KR20070055413A

KR20070055413A - 챔버 스퍼터링용 타깃 및 프로세스 키트

Info

Publication number: KR20070055413A
Application number: KR1020060117898A
Authority: KR
Inventors: 알랭 알렉산더 리트치; 도니 영; 일영(리챠드) 홍; 케써린 에이. 쉬에이블; 우메시 켈카
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2007-05-30
Also published as: TWI368663B; JP2007146294A; CN102086509A; KR101356144B1; US20070125646A1; CN1982501B; US20070173059A1; JP5661983B2; CN1982501A; US8647484B2; US8790499B2; US20070170052A1

Abstract

스퍼터링 챔버는 배킹 플레이트 및 스퍼터링 플레이트를 포함하는 스퍼터링 타깃을 구비한다. 배킹 플레이트는 홈을 구비한다. 스퍼터링 플레이트는 평면을 갖는 원통형 메사, 및 원통형 메사를 둘러싸는 환형 경사 림을 포함한다. 일례에서, 배킹 플레이트는 높은 열 전도도 및 낮은 전기 저항을 갖는 물질을 포함한다. 다른 실례에서, 배킹 플레이트는 단일 홈 또는 복수의 홈을 갖는 배면을 포함한다. 스퍼터링 챔버용 프로세스 키트는 스퍼터링 챔버 내의 기판 지지부 둘레로의 배치를 위해 증착 링, 커버 링, 및 차폐물 조립체를 포함한다.

Description

챔버 스퍼터링용 타깃 및 프로세스 키트 {TARGET AND PROCESS KIT COMPONENTS FOR SPUTTERING CHAMBER}

도 1은 스퍼터링 챔버 내에서 사용될 수 있는 스퍼터링 타깃의 측단면도이다.

도 2는 도 1의 스퍼터링 타깃의 상세부(3)의 확대도이다.

도 3a1 내지 도 3a3는 원형 부식 홈 및 미소 균열을 나타내는 800 kW hr의 스퍼터링 플라즈마에 노출한 후의 스퍼터링 타깃의 스퍼터링 표면의 사진이다.

도 4a는 타깃의 표면 상의 부식 홈으로부터 아래로 연장하는 미소 균열을 나타내는 다수의 스퍼터 프로세싱 사이클에 스퍼터링 타깃이 사용된 후의 스퍼터링 타깃의 폴리싱된 샘플의 측면도의 사진이다.

도 4b는 표면 미소 균열의 확대도의 SEM 사진이다.

도 5a는 배면 상에 하나의 홈을 갖는 스퍼터링 타깃의 실시예의 측단면도이다.

도 5c는 복수의 동심 환형 홈을 갖는 스퍼터링 타깃의 다른 실시예의 배면의 평면도이다.

도 6a는 복수의 아치형 반경방향 홈을 갖는 스퍼터링 타깃의 실시예의 배면의 평면도이다.

도 6b는 복수의 직선형 반경방향 홈을 갖는 스퍼터링 타깃의 실시예의 배면의 평면도이다.

도 6b1은 사각형의 횡단면의 홈을 나타내는 상세 영역 "a"에서의 도 6b의 스퍼터링 타깃의 측단면도이다.

도 6b2는 팁부에 곡선형 횡단면의 홈을 나타내는 상세 영역 "b"에서의 도 6b의 스퍼터링 타깃의 측단면도이다.

도 7은 2차원 평형 상태 열적 모델에 의해 생성되는 바와 같은, 복수의 홈을 갖는 배면을 갖는 타깃의 횡단면 온도 프로파일의 측단면도이다.

도 8은 기판 지지부 둘레의 증착 링, 커버 링 및 하부 차폐물의 실시예의 측단면도이다.

도 9는 회전 자기 조립체, 스퍼터링 타깃, 및 프로세스 키트 성분을 나타내는 스퍼터링 챔버의 개략적인 측단면도이다.

도 9a는 챔버의 어댑터 및 소스 프레임에 부착된 상부 차폐물을 나타내는 스퍼터링 챔버의 상세부 "c"의 개략적인 측단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 챔버 106 : 플라즈마 지대

108 : 외장 벽 116 : 측벽

124 : 천장 130 : 기판 지지부

144 : 절연체 145 : 환형 림

147 : 상부 차폐물 182 : 하부 차폐물

189 : 원통형 제 1 표면 190 : 원통형 제 2 표면

191 : 경사면 192 : 지지 렛지

194 : 하부 어댑터 195 : 원통형 외부 밴드

196 : 베이스 플레이트/내부 밴드

본 출원은, 35 U.S.C 제119조(e) 하에서, "티타늄 스퍼터링 챔버용 프로세스 키트 및 타깃(TARGET AND PROCESS KIT FOR TITANIUM SPUTTERING CHAMBER)"이라는 발명의 명칭을 가지며 2005년 11월 25일자로 출원된 미국특허 가출원번호 제 60/739,658호, 및 "스퍼터링 챔버용 프로세스 키트 성분 및 타깃(TARGET AND PROCESS KIT COMPONENTS FOR SPUTTERING CHAMBER)"이라는 발명의 명칭을 가지며 2006년 3월 30일자로 출원된 미국특허 가출원번호 제 60/788,378호의 출원일의 이점을 주장한다.

본 발명은 스퍼터링 챔버용 타깃에 관한 것이다.

집적 회로 및 디스플레이의 제조 시에, 반도체 웨이퍼 또는 디스플레이 패널과 같은 기판은 프로세스 챔버 내에 배치되며, 기판 내에서 프로세싱 상태는 기판 상에 물질을 증착시키거나 또는 기판을 에칭시키도록 설정된다. 종래의 챔버는 플라즈마 지대를 둘러싸는 외장 벽, 기판을 지지하는 기판 지지부, 챔버 안에 프로세스 가스를 제공하는 가스 공급부, 기판을 프로세싱하도록 가스를 활성화시키는 가 스 에너자이져, 및 가스 압력을 유지시키기 위한 가스 배출부를 포함한다. 이러한 챔버는 예컨대, 스퍼터링(PVD), 화학 기상 증착(CVD), 및 에칭 챔버를 포함한다. 스퍼터링 챔버에서, 타깃은 타깃과 마주하는 기판 상에 스퍼터링된 타깃 물질이 증착되도록 스퍼터링된다. 스퍼터링 프로세스에서, 불활성 가스 및/또는 반응 가스를 포함하는 프로세스 가스가 챔버 안으로 공급되며, 타깃 및 기판은 스퍼터링 물질이 기판 상에 박막으로서 증착되며 타깃에서 떨어지게 하면서 타깃과 충돌하는 활성화 이온을 형성하도록 서로에 관해 전기적으로 편향된다. 마그네트론 스퍼터링 챔버에서, 자기장 발생기는 타깃의 스퍼터링을 향상시키기 위해 타깃 둘레에 자기장을 형성시킨다.

이들 스퍼터링 프로세스에서, 타깃의 일정 영역은 종종 다른 영역에 비해 보다 높은 스퍼터링 속도로 스퍼터링되어, 타깃 표면이 불균일하게 스퍼터링된다. 예컨대, 불균일한 타깃 스퍼터링은 타깃 표면 둘레에 활성화된 가스 이온을 제한하거나 또는 자극시키는 데 사용되는 외형을 갖는 자기장으로부터 발생될 수 있다. 이러한 외형을 갖는 자기장은 타깃 물질이 타깃의 특수 영역에서 보다 높은 속도로 스퍼터링되게 하며, 이로써, 다수의 프로세스 사이클 동안의 작동 후에 타깃에 스퍼터링된 홈이 형성될 수 있다. 타깃 내의 이러한 홈의 형성은 바람직하지 못 한데, 그 이유는 이들 홈이 후에 기판을 가로질러 스퍼터링된 물질의 불균일한 증착을 야기하기 때문이다. 다른 문제점은 열 팽창 응력으로 인해 배킹 플레이트로부터 타깃의 스퍼터링 플레이트가 분리되는 경우에 발생된다. 이들 응력 및 분리의 원인은 자세히 알려져 있지 않다.

스퍼터링 프로세스에서, 챔버 벽 및 성분 표면과 같은 챔버의 내부면 상에 축적되는 타깃으로부터의 스퍼터링되는 물질을 갖는 것은, 이러한 축적된 증착물이 박리되고 기판을 오염시키거나 챔버 벽과 타깃 사이에 전기 단락을 야기하므로 바람직하지 않다. 따라서, 스퍼터링 챔버는 타깃으로부터의 스퍼터링 증착물을 수용하도록 챔버 측벽 및 기판 지지부 둘레에 배열되는 성분들을 갖는 프로세스 키트를 포함할 수도 있어서, 이들 증착물이 챔버 벽 및 다른 성분의 표면 상에 축적되지 않는다. 주기적으로, 프로세스 키트 성분들은 세정을 위해 챔버로부터 분리되거나 제거된다. 그러나, 프로세스 키트 성분들 상에 축적되는 스퍼터링된 증착물은 프로세스 사이클에서 발생되는 열 응력으로부터 세정 사이클 사이에서 벗겨질 수도 있다. 챔버 내에서의 증착물의 벗겨짐은 기판을 오염시킬 수 있어서 바람직하지 않다. 이러한 문제를 해결하기 위해 보다 짧은 시간에 키트 성분들의 세정을 위해 챔버가 가동 중지될 수 있지만, 결과적인 챔버 가동 중지는 프로세싱 비용을 더 증가시킨다. 따라서, 서로에 대해 고착되지 않거나 기판에 고착되지 않고 대량의 축적된 증착물을 수용하고 견뎌서, 결국 프로세싱 동안 축적된 증착물에서 벗겨지지 않도록 구성되는 프로세스 키트 성분을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 타깃이 프로세스 키트 성분 상에서의 스퍼터링 증착물의 형성을 감소시키도록 형상화된다면 바람직할 것이다.

