JP5784703B2 - 回転磁石組立体及び中心に供給されるｒｆ電力を有する物理蒸着チャンバ - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、一般に、物理蒸着処理器具に関する。

半導体の処理において、物理蒸着（ＰＶＤ）は、基板の上に材料を堆積するために従来から用いられているプロセスである。従来のＰＶＤプロセスは、ソース材料を含むターゲットにプラズマからのイオンを衝突させて、ソース材料をターゲットからスパッタリングすることを含む。放出されたソース材料を、基板上に形成された負電圧又はバイアスによって基板に向けて加速することができ、その結果、基板の上にソース材料が堆積される。幾つかのプロセスにおいては、ソース材料の堆積の後で、堆積された材料をプラズマからのイオンを基板に衝突させることによって再スパッタリングすることができ、これにより、基板のまわりでの材料の再分配が促進される。ＰＶＤプロセスの間、ターゲットの背面の近くでマグネトロンを回転させて、プラズマの均一性を助長することができる。

幾つかの従来の高周波（ＲＦ）ＰＶＤプロセスチャンバは、ターゲットに結合した電気フィードを介してターゲットにＲＦエネルギーを供給する。本発明者らは、ターゲットに結合したＲＦエネルギーを有する従来のＰＶＤチャンバ内の堆積プロセスが、被処理基板上にしばしば不均一な堆積プロファイルを生じさせることを発見した。

従って、本発明者らは、ＰＶＤプロセスチャンバ内の被処理基板上により均一な堆積プロファイルをもたらすことができる、ＰＶＤプロセスのための改善された方法及び装置を提供する。

本発明の実施形態は、基板の物理蒸着（ＰＶＤ）処理のための改善された方法及び装置を提供する。幾つかの実施形態において、物理蒸着（ＰＶＤ）のための装置は、基板上に堆積されるソース材料を含むターゲット、ターゲットの背面に向き合って配置され、ターゲットの周縁部に沿ってターゲットに電気的に結合された対向するソース分配板、及び、ターゲットの背面とソース分配板との間に配置された空胴を有する、ターゲット組立体と、ターゲットの中心軸に一致する点においてソース分配板に結合した電極と、空胴内に配置された、ターゲット組立体の中心軸に位置合わせされた回転軸を有する回転可能な磁石を含み、電極を通して駆動されないマグネトロン組立体と、を含むことができる。

幾つかの実施形態において、物理蒸着（ＰＶＤ）のための装置は、基板支持体が内部に配置されたプロセスチャンバと、プロセスチャンバの内部に基板支持体の支持面に面して配置された、基板上に堆積されるソース材料を含むターゲット、ターゲットの背面に向き合って配置され、ターゲットの周縁部に沿ってターゲットに電気的に結合された対向するソース分配板、及び、ターゲットの背面とソース分配板との間に配置された空胴を有する、ターゲット組立体と、ターゲットの中心軸に一致する点においてソース分配板に結合した電極と、電極に結合された、ＲＦエネルギーをターゲットに供給するためのＲＦ電源と、空胴内に配置された、ターゲット組立体の中心軸に位置合わせされた回転軸を有する回転可能な磁石を含み、電極を通して駆動されないマグネトロン組立体と、を含むことができる。

幾つかの実施形態において、物理蒸着（ＰＶＤ）のための装置は、基板支持体が内部に配置されたプロセスチャンバと、プロセスチャンバの内部に基板支持体の支持面に面して配置された、基板上に堆積されるべきソース材料を含むターゲット、ターゲットの背面に向き合って配置され、ターゲットの周縁部に沿ってターゲットに電気的に結合された対向するソース分配板、及び、ターゲットの背面とソース分配板との間に配置された空胴を有するターゲット組立体と、ターゲット組立体の周りに該ターゲット組立体から離間して配置された接地シールドと、接地シールドとソース分配板との間に結合し、ターゲットの中心軸に対して軸対称パターンで配置された、複数の誘電体スペーサと、接地シールド内の開口部を貫通する、ターゲットの中心軸と一致する点においてソース分配板に結合した電極と、電極に結合された、ＲＦエネルギーをターゲットに供給するためのＲＦ電源と、空胴内に配置された、ターゲット組立体の中心軸に位置合わせされた回転軸を有する回転可能な磁石を含み、電極を通して駆動されないマグネトロン組立体と、を含むことができる。

