(57)【要約】  本発明の実施形態は、一般に、基板上のアスペクト比の高い特徴部の底部及び側壁上に材料を均一にスパッタ蒸着させるための装置及び方法に関する。１つの実施形態では、スパッタ蒸着システムが、開口部を有するコリメータを含み、この開口部のアスペクト比が、コリメータの中心領域からコリメータの周辺領域にかけて減少する。１つの実施形態では、内部にねじ山のある留め具と外部にねじ山のある留め具との組み合わせを含むブラケット部材を介して、コリメータが接地されたシールドに結合される。別の実施形態では、コリメータが、接地されたシールドに一体的に取り付けられる。１つの実施形態では、材料をスパッタ蒸着させる方法が、基板支持部上のバイアスを高い値と低い値の間でパルスするステップを含む。【選択図】図１Ｂ
2011524471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に接地されたチャンバと、
前記チャンバによって支持されるとともに前記チャンバから電気的に絶縁されたスパッタリングターゲットと、
前記スパッタリングターゲットの下方に位置し、前記スパッタリングターゲットのスパッタ面と実質的に平行な基板支持面を有する基板支持台と、
前記チャンバによって支持されるシールド部材と、
前記シールド部材に機械的及び電気的に結合され、前記スパッタリングターゲットと前記基板支持台との間に位置するコリメータと、
を備え、前記コリメータが、該コリメータを貫いて延びる複数の開口部を有し、中心領域に位置する前記開口部の方が、周辺領域に位置する前記開口部よりも高いアスペクト比を有する、
ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記開口部のアスペクト比が、前記中心領域から前記周辺領域にかけて持続的に減少する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コリメータの厚みが、前記中心領域から前記周辺領域にかけて持続的に減少する、
ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記開口部のアスペクト比が、前記中心領域から前記周辺領域にかけて非直線的に減少する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記コリメータの厚みが、前記中心領域から前記周辺領域にかけて非直線的に減少する、
ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記コリメータが前記シールド部材に、外側にねじ山のある部材と、該外側にねじ山のある部材と係合する内側にねじ山のある部材とを備えたブラケットを介して結合される、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記コリメータが前記シールド部材に溶接される、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記コリメータが前記シールド部材と一体化される、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記コリメータが、アルミニウム、銅及びステンレス鋼から成る群から選択された材料から成る、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記コリメータの前記開口部間の壁厚が約０．０６インチ〜約０．１８インチの間である、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
電気的に接地されたチャンバと、
前記チャンバによって支持され、前記チャンバから電気的に絶縁され、ＤＣ電源に電気的に結合されたスパッタリングターゲットと、
前記スパッタリングターゲットの下方に位置し、前記スパッタリングターゲットのスパッタ面に実質的と平行な基板支持面を有する、ＲＦ電源に電気的に結合された基板支持台と、
前記チャンバによって支持され、前記チャンバに電気的に結合されたシールド部材と、
前記シールド部材に機械的及び電気的に結合され、前記スパッタリングターゲットと前記基板支持台との間に位置するコリメータと、
を備え、前記コリメータが、該コリメータを貫いて延びる複数の開口部を有し、中心領域に位置する前記開口部の方が、周辺領域に位置する前記開口部よりも高いアスペクト比を有し、
ガス源と、
前記ガス源、ＤＣ電源及び前記ＲＦ電源を制御するための信号を供給するようにプログラムされるとともに、前記基板支持台に高バイアスを与えるようにプログラムされたコントローラと、
