KR20070085311A - 조정가능한 타깃을 가지는 물리적 증착 챔버 - Google Patents

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멩키 예
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Abstract

본 발명은 회전가능한 기판 페데스탈 및 하나 이상의 가동 경사 타깃을 가지는 물리적 증착(PVD) 챔버에 관한 것이다. 본 발명의 실시예는 매우 균일한 얇은 필름의 증착을 용이하게 한다.

Description

조정가능한 타깃을 가지는 물리적 증착 챔버 {PHYSICAL VAPOR DEPOSITION CHAMBER HAVING AN ADJUSTABLE TARGET}
본 발명의 실시예는 일반적으로 반도체 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 반도체 기판 처리 시스템의 물리적 증착 챔버에 관한 것이다.
물리적 증착(PVD), 또는 스퍼터링은 집적 회로 및 장치의 제조에서 가장 통상적으로 이용되는 공정들 중 하나이다. PVD는 진공 챔버에서 수행되는 플라즈마 공정이며 이 진공 챔버에서 음으로 바이어스된 타깃(통상적으로, 마그네트론 타깃)이 불활성 가스와 같은 것을 포함하는 가스 또는 상대적으로 무거운 원자(예를 들면, 아르곤(Ar))를 가지는 불활성 가스의 플라즈마에 노출된다. 불활성 가스의 이온에 의한 타깃의 충돌은 타깃 재료의 원자 방출을 초래한다. 기판 상에 증착된 필름이 타깃 아래 배치되는 기판 페데스탈 상에 배치될 때 방출된 원자가 축적된다.
PVD 공정의 하나의 임계적 매개변수는 증착된 필름의 두께 비균일성이다. 필름 비균일성을 감소시키기 위해 많은 개선예가 도입되었다. 이러한 개선예는 통상적으로 타깃(예를 들면, 타깃 재료 구성, 마그네트론 형상, 등) 및 진공 챔버와 관련된다. 그러나, 이 같은 수단은 필름 균일성에 대해 매우 엄격한 필요조건을 충족할 수 없었다.
따라서, 본 기술분야에는 개선된 PVD 챔버에 대한 요구가 있었다.
본 발명은 일반적으로 매우 균일한 얇은 필름을 증착하기 위한 PVD 챔버이다. 챔버는 회전가능한 기판 페데스탈을 포함한다. 일 실시예에서, 필름 증착 동안, 페데스탈은 분 당 약 10 내지 100 회전(RPM)의 각속도로 회전한다. 다른 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 스퍼터링 타깃이 페데스탈 상에서 가동적으로 배치된다. 페데스탈에 대한 타깃의 배향은 측방향, 수직방향 또는 각도방향으로 조정될 수 있다. 일 실시예에서, 타깃은 페데스탈 회전 축선에 대해 약 0 내지 45도의 각도 사이에서 조정될 수 있다.
본 발명의 상술된 특징을 상세하게 이해할 수 있는 방식이 되도록, 위에서 간단하게 요약된 본 발명의 더욱 특별한 상세한 설명은 실시예들을 참조할 수 있으며, 이 실시예들 중 일부가 첨부된 도면에 도시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 통상적인 실시예만을 도시하고 있으며 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 고려되지 않으며 본 발명에 대해 다른 균등하고 효과적인 실시예가 인정될 수 있다.
도 1은 회전가능한 기판 페데스탈을 가지는 PVD 챔버의 일 실시예의 개략적인 단면도이며,
도 2는 회전가능한 기판 페데스탈을 가지는 PVD 챔버의 또 다른 실시예의 개략적인 단면도이며,
도 2A 내지 도 2B는 상이한 처리 위치에 타깃을 가지는 PVD 챔버의 개략적인 단면도이며,
도 3A는 도 1의 회전가능한 기판 페데스탈의 부분 단면도이며,
도 3B는 도 1의 기판 지지 페데스탈의 평면도이며,