다음의 상세한 설명, 특허청구범위, 및 첨부 도면은 이들 자체로, 또는 다른 특징과 조합하여 사용될 수 있는 여러 특징들의 예시적인 실시예를 설명하며, 도면에 도시된 예시적인 범례에 한정되지는 않는다.

기판 상에 스퍼터링된 재료를 증착시키도록 스퍼터링 프로세스 챔버 내에 사용될 수 있는 스퍼터링 타깃(136)의 예시적인 실시예가 도 1 및 도 2에 도시된다. 스퍼터링 타깃(136)의 스퍼터링 플레이트(137)의 스퍼터링 표면(135)은 도 9의 예시적인 챔버 실시예에 도시된 바와 같이 챔버(100) 내에서 프로세싱하는 동안 기판(104)과 마주하여 위치한다. 일례에서, 스퍼터링 플레이트(137)는 기판(104)의 평면과 평행한 평면을 형성하는 스퍼터링 표면(135)을 구비하는 중앙의 원통형 메사(cylindrical mesa; 143)를 포함한다. 환형 경사 림(145)은 원통형 메사(143)를 둘러싼다. 일례에서, 환형 경사 림(145)은 적어도 약 8도, 예컨대 약 10도 내지 약 20도, 예컨대 15도의 각도(α) 만큼 원통형 메사(143)의 평면에 대해 경사져 있다. 스텝(step; 133)을 갖는 경사진 둘레 측벽(146)은 환형 경사 림(145)을 둘러싼다. 둘레 측벽(146)은 적어도 약 60도, 예컨대 약 75도 내지 약 85도의 각도(β) 만큼 원통형 메사(143)의 평면에 대해 경사져 있다. 일례에서, 스텝(133)은 돌출부(129)와 오목부(131) 사이에 생성되며, 이 스텝(133)은 약 35도의 축소 각도로 돌출부(129) 및 오목부(131)를 결합시킨다. 도 9 및 도 9a에 도시된 바와 같이, 챔버(100) 내에서 상부 차폐물(147)과 인접한 둘레 측벽(146)과 환형 경사 림(145)의 복합 형상은 포선형 갭(149)을 형성하는데, 이러한 포선형 갭(149)은 이 갭(149)을 통한 스퍼터링된 또는 플라즈마 종(species)의 통과를 방해하는 미로(labyrinth)로서 작용한다.

스퍼터링 플레이트(137)는 금속 또는 금속 화합물을 포함한다. 예컨대, 스퍼터링 플레이트(137)는 예컨대 알루미늄, 구리, 텅스텐, 티타늄, 코발트, 니켈 또는 탄탈과 같은 금속일 수 있다. 스퍼터링 플레이트(137)는 또한 예컨대, 탄탈 질화물, 텅스텐 질화물 또는 티타늄 질화물과 같은 금속 화합물일 수 있다. 일례로서, 스퍼터링 플레이트(137)는 예컨대, 적어도 약 99.9%, 또는 심지어 적어도 약 99.99%의 고순도 수준의 티타늄을 포함한다.

스퍼터링 플레이트(137)는 스퍼터링 플레이트(137)의 반경을 넘어 연장하는 둘레 렛지(peripheral ledge; 154) 및 스퍼터링 플레이트(137)를 지지하도록 지지면(151)을 구비하는 배킹 플레이트(backing plate; 141) 상에 장착된다. 둘레 렛지(154)는 챔버(100) 내의 절연체(144) 상에 지지되는 외부 발판(155)을 포함한다(도 9). 절연체(144)는 챔버(100)로부터 배킹 플레이트(141)를 전기적으로 절연시키며 분리시키고, 통상적으로 알루미늄 산화물과 같은 세라믹 물질로 이루어진 링이다. 둘레 렛지(154)는, 포선형 갭(149) 안으로의 낮은 각도의 스퍼터링 증착을 방해하기 위해, 절연체(144)와 스퍼터링 타깃(136) 사이에서 포선형 갭(149)을 통해 플라즈마 종 및 스퍼터링된 재료의 흐름 또는 이동을 억제하는 형상을 갖는다.

일례에서, 배킹 플레이트(141)는 스테인리스 강 또는 알루미늄과 같은 금속으로 이루어진다. 다른 예에서, 배킹 플레이트(141)는 예컨대, 약 59 내지 약 62 중량%의 양의 구리와 약 38% 내지 약 41%의 양의 아연을 포함하는 구리-아연을 포함한다. 구리-아연은 반자성을 가지며, 그 저항은 온도에 의해 변하지 않는다. 구리-아연은 약 130 w/mK 의 열 전도도와 약 6.8 μΩ cm 의 전기 저항을 갖는다. 일 실시예에서, 스퍼터링 플레이트(137)는 스퍼터링 플레이트(137)과 배킹 플레이트(141)를 서로에 대해 배치시키고 이들 플레이트를 통상 적어도 약 200℃의 적합한 온도로 가열시킴으로써 확산 본딩에 의해 배킹 플레이트(141) 상에 장착된다.

스퍼터링 타깃(136)의 또 다른 예에서, 높은 열 전도도 및/또는 낮은 전기 저항을 갖는 재료로 타깃의 배킹 플레이트(141)를 제조함으로써 스퍼터링 타깃(136) 내의 홈 부식 및 미소 균열을 감소시킬 수 있음이 결정되었다. 스퍼터링 챔버(100)가 자기장 발생기(102)(도 9의 챔버의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같음)를 구비하는 경우, 도 3a1 내지 도 3a3에 도시된 바와 같이, 회전 이동 자기장이 원형 부식 홈(121)과 이 원형 부식 홈(121)으로부터 아래로 연장하는 미소 균열(123)의 형성을 야기함을 알았다. 도 3a1은 한 묶음의 3000개의 기판을 프로세싱하는 동안 800 kW hr의 플라즈마에 노출된 타깃의 스퍼터링 표면(135) 상에 발생하는 원형 부식 홈(121)을 나타내며, 도 3a2 및 도 3a3는 원형 부식 홈(121) 및 미소 균열(123)을 보다 상세히 도시한다. 도 4a는 타깃의 표면 상의 원형 부식 홈(121)으로부터 아래로 연장하는 복수의 미소 균열(123)을 갖는 스퍼터링 타깃(136)의 폴리싱된 샘플(polished sample)의 사진이다. 도 4b는 약 4181 마이크론 깊이를 갖는 미소 균열(123)의 하나의 확대된 SEM 사진을 나타낸다. 미소 균열(123) 및 원형 부식 홈(121)은 다수의 기판을 프로세싱한 후에 스퍼터링 표면(135)의 이들 영역으로부터 불량한 스퍼터링 물성과 불균일한 스퍼터링을 야기할 수 있다. 이 결과, 적은 수의 기판(104)만을 프로세싱한 후에 타깃을 보다 자주 교체해야 하며, 이것은 바람직하지 않다.

하나의 방법으로, 부식 홈 문제는 스퍼터링 플레이트(137) 및 배킹 플레이트(141) 모두에 형성된 스퍼터링 타깃(136) 내에 생성된 열을 방산시키기에 충분히 높은 열 전도도를 갖는 물질로 이루어진 배킹 플레이트(141)를 사용함으로써 감소된다. 이러한 열은 이들 플레이트 내에서 발생하는 와상 전류로부터, 그리고 스퍼터링 표면(135) 상의 플라즈마로부터의 활성 이온의 충격으로부터 발생된다. 보다 높은 열 전도도의 배킹 플레이트는, 둘러싸는 구조물에, 또는 심지어 배킹 플레이트(141) 뒤에 장착될 수 있거나 배킹 플레이트(141) 자체 내에 있을 수 있는 열교환기조차에 스퍼터링 타깃(136) 내에 발생된 열이 방산될 수 있게 한다. 예컨대, 배킹 플레이트(141)는 내부에서 열 전달 유체를 순환시키기 위해 채널(도시 안됨)을 포함할 수 있다. 적합하게 높은 배킹 플레이트(141)의 열 전도도는 적어도 약 200 W/mK, 예컨대, 약 220 내지 약 400 W/mK 임이 결정되었다. 이러한 열 전도도 수준은 타깃 내에 발생된 열을 보다 효율적으로 방산시킴으로써 보다 긴 프로세스 시간 동안 타깃이 작동할 수 있게 한다.

이러한 배킹 플레이트(141)는 또한, 연장된 시간 동안 스퍼터링 타깃(136)의 작동을 여전히 허용하면서 부식 홈 발생을 감소시키는 것으로 알려진 바람직한 범위에 있는 전기 저항을 가지도록 구성될 수 있다. 이러한 전기 저항은 스퍼터링 동안 타깃이 전기적으로 바이어스되거나 챠지될 수 있도록 충분히 낮아야 한다. 그러나, 와상 전류에 의해 발생된 열이 타깃(136)을 통과하는 경로를 따라 이동할 때 경로를 따라 조우하게 되는 전기저항에 비례하는 한, 전기 저항은 스퍼터링 타깃(136) 내의 와상 전류의 효과를 감소시키기에 충분히 높아야 한다. 일례에서, 배킹 플레이트(141)의 전기 저항은 약 2 내지 5 μΩ cm, 또는 심지어 2.2 내지 4.1 μΩ cm 의 전기 저항이어야 함을 알았다.