をさらに備えることを特徴とする蒸着装置。
【請求項１２】
ＲＦコイルをさらに備え、前記コントローラが、前記基板支持台が高バイアスと低バイアスの間で交互に切り替わるように前記ＲＦ電源を制御するための信号を供給するようにプログラムされるとともに、前記ＲＦコイル及び前記ガス源に供給される電力を制御して前記チャンバ内の第２のプラズマを制御するようにプログラムされる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記コリメータの厚みが、前記中心領域から前記周辺領域にかけて持続的に減少する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
基板上に材料を蒸着させる方法であって、
コリメータを有するチャンバ内のスパッタリングターゲットにＤＣバイアスを印加するステップを含み、前記コリメータは、前記スパッタリングターゲットと基板支持台との間に位置するとともに、前記コリメータを貫いて延びる複数の開口部を有し、中心領域に位置する前記開口部の方が、周辺領域に位置する前記開口部よりも高いアスペクト比を有し、
前記チャンバ内の前記スパッタリングターゲットに隣接する領域内に加工ガスを供給するステップと、
前記基板支持台にバイアスを印加するステップと、
前記基板支持台に印加した前記バイアスを高バイアスと低バイアスの間でパルスするステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記チャンバの内部に位置するＲＦコイルに電力を印加して前記チャンバの内部に第２のプラズマを供給するステップをさらに含み、前記開口部のアスペクト比が、前記中心領域から前記周辺領域にかけて持続的に減少する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、基板上のアスペクト比の高い特徴部の底部及び側壁上に材料を均一にスパッタ蒸着させるための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリング、すなわち物理的気層成長法（ＰＶＤ）は、集積回路の製造において基板上に薄い金属層を蒸着させるために広く使用されている技法である。ＰＶＤは、拡散障壁、シード層、一次導体、反射防止膜、及びエッチストップとして使用するための層を蒸着させるために使用される。しかしながら、ＰＶＤでは、基板内にビア又はトレンチを形成するような工程を行う場合、基板の形状に一致する均一な薄膜を形成することが困難である。特に、蒸着させるスパッタ原子の角度分布が広範にわたると、ビア及びトレンチなどのアスペクト比の高い特徴部の底部及び側壁における被覆率が悪くなる。
【０００３】
ＰＶＤを使用してアスペクト比の高い特徴部の底部に薄膜を蒸着させることを可能にするように開発された１つの技法にコリメータスパッタリングがある。コリメータは、スパッタソースと基板の間に位置するフィルタプレートである。通常、コリメータは、均一な厚みを有するとともに、この厚みを貫いて形成されたいくつかの通路を含む。スパッタ材料は、その経路をたどってスパッタソースから基板へコリメータを通過する必要がある。コリメータは、所望の角度を超える鋭角でワークピースにぶつかるはずの物質を除去する。
【０００４】
所与のコリメータにより達成される実際のフィルタリングの量は、コリメータを貫通する通路のアスペクト比に依存する。従って、経路をたどって基板に垂直に接近して進む粒子が、コリメータを通過して基板上に蒸着する。これにより、アスペクト比の高い特徴部の底部における被覆率が向上する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術のコリメータを小型磁石のマグネトロンとともに使用した場合、いくつかの問題点がある。小型磁石のマグネトロンを使用すると、高度にイオン化した金属フラックスが発生することがあり、これはアスペクト比の高い特徴部を満たす上で有利となり得る。残念なことに、従来技術のコリメータを小型磁石のマグネトロンと組み合わせて使用するＰＶＤでは、基板全体に行われる蒸着が非均一になる。基板の１つの領域に、基板の他の領域よりも厚いソース材料の層が蒸着する恐れがある。例えば、小型磁石の径方向の位置によって、基板の中心近くに又は端部近くに厚い層が蒸着する。この現象は、基板全体の非均一な蒸着を引き起こすだけでなく、基板の或る領域内のアスペクト比の高い特徴部の側壁全体にも非均一な蒸着を引き起こす。例えば、小型磁石が径方向に配置されて基板の周辺近くの領域に最適な電界均一性を与える場合、ソース材料が、基板の周辺に面した特徴部の側壁よりも基板の中心に面した特徴部の側壁の方により大量に蒸着するようになる。
