CN110582835A - 用于多阴极基板处理的方法以及设备 - Google Patents

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Abstract

利用多阴极腔室处理基板的方法和设备。多阴极腔室包括具有多个孔和多个分流器的屏蔽件。屏蔽件是可旋转的,以定向这些孔和分流器与位于屏蔽件上方的多个阴极。这些分流器与来自阴极的多个磁体相互作用,以防止处理过程中的干扰。可升高和降低屏蔽件以调节在阴极的靶和孔之间的间隙,以在处理过程中提供暗空间。

Description

用于多阴极基板处理的方法以及设备
技术领域
本原理的多个实施方式通常涉及在半导体制造系统中使用的多个基板处理腔室。
背景技术
溅射(也被称之为物理气相沉积(PVD))是形成集成电路中多个特征的方法。溅射在基板上沉积材料层。源材料(诸如靶)受到由电场强烈加速的离子的轰击。该轰击将材料从靶逐出,且材料随后沉积在基板上。在沉积过程中,逐出的多个颗粒可能沿不同的方向行进,而不是与基板表面大致正交,非期望地导致在处理腔室的内部结构上产生源材料的层。
在内部结构(诸如在处理腔室的屏蔽件或其它内表面上)上非期望的涂层可在随后的晶片处理中引起瑕疵和污染。当来自非期望涂层的材料与沉积在晶片上的期望材料结合时发生污染。得到的晶片沉积膜将是沉积材料和来自内部结构的涂层材料的混合物。当来自非期望涂层的多个颗粒落入晶片上的沉积层中时,会发生晶片处理中的瑕疵。能够检查晶片表面以确定瑕疵的数量和尺寸,但是必须分析晶片沉积膜以确定膜的成分。
因为直流(DC)供电PVD腔室的成本效益和效率,直流(DC)供电的PVD腔室通常用于金属晶片沉积处理。然而,当与介电材料一起使用时,介电材料最终用绝缘膜覆盖腔室内的电极,从而停止沉积过程。交流电(AC)供电的PVD腔室(诸如射频(RF)PVD腔室)能够以循环的后半部分过程中的负电荷抵消循环的前半部分中残留在表面的正电荷。循环的本质允许RF PVD腔室既可以用于金属,又可以用于介电晶片沉积,但是沉积速率比DC供电的PVD腔室更低。
磁性随机存取内存(MRAM)要求将阻挡层建构为内存装置的一部分。阻挡层必须具有高纯度和低瑕疵数以正确地操作。氧化镁(MgO)是可用作阻挡层的介电材料。然而,使用RF功率将MgO沉积在基板表面本身固有地会导致不良的瑕疵性能。
因此,发明人已经提供了一种改进的用于介电材料的PVD沉积的方法和设备。
发明内容
这里公开了一种用于处理基板的方法和设备。在一些实施方式中,处理腔室包括:腔室主体,界定内部容积;基板支撑件,支撑内部容积内的基板;多个阴极,与腔室主体耦接并具有多个靶;以及屏蔽件,与腔室主体的上部可旋转地耦接,并具有至少一个孔以暴露过程中待溅射的多个靶的至少一个且具有设置在屏蔽件顶侧以容纳和屏蔽在过程中不被溅射的多个靶的至少另一个的至少一个分流器,其中屏蔽件构造成围绕处理腔室的中心轴线旋转并沿着处理腔室的中心轴线线性移动。
在一些实施方式中,处理腔室可进一步包括多个阴极,其中多个阴极包括三个RF阴极和三个DC阴极,多个靶与基板支撑件平行放置,多个靶包括六个靶,六个靶包括三个介电靶和三个金属靶,屏蔽件包括三个不相邻的孔,六个靶包括两个相邻的介电靶、由第一金属形成的两个相邻的第一金属靶以及由第二金属形成的两个相邻的第二金属靶,屏蔽件包括:至少两个相邻的孔;耦接到腔室主体上部的腔室主体适配器,其中腔室主体适配器接地;以及多个接地回路,具有设置在屏蔽件和腔室主体适配器之间的柔性接触表面以使屏蔽件接地。
在一些实施方式中,处理腔室包括:腔室主体,界定内部容积;腔室主体适配器,耦接到腔室主体上部,其中腔室主体适配器接地;基板支撑件,支撑内部容积内的基板;多个阴极,与腔室主体适配器耦接并具有多个靶;屏蔽件,与腔室主体适配器可旋转耦接并具有至少一个孔以暴露过程中待溅射的多个靶的至少一个且具有设置在屏蔽件顶侧以容纳和屏蔽在过程中不被溅射的多个靶的至少另一个的至少一个分流器,其中屏蔽件构造成围绕处理腔室的中心轴线旋转并沿着处理腔室的中心轴线线性移动;以及多个接地回路,具有设置在屏蔽件与腔室主体适配器之间的柔性接触表面以使屏蔽件接地,其中多个靶包括至少一个介电靶和至少一个金属靶。
在一些实施方式中,处理腔室进一步包括平行基板支撑件设置的多个靶,多个靶包括六个靶,其中六个靶包括三个介电靶和三个金属靶,屏蔽件包括三个不相邻的孔,六个靶包括两个相邻的介电靶、由第一金属形成的两个相邻的第一金属靶以及由第二金属形成的两个相邻的第二金属靶,屏蔽件包括两个相邻的孔,分流器由基于Mu-金属或不锈钢的材料所制成。