원하는 열 전도도 및 전기 저항을 갖는 금속 합금으로 이루어진 배킹 플레이트(141)의 실례는, 예컨대 구리-크롬을 포함하는 배킹 플레이트(141)이다. 구리-크롬은 온도에 의해 변화하는 전기 저항을 갖는 상자성 물질이다. 이러한 변화는 물성과 생성된 스퍼터링 특성을 변화시키므로 바람직하지 않다. 그러나, 구리-크롬의 저항은 그 온도가 정상적인 스퍼터링 프로세스 온도를 초과할 정도로 충분히 높은 600 ℃를 초과할 때 까지 변화하지 않는다. C-180000 온도는 400 ℃보다 크다. 일례에서, 구리-크롬 합금은 약 80:1 내지 약 165:1의 구리 대 크롬의 비를 포함한다. 이러한 구리-크롬 합금은 약 98.5 내지 약 99.1 중량%의 구리와 약 0.6 내지 약 1.2 중량%의 크롬을 포함한다. 구리-크롬 합금은 약 340 W/mK 의 열 전도도와 약 2.2 μΩ cm 의 전기 저항을 갖는다. 일례에서, 구리-크롬 합금은 C-18000 또는 C-18200를 포함한다. C18000 합금은 약 225 W/mK 의 열 전도도와 약 4.1 μΩ cm 의 전기 저항을 갖는다.

다른 실례에서, 높은 열 전도도 및 낮은 전기 저항을 갖는 물질로 이루어진 배킹 플레이트(141)와 조합하여, 또는 독립적으로 그 자체로 사용될 수 있으며, 이러한 배킹 플레이트(141)는 하나 이상의 홈(127)을 갖는 배면(backside surface; 126)을 포함한다. 예컨대, 환형 홈인 홈(127)을 갖춘 배킹 플레이트(141)의 일례가 도 5a에 도시되어 있다. 이러한 실례에서, 홈(127)은 약 0.3R 내지 약 0.8R로 연장하는 반경을 가지며 위치하고, 여기서 R은 배킹 플레이트(141)의 반경이다. 이러한 반경 범위에서, 홈(127)은 환형 부식 홈(121)에 대응하는 영역과 직접 마주하는 스퍼터링 타깃(136)의 배킹 플레이트(141)에 대응하는 중요한 환형 영역에서 효율적인 냉각을 제공한다. 반경 약 250 mm의 크기를 갖는 배킹 플레이트(141)에 대해, 적합한 홈(127)의 크기 약 75 내지 약 200 mm의 중심 반경을 갖는다. 이러한 홈(127)은 약 2 내지 약 10 mm, 예컨대, 약 6 mm의 홈(127)의 외경과 내경 사이의 거리를 갖는 Δr을 포함한다. 일례에서, 홈(127)의 외경에서 배킹 플레이트(141)의 원주까지의 거리는 약 50 내지 약 100 mm이다.

다른 예에서, 배킹 플레이트(141)는, 도 5b에 도시된 예로서, 서로 이격되는 복수의 홈(127)을 구비한 배면(126)을 포함한다. 일례로서, 홈(127)은 동심이며, 환형이고, 서로 이격되어 있으며, 릿지(ridge; 129)에 의해 분리되는데, 이러한 릿지(129)는 협력하여 배킹 플레이트(141) 표면으로부터 열이 보다 양호하게 방산되게 하는 기능을 하여, 스퍼터링 프로세싱 동안 전체 스퍼터링 타깃(136)이 보다 낮은 냉각 온도에서 작동하게 한다. 일례에서, 배면(126)은 적어도 4개의 홈, 예컨대, 약 3개 내지 약 20개의 홈을 구비하며, 일례에서, 9개의 홈을 구비한다. 각각의 홈(127)은 약 2 내지 약 10 mm, 예컨대 약 6 mm의 Δr(특별한 홈(127)의 외경과 그 내경 사이의 거리)을 포함한다. 릿지(129)는 약 2 내지 약 10 mm, 예컨대, 약 6 mm의 폭을 갖는다. 도 5b는 개재하는 4개의 릿지(127)를 가지고 동심이며 환형인 5개의 홈(129)을 구비하는 배면(126)을 도시한다. 도 5c는 그 사이에 2개의 릿지(129)를 갖는 3개의 동심의 환형 홈(127)을 구비하는 스퍼터링 타깃(136)의 실시예의 배면(126)의 평면도이다.

홈(127) 및 릿지(129)는 예컨대 사각형 격자 패턴, 닭발 패턴, 또는 배면(126)을 가로질러 뻗은 단순한 직선과 같은 다른 패턴을 가질 수도 있다. 도 6a는 주로 반경 방향을 따라 연장하는 곡선형 반경 방향 홈(127a)인 복수의 홈(127)을 갖는 스퍼터링 타깃의 실시예의 배면의 평면도이다. 도 6a의 실례에서, 홈(127)은 화살표(128)로 도시된 바와 같이 챔버 내의 회전 자석의 방향에 관해 볼록한 형상으로 곡선형을 갖는다. 도 6b의 실례에서, 홈(127)은 직선의 반경방향 홈(127b)이며, 이들은 반경 방향을 따라 직선으로 지향된다. 직선의 반경방향 홈(127b)은 배면(126)의 중심에서 만난다. 도 6b1은 홈(127)의 전체적인 사각형 횡단면을 도시하는 도 6b의 타깃의 측단면도이다. 그러나, 도 6b2에 도시된 바와 같이, 홈의 팁(127c)은 표면(126)에 도달함에 따라 끝이 점점 가늘어지는 곡선형의 횡단면을 갖는다. 도 6a와 도 6b의 복수의 홈(127) 사이의 영역은 부식 영역(119)이다.

배면(126)의 다른 실시예들로부터 얻은 예기치 않은 결과들은 모델링 및 실험 결과에 의해 증명되었다. 표 1은 시뮬레이션된 평형 상태 타깃 온도, 편향 및 응력을 결정하기 위해 홈 없는 또는 홈을 가지는 여러 물질로 이루어진 배킹 플레이트(141)를 구비하는, 상이한 두께의 티타늄(136) 상에 유도된 시뮬레이션 모델링 연구의 결과를 나타낸다. 시뮬레이션된 스퍼터링 프로세스 상태의 타깃에 대해 2차원연구 상태 열 응력을 결정하는데 유한 요소 분석 모델링이 사용되었으며, 모델링 프로그램은 ANSYS 10.0이다. (1)타깃의 두께, (2)배킹 플레이트를 위해 사용된 재료, 및 (3)특정 구성의 배킹 플레이트를 포함하는 변수들을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 시험하였다. 12,7 mm(0.5인치), 8.89 mm(0.35인치) 및 6.35 mm(0.25인치)를 포함한 3개의 타깃 두께값을 시험하였다. 시험된 2가지 유형의 배킹 플레이트(141)는 구리-아연 및 구리-크롬 플레이트였다. 배킹 플레이트(141)는 평면, 단일 환형 홈, 또는 복수 홈을 가지고 있다. 이들 변수들은 상이한 최종 최대 타깃 온도, 최대 타깃 편향값, 및 최대 열 응력값을 생성하였다.

실례 번호	티타늄 타깃 두께 (in)	배킹 플레이트 재료	배킹 플레이트 배면	최대 타깃 온도 (℃)	최대 타깃 편향 (mm)	최대 응력 (MPa)
1	12.181mm (0.5)	Cu/Zn	평편	360	0.88	97
2	12.181mm (0.5)	Cu/Cr	평편	323	0.783	91
3	6.35mm (0.25)	Cu/Zn	평편	242	?	?
4	8.89mm (0.35)	Cu/Zn	평편	289	0.785	93
5	8.89mm (0.35)	Cu/Zn	단일 홈	269	1.1	76
6	8.89mm (0.35)	Cu/Cr	평편	253	0.639	85
7	8.89mm (0.35)	Cu/Cr	단일 홈	247	1.073	70
8	8.89mm (0.35)	Cu/Zn	평편	261	0.738	107
9	8.89mm (0.35)	Cu/Cr	복수 홈	232	0.928	77

배킹 플레이트(141)의 물성은 시뮬레이션된 스퍼터링 프로세스 동안 스퍼터링 타깃(136)에 의해 도달되는 평형 상태 온도를 상당히 변화시켰음을 알았다. 예컨대, 표 1에서 볼 수 있듯이, 12.7 mm의 두께를 갖는 스퍼터링 타깃(136)과 평편한 배면을 갖는 구리-아연 합금으로 이루어진 배킹 플레이트(141)가 사용된 실례 1은 360℃의 타깃 온도, 0.88 mm의 편향, 및 97 MPa의 열 응력을 제공하였다. 반대로, 8.9 mm의 두께를 갖는 스퍼터링 타깃(136)과 함께 복수의 홈(129)을 갖는 배면(126)을 갖는 구리-크롬 합금으로 이루어진 배킹 플레이트(141)와 사용된 실례 9는 232℃의 가장 낮은 타깃 온도, 0.93 mm의 편향, 및 77 MPa의 열 응력을 제공하였다. 따라서, 실례 1의 플레이트보다 얇은 8.89 mm(0.35인치)의 타깃 두께를 가지고, 보다 높은 열 전도성 구리-크롬으로 이루어졌으며, 그리고 복수의 홈(129)을 갖는 배면(126)을 갖는 실례 9에 의해 232℃의 가장 낮은 타깃 온도를 얻었다.

이들 결과로부터, 모든 다른 변수들이 동일하며 구리-아연 대신 구리-크롬을 포함하는 배킹 플레이트(141)가 상당히 낮은 시뮬레이션된 작동 타깃 온도를 가짐을 알았다. 또한, 최대 타깃 온도는 평면과 비교할 때 하나의 홈을 갖는 배면을 갖는 배킹 플레이트에 대해 보다 낮았다. 실례 9에서와 같이 복수의 홈(129)을 갖는 배킹 플레이트(141)는 실례 7에서와 같이 하나의 홈을 갖는 배킹 플레이트(141)에 비해 보다 낮은 타깃 온도가 되었다. 따라서, 타깃(136)의 하나의 바람직한 실례는 허용가능한 수준의 편향 및 응력을 가지면서 8.9 mm (0.35 인치)의 두께를 가지며 놀라만큼 낮은 타깃 온도를 제공하며, 구리-크롬으로 이루어진 배킹 플레이트(141)를 가지며, 그리고 복수의 홈(129)을 갖는다. 도 7은 동일한 2차원 평형 상태 열적 모델에 의해 생성되듯이, 복수의 홈(129)을 갖는 배면(126)을 가지면서, 구리-크롬으로 이루어진 배킹 플레이트(141)를구비하는 바람직한 타깃(136)의 횡단면 온도 프로파일을 도시한다. 가장 고온의 영역(113)은 복수의 홈(129)의 밑면의 배킹 플레이트(141)의 배면(126) 상에 생성된다. 가장 저온의 영역(111)은 복수의 홈(129)으로부터 가장 멀리 떨어진 영역에 생성된다.