【０００６】
従って、ＰＶＤ技法によって基板全体に蒸着させるソース材料の均一性を向上させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの実施形態では、蒸着装置が、電気的に接地されたチャンバと、上記チャンバに支持されるとともに上記チャンバから電気的に絶縁されたスパッタリングターゲットと、上記スパッタリングターゲットの下部に位置し、上記スパッタリングターゲットのスパッタ面と実質的に平行な基板支持面を有する基板支持台と、上記チャンバに支持されるとともに上記チャンバに電気的に結合されたシールド部材と、上記シールド部材に機械的及び電気的に結合され、上記スパッタリングターゲットと上記基板支持台との間に位置するコリメータとを備える。１つの実施形態では、コリメータが、このコリメータを貫いて延びる複数の開口部を有する。１つの実施形態では、中心領域に位置する開口部の方が、周辺領域に位置する開口部よりも高いアスペクト比を有する。
【０００８】
１つの実施形態では、蒸着装置が、電気的に接地されたチャンバと、上記チャンバに支持されるとともに上記チャンバから電気的に絶縁されたスパッタリングターゲットと、上記スパッタリングターゲットの下部に位置し、上記スパッタリングターゲットのスパッタ面と実質的に平行な基板支持面を有する基板支持台と、上記チャンバに支持されるとともに上記チャンバに電気的に結合されたシールド部材と、上記シールド部材に機械的及び電気的に結合され、上記スパッタリングターゲットと上記基板支持台との間に位置するコリメータと、ガス源と、コントローラとを備える。１つの実施形態では、スパッタリングターゲットが、ＤＣ電源に電気的に結合される。１つの実施形態では、基板支持台が、ＲＦ電源に電気的に結合される。１つの実施形態では、コントローラが、ガス源、ＤＣ電源及びＲＦ電源を制御するための信号を供給するようにプログラムされる。１つの実施形態では、コリメータが、このコリメータを貫いて延びる複数の開口部を有する。１つの実施形態では、コリメータの中心領域に位置する開口部の方が、周辺領域に位置する開口部よりも高いアスペクト比を有する。１つの実施形態では、コントローラが、基板支持台に高バイアスを供給するようにプログラムされる。
【０００９】
１つの実施形態では、基板上に材料を蒸着させる方法が、スパッタリングターゲットと基板支持台との間に位置するコリメータを有するチャンバ内の上記スパッタリングターゲットにＤＣバイアスを印加するステップと、上記チャンバ内の上記スパッタリングターゲットに隣接する領域に加工ガスを供給するステップと、上記基板支持台にバイアスを印加するステップと、上記基板支持台に印加したバイアスを高バイアスと低バイアスの間でパルスするステップとを含む。１つの実施形態では、コリメータが、このコリメータを貫いて延びる複数の開口部を有する。１つの実施形態では、コリメータの中心領域に位置する開口部の方が、周辺領域に位置する開口部よりも高いアスペクト比を有する。
【００１０】
本発明の上述の特徴を詳細に理解できるように、添付図面にいくつかを示す実施形態を参照しながら、上記で簡単に要約した本発明のより具体的な説明を行うことができる。しかしながら、添付図面には本発明の代表的な実施形態しか示しておらず、本発明は他の同様に効果的な実施形態も認めることができるため、これらの図面が本発明の範囲を限定すると見なすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本発明の実施形態による物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバの断面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態による物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバの断面図である。
【図２】本発明の１つの実施形態によるコリメータの概略平面図である。
【図３】本発明の１つの実施形態によるコリメータの概略断面図である。
【図４】本発明の１つの実施形態によるコリメータの概略断面図である。
【図５】本発明の１つの実施形態によるコリメータの概略断面図である。
【図６】本発明の１つの実施形態による、ＰＶＤチャンバの上部シールドにコリメータを取り付けるためのブラケットの拡大部分断面図である。
