(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ内に配置された基板上に金属含有層を堆積させる方法であって、
前記ＰＶＤチャンバの処理領域にプラズマ形成ガスを提供するステップと、
前記基板に対向して配置された、ターゲット寿命を有するターゲットを備えるターゲットアセンブリに第１の量のＲＦ電力を提供して、前記ＰＶＤチャンバの前記処理領域内にプラズマを形成するステップと、
前記ターゲットアセンブリからの原料をスパッタリングして、前記基板上へ金属含有層を堆積させるステップであって、前記原料が第１の浸食状態にある、堆積させるステップと、
原料をスパッタリングしながら、前記原料が前記第１の浸食状態から第２の浸食状態へ浸食されるときに前記基板の表面におけるイオンエネルギーを所定の範囲内で維持するように、基板支持体に結合された自動容量チューナを調節するステップとを含み、
前記自動容量チューナを調節するステップが、（１）前記自動容量チューナの所定の設定点位置に基づいて、前記自動容量チューナの位置を比較して調節することと、（２）前記第１の量のＲＦ電力と所定の設定点値を比較することとを含み、
前記所定の設定点位置は、経験的に、または電流出力が最も高いときの自動静電容量チューナー位置としてモデル化することによって判定され、
前記所定の設定点値は、事前に定義されたターゲット寿命に基づく補償係数を判定することによって計算され、
前記事前に定義されたターゲット寿命に基づく補償係数は、前記ターゲットが前記第１の浸食状態から前記第２の浸食状態へ浸食されるときに、前記基板の表面におけるイオンエネルギーを前記所定の範囲内に維持するように、前記ターゲット寿命に基づいて判定される、方法。
【請求項２】
前記自動容量チューナによって制御される前記基板におけるイオンエネルギーの量が、前記所定の設定点値より小さく、前記自動容量チューナを調節するステップが、前記自動容量チューナで測定される電流の量が前記所定の設定点値に等しくなるまで、前記自動容量チューナの前記位置を減少させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記自動容量チューナによって制御される前記基板におけるイオンエネルギーの量が、前記所定の設定点値より大きく、前記自動容量チューナを調節するステップが、前記自動容量チューナで測定される電流の量が前記所定の設定点値に等しくなるまで、前記自動容量チューナの前記位置を増大させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記自動容量チューナによって制御される前記基板におけるイオンエネルギーの量が、前記所定の設定点値より小さく、前記自動容量チューナを調節するステップが、前記自動容量チューナで測定される電流の量が前記所定の設定点値に等しくなるまで、前記自動容量チューナの前記位置を増大させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記自動容量チューナによって制御される前記基板におけるイオンエネルギーの量が、前記所定の設定点値より大きく、前記自動容量チューナを調節するステップが、前記自動容量チューナで測定される電流の量が前記所定の設定点値に等しくなるまで、前記自動容量チューナの前記位置を減少させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の浸食状態にある前記原料が、実質上浸食されていない、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の浸食状態にある前記原料が、実質上浸食されている、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記原料が、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、またはアルミニウム（Ａｌ）の１つである、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記プラズマ形成ガスが、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、キセノン（Ｘｅ）、ネオン（Ｎｅ）、水素（Ｈ2）、窒素（Ｎ2）、酸素（Ｏ2）の１つまたは複数を含む、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＲＦ電力の第１の量が、約５００Ｗ〜約２０，０００Ｗである、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
実行されると物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバに、前記物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ内に配置された基板上に金属含有層を堆積させる方法を、実行させる命令が記憶されたコンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
前記ＰＶＤチャンバの処理領域にプラズマ形成ガスを提供するステップと、
前記基板に対向して配置された、ターゲット寿命を有するターゲットを備えるターゲットアセンブリに第１の量のＲＦ電力を提供して、前記ＰＶＤチャンバの前記処理領域内にプラズマを形成するステップと、
前記ターゲットアセンブリからの原料をスパッタリングして、前記基板上へ金属含有層を堆積させるステップであって、前記原料が第１の浸食状態で実質的に浸食されない、堆積させるステップと、
原料をスパッタリングしながら、前記原料が前記第１の浸食状態から第２の浸食状態へ浸食されるときに前記基板の表面におけるイオンエネルギーを所定の範囲内で維持するように、基板支持体に結合された自動容量チューナを調節するステップとを含み、
前記第２の浸食状態にある前記原料は、実質的に侵食され、
前記自動容量チューナを調節するステップが、（１）前記自動容量チューナの所定の設定点位置に基づいて、前記自動容量チューナの位置を比較して調節することと、（２）前記第１の量のＲＦ電力と所定の設定点値を比較することとを含み、
前記所定の設定点位置は、経験的に、または電流出力が最も高いときの自動静電容量チューナー位置としてモデル化することによって判定され、
前記所定の設定点値は、事前に定義されたターゲット寿命に基づく補償係数を判定することによって計算され、
前記事前に定義されたターゲット寿命に基づく補償係数は、前記ターゲットが前記第１の浸食状態から前記第２の浸食状態へ浸食されるときに、前記基板の表面におけるイオンエネルギーを前記所定の範囲内に維持するように、前記ターゲット寿命に基づいて判定される、コンピュータ可読媒体。
【請求項１２】
前記自動容量チューナによって制御される前記基板におけるイオンエネルギーの量が、前記所定の設定点値より小さく、前記自動容量チューナを調節するステップが、前記自動容量チューナで測定される電流の量が前記所定の設定点値に等しくなるまで、前記自動容量チューナの前記位置を調整することをさらに含む、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１３】
