(57)【要約】  マグネトロンアセンブリ及び同マグネトロンアセンブリが組み込まれた処理システムの実施形態が本明細書で提供される。幾つかの実施形態では、マグネトロンアセンブリは、本体の底部に連結され、互いに離間した複数の磁石を有する回転可能な磁石アセンブリと、複数の磁石の間の空間に配置された封入体とを含む。幾つかの実施形態では、マグネトロンアセンブリは、マグネトロンアセンブリの中心軸に沿って延在し、本体の下の領域に冷却剤を供給するための冷却剤フィードスルーチャネルを有する本体を更に含む。【選択図】図１
2021505770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離間した複数の磁石を有する回転可能な磁石アセンブリと、
前記複数の磁石の間の空間に配置された封入体と
を備える、マグネトロンアセンブリ。
【請求項２】
本体であって、前記マグネトロンアセンブリの中心軸に沿って延在し、前記本体の下の領域に冷却剤を供給するための冷却剤フィードスルーチャネルを有する本体
を更に備え、前記回転可能な磁石アセンブリは前記本体の底部に連結される、
請求項１に記載のマグネトロンアセンブリ。
【請求項３】
前記封入体は、前記封入体を通って延在し、前記冷却剤フィードスルーチャネルに合わせて配置された貫通孔を含む、請求項２に記載のマグネトロンアセンブリ。
【請求項４】
前記複数の磁石のうちのいくつかの磁石の底面が、前記封入体の底面と実質的に同一平面上にあるか、又はそれに対して引っ込んでいる、請求項１に記載のマグネトロンアセンブリ。
【請求項５】
前記回転可能な磁石アセンブリが、
分路板を含み、前記複数の磁石は、前記分路板の第１の面に連結され、かつ磁石の外側ループ及び磁石の内側ループを含み、前記空間は、前記磁石の内側ループ内、及び前記磁石の外側ループと前記磁石の内側ループとの間にある、請求項１から４のいずれかに記載のマグネトロンアセンブリ。
【請求項６】
前記磁石の外側ループに対応した形状を有し、かつ前記磁石の外側ループに連結された外側磁極板と、
前記磁石の内側ループに対応した形状を有し、かつ前記磁石の内側ループに連結された内側磁極板と
を更に備える、請求項５に記載のマグネトロンアセンブリ。
【請求項７】
前記回転可能な磁石アセンブリが回転したときにカウンタウェイトを付与するように前記分路板に連結されたカウンタバランス
を更に備える、請求項５に記載のマグネトロンアセンブリ。
【請求項８】
前記封入体は非鉄材料で形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のマグネトロンアセンブリ。
【請求項９】
前記封入体が、ポリオキシメチレン、エポキシ、又は発泡エポキシハイブリッドのうちの１つから形成される、請求項８に記載のマグネトロンアセンブリ。
【請求項１０】
基板処理システムであって、
チャンバと、
前記チャンバの上に取り外し可能に配置されたリッドと、
前記リッドに連結されたターゲットアセンブリであって、前記ターゲットアセンブリからスパッタされて基板上に堆積されるターゲット材料を含む、ターゲットアセンブリと、
処理中に基板を支持するために前記チャンバ内に配置された基板支持体と、
冷却剤供給部と、
前記基板支持体の反対側で前記ターゲットアセンブリに隣接して配置された請求項２から４のいずれか一項に記載のマグネトロンアセンブリと
を備え、冷却剤フィードスルーチャネルは、前記ターゲットアセンブリを冷却するために、前記冷却剤供給部から前記中心軸に沿って前記封入体と前記ターゲットアセンブリとの間の間隙へ冷却剤を供給するように構成される、基板処理システム。
【請求項１１】
カップリングアセンブリを介して前記本体に連結された第１のモータであって、前記本体及び前記回転可能な磁石アセンブリを回転させる第１のモータを更に備える、
請求項１０に記載の基板処理システム。
【請求項１２】
前記ターゲットアセンブリは、バッキング板と、前記バッキング板に連結されたターゲットとを含み、前記磁石アセンブリに隣接する前記バッキング板の側面は、複数の溝を含む、請求項１０に記載の基板処理システム。
【請求項１３】
前記回転可能な磁石アセンブリが、
分路板を含み、前記複数の磁石は、前記分路板の第１の面に連結され、かつ磁石の外側ループ及び磁石の内側ループを含み、前記空間は、前記磁石の内側ループ内、及び前記磁石の外側ループと前記磁石の内側ループとの間にある、
請求項１０に記載の基板処理システム。