【図７】本発明の１つの実施形態によるＰＶＤチャンバの上部シールドにコリメータを取り付けるためのブラケットの拡大部分断面図である。
【図８】本発明の１つの実施形態によるモノリシックコリメータの概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態は、基板上の集積回路の製造中に基板のアスペクト比の高い特徴部全体にスパッタ材料を均一に蒸着させるための装置及び方法を提供する。
【００１３】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の実施形態による物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバの概略断面図である。ＰＶＤチャンバ１００は、ターゲット１４２などのスパッタソースと、上部に半導体基板１５４を支えるための基板支持台１５２とを含む。基板支持台は、接地されたチャンバ壁１５０内に位置することができる。
【００１４】
１つの実施形態では、チャンバ１００が、接地された導電性アダプタ１４４により誘電絶縁体１４６を介して支持されるターゲット１４２を含む。ターゲット１４２は、スパッタリング中に基板１５４の表面上に蒸着させる材料を含み、基板１５４内に形成されたアスペクト比の高い特徴部内にシード層として蒸着させるための銅を含むことができる。１つの実施形態では、ターゲット１４２が、銅などのスパッタリング可能材料からなる金属表面層と、アルミニウムなどの構造材料からなるバッキング層との結合複合材料を含むこともできる。
【００１５】
１つの実施形態では、台１５２が、スパッタ被覆されるアスペクト比の高い特徴部を有する基板１５４を支持し、特徴部の底部がターゲット１４２の主面と平面対向する。基板支持台１５２は、ターゲット１４２のスパッタ面と概ね平行に配置された平面状の基板受入れ面を有する。台１５２は、チャンバ１００の下部にあるロードロック弁（図示せず）を通じて基板１５４を台１５２上に移動できるようにするために、底部チャンバ壁１６０に連結された蛇腹１５８を通じて垂直に動くことができる。この結果、台１５２を図示のような蒸着位置に持ち上げることができる。
【００１６】
１つの実施形態では、ガス源１６２から質量流コントローラ１６４を介してチャンバ１００の下部内へ加工ガスを供給することができる。１つの実施形態では、チャンバ１００に結合された制御可能な直流（ＤＣ）電源１４８を使用して、ターゲット１４２に負電圧すなわちバイアスを印加することができる。高周波（ＲＦ）電源１５６を台１５２に結合して、基板１５４上にＤＣ自己バイアスを生じさせることもできる。１つの実施形態では、台１５２が接地される。１つの実施形態では、台１５２が電気的に浮揚する。
【００１７】
１つの実施形態では、ターゲット１４２の上方にマグネトロン１７０が位置する。マグネトロン１７０は、シャフト１７６に連結されたベースプレート１７４によって支持される複数の磁石１７２を含むことができ、これらの磁石は、チャンバ１００及び基板１５４の中心軸と軸方向に整列することができる。１つの実施形態では、これらの磁石が腎臓形パターンで整列する。磁石１７２は、チャンバ１００内のターゲット１４２の前面近くに磁場を生みだしてプラズマを生成することにより、大きなイオン束がターゲット１４２にぶつかって、ターゲット材料のスパッタ放出を引き起こすようにする。磁石１７２は、シャフト１７６の周りで回転して、ターゲット１４２の表面全体における磁場の均一性を高めることができる。１つの実施形態では、マグネトロン１７０が小型磁石のマグネトロンである。１つの実施形態では、磁石１７２が、回転と、ターゲット１４２の表面と実質的に平行な線形方向の相互移動との両方を行って、らせん状の動きを作り出すことができる。１つの実施形態では、磁石１７２が、中心軸と、独立して制御される第２の軸との両方の周りで回転して、磁石の径方向の位置及び角度位置の両方を制御することができる。
【００１８】
１つの実施形態では、チャンバ１００が、チャンバ側壁１５０に支持されるとともにこれに電気的に結合された上部フランジ１８２を有する接地された下部シールド１８０を含む。上部シールド１８６は、アダプタ１４４のフランジ１８４に支持されるとともにこれに電気的に結合される。上部シールド１８６及び下部シールド１８０は、アダプタ１４４及びチャンバ壁１５０と同じように電気的に結合される。１つの実施形態では、上部シールド１８６及び下部シールド１８０が各々、アルミニウム、銅及びステンレス鋼から選択された材料から成る。１つの実施形態では、チャンバ１００が、上部シールド１８６に結合された中間シールド（図示せず）を含む。１つの実施形態では、上部シールド１８６及び下部シールド１８０がチャンバ１００内で電気的に浮揚する。１つの実施形態では、上部シールド１８６及び下部シールド１８０が電源に結合される。
