回転可能な基板用ペデスタルを有する物理的気相堆積チャンバ
本発明は、回転可能な基板用ペデスタルを有する物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバに関する。本発明の実施形態は、高度に均一な薄膜の堆積を容易にする。更なる実施形態において、一以上のスパッタリングターゲットがペデスタル上方に移動可能に配置される。ペデスタルに対するターゲットの配向は、横方向、垂直方向、又は角度的に調整可能である。一実施形態において、ターゲットは、約０°から約４５°の間で、ペデスタルの回転軸に対して調整されてもよい。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般的に、半導体基板処理システムに関する。より具体的には、本発明は、半導体基板処理システムの物理的気相堆積チャンバに関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]物理的気相堆積（ＰＶＤ）又はスパッタリングは、集積回路や装置の製造において、最も一般的に使用される処理の一つである。ＰＶＤは、負にバイアスされたターゲット（通常、マグネトロンターゲット）が、比較的に重い原子（例えば、アルゴン（Ａｒ））又はそのような不活性ガスを備える混合ガスを有する不活性ガスのプラズマに曝される真空チャンバ内で実行される。不活性ガスのイオンによるターゲットへの衝突により、ターゲット材料の原子放出が生じる。放出された原子は、基板上の堆積膜として、ターゲットとの下に配置された基板用ペデスタル上に置かれる。
【０００３】
[0003]ＰＶＤ処理の重要なパラメータの一つは、堆積膜の厚さの不均一性である。多くの改善点が、膜の不均一性を減じる為に導入されてきた。そのような改善点は、慣例的に、真空チャンバとターゲット（例えば、ターゲット材料の組成、マグネトロン構成など）の設計に関する。しかし、そのような手段だけでは、膜均一性に対する厳しさを増しつつある要件に取り組むことはできない。
【０００４】
[0004]そのため、ＰＶＤを改善することが技術的に必要である。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]本発明は、一般に高度な均一性を有する薄膜を堆積する為のＰＶＤチャンバである。チャンバは、回転できる基板用ペデスタルを含む。一実施形態において、膜堆積中、ペデスタルは、約１０〜１００ｒｐｍの角速度で回転する。他の実施形態において、一以上のスパッタリング用ターゲットは、ペデスタルの上方に回転できるように配置される。ペデスタルに対するターゲットの配向（向き）は、横、縦、角度的に調整可能である。一実施形態において、ターゲットは、ペデスタルの回転軸に対して、約１０°から約４５°の角度で調整可能である。
【０００６】
[0006]本発明の前述された特徴が詳細に理解される方法で、簡単にまとめられた本発明の、より具体的な説明を、以下、添付図面を参照して説明する。しかし、添付図面は、本発明の典型的な実施形態だけを例示するものであるので、その範囲を限定するものではなく、本発明は、有効に等しく他の実施形態を許容するものである。
【０００７】
[0014]理解を容易にするため、可能な限り、図中の共通する同一要素を示す為に同一符号を使用する。
【詳細な説明】
【０００８】
[0015]本発明は、一般に、高度に均一な薄膜を堆積する為のＰＶＤチャンバである。
膜堆積の均一性の改良は、少なくとも部分的に、回転可能な基板支持用ペデスタルにより可能である。
【０００９】
[0016]図１は、回転可能な基板用ペデスタル１２６を有するＰＶＤチャンバの一実施形態を表す。図３Ａは、基板用ペデスタル１２６の部分的横断面図を表す。図３Ａにおける横断面図は、基板用ペデスタル１２６の一半径に沿って切断されている。図１と図３Ａ内の画像は、例示の目的の為に単純化され、一定の比で表されていない。本発明の、この実施形態を最も良く理解する為には、同時に図１及び図３Ａを参照すべきである。
【００１０】
[0017]ＰＶＤチャンバ１００は、リッドアセンブリ１０２、メインアセンブリ１０４、モーション制御ユニット１７０、支援システム１６０、コントローラ１８０を一般に備える。一実施形態において、リッドアセンブリ１０２は、ターゲットアセンブリ１１０と、上部包囲体１２２と、を含む。ターゲットアセンブリ１１０は、ターゲットベース１１２の内部に配置された回転可能なマグネトロンパック１１４（例えば、水冷ベース）、ターゲット１１８、ターゲット用シールド１２０を含む。マグネトロンパック１１４は、機械的に駆動装置１１６に結合され、駆動装置１１６は、動作中に所定の角速度でパックを回転させる。本発明から利益を得るのに適合可能なマグネトロンの一つは、A. Tepman氏に２００３年１１月４日に発行された米国特許第６，６４１，７０１号に記載されている。ターゲットアセンブリ１１０は、ＲＦ、ＤＣ、パルスＤＣ、同等の電源のようなプラズマ電源（図示せず）に電気的に結合されている。
【００１１】
[0018]一実施形態において、メインアセンブリ１０４は、チャンバ本体１２８、回転可能な基板用ペデスタル１２６、本体１２８に対し周囲に付けられた反転型シールド１３６、複数の放射型ヒータ１３４を含む。シールド１３６は、ペデスタル１２６に向かって下方及び内側にチャンバ本体１２８の上部から一般に延びている。基板用ペデスタル１２６は、基板用プラテン１５４と、カラムモジュール１５０とを含み、これらは互いに結合されている。リッドアセンブリ１０２とメインアセンブリ１０４との間の真空密閉結合は、少なくとも一つのシールにより例示的に提供され、その為にＯリング１３２が示されている。
【００１２】
[0019]基板１３０（例えば、シリコン（Ｓｉ）ウエハ等）は、チャンバ本体１２８内のスリットバルブ１２４を通って、ＰＶＤチャンバ１００に導入され、ＰＶＤチャンバ１００から取り除かれる。放射ヒータ１３４（例えば、赤外線（ＩＲ）ランプなど）は、特定処理レシピで決定された温度まで、基板１３０及び／又はチャンバ１００の内側部分を予熱する為に一般に使用される。放射型ヒータ１３４は、シールド１３６の下方に位置し、ヒータ１３４は、ヒータ性能に不利な影響を与える可能性があるスパッタリングされるターゲット材料の堆積から保護されている。
【００１３】
[0020]動作において、プラテン１５４は、（図示のように）上部処理位置（図示）または下部移送位置（点線で図示）内に選択的に配置されてもよい。ウエハ処理（すなわちスパッタ堆積）中、プラテン１５４は、ターゲット１１８から所定距離で置かれた上部位置まで持ち上げられる。基板１３０を受けたり放したりする為に、プラテン１５４は、スリットバルブ１２４と実質的に整列された下部位置まで移動され、基板のロボットによる移送を容易にする。
【００１４】
[0021]図３Ａ−Ｂに描かれた実施形態を参照すると、プラテン１５４は、プラテン１５４の上部基板支持面３０６内に配置された少なくとも一つのポリマー部材を含む。ポリマー部材は、適したプラスチックまたは弾性材でもよい。一実施形態において、ポリマー部材は、溝３０４内に配置されたＯリング３０２である。動作において、基板１３０とＯリングとの間の摩擦により、回転しているプラテン１５４の基板支持面１８６に沿ってウエハが滑ることが防止される。３個のＯリング３０２は、リフトピン穴３１６間に離間され、図３Ｂのペデスタル１２６の平面図に示されている。あるいは、図３Ａに示された単一のＯリング３０２は、支持面３０６の周辺に沿って配置され、処理中に基板が回転するとき滑ることから防止されてもよい。
【００１５】