本発明の他の及びさらに別の実施形態は、以下で説明される。

上で簡単に概説され、以下でより詳細に論じられる本発明の実施形態は、添付図面に示される本発明の例示的な実施形態を参照することにより理解することができる。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示したものであり、本発明はその他の均等に有効な実施形態を認めることができるので、従って、その範囲を限定するものとして考えられるべきものではないことに留意されたい。

本発明の幾つかの実施形態による物理蒸着チャンバの単純化された断面図を示す。 本発明の幾つかの実施形態によるターゲット組立体の部分等角図を示す。 本発明の幾つかの実施形態による物理蒸着チャンバの単純化された断面図を示す。

理解を容易にするため、図面間で共通する同一の要素を示すために、可能な場合には同一の参照符号を用いた。図面は、縮尺通りに描かれたものではなく、分かり易くするために単純化されているものもある。１つの実施形態の要素及び特徴を、さらに詳しく述べることなく、他の実施形態に有益に組み入れることができることが意図される。

本明細書において、基板の物理蒸着（ＰＶＤ）プロセスのための方法及び装置が提供される。幾つかの実施形態において、本明細書で説明される本発明の方法及び装置によれば、改善された方法及び装置は、被処理基板上により均一な堆積プロファイルを生じさせることができる。本発明の装置の実施形態は、ＰＶＤプロセスチャンバ内のターゲットへのＲＦ電力の結合を、チャンバ内のターゲットに近接する電磁場がより均一になるようにさせ、そのことにより、被処理基板上でのターゲット材料のより均一な分布を助長することができることが有利である。

図１は、本発明の幾つかの実施形態によるＰＶＤチャンバ１００の単純化された断面図である。好適なＰＶＤチャンバの例としては、両方とも、カリフォルニア州サンタクララ所在のＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＡＬＰＳ（登録商標）ＰＬＵＳ及びＳＩＰ ＥＮＣＯＲＥ（登録商標）ＰＶＤ処理チャンバが挙げられる。Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．又は他の製造業者から入手されるその他のプロセスチャンバも、本明細書に開示される本発明の装置に従う改造からの利益を得ることができる。

本発明の幾つかの実施形態において、ＰＶＤチャンバ１００は、プロセスチャンバ１０４の上に配置されたターゲット組立体１０２を含む。プロセスチャンバ１０４は、基板１０８をその上で受けるための基板支持体１０６を含む。基板支持体１０６は、接地された包囲壁１１０内に配置することができ、この包囲壁は、ターゲット１１４の上方のターゲット組立体１０２の少なくとも幾らかの部分を覆う、チャンバ壁（図示されるような）又は接地されたシールド、例えば、接地シールド１１２とすることができる。幾つかの実施形態（図示せず）においては、接地シールド１１２は、基板支持体１０６も囲むように、ターゲット１１４の下方まで延ばすことができる。

基板支持体１０６は、ターゲット１１４の主面に面した材料受け面を有し、スパッタ被覆されることになる基板１０８を、ターゲット１１４の主面と対向する平面位置で支持する。基板支持体１０６は、基板１０８をプロセスチャンバ１０４の中央領域１２０内に支持することができる。中央領域１２０は、処理の間の基板支持体１０６の上方領域（例えば、ターゲット１１４と処理位置にあるときの基板支持体１０６との間）として定められる。

幾つかの実施形態において、基板支持体１０６は、底部チャンバ壁１２４に接続されたベロー１２２を通って垂直方向に可動とすることができ、基板１０８を、プロセスチャンバ１０４の下方部分にあるロードロック弁（図示せず）を通して基板支持体１０６上に移送すること、及び、その後で堆積又は処理位置まで持ち上げることを可能にする。１種又はそれ以上の処理ガスを、ガス源１２６から質量流量制御装置１２８を通して、プロセスチャンバ１０４の下部の中へと供給することができる。プロセスチャンバ１０４の内部を排気するため、及び、プロセスチャンバ１０４の内側の所望の圧力を維持することを促進するために、排気ポート１３０を設け、弁１３２を介してこれをポンプ（図示せず）に結合することができる。

