアまたはトレンチの側壁上にシード層の蒸着することを含む、請求項９２に記載の半導体基板を処理する方法。
【請求項９５】
前記イオン化物理蒸着処理の実施は、前記基板のフィールド領域上で実質的にゼロの蒸着を達成するために、前記ｉＰＶＤシステムのパラメータを制御することを含む、請求項９２に記載の半導体基板を処理する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、同一出願人による、継続している米国特許出願公開第２００３／００３４２４４号に関連するものであり、それは参照することによってここに明確に含まれる。
【０００２】
本発明は、半導体ウエハ上のビア及びトレンチ構造体の金属化に関する。特に、本発明は、その基板の障壁層及びシード層を形成するためのイオン化されたスパッタ材料を使用してシリコンウエハの高いアスペクト比を有するビア及びトレンチ構造体の金属化に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体ウエハ上の高いアスペクト比を有するビア及びトレンチの金属化において、障壁層及びシード層は、良好な側壁被覆性（カバレッジ）が要求される。
【０００４】
イオン化物理蒸着は、先端的な集積回路のウエハの障壁層及びシード層の金属化に使用される。イオン化物理蒸着は、ビア及びトレンチ構造体において良好な側壁被覆性と底部被覆性を与える。しかしながら、形状寸法が縮小され、ビアの寸法が０．１５マイクロメートル未満に低下されるにつれて、イオン化物理蒸着の要求は、より重大になる。そのために、底部及び側壁被覆性の均衡がよく取られ、突出部（オーバーハング）が最小化される、イオン化物理蒸着を得ることが非常に望まれている。
【０００５】
したがって、典型的には蒸着段階で成長する金属の段差被覆または突出部（オーバーハング）をさらに制御する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、蒸着段階で成長する金属の段差被覆または突出部（オーバーハング）を制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、イオン化物理蒸着（ｉＰＶＤ）システムを動作する方法を提供し、パターニングされた基板は、そのｉＰＶＤシステムの処理チャンバー内のウエハテーブルに位置され、障壁層は、ＬＮＤ（Ｌｏｗ  Ｎｅｔ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理を用いて蒸着され、そのウエハテーブルのバイアスは、そのパターニングされた基板のフィールド領域で超低蒸着速度（割合）を達成するために調整され、シード層は、ＮＮＤ（Ｎｏ  Ｎｅｔ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理を用いてそのパターニングされた基板上に蒸着され、そのウエハテーブルのバイアスは、そのパターニングされた基板のフィールド領域で蒸着速度が約０になるように調整される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の種々の実施形態のより完全な理解とそれに付随している多くの利点は、特に添付された図面と共に検討される以下の詳細な説明を参照することによって、より明らかになるであろう。図１は、本発明の実施形態によるウエハ断面の単純化した図を示す。図２は、本発明の実施形態による処理システムの例示的な構成図を示す。図３は、本発明の実施形態によるｉＰＶＤシステムを動作する方法の単純化したフローチャートを示す。図４は、本発明の実施形態による例示的な蒸着処理を示す。図５は、本発明の実施形態によるＬＮＤ処理スペースの例示的なグラフを示す。図６は、本発明の実施形態によるＬＮＤ障壁層蒸着処理を示す。図７は、本発明の実施形態によるＮＮＤ処理スペースの例示的なグラフを示す。図８は、本発明の実施形態によるＮＮＤシード層蒸着処理を示す。図９は、本発明の実施形態による例示的な処理の概略図を示す。図１０は、本発明の実施形態による他の例示的な処理の概略図を示す。図１１は、本発明の実施形態によるＬＮＤ処理スペースの例示的なグラフを示す。図１２は、本発明の実施形態によるシード層蒸着処理における例示的な結果を示す。
【０００９】
本出願人によって出願され、継続している、Ｙａｓａｒらによる米国特許出願公開２００３／００３４２４４号にある処理が記載されており、それは、連続的な蒸着とエッチングを伴うイオン化物理蒸着を提供している。このタイプのシーケンスで、その突出部（オーバーハング）または被り部（オーバーバーデン)は、従来の処理に比べて非常に改善されているが、それは、その蒸着段階で幾らかが未だ形成されるであろうし、そのエッチングシーケンスで完全に除去されないかもしれない。
【００１０】
ヤザー（Ｙａｓａｒ）らは、単一の真空チャンバー内で複数回蒸着とエッチングを行う技術を記載している。突出部（オーバーハング）は、この処理の蒸着段階では基本的に制御されない。側壁に材料を再配分し、底部被覆を減少させるために底部をエッチバックする前に、可能な限り十分な底部被覆性を得るために蒸着するための蒸着段階で、より高いバイアスパワーが通常使用され、それは、ライン抵抗を増加させることができる。突出部（オーバーハング）の低減は、後続のエッチング段階で達成される。
【００１１】
本発明は、ｉＰＶＤシステムの処理チャンバー内において、ウエハテーブル上のパターニングされた基板上のナノ開口部（フィーチャー）に材料を堆積するためのイオン化物理蒸着（ｉＰＶＤ）システムを動作する方法を提供する。その方法は、例えば、ＬＮＤ（Ｌｏｗ  Ｎｅｔ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）ｉＰＶＤ処理を用いて障壁層を蒸着するために使用されてもよく、そのウエハテーブルのバイアスは、そのパターニングされた基板のフィールド領域で超低蒸着速度を達成するために調整される。また、その方法は、例えば、ＮＮＤ（Ｎｏ  Ｎｅｔ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）ｉＰＶＤ処理を用いて、そのパターニングされた基板上のナノ開口部（フューチャー）の側壁上にシード層を蒸着させるために使用されてもよく、そのウエハテーブルのバイアスは、実質的な（正味の）蒸着速度をそのパターニングされた基板のフィールド領域で約０になるように調整される。
【００１２】
そのフィールド領域は、処理されるその基板の上部表面を表し、高いアスペクト比のビア及びトレンチが延長する表面である。ここで言及される超低蒸着速度は、約３０ナノメートル／分未満の蒸着速度である。
【００１３】
ｉＰＶＤ処理は、ＬＮＤ及びＮＮＤ処理において使用される。ｉＰＶＤ処理は、通常、被覆される基板が支持体上に保持されるｉＰＶＤ装置の真空処理チャンバー内で実行される。高密度プラズマは、チャンバー内で、通常スパッタリングによって金属または他の被覆材料の蒸気が導入されるプロセスガス中で維持され、そのプロセスガスは、例えば不活性ガスであり得る。その高密度プラズマは、通常、プロセスガスにＲＦエネルギーを供給することによって、多くの場合は、そのチャンバーの外側からの誘導結合によってイオン化される。そのＲＦエネルギーは、そのプロセスガスと若干の被覆材料をイオン化し、ほんの数ボルトの低いプラズマ電位であってもよく、より高くてもよい。それから、そのプロセスガスとイオン化された被覆材料は、基板をコーティングまたはエッチング、あるいはその両方をするために、その基板のバイアスの制御によって基板上に向けられる。本発明のＬＮＤ及びＮＮＤ処理において、ｉＰＶＤ処理は実行されるが、以下の例で説明されるような低下した蒸着速度を有する。そのｉＰＶＤ処理のパラメータは、その基板の表面または基板のフィールド領域に向かうプラズマにおけるＬＮＤまたはＮＮＤの結果を引き起こすために制御される。そのように制御されるとき、種々の例に記述されている様式におけるｉＰＶＤ処理は、開口面（フィーチャーオープニング）付近に突出部（オーバーハング）を生成することなく、障壁層またはシード層の望ましい蒸着結果を与える。
【００１４】
材料処理システムにおいて、ウエハまたは他の基板は、加熱及び／又は冷却要素を含むことができるチャックのような支持体（ホルダー）の上に位置される。本発明の一実施形態において、改善された支持体は、水晶に入れられた高純度の炭素鋼線（カーボンワイヤ）を含む特有の加熱要素を含むように提供される。
【００１５】
本発明の方法の例示的な実施形態は、以下に記載され、その開口部の側壁にフラックスを生成するかもしれない基板のフィールド領域の表面にフラックスを有するイオン化された金属を蒸着することによって高いアスペクト比のビア及びトレンチを金属化するためのｉＰＶＤシステムを用いた蒸着技術を開示する。この技術は、その金属の相似被覆性（コンフォーマリティ）を制御するエッチングシーケンスを必要としない。その蒸着段階は、突出制御のようなエッチング段階に依存することやその必要性を減少させ、突出部（オーバーハング）または被り部（オーバーバーデン）が除去または最小化されるという事実がある。記載された実施形態において、その処理は、ＴａまたはＴａＮのような障壁層金属からなる薄層を蒸着し、その後、銅（Ｃｕ）のような金属のシード層を蒸着する第１蒸着を含む。
【００１６】
本発明の１つの実施形態によるこの処理において、材料は、イオン化されたフィルム蒸着段階（ｉＰＶＤ）を用いて、１３０ｎｍ未満のサイズのビア及びトレンチを有する高いアスペクト比の構造体に堆積される。
【００１７】
