JP4892227B2 - 大面積基板のため改良型マグネトロンスパッタリングシステム - Google Patents
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Description
従って、微粒子を生成せず、他の上述した問題を克服することが可能なPVD処理チャンバにおいて、より均一なプラズマを生成することが可能な方法及び装置に対する要望が存在する。
図2Aは、本明細書で説明される発明の態様を実施するために用いることができる処理チャンバ10の一実施例の縦断面図を示す。図2Aに示される構成において、処理チャンバ10は、処理領域15において陽極表面積を増大して、均等に分布するために用いられる1又はそれ以上の調節可能な陽極アセンブリ90を含んでいる。図2Aは、処理領域15内の処理位置に位置する基板12を示している。一般に、処理チャンバ10は上部アセンブリ20と下部チャンバアセンブリ35を含んでいる。上部アセンブリ20は、一般に、ターゲット24、上部エンクロージャ22、セラミック絶縁体26、1又はそれ以上のO−リングシール29、及びターゲット背面領域21に位置する1又はそれ以上のマグネトロンアセンブリ23を含んでいる。一般に、各々のマグネトロンアセンブリ23は、1対の対向する磁極(即ち、N極及びS極)を有する少なくとも1のマグネット27を備えており、これによってターゲット24及び処理領域15にわたる磁界(B)を形成する(図5Aにおける要素B)。図2Aは、ターゲット24の背面に位置する3個のマグネット27を含む1つのマグネトロンアセンブリ23を有する処理チャンバ10の一実施例の断面図を示す。本明細書で示される発明に有効に用いることができる典型的なマグネトロンアセンブリは、同一出願人に譲渡される2004年1月7日に出願された米国特許仮出願番号第60/534,952号に基づく優先権を主張する2004年7月7日出願された米国特許出願第10/863,152号に記載されており、この出願は特許請求の範囲に記載されている発明と矛盾しない範囲内で引用により全体として本明細書に一体化される。
図5Aは本発明の一実施例を示し、ターゲット表面24C及び複数のマグネトロンアセンブリ(例えば、3個が示されている)の拡大図である。処理チャンバ10のこの構成において、複数のマグネトロンアセンブリ23(要素23A−B)は1又はそれ以上のマグネット27を備えている。典型的には、ターゲット物質の利用性を向上し、堆積の均一性を向上するため、マグネトロンアクチュエータ(図示せず)を用いてターゲット表面24Cに平行な方向にマグネトロンアセンブリを並進し、走査し、及び/又は回転するのが一般的である。一般に、PVD蒸着のプロセスの際、処理領域15で見出される電子の磁界(要素B)の封じ込めにより、処理領域15内で生成されたプラズマの大部分はマグネトロンアセンブリ23の下方で形成され、維持される。マグネトロンアセンブリ23は、マグネトロンアセンブリ23により生成された磁界の強さ及び方向により、PVD蒸着層の形状及び均一性に影響を与える。
図6A−Cは処理チャンバ10の一実施例を示し、ここで接地されている遮蔽フレーム52は基板12上の堆積層11に接触するために用いられ、これによって蒸着層11は陽極表面として作用する。従って、この構成は、処理領域内のプラズマの均一性を向上させるために堆積層11を陽極表面として用いることにより、処理中の陽極表面積を増加させている。図6Aは、支持部61及び基板12が接地されている遮蔽フレーム52と接触するときに、導電要素52Aが基板支持部61上に位置する基板12上の堆積層11と接触するように用いられる一実施例を示す。1の態様において、遮蔽フレーム52は導電線又はワイヤ(図6における要素52D)を用いてシールド50と直接的に接続されている。1の態様において、調整可能な陽極アセンブリ90及び第1スロット50B及び第2スロット50Cを有する処理シールド50が処理チャンバ10に追加的に加えられており(図5Aに示されている)、これによって陽極表面積を更に増大することが可能になる。図6A−Cに示されている処理チャンバ10は図2Aに示されている処理チャンバと同様であるため、説明を明確にするため同様の参照番号が示されている。
Claims (14)
- 処理領域を有するプラズマ処理チャンバと、
プラズマ処理チャンバに位置し、その表面が処理領域と接触するターゲットと、
