(57)【要約】  マルチカソードチャンバで基板を処理するための方法および装置。マルチカソードチャンバは、複数の孔および複数のシャントを有するシールドを含む。シールドは、複数のカソードがシールドの上に配置された状態で、孔およびシャントを配向するように回転可能である。シャントは、カソードからの磁石と相互作用して、処理中の干渉を防止する。シールドを上下させて、カソードのターゲットと孔との間の間隙を調整し、処理中に暗部空間を提供することができる。【選択図】図１
2020509246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部容積を画定するチャンバ本体と、
前記内部容積内で基板を支持するための基板支持体と、
前記チャンバ本体に結合され、複数のターゲットを有する複数のカソードと、
前記チャンバ本体の上方部分に回転可能に結合されたシールドであって、プロセスにおいてスパッタされる前記複数のターゲットのうちの少なくとも１つを露出させるための少なくとも１つの孔、および前記プロセスにおいてスパッタされない前記複数のターゲットのうちの少なくとも別の１つを収容しシールドするための前記シールドの上面に配置された少なくとも１つのシャント、を有するシールドと、
を備え、
前記シールドが前記プロセスチャンバの中心軸を中心に回転し、この中心軸に沿って直線的に移動するように構成されている、
プロセスチャンバ。
【請求項２】
前記複数のカソードが３つのＲＦカソードおよび３つのＤＣカソードを含む、請求項１に記載のプロセスチャンバ。
【請求項３】
前記複数のターゲットが前記基板支持体に平行に配置されている、請求項１に記載のプロセスチャンバ。
【請求項４】
前記複数のターゲットが６つのターゲットを含む、請求項３に記載のプロセスチャンバ。
【請求項５】
前記６つのターゲットが３つの誘電体ターゲットおよび３つの金属ターゲットを含む、請求項４に記載のプロセスチャンバ。
【請求項６】
前記シールドが３つの隣接しない孔を含む、請求項５に記載のプロセスチャンバ。
【請求項７】
前記６つのターゲットが２つの隣接する誘電体ターゲットと、第１の金属で形成された２つの隣接する第１の金属ターゲットと、第２の金属で形成された２つの隣接する第２の金属ターゲットと、を含む、請求項４に記載のプロセスチャンバ。
【請求項８】
前記チャンバ本体の上方部分に結合されたチャンバ本体アダプタであって、接地されている、チャンバ本体アダプタと、
前記シールドを接地するために前記シールドと前記チャンバ本体アダプタとの間に配置された従順な接触面を有する複数の接地ループと、
をさらに備える、請求項１に記載のプロセスチャンバ。
【請求項９】
内部容積を画定するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体の上方部分に結合されたチャンバ本体アダプタであって、接地されている、チャンバ本体アダプタと、
前記内部容積内で基板を支持するための基板支持体と、
前記チャンバ本体アダプタに結合され、複数のターゲットを有する複数のカソードと、
前記チャンバ本体アダプタに回転可能に結合されたシールドであって、プロセスにおいてスパッタされている前記複数のターゲットのうちの少なくとも１つを露出させるための少なくとも１つの孔、および前記プロセスにおいてスパッタされていない前記複数のターゲットのうちの少なくとも別の１つを収容するための少なくとも１つのシャント、を有するシールドであり、前記プロセスチャンバの中心軸を中心に回転し、この中心軸に沿って直線的に移動するように構成されている、シールドと、
前記シールドを接地するために前記シールドと前記チャンバ本体アダプタとの間に配置された従順な接触面を有する複数の接地ループと、
を備え、
前記複数のターゲットが少なくとも１つの誘電体ターゲットおよび少なくとも１つの金属ターゲットを含む、
プロセスチャンバ。
【請求項１０】
前記複数のターゲットが６つのターゲットを含む、請求項９に記載のプロセスチャンバ。
【請求項１１】
前記６つのターゲットが３つの誘電体ターゲットおよび３つの金属ターゲットを含む、請求項１０に記載のプロセスチャンバ。
【請求項１２】
前記シャントがミュー合金またはステンレス鋼をベースにした材料で作られている、請求項９に記載のプロセスチャンバ。
【請求項１３】