本発明は、向上された相似被覆性、又は、幾つかの蒸着とエッチング段階が異なる真空チャンバー内で実施される場合のために、高いＲＦバイアスパワーと共に高いＤＣパワーを必要とする従来技術とは非常に異なっている。この処理は、非常に低い蒸着速度によって特徴付けられる。例えば、その蒸着速度を１０ｎｍ／ｍｉｎ未満に低減するように、ＤＣパワーは低減されることができる。追加的に、あるいは選択肢に、有るか無いかのバイアスが、その蒸着中においてウエハに印加される。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態によるウエハ断面の単純化した図を示す。記載された実施形態において、ビア構造体１１は、そのビア構造体の側壁１６上に蒸着された金属フィルム１０と、そのビア構造体の底部１５上に蒸着された金属フィルム１０とを有して示される。修正されたｉＰＶＤ処理は、半導体ウエハ１２の誘電体中間層１３内に形成されるビア構造体１１内に金属フィルム１０を蒸着させるために使用される。金属イオン１８がウエハ１２上に蒸着されるので、その金属蒸着は、突出構造体１４を引き起こすビアの入り口において、より厚くなる傾向がある。本発明の方法は、突出構造を防止するか、減少することができる。同様に、ビア１１の底部１５における金属の蒸着は、側壁１６における蒸着よりも厚くなることがある。本発明の方法は、ビアの側壁と底部における、より均一な材料の堆積を提供する。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態による処理システムの例示的な構成図を示す。記載された実施形態において、ｉＰＶＤシステム２００が示される。
【００２０】
ｉＰＶＤシステムは、ｉＰＶＤ処理モジュールと、処理チャンバー３２に連結されたガス供給システム２３と、その処理チャンバー３２に連結された圧力制御システム２９と、その処理チャンバー３２に連結された第１ＲＦソース２７と、その処理チャンバーに連結されたＲＦバイアス発生器２８と、その処理チャンバーに連結されたＤＣソース２４とを含む。
【００２１】
そのｉＰＶＤシステムは、その処置チャンバーに連結される制御器５０を含み、その処理チャンバーは、ガス供給システム２３、圧力制御システム２９、第１ＲＦソース２７、第２ＲＦソース２８、ＤＣソース２４に連結されている。
【００２２】
ｉＰＶＤ処理モジュールは、アンテナ２６と、そのアンテナに連結された窓３１と、その窓に連結される空気取り入れ口（ルーバー）を有する蒸着仕切板（バッフル）３３と、ターゲット２５と、そのターゲットに連結される永久磁石パック３４とをさらに含む。ＲＦパワーは、そのＲＦ発生器２７からアンテナ２６に供給され、そのチャンバー３２内に誘導結合プラズマを生成するために使用されることができる。その永久磁石パック３４は、そのターゲット２５の後ろに位置されることができ、マグネトロンスパッタリングのためのターゲット２５の上に磁気トンネルを生成するために使用されることができる。
【００２３】
そのアンテナ２６は、そのチャンバー壁３２内の誘電体窓３１の後ろでチャンバー３０の外側に位置されることができる。空気取り入れ口（ルーバー）を有する蒸着仕切板（バッフル）３３は、好ましくは、溝が形成された金属材料からなるが、蒸着から窓３１を保護するために、窓３１から近接して離隔されたチャンバー３０の内側に位置する。その制御器５０は、提供するＩＣＰパワーの量と、いつアンテナにそれを供給するかを決定するために使用されることができる。例えば、そのＲＦ発生器２７からそのアンテナ２６へのＩＣＰパワーは、その蒸着処理中に異なるパワーレベル間で切り替えられることができる。
【００２４】
そのＲＦ発生器２７の動作周波数は、１ＭＨｚから１００ＭＨｚであり得る。例えば、およそ１３．５６ＭＨｚの動作周波数が使用されることができる。あるいは、他の周波数が使用されることができる。
【００２５】
また、ｉＰＶＤ処理モジュールは、Ｚ軸駆動部３５を用いて蒸着チャンバーに接続されるウエハテーブル２２を含む。そのＺ軸駆動部３５は、そのビア１１の側壁１６と底部１５との最良の蒸着均一性、最良の被覆性及び対称性を提供する、基板とソースとの距離を調整するために使用されることができる。その制御器５０は、蒸着処理中に要求されるターゲットと基板との離間距離（ＴＳ）を決定することができ、必要な場合には、Ｚ軸駆動部３５に制御データを供給するために使用されることができる。改善された蒸着処理中に、その基板とソースとの距離は、通常、１５０から２７５ｍｍであってもよい。
【００２６】
そのウエハテーブル２２は、２００ｍｍのウエハまたは３００ｍｍのウエハを載置することができる。例えば、ウエハ２１は、ゲートバルブアセンブリ（不図示）によって制御される開口部（不図示）を通して処理チャンバー３０内に搬入されることができ、また、処理チャンバーから搬出されることもできる。さらに、ウエハ２１は、ロボットを利用した基板搬送システム（不図示）を用いてそのウエハテーブルに搬入されることができ、また、ウエハテーブルから搬出されることができる。さらに、ウエハ２１は、ウエハテーブル２２内に収容された基板リフトピン（不図示）によって受け取られることもでき、その中に収容される装置によって機械的に平行移動されることもできる。そのウエハ２１がその搬送システムから受け取られると、それは、そのウエハテーブル２２の上部表面まで下げられることができる。
【００２７】
処理中に、ウエハ２１は、そのウエハテーブル２２の上部の位置に保持されることができる。例えば、静電チャックは、ウエハテーブル２２として使用されることができる。さらに、そのウエハがウエハテーブル２２上にある時、そのウエハ温度は制御されることができる。例えば、加熱及び／又は冷却要素（不図示）が使用されることができる。そのウエハ２１の温度は、最良のビアの金属化を得るために制御されることができる。その制御器５０は、そのウエハ温度を決定し、制御するために使用されることができる。さらに、ウエハ温度は、冷却液通路を有するウエハテーブルと適切な温度制御器を提供することによって制御されることができる。そのウエハテーブル２２とそのウエハ２１との間の良好な熱接触は、そのウエハ２１とそのウエハテーブル２２との間にバックサイドガス伝導を提供することによって達成されることができる。バックサイドガス圧力は、薄い金属蒸着、特に、ビア構造体の側壁における薄い金属蒸着が凝集されないようにすることを保証するために、蒸着段階中に制御されることができる。
【００２８】
処理中の基板２１において発生される熱は、ウエハ２１の温度を実質的に室温未満、好ましくは、０度未満、より好ましくは、摂氏約−３０度に維持することによって効率的に取り除かれることができる。
【００２９】
ＲＦバイアスパワーは、ＲＦバイアス発生器２８を用いてウエハテーブル２２に印加されることができ、ウエハバイアスを提供するために使用されることができる。その制御器５０は、提供されるＲＦバイアスパワーの量と、いつウエハテーブルにそれを印加するかを決定するために使用されることができる。例えば、ＲＦバイアスパワーは、その処理を改善したり、その処理に影響を与えたりするために、ウエハ２１の正味の負のバイアスを提供するための蒸着中にレベルを適切に変更されることができる。
【００３０】
そのＲＦバイアス発生器２８のための動作周波数は、１ＭＨｚから１００ＭＨｚであり得る。例えば、およそ１３．５６ＭＨｚの動作周波数が使用されることができる。あるいは、他の周波数が使用されることができる。
【００３１】
プロセスガスは、ガス供給システム２３によって処理チャンバー３０に供給されることができる。そのプロセスガスは、金属含有ガス、不活性ガス、又は、それらの組合せを含むことができる。その不活性ガスは、しばしば使用されるアルゴンであってもよく、また、如何なる他の不活性ガスであってもよく、また、その処理に適用可能な非不活性ガスであってもよい。
【００３２】
チャンバー圧力は、その圧力制御システム２９を用いて制御されることができる。例えば、プロセスガスは、そのガス供給システム２３によって真空処理チャンバー３０に供給されることができる。そのチャンバー圧力は、その圧力制御システム２９によって真空に維持されることができる。その制御器は、そのプロセスガスの流速と成分（化学的性質）を制御するために使用されることができ、従って、そのチャンバー圧力を制御するために使用されることができる。
【００３３】
ＤＣパワーは、パワーソース２４からターゲット２５に供給されることができる。その制御器５０は、供給するためのＤＣパワーの量と、いつそのターゲットにそれを印加するのかを決定するために使用されることができる。ある所望の量の蒸着の後、その蒸着処理を実質的に低下させるか停止させるために、そのターゲット２５へのＤＣパワー２４は低減されるか停止される。ある場合には、そのＤＣパワーレベル２４を完全に停止することなく非常に低いレベルに減少させることによって、その蒸着処理は実質的に減少され、及び／又は、停止される。
【００３４】
そのｉＰＶＤシステムは、開口部と以下の項目を含む動作条件とを提供することができる有用なモジュールを含む。
（１）１０−８Ｔｏｒｒ未満のベース真空、
（２）３０から１３０ｍＴｏｒｒの間の不活性ガス圧力の操作、
（３）０から５０ｍＴｏｒｒの分圧の反応性ガスの供給、
（４）６から９インチのターゲット空間への可変的な基板、
（５）バックサイドガス加熱または冷却を有する静電チャック、
（６）粒子生成を防止するためのスパッタ材料の良好な接着を有する表面を有する除去可能で洗浄可能な要素への蒸着を制限するシールド。
【００３５】
ｉＰＶＤシステムの一般的な概念は、米国特許第６，２８７，４３５号に記載されており、参照することによってそれはここに含まれる。そのｉＰＶＤシステムは、そのウエハへの金属イオンフラックスの独立した制御を有して、そのプロセスガスイオンプラズマ中で高いレベルの金属イオンを維持するために非常に適している。このレベルの柔軟性は、より高度にイオン化された金属フラックスを依然として有する一方で、その基板への金属フラックスの減少を可能にする。この設定の結果は、高いアスペクト比を有するナノスケール開口部を覆う、有るか無いかの突出部（オーバーハング）を有する高度にコンフォーマルなフィルム被覆性を与える、そのウエハレベルにおいてその処理が制御されることができるということである。
【００３６】