基板１０８上に負のＤＣバイアスを誘導するために、ＲＦバイアス電源１３４を基板支持体１０６に結合することができる。それに加えて、幾つかの実施形態においては、処理中に、負のＤＣ自己バイアスが基板１０８上に形成されることがある。例えば、ＲＦバイアス電源１３４により供給されるＲＦエネルギーは、約２ＭＨｚから約６０ＭＨｚまでの周波数範囲とすることができ、例えば、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、又は６０ＭＨｚといった、非限定的な周波数を用いることができる。他の用途においては、基板支持体１０６を接地することもでき、又は電気的に浮動状態のままにすることもできる。代替的に、又は組み合わせて、ＲＦバイアス電力が所望されないことがある用途に関して基板１０８上の電圧を調整するために、キャパシタンス同調器１３６を基板支持体１０６に結合することができる。

幾つかの実施形態において、プロセスチャンバ１０４は、接地された導電性アルミニウム製アダプタ１１６のレッジ１４０に接続された、接地された底部シールド１３８をさらに含むことができる。暗部シールド１４２は、接地底部シールド１３８上で支持することができ、ねじ又は他の適切な方式で接地底部シールド１３８に締結することができる。接地底部シールド１３８と暗部シールド１４２との間の金属製のねじ切りされた接続部は、これら２つのシールド１３８、１４２を接地導電性アルミニウム製アダプタ１１６に接地させる。接地導電性アルミニウム製アダプタ１１６自体は、アルミニウム製チャンバ側壁１１０に対して封止され、接地される。両シールド１３８、１４２とも、典型的には、硬質の非磁性ステンレス鋼から形成される。

底部シールド１３８は下方に延びており、概ね一定の直径を有する概ね管状の部分１４４を含むものとすることができる。底部シールド１３８は、接地導電性アルミニウム製アダプタ１１６の壁及びチャンバ壁１１０に沿って、基板支持体１０６の上面より下方まで下向きに延びており、基板支持体１０６の上面に達するまで上向きに戻る（例えば、底部にＵ字形部分を形成する）。カバー・リング１４８は、基板支持体１０６がその下方ロード位置にあるときには、底部シールド１３８の上向きに延びる内側部分１５０の上部に載っているが、基板支持体１０６が上方堆積位置にあるときには、基板支持体１０６の外周上に載り、基板支持体１０６をスパッタ堆積から保護する。追加の堆積リング（図示せず）を用いて、基板１０８の周縁を堆積から遮蔽することができる。

幾つかの実施形態において、基板支持体１０６とターゲット１１４との間に選択的に磁場をかけるために、磁石１５２をプロセスチャンバ１０４の周りに配置することができる。例えば、図１に示されるように、磁石１５２は、チャンバ壁１１０の外側の周りに、処理位置にあるときの基板支持体１０６のすぐ上の領域に配置することができる。幾つかの実施形態において、磁石１５２は、付加的に又は代替的に、他の位置に、例えば接地導電性アルミニウム製アダプタ１１６に隣接して、配置することができる。磁石１５２は、電磁石とすることができ、電磁石が発生させる磁場の大きさを制御するための電源（図示せず）に結合することができる。

ターゲット組立体１０２は、電極１５４に接続されたＲＦ電源１８２を有する。ＲＦ電源１８２は、ＲＦ発生器と、例えば動作中に反射してＲＦ発生器に戻る反射ＲＦエネルギーを最小にするための、整合回路とを含むことができる。例えば、ＲＦ電源１８２により供給されるＲＦエネルギーは、約１３．５６ＭＨｚから約１６２ＭＨｚ又はそれ以上の周波数範囲とすることができる。例えば、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、又は１６２ＭＨｚといった、非限定的な周波数を用いることができる。本発明者らは、中央に配置されたマグネトロンシャフトを取り囲む管状カラーにＲＦエネルギーを結合することによって処理の均一性のある程度の改善を得ることができるとはいえ、より高い周波数を有するＲＦエネルギーを結合した場合には、プロセスの均一性が予期せぬほど低下することを発見した。詳細には、印加されるＲＦエネルギーの周波数が高くなるにつれて、処理の均一性が低下する。本発明者らは、ターゲットの中心軸に対して一直線に軸方向に配置された小直径の電極を用いてＲＦエネルギーをターゲット組立体に結合することにより、マグネトロン駆動機構がターゲット組立体に対して軸対称ではない位置に移動した場合でさえも、プロセスの均一性の向上を得ることができることを発見した。