前記プロセスチャンバのチャンバ本体に回転可能に結合されるように構成可能なシールドであって、スパッタされる複数のターゲットのうちの少なくとも１つを露出させるための少なくとも１つの孔、およびスパッタされない複数のターゲットのうちの少なくとも１つをシールドするための少なくとも１つのシャント、を有するシールドであり、前記プロセスチャンバの中心軸を中心に回転し、この中心軸に沿って直線的に移動するように構成可能である、シールド
を備える、プロセスチャンバにおいて基板を処理するための装置。
【請求項１４】
前記シールドが前記少なくとも１つのシャントを支持する取り付けアームを有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記取り付けアームが前記シールドから取り外し可能である、請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本原理の実施形態は、一般に、半導体製造システムで使用される基板プロセスチャンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
物理的気相堆積（ＰＶＤ）としても知られているスパッタリングは、集積回路の特徴を形成する方法である。スパッタリングは、基板上に材料層を堆積させる。ターゲットなどのソース材料は、電界によって強く加速されたイオンによって衝撃が与えられる。この衝撃によって、ターゲットから材料が放出され、次いでその材料が基板上に堆積する。堆積中、放出された粒子は、基板表面にほぼ垂直ではなく、さまざまな方向に進むことがあり、望ましくないことには、プロセスチャンバの内部構造上にソース材料の層が生成される。
【０００３】
プロセスチャンバのシールドまたは他の内面などの内部構造の望ましくないコーティングは、その後のウエハ処理において欠陥および汚染を引き起こす可能性がある。望ましくないコーティングからの材料が、ウエハ上に堆積している所望の材料と混合すると、汚染が発生する。結果として生じるウエハ堆積膜は、堆積材料と内部構造のコーティングからの材料との混合物になる。望ましくないコーティングからの粒子がウエハ上の堆積層に入ると、ウエハ処理の欠陥が発生する。ウエハ表面は、欠陥の量およびサイズを決定するために検査することができるが、ウエハ堆積膜は、膜の組成を決定するために分析しなければならない。
【０００４】
直流（ＤＣ）駆動ＰＶＤチャンバは、費用対効果および効率のために、典型的には、金属ウエハ堆積プロセスに使用される。しかしながら、誘電体材料と共に使用すると、誘電体材料が最終的にチャンバ内の電極を絶縁膜で覆い、堆積プロセスを停止させる。高周波（ＲＦ）ＰＶＤチャンバなどの交流（ＡＣ）駆動ＰＶＤチャンバは、サイクルの前半に表面に残ったプラス電荷をサイクルの後半にマイナス電荷で中和する機能を有する。周期的な性質により、ＲＦ  ＰＶＤチャンバは、金属および誘電体の両方のウエハ堆積に使用することができるが、ＤＣ駆動ＰＶＤチャンバよりも堆積速度が遅い。
【０００５】
磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）では、メモリデバイスの一部としてバリア層を構築する必要がある。バリア層は、正確に動作するために高純度および低欠陥数でなければならない。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、バリア層として利用することができる誘電体材料である。しかしながら、ＲＦ電力を使用して基板表面にＭｇＯを堆積させることは、本質的に、欠陥性能の低下につながる。
【０００６】
したがって、本発明者らは、誘電体材料のＰＶＤ堆積のための改善された方法および装置を提供した。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
基板を処理するための方法および装置が本明細書で開示されている。一部の実施形態では、プロセスチャンバは、内部容積を画定するチャンバ本体と、内部容積内で基板を支持するための基板支持体と、チャンバ本体に結合され、複数のターゲットを有する複数のカソードと、チャンバ本体の上方部分に回転可能に結合されたシールドであって、プロセスにおいてスパッタされる複数のターゲットのうちの少なくとも１つを露出させるための少なくとも１つの孔、およびプロセスにおいてスパッタされない複数のターゲットのうちの少なくとも別の１つを収容しシールドするためのシールドの上面に配置された少なくとも１つのシャント、を有するシールドと、を含み、シールドがプロセスチャンバの中心軸を中心に回転し、この中心軸に沿って直線的に移動するように構成されている。