【請求項１４】
前記磁石の外側ループに対応した形状を有し、かつ前記磁石の外側ループに連結された外側磁極板と、
前記磁石の内側ループに対応した形状を有し、かつ前記磁石の内側ループに連結された内側磁極板と
を更に備える、請求項１３に記載の基板処理システム。
【請求項１５】
前記封入体は、前記封入体を通って延在し、前記冷却剤フィードスルーチャネルに合わせて配置された貫通孔を含む、請求項１０に記載の基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本開示の実施形態は、概して、基板処理のために物理的気相堆積チャンバで使用されるマグネトロンに関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］半導体集積回路の製造において金属及び関連材料の堆積に物理的気相堆積（ＰＶＤ）とも称されるスパッタリングが長く使用されてきた。ＰＶＤの使用は、ビア又は他の垂直配線構造等の高アスペクト比の孔の側壁上への金属層の堆積にまで拡大している。現在、高度なスパッタリング用途には、そのようなビアへの高応力及び高イオン密度を有する材料の堆積が含まれる。
【０００３】
［０００３］例えば、チタン、タンタルなどは、Ｓｉ貫通電極（ＴＳＶ）用途で使用されてきた。本発明者らは、高応力ターゲット材料、したがって高出力が利用される他のターゲット材料を使用するそのような用途及び他の用途では、高いターゲット温度及び不十分な冷却により、ターゲットが亀裂及び湾曲し始めることを観察した。ターゲットアセンブリの裏側を冷却するために冷却剤が使用されてきたが、発明者らは、マグネトロンが配置される空洞に流入する冷却剤は、特定の用途ではターゲットを十分に冷却しないことを観察した。
【０００４】
［０００４］したがって、本発明者らは、上記の問題に対処できる改善されたマグネトロンアセンブリを提供する。
【発明の概要】
【０００５】
［０００５］マグネトロンアセンブリ及び同マグネトロンアセンブリが組み込まれた処理システムの実施形態が本明細書で提供される。幾つかの実施形態では、マグネトロンアセンブリは、本体の底部に連結され、互いに離間した複数の磁石を有する回転可能な磁石アセンブリと、複数の磁石の間の空間に配置された封入体とを含む。幾つかの実施形態では、マグネトロンアセンブリは、マグネトロンアセンブリの中心軸に沿って延在し、本体の下の領域に冷却剤を供給するための冷却剤フィードスルーチャネルを有する本体を更に含む。
【０００６】
［０００６］幾つかの実施形態では、基板処理システムは、チャンバと、チャンバの上に取り外し可能に配置されたリッドと、リッドに連結されたターゲットアセンブリであって、ターゲットアセンブリからスパッタされて基板上に堆積されるターゲット材料を含む、ターゲットアセンブリと、処理中に基板を支持するためにチャンバ内に配置された基板支持体と、冷却剤供給部と、本明細書のいずれかの実施形態に記載のマグネトロンアセンブリとを含む。幾つかの実施形態では、マグネトロンアセンブリは、マグネトロンアセンブリの中心軸に沿って延在し、かつ本体の下の領域に冷却剤を供給するための冷却剤フィードスルーチャネルを有する本体と、本体の底部に連結され、かつ分路板、分路板の第１の面に連結された磁石の外側ループ、及び分路板の第１の面に連結された磁石の内側ループを有する回転可能な磁石アセンブリと、磁石の内側ループ内、及び磁石の外側ループと磁石の内側ループとの間にある空間に配置された封入体とを含んでいてよく、マグネトロンアセンブリはターゲットアセンブリに隣接して配置され、冷却剤フィードスルーチャネルは、ターゲットアセンブリを冷却するために、冷却剤供給部から中心軸に沿って封入体とターゲットアセンブリとの間の間隙へ冷却剤を供給するように構成される。
【０００７】
［０００７］幾つかの実施形態では、マグネトロンアセンブリは、マグネトロンアセンブリの中心軸に沿って延在し、かつ本体の下の領域に冷却剤を供給するための冷却剤フィードスルーチャネルを有する本体と、本体の底部に連結され、かつ分路板、分路板の第１の面に連結された磁石の外側ループ、及び分路板の第１の面に連結された磁石の内側ループを有する回転可能な磁石アセンブリと、磁石の外側ループと磁石の内側ループとの間にある空間に配置された封入体とを含み、封入体は、冷却剤フィードスルーチャネルに合わせて配置された貫通孔を含む。
【０００８】