幾つかの実施形態において、第２のエネルギー源１８３をターゲット組立体１０２に結合して、処理中に追加のエネルギーをターゲット１１４に与えることができる。幾つかの実施形態において、第２のエネルギー源１８３は、例えばターゲット材料のスパッタリング速度（従って、基板上の堆積速度）を高めるための、ＤＣエネルギーを供給するＤＣ電源とすることができる。幾つかの実施形態において、第２のエネルギー源１８３は、ＲＦエネルギーを、例えばＲＦ電源１８２によって供給されるＲＦエネルギーの第１の周波数とは異なる第２の周波数で供給する、ＲＦ電源１８２と同様の第２のＲＦ電源とすることができる。第２のエネルギー源１８３がＤＣ電源である実施形態においては、第２のエネルギー源は、ＤＣエネルギーをターゲット１１４に電気的に結合するのに適した任意の位置、例えば、電極１５４又はその他のある種の導電性部材（例えば、後述のソース分配板１５８など）において、ターゲット組立体１０２に結合することができる。第２のエネルギー源１８３が第２のＲＦ電源である実施形態においては、第２のエネルギー源は、電極１５４を介してターゲット組立体１０２に結合することができる。

電極１５４は、円筒形又はそれ以外の棒状のものとすることができ、ＰＶＤチャンバ１００の中心軸１８６に位置合わせすることができる（例えば、電極１５４は、ターゲットの中心軸と一致する点においてターゲット組立体と結合することができ、これは中心軸１８６と一致する）。ＰＶＤチャンバ１００の中心軸１８６に位置合わせされた電極１５４は、ＲＦ源１８２からのＲＦエネルギーをターゲット１１４に軸対称な方式で印加することを促進する（例えば、電極１５４は、ＲＦエネルギーをＰＶＤチャンバの中心軸に位置合わせされた「一点」においてターゲットに結合することができる）。電極１５４の中心的配置は、基板堆積プロセスにおける堆積の非対称性を排除又は低減することに役立つ。電極１５４は、任意の適切な直径を有するものとすることができるが、電極１５４の直径が小さくなればなるほど、ＲＦエネルギーの印加は、真の一点に近づく。例えば、他の直径を用いることもできるが、幾つかの実施形態において、電極１５４の直径は、約０．５インチから約２インチまでとすることができる。電極１５４は、一般に、ＰＶＤチャンバの構成に応じて、任意の適切な長さを有することができる。幾つかの実施形態において、電極は、約０．５インチから約１２インチまでの間の長さを有することができる。電極１５４は、アルミニウム、銅、銀などのような任意の適切な導電性材料から製作することができる。

電極１５４は、円形の接地板１５６を貫通することができ、ソース分配板１５８に結合される。接地板１５６は、アルミニウム、銅などのような任意の適切な導電性材料を含むことができる。複数の絶縁体１６０が、ソース分配板１５８を接地板１５６に結合する。絶縁体１６０は、ソース分配板１５８を接地板１５６に電気的に結合することなく、組立体の安定性及び剛性をもたらす。絶縁体１６０間の空いた空間は、ソース分配板１５８の表面に沿ったＲＦ波の伝搬を可能にする。幾つかの実施形態において、絶縁体１６０は、ＰＶＤチャンバ１００の中心軸１８６に対して対称に配置することができる。このような位置決めにより、ソース分配板１５８の表面に沿った対称的なＲＦ波の伝搬、そして最終的には、ソース分配板１５８に結合されたターゲット１１４に対する対称的なＲＦ波の伝搬を促進することができる。

ターゲット１１４は、一体型でも、又は幾つかの構成部品から製作されたものでもよく、さらに背板１６２に結合することができる。背板１６２は（又はターゲット１４４が直接）、ターゲット１１４の周縁部の近くでＲＦエネルギーを受け取るように、導電性部材１６４を介してソース分配板１５８に結合する。少なくとも一部には電極１５４の中心配置に起因して、ＲＦエネルギーを、従来のＰＶＤチャンバと比べてより対称的かつ均一に供給することができる。