배킹플레이트 재료	열 전도도 (W·m^-1·K^-1)	Ti 두께 (in)	배킹플레이트 배면	증착 시간 (초)	스퍼터링 증착 두께 (A)
CuZn	130	0.50	평편	20	160A
CuZn	130	0.35	단일 홈	30	240A
CuCr	340	0.45	복수 홈	>40	>320A
CuCr	340	0.45	복수 홈	>40	>320A

표 2는 구리-아연 또는 구리-크롬으로 이루어진 배킹 플레이트(141), 4가지 상이한 두께 중 하나를 갖는 티타늄 타깃, 타깃(136)의 배면(126)이 평편하거나, 하나의 홈(129)을 갖거나, 또는 복수의 홈(129)을 갖는 스퍼터링 타깃(136)으로부터의 실제 스퍼터링 프로세스 데이타를 나타낸다. 챔버 내에서 프로세싱되는 한 묶음의 기판의 임의의 단일 기판 상의 스퍼터 증착을 위한 총 스퍼터링 프로세스 시간은, 스퍼터링 타깃(136)이 타깃(136) 내에 부식 홈 및 미소 균열을 발생시키기에 충분히 높은 온도에 도달하지 않도록 설정되었다. 따라서, 실례 1 및 2에서, 타깃(136)은 구리-아연으로 이루어진 배킹 플레이트(141), 및 평편한 표면 또는 단일 홈(129)을 포함하며, 기판 당 플라즈마 스퍼터링 시간은 각각 20초 및 30초에 제한되었다. 이것은 실례 1에 대해 160Å의 증착 두께, 실례 2에 대해 240Å의 증착 두께를 제공하였다. 반대로, 실례 3 및 실례 4에서와 같이, 복수의 홈(129)을 구비하며 구리-크롬으로 이루어진 배킹 플레이트(141)를 포함하는 타깃(136)은 타깃(136) 내에 부식 홈(121)을 형성할 위험없이 보다 높은 40초 이상의 기판 당 총 스퍼터링 플라즈마 프로세스 시간을 허용한다. 이러한 이유는, 실례 3 및 실례 4의 타깃이 실례 1 및 실례 2의 타깃에 비해 스퍼터링 작동 동안 보다 낮은 평형 상태 온도를 제공하였기 때문이다. 이 결과, 실례 3 및 실례 4는 실례 1 및 실례 2에 의해 제공되는 기판 당 총 증착 두께 보다 약 1.5배 내지 2배에 대응하는 320Å의 상당히 높은 증착 수준을 제공하였다.

또 다른 실례에서, 스퍼터링 타깃(136)의 둘레 렛지(154)는 도 1에 도시된 바와 같이 예컨대 이중-와이어 아크 분무형 알루미늄 코팅(157)과 같은 보호 코팅에 의해 도포된다. 도포하기에 앞서, 200 내지 300 마이크로인치의 거칠기를 달성하기 위해 둘레 렛지(154)는 그리스(grease)가 벗겨지고 실리콘 카바이드와 접지된다. 이러한 알루미늄 코팅(157)은 배킹 플레이트(141)의 둘레 렛지(154) 및 스퍼터링 플레이트(137)의 둘레 측벽(146)을 덮도록 연장된다. 알루미늄 코팅(157)은 700±200 마이크로이온의 최종 표면 거칠기와, 약 5 내지 약 10 밀(mil)의 두께를 갖는다. 알루미늄 코팅(157)은 스퍼터링 타깃(136)의 엣지를 보호하고, 스퍼터링된 재료의 보다 양호한 접착을 제공하며, 그리고 이들 표면으로부터의 재료의 박편화를 감소시킨다.

스퍼터링 챔버(100)용 프로세스 키트(200)는 예컨대, 성분 표면에서 스퍼터링 증착물을 세정하거나, 부식된 성분들을 교체 또는 수리하거나, 또는 상이한 프로세스에 대해 챔버를 개작시키기 위해 스퍼터링 챔버(100)로부터 제거될 수 있는 여러 성분들을 포함한다. 일례에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 프로세스 키트(200)는 기판의 돌출 엣지(overhanging edge; 206)에 앞서 종결하는 기판 지지부(130)의 둘레 벽(139) 주위의 배치를 위한 링 조립체(220)를 포함한다. 이 링 조립체(202)는 기판(104)의 돌출 엣지(206) 또는 기판 지지부(130)의 둘레 벽(139) 상의 스퍼터 증착물(sputter deposit)의 형성을 감소시키기 위해 서로 협력하는 커버 링(212) 및 증착 링(208)을 포함한다.

증착 링(208)은 노출면으로부터 스퍼터링 증착물을 세정하기 위해 용이하게 제거될 수 있어서, 기판 지지부(130)가 세정되도록 분해될 필요가 없다. 증착 링(208)은 활성 플라즈마 종에 의한 이들의 부식을 감소시키기 위해 기판 지지부(130)의 노출된 측면을 보호한다. 도 8의 실례에서, 증착 링(208)은 기판 지지부(130)의 둘레 벽(139) 주위로 연장되며 이를 둘러싸는 환형 밴드(216)를 포함한다. 환형 밴드(216)는 기판 지지부(130)의 둘레 벽(139)과 실질적으로 평행하며 밴드로부터 횡방향으로 연장하는 내부 립(inner lip; 218)을 포함한다. 이 내부 립(218)은 기판(104)의 돌출 엣지(206) 바로 아래에서 종결된다. 내부 립(218)은 프로세싱 동안 기판(104)에 의해 덮이지 않는 기판 지지부(130)의 영역을 보호하기 위해 기판(104) 및 기판 지지부(130)의 둘레를 둘러싸는 증착 링(208)의 내부 둘레를 형성한다. 예컨대, 내부 립(218)은 둘레 벽(139) 상의 스퍼터링 증착물의 증착을 감소시키거나 또는 완전히 배제하기 위해, 덮지 않으면 프로세싱 환경에 노출되는 기판 지지부(130)의 둘레 벽(139)을 둘러싸며 적어도 부분적으로 덮는다.

증착 링(208)의 환형 밴드(216)는 또한 환형 밴드(216)의 중심부를 따라 연장하는 상승 릿지(raised ridge; 224)를 구비한다. 상승 릿지(224)는 기판 지지부(130)의 수용면(138)의 평면과 실질적으로 평행하며 그 사이에 협소한 갭(narrow gap; 229)을 형성하도록 커버 링(212)으로부터 이격되어 있는 평편한 상부면(228)을 구비한다. 이러한 협소한 갭은 갭의 단부의 영역 또는 갭 안으로 플라즈마 종의 관통을 감소시키기 위한 미로(labyrinth)의 역할을 한다. 내부 립(218)과 상승 릿지(224) 사이에 개방 내부 채널(230)이 위치한다. 개방 내부 채널(230)은 적어도 부분적으로 기판(104)의 돌출 엣지(206) 아래에서 종결하도록 반경방향 내측으로 연장한다. 개방 내부 채널(230)은 내부 립(218)와 결합하기 위한 라운드형 제 1 코너(232)와 상승 릿지(224)와 결합하기 위한 완만한 경사면(234)을 구비한다. 라운드형 제 1 코너(232) 및 경사면(234)은 증착 링(208)을 세정하는 동안 이들 부분을부터 스퍼터링 증착물을 제거하는 것을 용이하게 한다. 증착 링(208)은 또한, 상승 릿지(224)의 반경 방향 외측으로 연장하는 렛지(236)를 구비하며, 커버 링(212)을 지지하는 작용을 한다. 종래의 구성과 달리, 챔버 내에서 기판을 운반하는 동안 챔버 내의 기판의 아치형 위치설정으로 인해, 기판(104)이 스퍼터링 챔버(100) 내에서 미끄러지거나 잘 못 위치하는 경우에 기판(104)을 유지시키기 위해 증착 링(208) 내에 복수의 핀을 필요로 하지 않는다.

일례에서, 증착 링(208)은 알루미늄 산화물과 같은 세라믹 물질을 형상화 및 기계가공함으로써 제조된다. 바라직하게, 알루미늄 산화물은 적어도 약 99.5%의 순도를 가져서, 철과 같은 바람직하지 않은 요소들에 의한 챔버의 오염을 방지한다. 이러한 세라믹 물질은 종래의 기술을 사용하여 성형 또는 소결된 후, 필요한 형상 및 치수를 달성하기 위해 적합한 기계가공 방법을 사용하여 성형, 소결된 물질을 기계가공한다.

바람직한 일례에서, 증착 링(208)의 환형 밴드(216)는 노출면(217)을 포함하는데, 이 노출면(217)은 미리정해진 수준의 표면 거칠기를 달성하도록 비드 블라스팅되는 한편, 인접하는 표면들은 이들 표면들의 우발적인 비드 블라스팅(bead blasting)을 방지하도록 마스킹 오프(masking off)된다. 비드 블라스팅 프로세스에서, 알루미늄 산화물 그리트(aluminum oxide grit)는 그리트 블라스터(도시 안됨)의 노즐을 통해 증착 링의 노출면을 향해 블라스팅된다. 그리트 블라스터는 약 20 내지 약 45 psi의 압력의 압축 가스를 사용하여 작동되는 압력 구동식 그리트 블라스터일 수 있다. 대안으로, 약 60 내지 약 80 psi의 작동 압력의 사이펀 구동식 그리트 블라스터가 사용될 수 있다. 그리트 블라스터의 노즐은 노출면의 평면에 대해 약 45도의 각도로, 그리고 약 4 내지 6 인치의 거리로 유지된다. 그리트 블라스팅은 미리정해진 표면 거칠기를 달성하기에 적합한 그리트 크기로 실행된다. 평균 150±50 마이크로인치의 그리트 블라스팅된 표면 거칠기는 스퍼터링된 티타늄 증착물의 강한 접합을 위한 적합한 표면을 제공한다.