前記自動容量チューナによって制御される前記基板におけるイオンエネルギーの量が、前記所定の設定点値より大きく、前記自動容量チューナを調節するステップが、前記自動容量チューナで測定される電流の量が前記所定の設定点値に等しくなるまで、前記自動容量チューナの前記位置を調整することをさらに含む、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１４】
前記原料が、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、またはアルミニウム（Ａｌ）の１つであり、前記プラズマ形成ガスが、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、キセノン（Ｘｅ）、ネオン（Ｎｅ）、水素（Ｈ2）、窒素（Ｎ2）、酸素（Ｏ2）の１つまたは複数を含む、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、一般に、基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
バックエンドオブライン（ＢＥＯＬ）ハードマスクの適用分野向けの高密度で低応力の膜、たとえば窒化チタン（ＴｉＮ）膜が、ラインエッジの粗さおよび限界寸法（ＣＤ）の変動を低減させることによって、パターン付きの低誘電率の誘電体トレンチに対するライン屈曲を低減させ、ならびに低誘電率エッチングプロファイルを改善するために使用される。
【０００３】
主にＤＣのプラズマに高周波（ＲＦ）電力を供給して、このプラズマでスパッタリングされる材料のイオン化速度を増大させることができる。イオン化速度を増大させることで、到達する原子の表面移動度を改善することが可能になり、その結果、低応力で高密度の膜をもたらすのに有利な結晶膜配向が得られる。加えて、イオン化された材料の大部分が基板レベルに到達することで、ウエハペデスタルインピーダンス回路によって、入ってくるイオンエネルギーを調節することが可能になる。
【０００４】
ＲＦ電力は、チャンバカソード（すなわち、スパッタリングターゲット）において並列に供給される。プラズマの安定性およびスパッタリング速度を改善するために、ターゲット表面における電子の閉じ込めの増大にマグネトロンが使用される。ターゲットの表面上には、材料が優先的にスパッタリングされる浸食トラックが確立される。
【０００５】
ターゲット表面における磁気的な閉じ込めとともにターゲットへ供給されるＲＦ電力を使用する１つの欠点は、ターゲット材料が浸食されるにつれてＲＦ電力送出の有効性が減少することである。ターゲットが薄くなるにつれて磁石の表面からターゲットのスパッタリング表面までの物理的な距離が減少するため、ターゲット材料が浸食されるにつれてＲＦ電力送出の有効性は減少する。加えて、ターゲットの表面上の浸食トラックは、浸食トラックが電子をさらに閉じ込める可能性があり、したがって基板レベルにおけるプラズマ密度を減少させるため、ＲＦ電力送出の有効性をさらに低減させる。磁気的な閉じ込めが増大すると、ＲＦ電流によって供給される電子は、増強する（浸食深さに応じる）磁力線をたどるときほど効率的にプラズマ化することができなくなる。
【０００６】
プラズマへ送出されるＲＦ電力の低減は、イオン化速度を低減させる。これは、基板支持インピーダンス回路で測定される電流の減少によって直接的に、また膜特性に対する影響によって間接的に見られる。低い応力および高い密度など、より高度なイオン化に関連する有利な膜特性は、磁気的な閉じ込めの増大のため、ターゲット寿命に応じて劣化し始める。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明者らは、基板を処理するための改善された方法および装置を提供した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の実施形態は、基板を処理する方法および装置を含む。いくつかの実施形態では、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ内に配置された基板上に金属含有層を堆積させる方法は、ＰＶＤチャンバの処理領域にプラズマ形成ガスを提供するステップと、基板に対向して配置されたターゲットアセンブリに第１の量のＲＦ電力を提供して、ＰＶＤチャンバの処理領域内にプラズマを形成するステップと、ターゲットアセンブリからの原料をスパッタリングして、基板上へ金属含有層を堆積させるステップであって、原料が第１の浸食状態にある、堆積させるステップと、原料をスパッタリングしながら、ターゲットが第１の浸食状態から第２の浸食状態へ浸食されるときに基板の表面におけるイオンエネルギーを所定の範囲内で維持するように、基板支持体に結合された自動容量チューナを調節するステップとを含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ内に配置された基板上に金属含有層を堆積させる方法は、ＰＶＤチャンバの処理領域にプラズマ形成ガスを提供するステップと、基板に対向して配置されたターゲットアセンブリに第１の量のＲＦ電力を提供して、ＰＶＤチャンバの処理領域内にプラズマを形成するステップと、ターゲットアセンブリからの原料をスパッタリングして、基板上へ金属含有層を堆積させるステップであって、原料が第１の浸食状態で実質上浸食されていない、堆積させるステップと、原料をスパッタリングしながら、ターゲットが第１の浸食状態から第２の浸食状態へ浸食されるときに基板の表面におけるイオンエネルギーを所定の範囲内で維持するように、基板支持体に結合された自動容量チューナを調節するステップであって、第２の浸食状態の原料が実質上浸食されている、調節するステップとを含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、実行されると基板上に金属含有層を堆積させる方法を物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバに実行させる命令が記憶されたコンピュータ可読媒体が提供される。この方法は、本明細書に開示する実施形態のいずれかを含むことができる。
【００１１】
本開示の他のさらなる実施形態は、以下に記載する。
【００１２】
上記で簡単に要約し、以下でより詳細に論じ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って理解することができる。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうるため、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを示し、したがって範囲を限定すると解釈されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示のいくつかの実施形態によるプロセスチャンバの概略的な横断面図である。
【図２】本開示のいくつかの実施形態による基板を処理する方法の流れ図である。
【図３】本開示のいくつかの実施形態による自動容量チューナの回路実装を示す図である。
【図４】本開示のいくつかの実施形態による例示的な自動容量チューナの共振曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