[0022]プラテン１５４は、表面３０６から上方に延びる環状周辺リム３０８と、環状周辺及び上方対面トレンチ３１０を追加で含む。リム３０８は、プラテン１５４の高速角速度で基板の滑りから追加の保護を与える表面３０６で基板受容ポケット３１２を画成する。更なる実施形態（図示せず）において、リム３０８は、面取り、角度付け、丸みが付けられてもよく、プラテン１５４の中心から最小オフセットで位置決めする為に基板１３０を導くように適合された他の処理が施されてもよい。
【００１６】
[0023]一実施形態において、基板ペデスタル１２６の上部位置において、周辺トレンチ３１０は、反転シールド１３６の下方に延びる内側リップ３１４とインターリーブ（交互配置）する。そのようなトラップは、放射ヒータ１３４をスパッタリング堆積から保護し、ヒータ（例えば、ＩＲランプ）の動作寿命を延ばす。トレンチ３１０は、底部材３６０と上方延長フィンガー３６２を含む。底部材３６０とフィンガー３６２は、（点線で示されるように）交換可能な部材３６４として任意にプラテン１５４に結合されてもよい。
【００１７】
[0024]代替実施形態（図示せず）において、プラテン１５４は、クランプリング、静電チャック、埋め込み基板ヒータ、後方への（例えば、熱交換用）ガス及び／又は冷却流体の通路、高周波電極、ＰＶＤ処理を高める為に既知の他の手段を備えてもよい。後方ガス、冷却流体、電気及び高周波電力の各々のソース（図示せず）に結合することは、当業者に知られた従来の手段により達成されてもよい。
【００１８】
[0025]図１に戻ると、モーション制御ユニット１７０は、一般に、ベローズ、磁気ドライブ１４４，変位ドライブ１４０を含み、これらの装置は、チャンバ本体１２８に付けられたブラケット１５２上に例示的に取り付けられている。リフトピン機構１３８は、また、チャンバ本体１２８に結合されている。ベローズ１４８は、カラムモジュール１５０の為に伸張可能な真空密閉シールを提供し、カラムモジュール１５０は、回転できるようにベローズの底板１９２に結合されている（矢印１５６で例示）。ブラケット１５２とチャンバ本体１２８との間の真空密閉界面は、例えば一以上のＯリングまたは粉砕可能な（crushable）銅シール（図示せず）を使用して形成可能である。
【００１９】
[0026]カラムモジュール１５０は、シャフト１９８と、磁気ドライブ１４４の近くに配置された複数の磁気要素１４２を含む。動作中、磁気ドライブ１４４は、複数のステータを含み、これらは、磁気ドライブ１４２を磁気的に回転させるように選択的にエネルギが与えることが可能なので、カラムモジュール１５０とプラテン１５４を回転させる。一つの典型的な実施形態において、基板用ペデスタル１２６の角速度は、約１０ｒｐｍから１００ｒｐｍの範囲で選択的に制御される。磁気ドライブは、ペデスタルを回転させるのに適した他のモータや装置で置き換えてもよいことが意図されている。
【００２０】
[0027]動作中、ターゲット１１８からスパッタされた材料のフラックスは、ターゲットの材料組成のバラツキ、ターゲット上の汚染物質（例えば、酸素、窒素など）の蓄積、リッドアセンブリ１０２における機械的ミスアライメント、他の要素により、空間的に不均一になる。ＰＶＤチャンバ１００内の膜堆積中、基板用ペデスタル１２６の回転運動は、回転基板１３０の、高度に均一な膜上の、スパッタされた材料及び堆積物のフラックスの空間的不均一性を補償する。たとえば、ターゲット１１８の異なる領域からスパッタされた材料におけるバラツキは、基板が回転するとき、基板１３０にわたり平均化されるので、堆積された膜の、高度な厚さ均一性が生じる。
【００２１】
[0028]変位ドライブ１４０は、ベローズ１４８の底板１９２に堅く結合され、動作中、下部（ウエハ受容／放出）位置と上部（すなわち、スパッタリング）位置との間で基板用ペデスタル１２６の移動（矢印１８４）を容易にする。変位ドライブ１４０は、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、モータ、リニア作動またはペデスタル１２６の上昇を制御するのに適した他の装置でもよい。
【００２２】
[0029]支援システム１６０は、ＰＶＤチャンバ１００の機能性を共同で容易にする様々な装置を備える。実例として、支援システム１６０は、一以上のスパッタリング用電源、一以上の真空ポンプ、スパッタリング用ガス源及び／又は混合ガス源、制御器具、センサ、当業者に知られた同等物を含む。
【００２３】
[0030]コントローラ１８０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、支援システム（図示せず）を備える。インターフェース１８２を介して、コントローラ１８０はＰＶＤチャンバ１００の構成要素に結合され、その構成要素と、チャンバ内で実行される堆積処理と、を制御する。
【００２４】
[0031]図２は、回転可能な基板用ペデスタルと、そのペデスタルの回転軸に対し一定角度で配置されたスパッタリング用ターゲットと、を有するＰＶＤチャンバ２００の他の実施形態の概略正面図を表す。図２のイメージは、例示の目的の為に簡単化されており、実際の比で表されていない。
【００２５】
[0032]ＰＶＤチャンバ２００は、一般に、リッドアセンブリ２０２、メインアセンブリ１０４、モーション制御ユニット１７０、支援システム１６０、コントローラ１８０を含む。大幅にＰＶＤチャンバ１００，２００と共通する構成要素は、図１，図３を参照して検討されてきた。
【００２６】
[0033]リッドアセンブリ２０２は、一般に、ターゲットアセンブリ１１０、傾斜された包囲体２０４、任意で、包囲体２０４とチャンバ本体１２８との間に取り付けられた少なくとも一つのスペーサ２０６（１個のスペーサが図示）を備える。実例として、リッドアセンブリ２０２，スペーサ２０６、メインアセンブリ１０４との間の真空密閉結合が、１以上のスケール２０８を使用することにより提供されている。
【００２７】
[0034]ターゲットアセンブリ１１０は、傾斜された位置で上部包囲体２０４内に取り付けられ、角度２１４は、ターゲット１１８のスパッタリング面２２０と、回転可能な基板用ペデスタル１２６（又は基板１３０）との間に形成される。スパッタリング面２２０の中心は、基板１３０から一定距離で垂直に離間されている。スパッタリング面の中心は、基板１３０の中心から一定距離２１８で追加的に横方向に離間されてもよい。たとえば、距離２１８は、約０から約４５０ｍｍの間で選択的に設定されてもよい。上部包囲体２０４の最上パネル２２２は、角度２１４が、約０°から約４５°の範囲で選択されるように一般に配向される。傾斜されたターゲットは、スパッタリングされる材料が、傾いた（すなわち、直角でない）入射で基板に衝突するので、コンフォーマルな堆積を改善する。堆積中、ペデスタルが回転すると、堆積材料が３６０°にわたり基板表面で堆積される。最適角２１４は、ターゲット材料及び／又は基板表面のトポグラフィの各々のタイプで（たとえば、生産前のテストを介して）決定されてもよい。一旦、最適角２１４が定まると、リッドアセンブリ２０２（及びターゲット１１８）は、各々の堆積処理行程に対し適切な角度で傾斜されてもよい。
【００２８】
[0035]スペーサ２０６は、ターゲット１１８と基板１３０との間の最適垂直距離（矢印２１０で例示）を定める為に使用されてもよい。一実施形態において、任意のスペーサが組み合わされた高さ２１６は、約０ｍｍから約５００ｍｍの範囲で選択されてもよい。これにより、基板用ペデスタル１５４が処理位置まで持ち上げられるとき、ターゲット１１８と基板１３０の中心間の間隔が約２００から約４５０ｍｍの間で選択可能になる。ターゲットの傾斜角度と同じように、スペーサ２０６は、基板とターゲットとの最適間隔を決定する為に調整可能であり、異なるターゲット材料及び／又は基板トポグラフィに対する最高の処理結果を達成する。一旦最適間隔が決定されると、スペーサ２０６の適した数がスラック（slack）の高さが利用可能になり、各処理行程に対し最適な堆積結果を生み出す。