ターゲット１１４を、接地導電性アルミニウム製アダプタ１１６の上で誘電性アイソレータ１１８を通じて支持することができる。ターゲット１１４は、スパッタリング中に基板（図示せず）上に堆積される、例えば金属又は金属酸化物などの材料を含む。幾つかの実施形態において、背板１６２は、ターゲット１１４の、ソース分配板に面した表面に結合することができる。背板１６２は、背板１６２を介してＲＦ電力をターゲット１１４に結合することができるように、例えば、銅−亜鉛、銅−クロム、又はターゲットと同じ材料などの、導電性材料を含むことができる。あるいは、背板１６２は、非導電性とすることができ、ターゲット１１４のソース分配板に面した表面を導電性部材１６４の第２の端部１６８に結合するための貫通電気接続などのような導電性要素（図示せず）を含むことができる。背板１６２は、例えば、ターゲット１１４の構造的安定性を改善するために組み入れることができる。ターゲット１１４は、プロセスチャンバ１０４の天井を部分的に形成する。

導電性部材１６４は、ソース分配板１５８のターゲットに面した表面に該ソース分配板１５８の周縁部に近接して結合する第１の端部１６６と、ターゲット１１４のソース分配板に面した表面に該ターゲット１１４の周縁部に近接して結合する第２の端部１６８とを有する、円筒形とすることができる。幾つかの実施形態においては、第２の端部１６８は、背板１６２のソース分配板に面した表面に該背板１６２の周縁部に近接して結合する。絶縁性の間隙１８０が、接地板１５６と、ソース分配板１５８、導電性部材１６４、及びターゲット１１４（及び／又は背板１６２）の外面との間に設けられる。絶縁性間隙１８０は、空気、又はその他の、セラミック、プラスチックなどのようなある種の適切な誘電体材料で満たすことができる。接地板１５６とソース分配板１５８との間の距離は、接地板１５６とソース分配板１５８との間の誘電体材料に依存する。誘電体材料が主として空気である場合には、接地板１５６とソース分配板１５８との間の距離は、５ｍｍと４０ｍｍとの間にすべきである。

空胴１７０は、導電性部材１６４の内面と、ソース分配板１５８のターゲットに面した表面と、ターゲット１１４（又は背板１６２）のソース分配板１５８に面した表面とによって少なくとも部分的に定められる。幾つかの実施形態において、空胴１７０は、水（Ｈ₂Ｏ）などのような冷却流体１９２で少なくとも一部を満たすことができる。幾つかの実施形態においては、仕切り１９４を設けて、冷却流体１９２を空胴１７０の所望の部分（例えば、図示されているような下方部分など）に収容し、そして、後述するように、冷却流体１９２が仕切り１９４のもう一方の側に配置された構成部品に達することを防止することができる。

マグネトロン組立体１９６の１つ又はそれ以上の部分は、少なくとも部分的に空胴１７０内に配置することができる。マグネトロン組立体は、プロセスチャンバ１０４内のプラズマ処理を補助するために、回転磁場をターゲットに近接して印加する。幾つかの実施形態において、マグネトロン組立体１９６は、モータ１７６と、モータシャフト１７４と、ギアボックス１７８と、ギアボックスシャフト１８４と、回転可能な磁石（例えば、磁石支持部材１７２に結合された複数の磁石１８８）とを含むことができる。

幾つかの実施形態において、マグネトロン組立体１９６は、空胴１７０内で回転する。例えば、幾つかの実施形態において、モータ１７６、モータシャフト１７４、ギアボックス１７８、及びギアボックスシャフト１８４は、磁石支持部材１７２を回転させるように設けることができる。マグネトロンを有する従来のＰＶＤチャンバにおいては、マグネトロン駆動シャフトは、典型的にはチャンバの中心軸に沿って配置されるので、チャンバの中心軸に位置合わせされた位置におけるＲＦエネルギーの結合が妨げられる。それとは反対に、本発明の実施形態においては、電極１５４がＰＶＤチャンバの中心軸１８６に位置合わせされる。従って、幾つかの実施形態においては、マグネトロンのモータシャフト１７４は、接地板１５６内の偏心した開口部を貫通して配置することができる。接地板１５６から突出したモータシャフト１７４の端部は、モータ１７６に結合される。モータシャフト１７４は、さらに、ソース分配板１５８を貫通する対応する偏心した開口部（例えば、第１の開口部１４６）を貫通して配置され、ギアボックス１７８に結合される。幾つかの実施形態においては、ソース分配板１５８に沿った軸対称のＲＦ分布を有利に維持するために、１つ又はそれ以上の第２の開口部１９８を、ソース分配板１５８を貫通して第１の開口部１４６に対して対称の位置関係で配置することができる。１つ又はそれ以上の第２の開口部１５８は、光センサなどのような物品が空胴１７０にアクセスすることを可能にするために用いることもできる。