理解を容易にするために、可能な限り同一の参照番号を使用して、これらの図に共通の同一の要素を指す。これらの図は、原寸に比例して描かれたものではなく、見やすいように簡略化されていることがある。一実施形態の要素および特徴は、さらなる言及がなくても、他の実施形態内に有益に組み込むことができる。
【００１５】
本開示は、基板を処理する方法に関する。いくつかの実施形態では、本開示は、物理的気相堆積プロセス（ＰＶＤ）チャンバ内に配置された基板上に金属含有層を堆積させる方法に関する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載する本発明の方法は、有利には、改善された応力、抵抗、および密度均一性の特性を有するハードマスク層、たとえば窒化チタン層として適した金属含有層の堆積を容易にする。たとえば、バックエンドオブライン（ＢＥＯＬ）ハードマスクの適用分野で有用な高密度で低応力の窒化チタン（ＴｉＮ）膜などが、ラインエッジの粗さおよび限界寸法（ＣＤ）の変動を低減させることによって、パターン付きの低誘電率の誘電体トレンチに対するライン屈曲を低減させ、ならびに低誘電率エッチングプロファイルを改善するために使用される。
【００１６】
図１は、本開示のいくつかの実施形態による物理的気相堆積（ＰＶＤ）処理システム１００の簡略化された横断面図を示す。図２は、図１に記載するタイプの物理的気相堆積プロセスシステム内に配置された基板上に層を堆積させる方法２００の流れ図を示す。本明細書に記載する方法２００を実行するのに適した他のＰＶＤチャンバの例には、ＣＩＲＲＵＳ（商標）およびＡＶＥＮＩＲ（商標）ＰＶＤ処理チャンバが含まれる。これらはどちらも、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から市販されている。
【００１７】
方法２００は、プロセスチャンバ、たとえば図１に示す物理的気相堆積（ＰＶＤ）プロセスチャンバ（プロセスチャンバ１０４）内の基板１０８上で実行される。図１に示すプロセスチャンバ１０４は、基板支持体１０６と、任意選択のバッキング板アセンブリ１６０を有するターゲットアセンブリ１１４と、バッキング板アセンブリ１６０の基板支持体向きの側に配置された原料１１３とを備える。プロセスチャンバ１０４は、ターゲットアセンブリ１１４にＲＦエネルギーを提供するための高周波（ＲＦ）電源１８２をさらに備える。
【００１８】
基板１０８は、円形のウエハ、正方形、長方形などの任意の適した形状寸法を有する任意の適した基板とすることができる。基板１０８は、ケイ素（Ｓｉ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、ガラス、他の誘電体材料などの１つまたは複数など、任意の適した材料を備えることができ、基板１０８上に配置された他の材料の１つまたは複数の層を有することができる。いくつかの実施形態では、基板１０８は、低誘電率の誘電体材料、いくつかの実施形態では超低誘電率の誘電体材料の上層を含むことができる。本明細書では、超低誘電率の誘電体材料は、約２．５以下の誘電率値を有する誘電体材料を含む。基板１０８は、ブランク基板（たとえば、特徴が配置されていない）とすることができ、あるいは基板１０８は、たとえばＳｉ貫通電極（ＴＳＶ）向けのビアもしくはトレンチまたは高アスペクト比特徴など、基板内または基板上に形成された特徴を有することができる。本明細書では、高アスペクト比特徴は、それらの特徴のうち、少なくとも約５：１の高さ対幅のアスペクト比（たとえば、高いアスペクト比）を有するものを含むことができる。
【００１９】
方法２００は、２０２から始まり、２０２で、プロセスチャンバ１０４の処理領域１２０にプラズマ形成ガスが提供される。プラズマ形成ガスは、希ガスまたは他の不活性ガスなどの１つまたは複数の不活性ガスを含むことができる。たとえば、適したプラズマ形成ガスの非限定的な例には、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、キセノン（Ｘｅ）、ネオン（Ｎｅ）、水素（Ｈ2）、窒素（Ｎ2）、酸素（Ｏ2）などの１つまたは複数が含まれる。
【００２０】
２０４で、ターゲットアセンブリ１１４に第１の量のＲＦ電力を提供し、プロセスチャンバ１０４の処理領域１２０内でプラズマ形成ガスに着火してプラズマ化する。このＲＦ電力は、処理領域１２０内でプラズマを形成するのに適した量のＲＦ電力であり、チャンバのサイズ、形状寸法などに応じて変動することがある。たとえば、いくつかの実施形態では、ＲＦ電力の第１の量は、約５００〜約２０，０００ワットである。いくつかの実施形態では、ターゲットアセンブリに提供されるＲＦ電力の量は、ターゲットの寿命全体にわたって一定に維持することができる。いくつかの実施形態では、ターゲットが浸食されるにつれてプラズマ内のイオン化速度が低減するのを補償するために、ターゲットの寿命にわたってＲＦ電力の量を増大させることができる。
【００２１】
２０６で、ターゲットアセンブリ１１４からの原料１１３をスパッタリングして、基板１０８上へ金属含有層を堆積させる。原料１１３が最初にスパッタリングされるとき、原料１１３は第１の浸食状態にある。いくつかの実施形態では、第１の浸食状態にある原料１１３は、実質上浸食されていない（すなわち、ターゲット寿命の初めにありまたはそれに非常に近い）。原料１１３は、基板１０８上に金属含有層を形成するのに適した金属、金属合金などの１つまたは複数を含むことができる。たとえば、原料１１３は、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）などの１つまたは複数を含むことができる。原料１１３からの金属原子は、プロセスチャンバ１０４内で第１の圧力を維持しながら、プラズマを使用してスパッタリングされる。第１の圧力は、ターゲットアセンブリ１１４からスパッタリングされる金属原子の大部分をイオン化するのに十分な圧力である。第１の圧力は、プロセスチャンバの形状寸法（基板サイズ、ターゲットから基板までの距離など）に応じることができる。
【００２２】
窒化チタン層などの金属含有層を堆積させたとき、本発明者らは、ターゲットアセンブリ１１４にＲＦ電力を印加することによってプラズマ内での窒素およびチタンのイオン化速度を増大させることで、到達する原子の表面移動度の改善が可能になり、したがって低応力で高密度の膜を形成するのに有利な結晶膜配向が提供されることを観察した。加えて、イオン化された材料の大部分が基板１０８レベルに到達することで、基板支持インピーダンス回路（たとえば、図１および図３に関して後述する自動容量チューナ１３６）を使用して、入ってくるイオンエネルギー（すなわち、基板表面におけるイオンエネルギー）を調節し、基板電流（たとえば、基板レベルにおけるイオンエネルギー）を制御し、さらに有利には低応力で高密度の膜を形成するのに有利な結晶膜配向の制御を容易にすることが可能になる。自動容量チューナ１３６は、基板支持ペデスタル電極から接地までの容量（したがって、インピーダンス）を調整する。例示的な基板支持インピーダンス回路（たとえば、自動容量チューナ１３６）は、約０．５〜約２０アンペアの電流を提供することができる。ターゲットの寿命にわたって所望の膜特性を維持することに加えて、本発明者らは、本開示による方法を使用したとき、使用可能なターゲット寿命を約１０００ｋＷｈから約４０００ｋＷｈに有利に増大させることができることをさらに観察した。