【００２９】
[0036]更なる実施形態において、リッドアセンブリ２０２は、メインアセンブリ１０４（矢印２１２で例示）のフランジ２２４に沿って移動可能であり、ターゲット１１８と基板１３０との間で横方向のオフセットを調整し、堆積性能を高める。一実施形態において、ＰＶＤチャンバ内で大気圧を回復した後、リッドアセンブリ２０２は、低摩擦チップ又はボールを有する複数のプッシャーを使用して、フランジ２２４の上方に持ち上げられてもよい。あるいは、プッシャー２２６は、低摩擦材料（例えば、テフロン（登録商標）、ポリイミドなど）から形成されてもよく、或いは、その材料を含んでもよい。
【００３０】
[0037]一実施形態において、アクチュエータ２９０は、メインアセンブリ１０４に結合され、メインアセンブリ１０４の最上面を越えてプッシャー２２６を選択的に伸張させる。アクチュエータ２９０は、流体円筒、モータ、ソレノイド、カム、メインアセンブリ１０４からリッドアセンブリ２０２を分離する為にプッシャー２２６を変位させるのに適した装置でもよい。アクチュエータ２９０はメインアセンブリ１０４に結合されて示されているが、アクチュエータ２９０はリッドアセンブリ２０２に結合可能であり、メインアセンブリ１０４からリッドアセンブリ２０２を上昇させる為に、リッドアセンブリ２０２から下方にプッシャーを伸張するように構成されてもよい。
【００３１】
[0038]持ち上げられた位置において、リッドアセンブリ２０２は、所定位置までフランジ２２４に沿って移動可能であり、ここで、プッシャー２２６は、下降され、リッドアセンブリとメインアセンブリ間に真空密閉結合が回復される。一実施形態において、リッドアセンブリ２０２の滑動距離（又はオフセット）２１８は、０から約５００ｍｍの範囲で選択的に制御可能である。同様に、角度及び高さ（間隙）調整と同様に、ターゲット１１８と基板とのオフセットは、角度、高さと組み合わせて選択可能であり、異なる材料及び基板トポグラフィに対して堆積結果を最適化する。
【００３２】
[0039]一般に、回転可能な基板用ペデスタル１２６に対して集合的に画成する角度２１４，高さ２１６（間隙２９２）、オフセット２１８、ターゲットアセンブリ１１０の空間的位置など、スパッタリングされるターゲット材料の原子の運動エネルギと入射角度の最適値は、処理特有であってもよい。動作において、ターゲットアセンブリ１１０が処理特有の最適空間位置に置かれるとき、最高特性（例えば、最小厚さ、非均一性）を有する膜が基板１３０上に堆積可能である。このように、いったん最適角度、間隙、オフセットが、所定の堆積材料及び／又は基板トポグラフィに対して知られると、リッドアセンブリ２０２とターゲット１１８の配向は、所定の配向で設定可能であり、所定処理行程に対し所望の処理結果を生み出す。例示のため、図２Ａ、図２Ｂは、異なる角度２１４’、２１４”、垂直間隙２９２’、２９２”、横方向のオフセット２１８’、２１８”を有するリッドアセンブリ２０２を表す。
【００３３】
[0040]一実施形態において、本発明は、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入手可能なＥｎｄｕｒａＣＬＲ統合型半導体ウエハ処理システムのＰＶＤチャンバの要素を使用して実施化された。この実施形態において、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、銅（Ｃｕ）とニッケル−鉄（Ｎｉ−Ｆｅ）合金膜は、約４８ｒｐｍで回転する３００ｍｍシリコン（Ｓｉ）ウエハ上で、それぞれのマグネトロンターゲットを使用して堆積された。約２３０°、３４０−３９５ｍｍ、３００−４００ｍｍの処理特有の範囲内で、角度２１４，高さ２９２，オフセット２１８を最適化することにより、約０．１７−０．３５％（１σ）の厚さ非均一性が、以下の表に示されるように、堆積膜に対し達成された。
【００３４】
【表１】
【００３５】
[0041]図４Ａ，図４Ｂは、本発明の更に他の実施形態に従って、複数のリッドアセンブリ（４個のアセンブリ４０２Ａ−４０２Ｄが例示）を備える他のＰＶＤチャンバ４００の概略的な斜視図及び断面図を表す。図４Ａのイメージは、例示の目的から簡略化されているので、一定の比で表されていない。リッドアセンブリ４０２Ａ−Ｄは、前述されたリッドアセンブリ２０２と類似している。したがって、読者は同時に図２と図４Ａ−Ｂを参照すべきである。
【００３６】
[0042]ＰＶＤチャンバ２００，４００と実質的に共通な構成要素は、図１，図２を参照して検討されてきた。ここでは、アルファベットの添え字が付加されることを除き、特定装置を区別する為に適切である場合には、同一の参照符号を使用して同一の構成要素を識別されている。
【００３７】
[0043]ＰＶＤチャンバ４００において、共通のフランジ４０４上でメインアセンブリ１０４のリッドアセンブリ４０２Ａ−Ｄは、回転可能な基板用ペデスタル１２６（図４Ｂで図示）の周りに配置されている。共通のフランジ４０４は、リッドアセンブリ４０２Ａ−Ｄとメインアセンブリ１０４と共に真空密閉接触されている。一実施形態において、基板ペデスタル１２６に関し、リッドアセンブリ４０２Ａ−Ｄは、実質的に対称にフランジ４０４上に配置されている。更なる実施形態において、各ターゲットアセンブリ４１０Ａ−４１０Ｄの空間位置は、図２のターゲットアセンブリ１１０とリッドアセンブリ２０２を参照して検討されたように、各リッドアセンブリ４０２Ａ−Ｂの調整により選択的に最適化されてもよい。
【００３８】
[0044]ＰＶＤチャンバ４００は、堆積膜の特性の更なる最適化（例えば最小厚さ非均一性）を許容し、複雑な膜構造（例えば、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）構造など）のイン・シトゥー製造を容易にする。たとえば、ターゲットアセンブリ４１０Ａ−４１０Ｄが、異なる材料から形成されたターゲット１１８を備えるＰＶＤチャンバ４００は、そのような材料又はそれらの混合物の高度に均一な膜のイン・シトゥー多層膜スタックを堆積する為に使用されてもよい。さらに、装置内の各ターゲットアセンブリ４１０Ａ−Ｄの空間位置（例えば、角度４１４Ａ−Ｂ，高さ４１６Ａ−Ｂ，オフセット４１８Ａ−Ｂ）は、回転する基板用ペデスタル１２６（例えば、角度４１４Ａ−Ｂは、高さ４１６Ａ−Ｂ、オフセット４１８Ａ−Ｂに対して必然的に同一で等しくなくてもよい）に対して個別的に最適化されてもよいので、異なる材料、膜スタックは、最小かつ非均一な膜厚でイン・シトゥーに堆積されてもよい。
【００３９】
[0045]前述した説明は、本発明の実施形態に向けられているが、本発明の他の更なる実施形態は 本発明の基本的範囲から逸脱することなく案出可能であり、その範囲は、添付された請求項により決定される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】[0007]図１は、回転できる基板用ペデスタルを有するＰＶＤの一実施形態の概略断面図である。
【図２】[0008]図２は、回転できる基板用ペデスタルを有するＰＶＤチャンバの他の実施形態の概略断面図である。
【図２Ａ】[0009]図２Ａは、異なる処理位置にターゲットを有するＰＶＤチャンバの概略断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、異なる処理位置にターゲットを有するＰＶＤチャンバの概略断面図である。
【図３Ａ】[0010]図３Ａは、図１の回転可能な基板用ペデスタルの部分的な横断面図である。
【図３Ｂ】[0011]図３Ｂは、図１の基板支持用ペデスタルの平面図である。