在一些实施方式中,一种用于在处理腔室中处理基板的设备包括:屏蔽件,可构造成与处理腔室的腔室主体可旋转地耦接,屏蔽件具有至少一个孔以暴露过程中待溅射的多个靶的至少一个且具有至少一个分流器以屏蔽不被溅射的多个靶的至少一个,其中屏蔽件构造成围绕处理腔室的中心轴线而旋转并沿着处理腔室的中心轴线而线性移动。在一些实施方式中,设备可进一步包括,其中屏蔽件具有安装臂,安装臂支撑至少一个分流器,且安装臂可从屏蔽件移除。
附图说明
藉由附图中描绘的原理的说明性实施方式,可理解以上简要总结以及下面更详细讨论的本原理的实施方式。然而,附图仅图解了原理的典型实施方式,且因此不被认为是对范围的限制,因为原理可允许其他等效的实施方式。
图1描绘了根据本原理的一些实施方式的多阴极处理腔室的示意图。
图2描绘了根据本原理的一些实施方式的图1的多阴极处理腔室顶部适配器组件的顶视图。
图3描绘了根据本原理的一些实施方式的多阴极处理腔室的屏蔽件的视图。
图4描绘了根据本原理的一些实施方式的在阴极附近具有分流器的处理腔室的局部示意图。
图5描绘了根据本原理的一些实施方式的在阴极附近具有屏蔽件孔的处理腔室的局部示意图。
图6描绘了根据本原理的一些实施方式的顶部适配器组件的底视图。
图7描绘了根据本原理的一些实施方式的图6顶部适配器组件的部分底视图。
图8描绘了根据本原理的一些实施方式的用于图7顶部适配器组件的接地回路的接触点示意图。
为有助于理解,在可能的情况下使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。附图不是按比例绘制的,且为了清晰起见可能会进行简化。一个实施方式的元件和特征可有益地结合到其他实施方式中而无需进一步叙述。
具体实施方式
此处提供了用于改善基板处理性能的方法和设备的实施方式。所公开的方法和设备可有利地减少由颗粒引起的晶片瑕疵,改善晶片膜的均匀性并且为可旋转的屏蔽件提供改进的RF接地。当为介电膜使用RF电源时,这些实施方式是特别有利的,可显著改善瑕疵性能和膜均匀性。在一些实施方式中,藉由三个DC(3×3)供电配置的对称三RF为MRAM应用实现大约1%的隧道磁阻(TMR),并实现小于大约2%的膜不均匀性,并且对于处理套件寿命而言具有增强的瑕疵性能。通过使用具有与晶片表面大致平行的多个靶的多个阴极,并且通过移动在膜沉积过程中防止不期望的阴极相互作用的磁屏蔽件来实现这些结果。例如,这些实施方式允许在高容积基础上制造RF氧化镁膜。
在一些实施方式中,多阴极PVD腔室(如,处理腔室100)包括具有相应的多个靶(至少一个介电靶110和至少一个金属靶112)的多个阴极106(例如,以3个RF×3个DC交替配置的6个阴极),多个阴极106(如,经由顶部适配器组件142)附接到腔室主体140。也可使用其他RF/DC阴极配置,诸如1×1、2×2、4×4、5×5等。这些数字表示RF供电阴极与DC供电阴极数量的比值。在一些实施方式中,在顶部适配器组件142中RF和DC阴极交替配置。在其他实施方式中,RF阴极可与其他RF阴极相邻,并且对DC阴极而言也如此。在一些实施方式中,RF阴极与DC阴极数量的比值可为非等比,诸如1×2、2×1、1×3、3×1、2×3等。当使用多个RF阴极时,可偏置工作频率以减少沉积处理过程中的任何干扰。例如,在三个RF阴极配置中,第一RF阴极可在13.56MHz的频率下工作,第二RF阴极可在13.66MHz(+100kHz)的频率下工作,且第三RF阴极可在13.46MHz(-100kHz)的频率下工作。偏差量不需要为+/-100kHz。可基于给定数量的阴极的串扰预防来选择偏差量。
RF阴极通常与介电靶110一起用于晶片上的介电膜沉积。DC阴极通常与金属靶112一起用于在晶片上的介电膜沉积之后的糊化。糊化减少了沉积膜中颗粒形成和瑕疵的机会。具有带RF和DC阴极的处理腔室允许更快地生产晶片,因为糊化和介电沉积可在一个腔室内完成。另外,具有多个相同类型的阴极使得糊化更严重并且沉积速率更快。更快的沉积速率意味着晶片在腔室中花费较少的时间以获得特定的膜厚度。减少腔室内的时间或停留时间的减少导致更少的晶片瑕疵。
在一些实施方式中,金属靶112可由诸如(例如)钽、铝、钛、钼、钨和/或镁这些金属形成。介电靶110可由诸如(例如)氧化钛、氧化钛镁和/或氧化钽镁的金属氧化物形成。可使用其他金属和/或金属氧化物。
处理腔室100还包括基板支撑件130,以支撑基板132。处理腔室100包括开口(未示出)(如,狭缝阀),末端执行器(未示出)可经过开口延伸,以将基板132放置到举升销(未示出)上,举升销用于将基板132降低到基板支撑件130的支撑表面131上。在如图1所示的一些实施方式中,靶110、112基本上相对于支撑表面131平行放置。基板支撑件130包括经由匹配网络134耦接到设置在基板支撑件130中的偏压电极138上的偏压源136。顶部适配器组件142耦接到处理腔室100的腔室主体140的上部并接地。阴极106可具有DC电源108或RF电源102以及相关的磁控管。在使用RF电源102的情况下,RF电源102经由RF匹配网络104耦接到阴极106。
