JP2019502030A - 基板を処理するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
誘電体PVDスパッタリングは、半導体産業において、例えば、抵抗変化型ランダムアクセスメモリ(ReRAM)および導電性ブリッジランダムアクセスメモリ(CBRAM)のフィラメント用のハフニウム酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム酸化物、STT−RAMバリア層用のマグネシウム酸化物、画像センサの反射防止膜用のタンタル酸化物およびチタン酸化物などの多くの用途を有する。誘電体材料は、金属の導電性ターゲットが使用され、酸素または窒素プラズマと反応させて誘電体を堆積させる反応性スパッタリングを使用して、あるいはターゲット材料を基板上に直接スパッタリングするためにRF電力(容量性結合または誘導性結合)を用いる複合非導電性ターゲットを使用して堆積させることができる。第2の方法は、典型的には、誘導体堆積中の基板の酸化または窒化が望ましくない用途に使用され、そのような用途において反応性ガスの使用を排除する。反応性スパッタリングを使用して誘電体膜を生成する技法は存在するが、本発明者らは、プロセスキットの寿命が進むにつれ堆積速度が変動すること、欠陥性能が悪化すること、均一性が悪化することを含め、RFプラズマを使用した直接誘電体ターゲットスパッタリングが直面する多くの課題が依然としてあることに気づいた。
上記の問題に対処するために、角度付けされたマルチカソードチャンバが使用される。誘導体ターゲットがRF電源に接続され、金属ターゲットがDC電源に接続される。スパッタリング中のターゲット間の相互汚染を回避するために回転シールドが使用される。金属ターゲットの目的は、シールドをペーストして、誘電体被膜によって引き起こされる接地損失による堆積速度を回復することである。金属ペーストは、シールド上の誘電体粒子の剥脱および剥離を防止するのにも役立つ。
したがって、本発明者らは、基板を処理するための改良された方法および装置の実施形態を提供した。
上で簡単に要約され、以下でより詳細に論じる本開示の実施形態は、添付図面に表される本開示の例示的な実施形態を参照することによって理解され得る。しかしながら、添付図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示し、したがって、範囲を限定していると考えられるべきではなく、その理由は本開示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である。
基板を処理する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、有利には、ターゲット寿命を改善し、洗浄前に必要な期間を延長し、ターゲット間の相互汚染を実質的に最小限に抑えまたは排除しながら堆積速度の変動を軽減することができる。
一部の実施形態では、プロセスチャンバ100は、シールドが格納位置にあるときに、接地されたチャンバ本体アダプタ108へのシールド116の接地の改善を行う複数の接地リング144を含む。RF接地リング144は、有利には、プラズマとシールドとの間のエネルギーを最小にすることによってシールド116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リングされる可能性がさらに低減する。
図3は、本開示の一部の実施形態によるプロセスチャンバの上方部分の拡大図を表す。図1のプロセスチャンバ100の対応する要素と同一または同様の図3のプロセスチャンバの要素は、同一の参照記号で参照される。そのため、これらの要素の説明は、ここでは省略される。図3に示すように、代替として、平坦な配向を有するシールド316が、図1に示すプロセスチャンバ100の角度付けされたシールド116の代わりに使用されてもよい。図3に示す実施形態では、ターゲット104、106は、支持表面134と平行である。一部の実施形態では、図3に示すように、ターゲット104、106は、共平面である。
前述の事項は、本開示の実施形態を対象としているが、本開示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せずに考案され得る。
Claims (15)
- 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、
前記内部容積内部で基板を支持する基板支持体と、
前記チャンバ本体アダプタに結合され、前記基板上にスパッタリングされる対応する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、スパッタリング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つを露出させる少なくとも1つの孔、およびスパッタリング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つを収容する少なくとも1つのポケットを有するシールドであって、前記プロセスチャンバの中心軸の周りで回転し、前記中心軸に沿って直線的に移動するように構成された、シールドと、
を備える、プロセスチャンバ。 - 前記複数のターゲットのそれぞれが前記基板支持体に対して所定の角度で配置されている、請求項1に記載のプロセスチャンバ。
- 所定のプロセスガスを供給するために前記プロセスチャンバに結合されたプロセスガス供給部、
をさらに備える、請求項1に記載のプロセスチャンバ。 - 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複数の接地リング、
をさらに備える、請求項1に記載のプロセスチャンバ。 - 前記複数のターゲットのそれぞれが前記基板支持体と平行に配置されている、請求項1から4までのいずれか1項に記載のプロセスチャンバ。
- 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5に記載のプロセスチャンバ。
- 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6に記載のプロセスチャンバ。
- 前記シールドが3つの隣接しない孔を含む、請求項7に記載のプロセスチャンバ。
- 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、第1の金属から形成された2つの隣接する第1の金属ターゲット、および第2の金属から形成された2つの隣接する第2の金属ターゲットを含む、請求項6に記載のプロセスチャンバ。
- 前記シールドが2つの隣接する孔を含む、請求項9に記載のプロセスチャンバ。
- 前記シールドが複数の前記複数のターゲットを露出させる複数の孔を含む、請求項1から4までのいずれか1項に記載のプロセスチャンバ。
- 前記シールドが複数の前記複数のターゲットを収容する複数のポケットをさらに含む、請求項11に記載のプロセスチャンバ。
- 前記複数のターゲットのそれぞれが実質的に共平面の構成で前記基板支持体と平行に配置され、前記シールドが前記複数のターゲットと平行な平坦な配向を有する、請求項1から4までのいずれか1項に記載のプロセスチャンバ。
- プロセスチャンバの基板支持体上に配置された基板を処理するための方法であって、
前記基板の反対側でシールドの裏側に形成されたポケットに配置された第2のターゲットをカバーしながら、前記シールドの孔を介して第1のターゲットを露出させるように前記プロセスチャンバ内部に配置された前記シールドを位置決めするステップと、
前記第1のターゲットから第1の材料をスパッタリングするステップと、
前記シールドの前記裏側に形成された前記ポケットまたは第2のポケットに配置された前記第1のターゲットをカバーしながら、前記シールドの前記孔を介して第2のターゲットを露出させるように前記シールドを回転させるステップと、
前記第2のターゲットから第2の材料をスパッタリングするステップと、
を含む、方法。 - 前記第1のターゲットが誘導体ターゲットであり、前記第2のターゲットが金属ターゲットであり、
前記第1の材料をスパッタリングする前に、前記シールドの前記孔を介して前記誘導体ターゲットを露出させるように前記シールドを回転させ、前記シールドを前記プロセスチャンバの中心軸に沿って前記基板支持体から離れるように格納位置まで上方に移動させるステップと、
前記第1の材料を前記基板の表面上にスパッタリングするステップと、
前記基板を前記プロセスチャンバから除去するステップと、
前記シールドを前記中心軸に沿って前記基板支持体に向かって下方に移動させ、前記シールドの前記孔を介して前記金属ターゲットを露出させるように前記シールドを回転させ、前記シールドを前記中心軸に沿って前記格納位置まで上方に移動させるステップと、
前記金属ターゲットからの金属材料を前記プロセスチャンバの内部表面上にペーストするステップと、
前記ペーストされた金属材料を酸化させるために前記プロセスチャンバ内に酸素を流すステップと、
をさらに含む、請求項14に記載の方法。
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