【図４Ａ】[0012]図４Ａは、回転可能な基板用ペデスタルの周りに、角度を付けて複数のスパッタリング用ターゲットが配置された他のＰＶＤチャンバの概略斜視図である。
【図４Ｂ】[0013]図４Ｂは、図４Ａの４Ａ−４Ａ切断線に沿って切断された図４ＡのＰＶＤチャンバの断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００…ＰＶＤチャンバ、１０２…リッドアセンブリ、１０４…メインアセンブリ、１１０…ターゲットアセンブリ、１１２…ターゲットベース、１１４…マグネトロンパック、１１６…駆動装置、１１８…ターゲット、１２０…ターゲット用シールド、１２２…上部包囲体、１２４…スリットバルブ、１２６…基板用ペデスタル、１２８…チャンバ本体、１３０…基板、１３２…Ｏリング、１３４…放射型ヒータ、１３６…反転型シールド、１３８…リフトピン機構、１４０…変位ドライブ、１４２…磁気要素、１４４…磁気ドライブ、１４８…ベローズ、１５０…カラムモジュール、１５２…ブラケット、１５４…プラテン、１５６…矢印、１６０…支援システム、１７０…モーション制御ユニット、１８０…コントローラ、１８２…インターフェース、１８４…矢印、１８６…基板支持面、１９２…底板、１９８…シャフト、２００…ＰＶＤチャンバ、２０２…リッドアセンブリ、２０４…上部包囲体、２０６…スペーサ、２０８…スケール、２１０…矢印、２１２…矢印、２１４…最適角、２１４’…最適角、２１４”…最適角、２１６…高さ、２１８…一定距離、２１８’…オフセット、２１８”…オフセット、２２０…スパッタリング面、２２２…最上パネル、２２４…フランジ、２２６…プッシャー、２９０…アクチュエータ、２９２…垂直間隙、２９２’…垂直間隙、２９２”…垂直間隙、３０２…Ｏリング、３０４…溝、３０６…上部基板支持面、３０８…環状周辺リム、３１０…上方対面トレンチ、周辺トレンチ、３１２…基板受容ポケット、３１４…内側リップ、３１６…リフトピン穴、３６０…底部材、３６２…フィンガー、３６４…交換可能な部材、４００…ＰＶＤチャンバ、４０２Ａ…アセンブリ、４０２Ｂ…アセンブリ、４０２Ｃ…アセンブリ、４０２Ｄ…アセンブリ、４０４…フランジ、４１０Ａ…ターゲットアセンブリ、４１０Ｂ…ターゲットアセンブリ、４１０Ｃ…ターゲットアセンブリ、４１０Ｄ…ターゲットアセンブリ、４１４Ｂ…角度，４１４Ｄ…角度、４１６Ｂ…高さ、４１６Ｄ…高さ、４１８Ｂ…オフセット、４１８Ｄ…オフセット
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、一般的に、半導体基板処理システムに関する。より具体的には、本発明は、半導体基板処理システムの物理的気相堆積チャンバに関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]物理的気相堆積（ＰＶＤ）又はスパッタリングは、集積回路や装置の製造において、最も一般的に使用される処理の一つである。ＰＶＤは、負にバイアスされたターゲット（通常、マグネトロンターゲット）が、比較的に重い原子（例えば、アルゴン（Ａｒ））又はそのような不活性ガスを備える混合ガスを有する不活性ガスのプラズマに曝される真空チャンバ内で実行される。不活性ガスのイオンによるターゲットへの衝突により、ターゲット材料の原子放出が生じる。放出された原子は、基板上の堆積膜として、ターゲットとの下に配置された基板用ペデスタル上に置かれる。
【０００３】
[0003]ＰＶＤ処理の重要なパラメータの一つは、堆積膜の厚さの不均一性である。多くの改善点が、膜の不均一性を減じる為に導入されてきた。そのような改善点は、慣例的に、真空チャンバとターゲット（例えば、ターゲット材料の組成、マグネトロン構成など）の設計に関する。しかし、そのような手段だけでは、膜均一性に対する厳しさを増しつつある要件に取り組むことはできない。
【０００４】
[0004]そのため、ＰＶＤを改善することが技術的に必要である。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]本発明は、一般に高度な均一性を有する薄膜を堆積する為のＰＶＤチャンバである。チャンバは、回転できる基板用ペデスタルを含む。一実施形態において、膜堆積中、ペデスタルは、約１０〜１００ｒｐｍの角速度で回転する。他の実施形態において、一以上のスパッタリング用ターゲットは、ペデスタルの上方に回転できるように配置される。ペデスタルに対するターゲットの配向（向き）は、横、縦、角度的に調整可能である。一実施形態において、ターゲットは、ペデスタルの回転軸に対して、約１０°から約４５°の角度で調整可能である。
【０００６】
[0006]本発明の前述された特徴が詳細に理解される方法で、簡単にまとめられた本発明の、より具体的な説明を、以下、添付図面を参照して説明する。しかし、添付図面は、本発明の典型的な実施形態だけを例示するものであるので、その範囲を限定するものではなく、本発明は、有効に等しく他の実施形態を許容するものである。
【０００７】
[0014]理解を容易にするため、可能な限り、図中の共通する同一要素を示す為に同一符号を使用する。
【詳細な説明】
【０００８】
[0015]本発明は、一般に、高度に均一な薄膜を堆積する為のＰＶＤチャンバである。
膜堆積の均一性の改良は、少なくとも部分的に、回転可能な基板支持用ペデスタルにより可能である。
【０００９】
[0016]図１は、回転可能な基板用ペデスタル１２６を有するＰＶＤチャンバの一実施形態を表す。図３Ａは、基板用ペデスタル１２６の部分的横断面図を表す。図３Ａにおける横断面図は、基板用ペデスタル１２６の一半径に沿って切断されている。図１と図３Ａ内の画像は、例示の目的の為に単純化され、一定の比で表されていない。本発明の、この実施形態を最も良く理解する為には、同時に図１及び図３Ａを参照すべきである。
【００１０】
[0017]ＰＶＤチャンバ１００は、リッドアセンブリ１０２、メインアセンブリ１０４、モーション制御ユニット１７０、支援システム１６０、コントローラ１８０を一般に備える。一実施形態において、リッドアセンブリ１０２は、ターゲットアセンブリ１１０と、上部包囲体１２２と、を含む。ターゲットアセンブリ１１０は、ターゲットベース１１２の内部に配置された回転可能なマグネトロンパック１１４（例えば、水冷ベース）、ターゲット１１８、ターゲット用シールド１２０を含む。マグネトロンパック１１４は、機械的に駆動装置１１６に結合され、駆動装置１１６は、動作中に所定の角速度でパックを回転させる。本発明から利益を得るのに適合可能なマグネトロンの一つは、A. Tepman氏に２００３年１１月４日に発行された米国特許第６，６４１，７０１号に記載されている。ターゲットアセンブリ１１０は、ＲＦ、ＤＣ、パルスＤＣ、同等の電源のようなプラズマ電源（図示せず）に電気的に結合されている。
【００１１】
[0018]一実施形態において、メインアセンブリ１０４は、チャンバ本体１２８、回転可能な基板用ペデスタル１２６、本体１２８に対し周囲に付けられた反転型シールド１３６、複数の放射型ヒータ１３４を含む。シールド１３６は、ペデスタル１２６に向かって下方及び内側にチャンバ本体１２８の上部から一般に延びている。基板用ペデスタル１２６は、基板用プラテン１５４と、カラムモジュール１５０とを含み、これらは互いに結合されている。リッドアセンブリ１０２とメインアセンブリ１０４との間の真空密閉結合は、少なくとも一つのシールにより例示的に提供され、その為にＯリング１３２が示されている。
【００１２】
