【手続補正書】
【提出日】平成31年4月25日(2019.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の抽出開口及び第２の抽出開口を備え、プラズマから少なくとも第１のイオンビーム及び第２のイオンビームを抽出するように構成された抽出アセンブリと、
前記抽出アセンブリに隣接して配置されたターゲットアセンブリであって、少なくとも第１の材料よりなる第１のターゲット部分及び第２の材料よりなる第２のターゲット部分を含み、前記第１のターゲット部分及び前記第２のターゲット部分がそれぞれ前記第１のイオンビーム及び前記第２のイオンビームをインターセプトするように配置されている、ターゲットアセンブリと、
前記ターゲットアセンブリに隣接して配置され、基板を走査軸に沿って第１の点と第２の点との間で走査するように構成された基板ステージであって、前記第１のターゲット部分及び前記第２のターゲット部分が前記第１の点からそれぞれ第１の距離及び第２の距離だけ離され、前記第１の距離が前記第２の距離より小さい、基板ステージと、
を備える処理装置。
【請求項２】
前記基板ステージが前記基板を前記第１の点と前記第２の点との間で走査するとき、前記第１の材料の第１の層が前記基板の上に堆積され、前記第２の材料の第２の層が前記第１の層の上に堆積される、請求項１記載の処理装置。
【請求項３】
前記ターゲットアセンブリは少なくとも３つのターゲット部分を備え、前記ターゲットアセンブリは回転軸を中心に回転可能であり、第１の配置において前記第１のターゲット部分及び前記第２のターゲット部分がそれぞれ前記第１のイオンビーム及び前記第２のイオンビームに暴露され、第２の配置において第３の材料よりなる第３のターゲット部分が前記第１のイオンビームに暴露される、請求項１記載の処理装置。
【請求項４】
前記第１のターゲット部分が第１の面を構成し、前記第１のターゲット部分が前記走査軸に直角の回転軸を中心に回転可能であり、第１の配置において前記第１のイオンビームが前記第１の面に対して第１の入射角を形成し、第２の配置において前記第１のイオンビームが前記第１の面に対して第２の入射角を形成する、請求項１記載の処理装置。
【請求項５】
前記第１のターゲット部分及び前記第２のターゲット部分がそれぞれ第１の面及び第２の面を構成し、前記第１の面及び前記第２の面は平面形状、凹面形状又は凸面形状である、請求項１記載の処理装置。
【請求項６】
前記ターゲットアセンブリは第３の材料よりなる第３のターゲット部分を備え、前記第３のターゲット部分は前記第１の点から、前記第２の距離より大きい第３の距離だけ離して配置され、前記抽出アセンブリは前記プラズマから第３のイオンビームを抽出するように構成された第３の抽出開口を備え、前記第３のターゲット部分は前記第３のイオンビームをインターセプトするように構成されている、請求項１記載の処理装置。
【請求項７】
前記第１のターゲット部分と前記第２のターゲット部分は互いに結合され、前記ターゲットアセンブリは前記走査軸の直角方向に多角形断面をなす、請求項１記載の処理装置。
【請求項８】
プラズマを収容するプラズマチャンバと、
少なくとも第１の抽出開口及び第２の抽出開口を備え、前記プラズマから少なくとも第１のイオンビーム及び第２のイオンビームを抽出するように構成された抽出アセンブリと、
前記抽出アセンブリに隣接して配置されたターゲットアセンブリであって、少なくとも第１の材料よりなる第１のターゲット部分及び第２の材料よりなる第２のターゲット部分を含み、前記第１のターゲット部分及び前記第２のターゲット部分がそれぞれ前記第１のイオンビーム及び前記第２のイオンビームをインターセプトするように配置されている、ターゲットアセンブリと、
前記ターゲットアセンブリに隣接して配置され、基板を走査軸に沿って第１の点と第２の点との間で走査するように構成された基板ステージであって、前記第１のターゲット部分及び前記第２のターゲット部分が前記第１の点からそれぞれ第１の距離及び第２の距離だけ離され、前記第１の距離が前記第２の距離より小さい、基板ステージと、
を備える、処理装置。
【請求項９】
前記ターゲットアセンブリを前記プラズマチャンバに対して負にバイアスするためのターゲットバイアス源を含むバイアスシステムを更に備える、請求項８記載の処理装置。
【請求項１０】
前記ターゲットバイアス源は、
前記第１のターゲット部分に第１のターゲットバイアスを供給するように構成された第１の電圧源と、
前記第２のターゲット部分に第２のターゲットバイアスを供給するように構成された第２の電圧源と、
を備える、請求項９記載の処理装置。
【請求項１１】