その制御器５０は、制御データをそのシステム要素に提供し、処理及び／又はステータスデータをそのシステム構成物から受け取るように配置されることができる。例えば、制御器５０は、ｉＰＶＤシステム２００からの出力を監視するのと同様に、ｉＰＶＤシステム２００への入力を伝達し、始動するために十分に制御電圧を発生することができるマイクロプロセッサ、メモリ、デジタルＩ／Ｏポートを含むことができる。さらに、その制御器５０は、そのシステム要素を有する情報を交換することができ、メモリに収容されるプログラムは、ある処理方法によるｉＰＶＤシステム２００の前述の要素を制御するために利用されることができる。さらに、その制御器５０は、その処理及び／又はステータスデータを解析し、その処理及び／又はステータスデータを目標（ターゲット）処理及び／又はステータスデータと比較し、処理を変更し、及び／又は、システム要素を制御するための比較を使用するために設定されることができる。さらに、その制御器は、その処理及び／又はステータスデータを解析し、その処理及び／又はステータスデータを過去の処理及び／又はステータスデータと比較し、欠陥を予測し、防止し、及び／又は断じるためにその比較を使用するために設定されることができる。
【００３７】
そのターゲットの表面におけるマグネトロン磁石の磁場の下に閉じ込められている主なスパッタリングされたプラズマは、ターゲットからの被覆材料を、密度が高い第２プラズマによって占められた処理空間の領域に弾き飛ばし、その材料の実質的な部分は、その被覆材料の陽イオンを形成するために電子が剥ぎ取られる。スパッタ材料の陽イオンは、ウエハ基板上のホールとトレンチの底部を被覆するためにそれらのトレンチとホールに入ることができるので、基板に垂直に接近する入射角を有して、その第２プラズマの領域からスパッタリング材料の陽イオンをその基板の表面へ引き付ける負のバイアス電圧がその基板支持体上のウエハに印加される。
【００３８】
ある実施形態において、円錐状のターゲット（コニカルターゲット）が使われることができるが、これは本発明において必ずしも必要とされるものではない。あるいは、他のターゲット形状が使用されることもできる。そのｉＰＶＤシステムは、以下の特徴と特性を提供する。
（１）最小動作活動（オペレーターエフォート）と定型業務（ルーチンタスク）を実施するための最小の可能な道具のセットを要求する。
（２）可能な最も良い程度まで水からＲＦパワーとＤＣパワーの分離を提供する。
（３）相対的に簡単な設計と操作を提供する。
（４）内部ソースアセンブリ全体の速い置換を含む、ソースの速い修理と置換を可能にする。
（５）モジュール式の内部アセンブリを提供する。
（６）動作環境への放射線の漏れを妨げるＲＦシールドの完全性を維持する。
【００３９】
図３は、本発明の実施形態による蒸着システムを動作する方法の単純化したフローチャートを示す。示された実施形態において、ＮＮＤ処理によって後続されるＬＮＤ処理が実行される。他の実施形態において、他の手順が、１つのＬＮＤ処理と、１つのＮＮＤ処理と、ＬＮＤ処理とＮＮＤ処理の様々な組合せを含んで実行されることができる。手順３００は、段階３１０で開始される。
【００４０】
段階３１５において、ここに記述されるように、パターニングされた基板／ウエハが処理チャンバー内のウエハテーブル上に位置されることができる。あるいは、パターニングされていない基板／ウエハが使用されることもできる。例えば、その処理チャンバーは、蒸着チャンバーであり得る。
【００４１】
段階３２０において、第１処理が実行されることができる。ある実施形態において、その第１処理は、ＬＮＤ処理を実行することを含むことができ、そのＬＮＤ処理は、処理チャンバー内で実行されることができる。他の実施形態において、ＮＮＤ処理が実行されることができる。高密度プラズマが処理チャンバー内で生成されることができ、その高密度プラズマは、高濃度の金属イオンと非常に多くのプロセスガスイオンとを含むことができる。そのパターニングされた基板は、その高密度のプラズマに晒されることができる。ある実施形態において、そのウエハテーブルは、垂直に平行移動されることができる。
【００４２】
チャンバー圧力、チャンバー温度、基板温度、プロセスガスの成分（化学的性質）、プロセスガス流速、ターゲット材料、ＩＣＰパワー、基板位置、ターゲットパワー、及び、基板バイアスパワーの少なくとも１つが、パターニングされた基板のフィールド領域の超低蒸着速度を含むＬＮＤ蒸着速度を達成するために調整されることができる。ＬＮＤ処理が行われるので、その開口部の開口面に実質的に突出した材料が生成されずに、材料はそのパターニングされた基板の開口部に蒸着されることができる。
【００４３】
ＬＮＤ処理は、ＬＮＤ前処理時間、ＬＮＤ処理時間、ＬＮＤ後処理時間、又は、それらの組合せを含むことができる。他の実施形態において、異なる時間が使用されてもよい。ＬＮＤ前処理時間は、約０秒から約５０秒の幅がありえ、ＬＮＤ処理時間は、約１０秒から約５００秒の幅がありえ、ＬＮＤ後処理時間は約０秒から約５０秒の幅があり得る。
【００４４】
ある実施形態において、ＬＮＤ処理は、イオン化物理蒸着（ｉＰＶＤ）処理チャンバーを用いて実行されることができる。他の実施形態において、そのＬＮＤ処理は、ＰＶＤチャンバー、ＣＶＤチャンバー、及び、ＰＥＣＶＤチャンバーのような他のタイプの蒸着チャンバーを用いて実行されることができる。
【００４５】
ある実施形態において、その蒸着システムは、そのウエハテーブルに基板バイアスを提供することができる基板バイアス発生器を含むことができる。他の実施形態において、基板バイアス発生器は、必ずしも必要とされない。その基板バイアスパワーは、そのＬＮＤ処理中のＬＮＤ蒸着速度を達成するために調整されることができる。その基板バイアスパワーは、そのＬＮＤ処理中にスパッタリング閾値未満の範囲の第１値に調整されることができる。他の実施形態において、その基板バイアスパワーは、そのＬＮＤ処理中にスパッタリング閾値未満の範囲のある値より大きく調整されることができる。例えば、制御器が使用されることができ、その基板バイアスパワーは、実質的に突出部（オーバーハング）が生成されないことを保証するためにその処理を最適化するために変更されることができる。
【００４６】
その基板バイアス発生器は、ＲＦ発生器でありえ、そのＲＦ発生器は、約１ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数範囲で動作することができる。例えば、ＲＦ発生器は、約１３．５６ＭＨｚで動作されることができる。その基板バイアスパワーは、約０．０ｗから約１０００ｗであり得る。例えば、その基板バイアスパワーは、約１３０ｗから約２００ｗであり得る。
【００４７】
さらに、その蒸着システムは、ターゲット、及び、そのターゲットにＬＮＤターゲットパワーを供給することができるターゲットパワーソースを含むことができる。他の実施形態において、ターゲットパワーソースは、必ずしも要求されない。例えば、ターゲットパワーは蒸気状態で供給されるかもしれない。そのＬＮＤターゲットパワーは、そのＬＮＤ処理中にＬＮＤ蒸着速度を達成するために調整されることができる。そのＬＮＤターゲットパワーは、そのＬＮＤ処理中にそのＬＮＤ領域（図７）の値に調整されることができる。他の実施形態において、そのＬＮＤターゲットパワーは、そのＬＮＤ処理中にそのＬＮＤ領域の値より大きく調整されることができる。例えば、制御器が使用されることができ、そのＬＮＤターゲットパワーは、実質的に突出部（オーバーハング）が生成されないことを保証するためのその処理を最適化するために変更されることができる。
【００４８】
そのＬＮＤターゲットパワーは、パターニングされたその領域の超低蒸着速度を達成するために調整されることができ、その超低蒸着速度は、３０ｎｍ／ｍｉｎ未満である。
【００４９】
そのターゲットパワーソースは、ＤＣパワーソースであり得る。他の実施形態において、そのターゲットパワーソースは、約１ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数範囲で動作されることができるＲＦ発生器であり得る。そのＬＮＤターゲットパワーは、約１０ｗから約２０００ｗであり得る。例えば、そのＬＮＤターゲットパワーは、約８００ｗから約１６００ｗであり得る。
【００５０】
その蒸着システムは、そのターゲットに連結された永久磁石パックをさらに含むことができる。
【００５１】
その蒸着システムは、その処理チャンバーに連結される圧力制御システムを含むことができ、その圧力制御システムは、そのＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にＬＮＤチャンバー圧力を達成するために使用されることができる。そのＬＮＤチャンバー圧力は、約１ｍＴｏｒｒから約１００ｍＴｏｒｒであり得る。例えば、ＬＮＤチャンバー圧力は、約２０ｍＴｏｒｒから約７０ｍＴｏｒｒであり得る。
【００５２】
ある実施形態において、その蒸着システムは、アンテナ、そのアンテナと処理チャンバーの壁とに連結される誘電体窓、その誘電体窓に連結される空気取り入れ口（ルーバー）を有する蒸着板（バッフル）、及び、そのアンテナにＩＣＰパワーを供給するためのアンテナに連結されるＩＣＰソースとを含むことができる。あるいは、異なる形態が使用されることができる。そのＩＣＰパワーは、ＬＮＤ処理中に処理チャンバー内の高密度プラズマを達成するために調整されることができる。例えば、制御器が使用されることができ、ＩＣＰパワーは、実質的に突出部（オーバーハング）が生成されないことを保証するためのその処理を最適化するために変更されることができる。
【００５３】
そのＩＣＰソースは、ＲＦ発生器でありえ、そのＩＣＰソースは、約１．０ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数範囲で動作することができる。例えば、そのＩＣＰソースは、約１３．５６ＭＨｚで動作されることができる。そのＩＣＰパワーは、約２０００ｗから約１００００ｗであり得る。例えば、そのＩＣＰパワーは、約３０００ｗから約６０００ｗであり得る。
【００５４】
また、その蒸着システムは、その処理チャンバーに連結されるガス供給システムを含むことができ、そのガス供給システムは、そのＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にその処理チャンバー内にプロセスガスを流すために使用されることができる。そのプロセスガスは、不活性ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガス、金属含有ガス、又は、それらの組合せを含むことができる。