[0019]基板１３０（例えば、シリコン（Ｓｉ）ウエハ等）は、チャンバ本体１２８内のスリットバルブ１２４を通って、ＰＶＤチャンバ１００に導入され、ＰＶＤチャンバ１００から取り除かれる。放射ヒータ１３４（例えば、赤外線（ＩＲ）ランプなど）は、特定処理レシピで決定された温度まで、基板１３０及び／又はチャンバ１００の内側部分を予熱する為に一般に使用される。放射型ヒータ１３４は、シールド１３６の下方に位置し、ヒータ１３４は、ヒータ性能に不利な影響を与える可能性があるスパッタリングされるターゲット材料の堆積から保護されている。
【００１３】
[0020]動作において、プラテン１５４は、（図示のように）上部処理位置（図示）または下部移送位置（点線で図示）内に選択的に配置されてもよい。ウエハ処理（すなわちスパッタ堆積）中、プラテン１５４は、ターゲット１１８から所定距離で置かれた上部位置まで持ち上げられる。基板１３０を受けたり放したりする為に、プラテン１５４は、スリットバルブ１２４と実質的に整列された下部位置まで移動され、基板のロボットによる移送を容易にする。
【００１４】
[0021]図３Ａ−Ｂに描かれた実施形態を参照すると、プラテン１５４は、プラテン１５４の上部基板支持面３０６内に配置された少なくとも一つのポリマー部材を含む。ポリマー部材は、適したプラスチックまたは弾性材でもよい。一実施形態において、ポリマー部材は、溝３０４内に配置されたＯリング３０２である。動作において、基板１３０とＯリングとの間の摩擦により、回転しているプラテン１５４の基板支持面１８６に沿ってウエハが滑ることが防止される。３個のＯリング３０２は、リフトピン穴３１６間に離間され、図３Ｂのペデスタル１２６の平面図に示されている。あるいは、図３Ａに示された単一のＯリング３０２は、支持面３０６の周辺に沿って配置され、処理中に基板が回転するとき滑ることから防止されてもよい。
【００１５】
[0022]プラテン１５４は、表面３０６から上方に延びる環状周辺リム３０８と、環状周辺及び上方対面トレンチ３１０を追加で含む。リム３０８は、プラテン１５４の高速角速度で基板の滑りから追加の保護を与える表面３０６で基板受容ポケット３１２を画成する。更なる実施形態（図示せず）において、リム３０８は、面取り、角度付け、丸みが付けられてもよく、プラテン１５４の中心から最小オフセットで位置決めする為に基板１３０を導くように適合された他の処理が施されてもよい。
【００１６】
[0023]一実施形態において、基板ペデスタル１２６の上部位置において、周辺トレンチ３１０は、反転シールド１３６の下方に延びる内側リップ３１４とインターリーブ（交互配置）する。そのようなトラップは、放射ヒータ１３４をスパッタリング堆積から保護し、ヒータ（例えば、ＩＲランプ）の動作寿命を延ばす。トレンチ３１０は、底部材３６０と上方延長フィンガー３６２を含む。底部材３６０とフィンガー３６２は、（点線で示されるように）交換可能な部材３６４として任意にプラテン１５４に結合されてもよい。
【００１７】
[0024]代替実施形態（図示せず）において、プラテン１５４は、クランプリング、静電チャック、埋め込み基板ヒータ、後方への（例えば、熱交換用）ガス及び／又は冷却流体の通路、高周波電極、ＰＶＤ処理を高める為に既知の他の手段を備えてもよい。後方ガス、冷却流体、電気及び高周波電力の各々のソース（図示せず）に結合することは、当業者に知られた従来の手段により達成されてもよい。
【００１８】
[0025]図１に戻ると、モーション制御ユニット１７０は、一般に、ベローズ、磁気ドライブ１４４，変位ドライブ１４０を含み、これらの装置は、チャンバ本体１２８に付けられたブラケット１５２上に例示的に取り付けられている。リフトピン機構１３８は、また、チャンバ本体１２８に結合されている。ベローズ１４８は、カラムモジュール１５０の為に伸張可能な真空密閉シールを提供し、カラムモジュール１５０は、回転できるようにベローズの底板１９２に結合されている（矢印１５６で例示）。ブラケット１５２とチャンバ本体１２８との間の真空密閉界面は、例えば一以上のＯリングまたは粉砕可能な（crushable）銅シール（図示せず）を使用して形成可能である。
【００１９】
[0026]カラムモジュール１５０は、シャフト１９８と、磁気ドライブ１４４の近くに配置された複数の磁気要素１４２を含む。動作中、磁気ドライブ１４４は、複数のステータを含み、これらは、磁気ドライブ１４２を磁気的に回転させるように選択的にエネルギが与えることが可能なので、カラムモジュール１５０とプラテン１５４を回転させる。一つの典型的な実施形態において、基板用ペデスタル１２６の角速度は、約１０ｒｐｍから１００ｒｐｍの範囲で選択的に制御される。磁気ドライブは、ペデスタルを回転させるのに適した他のモータや装置で置き換えてもよいことが意図されている。
【００２０】
[0027]動作中、ターゲット１１８からスパッタされた材料のフラックスは、ターゲットの材料組成のバラツキ、ターゲット上の汚染物質（例えば、酸素、窒素など）の蓄積、リッドアセンブリ１０２における機械的ミスアライメント、他の要素により、空間的に不均一になる。ＰＶＤチャンバ１００内の膜堆積中、基板用ペデスタル１２６の回転運動は、回転基板１３０の、高度に均一な膜上の、スパッタされた材料及び堆積物のフラックスの空間的不均一性を補償する。たとえば、ターゲット１１８の異なる領域からスパッタされた材料におけるバラツキは、基板が回転するとき、基板１３０にわたり平均化されるので、堆積された膜の、高度な厚さ均一性が生じる。
【００２１】
[0028]変位ドライブ１４０は、ベローズ１４８の底板１９２に堅く結合され、動作中、下部（ウエハ受容／放出）位置と上部（すなわち、スパッタリング）位置との間で基板用ペデスタル１２６の移動（矢印１８４）を容易にする。変位ドライブ１４０は、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、モータ、リニア作動またはペデスタル１２６の上昇を制御するのに適した他の装置でもよい。
【００２２】
[0029]支援システム１６０は、ＰＶＤチャンバ１００の機能性を共同で容易にする様々な装置を備える。実例として、支援システム１６０は、一以上のスパッタリング用電源、一以上の真空ポンプ、スパッタリング用ガス源及び／又は混合ガス源、制御器具、センサ、当業者に知られた同等物を含む。
【００２３】
[0030]コントローラ１８０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、支援システム（図示せず）を備える。インターフェース１８２を介して、コントローラ１８０はＰＶＤチャンバ１００の構成要素に結合され、その構成要素と、チャンバ内で実行される堆積処理と、を制御する。
【００２４】
[0031]図２は、回転可能な基板用ペデスタルと、そのペデスタルの回転軸に対し一定角度で配置されたスパッタリング用ターゲットと、を有するＰＶＤチャンバ２００の他の実施形態の概略正面図を表す。図２のイメージは、例示の目的の為に簡単化されており、実際の比で表されていない。
【００２５】
[0032]ＰＶＤチャンバ２００は、一般に、リッドアセンブリ２０２、メインアセンブリ１０４、モーション制御ユニット１７０、支援システム１６０、コントローラ１８０を含む。大幅にＰＶＤチャンバ１００，２００と共通する構成要素は、図１，図３を参照して検討されてきた。
【００２６】
[0033]リッドアセンブリ２０２は、一般に、ターゲットアセンブリ１１０、傾斜された包囲体２０４、任意で、包囲体２０４とチャンバ本体１２８との間に取り付けられた少なくとも一つのスペーサ２０６（１個のスペーサが図示）を備える。実例として、リッドアセンブリ２０２，スペーサ２０６、メインアセンブリ１０４との間の真空密閉結合が、１以上のスケール２０８を使用することにより提供されている。
【００２７】