표면 거칠기 평균은 노출면을 따라 거칠기 형상의 정점과 골부의 중간선으로부터의 배치의 절대값의 평균값이다. 표면 거칠기, 비틀림 또는 다른 물성은 노출면(217) 위로 니들(needle)을 통과시키고 표면 상의 거친 부분(asperity)의 높이의 고저의 흔적(trace)을 발생시키는 표면 조도계(profilometer)에 의해, 또는 표면의 이미지를 발생시키도록 표면으로부터 반사되는 전자 비임을 사용하는 스캐닝 전자 현미경에 의해 결정될 수 있다. 표면 거칠기 평균을 측정하기 위해, 테스트 증착 링(208)의 노출면을 쿠폰으로 절단할 수 있으며, 각각의 쿠폰에 대해 하나 이상의 측정값이 만들어 진다. 이때, 이들 측정값은 노출면(217)의 평균 표면 거칠기를 결정하도록 평균을 낸 것이다. 일 실시예에서, 3개의 쿠폰을 사용하며, 표면 거칠기의 피쳐(feature)의 정점 및 골부의 높이에서의 변화의 4개의 흔적을 각각의 쿠폰에 만든다.

링 조립체(202)의 커버 링(212)은 밑면(219)을 포함하는데, 이러한 밑면(219)은 협소한 갭(229)을 형성하도록 증착 링(208)의 상승 릿지(224)로부터 이격되며, 그 위에 놓이고, 그리고 적어도 부분적으로 상승 릿지(224)를 덮고 있으며, 이 협소한 갭(229)은 이 갭을 통한 플라즈마 종의 이동을 방해한다. 협소한 갭(229)의 위축된 유동 경로는 증착 링(208) 및 커버 링(212)의 맞춤면 상의 저에너지 스퍼터 증착물의 형성을 제한하며, 이것은, 제한하지 않는 다면, 증착 링(208) 및 커버 링(212)이 기판(104)의 주변의 돌출 엣지(206)로 또는 서로에 대해 고정되게 한다.

커버 링(212)은 증착 링(208)의 렛지(236)와 같은 기판 지지부(130) 둘레의 표면 상에 지지되는 발판(footing; 246)을 구비하는 환형 플레이트(244)를 포함한다. 이 발판(246)은 증착 링(208) 상에 렛지(236)를 가압하기 위해 환형 플레이트(244)로부터 아래로 연장된다. 환형 플레이트(244)는 스퍼터링 타깃(136)과 기판 지지부(130) 사이의 프로세스 지대 내부에 스퍼터링 플라즈마를 포함하기 위한 경계로서 기능하며, 스퍼터링 증착물의 부피체를 수용하고, 그리고 증착 링(208)에 그림자를 투영한다. 환형 플레이트는 증착 링(208)의 상승 릿지(224) 위에 놓이는 돌출 브림(projecting brim; 256) 내에서 종결된다. 이 돌출 브림(256)은 라운드형 엣지(258)에서 종결되며, 커버 링의 밑면인 평편한 바닥면(260)을 구비한다. 돌출 브림(256)은 기판의 돌출 엣지(206) 상에 스퍼터링의 증착물의 증착을 억제시키고 기판 지지부(130)의 둘레 벽(139) 상의 증착물을 감소시킨다.

커버 링(212)은 또한 환형 플레이트(244)로부터 아래로 연장하는 한 쌍의 원통형 벽(260a, 260b)을 구비한다. 이 원통형 벽(260a, 260b)은 환형 플레이트(244)의 발판(246)의 반경방향 외측에 위치한다. 원통형 내벽(260a)은 원통형 외벽(260b) 보다 짧은 길이를 갖는다. 예컨대, 원통형 내벽(260a)은 적어도 약 10% 만큼 제 2 레그인 외벽(260a)의 제 2 길이 보다 짧은 제 1 길이를 가질 수 있다. 이 원통형 벽(260a, 260b)은 둘레 영역으로의 글로 방전(glow discharge) 및 플라즈마 종의 이동을 저지하는 또 다른 포선형 경로(convoluted pathway; 265)를 형성하도록 이격되어 있다. 일례에서, 내벽(260a)은 0.7 인치의 길이를 갖는다.

커버 링(212)은 예컨대, 스테인리스 강, 티타늄 또는 알루미늄과 같은 금속 물질; 또는 알루미늄 산화물과 같은 세라믹 물질과 같이, 스퍼터링 플라즈마에 의한 부식을 방지할 수 있는 물질로 제조된다. 일례에서, 커버 링(212)은 스테인리스 강으로 이루어지며, 기판 지지부(130)의 수용면(138)과 실질적으로 평행한 노출면(247)을 구비한다. 노출면(247)은 175±75 마이크로인치의 표면 거칠기를 얻도록 비드 블라스팅된다. 비드 블라스팅된 표면은 원하는 거칠기 값을 달성하도록 그리트 크기로의 적합한 변경예를 가지면서, 상술한 바와 같은 증착 링(208)의 노출면(217)에 대한 블라스팅 프로세스와 동일한 방식으로 준비된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 프로세스 키트(200)는 또한, 기판 지지부(130)의 하부 부분과 스퍼터링 챔버(100)의 측벽(116) 상의 스퍼터링 증착물의 증착을 감소시키기 위해, 기판 지지부(130)의 둘레 엣지(139) 및 스퍼터링 타깃(136)의 스퍼터링 표면을 둘러싸는 차폐물 조립체(150)를 포함할 수 있다. 이러한 차폐물 조립체(150)는 이들 표면 상에 그림자를 투영시킴으로써 스퍼터링 챔버(100)의 기판 지지부(130), 측벽(116) 및 바닥 벽(120)의 표면들 상에의 스퍼터링 물질의 증착을 감소시킨다.

도 9에 도시된 바와 같이, 일례에서, 차폐물 조립체(150)는 스퍼터링 챔버(100)의 하부 부분과 벽면에 그림자를 투영시키도록 함께 협력하는 상부 차폐물(147) 및 하부 차폐물(182)을 포함한다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 상부 차폐물(147)은 챔버 내의 상부 어댑터(186)의 제 1 렛지(185a) 상에 지지되는 지지 립(183)을 포함한다. 상부 어댑터(186)는 스퍼터링 챔버(100)의 측벽으로서 작용할 수 있다. 도 9a를 다시 참조하면, 지지 립(183)은 O-링 홈(201)을 내포하며, 이 O-링 홈(201) 안으로 O-링(197)이 진공 밀봉을 형성하도록 위치한다. 절연체(144)는 상부 어댑터(186)의 제 2 렛지(185b) 상에 추가로 연장하며 지지 립(183) 위에 지지된다. 배킹 플레이트(141)의 둘레 렛지(154)는 절연체(144)의 상부에 지지된다. 둘레 렛지(154)는 O-링 홈(201)을 내포하며, 진공 밀봉을 형성하도록 O-링(197)이 이 O-링 홈(201) 안으로 위치된다. 소스 프레임(source frame; 167)은 둘레 렛지(154)의 상부면(214a) 및 측면(214b) 상에서 둘레 렛지(154)와 접한다. 소스 프레임(167)은 O-링 홈(201)을 내포하며, 진공 밀봉을 형성하도록 O-링(197)이 이 O-링 홈(201) 안으로 위치된다. 소스 프레임(167) 내의 O-링 홈(201)은 둘레 렛지(154)의 상부면(214a) 위에 위치한다. 상부 차폐물(147)은 또한 스퍼터링 타깃의 스퍼터링 플레이트를 둘러쌀 정도의 크기를 갖는 제 1 직경을 갖는 원통형 제 1 표면(189), 제 1 직경보다 작은 크기의 제 2 직경을 갖는 원통형 제 2 표면(190), 및 제 1 표면(189)과 제 2 표면(190) 사이의 경사면(191)을 갖는 환형 밴드(187)를 구비한다.

하부 차폐물(182)는 또한, 하부 차폐물(182)을 지지하도록 하부 어댑터(194)의 원통형 원주 립(193) 상에 지지되는 지지 렛지(192)를 구비한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 하부 차폐물(182)은 상부 차폐물(147)의 원통형 제 2 표면(190) 아래로 연장하는 원통형 외부 밴드(195), 원통형 외부 밴드(195)의 바닥 단부로부터 반경방향 내측으로 연장하는 베이스 플레이트(196), 및 기판 지지부(130)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 베이스 플레이트(195)에 결합되는 환형 내부 밴드(196)를 포함한다. 내부 밴드(196)는 외부 밴드(195) 보다 작은 높이를 포함하며, 예컨대, 내부 밴드(196)는 외부 밴드(195)의 높이 보다 0.8배 작은 높이를 가질 수 있다. 원통형 외부 밴드(195)와 내부 밴드(196) 사이의 갭, 커버 링(212)의 내벽(260a)과 외벽(260b) 사이의 갭 각각은 이러한 영역 안으로의 플라즈마의 침투를 막고 방해하는 역할을 한다.