屏蔽件121可旋转地耦接到顶部适配器组件142且由阴极106共享。在一些实施方式中,屏蔽件121包括屏蔽件主体122和屏蔽件顶部120。在一些实施方式中,屏蔽件121具有将屏蔽件主体122和屏蔽件顶部120整合为一体件的外观。在一些实施方式中,屏蔽件121可多于两件。取决于需要同时溅射的靶的数量,屏蔽件121可具有一个或多个孔,以暴露相应的一个或多个靶。屏蔽件121有利地限制或消除在多个靶110、112之间的交叉污染。屏蔽件121经由轴123而旋转地耦接到顶部适配器组件142。轴123经由耦接器119附接到屏蔽件121。另外,由于屏蔽件121是可旋转的,移动通常不会接收糊化的屏蔽件121的区域从而使得现在可糊化这些区域,从而显著减少堆积沉积的剥落和颗粒形成。
致动器116耦接到与屏蔽件121相对的轴123上。如箭头144所示,致动器116配置为旋转屏蔽件121,并如箭头145所示,使屏蔽件121沿着处理腔室100的中心轴线146沿垂直方向上下移动。在处理过程中,屏蔽件121被升高到向上的位置。屏蔽件121的升高位置暴露出在处理步骤过程中使用的靶,并屏蔽了处理步骤过程未使用的靶。升高的位置也将RF处理步骤中的屏蔽件接地。以下参考第6-8图更详细地讨论屏蔽件121的接地。
在一些实施方式中,处理腔室100进一步包括处理气体供应器128,以向处理腔室100的内部容积125供应处理气体。处理腔室100还可包括流体耦接到内部容积125的排放泵124,以从处理腔室100内排放处理气体。在一些实施方式中,例如,处理气体供应器128可在金属靶112已被溅射之后将氧供应到内部容积125。发明人已经观察到因为金属氧化物(如,氧化钽)的溅射产率显著小于金属(如,钽)的溅射产率,所以在金属糊化之后将氧流入到处理腔室100中有利地降低了糊化的金属材料的溅射产率。结果,进一步减少了基板132的污染。
图2描绘了图1中的处理腔室100的一些实施方式中顶部适配器组件200的顶视图。顶部适配器组件200包括适配器250、致动器216和(例如)6个阴极206。顶部配适配器组件200可包括更多或更少数量的阴极206。致动器216提供屏蔽件121的旋转移动和/或垂直移动(如图1所示)。尽管在图2中未显示,但是致动器216可包括多个部件,诸如旋转部件和垂直移动部件。在一些实施方式中,旋转移动由马达(未示出)提供,马达旋转耦接到屏蔽件121的轴223。在一些实施方式中,垂直移动由举升组件(未示出)提供。举升组件可包括(例如)线性致动器或具有轨道的滑块,滑块在垂直或沿Z轴方向上举升和降低屏蔽件121。在一些实施方式中,屏蔽件121可沿Z轴被举升和降低大约0.8英寸。致动器216可与控制屏蔽件121旋转移动的旋转控制器213进行信号通信。致动器216还可与控制屏蔽件121的垂直移动的垂直或Z轴控制器215进行信号通信。旋转控制器213或Z轴控制器215任一者或两者可与中央控制器或中央服务器217进行信号通信,中央控制器或中央服务器217可用于同步和/或校准屏蔽件121的旋转和垂直移动。在一些实施方式中,传感器(未示出)可与控制器213、215、217或致动器216的任一个结合使用,以提供屏蔽件121的精确控制和放置。传感器可提供控制反馈且还允许对多个移动进行多次公差调整,以补偿部件在其寿命期间的磨耗以及撕裂和/或补偿屏蔽件121表面上沉积材料的累积。
参照图1,处理腔室100具有阴极106,阴极106基本上平行于内部容积125的处理腔并且紧邻内部容积125的处理腔。在多阴极配置(诸如3×3配置)的一些实施方式中,在给定的处理操作过程中使用一半(三个)阴极。在沉积过程中使用三个阴极的一些优点包括较高的沉积速率,由于较少积聚在屏蔽件孔处,所以改善了膜质量并且提高了处理套件寿命。在沉积处理过程中,3×3配置的剩余阴极处于未使用状态。发明人发现,由于阴极与内部容积125的处理腔紧密靠近,未使用的阴极辐射磁场影响沉积处理过程。除了与等离子体相互作用之外,还发现磁场可能导致杂散的屏蔽件溅射。磁场相互作用导致沉积膜中的瑕疵和沉积膜的高度不均匀性。发明人此后创造了一种设备,其降低来自未使用阴极的磁辐射,并由此减少瑕疵的数量和尺寸,同时增加沉积膜的均匀性。藉由减少/消除磁场对等离子体和溅射的影响实现了这些优点。下面更详细地讨论设备的不同实施方式。