【００５５】
その窒素含有ガスは、Ｎ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＨ３、又は、それらの組合せを含むことができ、その酸素含有ガスは、Ｏ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏ、または、それらの組合せを含むことができる。
【００５６】
その不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、ラドン、キセノン、又は、それらの組合せを含むことができる。その金属含有ガスは、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｔ）、又は、それらの組合せを含むことができる。
【００５７】
ある実施形態において、そのＬＮＤ処理は、障壁層を蒸着するために使用されることができる。例えば、その障壁層は、金属を含むことができる。
【００５８】
ある場合には、そのウエハは、その処理チャンバーから除去されることができ、他のチャンバーで測定されることができる。例えば、光学式デジタルプロフィール（ＯＤＰ）ツールが使用されることができる。さらに、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）データ及び／又はＴＥＭデータが使用されることができる。
【００５９】
段階３２５において、いつその第１処理を実行することを停止するかの問い合わせ（クエリ）が実行される。その第１処理を停止するための決定がされると、手順３００は、段階３３０に引継ぎ、その第２段階を停止しないように決定がされると、手順３００は、段階３２０に枝分かれして戻り、手順３００は、図３に示されるように継続される。例えば、１つ又はそれ以上のＬＮＤ蒸着処理は、一回又はそれ以上実施されてもよい。
【００６０】
手順３３０において、いつ第２処理を実行するかを決定するために問い合わせ（クエリ）が実行される。第２処理を実施する決定がされると、手順３００は、段階３３５に継続する。第２処理を実施しない決定がされると、手順３００は、段階３５５に分岐し、終了する。
【００６１】
段階３３５において、第２処理が実行されることができる。その処理は、その第１処理がその第２処理のように実施する処理のタイプを決定するために使用されることができることに起因する。
【００６２】
ある実施形態において、その第２処理は、ＮＮＤ処理を実施することを含むことができ、そのＮＮＤ処理は、その同一処理チャンバーで実施されることができる。あるいは、そのＮＮＤ処理は、異なる処理チャンバー内で実行されることができる。他の実施形態において、その第２処理は、１つ又はそれ以上のＬＮＤ処理を含むことができる。
【００６３】
ＮＮＤ処理は、ＮＮＤ前処理時間、ＮＮＤ処理時間、ＮＮＤ後処理時間、又は、それらの組合せを含むことができる。他の実施形態において、異なる時間が使用されることができる。そのＮＮＤ前処理時間は、約０秒から約５０秒でありえ、ＮＮＤ処理時間は、約１０秒から約５００秒であり得る。例えば、約２０秒から約１００秒までのＮＮＤ処理時間を有し、そのＮＮＤ後処理時間は、約０秒から約５０秒であり得る。
【００６４】
その処理チャンバー条件は、変更されることができ、ＮＮＤ処理は実施されることができる。チャンバー圧力、チャンバー温度、基板温度、プロセスガス成分（化学的性質）、プロセスガス流速、ターゲット材料、ＩＣＰパワー、基板位置、ターゲットパワー、基板バイアスパワー、又は、それらの組合せは、ＬＮＤ蒸着速度からＮＮＤ蒸着速度まで蒸着速度を変化させるために調整されることができる。
【００６５】
そのＮＮＤ蒸着速度は、そのパターニングされた基板のフィールド領域における材料の蒸着速度であるフィールド蒸着速度を含むことができる。そのフィールド蒸着速度は、約−１０ｎｍ／ｍｉｎから約＋１０ｎｍ／ｍｉｎであり得る。例えば、そのフィールド堆積速度は、約−３ｎｍ／ｍｉｎから約＋３ｎｍ／ｍｉｎであり得る。そのＮＮＤ蒸着速度は、そのパターニングされた基板の１つ又はそれ以上の開口部上への材料の堆積速度である側壁蒸着速度を含むことができる。その側壁蒸着速度は、約０ｎｍ／ｍｉｎから約＋１０ｎｍ／ｍｉｎであり得る。例えば、そのフィールド蒸着速度は、約０ｎｍ／ｍｉｎから約＋５ｎｍであり得る。そのＮＮＤ蒸着速度は、そのパターニングされた基板の１つ又はそれ以上の底部表面への材料の蒸着速度である底部表面蒸着速度を含むことができる。その底部表面速度は、約−１０ｎｍ／ｍｉｎから約＋１０／ｍｉｎであり得る。例えば、その底部表面蒸着速度は、約−５ｎｍ／ｍｉｎから約＋５ｎｍ／ｍｉｎであり得る。
【００６６】
そのＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に、そのパターニングされた基板のフィールド領域内に材料が実質的に堆積されないように、材料はそのパターニングされた基板の開口部の側壁上に蒸着されることができる。そのＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に、そのパターニングされた基板のフィールド領域に材料が実質的に堆積しないように、材料が、蒸着及び／又はそのパターニングされた基板の開口部の底部表面から除去される。
【００６７】
そのＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に、その基板バイアス発生器は、約１３．５６ＭＨｚで動作されることができ、その基板バイアスパワーは、約５００ｗから約１５００ｗであり得る。例えば、その基板バイアスパワーは、約７５０ｗから９００ｗであり得る。その基板バイアスパワーは、そのＮＮＤ処理中に、スパッタリング閾値を越える範囲の１つ又はそれ以上の値に調整されることができる。例えば、制御器が使用されることができ、その基板バイアスパワーは、そのパターニングされた基板のフィールド領域で起こる蒸着が実質的にないことを保証するための処理を最適化するために変化させられることができる。
【００６８】
そのターゲットパワーは、約１００ｗから約１５００ｗであり得る。例えば、そのターゲットパワーは、約４５０ｗから約５５０ｗであり得る。そのＩＣＰパワーは、約２０００ｗから約１００００ｗであり得る。例えば、そのＩＣＰパワーは、約３０００ｗから約６０００ｗであり得る。
【００６９】
さらに、ＮＮＤプロセスガスは、ＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にその処理チャンバー内に流れ出ることができる。そのＮＮＤプロセスガスは、不活性ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガス、金属含有ガス、又は、それらの組合せを含むことができる。
【００７０】
その窒素含有ガスは、Ｎ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、及び、ＮＨ３を含むことができ、その酸素含有ガスは、Ｏ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、及び、Ｈ２Ｏを含むことができる。
【００７１】
その不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、ラドン、キセノン、又は、それらの組合せを含むことができる。その金属含有ガスは、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｔ）、又は、それらの組合せを含むことができる。
【００７２】
そのＮＮＤ処理が異なるチャンバーで行なわれるとき、そのパターニングされた基板は、第２処理チャンバーを有する第２ウエハテーブル上に位置されることができる。高密度プラズマは、その第２処理チャンバー内で生成されることができ、その高密度プラズマは、高濃度の金属イオンと、非常に多くのプロセスガスイオンを含むことができる。
【００７３】
その適切な処理チャンバー条件は、その第２処理チャンバー内で達成されることができ、ＮＮＤ処理は実行されることができる。チャンバー圧力、チャンバー温度、基板温度、プロセスガス成分（化学的性質）、プロセスガス流速、ターゲット材料、ＩＣＰパワー、基板位置、ターゲットパワー、基板バイアスパワー、又は、それらの組合せは、ＮＮＤ蒸着速度を達成するために調整されることができる。
【００７４】
他の実施形態において、その蒸着システムは、その第２ウエハテーブルに連結される第２基板バイアス発生器を含んでもよい。その第２基板バイアス発生器は、第２ＲＦ発生器でありえ、その第２ＲＦ発生器は、約１ＭＨｚから約１００ＭＨｚまでの周波数範囲で動作することができる。例えば、その第２ＲＦ発生器は、約１３．５６ＭＨｚで動作されることができる。その第２基板バイアスパワーは、約５００のｗから約１５００ｗであり得る。例えば、その基板バイアスパワーは、約７５０ｗから約９００ｗであり得る。
【００７５】
ＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に、その第２基板バイアスパワーは、スパッタリング閾値より大きな範囲の１つ又はそれ以上の値に調整されることができる。例えば、制御器が使用されることができ、その第２基板バイアスパワーは、そのパターニングされた基板のフィールド領域で正味の蒸着が実質的に起こらないことを保証するためのその処理を最適化するために調整されることができる。
【００７６】
そのＮＮＤ蒸着速度は、そのパターニングされた基板のフィールド領域の材料の蒸着速度であるフィールド蒸着速度を含むことができる。そのフィールド蒸着速度は、約−１０ｎｍ／ｍｉｎから約＋１０ｎｍ／ｍｉｎであり得る。例えば、そのフィールド蒸着速度は、約−５ｎｍ／ｍｉｎから約＋５ｎｍ／ｍｉｎであり得る。そのＮＮＤ蒸着速度は、そのパターニングされた基板の１つ又はそれ以上の開口部の１つ又はそれ以上の側壁上の材料の蒸着速度である側壁蒸着速度を含むことができる。その側壁蒸着速度は、約０ｎｍ／ｍｉｎから約＋１０ｎｍ／ｍｉｎであり得る。例えば、そのフィールド蒸着速度は、約０ｎｍ／ｍｉｎから約＋５ｎｍ／ｍｉｎであり得る。そのＮＮＤ蒸着速度は、そのパターニングされた基板の１つ又はそれ以上の開口部の１つ又はそれ以上の底部表面上の材料の蒸着速度である底部表面蒸着速度を含むことができる。その底部表面速度は、約−１０ｎｍ／ｍｉｎから約＋１０ｎｍ／ｍｉｎであり得る。例えば、その底部表面蒸着速度は、約−５ｎｍ／ｍｉｎから約＋５ｎｍ／ｍｉｎであり得る。