상부 차폐물(147) 및 하부 차폐물(182)은 예컨대 알루미늄 또는 스테인리스 강과 같은 금속의 전도체로 제조된다. 일례에서, 상부 차폐물(147)은 알루미늄으로 제조되며, 하부 차폐물(182)은 스테인리스 강으로 제조된다. 일례에서, 상부 차폐물(147) 및 하부 차폐물(182)은 스퍼터링 챔버(100) 내의 플라즈마 지대(177)와 각각 마주하는 노출면(198, 199)를 구비한다. 노출면(198, 199)은 175±75 마이크로인치의 표면 거칠기를 갖도록 비드 블라스팅된다. 이러한 비드 블라스팅된 표면은, 비드 블라스팅 프로세스가 원하는 거질치 값을 달성하기 위한 그리트 크기에 대한 적합한 변경예를 가지면서, 상술한 바와 같은 증착 링(208)의 노출면(217)에 대해 비드 블라스팅 프로세스가 사용되는 바와 동일한 방식으로 준비된다.

스퍼터링 타깃(136) 및 프로세스 키트(200)의 성분의 구성은, 티타늄의 스퍼터링에서 세정을 위해 프로세스 키트를 제어하지 않고 프로세스 키트가 스퍼터링 챔버(100) 내에 사용될 수 있는 프로세스 정시성 및 프로세스 사이클의 개수를 상당히 증가시킨다. 프로세스 키트(200) 및 타깃(136)의 성분은 또한 챔버의 스퍼터링 지대 내의 증가된 파워 및 압력을 허용하도록 구성되어, 상부 차폐물(147) 및 스퍼터링 타깃(136) 근방에 있는 어두운 공간 영역의 온도를 하강시킴으로써 보다 높은 증착 수율을 얻는다.

도 9에는 기판(104)을 프로세싱할 수 있는 스퍼터링 프로세스 챔버(100)의 예시적인 실례가 도시된다. 스퍼터링 프로세스 챔버(100)는 플라즈마 지대(177)를 둘러싸며 측벽(116), 바닥 벽(120) 및 천장(124)을 포함하는 외장 벽(179)을 포함한다. 스퍼터링 프로세스 챔버(100)는 챔버(177) 사이에 기판(104)을 전달하는 로봇 아암 메카니즘에 의해 연결되는 하나의 클러스터의 상호연결된 챔버를 갖춘 멀티-챔버 플랫포옴(platform)(도시 안됨)의 일부분일 수 있다. 도시된 실례에서, 스퍼터링 프로세스 챔버(100)는, 기판(104) 상에 티타늄을 증착시키는 스퍼터링이 가능한, 소위 물리 기상 증착 챔버 또는 PVD 챔버인 스퍼터링 챔버를 포함한다. 그러나, 스퍼터링 챔버(100)는 예컨대 알루미늄, 구리 탄탈, 탄탈 질화물, 티타늄 질화물, 텅스텐 또는 텅스텐 질화물을 증착시키는 것과 같은 다른 목적을 위해 상요될 수도 있으므로, 본 발명의 청구범위는 본 발명을 설명하기 위해 여기에 개시된 예시적인 실시예에 한정되어선 안된다.

스퍼터링 챔버(100)는 페디스탈(134)을 포함하는 기판(104)을 지지하기 위한 기판 지지부(130)를 포함한다. 페디스탈(134)은 프로세싱 동안 기판(104)을 수용하며 지지하는 기판 수용면(138)을 구비하며, 기판 수용면(138)은 오버헤드 스퍼터링 타깃(136)의 스퍼터링 표면(135)과 실질적으로 평행한 평면을 갖는다. 기판 지지부(130)는 전기 저항 히터 또는 열 교환기와 같이, 기판(104) 및/또는 히터(도시 안됨)를 정전기적으로 유지시키기 위한 정전 척(electrostatic chuck; 132)을 포함할 수도 있다. 작동에 있어, 기판(104)은 챔버(100)의 측벽(116) 내의 기판 로딩 입구(도시 안됨)를 통해 챔버(100) 안으로 도입되며 기판 지지부(130) 상에 배치된다. 기판 지지부(130)는 기판 지지부(130) 상에 기판(104)을 배치시키는 동안 기판 지지부(130) 상에 기판을 상승 및 하강시키기 위해 상승 및 하강될 수 있다. 페디스탈(134)은 플라즈마 작도 중에 전기적으로 플로팅 전위로 유지되거나 접지될 수 있다.

스퍼터링 프로세스 동안, 스퍼터링 타깃(136), 기판 지지부(130) 및 상부 차폐물(147)은 전원 장치(148)에 의해 서로에 대해 전기적으로 바이어스된다. 스퍼터링 타깃(136), 상부 차폐물(147), 기판 지지부(130), 및 타깃 전원 장치(148)에 연결된 다른 챔버 성분은 스퍼터링 가스의 플라즈마를 형성하거나 유지시키도록 가스 에너자이져(171)로서 작동한다. 이러한 가스 에너자이져(171)는 코일을 통해 전류를 인가함으로써 동력이 가동되는 소스 코일(도시 안됨)을 포함할 수도 있다. 플라즈마 지대(177) 내에 형성된 플라즈마는 스퍼터링 타깃(136)의 스퍼터링 표면(135) 상에 활성적으로 충돌하고 충격을 가하여, 기판(104) 상의 표면(135)으로부터 물질을 스퍼터링한다.

가스 전달 시스템(160)을 통해 챔버(100) 안으로 스퍼터링 가스가 도입되는데, 이러한 가스 전달 시스템(160)은 가스 공급부(169)로부터 질량 유량 제어기와 같은 가스 유동 제어 밸브(166)를 갖는 도관(164)을 통해 가스를 공급하여, 정해진 유량의 가스를 통과시킨다. 이들 가스들은 혼합 매니폴드(도시 안됨)로 공급되는데, 여기서 원하는 프로세스 가스 화합물을 형성하도록 가스들이 혼합되며, 이들 가스는 챔버(100) 내에 가스 출구를 갖는 가스 분배기(168)로 공급된다. 프로세스 가스 공급부(169)는 타깃에 활성적으로 충돌하고 타깃으로부터 물질을 스퍼터링할 수 있는 아르곤 또는 크세논과 같은 비활성 가스를 포함할 수 있다. 가스 공급부(169)는 기판(104) 상에 층을 형성하도록 스퍼터링된 물질과 반응할 수 있는 산소-함유 가스 및 질소-함유 가스 중 하나 이상과 같은 반응 가스를 포함할 수도 있다. 소모된 프로세스 가스 및 부산물은 챔버(100)로부터 배출부(170)를 통해 배출되는데, 이러한 배출부(170)는, 챔버(100) 내의 가스의 압력을 제어하기 위해 소모된 프로세스 가스를 수용하고, 소모된 가스를 스로틀 밸브(176)를 갖춘 배출 도관(174)으로 통과시키는 배출 포트(172)를 포함한다. 배출 도관(174)은 하나 이상의 배출 펌프(178)에 연결된다. 통상적으로, 챔버(100) 내의 스퍼터링 가스의 압력은 예컨대, 1 mTorr 내지 400 mTorr의 가스 압력인 진공 환경과 같은, 가스 대기 수준으로 설정된다.

챔버(100)는 또한 타깃(136)의 배면과 인접하여 장착되는 열 전달 유체를 유지할 수 있는 하우징을 포함하는 열 교환기를 포함할 수 있다. 이 하우징은 타깃의 배면 둘레로 밀봉되는 벽들을 포함한다. 냉각된 탈이온수(188)와 같은 열 전달 유체가 입구를 통해 하우징 안으로 도입되며, 이 열 전달 유체는 출구를 통해 하우징에서 제거된다. 열 교환기는 타깃 내에 부식 홈과 미소 균열을 형성시킬 가능성을 추가로 감소시키도록 하부 온도로 타깃을 유지시키는 작용을 한다.

이 챔버는 타깃(136)의 배킹 플레이트(141)의 배면 둘레로 위치하는 복수의 회전식 자석(156, 159)을 포함하는 자기장 발생기(102)를 포함할 수도 있다. 회전식 자석(156, 159)은 제 1 자기 플럭스 또는 자기장 배향을 갖는 중심 자석(156), 및 제 2 자기 플럭스 또는 자기장 배향을 갖는 둘레 자석(159)을 포함하는 한 세트의 자석들을 포함할 수 있다. 일례에서, 제 1 자기 플럭스 대 제 2 자기 플럭스의 비는 적어도 약 1:2, 예컨대 약 1:3 내지 약 1:8, 또는 심지어 약 1:5 이다. 이것은 둘레 자석(159)으로부터의 자기장이 기판(104)을 향해 챔버 안으로 보다 깊이 연장할 수 있게 한다. 일예에서, 자기장 발생기(102)는 제 2 자기장 배향을 갖는 한 세트의 둘레 자석(159)에 의해 둘러싸인, 제 1 자기장 배향을 갖는 한 세트의 중심 자석(156)을 포함한다. 예컨대, 제 2 자기장 배향은, 둘레 자석(159)의 극성 방향이 중심 자석(156)의 극성 방향과 반대가 되도록 둘레 자석(159)을 위치시킴으로써 발생될 수 있다. 기판(104) 상에 균일한 스퍼터링을 달성하기 위해, 도시된 일례에서, 자기장 발생기는 그 위에 자석(156, 159)이 장착되는 원형 플레이트(158)를 회전시키도록 모터(153) 및 축(163)을 포함한다. 이 회전 시스템은 약 60 내지 약 120 rpm, 예컨대 약 80 내지 약 100 rpm으로 회전 자석(156, 159)을 회전시킨다. 일례에서, 자석(156, 159)은 NdFeB를 포함한다. 회전 자석(156, 159)은 타깃으로부터의 스퍼터링 속도에 영향을 미치는 스퍼터링 타깃(136)의 스퍼터링 표면 둘레에 회전 및 변화하는 자기장을 제공하는 한편, 열 교환기의 하우징 내의 열 전달 유체를 순환시킨다.