图3描绘了根据本原理的一些实施方式的多阴极处理腔室的屏蔽件300的视图。屏蔽件300包括屏蔽件主体322和具有安装臂356的屏蔽件顶部320。屏蔽件300可用其他配置(图3中未示出)取代,诸如(例如)1×1、2×2、4×4、5×5、1×2、1×3、2×3等。在一些实施方式中,屏蔽件顶部320与屏蔽件主体322集成为一体件。在其他实施方式中,屏蔽件顶部320与屏蔽件主体322是分立的且可独立地与屏蔽件主体322分离以便更换。在一些实施方式中,屏蔽件300可多于两件。屏蔽件顶部322具有至少一个孔352(图3中所示为三个孔),至少一个孔352允许至少一个靶暴露于图1所示的处理腔室100的内部容积125。安装臂356包括至少一个分流器354和耦接器319。安装臂356与屏蔽件顶部320啮合,以将屏蔽件300固定在处理腔室100内适当位置。耦接器319与顶部适配器组件142的致动器116的轴123连接,以允许屏蔽件300旋转并沿Z轴上移动。安装臂356可为屏蔽件顶部320或屏蔽件主体322的整体部分。安装臂356也可为如图3所示的分立部件。屏蔽件300藉由允许屏蔽件300的至少相当大的一部分被糊化而减少颗粒形成。
分流器354由抑制磁辐射渗透到内部容积125的材料形成。可基于材料的磁导率选择材料。在一些实施方式中,可使用不锈钢变体,诸如(例如)410不锈钢。在其他实施方式中,可使用具有高磁导率的材料,诸如(例如)镍-铁合金材料。市售的镍铁合金材料的例子是由Mu-金属变体制成的材料。有多家公司提供可在本原理的一些实施方式中使用的Mu-金属的专有配方。分流器354的数量可取决于在处理步骤过程中要被屏蔽的靶的数量。在3×3配置(3个RF阴极和3个DC阴极)中,在任何给定的处理步骤过程中,三个靶被分流。图3所示的3×3配置的安装臂356具有与屏蔽件顶部320的孔352交替的三个分流器354。在其他多个实施方式中可找到孔352和分流器354间距的其他配置。图3中所示的孔352和分流器354的交替图案不是必需的。在一些实施方式中,分流器可与另一个分流器相邻。分流器354也可独立于安装臂356而更换。在一些实施方式中,由于需要不同分流器材料,分流器尺寸或分流器位置的不同配置和/或不同处理,所以更换分流器354可能是期望的。
图4图解根据本原理的一些实施方式的在阴极406附近具有分流器454的处理腔室400的局部示意图。处理腔室400包括顶部适配器组件442,顶部适配器组件442容纳具有磁体470和靶409的阴极406。已经旋转并升高屏蔽件421,使得安装臂456中的分流器454与靶409啮合。分流器454现在处于沉积处理位置。分流器454可或可不完全地与阴极406的靶409接触。分流器454的尺寸和相对于靶的位置显著减少来自阴极406的磁体470的磁辐射。尺寸和位置可取决于制作分流器454的材料以及由磁体470产生的磁场的强度。在沉积过程中,内部容积125内的磁场的减小允许在沉积过程中更大的均匀性控制。可获得小于大约2%的电阻率区域(RA)不均匀(NU)量,其中一些实施方式达到大约1.5%或更小。
图5显示了根据本原理的一些实施方式的具有来自阴极506附近屏蔽件521的孔552的处理腔室500的局部示意图。处理腔室500包括顶部适配器组件542,顶部适配器组件542容纳具有磁体570和靶509的阴极506。已经旋转并升高屏蔽件521,使得屏蔽件顶部520中的孔552与靶509啮合。孔552现在处于允许靶509与等离子体相互作用的沉积处理位置。孔552包围靶509,在靶509周围形成间隙558。间隙558在靶509周围产生暗空间,暗空间在沉积过程中防止等离子体形成。间隙宽度与间隙高度的宽高比保持一个数值,该数值下抑制火花形成并因此抑制等离子体形成。宽高比可(例如)藉由调整屏蔽件顶部520的厚度、孔552与靶509的啮合量以及孔552的尺寸来调整。在一些实施方式中,间隙宽度可为大约六万分之一到大约八万分之一英寸。屏蔽件521的Z轴移动允许藉由控制靶509突出到孔552内的距离准确控制暗空间的形成。在图5中,屏蔽件顶部520的底面555已经被升高超过靶559的内部容积表面553。其他实施方式可限制屏蔽件521的升高,使得屏蔽件顶部520的底面555和靶509的内部容积面553大致共面。
在一些实施方式中,如图1所示的处理腔100可包括如图6所示的顶部适配器组件600。显示了顶部适配器组件600的适配器650内底面672。顶部适配器组件600包括在内底面672上的多个接地回路662。当屏蔽件处于被升起或处理位置时,接地回路662提供了屏蔽件121到图1顶部适配器组件142的效果更好的接地。当使用RF电源时,接地回路662有利地藉由使等离子体与屏蔽件121之间的能量最小化来防止屏蔽件121带负电。由此,屏蔽件被溅射的可能性进一步降低。接地回路662周向地定位于暴露在内底面672上的多个靶660。尽管图6图解接地回路662部分地包围靶660,但是在其他实施方式中,接地回路662可完全包围靶660,或甚至具有更少的部分包围接地回路662。在一些实施方式中,接地回路662也周向地围绕轴623定位以与屏蔽件121耦接。接地回路662的数量可为一个或多个。例如,接地回路662可仅限于轴623。在一些实施方式中,轴623可被排除,且只有靶660可具有接地回路662。在一些实施方式中,邻近于每一个其他靶放置接地回路662。