【００２３】
しかし、本発明者らはまた、ターゲット材料が浸食されるにつれて、ターゲットアセンブリ１１４に印加されるＲＦ電力の有効性が減少し、その結果、プラズマ中のイオン密度が低くなることを観察した。ターゲットの寿命にわたって、イオン化速度が低減するのを補償するためにＲＦ電力の量を増大させることができる一方で、本発明者らは、そのような補償だけでは、ターゲットの寿命にわたって一貫した堆積膜特性を維持するのに不十分であることを観察した。理論に拘束されるものではないが、本発明者らは、ＲＦ電力の有効性の低減は、ターゲットが薄くなるにつれて磁石の表面からターゲットのスパッタリング表面までの物理的な距離が減少することによると考えている。さらに、スパッタリングプロセスから原料１１３の表面上に形成される浸食トラックが電子を閉じ込め、したがって基板レベルにおけるプラズマ密度を減少させる。磁気的な閉じ込めが増大すると、ＲＦ電流によって供給される電子は、増強する（浸食深さに応じる）磁力線をたどるときほど効率的にプラズマ化することができなくなり、したがってその結果、ターゲットが浸食されるにつれてイオン密度が減少する。本発明者らは、改善された膜特性の制御は、有利には、ターゲット寿命にわたってイオンエネルギーを制御し、イオンエネルギー（たとえば、電流）補償を提供して、基板レベルにおけるイオンエネルギーの制御された量の増大を提供し、減少するイオン密度を補償することによって実現することができることをさらに発見した。
【００２４】
ＰＶＤ処理システム１００は、基板１０８におけるプラズマシース電圧を調整するために基板支持体１０６に結合された自動容量チューナ１３６などの基板支持インピーダンス回路をさらに備える。たとえば、自動容量チューナ１３６は、基板１０８におけるシース電圧、したがって、基板電流（たとえば、基板レベルにおけるイオンエネルギー）を制御するために使用することができる。したがって、２０８で、原料１１３をスパッタリングしながら、基板支持体におけるＲＦ電流の量を所定の設定点値または所定の設定点値の所定の範囲内で維持するように、自動容量チューナ１３６を調節する。
【００２５】
いくつかの実施形態では、自動容量チューナ１３６を調節することは、所定の設定点値を計算することと、所定の設定点位置を計算することとを含む。所定の設定点位置は、経験的に、または電流出力が最も高いときの自動容量チューナ１３６の位置としてモデル化することによって、判定することができる。
【００２６】
所定の設定点値は、原料１１３が浸食される（すなわち、第１の浸食状態から第２の浸食状態になる）ときに基板の表面で実質上一定のイオンエネルギーを維持するように計算される。本明細書では、「実質上一定のイオンエネルギー」という用語は、第１の浸食状態におけるイオンエネルギーの２０パーセントの範囲内または第１の浸食状態におけるイオンエネルギーの１０パーセントの範囲内でイオンエネルギーを維持することを指す。いくつかの実施形態では、所定の設定点値は、ターゲットが第１の浸食状態にあるときの基板の表面におけるイオンエネルギーを、基板の表面におけるイオンエネルギーの約１０〜約２０パーセントで維持するように計算することができる。たとえば、所定の設定点値は、事前に定義されたターゲット寿命に基づく補償係数（「係数」）を判定することによって計算することができる。この係数は、経験的に、または原料１１３が第２の浸食状態（たとえば、第１の浸食状態より浸食されている）にあるときに基板の表面における一定のイオンエネルギーを維持するように、ターゲットの寿命に基づいてモデル化することによって、判定することができる。この係数は、ターゲット寿命の開始からターゲット寿命の終了まで同等の膜特性を維持するために必要とされるターゲット寿命の開始からターゲット寿命の終了までの電流の差を、使用されるターゲット寿命の割合で割った値である。この係数は、後述し図１に図示するように、コントローラ１９４内に記憶することができる。いくつかの実施形態では、第２の浸食状態における原料１１３は、実質上浸食されている（すなわち、ターゲット寿命の終わりにあり、またはそれに非常に近い）。いくつかの実施形態では、第１の浸食状態における原料１１３は、実質上浸食されておらず（すなわち、未使用であり、基板の処理を始める準備ができている）、第２の浸食状態における原料１１３は、実質上浸食されている（すなわち、ターゲット寿命の終わりにあり、またはそれに非常に近い）。
【００２７】
したがって、いくつかの実施形態では、自動容量チューナ１３６を流れる電流を測定して、基板におけるイオンエネルギーを判定することができ、上述したように、必要な場合、測定された電流に応答して、基板におけるイオンエネルギーを所望のレベルで維持するように、自動容量チューナ１３６の位置または設定点を調整することができる。別法または組合せとして、基板上のバイアス電圧を測定し（経験的にまたはモデル化によって、基板におけるイオンエネルギーに相関させる）、これを使用して、基板におけるイオンエネルギーを所望のレベルで維持するために、実際のイオンエネルギーを増大または減少させる必要があるかどうかを判定することができる（自動容量チューナ１３６が調整される）。
【００２８】
いくつかの実施形態では、自動容量チューナ１３６を調節することは、自動容量チューナ１３６の位置を所定の設定点位置と比較することを含む。いくつかの実施形態では、自動容量チューナ１３６の位置は、所定の設定点位置より大きく、自動容量チューナ１３６によって制御されるＲＦ電力（自動容量チューナ１３６からの電流によって測定される基板レベルにおけるイオン電流）の量は、所定の設定点値より小さい。そのような実施形態では、自動容量チューナ１３６によって制御されるＲＦ電力（自動容量チューナ１３６で測定される電流）の量が所定の設定点値に等しくなるまで、自動容量チューナ１３６の位置は減少される。
【００２９】
いくつかの実施形態では、自動容量チューナ１３６の位置は、所定の設定点位置より大きく、自動容量チューナ１３６によって制御されるＲＦ電力（自動容量チューナ１３６からの電流によって測定される基板レベルにおけるイオン電流）の量は、所定の設定点値より大きい。そのような実施形態では、自動容量チューナ１３６によって制御されるＲＦ電力（自動容量チューナ１３６で測定される電流）の量が所定の設定点値に等しくなるまで、自動容量チューナ１３６の位置は増大される。
【００３０】
いくつかの実施形態では、自動容量チューナ１３６の位置は、所定の設定点位置より小さく、自動容量チューナ１３６によって制御されるＲＦ電力（自動容量チューナ１３６からの電流によって測定される基板レベルにおけるイオン電流）の量は、所定の設定点値より小さい。そのような実施形態では、自動容量チューナ１３６によって制御されるＲＦ電力（自動容量チューナ１３６で測定される電流）の量が所定の設定点値に等しくなるまで、自動容量チューナ１３６の位置は増大される。
【００３１】
いくつかの実施形態では、自動容量チューナ１３６の位置は、所定の設定点位置より小さく、自動容量チューナ１３６によって制御されるＲＦ電力（自動容量チューナ１３６からの電流によって測定される基板レベルにおけるイオン電流）の量は、所定の設定点値より大きい。そのような実施形態では、自動容量チューナ１３６によって制御されるＲＦ電力（自動容量チューナ１３６で測定される電流）の量が所定の設定点値に等しくなるまで、自動容量チューナ１３６の位置は減少される。