【０００８】
一部の実施形態では、複数のカソードが３つのＲＦカソードおよび３つのＤＣカソードを含み、複数のターゲットが基板支持体に平行に配置され、複数のターゲットが６つのターゲットを含み、６つのターゲットが３つの誘電体ターゲットおよび３つの金属ターゲットを含み、シールドが３つの隣接しない孔を含み、６つのターゲットが２つの隣接する誘電体ターゲットと、第１の金属で形成された２つの隣接する第１の金属ターゲットと、第２の金属で形成された２つの隣接する第２の金属ターゲットと、を含み、シールドが、少なくとも２つの隣接する孔と、チャンバ本体の上方部分に結合されたチャンバ本体アダプタであって、接地されたチャンバ本体アダプタと、シールドを接地するためにシールドとチャンバ本体アダプタとの間に配置された従順な接触面を有する複数の接地ループと、を含む、プロセスチャンバをさらに提供することができる。
【０００９】
一部の実施形態では、プロセスチャンバは、内部容積を画定するチャンバ本体と、チャンバ本体の上方部分に結合されたチャンバ本体アダプタであって、接地されたチャンバ本体アダプタと、内部容積内で基板を支持するための基板支持体と、チャンバ本体アダプタに結合された、複数のターゲットを有する複数のカソードと、チャンバ本体アダプタに回転可能に結合されたシールドであって、プロセスにおいてスパッタされている複数のターゲットのうちの少なくとも１つを露出させるための少なくとも１つの孔、およびプロセスにおいてスパッタされていない複数のターゲットのうちの少なくとも別の１つを収容するための少なくとも１つのシャント、を有するシールドであり、プロセスチャンバの中心軸を中心に回転し、この中心軸に沿って直線的に移動するように構成されている、シールドと、シールドを接地するためにシールドとチャンバ本体アダプタとの間に配置された従順な接触面を有する複数の接地ループと、含み、複数のターゲットが少なくとも１つの誘電体ターゲットおよび少なくとも１つの金属ターゲットを含む。
【００１０】
一部の実施形態では、複数のターゲットが基板支持体に平行に配置され、複数のターゲットが６つのターゲットを含み、６つのターゲットが３つの誘電体ターゲットおよび３つの金属ターゲットを含み、シールドが３つの隣接しない孔を含み、６つのターゲットが２つの隣接する誘電体ターゲットと、第１の金属で形成された２つの隣接する第１の金属ターゲットと、第２の金属で形成された２つの隣接する第２の金属ターゲットと、を含み、シールドが２つの隣接する孔を含み、シャントがミュー合金またはステンレス鋼をベースにした材料で作られている、プロセスチャンバがさらに提供される。
【００１１】
一部の実施形態では、プロセスチャンバにおいて基板を処理するための装置は、プロセスチャンバのチャンバ本体に回転可能に結合されるように構成可能なシールドであって、スパッタされる複数のターゲットのうちの少なくとも１つを露出させるための少なくとも１つの孔、およびスパッタされない複数のターゲットのうちの少なくとも１つをシールドするための少なくとも１つのシャント、を有するシールドであり、プロセスチャンバの中心軸を中心に回転し、この中心軸に沿って直線的に移動するように構成可能である、シールドを含む。一部の実施形態では、シールドが少なくとも１つのシャントを支持する取り付けアームを有し、取り付けアームがシールドから取り外し可能である装置をさらに提供することができる。
【００１２】
上で簡潔に要約し、以下でより詳細に論じる本原理の実施形態は、添付の図面に示す本原理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。しかしながら、添付の図面は、本原理の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本原理が他の等しく効果的な実施形態を受け入れることができるため、範囲を限定していると考えられるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本原理の一部の実施形態によるマルチカソード処理チャンバの概略図である。