【００７７】
他の実施形態において、その蒸着システムは、第２ダーゲットを含むことができ、第２ターゲットパワーソースは、その第２ターゲットに第２ターゲットパワーを提供することができる。その第２ターゲットパワーソースは、ＤＣパワーソースであり得る。他の実施形態において、その第２ターゲットパワーソースは、約１ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数範囲で動作されることができるＲＦ発生器であり得る。その第２ターゲットパワーは、約１００ｗから約１５００ｗであり得る。例えば、その第２ターゲットパワーは、約４５０ｗから約５５０ｗであり得る。
【００７８】
さらに、その蒸着システムは、第２アンテナ、その第２アンテナとその第２処理チャンバーの一壁と連結される第２誘電窓と、その第２誘電窓に連結される空気取り入れ口（ルーバー）を有する第２蒸着仕切板（バッフル）と、その第２アンテナと連結され、その第２アンテナに第２ＩＣＰパワーを提供する第２ＩＣＰソースと、を含んでいてもよい。あるいは、異なる形態が使用されることができる。その第２ＩＣＰパワーは、そのＮＮＤ処理中にその第２処理チャンバー内に高密度プラズマを達成するために調整されることができる。例えば、制御器が使用されることができ、その第２ＩＣＰパワーは、実質的に突出部（オーバーハング）が生成されることがないことを保証するその処理を最適化するために変化されることができる。
【００７９】
第２ＩＣＰソースは、ＲＦ発生器でありえ、その第２ＩＣＰソースは、約１．０ＭＨｚから約１００ＭＨｚの周波数範囲で動作されることができる。例えば、第２ＩＣＰソースは、約１３．５６ＭＨｚで動作されることができる。その第２ＩＣＰソースは、約２０００ｗから約１００００ｗであり得る。例えば、その第２ＩＣＰパワーは、約３０００ｗから約６０００ｗであり得る。
【００８０】
他の実施形態において、その蒸着システムは、その第２処理チャンバーに連結される第２圧力制御システムを含むことができ、その第２圧力制御システムは、そのＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にＮＮＤチャンバー圧力を達成するために使用されることができる。そのＮＮＤチャンバー圧力は、約１ｍＴｏｒｒから約１００ｍＴｏｒｒでありえ、あるいは、その蒸着チャンバー圧力は、約２０ｍＴｏｒｒから約７０ｍＴｏｒｒであり得る。
【００８１】
他の実施形態において、また、その蒸着システムは、その第２処理チャンバーに連結される第２ガス供給システムを含んでいてもよく、その第２ガス供給システムは、そのＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間にその第２処理チャンバーにＮＮＤ処理ガスを流すために使用されることができる。そのＮＮＤ処理チャンバーは、不活性ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガス、金属含有ガス、又は、それらの組合せを含むことができる。
【００８２】
その窒素含有ガスは、Ｎ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、及び、ＮＨ３を含むことができ、その酸素含有ガスは、Ｏ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、及び、Ｈ２Ｏを含むことができる。
【００８３】
その不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、ラドン、キセノン、又は、それらの組合せを含むことができる。その金属含有ガスは、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｔ）、又は、それらの組合せを含む。
【００８４】
様々な実施形態において、そのＮＮＤ処理は、以下の処理、すなわち、シード層を蒸着すること、シード層を修復すること、障壁層を蒸着すること、障壁層を修復することの１つ又はそれ以上を実行するために使用されることができる。
【００８５】
様々な実施形態において、その第２処理は、ＮＮＤ処理またはＬＮＤ処理を含むことができる。
【００８６】
段階３４０において、問い合わせ（クエリ）は、その第２処理の実行をいつ停止するかを決定するために実施される。その第２処理を停止する決定がされると、手順３００は段階３４５に引き継がれる。その第２処理を停止しないような決定がされると、段階３００は、段階３３５に枝分かれして戻り、手順３００が図３に示されるように継続される。例えば、１つ又はそれ以上の処理が１回又はそれ以上実施されるかもしれない。
【００８７】
測定データは、その第２処理中に得られることができ、その第２処理をいつ停止するかを決定するために使用されることができる。測定データは、チャンバー圧力データ、チャンバー温度データ、基板温度データ、プロセスガス成分（化学的性質）に関するデータ、プロセスガス流速データ、ターゲット材料データ、ＩＣＰパワーデータ、基板位置データ、ターゲットパワーデータ、基板バイアスデータ、処理時間データ、処理方法（プロセスレシピ）データ、又は、それらの組合せを含むことができる。
【００８８】
ある場合には、そのウエハは、その処理チャンバーから除去されることができ、他のチャンバーで測定されることができる。例えば、光学式デジタルプロフィール（ＯＤＰ）ツールが使用されることができる。さらに、ＳＥＭデータ及び／又はＴＥＭデータが使用されることができる。
【００８９】
処理時間は、その第２処理をいつ停止するかを決定するために使用されてもよい。あるいは、厚さデータは、その第２処理をいつ停止するかを決定するために使用されることができる。
【００９０】
段階３７０において、問い合わせ（クエリ）は、追加の処理をいつ停止するかを決定するために実行される。追加の処理を実施する決定がされると、処理３００は、段階３５０に継続され、その追加の処理が段階３４５において実行される。追加の処理を実行しないことが決定されると、処理３００は、段階３５５に分岐し、終了する。
【００９１】
その追加の処理は、ＬＮＤ処理、ＮＮＤ処理、通常の蒸着処理、エッチング処理、蒸着／エッチング処理、洗浄処理、測定処理、保管（記憶）処理、電気鍍金処理、又は、それらの組合せを含むことができる。その追加の処理は、その同一のチャンバーまたは他のチャンバー内で行われることができる。例えば、１つまたはそれ以上の処理チャンバーが、搬送（トランスファー）システムによって互いに連結されることができる。
【００９２】
測定データは、その第１及び／又は第２処理中に得られることができ、その処理をいつ終了するのかを決定するために使用されることができる。測定データは、チャンバー圧力データ、チャンバー温度データ、基板温度データ、プロセスガス成分（化学的性質）に関するデータ、プロセスガス流速データ、ターゲット材料データ、ＩＣＰパワーデータ、基板位置データ、ターゲットパワーデータ、基板バイアスパワーデータ、処理時間データ、処理手順（プロセスレシピ）データ、又は、それらの組合せを含むことができる。
【００９３】
ある場合には、そのウエハは、その処理チャンバーから除去されることができ、他のチャンバー内で測定されることができる。例えば、光学式デジタルプロフィール（ＯＤＰ）ツールが使用されることができる。さらに、ＳＥＭデータ及び／又はＴＥＭデータが使用されることができる。
【００９４】
処理時間は、その第２処理がいつ停止されるかを決定するために使用されることができる。あるいは、厚さデータは、その第２処理はいつ停止されるかを決定するために使用されることができる。
【００９５】
図４は、本発明の実施形態による例示的な蒸着システムを示す。示された実施形態において、蒸着処理の単純化されたグラフが示される。例えば、単純化された処理４００は、前処理時間４１０、処理時間４２０、及び、後処理時間４３０を含むことができる。
【００９６】
その前処理時間中に、その処理ツール（プロセスツール）はセットアップされることができる。その基板は、その処理チャンバー内のウエハテーブル上に載置されることができ、そのウエハテーブルは、処理高さにセットされることができる。プロセスガスがそのチャンバー圧力を高くするために処理チャンバー内に導入されることができる。その基板は、そのウエハテーブル上に静電気的にチャックされる。さらに、バックサイドガス冷却が開始されることができる。
【００９７】
そのプロセス時間の間に、その処理圧力を制御するためにその処理チャンバー内にプロセスガスが導入されることができる。ＩＣＰソースが調整されることができ、比較的高いＩＣＰパワーがそのアンテナに供給されることができる。ＤＣソースが調整され、そのＬＮＤ処理中にその所望のＬＮＤのＤＣパワーがそのターゲットに提供され、そのＮＮＤ処理中にその所望のＮＮＤのＤＣパワーがそのターゲットに提供されることができる。さたに、ＲＦバイアスパワーソースが調整されることができ、そのＬＮＤ処理中にその所望のＬＮＤのＲＦバイアスパワーが提供されることができ、そのＮＮＤ処理中にその所望のＮＮＤのＲＦバイアスパワーが提供されることができる。
【００９８】
その後処理時間の間に、そのウエハテーブルは、抜き出し高さにセットされることができる。そのプロセスガスの流れは、停止されることができ、バックサイドガス冷却は、停止されることができる。その基板は、そのウエハテーブルから静電気的に取り外し（ディチャック）されることができる。チャンバー圧力は安定化されることができ、その基板はそのウエハテーブルから除去されることができ、その基板は、その処理チャンバーから搬出されることができる。
【００９９】