［０００８］本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態を、以下に説明する。
【０００９】
［０００９］上記で簡潔に要約し、以下でより詳細に説明する本開示の実施形態は、添付の図面に示す本開示の例示的な実施形態を参照することにより、理解することが可能である。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態を許容し得ることから、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを例示するものであり、したがって、範囲を限定していると見なすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の幾つかの実施形態に係る処理チャンバを示す概略断面図である。
【図２Ａ】本開示の幾つかの実施形態に係る磁石アセンブリを示す組立分解等角図である。
【図２Ｂ】本開示の幾つかの実施形態に係る磁石アセンブリを示す底部概略図である。
【図３】本開示の幾つかの実施形態に係るマグネトロンアセンブリを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［００１４］理解を助けるため、可能な場合は図面に共通の同一要素を明示するのに同一の参照番号が使われている。図面は縮尺どおりに描かれておらず、明確にするために簡略化されている場合がある。追加の記載なしに他の実施形態に一実施形態の要素及び特徴を有益に組み込むことが可能である。
【００１２】
［００１５］本開示は、マグネトロンアセンブリの磁石間の空間に配置された封入体を有するマグネトロンアセンブリに関し、これは、マグネトロンアセンブリの下に配置されたターゲットアセンブリの冷却を有利に改善する。本発明のマグネトロンアセンブリは、有利には、他の空間とは対照的に、冷却剤にターゲットアセンブリのバック板を強制的に横切らせ、それにより、有効冷却面積を増加させる。本発明のマグネトロンは、有利には、過熱によるターゲットの故障を軽減する。
【００１３】
［００１６］図１に、本開示の幾つかの実施形態に係る基板処理システム（例：物理的気相堆積（ＰＶＤ）処理システム１００）の簡略断面図を示す。本明細書で提供される教示に係る修正に適した他のＰＶＤチャンバの例には、いずれもカリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から市販されているＶＥＮＴＵＲＡ（登録商標）及びＳＩＰ  ＥＮＣＯＲＥ（登録商標）ＰＶＤ処理チャンバが含まれる。ＰＶＤ以外の他の種類の処理用に構成されたものを含む、アプライドマテリアルズ社又は他の製造業者からの他の処理チャンバも、本明細書に開示された教示に係る修正から利益を得ることができる。
【００１４】
［００１７］例示のために、ＰＶＤ処理システム１００は、処理チャンバ１０４の上に取り外し可能に配置されたチャンバリッド１０２を含む。チャンバリッド１０２は、ターゲットアセンブリ１１４及び接地アセンブリ１０３を含み得る。処理チャンバ１０４は、その上に基板１０８を受けるための基板支持体１０６を含む。基板支持体１０６は、処理チャンバ１０４のチャンバ壁であり得る下部接地エンクロージャ壁１１０内に位置し得る。下部接地エンクロージャ壁１１０は、ＲＦリターンパスがチャンバリッド１０２の上方に配置されたＲＦ電源１８２に付与されるように、チャンバリッド１０２の接地アセンブリ１０３に電気的に結合され得る。ＲＦ電源１８２は、以下に記すようにターゲットアセンブリ１１４にＲＦエネルギーを供給することができる。代替的に、又は組み合わせて、ＤＣ電源が同様にターゲットアセンブリ１１４に連結されてもよい。
【００１５】
［００１８］ＰＶＤ処理システム１００は、ターゲットアセンブリ１１４の裏側に対向し、ターゲットアセンブリ１１４の周縁に沿ってターゲットアセンブリ１１４に電気的に結合されたソース分配板１５８を含み得る。ＰＶＤ処理システム１００は、ターゲットアセンブリ１１４の裏側とソース分配板１５８との間に配置された空洞１７０を含み得る。空洞１７０は、以下に説明するように、マグネトロンアセンブリ１９６を少なくとも部分的に収容し得る。空洞１７０は、導電性支持リング１６４の内面、ソース分配板１５８のターゲットと向かい合わせの面、及びターゲットアセンブリ１１４（又はバッキング板１６０）のソース分配板と向かい合せの面（例えば、裏側）によって少なくとも部分的に画定される。