【図２】本原理の一部の実施形態による図１のマルチカソード処理チャンバの頂部アダプタアセンブリの上面図である。
【図３】本原理の一部の実施形態によるマルチカソード処理チャンバのシールドの図である。
【図４】本原理の一部の実施形態によるカソードの近くにシャントを有するプロセスチャンバの部分概略図である。
【図５】本原理の一部の実施形態によるカソードの近くにシールド孔を有するプロセスチャンバの部分概略図である。
【図６】本原理の一部の実施形態による頂部アダプタアセンブリの底面図である。
【図７】本原理の一部の実施形態による図６の頂部アダプタアセンブリの底面図の一部である。
【図８】本原理の一部の実施形態による図７の頂部アダプタアセンブリに対する接地ループの接点の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
理解を容易にするために、可能な場合は、各図に共通の同一の要素を指定するために同一の参照番号が使用された。図は、縮尺通りには描かれておらず、明瞭にするために簡略化されることがある。一実施形態の要素および特徴は、さらに詳説することなく他の実施形態に有益に組み込まれることがある。
【００１５】
改善された基板処理性能のための方法および装置の実施形態が本明細書で提供される。開示された方法および装置は、粒子によって引き起こされるウエハ欠陥を有利に低減させて、ウエハ膜の均一性を改善し、回転可能なシールドに改善されたＲＦ接地を提供することができる。実施形態は、誘電体膜にＲＦ電力を利用する場合に特に有利であり、欠陥性能および膜均一性を著しく改善する。一部の実施形態では、対称な３ＲＦ×３ＤＣ（３×３）駆動構成により、処理キットの寿命にわたって欠陥性能が向上するとともに、ＭＲＡＭ用途に対して約１％のトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）、および約２％未満の膜不均一性が可能になる。結果は、ウエハ表面にほぼ平行なターゲットと、膜堆積中の望ましくないカソード相互作用を防止する可動磁気シールドと、を備えるカソードの使用によって達成される。実施形態は、例えば、ＲＦ酸化マグネシウム膜を大量に製造することを可能にする。
【００１６】
一部の実施形態では、マルチカソードＰＶＤチャンバ（例えば、プロセスチャンバ１００）は、（例えば、頂部アダプタアセンブリ１４２を介して）チャンバ本体１４０に取り付けられた、対応する複数のターゲット（少なくとも１つの誘電体ターゲット１１０および少なくとも１つの金属ターゲット１１２）を有する複数のカソード１０６（例えば、３ＲＦ×３ＤＣ交互構成の６つのカソード）を含む。１×１、２×２、４×４、５×５などの他のＲＦ／ＤＣカソード構成も使用することができる。数値は、ＲＦ駆動カソードとＤＣ駆動カソードの比を示す。一部の実施形態では、ＲＦカソードおよびＤＣカソードは、頂部アダプタアセンブリ１４２内で交互になっている。他の実施形態では、ＲＦカソードは、他のＲＦカソードに隣接することができ、ＤＣカソードについても同様である。一部の実施形態では、ＲＦカソードとＤＣカソードの比は、１×２、２×１、１×３、３×１、２×３などの不等比とすることができる。マルチＲＦカソードを使用する場合、動作周波数をオフセットして、堆積プロセス中のいかなる干渉も低減させることができる。例えば、３ＲＦカソード構成では、第１のＲＦカソードを１３．５６ＭＨｚの周波数で動作させてもよく、第２のＲＦカソードを１３．６６ＭＨｚ（＋１００ｋＨｚ）の周波数で動作させ、第３のＲＦカソードを１３．４６ＭＨｚ（−１００ｋＨｚ）の周波数で動作させる。オフセットは、＋／−１００ｋＨｚである必要はない。オフセットは、所与の数のカソードに対してクロストーク防止に基づいて選択することができる。
【００１７】
ＲＦカソードは、典型的には、ウエハ上の誘電体膜堆積のために誘電体ターゲット１１０と共に使用される。ＤＣカソードは、典型的には、ウエハ上の誘電体膜の堆積後にペーストするために金属ターゲット１１２と共に使用される。ペーストにより、粒子の形成および堆積膜の欠陥の可能性が減少する。ＲＦおよびＤＣのカソードを備えるプロセスチャンバを有することにより、ペーストおよび誘電体の堆積を１つのチャンバ内で行うことができるため、ウエハの生産を高速化することができる。加えて、同じタイプのマルチカソードを有することにより、ペースト速度および堆積速度を大きくすることができる。堆積速度が大きいということは、ウエハがある特定の膜厚を達成するためにチャンバ内で費やす時間が少ないことを意味する。チャンバ内の時間の短縮または滞留時間の短縮は、結果としてウエハ欠陥の減少をもたらす。