타깃(136)에 전달되는 대량의 파워와 반작용하기 위해, 스퍼터링 타깃(136)의 후방은 후면 냉각제 챔버(165)에 밀봉될 수 있다. 냉각된 탈이온수(188) 또는 다른 냉각 액체는 타깃(136)을 냉각시키도록 냉각제 챔버(165)의 내부를 통해 순환된다. 자기장 발생기(102)는 통상 냉각수(188) 내에 침지되며, 타깃 회전 샤프트(163)는 회전 시일(181)을 통해 후방 챔버(165)를 통과한다.

챔버(100)는 챔버(100) 내의 기판(104)을 프로세싱하도록 챔버(100)의 성분들을 작동시키기 위한 지시 세트를 갖는 프로그램 코드를 포함하는 제어기(180)에 의해 제어된다. 예컨대, 제어기(180)는 기판 지지부(130) 및 기판 이송부를 작동시키기 위한 기판 위치설정 지시 세트; 챔버(100)로의 스퍼터링 가스의 유동을 설정하도록 가스 유동 제어 밸브(166)를 작동시키기 위한 가스 유동 제어 지시 세트; 챔버(100) 내의 압력을 유지시키도록 스로틀 밸브(174)를 작동시키기 위한 가스 압력 제어 지시 세트; 가스 활성화 파워 레벨을 설정하도록 가스 에너자이져(171)를 작동시키기 위한 가스 에너자이져 제어 지지 세트; 기판(104) 또는 벽(179)의 온도를 설정하도록 지지부(134) 또는 벽(179) 내의 온도 제어 시스템(도시 안됨)을 각각 제어하기 위한 온도 제어 지시 세트; 및 챔버(100) 내의 프로세스를 모니터링하도록 설정된 프로세스 모니터링 지시 세트를 포함하는 프로그램 코드를 포함할 수 있다.

이 스퍼터링 프로세스는 기판 상에 티타늄 화합물 또는 티타늄을 포함하는 층을 증착시키는데 사용될 수 있다. 티타늄 층은 그 자체로 사용될 수 있고, 다른 층과 조합되어 사용될 수 있다. 예컨대, 스퍼터링된 티타늄 층은 배리어 층으로서 사용될 수 있는데, 예컨대, Ti/TiN 적층된 층은 종종 선형 배리어 층으로서 사용되며, 트랜지스터의 공급원 및 배출부와 접촉을 제공한다. 다른 실례에서, 티타늄 층은 실리콘 웨이퍼 상에 증착되며, 실리콘과의 접촉 상태의 티타늄 층의 부분들은 어닐링에 의해 티타늄 실리사이드 층으로 변환된다. 다른 구성에서, 금속 전도체 아래의 확산 배리어 층은 기판 상에 티타늄을 스퍼터링 증착시킨 후 티타늄 산화물을 형성하도록 산소 환경에서 가열함으로써 티타튬을 산화시키기 위해 산화 챔버에 기판을 전송시킴으로써 형성되는 티타늄 산화물 층을 포함한다. 티타늄 산화물은 티타늄이 스퍼터링되는 동안 챔버 안으로 산소 가스를 도입시킴으로써 증착될 수도 있다. 티타늄 산화물은 티타늄을 스퍼터링하는 동안 챔버 안으로 질소 함유 가스를 도입시킴으로써 반작용 스퍼터링 방법에 의해 증착될 수도 있다.

바람직한 실례를 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 다른 실례도 가능하다. 예컨대, 스퍼터링 타깃(136)의 스퍼터링 플레이트(137) 및 배킹 플레이트(141)는 여기에 개시된 물질과 다른 물질로 이루어질 수 있으며, 다른 형상 및 크기를 가질 수도 있다. 프로세스 키트(200)는 당업자에게 명확하듯이 에칭 및 CVD 챔버와 같은 다른 유형의 응용 분야에 사용될 수도 있다. 증착 링(208), 커버 링(212), 및 차폐물 조립체(150)를 제조하기 위해 다른 형상, 구성, 및 제조 물질도 사용될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위의 본 발명의 개념과 범위는 여기에 포함된 바람직한 실례의 상세한 설명에 제한되지 않아야 한다.

본 발명에 의하면, 서로에 대해 고착되지 않거나 기판에 고착되지 않고 대량의 축적된 증착물을 수용하고 견뎌서, 결국 프로세싱 동안 축적된 증착물에서 벗겨지지 않도록 구성되는 프로세스 키트 성분을 제공한다. 또한, 타깃이 프로세스 키트 성분 상에서의 스퍼터링 증착물의 형성을 감소시키도록 형상화된다

Claims

스퍼터링 챔버용 스퍼터링 타깃으로서,

(a)적어도 약 200W/mK 의 열 전도도와 약 2 내지 약 5 μΩ cm의 전기 저항을 포함하는 배킹 플레이트, 및

(b)상기 배킹 플레이트 상에 장착된 스퍼터링 플레이트를 포함하며,

상기 스퍼터링 플레이트는,

(ⅰ)평면을 갖는 원통형 메사, 및

(ⅱ)상기 원통형 메사를 둘러싸는 환형 경사 림을 포함하는

스퍼터링 챔버용 스퍼터링 타깃.
제 1 항에 있어서,

상기 배킹 플레이트는,

(ⅰ)약 220 내지 약 400 W/mK 의 열 전도도; 및

(ⅱ)약 2.2 내지 약 4.1 μΩ cm의 전기 저항의 특성 중 하나 이상을 포함하는

스퍼터링 챔버용 스퍼터링 타깃.
제 1 항에 있어서,

상기 배킹 플레이트는,

(ⅰ)구리-크롬 합금; 및

(ⅱ)C18000 또는 C18200을 포함하는 구리-크롬 합금의 특성 중 하나 이상을 포함하는

스퍼터링 챔버용 스퍼터링 타깃.
제 1 항에 있어서,

상기 배킹 플레이트는,

(ⅰ)환형 홈을 갖는 배면;

(ⅱ)반경 방향 홈을 갖는 배면; 및

(ⅲ)복수의 홈을 갖는 배면의 특성 중 하나 이상을 포함하는

스퍼터링 챔버용 스퍼터링 타깃.
제 1 항에 있어서,

상기 환형 림은 적어도 약 8˚의 각도 만큼 상기 원통형 메사의 평면에 대해 경사져 있는

스퍼터링 챔버용 스퍼터링 타깃.
제 1 항에 있어서,

열 전달 유체를 유지할 수 있는 하우징, 및 상기 하우징 내의 복수의 회전 자석을 포함하는 열 교환기를 더 포함하는

스퍼터링 챔버용 스퍼터링 타깃.
제 1 항에 있어서,

상기 스퍼터링 플레이트는 티타늄을 포함하는

스퍼터링 챔버용 스퍼터링 타깃.
제 1 항의 스퍼터링 타깃을 포함하는 스퍼터링 챔버로서,

(1)내부에 장착된 제 1 항의 스퍼터링 타깃;

(2)상기 스퍼터링 타깃과 마주하는 기판 지지부;

(3)상기 스퍼터링 챔버 안으로 가스를 도입시키는 가스 분배기;

(4)상기 스퍼터링 타깃에 플라즈마를 형성하도록 상기 가스를 활성화시키는 에너자이져; 및

(5)상기 스퍼터링 챔버로부터 가스를 배출시키는 가스 배출 포트를 포함하는

스퍼터링 챔버.
스퍼터링 챔버용 스퍼터링 타깃으로서,

(a)홈을 갖춘 배면을 포함하는 배킹 플레이트; 및

(b)상기 배킹 플레이트 상에 장착되는 스퍼터링 플레이트를 포함하며,

상기 스퍼터링 플레이트는,

(ⅰ)평면을 갖는 원통형 메사; 및

(ⅱ)상기 원통형 메사를 둘러싸는 환형 경사 림을 포함하는

스퍼터링 챔버용 스퍼터링 타깃.
제 9 항에 있어서,

상기 배킹 플레이트는,

(ⅰ)복수의 홈;

(ⅱ)적어도 약 4개의 홈;

(ⅲ)환형 홈과 동심인 홈; 및

(ⅳ)반경 방향 홈인 홈의 특성 중 하나 이상을 포함하는

스퍼터링 챔버용 스퍼터링 타깃.
제 9 항에 있어서,

상기 배킹 플레이트는 적어도 약 200W/mK 의 열 전도도와 약 2 내지 약 5 μΩ cm의 전기 저항을 포함하는

스퍼터링 챔버용 스퍼터링 타깃.
제 9 항의 스퍼터링 타깃을 포함하는 스퍼터링 챔버로서,

(1)내부에 장착된 제 13 항의 스퍼터링 타깃;

(2)상기 스퍼터링 타깃과 마주하는 기판 지지부;

(3)상기 스퍼터링 챔버 안으로 가스를 도입시키는 가스 분배기;

(4)상기 스퍼터링 타깃에 플라즈마를 형성하도록 상기 가스를 활성화시키는 에너자이져; 및

(5)상기 스퍼터링 챔버로부터 가스를 배출시키는 가스 배출 포트를 포함하는

스퍼터링 챔버.
스퍼터링 챔버로서,

(a)전방면, 홈을 갖는 배면, 및 상기 전방면 상에 장착된 스퍼터링 플레이트를 포함하는 배킹 플레이트를 포함하는 스퍼터링 타깃;

(b)상기 스퍼터링 타깃과 마주하는 기판 지지부;

(c)상기 타깃의 배면 주위에 배치되며 열 전달 유체를 유지할 수 있는 하우징을 포함하는 열 교환기;

(d)상기 배킹 플레이트의 배면 둘레에 배치되는 복수의 회전 자석을 포함하는 자기장 발생기;

(e)상기 스퍼터링 챔버 안으로 가스를 도입시키는 가스 분배기;