【００３２】
図４は、自動容量チューナ１３６の位置を所定の設定点位置と比較した、自動容量チューナ１３６を調節するいくつかの実施形態による例示的な自動容量チューナの共振曲線を示す。図４では、自動容量チューナ１３６の位置をＰcurrentとして示す。図４では、所定の設定点位置をＰresonanceとして示し、これは、最も高い電流をもたらす自動容量チューナ１３６の位置に対応する。上述したように、自動容量チューナ１３６の位置（Ｐcurrent）は、所定の設定点位置（Ｐresonance）より大きくまたは小さくすることができる。図４は、自動容量チューナ１３６の位置（Ｐcurrent）を所定の設定点位置（Ｐresonance）より大きいものとして例示的に示す。図４では、自動容量チューナ１３６によって制御されるＲＦ電力（自動容量チューナ１３６からの電流によって測定される基板レベルにおけるイオン電流）の量をＡcurrentとして示す。図４では、所定の設定点値をＡset pointとして示す。上述したように、自動容量チューナ１３６からの電流によって測定される基板レベルにおけるイオン電流（図４ではＡcurrent）は、所定の設定点値（Ａset point）より大きくまたは小さくすることができる。したがって、自動容量チューナ１３６で測定される電流（Ａcurrent）が所定の設定点値（Ａset point）に等しくなるまで、自動容量チューナ１３６の位置（Ｐcurrent）を増大または減少させることができる。図４は、ＡcurrentがＡset pointより大きい一実施形態を示す。したがって、自動容量チューナ１３６で測定される電流（Ａcurrent）の量が所定の設定点値（Ａset point）に等しくなるまで、自動容量チューナ１３６の位置（Ｐcurrent）を増大させることができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、後述し図１に示すように、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結合してその動作を制御することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ１９４は、自動容量チューナ１３６に結合される。いくつかの実施形態では、アナログ通信機構と比較して自動容量チューナ１３６とコントローラ１９４との間の通信の正確さを改善するために、自動容量チューナ１３６はデジタル通信機構を使用してコントローラ１９４に結合される。
【００３４】
図３は、自動容量チューナ１３６の一実施形態を示す。適した自動容量チューナのさらなる実施形態は、本願の権利者が所有するＲａｓｈｅｅｄらによる２０１１年９月１日公開の米国特許出願公開第２０１１／０２０９９９５号に記載されている。図３では、自動容量チューナ１３６は、可変帯域除去（「ノッチ」）フィルタのアレイ（すなわち、ノッチフィルタアレイ３５２）と、可変帯域通過（「パス」）フィルタのアレイ（すなわち、パスフィルタアレイ３５４）とを含む。ノッチフィルタアレイ３５２は、多くのノッチフィルタからなり、各ノッチフィルタは狭周波帯域を阻止し、当該周波数ごとに１つのノッチフィルタが提供される。各ノッチフィルタが呈するインピーダンスは、当該周波数ごとにインピーダンスの完全な制御を提供するように可変とすることができる。当該周波数は、バイアス周波数ｆｂ、ソース周波数ｆｓ、ｆｓの高調波、ｆｂの高調波、ｆｓおよびｆｂの相互変調積、ならびに相互変調積の高調波を含む。パスフィルタアレイ３５４は、多くのパスフィルタからなり、各パスフィルタは狭周波帯域を通過させ（狭周波帯域に対して低いインピーダンスを呈する）、当該周波数ごとに１つのパスフィルタが提供される。各パスフィルタが呈するインピーダンスは、当該周波数ごとにインピーダンスの完全な制御を提供するように可変とすることができる。当該周波数は、バイアス周波数ｆｂ、ソース周波数ｆｓ、ｆｓの高調波、ｆｂの高調波、ｆｓおよびｆｂの相互変調積、ならびに相互変調積の高調波を含む。
【００３５】
図３は、ノッチフィルタアレイ３５２およびパスフィルタアレイ３５４の１つの実装形態を有する自動容量チューナ１３６を示す。ノッチフィルタアレイ３５２は、１組の直列に接続されたｍ個（ここで、ｍは整数である）の個別ノッチフィルタ３５６−１〜３５６−ｍを含む。各個別ノッチフィルタ３５６は、容量Ｃの可変キャパシタ３５８およびインダクタンスＬのインダクタ３６０からなり、個別ノッチフィルタは、共振周波数ｆｒ＝１／［２π（ＬＣ）１／２］を有する。各ノッチフィルタ３５６のリアクタンスＬおよびＣは異なり、特定のノッチフィルタの共振周波数ｆｒが当該周波数の１つに対応し、各ノッチフィルタ３５６が異なる共振周波数を有するように選択される。各ノッチフィルタ３５６の共振周波数は、ノッチフィルタ３５６によって阻止される周波数の狭帯域の中心である。図３のパスフィルタアレイ３５４は、１組の並列に接続されたｎ個（ここで、ｎは整数である）の個別パスフィルタ３６２−１〜３６２−ｎを含む。各個別パスフィルタ３６２は、容量Ｃの可変キャパシタ３６４およびインダクタンスＬのインダクタ３６６からなり、パスフィルタ３６２は、共振周波数ｆｒ＝１／［２π（ＬＣ）１／２］を有する。任意選択で、各パスフィルタ３６２は、パスフィルタを無効にすることを可能にするために、直列スイッチ３６３をさらに含むことができる。各パスフィルタ３６２のリアクタンスＬおよびＣは異なり、共振周波数ｆｒが当該周波数の１つに対応し、各パスフィルタ３６２が異なる共振周波数を有するように選択される。各パスフィルタ３６２の共振周波数は、パスフィルタ３６２によって通過または許可される周波数の狭帯域の中心である。図３の実装形態では、パスフィルタアレイ３５４内にｎ個のパスフィルタ３６２があり、ノッチフィルタアレイ３５２内にｍ個のノッチフィルタがある。
【００３６】
図１に戻ると、任意選択でターゲットアセンブリ１１４に結合された第２のエネルギー源１８３が、ターゲットアセンブリ１１４にＤＣ電力を提供して、ターゲットアセンブリ１１４の方へプラズマを誘導することができる。いくつかの実施形態では、ＤＣ電力は、約１〜約２０キロワット（ｋＷ）の範囲とすることができるが、印加されるＤＣ電力の量は、チャンバの形状寸法（たとえば、ターゲットのサイズなど）に応じて変動することがある。いくつかの実施形態では、ＤＣ電力はまた、ＲＦ電力に関して上述したのと同じ方法で、ターゲットの寿命にわたって調整することができる。ＤＣ電力は、スパッタリングされる金属原子の基板上の堆積速度を制御するように調整することができる。たとえば、ＤＣ電力を増大させる結果、プラズマと原料１１３との相互作用を増大させ、ターゲットアセンブリ１１４からの金属原子のスパッタリングを増大させることができる。いくつかの実施形態では、ＤＣ電力は、ＤＣ電力とＲＦ電力の比を約２：１〜約１０：１に維持するように調整することができる。
【００３７】