图7描绘了根据本原理的一些实施方式的图6顶部适配器组件600的部分底视图。在一些实施方式中,顶部适配器组件600的适配器750部分底面772包括接地回路762,接地回路762具有周向地定位在靶760附近的多个接触点764。多个接触点764提供用于啮合屏蔽件的柔顺面。在图8中,显示了用于图7接地回路的接触点800的示意图。在一些实施方式中,接触点800包括具有多个柔性接触面866的接触主体864。当可旋转屏蔽件返回(升高)到处理位置时,屏蔽件的顶部与柔性接触面866电接触,使接触主体864弹性变形。接触主体864的弹性变形向屏蔽件的顶部提供压力,以确保用于RF返回路径的屏蔽件和适配器之间的电连续性。接触主体864具有紧固件868,紧固件868保持接触主体864与接地回路的接地回路迹线880电连通。紧固件868可包括(例如)螺钉、螺栓、导电接合材料、铆钉、硬焊、软焊以及任何其他紧固技术。接地回路迹线880与适配器的底面872接触。
尽管前述内容涉及本原理的多个实施方式,但是可在不背离本发明的基本范围的情况下设计原理的其他和进一步的实施方式。

Claims (15)

1.一种处理腔室,包含:
腔室主体,界定内部容积;
基板支撑件,支撑所述内部容积内的基板;
多个阴极,耦接到所述腔室主体并具有多个靶;以及
屏蔽件,可旋转地耦接到所述腔室主体的上部,并具有至少一个孔以暴露过程中待溅射的多个靶的至少一个且具有设置在屏蔽件顶侧以容纳和屏蔽在过程中不被溅射的多个靶的至少另一个的至少一个分流器,
其中所述屏蔽件构造成围绕所述处理腔室的中心轴线旋转并沿着所述处理腔室的中心轴线线性移动。
2.根据权利要求1所述的处理腔室,其中所述多个阴极包括三个RF阴极和三个DC阴极。
3.根据权利要求1所述的处理腔室,其中所述多个靶平行于所述基板支撑件设置。
4.根据权利要求3所述的处理腔室,其中所述多个靶包括六个靶。
5.根据权利要求4所述的处理腔室,其中所述六个靶包括三个介电靶和三个金属靶。
6.根据权利要求5所述的处理腔室,其中所述屏蔽件包括三个不相邻的孔。
7.根据权利要求4所述的处理腔室,其中所述六个靶包括两个相邻的介电靶、由第一金属形成的两个相邻的第一金属靶以及由第二金属形成的两个相邻的第二金属靶。
8.根据权利要求1所述的处理腔室,进一步包含:
腔室主体适配器,耦接到所述腔室主体的上部,其中所述腔室主体适配器接地;以及
多个接地回路,具有设置在所述屏蔽件和所述腔室主体适配器之间的多个柔性接触面,以使所述屏蔽件接地。
9.一种处理腔室,包含:
腔室主体,界定内部容积;
腔室主体适配器,耦接到所述腔室主体的上部,其中所述腔室主体适配器接地;
基板支撑件,支撑所述内部容积内的基板;
多个阴极,与所述腔室主体适配器耦接并具有多个靶;
屏蔽件,可旋转地耦接到所述腔室主体适配器并具有至少一个孔以暴露过程中待溅射的多个靶的至少一个且具有设置在屏蔽件顶侧以容纳和屏蔽在过程中不被溅射的多个靶的至少另一个的至少一个分流器,其中所述屏蔽件构造成围绕所述处理腔室的中心轴线旋转并沿着所述处理腔室的中心轴线线性移动;以及
多个接地回路,具有设置在所述屏蔽件与所述腔室主体适配器之间的多个柔性接触面以使所述屏蔽件接地,
其中所述多个靶包括至少一个介电靶和至少一个金属靶。
10.根据权利要求9所述的处理腔室,其中所述多个靶包括六个靶。
11.根据权利要求10所述的处理腔室,其中所述六个靶包括三个介电靶和三个金属靶。
12.根据权利要求9所述的处理腔室,其中所述分流器由基于Mu-金属或不锈钢的材料制成。
13.一种用于在处理腔室中处理多个基板的设备,包含:
屏蔽件,构造成可旋转地耦接到所述处理腔室的腔室主体,所述屏蔽件具有至少一个孔以暴露过程中待溅射的多个靶的至少一个且具有至少一个分流器以屏蔽不被溅射的多个靶的至少一个,其中所述屏蔽件构造成围绕所述处理腔室的中心轴线旋转并沿着所述处理腔室的中心轴线线性移动。
14.根据权利要求13所述的设备,其中所述屏蔽件具有支撑所述至少一个分流器的安装臂。
15.根据权利要求14所述的设备,其中所述安装臂可从所述屏蔽件移除。
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI774375B (zh) 2016-07-27 2022-08-11 美商應用材料股份有限公司 具多層吸收劑的極紫外遮罩坯料及製造方法
TW202026770A (zh) 2018-10-26 2020-07-16 美商應用材料股份有限公司 用於極紫外線掩模吸收劑的ta-cu合金材料