ギアボックス１７８は、例えばソース分配板１５８の底面に結合することなどの、任意の好適な手段によって支持することができる。ギアボックス１７８は、ギアボックス１７８の少なくとも上面を誘電体材料で製作すること、又は、ギアボックス１７８とソース分配板１５８との間に絶縁体層１９０を挿入することなどにより、ソース分配板１５８から絶縁することができる。ギアボックス１７８は、ギアボックスシャフト１８４を介して磁石支持部材１７２にさらに結合されており、モータ１７６により与えられた回転運動を磁石支持部材１７２（従って、複数の磁石１８８）に伝達する。

磁石支持部材１７２は、複数の磁石１８８を剛に支持するのに十分な機械的強度を与えるのに適した任意の材料から構築することができる。例えば、幾つかの実施形態においては、磁石支持部材１８８は、非磁性ステンレス鋼などの非磁性金属から構築することができる。磁石支持部材１７２は、複数の磁石１８８が所望の位置で該磁石支持部材に結合することを可能にするのに適した任意の形状を有するものとすることができる。例えば、幾つかの実施形態においては、磁石支持部材１７２は、板、円板、横材などを含むことができる。複数の磁石１８８は、所望の形状及び強度を有する磁場をもたらす任意の様式で構成することができる。

あるいは、磁石支持部材１７２は、例えば空胴１７０内の冷却流体１９２が存在する場合の冷却流体による、磁石支持部材１７２及び取り付けられた複数の磁石１８８上に生じる抵抗に打ち勝つ、十分なトルクを有するその他のいずれかの手段によって回転させることができる。例えば、幾つかの実施形態においては、図３に示されるように、マグネトロン組立体１９６は、空胴１７０内に配置された、磁石支持部材１７２に直接接続したモータ１７６及びモータシャフト１７４（例えば、パンケーキモータ）を用いて、空胴１７０内で回転させることができる。モータ１７６は、空胴１７０内に、又は仕切りが存在する場合には空胴１７０の上部内に嵌め込まれるように、十分にサイズ調整しなければならない。モータ１７６は、電気モータ、空気圧若しくは油圧式駆動装置、又は必要なトルクを与えることができるその他のいずれかの、プロセスに適合した機構とすることができる。

このように、ＰＶＤ処理のための方法及び装置が提供される。幾つかの実施形態においては、本発明の方法及び装置は、プロセスチャンバのターゲットに対して中心にＲＦエネルギーを供給し、これにより、ＰＶＤプロセスチャンバ内の被処理基板上に、従来のＰＶＤプロセス装置と比べてより均一な堆積プロファイルを有利にもたらすことができる。

上述のことは本発明の実施形態に向けられたものであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明のその他の実施形態及びさらなる実施形態を考案することができる。

１００：ＰＶＤチャンバ
１０２：ターゲット組立体
１０４：プロセスチャンバ
１０６：基板支持体
１０８：基板
１１０：包囲壁
１１４：ターゲット
１１２：接地シールド
１１６：導電性アルミニウム製アダプタ
１１８：誘電性アイソレータ
１２０：プロセスチャンバの中心領域
１２２：ベロー
１２４：底部チャンバ壁
１２６：ガス源
１２８：質量流量制御装置
１３０：排気ポート
１３２：弁
１３４：ＲＦバイアス電源
１３６：キャパシタンス同調器
１３８：底部シールド
１４０：レッジ
１４２：暗部シールド
１４６：第１の開口部
１４８：カバー・リング
１５２：磁石
１５４：電極
１５６：接地板
１５８：ソース分配板
１６０：絶縁体
１６２：背板
１６４：導電性部材
１６６：導電性部材の第１の端部
１６８：導電性部材の第２の端部
１７０：空胴
１７２：磁石支持部材
１７４：モータシャフト
１７６：モータ
１７８：ギアボックス
１８０：絶縁性間隙
１８２：ＲＦ電源
１８３：第２のエネルギー源
１８４：ギアボックスシャフト
１８６：ＰＶＤチャンバの中心軸
１８８：回転可能な磁石
１９０：絶縁体層
１９２：冷却流体
１９４：仕切り
１９６：マグネトロン組立体
１９８：第２の開口部