【００１９】
１つの実施形態では、上部シールド１８６が、ターゲット１４２の環状の側凹部を、上部シールド１８６とターゲット１４２との間の微小ギャップ１８８にぴったりと適合させる上部を有し、この微小ギャップ１８８は、プラズマが誘電絶縁体１４６を突き抜けてスパッタ被覆するのを防ぐのに十分なほど狭い。上部シールド１８６はまた、下方へ突出する先端１９０を含むこともでき、これが下部シールド１８０と上部シールド１８６の間の接触面を覆って、これらがスパッタ蒸着した材料によって固着されるのを防ぐ。
【００２０】
１つの実施形態では、下部シールド１８０が下方へ延びて管状部１９６の中へ入り込み、一般にチャンバ壁１５０に沿って台１５２の上面よりも下方まで延びる。下部シールド１８０は、管状部１９６から径方向内向きに延びる底部１９８を有することができる。底部１９８は、台１５２の周辺を取り囲む、上向きに延びる内部リップ１０３を含むことができる。１つの実施形態では、台１５２が下方の装着位置にあるときには、カバーリング１０２がリップ１０３の頂部上に置かれ、台が上方の蒸着位置にあるときには、カバーリング１０２が台１５２の外周上に置かれて台１５２をスパッタ蒸着から保護する。
【００２１】
１つの実施形態では、コリメータ１１０をターゲット１４２と基板支持台１５２の間に配置することにより、指向性スパッタリングを行うことができる。図１Ａに示すように、コリメータ１１０を、複数の放射状ブラケット１１１を介して上部シールド１８６に機械的及び電気的に結合させることができる。１つの実施形態では、コリメータ１１０が、チャンバ１００内の下方に位置する中間シールド（図示せず）に結合される。１つの実施形態では、図１Ｂに示すように、コリメータ１１０が上部シールド１８６と一体化される。１つの実施形態では、コリメータ１１０が上部シールド１８６に溶接される。１つの実施形態では、コリメータ１１０をチャンバ１００内で電気的に浮揚させることができる。１つの実施形態では、コリメータ１１０が電源に結合される。
【００２２】
図２は、コリメータ１１０の１つの実施形態の平面図である。一般に、コリメータ１１０は、密集して配置された六角形の開口部１２８を隔てる六角形の壁部１２６を有するハニカム構造である。六角形の開口部１２８のアスペクト比は、開口部１２８の深さ（コリメータの厚みに等しい）を開口部１２８の幅１２９で除算したものとして定義することができる。１つの実施形態では、壁部１２６の厚みが、約０．０６インチ〜約０．１８インチの間である。１つの実施形態では、壁部１２６の厚みが、約０．１２インチ〜約０．１５インチの間である。１つの実施形態では、コリメータ１１０が、アルミニウム、銅及びステンレス鋼から選択された材料から成る。
【００２３】
図３は、本発明の１つの実施形態によるコリメータ３１０の概略断面図である。コリメータ３１０は、約１．５：１〜約３：１のような高アスペクト比の中心領域３２０を含む。１つの実施形態では、中心領域３２０のアスペクト比が約２．５：１である。コリメータ３１０のアスペクト比は、中心領域３２０から外側周辺領域３４０までの径方向の距離とともに減少する。１つの実施形態では、コリメータ３１０のアスペクト比が、約２．５：１の中心領域３２０のアスペクト比から約１：１の周辺領域３４０のアスペクト比に減少する。別の実施形態では、コリメータ３１０のアスペクト比が、約３：１の中心領域３２０のアスペクト比から約１：１の周辺領域３４０のアスペクト比に減少する。１つの実施形態では、コリメータ３１０のアスペクト比が、約１．５：１の中心領域３２０のアスペクト比から約１：１の周辺領域３４０のアスペクト比に減少する。
【００２４】
１つの実施形態では、コリメータ３１０の厚みを変化させることにより、コリメータ３１０の放射状開口部が減少する。１つの実施形態では、コリメータ３１０の中心領域３２０が、約３インチ〜約６インチのような増加した厚みを有する。１つの実施形態では、コリメータ３１０の中心領域３２０の厚みが約５インチである。１つの実施形態では、コリメータ３１０の厚みが、中心領域３２０から外側周辺領域３４０にかけて減少する。１つの実施形態では、コリメータ３１０の厚みが、約５インチの中心領域３２０の厚みから約２インチの周辺領域３４０の厚みへと径方向に減少する。１つの実施形態では、コリメータ３１０の厚みが、約６インチの中心領域３２０の厚みから約２インチの周辺領域３４０の厚みへと径方向に減少する。１つの実施形態では、コリメータ３１０の厚みが、約２．５インチの中心領域３２０の厚みから約２インチへと径方向に減少する。