前記基板ステージが前記基板を前記第１の点と前記第２の点との間で走査し、且つ前記バイアスシステムが前記ターゲットアセンブリを前記プラズマチャンバに対して負にバイアスするとき、前記第１の材料の第１の層が前記基板の上に堆積され且つ第２の材料の第２の層が前記第１の層の上に堆積される、請求項９記載の処理装置。
【請求項１２】
プラズマを収容するプラズマチャンバと、
第１の抽出開口及び第２の抽出開口を備え、前記プラズマからそれぞれ前記第１の抽出開口及び前記第２の抽出開口を通して第１のイオンビーム及び第２のイオンビームを抽出するように構成された抽出アセンブリと、
前記抽出アセンブリに隣接して配置されたターゲットアセンブリであって、少なくとも第１の材料よりなる第１のターゲット部分を含み、前記第１のイオンビームをインターセプトするように配置されているターゲットアセンブリと、
前記ターゲットアセンブリを前記プラズマチャンバに対して負にバイアスするためのターゲットバイアス源と、基板を前記プラズマチャンバに対して負にバイアスするための基板バイアス電圧を供給する基板バイアス源とを含むバイアスシステムと、
前記第１の抽出開口に隣接する第１の点と前記第２の抽出開口に隣接する第２の点との間で基板を走査するように構成された基板ステージと、
を備える、処理装置。
【請求項１３】
前記基板ステージが前記基板を前記第１の点と前記第２の点との間で走査し、且つ前記ターゲットバイアス源が前記ターゲットアセンブリを前記プラズマチャンバに対して負にバイアスするとき、前記第１の材料の第１の層が前記基板の上に堆積され、且つ前記基板が前記第２のイオンビームによりエッチングされる、請求項１２記載の処理装置。
【請求項１４】
前記ターゲットアセンブリは更に、第２の材料よりなる第２のターゲット部分を備え、前記第１のターゲット部分及び前記第２のターゲット部分がそれぞれ前記第１のイオンビーム及び第３のイオンビームをインターセプトするように配置されている、請求項１２記載の処理装置。
【請求項１５】
前記基板ステージが前記基板を前記第１の点と前記第２の点との間で走査し、且つ前記ターゲットバイアス源が前記ターゲットアセンブリを前記プラズマチャンバに対して負にバイアスするとき、前記第１の材料の第１の層が前記基板の上に堆積され且つ前記第２の材料の第２の層が前記第１の層の上に堆積される、請求項１４記載の処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】多層堆積処理装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
現今では、膜を堆積するには化学気相堆積、物理気相堆積及び他の技術を含む多くの技術が利用可能である。多層膜などの複雑な構造を製造するためには、単独のプロセスチャンバ内で一連の層を堆積するのが有効であり得る。金属などの特定の材料の堆積は様々なスパッタリング又は他の物理気相堆積技術を用いて実行し得る。多層堆積に対して、この堆積技術は異なる多数の材料かなる多数の異なるターゲットの使用を必要とし得る。場合によっては、多層構造を堆積するためにイオンビームスパッタリング法を用いて多数の異なるターゲットをスパッタすることができる。この方法はフレキシブルなアプローチを提供し、所定の組み合わせの異なる材料からなる多層構造を、それらの異なる材料のターゲットである限り、堆積することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
他の実施形態において、装置は、プラズマを収容するプラズマチャンバと、少なくとも第１の抽出開口及び第２の抽出開口を備え、前記プラズマからそれぞれ前記第１の抽出開口及び前記第２の抽出開口を通して第１のイオンビーム及び第２のイオンビームを抽出するように構成された抽出アセンブリを含んでもよい。本処理装置は、前記抽出アセンブリに隣接して配置されたターゲットアセンブリも含んでもよく、前記ターゲットアセンブリは少なくとも第１の材料よりなる第１のターゲット部分を含み、前記第１のイオンビームをインターセプトするように配置され、且つ前記ターゲットアセンブリを前記プロセッサチャに対して負にバイアスするためのターゲットバイアス源と、基板を前記プラズマチャンバに対して負にバイアスするための基板バイアス電圧を供給する基板バイアス源とを含むバイアスシステムを含んでもよい。本装置は更に、基板を前記第１の抽出開口に隣接する第１の点と前記第２の抽出開口に隣接する第２の点との間で走査するように構成された基板ステージを含んでもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図１Ａに更に示されるように、処理装置１００はターゲットアセンブリ１５０に隣接して配置された基板ステージ１４８を含んでもよい。