[0034]ターゲットアセンブリ１１０は、傾斜された位置で上部包囲体２０４内に取り付けられ、角度２１４は、ターゲット１１８のスパッタリング面２２０と、回転可能な基板用ペデスタル１２６（又は基板１３０）との間に形成される。スパッタリング面２２０の中心は、基板１３０から一定距離で垂直に離間されている。スパッタリング面の中心は、基板１３０の中心から一定距離２１８で追加的に横方向に離間されてもよい。たとえば、距離２１８は、約０から約４５０ｍｍの間で選択的に設定されてもよい。上部包囲体２０４の最上パネル２２２は、角度２１４が、約０°から約４５°の範囲で選択されるように一般に配向される。傾斜されたターゲットは、スパッタリングされる材料が、傾いた（すなわち、直角でない）入射で基板に衝突するので、コンフォーマルな堆積を改善する。堆積中、ペデスタルが回転すると、堆積材料が３６０°にわたり基板表面で堆積される。最適角２１４は、ターゲット材料及び／又は基板表面のトポグラフィの各々のタイプで（たとえば、生産前のテストを介して）決定されてもよい。一旦、最適角２１４が定まると、リッドアセンブリ２０２（及びターゲット１１８）は、各々の堆積処理行程に対し適切な角度で傾斜されてもよい。
【００２８】
[0035]スペーサ２０６は、ターゲット１１８と基板１３０との間の最適垂直距離（矢印２１０で例示）を定める為に使用されてもよい。一実施形態において、任意のスペーサが組み合わされた高さ２１６は、約０ｍｍから約５００ｍｍの範囲で選択されてもよい。これにより、基板用ペデスタル１５４が処理位置まで持ち上げられるとき、ターゲット１１８と基板１３０の中心間の間隔が約２００から約４５０ｍｍの間で選択可能になる。ターゲットの傾斜角度と同じように、スペーサ２０６は、基板とターゲットとの最適間隔を決定する為に調整可能であり、異なるターゲット材料及び／又は基板トポグラフィに対する最高の処理結果を達成する。一旦最適間隔が決定されると、スペーサ２０６の適した数がスラック（slack）の高さが利用可能になり、各処理行程に対し最適な堆積結果を生み出す。
【００２９】
[0036]更なる実施形態において、リッドアセンブリ２０２は、メインアセンブリ１０４（矢印２１２で例示）のフランジ２２４に沿って移動可能であり、ターゲット１１８と基板１３０との間で横方向のオフセットを調整し、堆積性能を高める。一実施形態において、ＰＶＤチャンバ内で大気圧を回復した後、リッドアセンブリ２０２は、低摩擦チップ又はボールを有する複数のプッシャーを使用して、フランジ２２４の上方に持ち上げられてもよい。あるいは、プッシャー２２６は、低摩擦材料（例えば、テフロン（登録商標）、ポリイミドなど）から形成されてもよく、或いは、その材料を含んでもよい。
【００３０】
[0037]一実施形態において、アクチュエータ２９０は、メインアセンブリ１０４に結合され、メインアセンブリ１０４の最上面を越えてプッシャー２２６を選択的に伸張させる。アクチュエータ２９０は、流体円筒、モータ、ソレノイド、カム、メインアセンブリ１０４からリッドアセンブリ２０２を分離する為にプッシャー２２６を変位させるのに適した装置でもよい。アクチュエータ２９０はメインアセンブリ１０４に結合されて示されているが、アクチュエータ２９０はリッドアセンブリ２０２に結合可能であり、メインアセンブリ１０４からリッドアセンブリ２０２を上昇させる為に、リッドアセンブリ２０２から下方にプッシャーを伸張するように構成されてもよい。
【００３１】
[0038]持ち上げられた位置において、リッドアセンブリ２０２は、所定位置までフランジ２２４に沿って移動可能であり、ここで、プッシャー２２６は、下降され、リッドアセンブリとメインアセンブリ間に真空密閉結合が回復される。一実施形態において、リッドアセンブリ２０２の滑動距離（又はオフセット）２１８は、０から約５００ｍｍの範囲で選択的に制御可能である。同様に、角度及び高さ（間隙）調整と同様に、ターゲット１１８と基板とのオフセットは、角度、高さと組み合わせて選択可能であり、異なる材料及び基板トポグラフィに対して堆積結果を最適化する。
【００３２】
[0039]一般に、回転可能な基板用ペデスタル１２６に対して集合的に画成する角度２１４，高さ２１６（間隙２９２）、オフセット２１８、ターゲットアセンブリ１１０の空間的位置など、スパッタリングされるターゲット材料の原子の運動エネルギと入射角度の最適値は、処理特有であってもよい。動作において、ターゲットアセンブリ１１０が処理特有の最適空間位置に置かれるとき、最高特性（例えば、最小厚さ、非均一性）を有する膜が基板１３０上に堆積可能である。このように、いったん最適角度、間隙、オフセットが、所定の堆積材料及び／又は基板トポグラフィに対して知られると、リッドアセンブリ２０２とターゲット１１８の配向は、所定の配向で設定可能であり、所定処理行程に対し所望の処理結果を生み出す。例示のため、図２Ａ、図２Ｂは、異なる角度２１４’、２１４”、垂直間隙２９２’、２９２”、横方向のオフセット２１８’、２１８”を有するリッドアセンブリ２０２を表す。
【００３３】
[0040]一実施形態において、本発明は、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入手可能なＥｎｄｕｒａＣＬＲ統合型半導体ウエハ処理システムのＰＶＤチャンバの要素を使用して実施化された。この実施形態において、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、銅（Ｃｕ）とニッケル−鉄（Ｎｉ−Ｆｅ）合金膜は、約４８ｒｐｍで回転する３００ｍｍシリコン（Ｓｉ）ウエハ上で、それぞれのマグネトロンターゲットを使用して堆積された。約２３０°、３４０−３９５ｍｍ、３００−４００ｍｍの処理特有の範囲内で、角度２１４，高さ２９２，オフセット２１８を最適化することにより、約０．１７−０．３５％（１σ）の厚さ非均一性が、以下の表に示されるように、堆積膜に対し達成された。
【００３４】
【表１】
【００３５】
[0041]図４Ａ，図４Ｂは、本発明の更に他の実施形態に従って、複数のリッドアセンブリ（４個のアセンブリ４０２Ａ−４０２Ｄが例示）を備える他のＰＶＤチャンバ４００の概略的な斜視図及び断面図を表す。図４Ａのイメージは、例示の目的から簡略化されているので、一定の比で表されていない。リッドアセンブリ４０２Ａ−Ｄは、前述されたリッドアセンブリ２０２と類似している。したがって、読者は同時に図２と図４Ａ−Ｂを参照すべきである。
【００３６】
[0042]ＰＶＤチャンバ２００，４００と実質的に共通な構成要素は、図１，図２を参照して検討されてきた。ここでは、アルファベットの添え字が付加されることを除き、特定装置を区別する為に適切である場合には、同一の参照符号を使用して同一の構成要素を識別されている。
【００３７】
[0043]ＰＶＤチャンバ４００において、共通のフランジ４０４上でメインアセンブリ１０４のリッドアセンブリ４０２Ａ−Ｄは、回転可能な基板用ペデスタル１２６（図４Ｂで図示）の周りに配置されている。共通のフランジ４０４は、リッドアセンブリ４０２Ａ−Ｄとメインアセンブリ１０４と共に真空密閉接触されている。一実施形態において、基板ペデスタル１２６に関し、リッドアセンブリ４０２Ａ−Ｄは、実質的に対称にフランジ４０４上に配置されている。更なる実施形態において、各ターゲットアセンブリ４１０Ａ−４１０Ｄの空間位置は、図２のターゲットアセンブリ１１０とリッドアセンブリ２０２を参照して検討されたように、各リッドアセンブリ４０２Ａ−Ｂの調整により選択的に最適化されてもよい。
【００３８】