【００２５】
図３に示すコリメータ３１０の実施形態のアスペクト比の変化は、厚みが径方向に減少するものであるが、代わりにコリメータ３１０の開口部の幅を中心領域３２０から周辺領域３４０にかけて増加させることによりアスペクト比を減少させることもできる。別の実施形態では、中心領域３２０から周辺領域３４０にかけてコリメータ３１０の厚みが減少し、コリメータ３１０の開口部の幅が増加する。
【００２６】
一般に、図３の実施形態は、アスペクト比が径方向に直線的に減少して逆円錐形になるものを示している。本発明の他の実施形態は、アスペクト比が非直線的に減少するものを含むことができる。
【００２７】
図４は、本発明の１つの実施形態によるコリメータ４１０の概略断面図である。コリメータ４１０は、中心領域４２０から周辺領域４４０にかけて非直線的に減少して凸形状になる厚みを有する。
【００２８】
図５は、本発明の１つの実施形態によるコリメータ５１０の概略断面図である。コリメータ５１０は、中心領域５２０から周辺領域５４０にかけて非直線的に減少して凹形状になる厚みを有する。
【００２９】
いくつかの実施形態では、中心領域３２０、４２０、５２０がゼロに近づいて、中心領域３２０、４２０、５２０が、コリメータ３１０、４１０、５１０の底部において点のように見えるようになる。
【００３０】
再び図１Ａ及び図１Ｂを参照すると分かるように、ＰＶＤプロセスチャンバ１００の動作及びコリメータ１１０の機能は、コリメータ１１０のアスペクト比を減少させる放射構造の正確な形状に関わらず同様である。チャンバ１００の外部にはシステムコントローラ１０１が設けられて、一般にシステム全体の制御及び自動化を容易にする。システムコントローラ１０１は、中央処理装置（ＣＰＵ）（図示せず）、メモリ（図示せず）及び支持回路（図示せず）を含むことができる。ＣＰＵは、工業環境において様々なシステム機能及びチャンバのプロセスを制御するために使用されるいずれのコンピュータ用プロセッサであってもよい。
【００３１】
１つの実施形態では、システムコントローラ１０１が、基板１５４を基板支持台１５２上に位置付けるとともにチャンバ１００内でプラズマを生成するための信号を供給する。システムコントローラ１０１は、ＤＣ電源１４８を介して電圧を印加するための信号を送信してターゲット１４２にバイアスをかけ、アルゴンなどの加工ガスを励起してプラズマに変える。システムコントローラ１０１は、ＲＦ電源１５６が台１５２にＤＣ自己バイアスをかけるようにするための信号をさらに供給することができる。ＤＣ自己バイアスは、プラズマ内で作り出された正電荷を持つイオンを基板の表面上のアスペクト比の高いビア及びトレンチの中へ深く引き込むのに役立つ。
【００３２】
コリメータ１１０は、選択した角度を上回る、基板１５４に対して垂直に近い角度でターゲット１４２から放出されたイオン及び中性物質を捕捉するためのフィルタとして機能する。コリメータ１１０は、図３、図４又は図５にそれぞれ示すコリメータ３１０、４１０又は５１０のうちの１つであってもよい。コリメータ１１０のアスペクト比が中心から径方向に減少するという特性により、ターゲット１４２の周辺領域から放出されたイオンが高い割合でコリメータ１１０を通過できるようになる。この結果、基板１５４の周辺領域上に蒸着するイオンの数及び到来角の両方が増加する。従って、本発明の実施形態によれば、材料を基板１５４の表面全体により均一にスパッタ蒸着させることができる。しかも、アスペクト比の高い特徴部、特に基板１５４の周辺近くに位置するアスペクト比の高いビア及びトレンチの底部及び側壁上に材料をより均一に蒸着させることができる。
【００３３】
また、アスペクト比の高い特徴部の底部及び側壁上にスパッタ蒸着された材料の被覆率をさらに高めるために、特徴部の電界領域及び底部領域上にスパッタ蒸着された材料をスパッタエッチングすることができる。１つの実施形態では、システムコントローラ１０１が台１５２に高バイアスを印加して、既に基板１５２上に蒸着された膜がターゲット１４２のイオンによってエッチングされるようにする。この結果、基板１５４上への電界蒸着率が減少し、アスペクト比の高い特徴部の側壁又は底部のいずれかの上にスパッタ材料が再蒸着する。１つの実施形態では、プロセスがパルス蒸着／エッチングプロセスになるように、システムコントローラ１０１が、台１５２に高及び低バイアスをパルスの状態又は交互の形で印加する。１つの実施形態では、磁石１７２の下方に特異的に位置するコリメータ１１０のセルが、蒸着材料の大部分を基板１５４の方へ向ける。従って、いかなる特定の時点でも、基板の１５４の１つの領域内の材料を蒸着させながら、基板１５４の別の領域内に既に蒸着している材料をエッチングすることができる。