Claims (13)

1. 物理蒸着（ＰＶＤ）のための装置であって、
   基板上に堆積されるソース材料を含むターゲット、前記ターゲットの背面に向き合って配置され、前記ターゲットの周縁部に沿って前記ターゲットに電気的に結合された対向するソース分配板、及び、前記ターゲットの前記背面と前記ソース分配板との間に配置された空胴を有する、ターゲット組立体と、
   前記ターゲットの中心軸に一致する点において前記ソース分配板に結合した電極と、
   前記電極を通して駆動されないマグネトロン組立体であって、
   前記空胴内に配置された、前記ターゲット組立体の中心軸に位置合わせされた回転
   軸を有する回転可能な磁石と、
   前記ターゲットの前記中心軸と位置合わせされていない位置において前記ソース分
   配板内の第１の開口部を貫通して配置され、前記回転可能な磁石に回転可能に結合さ
   れたシャフトと、ここで前記ソース分配板は、前記ソース分配板を貫通して配置され
   、前記第１の開口部との組合せで前記中心軸に対して対称的なパターンで配列された
   、１つ又はそれ以上の第２の開口部を含んでおり、
   前記空胴の外側に配置され、前記シャフトに結合された、前記回転可能な磁石を回
   転させるためのモータと、
   を含むマグネトロン組立体と、
   を含むことを特徴とする装置。
2. 基板支持体が内部に配置されたプロセスチャンバをさらに含み、前記ターゲットは、前記プロセスチャンバの前記内部に前記基板支持体の支持面に面して配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記電極に結合された、ＲＦエネルギーを前記ターゲットに供給するための高周波（ＲＦ）電源をさらに含むことを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれかに記載の装置。
4. 前記ターゲット組立体が、
   前記ソース分配板のまわりに該ソース分配板から離間して配置された接地シールドをさらに含み、前記電極は前記接地シールド内の開口部を貫通し、
   前記ターゲット組立体は、
   前記接地シールドと前記ソース分配板との間に結合した複数の誘電体スペーサをさらに含むことを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれかに記載の装置。
5. 前記複数の誘電体スペーサが、前記中心軸に対して軸対称に配置されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記接地シールドと前記ソース分配板との間に配置された誘電体材料をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
7. 前記誘電体材料が、主に空気を含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記接地シールドと前記ソース分配板との間の距離が５ｍｍから４０ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記ターゲット組立体が、
   前記ターゲットの前記背面と前記ソース分配板との間に配置されて、前記空胴の側壁を少なくとも部分的に形成する、前記ソース分配板から前記ターゲットの前記周縁部にＲＦエネルギーを伝搬するための導電性部材
   をさらに含むことを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれかに記載の装置。
10. 前記導電性部材が、
    前記ソース分配板のターゲットに面した表面に該ソース分配板の周縁部に近接して結合する第１の端部と、前記ターゲットのソース分配板に面した表面に該ターゲットの前記周縁部に隣接して結合した第２の端部とを有する円筒形部材
    をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 前記ターゲットが、前記ソース材料を支持するための背板をさらに含むことを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれかに記載の装置。
12. 前記空胴内に配置され、前記シャフトと前記回転可能な磁石との間に結合された、前記シャフトから前記回転可能な磁石にトルクを伝達するためのギアボックスをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
13. 物理蒸着（ＰＶＤ）のための装置であって、
    基板上に堆積されるソース材料を含むターゲット、前記ターゲットの背面に向き合って配置され、前記ターゲットの周縁部に沿って前記ターゲットに電気的に結合された対向するソース分配板、及び、前記ターゲットの前記背面と前記ソース分配板との間に配置された空胴を有する、ターゲット組立体と、
    前記ターゲットの中心軸に一致する点において前記ソース分配板に結合した電極と、
    前記空胴内に配置された、前記ターゲット組立体の中心軸に位置合わせされた回転軸を有する回転可能な磁石を含み、前記電極を通して駆動されないマグネトロン組立体と、
    を含み、
    前記マグネトロン組立体が、前記空胴内に配置され、前記回転可能な磁石組立体に結合されたモータをさらに含むことを特徴とする装置。

Images