プラズマ処理チャンバ内に位置し、その表面が処理領域と接触する陽極シールドと、
プラズマ処理チャンバ内に位置し、基板受領表面を有している基板支持部を備え、基板
受領表面上に位置する基板の表面は処理領域と接触しており、
処理領域内に位置する第1表面と処理領域外に位置する第2表面とを有する第2陽極部
材を備え、第1表面は処理領域と接触してターゲットより長い距離で延伸しており、アク
チュエータの使用により、第1表面は処理領域から移動されることができ、第2表面は処
理領域内に位置することができる基板上に層を堆積するためのプラズマ処理チャンバアセ
ンブリ。 - 処理領域と接触する基板の表面の表面積は少なくとも19500mm2である請求項1
記載のプラズマ処理チャンバアセンブリ。 - 処理領域外に位置し、第2陽極部材と連結している送りローラアセンブリと、
処理領域外に位置し、第2陽極部材と連結している支持ローラアセンブリとを備えた請
求項1記載のプラズマ処理チャンバアセンブリ。 - 第2陽極部材は、ワイヤ、複数線のケーブル、金属リボン、シート、又はワイヤメッシ
ュである請求項1記載のプラズマ処理チャンバアセンブリ。 - 第2陽極部材は、チタン、アルミニウム、白金、金、銀、銅、マグネシウム、マンガン
、ステンレス、ハステロイC、ニッケル、タングステン、タンタル、イリジウム、ルテニ
ウムからなる群から選択される金属で形成される請求項4記載のプラズマ処理チャンバア
センブリ。 - 第2陽極部材の断面は長円形、楕円形、円形、正方形、四角形、星型又は三角形の形状
を有する請求項1記載のプラズマ処理チャンバアセンブリ。 - マグネトロンアセンブリを備え、マグネトロンアセンブリはターゲットの端部に対しターゲットの中心部の近傍がより強い磁界強度を有するように用いられる請求項1記載のプラズマ処理チャンバアセンブリ。
- 処理領域を有するプラズマ処理チャンバと、
プラズ処理チャンバに位置し、その表面が処理領域と接触するターゲットと、
プラズマ処理チャンバ内に位置し、処理領域を包囲する1又はそれ以上の壁部と、1又
はそれ以上の壁部の1つを介して形成される第1スロットと、1又はそれ以上の壁部の1
つを介して形成される第2スロットとを備えた陽極シールドと、
プラズマ処理チャンバ内に位置し、基板受領表面を有している基板支持部を備え、基板
受領表面上に位置する基板の表面は処理領域と接触しており、
1又はそれ以上の調整可能な陽極アセンブリを備え、この陽極アセンブリは、第1スロット及び第2スロットを介して延伸しており、処理領域と接触する表面を有し、処理領域と接触してターゲットより長い距離で延伸している第2陽極部材と、処理領域の外部に位置し、第2陽極部材と連結している送りローラアセンブリと、処理領域の外部に位置し、第2陽極部材と連結されている支持ローラアセンブリを備え、送りローラアセンブリと支持ローラアセンブリは処理領域内で第2陽極部材の表面の位置を共同して調節するために用いられる基板上に層を堆積するためのプラズマ処理チャンバアセンブリ。 - 第2陽極部材は、ワイヤ、複数の線を含むケーブル、金属リボン、シート、又はワイヤ
メッシュである請求項8記載のプラズマ処理チャンバアセンブリ。 - 第2陽極部材は、チタン、アルミニウム、白金、金、銀、銅、マグネシウム、マンガン
、ステンレス、ハステロイC、ニッケル、タングステン、タンタル、イリジウム、ルテニ
ウムからなる群から選択される金属で形成されている請求項9記載のプラズマ処理チャン
バアセンブリ。 - 第2陽極部材の断面は長円、楕円、円、正方形、四角形、星、又は三角形の形状を有す
る請求項8記載のプラズマ処理チャンバアセンブリ。 - 処理領域と接触する表面と、陽極シールドと電気的に連絡している導電体要素を有する
遮蔽フレームを備え、導電体要素は基板受領表面に位置する基板上に形成された金属層と
接触するように用いられる請求項8記載のプラズマ処理チャンバアセンブリ。 - 処理領域と接触する基板の表面の表面積は少なくとも19500mm2である請求項1
2記載のプラズマ処理チャンバアセンブリ。 - 処理領域と接触する表面と、陽極シールドと電気的に連絡している導電体要素を有する遮蔽フレームを備え、導電体要素は基板受領表面に位置する基板上に形成された金属層と接触するように用いられる請求項1記載のプラズマ処理チャンバアセンブリ。
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