【００３４】
１つの実施形態では、スパッタ蒸着された材料のアスペクト比の高い特徴部の側壁上への被覆率をさらに高めるために、特徴部の底部上にスパッタ蒸着された材料を、チャンバ１００の基板１５４の近くの領域で発生するアルゴンプラズマなどの第２のプラズマを使用してスパッタエッチングすることができる。１つの実施形態では、チャンバ１００が、複数のコイル絶縁体１４３によって下部シールド１８０に取り付けられたＲＦコイル１４１を含み、これらのコイル絶縁体１４３がコイル１４１を下部シールド１８０から電気的に絶縁する。システムコントローラ１０１は、シールド１８０を経由して貫通絶縁体（図示せず）を介してコイル１４１にＲＦ電力を印加するための信号を送信する。１つの実施形態では、ＲＦコイルがＲＦエネルギーをチャンバ１００の内部に誘導的に結合させてアルゴンなどの前駆ガスをイオン化し、第２のプラズマを基板１５４の近くに保持する。この第２のプラズマが、アスペクト比の高い特徴部の底部から蒸着層を再スパッタリングし、材料を特徴部の側壁上に再蒸着させる。
【００３５】
図１Ａを参照すると分かるように、コリメータ１１０を複数の放射状ブラケット１１１によって上部シールド１８６に取り付けることができる。図６は、本発明の１つの実施形態による、コリメータ１１０を上部シールド１８６に取り付けるためのブラケット６１１の拡大断面図である。ブラケット６１１は、コリメータ１１０に溶接されてここから径方向外向きに延びる内部にねじ山のある管６１３を含む。上部シールド１８６内の開口部を通じてねじなどの締結部材６１５を挿入し、管６１３内にねじ込んでコリメータ１１０を上部シールド１８６に取り付ける一方で、この締結部材６１５は、管６１３又は締結部材６１５のねじ止め部分上に材料が蒸着される可能性を最小化することができる。
【００３６】
図７は、本発明の別の実施形態による、コリメータ１１０を上部シールド１８６に取り付けるためのブラケット７１１の拡大断面図である。ブラケット７１１は、コリメータ１１０に溶接されてここから径方向外向きに延びるスタッド７１３を含む。上部シールド１８６内の開口部を通じて内部にねじ山のある締結部材７１５を挿入し、スタッド７１３上にねじ込んでコリメータ１１０を上部シールド１８６に取り付ける一方で、この締結部材７１５は、スタッド７１３又は締結部材７１５のねじ止め部分上に材料が蒸着される可能性を最小化することができる。
【００３７】
図１を参照すると分かるように、コリメータ１１０を上部シールド１８６と一体化することもできる。図８は、本発明の１つの実施形態によるモノリシックコリメータ８００の概略平面図である。この実施形態では、コリメータ１１０が上部シールド１８６と一体化される。１つの実施形態では、コリメータ１１０の外側周辺部を上部シールド１８６の内側周辺部に溶接又は接合技術によって取り付けることができる。
【００３８】
上記の内容は本発明の実施形態に関するものであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明のその他の及びさらなる実施形態を考案することもでき、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲により定められる。
【符号の説明】
【００３９】
１００  チャンバ
１０１  システムコントローラ
１０２  カバーリング
１０３  リップ
１１０  コリメータ
１１１  放射状ブラケット
１４１  ＲＦコイル
１４２  ターゲット
１４３  コイル絶縁体
１４４  導電性アダプタ
１４６  誘電絶縁体
１４８  ＤＣ電源
１５０  チャンバ壁
１５２  基板支持台
１５４  基板
１５６  ＲＦ電源
１５８  蛇腹
１６０  底部チャンバ壁
１６２  ガス源
１６４  質量流コントローラ
１７０  マグネトロン
１７２  磁石
１７４  ベースプレート
１７６  シャフト
１８０  下部シールド
１８２  上部フランジ
１８４  フランジ
１８６  上部シールド
１８８  微小ギャップ
１９０  先端
１９６  管状部
１９８  底部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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