【００１６】
［００１９］マグネトロンアセンブリ１９６は、ターゲットに近接する回転磁場を付与して、処理チャンバ１０４内のプラズマ処理を支援する。マグネトロンアセンブリ１９６は、本体１５４と、カップリングアセンブリ１７８（例えば、ギヤアセンブリ）を介して本体１５４に連結されたモータ１７６と、本体１５４の下部に連結され、かつ空洞１７０内に配置された回転可能な磁石アセンブリ１４８とを含む。回転可能な磁石アセンブリ１４８は、複数の磁石１５０を含む。モータ１７６及びカップリングアセンブリ１７８は、本体１５４、回転可能な磁石アセンブリ１４８、及び複数の磁石１５０を、処理チャンバ１０４の中心軸１８６の周りで回転させるように構成される。モータ１７６は、電気モータ、空気圧又は油圧駆動、又は必要な動きを提供できる他のいずれかの処理互換機構であってもよい。回転可能な磁石アセンブリ１４８がどのように回転され得るかを例示するために、１つの例示的な実施形態を本明細書で説明するが、他の構成を使用することもできる。本体１５４は、中心軸１８６に沿って本体１５４の下の領域に冷却剤を供給するための冷却剤フィードスルーチャネル１８３を含む。冷却剤フィードスルーチャネル１８３は、本体１５４を通り、中心軸１８６に沿って延びる。冷却剤フィードスルーチャネル１８３は、マニホルド部分１６２から本体１５４の下部１６１を通り、中心軸１８６に沿って延びる。冷却剤供給部１６５は、冷却剤フィードスルーチャネル１８３を介して空洞１７０内、そして磁石アセンブリ１４８の下の領域に冷却剤を供給するために、マニホルド部分１６２の入口１６７に流体連結される。
【００１７】
［００２０］使用中、マグネトロンアセンブリ１９６は回転し、幾つかの実施形態では、回転可能な磁石アセンブリ１４８を空洞１７０内で垂直に動かす。幾つかの実施形態では、カップリングアセンブリ１７８は、モータ１７６によって付与される回転運動を回転可能な磁石アセンブリ１４８に伝達するためにモータ１７６及び本体１５４に配置される溝と噛み合う隆起を含むベルトであり得る。幾つかの実施形態では、カップリングアセンブリ１７８は、代わりに、プーリ、ギア、又はモータ１７６によって付与される回転運動を伝達する他の適切な手段を使用して、回転可能な磁石アセンブリ１４８に連結されてもよい。
【００１８】
［００２１］発明者らは、中央の冷却剤フィードスルーチャネルを通して供給される冷却剤が、空洞１７０内のどこにでも自由に移動することを発見した。具体的には、冷却剤は、ターゲットアセンブリ１１４の裏面だけを横切るのではなく、磁石間の空間を流れる。その結果、ターゲットが過度に熱くなり、ターゲットが故障する可能性がある。発明者らは、磁石間の空間が占有されている場合、冷却剤が磁石アセンブリの底面とターゲットアセンブリの裏面との間を強制的に流れることにより、ターゲットアセンブリの冷却が改善されることを発見した。例えば、５５キロワットの電力では、磁石の間に空きスペースがある従来の冷却手段と比較して、ターゲットのアセンブリの温度が約３５°Ｃ低下する。したがって、本発明者らによって提供された改善されたマグネトロンアセンブリ１９６は、複数の磁石１５０の間の空間を占有する封入体１７７を含む。封入体１７７は複数の磁石１５０の間の空間を占有するので、冷却剤は複数の磁石１５０の間の空間を流れることができず、磁石アセンブリ１４８とターゲットアセンブリ１１４との間の領域を強制的に流れるため、ターゲットアセンブリ１１４の効率的な冷却が促進される。幾つかの実施形態では、封入体１７７の最下面とバッキング板１６０との間の距離１６３は、約１ｍｍから約２ｍｍの間である。
【００１９】
［００２２］図２Ａ及び２Ｂを参照しながら、以下に説明していく。図２Ａに、本開示の幾つかの実施形態に係る磁石アセンブリ（例えば、封入体１７７を含む磁石アセンブリ１４８）の分解等角図を示す。図２Ｂに、本開示の幾つかの実施形態に係る磁石アセンブリ１４８の概略底面図を示す。図２Ａに示すように、複数の磁石１５０は、開口部２０４を有する分路板２０２に連結され、開口部２０４が本体１５４の底部に連結されると、冷却剤が通過できるようになる。カウンタバランス２０６が分路板２０２に連結され、磁石アセンブリ１４８が回転するときにカウンタウェイトが付与される。
【００２０】