基板ステージ１４８は基板を第１の点Ｐ１と第２の点Ｐ２との間で走査軸１４２に沿って走査するように構成してよい。図１Ａにおいて、走査軸１４２は図示のカーテシアン座標系のＹ軸に平行にしてよい。ターゲットアセンブリ１５０は、第１のターゲット部分１５２が第１の点Ｐ１から第１の距離だけ離れ、第２のターゲット部分１５４が第２の点Ｐ２から第１の距離より大きい第２の距離だけ離れるように配置するのが有利である。このようにすると、基板ステージ１４８が基板１４０を走査軸１４２に沿って第１の点Ｐ１から第２の点Ｐ２まで走査するとき、基板１４０は第２のターゲット部分１５２からスパッタされる第２の材料をインターセプトする前に第１のターゲット部分１５２からスパッタされる第１の材料１３４をインターセプトすることができる。このように、第１の材料１３４の第１の層１４４は基板１４０の上に堆積されるが、第２の材料の第２の層１４６は第１の層１４４の上に堆積される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
様々な追加の実施形態において、基板上に多層構造を堆積するために図１Ａに示される幾何学的構成と異なるターゲットアセンブリ構成が提供され得る。図２Ａは本開示の様々な実施形態に係る別の処理装置２００の第１の動作モード中の側面図を示す。この実施形態では、処理装置２００は処理装置１００と同じプラズマ源１０２及び基板ステージ１４８を用いてもよい。プラズマチャンバ２０４はプラズマ源１０２により発生されるプラズマ２０６を収容することができる。この実施形態では、抽出アセンブリ２１０は抽出開口２１４として示される４つの異なる抽出開口を含む。他の実施形態では、処理装置はもっと少い又はもっと多い抽出開口を有してもよい。抽出アセンブリは更に、複数のバッフルを含み、それらはバッフル２１２として示され、図のようにＸ−Ｙ面に対して非ゼロ角度で配置された表面を有する。図２Ａに示されるように、ターゲット部分は所定のバッフルに隣接して配置してよい。様々な実施形態では、少なくとも３つのターゲット部分をそれぞれの抽出開口に隣接して配置してよい。図２Ａにおいて、４つの異なるターゲット部分、即ちターゲット部分２３０、ターゲット部分２３２、ターゲット部分２３４及びターゲット部分２３６が示されている。これらのターゲット部分は一緒にターゲットアセンブリ２３９を構成する。所定のターゲット部分も図のようにＸ−Ｙ面に対して非ゼロ角度で傾けてよい。ターゲット部分、例えばターゲット部分２３０、はプラズマ２０６から抽出されるイオンに暴露される表面を与えることができる。例えば、イオンビーム２１６はプラズマ源２０６から抽出され、ターゲット部分２３０へ向けられ、イオンビーム２１８はプラズマ源２０６から抽出され、ターゲット部分２３２へ向けられ、イオンビーム２２０はプラズマ源２０６から抽出され、ターゲット部分２３４へ向けられ、イオンビーム２２２はプラズマ源２０６から抽出され、ターゲット部分２３６へ向けられる。幾つかの実施形態では、ターゲット部分２３０は第１の材料を備え、ターゲット部分２３２は第２の材料を備え、ターゲット部分２３４は第３の材料を備え、ターゲット部分２３６は第４の材料を備える。他の実施形態では、少なくとも２つのターゲット部分は同じ材料を備えてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
点Ｐ１からの距離は図に示されるように異なるターゲット部分の間で変化させてよい。その結果、基板ステージ１４８が基板１４０を点Ｐ１から点Ｐ２まで走査軸１４２に沿って走査するとき、例えば、基板１４０の所定の部分は異なるターゲット部分の下を連続的に通過し得る。このようにすると、基板１４０はターゲット部分２３２からスパッタされるターゲット材料２４０をインターセプトする前にターゲット部分２３０からスパッタされるターゲット材料２４０をインターセプトすることができる。同様に、基板１４０はターゲット部分２３４からスパッタされるターゲット材料２４４をインターセプトする前にターゲット部分２３２からスパッタされるターゲット材料２４２をインターセプトすることができる。更に、基板１４０はターゲット部分２３６からスパッタされるターゲット材料２４６をインターセプトする前にターゲット部分２３４からスパッタされるターゲット材料２４４をインターセプトすることができる。このように、ターゲット材料２４０の第１の層２５０が基板１４０の上に堆積される一方、ターゲット材料２４２の第２の層２５２が第１の層２５０の上に堆積される。ターゲット材料２４４の第３の層２５４が第２の層２５２の上に堆積される一方、ターゲット材料２４６の第４の層２５６が第３の層２５４の上に堆積される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