【００１８】
一部の実施形態では、金属ターゲット１１２は、例えば、タンタル、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、および／またはマグネシウムなどの金属で形成されてもよい。誘電体ターゲット１１０は、例えば、酸化チタン、酸化チタンマグネシウム、および／または酸化タンタルマグネシウムなどの金属酸化物で形成されてもよい。他の金属および／または金属酸化物が使用されてもよい。
【００１９】
プロセスチャンバ１００は、基板１３２を支持するための基板支持体１３０も含む。プロセスチャンバ１００は、開口部（図示せず）（例えば、スリットバルブ）を含み、この開口部を貫いて、エンドエフェクタ（図示せず）が延在して、基板１３２を基板支持体１３０の支持面１３１上に下げるためのリフトピン（図示せず）上に基板１３２を配置することができる。一部の実施形態では、図１に示すように、ターゲット１１０、１１２は、支持面１３１に対して実質的に平行に配置されている。基板支持体１３０は、整合ネットワーク１３４を介して基板支持体１３０に配置されたバイアス電極１３８に結合されたバイアス源１３６を含む。頂部アダプタアセンブリ１４２は、プロセスチャンバ１００のチャンバ本体１４０の上方部分に結合され、接地されている。カソード１０６は、ＤＣ電源１０８またはＲＦ電源１０２、および関連付けられたマグネトロンを有することができる。ＲＦ電源１０２の場合、ＲＦ電源１０２は、ＲＦ整合ネットワーク１０４を介してカソード１０６に結合されている。
【００２０】
シールド１２１は、頂部アダプタアセンブリ１４２に回転可能に結合され、カソード１０６によって共有されている。一部の実施形態では、シールド１２１は、シールド本体１２２およびシールド頂部１２０を含む。一部の実施形態では、シールド１２１は、シールド本体１２２およびシールド頂部１２０が１つの一体部品に統合された態様を有する。一部の実施形態では、シールド１２１は、３つ以上の部品であってもよい。同時にスパッタされる必要のあるターゲットの数に応じて、シールド１２１は、対応する１つまたは複数のターゲットを露出させるために１つまたは複数の孔を有することができる。シールド１２１は、有利には、複数のターゲット１１０，１１２間の相互汚染を制限または排除する。シールド１２１は、シャフト１２３を介して頂部アダプタアセンブリ１４２に回転可能に結合されている。シャフト１２３は、カプラー１１９を介してシールド１２１に取り付けられている。加えて、シールド１２１は、回転可能であるため、通常はペーストを受けないシールド１２１の領域を、その領域がペーストされ得るように移動させて、蓄積した堆積物の剥離および粒子形成を著しく低減させる。
【００２１】
アクチュエータ１１６は、シールド１２１の反対側でシャフト１２３に結合されている。アクチュエータ１１６は、矢印１４４によって示されるように、シールド１２１を回転させ、矢印１４５によって示されるように、プロセスチャンバ１００の中心軸１４６に沿って垂直方向にシールド１２１を上下に動かすように構成されている。処理中に、シールド１２１を上方位置まで上昇させる。シールド１２１の上昇位置は、処理ステップ中に使用されるターゲットを露出させ、また、処理ステップ中に使用されないターゲットをシールドする。また、上昇位置は、ＲＦ処理ステップに対してシールドを接地する。シールド１２１の接地は、図６〜図８を参照して以下でより詳細に論じる。
【００２２】
一部の実施形態では、プロセスチャンバ１００は、プロセスチャンバ１００の内部容積１２５にプロセスガスを供給するためのプロセスガス供給１２８をさらに含む。プロセスチャンバ１００は、プロセスチャンバ１００からプロセスガスを排出するために内部容積１２５に流体結合された排気ポンプ１２４を含むこともできる。一部の実施形態では、例えば、プロセスガス供給１２８は、金属ターゲット１１２がスパッタされた後、内部容積１２５に酸素を供給することができる。本発明者らは、金属酸化物（例えば、酸化タンタル）のスパッタ収率が金属（例えば、タンタル）のスパッタ収率よりも著しく低いため、金属ペーストの後に酸素をプロセスチャンバ１００に流し込むことにより、ペーストされた金属材料のスパッタ収率が有利に低下することを観察した。結果として、基板１３２の汚染がさらに減少する。