(f)상기 스퍼터링 타깃을 스퍼터링하도록 플라즈마를 형성하기 위해 상기 가스를 활성화시키는 가스 에너자이져; 및

(g)상기 스퍼터링 챔버로부터 가스를 배출시키기 위한 가스 배출 포트를 포함하는

스퍼터링 챔버.
제 13 항에 있어서,

상기 자기장 발생기는,

(ⅰ)상이한 자기 플럭스를 갖는 자석;

(ⅱ)상이한 자기장 배향을 갖는 자석; 및

(ⅲ)상기 열 교환기의 하우징 내에 있는 자석의 특징 중 하나 이상을 갖는 복수의 회전 자석을 포함하는

스퍼터링 챔버.
제 13 항에 있어서,

상기 배킹 플레이트는,

(ⅰ)복수의 홈;

(ⅱ)복수의 동심의 환형 홈; 및

(ⅲ)복수의 반경 방향 홈의 특성 중 하나 이상을 포함하는

스퍼터링 챔버.
제 13 항에 있어서,

상기 배킹 플레이트는 적어도 약 200W/mK 의 열 전도도와 약 2 내지 약 5 μΩ cm의 전기 저항을 포함하는

스퍼터링 챔버.
스퍼터링 챔버로서,

(a)전방면, 홈을 갖는 배면, 및 상기 전방면 상에 장착되는 스퍼터링 플레이트를 포함하는 배킹 플레이트를 포함하는 스퍼터링 타깃;

(b)상기 스퍼터링 타깃과 마주하는 기판 지지부;

(c)상기 타깃의 배면 주위에 배치되며 열 전달 유체를 유지할 수 있는 하우징을 포함하는 열 교환기;

(d)상기 배킹 플레이트의 배면 둘레에 배치되는 복수의 회전 자석을 포함하는 자기장 발생기;

(e)상기 스퍼터링 챔버 안으로 가스를 도입시키는 가스 분배기;

(f)상기 스퍼터링 타깃을 스퍼터링하도록 플라즈마를 형성하기 위해 상기 가스를 활성화시키는 가스 에너자이져; 및

(g)상기 스퍼터링 챔버로부터 가스를 배출시키기 위한 가스 배출 포트를 포함하는

스퍼터링 챔버.
제 17 항에 있어서,

상기 자기장 발생기는,

(a)상이한 자기 플럭스를 갖는 자석;

(b)상이한 자기장 배향을 갖는 자석; 및

(c)상기 열 교환기의 하우징 내에 있는 자석의 특징 중 하나 이상을 갖는 복 수의 회전 자석을 포함하는

스퍼터링 챔버.
제 17 항에 있어서,

상기 배킹 플레이트는,

(a)동심의 환형 홈, 및

(b)반경방향 홈의 특성 중 하나 이상을 갖는 복수의 홈을 포함하며,

상기 배킹 플레이트는 적어도 약 200W/mK 의 열 전도도와 약 2 내지 약 5 μΩ cm의 전기 저항을 포함하는

스퍼터링 챔버.
기판의 돌출 엣지 이전에 종결하는 둘레 벽 및 평면을 갖는 기판 수용면을 포함하는 스퍼터링 챔버 내의 기판 지지부 둘레로의 배치를 위한 증착 링으로서,

(a)평균 150±50 마이크로인치의 표면 거칠기를 포함하며 상기 지지부의 둘레 벽을 둘러싸는 노출면을 구비하는 환형 밴드를 포함하며,

상기 환형 밴드는,

(ⅰ)상기 환형 밴드로부터 횡방향으로 연장하고, 상기 지지부의 둘레 벽과 실질적으로 평행하며, 상기 기판의 돌출 엣지 아래에서 종결하는 내부 립,

(ⅱ)상기 기판 지지부의 상기 수용면의 평면과 실질적으로 평행한 상승 릿지,

(ⅲ)상기 내부 립과 상기 상승 릿지 사이에 위치하며, 상기 기판의 돌출 엣지의 적어도 부분적으로 아래로 연장하는 내부 개방 채널, 및

(ⅳ)상기 상승 릿지의 반경방향 외측의 렛지를 포함하는

증착 링.
제 20 항에 있어서,

상기 환형 밴드는 알루미늄 산화물로 이루어지는

증착 링.
제 21 항에 있어서,

상기 알루미늄 산화물은 적어도 약 99.5%의 순도를 갖는

증착 링.
제 20 항에 있어서,

상기 환형 밴드의 상기 노출면은 비드 블라스팅된 표면인

증착 링.
제 20 항에 따른 증착 링을 포함하는 링 조립체로서,

커버 링을 더 포함하며,

상기 증착 링의 환형 밴드의 상승 릿지, 및 떨어져 이격되며 위를 덮는 커버 링의 밑면은 협소한 갭을 형성하며, 상기 협소한 갭은 상기 갭을 통과하는 플라즈마 종의 이동을 방해하는

링 조립체.
평면을 갖는 기판 수용면을 포함하는 스퍼터링 챔버 내의 기판 지지부 둘레로의 배치를 위한 커버 링으로서,

(ⅰ)상기 기판 지지부 둘레의 표면 상에 지지되는 발판, 및 상기 기판 지지부의 수용면과 실질적으로 평행하며 평균 175±75 마이크로인치의 표면 거칠기를 포함하는 노출면을 포함하는 환형 플레이트, 및

(ⅱ)상기 환형 플레이트로부터 아래로 연장하는 제 1 및 제 2 원통형 벽을 포함하며, 상기 제 1 원통형 벽은 적어도 약 10% 만큼 상기 제 2 원통형 벽의 제 2 길이에 비해 짧은 제 1 길이를 가지고 있는

커버 링.
제 25 항에 있어서,

상기 환형 플레이트는 스테인리스 강으로 이루어지는

커버 링.
제 25 항에 있어서,

상기 환형 플레이트의 상기 노출면은 비드 블라스팅된 표면인

커버 링.
제 25 항에 따른 커버 링을 포함하는 링 조립체로서,

증착 링을 더 포함하며,

상기 커버 링의 발판은 상기 커버 링이 상기 증착 링을 적어도 부분적으로 덮도록 상기 증착 링의 렛지 상에 지지되는

링 조립체.
제 25 항에 있어서,

상기 커버 링의 환형 플레이트와 상기 증착 링의 상승 릿지는 협소한 갭을 형성하며, 상기 갭은 상기 갭을 통과하는 플라즈마 종의 이동을 방해하는

링 조립체.
기판의 돌출 엣지 이전에 종결하는 둘레 벽 및 평면을 갖는 기판 수용면을 포함하는 스퍼터링 챔버 내의 기판 지지부 둘레로의 배치를 위한 링 조립체로서,

(a)평균 150±50 마이크로인치의 표면 거칠기를 포함하며 상기 지지부의 둘레 벽을 둘러싸는 노출면을 갖는 환형 밴드를 포함하는 증착 링으로서,

상기 환형 밴드는,

(ⅰ)상기 환형 밴드로부터 횡방향으로 연장하고, 상기 지지부의 둘레 벽과 실질적으로 평행하며, 상기 기판의 돌출 엣지 아래에서 종결하는 내부 립,

(ⅱ)상기 기판 지지부의 상기 수용면의 평면과 실질적으로 평행한 상승 릿지,

(ⅲ)상기 내부 립과 상기 상승 릿지 사이에 위치하며, 상기 기판의 돌출 엣지의 적어도 부분적으로 아래로 연장하는 내부 개방 채널, 및

(ⅳ)상기 상승 릿지의 반경방향 외측의 렛지를 포함하는, 증착 링과, 그리고

(b)상기 증착 링을 적어도 부분적으로 덮는 커버 링으로서,

(ⅰ)상기 기판 지지부 둘레의 표면 상에 지지되는 발판, 및 상기 기판 지지부의 수용면과 실질적으로 평행하며 평균 175±75 마이크로인치의 표면 거칠기를 포함하는 노출면을 포함하는 환형 플레이트, 및

(ⅱ)상기 환형 플레이트로부터 아래로 연장하는 제 1 및 제 2 원통형 벽을 포함하며, 상기 제 1 원통형 벽은 적어도 약 10% 만큼 상기 제 2 원통형 벽의 제 2 길이에 비해 짧은 제 1 길이를 가지고 있는, 커버 링을 포함하는

링 조립체.
기판 지지부 및 스퍼터링 챔버의 측벽 상의 증착물을 스퍼터링 증착을 감소시키도록 상기 스퍼터링 챔버 내의 상기 기판 지지부와 마주하는 스퍼터링 타깃의 스퍼터링 플레이트를 둘러싸는 차폐물 조립체로서,

(a)상부 차폐물로서,

(ⅰ)지지 립, 및

(ⅱ)상기 스퍼터링 타깃의 상기 스퍼터링 플레이트를 둘러싸는 크기의 제 1 직경을 갖는 원통형 제 1 표면, 상기 제 1 직경보다 작은 크기의 제 2 직경을 갖는 원통형 제 2 표면, 및 상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면 사이의 경사면을 포함하는 상부 차폐물과, 그리고

(b)하부 차폐물로서

(ⅰ)지지 렛지,

(ⅱ)상기 상부 차폐물 아래로 연장하는 원통형 외부 밴드,

(ⅲ)상기 원통형 외부 밴드의 바닥 단부로부터 반경방향으로 연장하는 베이스 평면, 및

(ⅳ)상기 기판 지지부를 적어도 부분적으로 둘러싸며 상기 베이스 플레이트에 결합되는 원통형 내부 밴드를 포함하는 하부 차폐물을 포함하는

차폐물 조립체.
제 31 항에 있어서,

상기 상부 및 하부 차폐물의 노출면은 평균 175±75 마이크로인치의 표면 거칠기를 포함하는

차폐물 조립체.
제 31 항에 있어서,

상기 환형 밴드의 노출면은 비드 블라스트 표면인

차폐물 조립체.
제 31 항에 있어서,

상기 상부 및 하부 차폐물은 알루미늄으로 이루어지는

차폐물 조립체.