図５は、本発明の実施形態によるＬＮＤ処理空間の例示的なグラフを示す。示された実施形態に示されるように、ＬＮＤ処理スペースは、ｘ軸におけるＲＦバイアスパワーと、ｙ軸におけるＤＣパワーと蒸着速度との比を用いて定義されることができる。他の実施形態において、他の処理パラメータ及び／又は処理パラメータの組合せは、ＬＮＤ処理スペースを定義するために使用されてもよい。
【０１００】
線５１０は、エッチングが開始する点を示す点５１２に引かれている。ＬＮＤ領域５２０は、図５に同様に示される。
【０１０１】
そのＬＮＤ領域は、ＬＮＤ処理が実行されることができる例示的な領域を示す。
【０１０２】
図６は、本発明の実施形態によるＬＮＤ処理を示す。示された実施形態において、ＬＮＤ障壁層蒸着処理が示され、様々な処理パラメータが実質的に均一な障壁層を達成するために変化される。示されるように、そのパワーソース２４からターゲット２５へのＤＣパワーは、そのＬＮＤ障壁層蒸着処理中に、スイッチが入れられることができ、様々なレベルに変更され、スイッチオフされる。“ＤＣパワー”は、材料をスパッタするために、そのターゲット２５の材料にパワーサプライまたはパワーソースからＤＣパワーを供給することを示す。さらに、そのＲＦ発生器２７からそのアンテナ２６へのＩＣＰパワーは、そのＬＮＤ蒸着処理中にスイッチオン及びスイッチオフされる。“ＩＣＰパワー”は、密度の高いプラズマを形成するために使用される発生器２７からのＲＦ誘導結合パワーを示す。また、そのＲＦバイアスパワー２８からそのウエハテーブル２２へのＲＦ基板バイアスパワーは、そのＬＮＤ障壁層蒸着処理中にスイッチオン及びスイッチオフされることができる。“ＲＦ基板バイアスパワー”は、その基板２１上の負のバイアスを生成するためのＲＦ発生器２８からテーブル２２に印加されるＲＦパワーを示す。さらに、チャンバー圧力は、そのＬＮＤ障壁層の蒸着処理中に様々な値に変化されることができる。
【０１０３】
ｉＰＶＤシステムは、ＬＮＤ障壁層蒸着処理を実行するために使用されることができる。そのＬＮＤ蒸着処理中に、蒸着される材は、スパッタまたはソースか蒸発されることができ、それから、その蒸着材料の実質的な部分は、コーティングされるウエハに到達する前に、陽イオンに変換されることができる。複数のイオンは、真空チャンバー中のプロセスガスから発生されることができる高密度プラズマによって生成されることができる。それから、そのウエハに負のバイアスを印加することによって、電磁力は、被覆材料の陽イオンに印加されることができる。その被覆材料の増加したフラクションは、そのウエハの略法線の角度でそのウエハに蒸着するので、そのバイアスは、そのウエハへ加速される被覆材料のイオンを引き起こす。この方法で、薄い同一の障壁層は、そのウエハ表面のフィールド領域上と、そのウエハの高いアスペクト比の開口部内に蒸着されることができる。そのＬＮＤ処理は、その高いアスペクト比の開口部の底部及び側壁の優れた被覆性を提供する。
【０１０４】
そのＬＮＤ処理中に、ウエハ２１は、温度制御されたウエハテーブル２２の上部に位置して保持される。プロセスガスは、ＬＮＤ処理中に、処理チャンバー３０内にソース２３から供給されることができ、そのプロセスガスの圧力は、ポンプ２９によって真空に維持され、適切なイオン化蒸着範囲に調整される。ＤＣパワーは、パワーソース２４からそのターゲット２５に供給され、パワーソース２４は、オン状態にされることができ、そのＬＮＤ処理においてレベル（値）が適切になるように供給されるように調整されることができる。ウエハＲＦバイアスは、ＲＦバイアス発生器２８によってチャック２２に適用され、また、オン状態にされることができ、そのＬＮＤ処理中にレベル（値）が適切になるように調整されることができる。さらに、そのＲＦ発生器２７からそのアンテナ２６へのＩＣＰパワーは、そのＬＮＤ処理中にスイッチオンされ、調整されることができる。さらに、チャンバー圧力は、そのＬＮＤ処理中に様々な値に変えられることができる。
【０１０５】
プロセスガスは、ガス供給システム２３から真空処理チャンバー３０に供給されることができ、その処理チャンバーの圧力は、そのＬＮＤ処理中に、圧力制御システム２９によって真空に維持され、適切なイオン化された蒸着範囲に調整されることができる。
【０１０６】
ｉＰＶＤシステムは、その処理チャンバーに連結されることができる制御器を含むことができ、その方法は、１つ又はそれ以上の処理パラメータを測定することと、そのＬＮＤ前処理時間の間の少なくとも一部の間に少なくとも１つの処理パラメータを第１レベルに調整することと、そのＬＮＤ処理時間の間の少なくとも一部の間に少なくとも１つのパラメータを第２レベルに調整することと、そのＬＮＤ後処理時間の間の少なくとも一部の間に少なくとも１つのパラメータを第３レベルに調整することをさらに含むことができる。
【０１０７】
半導体ウエハ上の高いアスペクト比のビアホール及びトレンチとの金属化において、その障壁層とシード層は、良好な側壁被覆性と底部被覆性を有する。その障壁層は、その障壁特性を犠牲することなく可能な限り薄いことを必要とする。そのビア構造体の電気抵抗を増加させる電気抵抗は最小化されなければならないので、その障壁層は、薄いに違いない。それは、コンフォーマルであることが必要とされ、その誘電層や、信頼性の問題を防止する他の誘電層へのシード層材料の拡散を防止するために継続されることが必要とされる。これは、その障壁層の厚さがよく制御されるに違いなく、特にそのビアの底部で最小化されるに違いないということを要求する。そのビアの底部における厚い障壁層は、実質的な望まない電気抵抗を相互接続金属化の抵抗に加えるかもしれない。
【０１０８】
図６に示されるように、チャンバー圧力は、そのＬＮＤ前処理時間の少なくとも一部の間に約２０ｍＴｏｒｒ未満でありえ、そのチャンバー圧力は、そのＬＮＤ処理時間の間に５０ｍＴｏｒｒより大きく、１００ｍＴｏｒｒ未満でありえ、そのチャンバー圧力は、そのＬＮＤ後処理圧力時間の少なくとも一部の間に約２０ｍＴｏｒｒ未満であり得る。そのＩＣＰパワーは、そのＬＮＤ前処理時間の少なくとも一部の間に約２０ｗ未満でありえ、そのＩＣＰパワーは、そのＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に約５０００ｗよりは大きく、約５５００ｗ未満でありえ、そのＩＣＰパワーは、そのＬＮＤ後処理時間の少なくとも一部の間に約２０ｗ未満であり得る。
【０１０９】
さらに、そのＤＣパワーは、そのＬＮＤ前処理時間の少なくとも一部の間に約１０ｗ未満でありえ、そのＤＣパワーは、そのＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に約１０００ｗより大きく、約１５００ｗ未満でありえ、そのＤＣパワーは、そのＬＮＤ後処理時間の少なくとも一部の間に約２０ｗ未満であり得る。そのＲＦ基板バイアスパワーは、そのＬＮＤ前処理時間の少なくとも一部の間に約１０ｗ未満でありえ、そのＲＦ基板バイアスパワーは、そのＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に約１３０ｗより大きく、約２００ｗ未満でありえ、そのＲＦ基板バイアスパワーは、そのＬＮＤ後処理時間の少なくとも一部の間に約１０ｗ未満であり得る。
【０１１０】
その示された実施形態に示されるように、そのＬＮＤ前処理時間の期間は、約２０秒より大きく、約５０秒未満である。例えば、そのＬＮＤ前処理時間は、約２５から約３５秒であり得る。あるいは、異なるＬＮＤ前処理時間が使用されることができる。
【０１１１】
そのＬＮＤ処理時間は、約１５０秒より大きく、約２５０秒未満であり得る。例えば、そのＬＮＤ処理時間は、約１８０秒から約２２０秒であり得る。他の実施形態において、そのＬＮＤ処理時間は、約１０秒から約１０００秒でありえ、そのＬＮＤ処理時間は、蒸着厚さを測定するために決定されることができる。
【０１１２】
さらに、ＬＮＤ後処理時間は、約２０秒を超え、約５０秒未満であり得る。例えば、そのＬＮＤ後処理時間は、約２５秒から約３５秒であり得る。あるいは、異なるＬＮＤ後処理時間は、使用されることができる。
【０１１３】
一つのＬＮＤ処理時間は図５に示されるが、これは本発明が必ずしも必要とするものではない。他の実施形態において、基板は、その処理条件を異ならせることができる、１つ又はそれ以上のＬＮＤ処理時間を用いて進行されることができる。例えば、処理条件は、１つのＬＮＤ処理時間の間に分離した開口部において立てられるかもしれず、他の処理条件は、密接に詰った開口部において立てられるかもしれない。
【０１１４】
また、そのｉＰＶＤシステムは、その処理チャンバーに連結されるガス供給システムをさらに含むことができ、そのＬＮＤ方法は、そのＬＮＤ前処理時間の少なくとも一部の間に第１プロセスガスを提供すること、そのＬＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に第２プロセスガスを供給すること、そのＬＮＤ後処理時間の少なくとも一部の間に第３プロセスガスを供給することをさらに含むことができる。さらに、異なる流速は、その異なるＬＮＤ時間の間に立てられることができ、その流速は、その異なるＬＮＤ時間の間に変化されることができる。
【０１１５】
１つの実施形態において、その第１プロセスガスは、不活性ガス、窒素含有ガス、又は、それらの組合せを含むことができ、その第２プロセスガスは、不活性ガス、窒素含有ガス、金属含有ガス、又は、それらの組合せを含むことができ、その第３プロセスガスは、不活性ガス、窒素含有ガス、又は、それらの組合せを含むことができる。例えば、その不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、ラドン、キセノン、又は、それらの組合せを含むことができる。また、その金属含有ガスは、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｔ）、または、それらの組合せを含むことができる。
【０１１６】
そのＬＮＤ障壁層蒸着処理において、金属は、低速でそのターゲットにスパッタされることができる。これは、単に、そのプロセスガスイオンプラズマのマイナーな希釈をもたらす。その金属は、イオン化し、１０ｎｍ／ｍｉｎ未満であり得る速度でそのウエハ上に蒸着される。低いバイアスは、その開口部の底部にイオンを引き付けるためにウエハに印加される。その低いフィールド蒸着速度と低いバイアスのために、その金属は、有るか無いかの突出部（オーバーハング）を生じて蒸着する。その側壁被覆性は向上し、その結果は、コンフォーマルな金属蒸着、すなわち、障壁層金属に理想的な結果をもたらす。