【００２３】
図２は、図１のプロセスチャンバ１００の一部の実施形態における頂部アダプタアセンブリ２００の上面図を表す。頂部アダプタアセンブリ２００は、アダプタ２５０、アクチュエータ２１６、および例えば６つのカソード２０６を含む。頂部アダプタアセンブリ２００は、より多くのまたはより少ない数のカソード２０６を含むことができる。アクチュエータ２１６は、（図１に示すように）シールド１２１の回転運動および／または垂直運動を提供する。図２には表されていないが、アクチュエータ２１６は、回転構成要素および上下動構成要素などの複数の構成要素を含むことができる。一部の実施形態では、回転運動は、シールド１２１に結合されたシャフト２２３を回転させるモータ（図示せず）によって提供される。一部の実施形態では、垂直運動は、リフトアセンブリ（図示せず）によって提供される。リフトアセンブリは、例えば、垂直方向またはＺ軸方向にシールド１２１を昇降させるリニアアクチュエータまたはレールを有するスライドを含むことができる。一部の実施形態では、シールド１２１は、Ｚ軸に約０．８インチ上下させることができる。アクチュエータ２１６は、シールド１２１の回転運動を制御する回転コントローラ２１３と信号通信することができる。アクチュエータ２１６は、シールド１２１の垂直運動を制御する垂直コントローラまたはＺ軸コントローラ２１５と信号通信することもできる。回転コントローラ２１３またはＺ軸コントローラ２１５のいずれかあるいはその両方は、シールド１２１の回転運動および垂直運動を同期および／または較正するために使用することができる中央コントローラもしくは中央サーバー２１７と信号通信することができる。一部の実施形態では、センサ（図示せず）をコントローラ２１３、２１５、２１７またはアクチュエータ２１６のいずれかと併せて使用して、シールド１２１の正確な制御および配置を提供することができる。センサは、制御フィードバックを行い、構成要素の摩耗をそれらの寿命にわたって補償し、および／またはシールド１２１の表面上の堆積材料の蓄積を補償するために、運動に対する公差調整を可能にすることもできる。
【００２４】
図１を参照すると、プロセスチャンバ１００は、内部容積１２５の処理キャビティに実質的に平行で、処理キャビティに近接するカソード１０６を有する。３×３構成などのマルチカソード構成の一部の実施形態では、カソードの半分（３つ）が所与の処理動作中に使用される。堆積中に３つのカソードを使用する利点のいくつかには、堆積速度が高くなることが含まれ、これによりシールド孔での蓄積が少なくなるため、膜品質の改善およびプロセスキット寿命の改善がもたらされる。３×３構成の残りのカソードは、堆積プロセス中に未使用状態にある。本発明者らは、未使用のカソードがカソードの内部容積１２５のプロセスキャビティに極めて近いため堆積プロセスに影響を及ぼす磁場を放射することを発見した。プラズマとの相互作用に加えて、磁場は、浮遊シールドスパッタリングを引き起こす可能性があることも分かった。磁場相互作用は、堆積膜の欠陥および高い不均一性を引き起こす。次いで、本発明者らは、未使用のカソードからの磁気放射を低減させ、その後、堆積膜の均一性を向上させながら欠陥の数およびサイズを低減させる装置を作成した。プラズマおよびスパッタリングに対する磁場の影響を弱める／排除することによって、この利点が達成された。装置の異なる実施形態について以下で詳細に論じる。
【００２５】