US11194244B2 (en) 2018-12-21 2021-12-07 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber and processes for manufacture
TW202035792A (zh) 2019-01-31 2020-10-01 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩吸收體材料
TWI828843B (zh) 2019-01-31 2024-01-11 美商應用材料股份有限公司 極紫外線(euv)遮罩素材及其製造方法
US11249390B2 (en) 2019-01-31 2022-02-15 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber materials
TW202043905A (zh) 2019-03-01 2020-12-01 美商應用材料股份有限公司 物理氣相沉積系統與處理
TWI818151B (zh) 2019-03-01 2023-10-11 美商應用材料股份有限公司 物理氣相沉積腔室及其操作方法
US11639544B2 (en) 2019-03-01 2023-05-02 Applied Materials, Inc. Physical vapor deposition system and processes
TW202104666A (zh) 2019-05-22 2021-02-01 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩吸收劑材料
US11275304B2 (en) 2019-05-22 2022-03-15 Applied Materials Inc. Extreme ultraviolet mask absorber matertals
TWI836072B (zh) 2019-05-22 2024-03-21 美商應用材料股份有限公司 具有嵌入吸收層之極紫外光遮罩
TWI836073B (zh) 2019-05-22 2024-03-21 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩坯體及其製造方法
TW202104667A (zh) 2019-05-22 2021-02-01 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩吸收材料
KR20210006725A (ko) * 2019-07-09 2021-01-19 삼성전자주식회사 스퍼터링 장치 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법
US11385536B2 (en) 2019-08-08 2022-07-12 Applied Materials, Inc. EUV mask blanks and methods of manufacture
TW202122909A (zh) 2019-10-25 2021-06-16 美商應用材料股份有限公司 減少極紫外遮罩毛坯缺陷之方法
US11630385B2 (en) 2020-01-24 2023-04-18 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber materials
TWI817073B (zh) 2020-01-27 2023-10-01 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩坯體硬遮罩材料
US20210230739A1 (en) * 2020-01-27 2021-07-29 Applied Materials, Inc. Physical Vapor Deposition Apparatus And Methods With Gradient Thickness Target
TW202131087A (zh) 2020-01-27 2021-08-16 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩吸收劑材料
TW202129401A (zh) 2020-01-27 2021-08-01 美商應用材料股份有限公司 極紫外線遮罩坯體硬遮罩材料
TW202141165A (zh) 2020-03-27 2021-11-01 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩吸收材料