【０１１７】
もし、その処理が反応的なものである場合は、ＴａＮ、Ｎ２、または、他の反応性ガスは、そのＬＮＤ障壁層蒸着処理中に付加されることができる。通常、その窒素流は、ｉＰＶＤ処理がターゲットの非位置モード（ノンポジションモード）または金属モードで実施されるという事実があり、それはより望ましく、しかしながら、その位置モード（ポジションモード）は、その反応性ガス流を増加することによって達成されることができる。窒素流は、本発明によって容易に金属窒化物組成を窒素リッチから窒素欠乏へと改良するためにさらに変えられることができる。この開口部は、それが、ユーザーが金属窒化物の化学量論を調整することを可能にするので、非常に望まれる。より良い障壁層特性（より高いＮ２含有量）が望まれ、または、より良い浸潤特性（より低いＮ２含有量）が必要であるかにかかわらず、本発明はそのユーザーの要求を受け入れることができる。例えば、金属窒化物の側壁の化学量論は、窒素または反応性ガス流を変化させることによってその蒸着処理を通じて制御されることができる。さらに、金属フィルムの側壁の窒化は、その蒸着段階に続くＡｒ／Ｎ２イオンプラズマを用いて制御されることができる。
【０１１８】
本発明の方法は、ｉＰＶＤシステムと関連して、非常に低速であるＴａやＣｕのような高度にイオン化された材料を蒸着するために使用されるときに特に有利である。本発明は、また、３０−１００ｍＴの高圧の同じ材料を均一に蒸着させることができるという利点を有し、ユーザーに比較的低い蒸着速度でイオン化された金属を蒸着させることを可能にする。さらに、本発明の処理は、異なる金属、特に、前述の装置に関連して使用される場合の金属に容易に適用可能である。
【０１１９】
本発明は、パターニングされたウエハの開口部の側壁被覆性を高めることによって、蒸着された材料の減少した付着係数と増加した表面移動度を生成する基板への高金属イオンフラクションとプロセスガスイオンの大きなフラックスを用いた蒸着モードで動作されるｉＰＶＤシステムを使用することができる。
【０１２０】
本発明は、パターニングされたフィールド領域の超低蒸着速度を有する蒸着モードで動作されるｉＰＶＤシステムを使用することができ、向上したコンフォーマリティ、特に、通常のｉＰＶＤシステムに比べて側壁被覆における向上を提供する。
【０１２１】
他の実施形態において、ｉＰＶＤ処理は、そのウエハへのバイアスが、蒸着がその開口部の側壁に起こる一方で、そのフィールド領域に実質的に金属の蒸着がないように、実行されることができる。これは、容易にその基板の表面に減少した金属フラックスを有して達成されることができる。中間誘電体または予め金属化された表面のエッチングは、適切なウエハバイアスの印加によってその金属の蒸着速度とエッチング速度とのバランスの結果として、この処理中に起こらない。
【０１２２】
図７は、本発明の実施形態によるＮＮＤ処理スペースの例示的なグラフを示す。その示された実施形態に示されるように、ＮＮＤ処理スペースは、そのｘ軸におけるＲＦバイアスパワーと、ｙ軸におけるＤＣパワーに対する蒸着速度の比とを用いて定義されることができる。他の実施形態において、他の処理パラメータ及び／又は処理パラメータの組合せは、ＮＮＤ処理スペースを定義するために使用されることができる。
【０１２３】
線７１０は、エッチングが開始されるその点を示す点７１２を引くように示される。
【０１２４】
ＮＮＤ領域７２０は、また、図７に示される。そのＮＮＤ領域は、ＮＮＤ処理が実行される例示的な領域を示す。
【０１２５】
図８は、本発明の実施形態によるＮＮＤ処理を示す。示された実施形態において、ＮＮＤシード層蒸着処理は示され、様々な処理パラメータは実質的に均一なシード層を達成するために変化させられる。示されるように、そのパワーソース２４からターゲット２５へのＤＣパワーは、そのＮＮＤのＣｕシード層蒸着処理中に、スイッチオンされることができ、様々なレベルに変化させられ、スイッチオフされることができる。さらに、そのＲＦ発生器２７からアンテナ２６へのＩＣＰパワーは、そのＮＮＤのＣｕシード層蒸着処理中にスイッチオンされることができ、スイッチオフされることができる。そのＲＦバイアス発生器２８からそのウエハテーブル２２へのＲＦ基板バイアスパワーは、そのＮＮＤのＣｕシード層蒸着中にスイッチオンされることができ、スイッチオフされることができる。さらに、チャンバー圧力は、そのＮＮＤのＣｕシード層蒸着処理中に異なる値に変化されることができる。
【０１２６】
ｉＰＶＤシステムは、そのＮＮＤ処理を実行するために使用されることができる。そのＮＮＤ処理中に、蒸着される材料は、ソースからスパッタまたは蒸発され、それから、蒸発された材料の実質的なフラクションは、そのウエハがコーティングされる前に陽イオンに変換されることができる。複数のイオンは、真空チャンバー中のプロセスガスから生成されることができる高密度プラズマによって生成されることができる。それから、電磁力は、そのウエハの上に負のバイアスを印加することによって、被覆材料の正イオンに印加されることができる。その被覆材料の増加したフラクションがその基板の略法線の角度において基板に蒸着するので、そのバイアスは、そのウエハに向かって加速される被覆材料のイオンを引き起こす。この方法で、材料の最小量（実質的に無い）は、そのウエハ表面のフィールド領域上に堆積されることができ、少量の材料が、その基板の高いアスペクト比の開口部内に蒸着されることができる。そのＮＮＤ処理は、その高いアスペクト比の開口部の側壁の優れた被覆性を提供する。
【０１２７】
そのＮＮＤ処理中に、ウエハ２１は、温度制御ウエハテーブル２２の上部の位置に保持されることができる。プロセスガスは、真空処理チャンバー３０内にソース２３から供給されることができ、そのチャンバーの圧力は、そのＮＮＤ処理中にポンプ２９によって真空に維持され、適切なイオン化された蒸着範囲に調整される。ＤＣパワーは、パワーソース２４からターゲット２５に印加され、パワーソース２４は、そのＮＮＤ処理中に、スイッチがオンされ、レベルが適切になるように供給されるために調整されることできる。ウエハＲＦバイアスは、バイアス発生器２８によってチャック２２に提供され、そのＮＮＤ処理中に、また、それは、ターンオンされ、レベルが適切に調整されることができる。さらに、そのＲＦ発生器２７からアンテナ２６へのＩＣＰパワーは、そのＮＮＤ処理中にスイッチオンされ、調整されることができる。さらに、チャンバー圧力は、そのＮＮＤ処理中に異なる値に変化されることができる。
【０１２８】
プロセスガスは、その真空処理チャンバー３０にガス供給システム２３から供給されることができ、その真空処理チャンバーの圧力は、そのＮＮＤ処理中に圧力制御システム２９によって真空に維持され、適切なイオン化蒸着速度に調整される。
【０１２９】
そのｉＰＶＤシステムは、その処理チャンバーに連結されることができる制御器を含むことができ、その方法は、１つ又はそれ以上の処理パラメータを測定し、そのＮＮＤ前処理時間の少なくとも一部の間に第１レベルに少なくとも１つの処理パラメータを調整すること、そのＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に第２のレベルに少なくとも１つのパラメータを調整すること、そのＮＮＤ後処理時間の少なくとも一部の間に第３のレベルの少なくとも１つのパラメータを調整すること、をさらに含むことができる。
【０１３０】
図８に示されるように、そのチャンバー圧力は、そのＮＮＤ前処理時間の少なくとも一部の間に約２０ｍＴｏｒｒ未満でありえ、そのチャンバー圧力は、そのＮＮＤ処理時間の間に約５０ｍＴｏｒｒより大きく、約１００ｍＴｏｒｒ未満でありえ、そのチャンバー圧力は、そのＮＮＤ後処理時間の少なくとも一部の間に２０ｍＴｏｒｒ未満であり得る。そのＩＣＰパワーは、そのＮＮＤ前処理時間の少なくとも一部の間に約２０ｗ未満でありえ、そのＩＣＰパワーは、そのＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に約５０００ｗより大きく、約５５００ｗ未満でありえ、そのＩＣＰパワーは、そのＮＮＤ後処理時間の少なくとも一部の間に約２０ｗ未満であり得る。
【０１３１】
さらに、そのＤＣパワーは、そのＮＮＤ前処理時間の少なくとも一部の間に約１０ｗ未満でありえ、そのＤＣパワーは、そのＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に約１０００ｗより大きく、約１５００ｗ未満でありえ、そのＤＣパワーは、そのＮＮＤ後処理時間の少なくとも一部の間に約２０ｗ未満であり得る。そのＲＦ基板バイアスパワーは、そのＮＮＤ前処理時間の少なくとも一部の間に約１０ｗ未満でありえ、そのＲＦ基板バイアスパワーは、そのＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に約４５０ｗより大きく、約５５０ｗ未満でありえ、そのＤＣパワーは、そのＮＮＤ後処理時間の少なくとも一部の間に約１０ｗ未満であり得る。
【０１３２】
示される実施形態に示されるように、そのＮＮＤ処理時間は、約１０秒より大きく、約３５秒未満であり得る。例えば、そのＮＮＤ前処理時間は、約２０秒から約３０秒であり得る。あるいは、異なるＮＮＤ前処理時間が用いられることもできる。
【０１３３】
そのＮＮＤ処理時間は、約１５秒より大きく、約５０秒未満であり得る。例えば、そのＮＮＤ処理時間は、約２０秒から約４０秒であり得る。他の実施形態において、そのＮＮＤ処理時間は、約１０秒から約１０００秒でありえ、そのＮＮＤ処理時間は、蒸着厚さを測定することによって決定されることができる。
【０１３４】
さらに、そのＮＮＤ後処理時間は、約１０秒より大きく、約３０秒未満であり得る。例えば、そのＮＮＤ後処理時間は、約１５秒から約２５秒であり得る。あるいは、異なるＮＮＤ後処理時間が使用されることができる。
【０１３５】