説明のために、図２Ｂに示す一つの特定の例において、プラズマチャンバ１０４、ターゲット部分２３０及びターゲット部分２３４はバイアスシステム２６０によって接地電位に設定されている。ターゲット部分２３２及びターゲット２３６はバイアスシステム２６０によって−１０００Ｖに設定されている。最後に、バイアスシステム２６０は基板１４０（基板ステージ１４８）を−５００Ｖに設定している。このシナリオでは、ターゲット材料２４２がターゲット部分２３２からスパッタされ、基板１４０に向けられ、ターゲット材料２４６がターゲット部分２３６からスパッタされ、基板１４０に向けられる。加えて、ターゲット部分２３０とターゲット部分２３２との間の抽出開口２１４において、プラズマ２０６からイオンが抽出され、イオンビーム２７０として基板１４０に向けられる。更に、ターゲット部分２３４とターゲット部分２３６との間の抽出開口２１４において、プラズマ２０６からイオンが抽出され、イオンビーム２７４として基板１４０に向けられる。特に、プラズマ２０６とターゲット部分２３０及びターゲット部分２３４との間に小さな電位差（例えば、１０Ｖ）が存在するだけであるため、プラズマ２０６から抽出されるイオンは、イオンビーム２７０及びイオンビーム２７４の軌道矢印で示されるように、基板（−５００Ｖにある）に向って下方に向けられる。従って、ターゲット部分２３０及びターゲット部分２３４はイオンによってスパッタされない。加えて、ターゲット部分２３２及びターゲット部分２３６に供給されるバイアス電圧（−１０００Ｖ）は基板１４０に供給されるバイアス電圧（−５００Ｖ）よりずっと負であるため、イオンビーム２７２はターゲット部分２３２に向けられ、基板１４０に衝突し得ない。同様に、イオンビーム２７６はターゲット部分２３６へ向けられ、基板１４０に衝突し得ない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図３Ａは、多層堆積装置の第１の動作状態中の第１の構成を示す。装置３００は、中央部３０２と外側部３１６を有する抽出アセンブリ３０１を含んでよい。装置３００は、複数のターゲット部分を含むターゲットアセンブリ３１０も含んでよい。中央部３０２及び外側部３１６は抽出開口３０４及び抽出開口３０６を画成し得る。動作中、装置３００は多層膜を堆積する処理装置内に設置され得る。プラズマ（明瞭のため省略されている）が、抽出開口を通って指向されるイオンビーム３１２並びに抽出開口３０６を通って指向されるイオンビーム３１４のためのイオン源として発生される。図に示されるように、ターゲットアセンブリ３１０は複数のターゲット部分、例えばターゲット部分Ａ、ターゲット部分Ｂ、ターゲット部分Ｃ、ターゲット部分Ｄ、ターゲット部分Ｅ、及びターゲット部分Ｆなど、を有してよい。これらのターゲット部分はくさび形を有し、所定のターゲット部分が外面を呈する。ターゲットアセンブリ３１０はＸ軸に平行に位置する回転軸を中心に回転可能にし得る。図３Ａに示す一つの動作のシナリオでは、ターゲットアセンブリ３１０は、イオンビーム３１２がターゲット部分Ａに衝突し、ターゲット部分Ａの材料がスパッタされ、ターゲット材料３２０として基板３４０へ向けられる配置にすることができる。この配置では、イオンビーム３１４がターゲット部分Ｂに衝突し、ターゲット部分Ｂの材料がスパッタされ、ターゲット材料３２２として基板３４０へ向けられる。基板３４０が第１の走査において左から右へ走査軸１４２に沿って走査されるとき、ターゲット材料３２０の第１の層３３０が基板３４０の上に堆積される一方、ターゲット材料３２２の第２の層３３２が第１の層３３０の上に堆積される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
次の動作状態において、ターゲットアセンブリ３１０は回転軸を中心として図３Ｂに示す配置に回転することができる。この配置では、イオンビーム３１２がターゲット部分Ｃに衝突し、ターゲット部分Ｃの材料がスパッタされ、ターゲット材料３２４として基板３４０へ向けられる。この配置では、イオンビーム３１４がターゲット部分Ｄに衝突し、ターゲット部分Ｄの材料がスパッタされ、ターゲット材料３２６として基板３４０へ向けられる。基板３４０が第２の走査において左から右へ走査軸１４２に沿って走査されるとき、ターゲット材料３２４の第３の層３３４が基板３４０の上に堆積される一方、ターゲット材料３２６の第４の層３３６が第３の層３３４の上に堆積される。