[0044]ＰＶＤチャンバ４００は、堆積膜の特性の更なる最適化（例えば最小厚さ非均一性）を許容し、複雑な膜構造（例えば、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）構造など）のイン・シトゥー製造を容易にする。たとえば、ターゲットアセンブリ４１０Ａ−４１０Ｄが、異なる材料から形成されたターゲット１１８を備えるＰＶＤチャンバ４００は、そのような材料又はそれらの混合物の高度に均一な膜のイン・シトゥー多層膜スタックを堆積する為に使用されてもよい。さらに、装置内の各ターゲットアセンブリ４１０Ａ−Ｄの空間位置（例えば、角度４１４Ａ−Ｂ，高さ４１６Ａ−Ｂ，オフセット４１８Ａ−Ｂ）は、回転する基板用ペデスタル１２６（例えば、角度４１４Ａ−Ｂは、高さ４１６Ａ−Ｂ、オフセット４１８Ａ−Ｂに対して必然的に同一で等しくなくてもよい）に対して個別的に最適化されてもよいので、異なる材料、膜スタックは、最小かつ非均一な膜厚でイン・シトゥーに堆積されてもよい。
【００３９】
[0045]前述した説明は、本発明の実施形態に向けられているが、本発明の他の更なる実施形態は 本発明の基本的範囲から逸脱することなく案出可能であり、その範囲は、添付された請求項により決定される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】[0007]図１は、回転できる基板用ペデスタルを有するＰＶＤの一実施形態の概略断面図である。
【図２】[0008]図２は、回転できる基板用ペデスタルを有するＰＶＤチャンバの他の実施形態の概略断面図である。
【図２Ａ】[0009]図２Ａは、異なる処理位置にターゲットを有するＰＶＤチャンバの概略断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、異なる処理位置にターゲットを有するＰＶＤチャンバの概略断面図である。
【図３Ａ】[0010]図３Ａは、図１の回転可能な基板用ペデスタルの部分的な横断面図である。
【図３Ｂ】[0011]図３Ｂは、図１の基板支持用ペデスタルの平面図である。
【図４Ａ】[0012]図４Ａは、回転可能な基板用ペデスタルの周りに、角度を付けて複数のスパッタリング用ターゲットが配置された他のＰＶＤチャンバの概略斜視図である。
【図４Ｂ】[0013]図４Ｂは、図４Ａの４Ａ−４Ａ切断線に沿って切断された図４ＡのＰＶＤチャンバの断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００…ＰＶＤチャンバ、１０２…リッドアセンブリ、１０４…メインアセンブリ、１１０…ターゲットアセンブリ、１１２…ターゲットベース、１１４…マグネトロンパック、１１６…駆動装置、１１８…ターゲット、１２０…ターゲット用シールド、１２２…上部包囲体、１２４…スリットバルブ、１２６…基板用ペデスタル、１２８…チャンバ本体、１３０…基板、１３２…Ｏリング、１３４…放射型ヒータ、１３６…反転型シールド、１３８…リフトピン機構、１４０…変位ドライブ、１４２…磁気要素、１４４…磁気ドライブ、１４８…ベローズ、１５０…カラムモジュール、１５２…ブラケット、１５４…プラテン、１５６…矢印、１６０…支援システム、１７０…モーション制御ユニット、１８０…コントローラ、１８２…インターフェース、１８４…矢印、１８６…基板支持面、１９２…底板、１９８…シャフト、２００…ＰＶＤチャンバ、２０２…リッドアセンブリ、２０４…上部包囲体、２０６…スペーサ、２０８…スケール、２１０…矢印、２１２…矢印、２１４…最適角、２１４’…最適角、２１４”…最適角、２１６…高さ、２１８…一定距離、２１８’…オフセット、２１８”…オフセット、２２０…スパッタリング面、２２２…最上パネル、２２４…フランジ、２２６…プッシャー、２９０…アクチュエータ、２９２…垂直間隙、２９２’…垂直間隙、２９２”…垂直間隙、３０２…Ｏリング、３０４…溝、３０６…上部基板支持面、３０８…環状周辺リム、３１０…上方対面トレンチ、周辺トレンチ、３１２…基板受容ポケット、３１４…内側リップ、３１６…リフトピン穴、３６０…底部材、３６２…フィンガー、３６４…交換可能な部材、４００…ＰＶＤチャンバ、４０２Ａ…アセンブリ、４０２Ｂ…アセンブリ、４０２Ｃ…アセンブリ、４０２Ｄ…アセンブリ、４０４…フランジ、４１０Ａ…ターゲットアセンブリ、４１０Ｂ…ターゲットアセンブリ、４１０Ｃ…ターゲットアセンブリ、４１０Ｄ…ターゲットアセンブリ、４１４Ｂ…角度，４１４Ｄ…角度、４１６Ｂ…高さ、４１６Ｄ…高さ、４１８Ｂ…オフセット、４１８Ｄ…オフセット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理的気相堆積チャンバにおいて：
チャンバ本体と；
スパッタリング用ターゲットと；
前記スパッタリング用ターゲットに対し反対側に前記チャンバ本体の内部容積内に配置された基板支持面を有する回転可能な基板用ペデスタルと；
前記基板の滑りを防止する為に配置された前記支持面内に配置された少なくとも一つのポリマーリングと；
を備える、前記物理的気相堆積チャンバ。
【請求項２】
前記基板用ペデスタルは、前記ペデスタルを回転させる為に適合された磁気駆動装置に結合されている、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項３】
前記磁気ドライブは、前記チャンバ本体を通して前記基板用ペデスタルまで伸びるカラムに結合された少なくとも一つの磁気要素を更に備える、請求項２に記載のチャンバ。
【請求項４】
前記チャンバ本体内部で、前記ペデスタルの昇降を制御するように適合された駆動装置を更に備える、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項５】
前記ペデスタルに向かって内側かつ下方に伸び、前記チャンバ本体に結合されたシールドを更に備える、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項６】
前記シールドの下方で前記チャンバ本体の領域内に配置された少なくとも一つの基板加熱素子を更に備える、請求項５に記載のチャンバ。
【請求項７】
前記シールドは、前記ペデスタルと共に交互に配置されている(interleaved)、請求項５に記載のチャンバ。
【請求項８】
前記基板用ペデスタルは、トレンチに上方で面する環状周辺を更に備える、請求項７に記載のチャンバ。
【請求項９】
前記シールドは、前記ペデスタルが、持ち上げられた位置にあるとき、前記ペデスタルの前記トレンチに係合する内部リップを更に備える、請求項８に記載のチャンバ。
【請求項１０】
前記支持面から延び、基板支持用ポケットを画成する環状周辺リムを更に備える、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１１】
前記基板用ペデスタルは、前記シールドに係合するように適合された取り外し可能な部分を更に備える、請求項５に記載のチャンバ。
【請求項１２】
前記基板支持面は、前記スパッタリング用ターゲットのスパッタリング面と実質的に平行である、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１３】
前記スパッタリング用ターゲットのスパッタリング面に対し０から４５°より大きい角度で、前記基板支持面が配置されている、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１４】
チャンバ本体と；
前記チャンバ本体上に配置されたターゲットと；
前記チャンバ本体内に基板支持面が配置された基板用ペデスタルと；
前記基板用ペデスタルを回転させるように適合され結合された第１駆動装置と；
前記チャンバ本体内部で前記ペデスタルの上昇を制御するように適合され結合された第２駆動装置と；
前記支持面で配置され、前記基板の滑りを防止するように配置された複数のポリマー製リングと；を備える、チャンバ。
【請求項１５】
前記ペデスタルの周囲の周りでトレンチを画成する、上方に延びるフィンガーを更に備える、請求項１４に記載のチャンバ。
【請求項１６】