US11489110B2 (en) * 2020-04-10 2022-11-01 Applied Materials, Inc. Methods for treating magnesium oxide film
TWI836207B (zh) 2020-04-17 2024-03-21 美商應用材料股份有限公司 極紫外光遮罩吸收材料
US11300871B2 (en) 2020-04-29 2022-04-12 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber materials
US11443921B2 (en) * 2020-06-11 2022-09-13 Applied Materials, Inc. Radio frequency ground system and method
US11609490B2 (en) 2020-10-06 2023-03-21 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber materials
US11513437B2 (en) 2021-01-11 2022-11-29 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber materials
US11592738B2 (en) 2021-01-28 2023-02-28 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet mask absorber materials
US11815803B2 (en) 2021-08-30 2023-11-14 Applied Materials, Inc. Multilayer extreme ultraviolet reflector materials
US11782337B2 (en) 2021-09-09 2023-10-10 Applied Materials, Inc. Multilayer extreme ultraviolet reflectors
US20230260770A1 (en) * 2022-02-16 2023-08-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Semiconductor tool for copper deposition

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4385979A (en) * 1982-07-09 1983-05-31 Varian Associates, Inc. Target assemblies of special materials for use in sputter coating apparatus
US20020108571A1 (en) * 1997-03-17 2002-08-15 Russell Black Heated and cooled vacuum chamber shield
US20060231392A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 Ravi Mullapudi Cross-contaminant shield in sputtering system
JP2010126789A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Shibaura Mechatronics Corp スパッタ成膜装置
JP2012149339A (ja) * 2010-12-28 2012-08-09 Canon Anelva Corp スパッタリング装置、及び電子デバイスの製造方法
JP2012201971A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Shibaura Mechatronics Corp 成膜装置
US20130048494A1 (en) * 2010-03-29 2013-02-28 Ulvac, Inc. Sputtering device
CN103635603A (zh) * 2011-09-09 2014-03-12 佳能安内华股份有限公司 成膜装置
CN104169456A (zh) * 2012-03-14 2014-11-26 佳能安内华股份有限公司 溅镀装置