図３は、本原理の一部の実施形態によるマルチカソード処理チャンバのシールド３００の図である。シールド３００は、シールド本体３２２と、取り付けアーム３５６を有するシールド頂部３２０と、を含む。シールド３００は、例えば、１×１、２×２、４×４、５×５、１×２、１×３、２×３などの他の構成（図３に示されていない）と置き換えることができる。一部の実施形態では、シールド頂部３２０は、シールド本体３２２と一体部品に統合される。他の実施形態では、シールド頂部３２０は、シールド本体３２２とは別個であり、交換のためにシールド本体３２２から独立して分離されていてもよい。一部の実施形態では、シールド３００は、３つ以上とすることができる。シールド頂部３２０は、図１に示すプロセスチャンバ１００の内部容積１２５に少なくとも１つのターゲットを露出させることができる少なくとも１つの孔３５２（図３に示す３つの孔）を有する。取り付けアーム３５６は、少なくとも１つのシャント３５４およびカプラー３１９を含む。取り付けアーム３５６は、シールド頂部３２０と係合して、シールド３００をプロセスチャンバ１００内の適所に保持する。カプラー３１９は、頂部アダプタアセンブリ１４２のアクチュエータ１１６のシャフト１２３に係合して、シールド３００を回転させ、Ｚ軸に移動させることができる。取り付けアーム３５６は、シールド頂部３２０またはシールド本体３２２の一体部分とすることができる。取り付けアーム３５６は、図３に示すように別個の構成要素とすることもできる。シールド３００は、シールド３００の少なくとも実質的な部分をペースト可能にすることによって、粒子形成を低減させる。
【００２６】
シャント３５４は、磁気放射が内部容積１２５に浸透するのを抑制する材料から形成されている。材料は、材料の透磁率に基づいて選択されてもよい。一部の実施形態では、例えば、４１０ステンレス鋼などのステンレス鋼バリアントを使用することができる。他の実施形態では、例えば、ニッケル鉄合金材料などの高透磁率を有する材料を使用することができる。市販のニッケル鉄合金材料の一例は、ミュー合金バリアントから作られた材料である。本原理の一部の実施形態で使用することができるミュー合金の独自の配合を提供する複数の会社がある。シャント３５４の数は、処理ステップ中にシールドされるターゲットの数に依存することがある。３×３構成（３つのＲＦカソードおよび３つのＤＣカソード）では、３つのターゲットが任意の所与の処理ステップ中に一度にシャントされる。図３に示す３×３構成の取り付けアーム３５６は、シールド頂部３２０の孔３５２と交互に並ぶ３つのシャント３５４を有する。他の実施形態では、孔３５２およびシャント３５４の空間的配置の他の構成を見出すことができる。図３に示す孔３５２とシャント３５４の交互するパターンは、必須ではない。一部の実施形態では、シャントは、別のシャントに隣接していてもよい。また、シャント３５４は、取り付けアーム３５６とは独立して交換可能であってもよい。一部の実施形態では、異なるシャント材料、シャントサイズ、もしくはシャント位置を必要とする異なる構成および／または異なるプロセスのために、シャント３５４を交換することが望ましいことがある。
【００２７】
図４は、本原理の一部の実施形態によるカソード４０６の近くにシャント４５４を有するプロセスチャンバ４００の部分概略図を示す。プロセスチャンバ４００は、磁石４７０およびターゲット４０９を有するカソード４０６を収納する頂部アダプタアセンブリ４４２を含む。取り付けアーム４５６のシャント４５４がターゲット４０９と係合するように、シールド４２１を回転させ、上昇させている。シャント４５４は、今や堆積処理位置にある。シャント４５４は、カソード４０６のターゲット４０９と完全に接触していても、していなくてもよい。ターゲットに対するシャント４５４のサイズおよび位置は、カソード４０６の磁石４７０からの磁気放射を著しく減少させる。サイズおよび位置は、シャント４５４が作られる材料、ならびに磁石４７０によって生成される磁場の強度に依存し得る。堆積中に、内部容積１２５内の磁場が減少することにより、堆積中のより均一な制御が可能になる。約２％未満の抵抗面積（ＲＡ）不均一性（ＮＵ）数を得ることができ、一部の実施形態は、ＮＵについて約１．５％以下を達成する。
【００２８】
図５は、本原理の一部の実施形態によるカソード５０６の近くにシールド５２１からの孔５５２を有するプロセスチャンバ５００の部分概略図を示す。プロセスチャンバ５００は、磁石５７０およびターゲット５０９を有するカソード５０６を収納する頂部アダプタアセンブリ５４２を含む。シールド頂部５２０の孔５５２がターゲット５０９と係合するように、シールド５２１を回転させ、上昇させている。孔５５２は、今やターゲット５０９がプラズマと相互作用することが可能な堆積処理位置にある。孔５５２は、ターゲット５０９の周りに間隙５５８を形成してターゲット５０９を包囲する。