ＰＶＤ処理システム１００は、プロセスチャンバ１０４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および接地アセンブリ１０３を含むことができる。プロセスチャンバ１０４は、基板１０８を受け取るための基板支持体１０６を収容する。基板支持体１０６は、接地された下部囲壁１１０内に位置することができ、接地された下部囲壁１１０は、プロセスチャンバ１０４のチャンバ壁とすることができる。接地された下部囲壁１１０は、チャンバリッド１０２の接地アセンブリ１０３に電気的に結合することができ、それにより、チャンバリッド１０２の上に配置されたＲＦ電源１８２へのＲＦリターン経路が提供される。ＲＦ電源１８２は、以下で論じるように、ターゲットアセンブリ１１４にＲＦエネルギーを提供することができる。別法または組合せとして、ＤＣ電源もターゲットアセンブリ１１４に同様に結合することができる。
【００３８】
ＰＶＤ処理システム１００は、ターゲットアセンブリ１１４の裏側に対向するソース分配板１５８を含むことができ、ソース分配板１５８は、ターゲットアセンブリ１１４の周辺エッジに沿ってターゲットアセンブリ１１４に電気的に結合される。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胴１７０を含むことができる。空胴１７０は、以下で論じるように、マグネトロンアセンブリ１９６を少なくとも部分的に収納することができる。空胴１７０は、導電支持リング１６４の内面、ソース分配板１５８のターゲット向きの面、およびターゲットアセンブリ１１４（またはバッキング板アセンブリ１６０）のソース分配板向きの面（たとえば、裏側）によって少なくとも部分的に画定される。
【００３９】
ＰＶＤ処理システム１００は、マグネトロンアセンブリ１９６をさらに含む。マグネトロンアセンブリ１９６は、プロセスチャンバ１０４内のプラズマ処理を助けるために、ターゲットアセンブリ１１４近傍に回転磁界を提供する。マグネトロンアセンブリは、空胴１７０内に配置された回転可能な磁石アセンブリ１４８を含む。回転可能な磁石アセンブリ１４８は、プロセスチャンバ１０４の中心軸１８６の周りを回転する。
【００４０】
いくつかの実施形態では、マグネトロンアセンブリ１９６は、モータ１７６、モータシャフト１７４、ギアアセンブリ１７８、および回転可能な磁石アセンブリ１４８を含む。回転可能な磁石アセンブリ１４８は、複数の磁石１５０を含み、後述するように中心軸１８６の周りで複数の磁石１５０を回転させるように構成される。モータ１７６は、電気モータ、空圧式もしくは液圧式ドライブ、または適したトルクを提供することができる任意の他のプロセスに適合している機構とすることができる。回転可能な磁石アセンブリ１４８をどのように回転させることができるかを例示するために、１つの例示的な実施形態について本明細書に説明するが、他の構成を使用することもできる。
【００４１】
使用の際、マグネトロンアセンブリ１９６は、空胴１７０内で回転可能な磁石アセンブリ１４８を回転させる。たとえば、いくつかの実施形態では、モータ１７６、モータシャフト１７４、およびギアアセンブリ１７８は、回転可能な磁石アセンブリ１４８を回転させるように設けることができる。いくつかの実施形態では、電極１５４がプロセスチャンバ１０４の中心軸１８６と位置合わせされ、マグネトロンのモータシャフト１７４は、接地板１５６内の中心から外れた開口を通って配置することができる。接地板１５６から突出するモータシャフト１７４の端部は、モータ１７６に結合される。モータシャフト１７４は、ソース分配板１５８内の中心から外れた開口を通ってさらに配置され、ギアアセンブリ１７８に結合される。
【００４２】
ギアアセンブリ１７８は、ソース分配板１５８の底面に結合することなど、任意の適した手段によって支持することができる。ギアアセンブリ１７８は、少なくともギアアセンブリ１７８の上面を誘電体材料から製作することによって、またはギアアセンブリ１７８とソース分配板１５８との間などに絶縁体層（図示せず）を介在させることによって、または適した誘電体材料からモータシャフト１７４を構築することによって、ソース分配板１５８から絶縁することができる。ギアアセンブリ１７８は、モータ１７６によって回転可能な磁石アセンブリ１４８に提供される回転運動を伝達するように、回転可能な磁石アセンブリ１４８にさらに結合される。ギアアセンブリ１７８は、プーリ、ギア、またはモータ１７６によって提供される回転運動を伝達する他の適した手段の使用によって、回転可能な磁石アセンブリ１４８に結合することができる。
【００４３】
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取り面を有し、ターゲットアセンブリ１１４の主面に対向する平面の位置でスパッタ被覆すべき基板１０８を支持する。基板支持体１０６は、プロセスチャンバ１０４の処理領域１２０内で基板１０８を支持することができる。処理領域１２０は、処理中の基板支持体１０６の上（たとえば、処理位置にあるときのターゲットアセンブリ１１４と基板支持体１０６との間）の領域として画定される。
【００４４】
いくつかの実施形態では、基板支持体１０６は、垂直方向に可動とすることができ、それにより、プロセスチャンバ１０４の下部部分内のロードロックバルブ（図示せず）を通って基板１０８を基板支持体１０６上へ移送し、その後、堆積または処理位置へ持ち上げることが可能になる。基板支持体１０６の垂直方向の動きを容易にしながら、プロセスチャンバ１０４の外側の大気からのプロセスチャンバ１０４の内側体積の分離を維持するために、底部チャンバ壁１２４に接続されたベローズ１２２を設けることができる。ガス源１２６から質量流量制御装置１２８を通ってプロセスチャンバ１０４の下部部分内へ、１つまたは複数のガスを供給することができる。プロセスチャンバ１０４の内部を排気し、プロセスチャンバ１０４内で適した圧力を維持することを容易にするために、排気口１３０を設けて、バルブ１３２を介してポンプ（図示せず）に結合することができる。
【００４５】
いくつかの実施形態では、基板１０８上で負のＤＣバイアスを誘起するために、基板支持体１０６にＲＦバイアス電源１３４を結合することができる。加えて、いく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。たとえば、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〜約６０ＭＨｚの周波数の範囲とすることができ、たとえば、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、または６０ＭＨｚなどの非限定的な周波数を使用することができる。いくつかの実施形態では、約１００Ｗ〜約２ｋＷの範囲内のＲＦバイアス電力を供給することができる。いくつかの実施形態では、約２ｋＷ〜約４０ｋＷの範囲内のＤＣ電力を供給することができる。他の適用分野では、基板支持体１０６を接地させても、電気的に浮動したままとしてもよい。
【００４６】
プロセスチャンバ１０４は、プロセスチャンバ１０４の処理体積または中心領域を取り囲み、処理からの損傷および／または汚染から他のチャンバ部品を保護するために、プロセスキットシールドまたはシールド１３８をさらに含む。いくつかの実施形態では、シールド１３８は、プロセスチャンバ１０４の接地された上部囲壁１１６の棚状突起１４０に接続することができる。図１に示すように、チャンバリッド１０２は、接地された上部囲壁１１６の棚状突起１４０上に位置することができる。接地された下部囲壁１１０と同様に、接地された上部囲壁１１６は、接地された下部囲壁１１０と、チャンバリッド１０２の接地アセンブリ１０３との間に、ＲＦリターン経路の一部分を提供することができる。しかし、接地されたシールド１３８などを介して、他のＲＦリターン経路も可能である。