一つのＮＮＤ処理時間は、図８に示されるが、これは、本発明に必ずしも要求されるものではない。他の実施形態として、基板は、１つ又はそれ以上のＮＮＤ処理時間を用いて処理されることができ、その処理条件は異なることができる。例えば、処理条件は、あるＮＮＤ処理時間の間に分離した開口部において立てられるかもしれず、他の処理条件は、他のＮＮＤ処理時間の期間中に密接に詰った開口部において立てられるかもしれない。
【０１３６】
また、そのｉＰＶＤシステムは、その処理チャンバーに連結されるガス供給システムをさらに含み、そのＮＮＤ方法は、そのＮＮＤ前処理時間の少なくとも一部の間に第１プロセスガスを提供すること、そのＮＮＤ処理時間の少なくとも一部の間に第２プロセスガスを提供すること、そのＮＮＤ後処理時間の少なくとも一部の間に第３プロセスガスを提供することをさらに含む。さらに、様々な流速は、その様々なＮＮＤ時間の間に設定されることができ、その流速は、その様々なＮＮＤ時間の間に変えられることができる。
【０１３７】
ある実施形態において、その第１プロセスガスは、不活性ガス、窒素含有ガス、又は、それらの組合せを含むことができ、その第２プロセスガスは、不活性ガス、窒素含有ガス、金属含有ガス、又は、それらの組合せを含むことができ、その第３プロセスガスは、不活性ガス、窒素含有ガス、又は、それらの組合せを含むことができる。例えば、その不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、ラドン、キセノン、又は、それらの組合せを含むことができる。さらに、その金属含有ガスは、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｔ）、又は、それらの組合せを含むことができる。
【０１３８】
そのＮＮＤ障壁層蒸着処理において、金属は、低速でそのターゲットからスパッタされることができる。これは、単に、そのプロセスガスイオンプラズマのマイナーな希薄をもたらす。その金属はイオン化し、０．１ｎｍ／ｍｉｎ未満であり得る速度でそのウエハ上に蒸着する。非常に低いバイアスは、その開口部の底部にそのイオンを引き付けるためにウエハに印加される。その領域における実質的な蒸着は無く、その側壁上には実質的に均一な蒸着があるので、その金属は、有るか無いかの生成される突出部（オーバハング）が蒸着される。その側壁被覆性は向上され、その結果は、高度にコンフォーマルな金属蒸着、すなわち、障壁層において理想的な蒸着をもたらす。
【０１３９】
ある実施形態において、そのＮＮＤプロセスガスは、そのスパッタリングガスとしてアルゴンガスを含むことができる。ＴａＮｘのような金属窒化物の障壁層を蒸着するために、窒素ガスは、そのＮＮＤ処理中に使用されることもできる。
【０１４０】
もし、そのプロセスがＴａＮのような反応性のものである場合、Ｎ２または他の反応性ガスは、そのＮＮＤ処理中に付加されることもできる。典型的に、窒素流は、ｉＰＶＤ処理がターゲットの非位置モード（ノンポジションモード）または金属モードで実行され、それが望まれるが、しかしながら、その位置モード（ポジションモード）は、その反応ガス流を増加することによって達成されることができる。窒素流は、本発明を用いて容易に窒素リッチから窒素欠乏の金属窒化物にその金属窒化物組成物を変えるために変えられることができる。この特徴は、ユーザーが金属窒化物の化学量論を調整することを可能にするので、非常に望まれる。より良い障壁層の特性（より高いＮ２含有量）が切望され、または、より良い浸潤特性（より低いＮ２含有量）が必要であるかにかかわらず、本発明は使用者の要求を受け入れることができる。例えば、金属窒化物の側壁の化学量論は、窒素または反応性ガス流を変化させることによってその蒸着処理を通して制御されることができる。さらに、その金属フィルム側壁の窒化は、その蒸着段階に続くＡｒ／Ｎ２イオンプラズマを用いて制御されることができる。
【０１４１】
その蒸着処理中にその圧力を低下させることは、そのウエハ上への正のアルゴンイオンのフラックスがより均一になり、基板に対して、より指向性を有し、垂直になることを引き起こす。
【０１４２】
図９は、本発明の実施形態による例示的な処理の概略図を示す。一つの開口部９１１は、示された処理中のみにおいて、基板９１０に示される。基板９１０は、様々形状を有する複数の開口部を含むことができる。障壁層９１２は、その開口部９１１内に示され、その基板９１０の上面に位置する。ある実施形態において、その障壁層９１２は、Ｔａを含むことができる。あるいは、他の材料が使用されることもできる。さらに、障壁層９１２は、ＮＮＤ処理またはＬＮＤ処理の少なくとも１つを使用して実質的に突出部（オーバーハング）を有することなく蒸着される。
【０１４３】
その開口部の開口面に突出部（オーバーハング）が実質的に生成することなく、シード層９１４は、その特徴９１１内に蒸着されることができる。ある実施形態において、そのシード層９１４は、Ｃｕを含むことができる。あるいは、他の材料が使用されることができる。続いて、追加のシード層９１６は、開口部内と、その基板９１０の上部表面上に蒸着されることができる。その追加のシード層９１６は、その開口部の開口に実質的に突出部（オーバーハング）を生成することなく、蒸着されることができる。最後に、めっき層（被覆層）９１８が蒸着されることができる。
【０１４４】
図１０は、本発明の実施形態による他の例示的な処理の概略図を示す。一つの開口部１０１１が図示目的のみで基板１０１０に示される。パンチスルー領域が、その開口部の底部に示される。そのＮＮＤ処理は、制御された量のパンチスルーを提供することができる。基板１０１０は、様々な形状を有する複数の開口部を含むことができる。障壁層１０１２は、その開口部１０１１内とその基板１０１０の上部表面上に示される。ある実施形態において、その障壁層１０１２は、Ｔａを含むことができる。あるいは、他の材料が使用されることができる。さらに、障壁層１０１２は、ＮＮＤ処理、ＬＮＤ処理、又は、それらの組合せを用いて実質的に突出部（オーバーハング）を有しないように蒸着されることができる。
【０１４５】
シード層１０１４は、その開口部の開口において実質的に突出部（オーバーハング）が無いように、その開口部１０１１内に蒸着されることができる。ある実施形態において、そのシード層１０１４は、Ｃｕを含むことができる。あるいは、他の材料が使用されることができる。続いて、追加のシード層１０１６は、その開口部１０１１内及びその基板１０１０の上部表面上に蒸着されることができる。その追加のシード層１０１６は、その開口部の開口において実質的に突出部（オーバーハング）を生成しないように蒸着されることができる。最後に、めっき層（被覆層）１０１８が蒸着されることができる。
【０１４６】
図１１は、本発明の実施形態による障壁層蒸着における例示的な結果を示す。ＳＥＭ結果は、Ｔａ−ＴａＮ障壁層の処理において示される。その結果は、ＬＮＤ処理において突出部（オーバーハング）を示さない。
【０１４７】
図１２は、本発明の実施形態によるシード層蒸着処理における例示的な結果を示す。ＳＥＭ結果は、Ｃｕシード層処理において示される。その結果は、そのＮＮＤ処理において突出部（オーバーハング）を示さない。
【０１４８】
本発明の特定の実施形態のみが上記に詳細に示されたが、当業者は、本発明の新規な教示及び利点から実質的に外れないで、その実施形態において多くの修正が可能であることを容易に理解することができるであろう。したがって、すべてのそのような修正は、本発明の範囲の中で含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の実施形態によるウエハ断面の単純化した図を示す。
【図２】本発明の実施形態による処理システムの例示的な構成図を示す。
【図３】本発明の実施形態によるｉＰＶＤシステムを動作する方法の単純化したフローチャートを示す。
【図４】本発明の実施形態による例示的な蒸着処理を示す。
【図５】本発明の実施形態によるＬＮＤ処理スペースの例示的なグラフを示す。
【図６】本発明の実施形態によるＬＮＤ障壁層蒸着処理を示す。
【図７】本発明の実施形態によるＮＮＤ処理スペースの例示的なグラフを示す。
【図８】本発明の実施形態によるＮＮＤシード層蒸着処理を示す。
【図９】本発明の実施形態による例示的な処理の概略図を示す。
【図１０】本発明の実施形態による、他の例示的な処理の概略図を示す。
【図１１】本発明の実施形態によるＬＮＤ処理スペースの例示的なグラフを示す。
【図１２】本発明の実施形態によるシード層蒸着処理における例示的な結果を示す。
【符号の説明】
【０１５０】
１０  金属フィルム
１１  ビア構造体
１２  半導体ウエハ
１３  誘電体中間層
１４  突出構造体
１５  底部
１６  側壁
１８  金属イオン
２１  ウエハ
２２  ウエハテーブル
２３  ガス供給システム
２４  ＤＣソース
２５  ターゲット
２６  アンテナ
２７  ＲＦソース
２８  ＲＦバイアス発生器
２９  圧力制御システム
３０  チャンバー
３１  窓
３２  処理チャンバー
３３  蒸着仕切板
３４  永久磁石パック
２００  ｉＰＶＤシステム
９１０  基板
９１１  開口部
９１２  障壁層
９１４  シード層
９１６  シード層
９１８  めっき層
１０１０  基板
１０１１  開口部
１０１２  障壁層
１０１４  シード層
１０１６  シード層
【図１】
2007531271.tif 000003
【図２】
2007531271.tif 000004
【図３】
2007531271.tif 000005
【図４】
2007531271.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2007531271.tif 000009
【図８】
2007531271.tif 000010
【図９】
2007531271.tif 000011
【図１０】
2007531271.tif 000012
【図１１】
2007531271.tif 000013
【図１２】
2007531271.tif 000014
【国際調査報告】
2007531271.tif 000015
2007531271.tif 000016
2007531271.tif 000017