CN106133877A (zh) * 2014-03-31 2016-11-16 应用材料公司 具有多阴极的沉积系统及其制造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030173217A1 (en) * 2002-03-14 2003-09-18 Sputtering Components, Inc. High-power ion sputtering magnetron
JP2003282381A (ja) 2002-03-22 2003-10-03 Canon Inc シミュレーション方法、記録媒体、薄膜形成方法およびスパッタ成膜装置
US6846396B2 (en) * 2002-08-08 2005-01-25 Applied Materials, Inc. Active magnetic shielding
JP2005195348A (ja) 2003-12-26 2005-07-21 Nikon Corp 照明光学装置
JP2010128789A (ja) 2008-11-27 2010-06-10 Nec Corp 携帯端末、アラーム通知方法、及びプログラム
WO2011026129A2 (en) 2009-08-31 2011-03-03 Lam Research Corporation Radio frequency (rf) ground return arrangements
US20140272684A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Applied Materials, Inc. Extreme ultraviolet lithography mask blank manufacturing system and method of operation therefor
US10431440B2 (en) * 2015-12-20 2019-10-01 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for processing a substrate

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4385979A (en) * 1982-07-09 1983-05-31 Varian Associates, Inc. Target assemblies of special materials for use in sputter coating apparatus
US20020108571A1 (en) * 1997-03-17 2002-08-15 Russell Black Heated and cooled vacuum chamber shield
US20060231392A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 Ravi Mullapudi Cross-contaminant shield in sputtering system
JP2010126789A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Shibaura Mechatronics Corp スパッタ成膜装置
US20130048494A1 (en) * 2010-03-29 2013-02-28 Ulvac, Inc. Sputtering device
JP2012149339A (ja) * 2010-12-28 2012-08-09 Canon Anelva Corp スパッタリング装置、及び電子デバイスの製造方法
JP2012201971A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Shibaura Mechatronics Corp 成膜装置
CN103635603A (zh) * 2011-09-09 2014-03-12 佳能安内华股份有限公司 成膜装置
CN104169456A (zh) * 2012-03-14 2014-11-26 佳能安内华股份有限公司 溅镀装置
CN106133877A (zh) * 2014-03-31 2016-11-16 应用材料公司 具有多阴极的沉积系统及其制造方法

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Publication number Publication date
TWI780110B (zh) 2022-10-11
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