【００４７】
シールド１３８は、下向きに延びており、処理領域１２０を概して取り囲む概して一定の直径を有する略管状の部分を含むことができる。シールド１３８は、接地された上部囲壁１１６および接地された下部囲壁１１０の壁に沿って下向きに基板支持体１０６の頂面より下まで延び、上向きに戻った後、基板支持体１０６の頂面に到達する（たとえば、シールド１３８の底部にｕ字状の部分を形成する）。カバーリング１４６が、基板支持体１０６が下部装入位置にあるときは、シールド１３８の上向きに延びる内側部分の頂部上に位置し、基板支持体が上部堆積位置にあるときは、基板支持体１０６をスパッタ堆積から保護するために、基板支持体１０６の外周部上に位置する。基板支持体１０６のエッジを基板１０８のエッジの周りの堆積から保護するために、追加の堆積リング（図示せず）を使用することもできる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、基板支持体１０６とターゲットアセンブリ１１４との間に磁界を選択的に提供するために、プロセスチャンバ１０４の周りに磁石１５２を配置することができる。たとえば、図１に示すように、磁石１５２は、処理位置にあるときの基板支持体１０６のすぐ上の領域内で、囲壁１１０の外側の周りに配置することができる。いくつかの実施形態では、磁石１５２は、追加または別法として、接地された上部囲壁１１６付近など、他の位置に配置することもできる。磁石１５２は、電磁石とすることができ、電磁石によって生成される磁界の大きさを制御するために電源（図示せず）に結合することができる。
【００４９】
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、接地板１５６を含むことができ、接地板１５６は、ターゲットアセンブリ１１４の裏側に対して略平行に対向することができる第１の表面１５７を有する。接地板１５６の第１の表面１５７から接地シールド１１２が延び、ターゲットアセンブリ１１４を取り囲むことができる。接地アセンブリ１０３は、接地アセンブリ１０３内にターゲットアセンブリ１１４を支持するための支持部材１７５を含むことができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、支持部材１７５は、支持部材１７５の外周エッジ近傍で接地シールド１１２の下端部に結合することができ、密閉リング１８１およびターゲットアセンブリ１１４を支持するように半径方向内向きに延びる。密閉リング１８１は、リングまたは適した断面を有する他の環状の形状とすることができる。密閉リング１８１は、密閉リング１８１の第１の側でバッキング板アセンブリ１６０などのターゲットアセンブリ１１４と連係し、かつ密閉リング１８１の第２の側で支持部材１７５と連係することを容易にするように、２つの反対の略平行な平面を含むことができる。密閉リング１８１は、セラミックなどの誘電体材料から作ることができる。密閉リング１８１は、ターゲットアセンブリ１１４を接地アセンブリ１０３から絶縁することができる。
【００５１】
支持部材１７５は、ターゲットアセンブリ１１４を収納するために中心開口を有する略平面の部材とすることができる。いくつかの実施形態では、支持部材１７５は、円形またはディスク状の形状とすることができるが、この形状は、チャンバリッドの対応する形状および／またはＰＶＤ処理システム１００内で処理すべき基板の形状に応じて変動することがある。
【００５２】
ターゲットアセンブリ１１４は、スパッタリング中に基板１０８などの基板上に堆積させるための金属、金属酸化物、金属合金などの原料１１３を含むことができる。いくつかの実施形態では、ターゲットアセンブリ１１４は、原料１１３を支持するためのいかなるバッキング板もなしに、実質上原料１１３から製作することができる。いくつかの実施形態では、ターゲットアセンブリ１１４は、原料１１３を支持するために、バッキング板アセンブリ１６０を含む。原料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に配置することができる。バッキング板アセンブリ１６０は、銅−亜鉛、銅−クロム、またはターゲットと同じ材料などの導電性材料を含むことができ、それにより、バッキング板アセンブリ１６０を介して原料１１３にＲＦおよびＤＣ電力を結合することができる。別法として、バッキング板アセンブリ１６０は、非導電性とすることができ、電気フィードスルーなどの導電要素（図示せず）を含むことができる。
【００５３】
いくつかの実施形態では、バッキング板アセンブリ１６０は、第１のバッキング板１６１および第２のバッキング板１６２を含む。第１のバッキング板１６１および第２のバッキング板１６２は、ディスク状、長方形、正方形、またはＰＶＤ処理システム１００が収納することができる任意の他の形状とすることができる。第１のバッキング板１６１の前側は、原料１１３を支持するように構成され、それにより、原料の前面は、基板１０８が存在するときは基板１０８に対向する。原料１１３は、任意の適した方法で第１のバッキング板１６１に結合することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、原料１１３は、第１のバッキング板１６１に拡散接合することができる。
【００５４】
第１のバッキング板１６１と第２のバッキング板１６２との間には、複数の組のチャネル１６９を配置することができる。第１のバッキング板１６１および第２のバッキング板１６２をともに結合して、複数の組のチャネル１６９に提供される冷却材の漏れを防止するために実質上水密の密閉（たとえば、第１のバッキング板と第２のバッキング板との間の流体密閉）を形成することができる。いくつかの実施形態では、ターゲットアセンブリ１１４は、プロセスチャンバ１０４内でターゲットアセンブリ１１４を支持するための中心支持部材１９２をさらに備えることができる。
【００５５】
いくつかの実施形態では、導電支持リング１６４は、ソース分配板からのＲＦエネルギーをターゲットアセンブリ１１４の周辺エッジへ伝搬させるように、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することができる。導電支持リング１６４は、円筒形とすることができ、ソース分配板１５８の周辺エッジ近傍でソース分配板１５８のターゲット向きの面に結合された第１の端部１６６と、ターゲットアセンブリ１１４の周辺エッジ近傍でターゲットアセンブリ１１４のソース分配板向きの面に結合された第２の端部１６８とを有する。いくつかの実施形態では、第２の端部１６８は、バッキング板アセンブリ１６０の周辺エッジ近傍でバッキング板アセンブリ１６０のソース分配板向きの面に結合される。
【００５６】
接地板１５６と、ソース分配板１５８、導電支持リング１６４、およびターゲットアセンブリ１１４（および／またはバッキング板アセンブリ１６０）の外面との間に、絶縁間隙１８０が設けられる。絶縁間隙１８０は、空気またはセラミック、プラスチックなどの何らかの他の適した誘電体材料で充填することができる。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依存する。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〜約４０ｍｍとすることができる。