［００２３］封入体１７７は、複数の磁石１５０間の空間を占有するように構成される。幾つかの実施形態では、封入体１７７は、分路板２０２に連結され得、複数の磁石１５０のそれとほぼ等しい全体の厚さを有する。したがって、封入体１７７の底面と複数の磁石１５０の底面は、実質的に平坦な面を形成する。幾つかの実施形態では、複数の磁石１５０は、封入体１７７の底面を越えてわずかに突出するか、又は封入体１７７の底面に対してわずかに引っ込んでいてもよい。複数の磁石間の空間を占有することにより。貫通孔２１２は、開口部２０４に合わせて配置された位置で封入体１７７を貫通して配置され、冷却剤が封入体１７７の下の領域を通過することを可能にする。
【００２１】
［００２４］幾つかの実施形態では、封入体１７７は外部（例えば、型内）に形成されてもよく、複数の磁石１５０に対応する複数の孔２０８、２１０が封入体１７７を貫通して形成されてもよい。代替的に、又は組み合わせて、幾つかの実施形態では、封入体１７７は、対応する複数の群の複数の磁石１５０を受け入れるために複数のスロット（図示せず）を有してもよい。続いて、封入体１７７は、複数の磁石１５０が複数の孔２０８、２１０を通って延在する状態で適所に配置される。幾つかの実施形態では、封入体１７７は、代替的に、複数の磁石１５０の間の空間に形成され、空間を満たし得る。上記実施形態では、孔２０８、２１０は、複数の磁石１５０によって占有された封入体１７７の一部である。幾つかの実施形態では、代わりに管（図示せず）が開口部２０４から孔２１２まで延在してもよく、封入体１７７は、複数の磁石間の空間の最下部のみを塞ぎ、封入体１７７と分路板２０２との間の空間を残してもよい。
【００２２】
［００２５］封入体１７７は、冷却剤と腐食したり反応したりしない非磁性又は非鉄材料で形成されている。幾つかの実施形態では、封入体１７７の材料も軽量である。幾つかの実施形態では、封入体１７７は、ポリオキシメチレン、エポキシ、又は発泡エポキシハイブリッドのうちの１つで形成されてもよい。幾つかの実施形態では、封入体１７７はアルミニウム（Ａｌ）等で形成され得る。
【００２３】
［００２６］幾つかの実施形態では、磁石アセンブリ１４８は、磁石２１８の外側ループ（図２Ｂに示す）に連結された外側磁極板２１４と、磁石２２０の内側ループ（図２Ｂに示す）に連結された内側磁極板２１６とを更に含む。外側及び内側磁極板２１４、２１６を収容するために、封入体１７７は、対応する外側及び内側極板チャネル２２２、２２４をそれぞれ含む。図２Ｂは、複数の磁石に連結された外側及び内側磁極板２１４、２１６がない磁石アセンブリ１４８を示す。図２Ｂに示すように、封入体１７７は、磁石２２０の内側ループ内の空間、及び磁石２１８、２２０の外側ループと内側ループとの間の空間を満たす。
【００２４】
［００２７］図３に、本開示の幾つかの実施形態に係るマグネトロンアセンブリ（マグネトロンアセンブリ１９６）の断面図を示す。図３に示すように、磁石２１８、２２０の外側及び内側ループは、分路板２０２の第１の面３０４に連結される。封入体１７７は、分路板２０２とターゲットアセンブリ１１４の裏側３０３（すなわち、バッキング板１６０）との間に配置される。幾つかの実施形態では、ターゲットアセンブリ１１４の裏側３０３は、ターゲットアセンブリ１１４の冷却を改善するために複数の溝３０２を含み得る。
【００２５】
［００２８］工程において、冷却剤は、本体１５４の冷却剤フィードスルーチャネル１８３を通って、封入体１７７の最下面３０５とターゲットアセンブリ１１４の裏側３０３との間の空間に流れる。幾つかの実施形態では、外側及び内側磁極板２１４、２１６は、最下面３０５と同一平面であり得る。幾つかの実施形態では、外側及び内側磁極板２１４、２１６は、代替として、最下面３０５を越えて突出してもよい。幾つかの実施形態では、外側及び内側磁極板２１４、２１６は、代替として、最下面３０５に対して引っ込んでいてもよい。ターゲットアセンブリの最下面３０５と裏側３０３との間の距離は、上述の距離１６３（すなわち、約１ｍｍと約２ｍｍの間）である。
【００２６】
［００２９］封入体１７７は、冷却剤が磁石アセンブリ１４８の周囲に到達するまで、（流れ線３０６によって示すように）ターゲットアセンブリの裏側３０３に沿って流れるように強制する。次に、冷却剤は、ソース分配板１５８に形成された冷却剤出口３０８から上及び外に流れ出る。磁石間には冷却剤が流れるためのオープン空間がないため、冷却剤は、ターゲットアセンブリ１１４の裏側３０３全体のみに沿って流れ、したがって、ターゲットアセンブリの冷却が改善され得る。
【００２７】