間隙５５８は、堆積中にプラズマが形成されないようにする暗部空間をターゲット５０９の周りに作り出す。間隙幅と間隙高さのアスペクト比は、スパークの形成、したがってプラズマの形成を阻止する値に保たれる。アスペクト比は、例えば、シールド頂部５２０の厚さ、孔５５２のターゲット５０９との係合量、および孔５５２のサイズを調整することによって調整することができる。一部の実施形態では、間隙幅は、約１０００分の６０インチから約１０００分の８０インチとすることができる。シールド５２１のＺ軸移動は、ターゲット５０９が孔５５２内にどれだけ突出するかを制御することによって、暗部空間の形成の正確な制御を可能にする。図５では、シールド頂部５２０の底面５５５は、ターゲット５０９の内部容積表面５５３を越えて上昇している。他の実施形態は、シールド頂部５２０の底面５５５とターゲット５０９の内部容積表面５５３とがほぼ同一平面になるよう、シールド５２１の上昇を制限することができる。
【００２９】
一部の実施形態では、図１に示すものと同様のプロセスチャンバ１００は、図６に示すような頂部アダプタアセンブリ６００を含むことができる。頂部アダプタアセンブリ６００のアダプタ６５０の内側底面６７２が示されている。頂部アダプタアセンブリ６００は、内側底面６７２上に複数の接地ループ６６２を含む。接地ループ６６２は、シールドが上昇位置または処理位置にあるときに、シールド１２１の改善された接地を図１の頂部アダプタアセンブリ１４２に提供する。接地ループ６６２は、有利には、ＲＦ電力を使用するときにプラズマとシールド１２１との間のエネルギーを最小化することによって、シールド１２１が負に帯電するのを防止する。その結果、シールドがスパッタされる可能性がさらに減少する。接地ループ６６２は、内側底面６７２に露出する複数のターゲット６６０の円周方向に配置されている。図６は、ターゲット６６０を部分的に囲むように接地ループ６６２を示しているが、他の実施形態では、接地ループ６６２は、ターゲット６６０を完全に囲むことができ、または接地ループ６６２をより少なく部分的に囲むことさえできる。一部の実施形態では、接地ループ６６２は、シールド１２１と結合するためにシャフト６２３の周りに円周方向にも配置されている。接地ループ６６２の数は、１つまたは複数とすることができる。例えば、接地ループ６６２は、シャフト６２３にのみ限定されてもよい。一部の実施形態では、シャフト６２３は、排除されてもよく、ターゲット６６０のみが接地ループ６６２を有してもよい。一部の実施形態では、接地ループ６６２は、１つおきのターゲットの近くに配置することができる。
【００３０】
図７は、本原理の一部の実施形態による図６の頂部アダプタアセンブリ６００の底面図の一部を表す。一部の実施形態では、頂部アダプタアセンブリ６００のアダプタ７５０の底面７７２の一部は、ターゲット７６０の近くに円周方向に配置された複数の接触点７６４を有する接地ループ７６２を含む。接触点７６４は、シールドに係合するための従順な表面を提供する。図８では、図７の接地ループに対する接触点８００の概略図が示されている。一部の実施形態では、接触点８００は、複数の従順な接触面８６６を有する接触体８６４を含む。回転可能なシールドを処理位置に戻す（上昇させる）と、シールドの頂部は、従順な接触面８６６と電気的に接触し、接触体８６４を弾性変形させる。接触体８６４の弾性変形は、シールドの頂部に圧力を与え、シールドとＲＦリターン経路用のアダプタとの間の電気的連続性を確実にする。接触体８６４は、接地ループの接地ループトレース８８０と接触体８６４との電気的係合を維持する固定手段８６８を有する。固定手段８６８は、例えば、ねじ、ボルト、導電性結合材料、リベット、溶接、はんだ付け、および他の固定技法を含むことができる。接地ループトレース８８０は、アダプタの底面８７２と接触している。
【００３１】
前述の事項は、本原理の実施形態を対象としているが、本原理の他のおよびさらなる実施形態が本開示の基本的な範囲から逸脱することなく考案されてもよい。
【図１】
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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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