前記トレンチに選択的に係合する下部内縁部を有し、前記チャンバ本体に上部外縁部で結合されたシールドを更に備える、請求項１５に記載のチャンバ。
【請求項１７】
複数の処理用配向で前記ターゲットが再配置可能である、請求項１６に記載のチャンバ。
【請求項１８】
前記上方に延びるフィンガーは、前記ペデスタルから取り外し可能である、請求項１６に記載のチャンバ。
【請求項１９】
前記ターゲットは、前記ペデスタルの前記基板支持面に対し平行でない、請求項１７に記載のチャンバ。
【請求項２０】
前記ポリマー製リングは、複数のＯリングを更に備える、請求項１４に記載のチャンバ。
【請求項２１】
前記ポリマー製リングは、前記ペデスタルを通ってリフトピン穴の間に配置される複数のＯリングを更に備える、請求項１４に記載のチャンバ。
【請求項２２】
前記少なくとも一つのポリマー製リングは、前記基板支持面の外縁部で形成された溝内に配置されたＯリングを更に備える、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項２３】
前記少なくとも一つのポリマー製リングは、複数のＯリングを更に備える、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項２４】
前記少なくとも一つのポリマー製リングは、前記ペデスタルを通ってリフトピン穴の間に配置された複数のＯリングを更に備える、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１】
物理的気相堆積チャンバにおいて：
チャンバ本体と；
スパッタリング用ターゲットと；
前記スパッタリング用ターゲットに対し反対側に前記チャンバ本体の内部容積内に配置された基板支持面を有する回転可能な基板用ペデスタルと；
前記基板の滑りを防止する為に配置された前記支持面内に配置された少なくとも一つのポリマーリングと；
を備える、前記物理的気相堆積チャンバ。
【請求項２】
前記基板用ペデスタルは、前記ペデスタルを回転させる為に適合された磁気駆動装置に結合されている、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項３】
前記磁気ドライブは、前記チャンバ本体を通して前記基板用ペデスタルまで伸びるカラムに結合された少なくとも一つの磁気要素を更に備える、請求項２に記載のチャンバ。
【請求項４】
前記チャンバ本体内部で、前記ペデスタルの昇降を制御するように適合された駆動装置を更に備える、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項５】
前記ペデスタルに向かって内側かつ下方に伸び、前記チャンバ本体に結合されたシールドを更に備える、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項６】
前記シールドの下方で前記チャンバ本体の領域内に配置された少なくとも一つの基板加熱素子を更に備える、請求項５に記載のチャンバ。
【請求項７】
前記シールドは、前記ペデスタルと共に交互に配置されている(interleaved)、請求項５に記載のチャンバ。
【請求項８】
前記基板用ペデスタルは、トレンチに上方で面する環状周辺を更に備える、請求項７に記載のチャンバ。
【請求項９】
前記シールドは、前記ペデスタルが、持ち上げられた位置にあるとき、前記ペデスタルの前記トレンチに係合する内部リップを更に備える、請求項８に記載のチャンバ。
【請求項１０】
前記支持面から延び、基板支持用ポケットを画成する環状周辺リムを更に備える、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１１】
前記基板用ペデスタルは、前記シールドに係合するように適合された取り外し可能な部分を更に備える、請求項５に記載のチャンバ。
【請求項１２】
前記基板支持面は、前記スパッタリング用ターゲットのスパッタリング面と実質的に平行である、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１３】
前記スパッタリング用ターゲットのスパッタリング面に対し０から４５°より大きい角度で、前記基板支持面が配置されている、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１４】
チャンバ本体と；
前記チャンバ本体上に配置されたターゲットと；
前記チャンバ本体内に基板支持面が配置された基板用ペデスタルと；
前記基板用ペデスタルを回転させるように適合され結合された第１駆動装置と；
前記チャンバ本体内部で前記ペデスタルの上昇を制御するように適合され結合された第２駆動装置と；
前記支持面で配置され、前記基板の滑りを防止するように配置された複数のポリマー製リングと；を備える、チャンバ。
【請求項１５】
前記ペデスタルの周囲の周りでトレンチを画成する、上方に延びるフィンガーを更に備える、請求項１４に記載のチャンバ。
【請求項１６】
前記トレンチに選択的に係合する下部内縁部を有し、前記チャンバ本体に上部外縁部で結合されたシールドを更に備える、請求項１５に記載のチャンバ。
【請求項１７】
複数の処理用配向で前記ターゲットが再配置可能である、請求項１６に記載のチャンバ。
【請求項１８】
前記上方に延びるフィンガーは、前記ペデスタルから取り外し可能である、請求項１６に記載のチャンバ。
【請求項１９】
前記ターゲットは、前記ペデスタルの前記基板支持面に対し平行でない、請求項１７に記載のチャンバ。
【請求項２０】
前記ポリマー製リングは、複数のＯリングを更に備える、請求項１４に記載のチャンバ。
【請求項２１】
前記ポリマー製リングは、前記ペデスタルを通ってリフトピン穴の間に配置される複数のＯリングを更に備える、請求項１４に記載のチャンバ。
【請求項２２】
前記少なくとも一つのポリマー製リングは、前記基板支持面の外縁部で形成された溝内に配置されたＯリングを更に備える、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項２３】
前記少なくとも一つのポリマー製リングは、複数のＯリングを更に備える、請求項１に記載のチャンバ。
【請求項２４】
前記少なくとも一つのポリマー製リングは、前記ペデスタルを通ってリフトピン穴の間に配置された複数のＯリングを更に備える、請求項１に記載のチャンバ。
【図１】
【図２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【公表番号】特表２００８−５１９１６４（Ｐ２００８−５１９１６４Ａ）
【公表日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４０１５２（Ｐ２００７−５４０１５２）
【出願日】平成１７年１１月７日（２００５．１１．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４０３６５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０５２９３１
【国際公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月７日（２００５．１１．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４０３６５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０５２９３１
【国際公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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