［００３０］図１を再び参照すると、基板支持体１０６は、ターゲットアセンブリ１１４の主面に面する材料受け面を有し、ターゲットアセンブリ１１４の主面と反対の平面位置でスパッタコーティングされるように基板１０８を支持する。基板支持体１０６は、処理チャンバ１０４の中央領域１２０で基板１０８を支持し得る。中央領域１２０は、処理中の基板支持体１０６の上方の領域（例えば、処理位置にあるときはターゲットアセンブリ１１４と基板支持体１０６との間）として定義される。
【００２８】
［００３１］幾つかの実施形態では、基板支持体１０６は、基板１０８が処理チャンバ１０４の下部の分離バルブ（図示せず）を介して基板支持体１０６上に移送され、その後堆積又は処理位置まで上げられるように垂直に移動可能であり得る。底部チャンバ壁１２４に接続されたベローズ１２２を設けて、基板支持体１０６の垂直移動を容易にしつつ、処理チャンバ１０４の外部雰囲気からの処理チャンバ１０４の内部容積の分離を維持することができる。ガス源１２６からマスフローコントローラ１２８を介して１又は複数のガスが処理チャンバ１０４の下部に供給され得る。処理チャンバ１０４の内部を排気し、処理チャンバ１０４内の所望の圧力の維持を容易にするために、排気ポート１３０が設けられ、バルブ１３２を介してポンプ（図示せず）に連結され得る。
【００２９】
［００３２］基板１０８に負のＤＣバイアスを誘発させるために、基板支持体１０６にＲＦバイアス電源１３４を連結することができる。更に、幾つかの実施形態では、処理中に負のＤＣ自己バイアスが基板１０８上に形成されることがある。例えば、ＲＦバイアス電源１３４によって供給されるＲＦエネルギーは、約２ＭＨｚから約６０ＭＨｚまでの周波数の範囲であり得、例えば、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、又は６０ＭＨｚ等の非限定的な周波数が使用され得る。他の用途では、基板支持体１０６は接地されるか、又は電気的に浮遊したままにされ得る。代替として、又は組み合わせて、ＲＦバイアス電力が望ましくない可能性がある用途において基板１０８上の電圧を調節するために、静電容量チューナ１３６を基板支持体１０６に連結することができる。
【００３０】
［００３３］処理チャンバ１０４は更に、処理チャンバ１０４の処理容積又は中央領域を取り囲み、処理による損傷及び／又は汚染から他のチャンバ構成要素を保護するための処理キットシールド又はシールド１３８を含む。幾つかの実施形態では、シールド１３８は、処理チャンバ１０４の上部接地エンクロージャ壁１１６のレッジ（ｌｅｄｇｅ）１４０に接続され得る。図１に示すように、チャンバリッド１０２は、上部接地エンクロージャ壁１１６のレッジ１４０に載置され得る。下部接地エンクロージャ壁１１０と同様に、上部接地エンクロージャ壁１１６は、下部接地エンクロージャ壁１１６とチャンバリッド１０２の接地アセンブリ１０３との間にＲＦリターンパスの一部を提供し得る。しかしながら、接地シールド１３８を介するなど、他のＲＦリターンパスが可能である。
【００３１】
［００３４］シールド１３８は、下向きに延在し、中央領域１２０をほぼ取り囲むおおよそ一定の直径を有する全体的に管状の部分を含むことができる。シールド１３８は、上部接地エンクロージャ壁１１６及び下部接地エンクロージャ壁１１０の壁に沿って下向きに基板支持体１０６の上面の下方へ延在し、基板支持体１０６の上面に到達するまで上向きに戻る（例えば、シールド１３８の底部でＵ字型部分を形成する）。カバーリング１４６は、基板支持体１０６が、下部のローディング位置にあるときは上向きに延在しているシールド１３８の内部の上に載置され、上部の堆積位置にあるときは基板支持体１０６の外周に載置されて、スパッタ堆積から基板支持体１０６を保護する。追加の堆積リング（図示せず）を使用して、基板１０８のエッジ周囲への堆積から基板支持体１０６のエッジを保護することができる。
【００３２】
［００３５］幾つかの実施形態では、磁石１５２は、基板支持体１０６とターゲットアセンブリ１１４との間に選択的に磁場を付与するために処理チャンバ１０４の周りに配置され得る。例えば、図１に示すように、磁石１５２は、処理位置にあるときは、基板支持体１０６の真上の領域のエンクロージャ壁１１０の外側の周りに配置され得る。幾つかの実施形態では、磁石１５２は、上部接地エンクロージャ壁１１６に隣接するなど、他の場所に追加的又は代替的に配置されてもよい。磁石１５２は、電磁石であってよく、電磁石によって生成される磁場の大きさを制御するために、電源（図示せず）に連結され得る。