【００５７】
接地アセンブリ１０３およびターゲットアセンブリ１１４は、密閉リング１８１によって、ならびに接地板１５６の第１の表面１５７と、ターゲットアセンブリ１１４の裏側、たとえばソース分配板１５８のターゲット向きでない側との間に配置された絶縁体（図示せず）の１つまたは複数によって、電気的に分離することができる。
【００５８】
ＰＶＤ処理システム１００は、電極１５４（たとえば、ＲＦフィード構造）に接続されたＲＦ電源１８２を有する。電極１５４は、接地板１５６を通過することができ、ソース分配板１５８に結合される。ＲＦ電源１８２は、ＲＦジェネレータと、たとえば動作中にＲＦジェネレータへ後方反射される反射ＲＦエネルギーを最小にするための整合回路とを含むことができる。たとえば、ＲＦ電源１８２によって供給されるＲＦエネルギーは、約１３．５６ＭＨｚ〜約１６２ＭＨｚ以上の周波数の範囲とすることができる。たとえば、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、または１６２ＭＨｚなどの非限定的な周波数を使用することができる。
【００５９】
いく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提供するために、第２のエネルギー源１８３を含むことができる。いくつかの実施形態では、第２のエネルギー源１８３は、ＤＣエネルギーを提供するために、たと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電源とすることができる。いくつかの実施形態では、第２のエネルギー源１８３は、たとえばＲＦ電源１８２によって提供されるＲＦエネルギーの第１の周波数とは異なる第２の周波数でＲＦエネルギーを提供するために、ＲＦ電源１８２に類似の第２のＲＦ電源とすることもできる。第２のエネルギー源１８３がＤＣ電源である実施形態では、第２のエネルギー源は、電極１５４または何らかの他の導電部材（以下で論じるように、ソース分配板１５８など）など、ターゲットアセンブリ１１４にＤＣエネルギーを電気的に結合するのに適した任意の位置で、ターゲットアセンブリ１１４に結合することができる。第２のエネルギー源１８３が第２のＲＦ電源である実施形態では、第２のエネルギー源は、電極１５４を介してターゲットアセンブリ１１４に結合することができる。
【００６０】
電極１５４は、円筒形または他の棒状とすることができ、プロセスチャンバ１０４の中心軸１８６と位置合わせすることができる（たとえば、電極１５４は、中心軸１８６と一致するターゲットの中心軸と一致する点でターゲットアセンブリに結合することができる）。プロセスチャンバ１０４の中心軸１８６と位置合わせされた電極１５４は、ＲＦ電源１８２からのＲＦエネルギーをターゲットアセンブリ１１４に軸対称に印加することを容易にする（たとえば、電極１５４は、ＰＶＤチャンバの中心軸と位置合わせされた「単一の点」でＲＦエネルギーをターゲットに結合することができる）。電極１５４が中心に位置することは、基板堆積プロセスにおける堆積の非対称性を除去または低減させるのに役立つ。電極１５４は、任意の適した直径を有することができる。たとえば、他の直径を使用することもできるが、いくつかの実施形態では、電極１５４の直径は、約０．５〜約２インチとすることができる。電極１５４は、概して、ＰＶＤチャンバの構成に応じて任意の適した長さを有することができる。いくつかの実施形態では、電極は、約０．５〜約１２インチの長さを有することができる。電極１５４は、アルミニウム、銅、銀などの任意の適した導電性材料から製作することができる。別法として、いくつかの実施形態では、電極１５４を管状とすることができる。いくつかの実施形態では、管状の電極１５４の直径は、たとえば、マグネトロンに対する中心シャフトを提供することを容易にするのに適したものとすることができる。
【００６１】
電極１５４は、接地板１５６を通過することができ、ソース分配板１５８に結合される。接地板１５６は、アルミニウム、銅などの任意の適した導電性材料を備えることができる。１つまたは複数の絶縁体（図示せず）間の開かれた空間は、ソース分配板１５８の表面に沿ってＲＦ波の伝搬を可能にする。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の絶縁体は、ＰＶＤ処理システムの中心軸１８６に対して対称に位置決めすることができる。そのような位置決めは、ソース分配板１５８の表面に沿って、最終的にソース分配板１５８に結合されたターゲットアセンブリ１１４まで、対称のＲＦ波の伝搬を容易にすることができる。ＲＦエネルギーは、少なくとも部分的に電極１５４が中心に位置することにより、従来のＰＶＤチャンバと比較するとより対称かつ均一に提供することができる。
【００６２】
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結合してそ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、メモリ１７２、および支持回路１７３を含む。コントローラ１９４は、直接、または特定のプロセスチャンバおよび／もしくは支持システム構成要素に関連するコンピュータ（もしくはコントローラ）を介して、ＰＶＤ処理システム１００を制御することができる。コントローラ１９４は、工業的な環境で様々なチャンバおよびサブプロセッサを制御するために使用することができる汎用コンピュータプロセッサの任意の形式の１つとすることができる。コントローラ１９４のメモリまた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、光記憶媒体（たとえば、コンパクトディスクもしくはデジタルビデオディスク）、フラッシュドライブ、またはローカルもしくは遠隔のデジタルストレージの任意の他の形式など、容易に利用可能なメモリの１つまたは複数とすることができる。支持回路１７３は、プロセッサを従来の方法で支持するために、ＣＰＵ１１８に結合される。これらの回路には、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路、およびサブシステムなどが含まれる。本明細書に記載する本発明の方法は、ソフトウェアルーチンとしてメモリ２６４内に記憶することができ、ソフトウェアルーチンは、本明細書に記載する方法でＰＶＤ処理システム１００の動作を制御するために実行しまたは呼び出すことができる。ソフトウェアルーチンはまた、ＣＰＵ１１８によって制御されるハードウェアから遠隔に位置する第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶および／または実行することもできる。
【００６３】
上記は、本開示の特定の実施形態を対象とするが、本開示の他のさらなる実施形態は、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく考案することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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