【００３３】
［００３６］チャンバリッド１０２は概して、ターゲットアセンブリ１１４の周りに配置された接地アセンブリ１０３を含む。接地アセンブリ１０３は、ターゲットアセンブリ１１４の裏側とほぼ平行し、ターゲットアセンブリ１１４の裏側の反対側であり得る第１の面１５７を有する接地板１５６を含み得る。接地シールド１１２は、接地板１５６の第１の面１５７から延在し、ターゲットアセンブリ１１４を取り囲み得る。接地アセンブリ１０３は、接地アセンブリ１０３内でターゲットアセンブリ１１４を支持するための支持部材１７５を含み得る。
【００３４】
［００３７］幾つかの実施形態では、支持部材１７５は、支持部材１７５の外周エッジに近接して接地シールド１１２の下方端部に連結され、半径方向内側に延在してシールリング１８１及びターゲットアセンブリ１１４を支持し得る。シールリング１８１は、所望の断面を有するリング又は他の環状形状であってもよい。シールリング１８１は、シールリング１８１の第１の側面上のバッキング板１６０等のターゲットアセンブリ１１４との、及びシールリング１８１の第２の側面上の支持部材１７５とのインターフェースを促進にするために、対向する２つの平面及びほぼ平行な面を含み得る。シールリング１８１は、セラミック等の誘電体材料でできていてよい。シールリング１８１は、ターゲットアセンブリ１１４を接地アセンブリ１０３から絶縁し得る。
【００３５】
［００３８］支持部材１７５は、ターゲットアセンブリ１１４を収容するための中央開口部を有するほぼ平面の部材であり得る。幾つかの実施形態では、支持部材１７５は、チャンバリッドの対応する形状及び／又はＰＶＤ処理システム１００で処理される基板の形状によって形状が異なり得るが、円形又は円盤状であってよい。
【００３６】
［００３９］ターゲットアセンブリ１１４は、金属、金属酸化物、金属合金等の、スパッタリング中に基板１０８等の基板上に堆積されるソース材料１１３を含む。幾つかの実施形態では、ソース材料１１３は、チタン、タンタル、タングステンなどであってもよい。本開示と一致する実施形態では、ターゲットアセンブリ１１４は、ソース材料１１３を支持するバッキング板１６０を含む。ソース材料１１３は、図１に示すように、バッキング板アセンブリ１６０の、基板支持体に面する側面に配置され得る。バッキング板１６０は、銅−亜鉛、銅−クロム、又はターゲットと同じ材料等の導電性材料を含んでいてよく、これにより、ＲＦ及びＤＣ電力がバッキング板１６０を介してソース材料１１３に結合され得る。あるいは、バッキング板１６０は、非導電性であってよく、電気フィードスルー等の導電性要素（図示せず）を含み得る。バッキング板１６０は、円盤状、長方形、正方形、又はＰＶＤ処理システム１００によって収容され得る任意の他の形状であり得る。バッキング板１６０は、基板１０８が存在するときに、ソース材料の前面が基板１０８に対向するようにソース材料１１３を支持するように構成される。ソース材料１１３は、任意の適切な方法でバッキング板１６０に連結されてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、ソース材料１１３は、バッキング板１６０に拡散接合され得る。
【００３７】
［００４０］幾つかの実施形態では、導電性支持リング１６４を、ソース分配板１５８とターゲットアセンブリ１１４の裏側との間に配置して、ＲＦエネルギーをソース分配板からターゲットアセンブリ１１４の外周エッジに伝播させることができる。導電性支持リング１６４は円筒形であってよく、第１の端部１６６がソース分配板１５８の外周エッジに近接するソース分配板１５８のターゲットと向かい合せの面に連結され、第２の端部１６８がターゲットアセンブリ１１４の外周エッジに近接するターゲットアセンブリ１１４のソース分配板と向かい合せの面に連結される。幾つかの実施形態では、第２の端部１６８は、バッキング板１６０の外周エッジに近接するバッキング板１６０のソース分配板と向かい合せの面に連結される。
【００３８】
［００４１］絶縁性間隙１８０は、接地板１５６と、ソース分配板１５８、導電性支持リング１６４、及びターゲットアセンブリ１１４の外面との間に設けられる。絶縁性間隙１８０は、空気又はセラミック、プラスチックなど、他の何らかの適切な誘電体材料で充填されていてよい。接地板１５６とソース分配板１５８との間の距離は、接地板１５６とソース分配板１５８との間の誘電体材料によって変わる。誘電体材料が主に空気である場合、接地板１５６とソース分配板１５８との間の距離は、約１５ｍｍから約４０ｍｍの間であり得る。
【００３９】
［００４２］接地アセンブリ１０３及びターゲットアセンブリ１１４は、シールリング１８１によって、及び接地板１５６の第１の面１５７とターゲットアセンブリ１１４の裏側、例えばソース分配板１５８のターゲットと向かい合わせでない側との間に配置された１又は複数の絶縁体（図示せず）によって、電気的に分離されうる。
【００４０】
［００４３］ＰＶＤ処理システム１００は、ソース分配板１５８に接続されたＲＦ電源１８２を有する。ＲＦ電源１８２は、ＲＦジェネレータと、例えば動作中にＲＦジェネレータに反射して戻る反射ＲＦエネルギーを最小化するための整合回路とを含み得る。例えば、ＲＦ電源１８２によって供給されるＲＦエネルギーは、周波数が約１３．５６ＭＨｚから約１６２ＭＨｚ以上の範囲であり得る。例えば、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、又は１６２ＭＨｚ等の非限定的な周波数が使用可能である。
【００４１】
［００４４］幾つかの実施形態では、ＰＶＤ処理システム１００は、処理中にターゲットアセンブリ１１４に追加のエネルギーを供給する第２のエネルギー源１８９を含み得る。幾つかの実施形態では、第２のエネルギー源１８９は、例えばターゲット材料のスパッタリング速度（したがって、基板上の堆積速度）を高めるためにＤＣエネルギーを供給するＤＣ電源であってよい。幾つかの実施形態では、第２のエネルギー源１８９は、ＲＦ電源１８２と同様に、例えばＲＦ電源１８２によって供給されるＲＦエネルギーの第１の周波数とは異なる第２の周波数においてＲＦエネルギーを供給する第２のＲＦ電源であってもよい。第２のエネルギー源１８９がＤＣ電源である実施形態では、第２のエネルギー源は、ソース分配板１５８又は他の何らかの導電性部材等の、ＤＣエネルギーをターゲットアセンブリ１１４に電気結合させるのに適した任意の場所で、ターゲットアセンブリ１１４に連結され得る。
【００４２】
［００４５］コントローラ１９４を設けて、ＰＶＤ処理システム１００の様々な構成要素に連結して、ＰＶＤ処理システム１００の動作を制御することができる。コントローラ１９４は、中央処理装置（ＣＰＵ）１１８と、メモリ１７２と、支援回路１７３とを含む。コントローラ１９４は、直接、又は特定の処理チャンバ及び／又は支援システムの構成要素に関連するコンピュータ（又はコントローラ）を介して、ＰＶＤ処理システム１００を制御し得る。コントローラ１９４は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するために工業環境で使用することができる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサの１つであってよい。コントローラ１９４のメモリ又はコンピュータ可読媒体１７２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、光学記憶媒体（例えば、コンパクトディスク又はデジタルビデオディスク）、フラッシュドライブ、又はローカル又はリモートの他の任意の形式のデジタルストレージ等の１又は複数の容易に利用可能なメモリであってよい。支援回路１７３は、従来の方法でプロセッサを支援するためにＣＰＵ１１８に連結される。これらの回路は、キャッシュ、電力供給装置、クロック回路、入出力回路及びサブシステムなどを含む。本発明の方法は、本書に記載の方法でＰＶＤ処理システム１００の動作を制御するために実行又は呼び出され得るソフトウェアルーチンとしてメモリ１７２に記憶され得る。ソフトウェアルーチンはまた、ＣＰＵ１１８によって制御されているハードウェアから離れて位置する第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶及び／又は実行されてもよい。
【００４３】
［００４６］上記は本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態を考案することが可能である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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