도 4는 일정한 각도로 배치된 다수의 스퍼터링 타깃이 배치되고 회전가능한 기판 페데스탈을 가지는 또 다른 PVD 챔버의 개략적인 사시도이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능하게는 도면에 대해 공통되는 동일한 요소를 표시하기 위해 동일한 도면부호가 사용된다.
본 발명은 일반적으로 매우 균일한 얇은 필름을 증착하기 위한 PVD 챔버에 관한 것이다. 필름 증착 균일성에 대한 개선이 회전가능한 기판 지지 페데스탈에 의해 적어도 부분적으로 가능하다.
도 1은 회전가능한 기판 페데스탈(126)을 가지는 PVD 챔버(100)의 일 실시예를 도시한다. 도 3A는 기판 페데스탈(126)의 부분 단면도이다. 도 3A의 단면 표시부는 기판 페데스탈(126)의 반경을 따라 도시된다. 도 1 및 도 3A의 도면은 설명 목적을 위해 단순화되었으며 스케일에 따라 도시된 것이 아니다. 본 발명의 실시예의 최상의 이해를 위해, 독자는 도 1 및 도 3A를 동시에 참조하여야 한다.
PVD 챔버(100)는 일반적으로 리드 조립체(102), 주 조립체(104), 운동 제어 유닛(170), 지지 시스템(160), 및 제어기(180)를 포함한다. 일 실시예에서, 리드 조립체(102)는 타깃 조립체(110) 및 상부 엔클로저(122)를 포함한다. 타깃 조립체(110)는 타깃 베이스(112)(예를 들면, 수 냉각 베이스) 내에 배치된 회전가능한 마그네트론 팩(114), 타깃(118), 및 타깃 차폐부(120)를 포함한다. 마그네트론 팩(114)은 구동부(116)에 기계적으로 결합되며, 구동부는 팩을 작동중 예정된 각속도로 회전시킨다. 본 발명으로부터 이익이 청구될 수 있는 하나의 마그네트론 팩은 에이. 데프맨(A. Tepman)에게 2003년 11월 4일자로 발행된 미국 특허 제 6,641,701호에 설명되어 있다. 타깃 조립체(110)는 RF, DC, 펄스형 DC 및 유사한 전원과 같은 플라즈마 전원(도시안됨)에 전기적으로 연결된다.
일 실시예에서, 주 조립체(104)는 챔버 바디(128), 회전가능한 기판 페데스탈(126), 바디(128)에 원주방향으로 부착된 도립형 차폐부(136), 및 다수의 방사 히터(134)를 포함한다. 차폐부(136)는 일반적으로 챔버 바디(128)의 상부로부터 하방으로 그리고 페데스탈(126)을 향하여 내측으로 연장한다. 기판 페데스탈(126)은 기판 플래튼(154) 및 컬럼 모듈(150)을 포함하며, 이들은 서로 결합된다. 리드 조립체(102)와 주 조립체(104) 사이의 진공 타이트 커플링은 하나 이상의 밀봉부에 의해 예시적으로 제공되며, O-링(132)이 도시되어 있다.
기판(130)(예를 들면, 실리콘(Si) 웨이퍼, 등)은 도입되어 챔버 바디(128) 내의 슬릿 밸브(124)를 통하여 PVD 챔버(100)로부터 제거된다. 방사 히터(134)(예를 들면, 적외선(IR) 램프, 등)는 일반적으로 기판(130) 및/또는 챔버(100)의 내부 부분을 특정 공정 방법에 의해 결정되는 온도로 예열된다. 방사 히터(134)가 차폐 부(136) 아래 위치설정되기 때문에, 히터(134)는 히터 성능에 역 효과를 미칠 수 있는 스퍼터링 타깃 재료의 증착으로부터 보호된다.
작동 중, 플래튼(154)은 상부 처리 위치(도시됨) 또는 하부 이송 위치(점선으로 도시됨)에 선택적으로 배치될 수 있다. 웨이퍼 처리 동안(즉, 스퍼터 증착), 플래튼(154)은 타깃(118)으로부터 예정된 거리에 위치된 상부 위치로 상승된다. 기판(130)을 수용 또는 방출하기 위해, 플래튼(154)은 슬릿 밸브(124)와 실질적으로 정렬된 하부 위치로 이동하여 기판의 로보틱 이송을 용이하게 한다.
도 3A 내지 도 3B에 도시된 실시예에 따라, 플래튼(154)은 플래튼(154)의 상부 기판 지지면(306)에 배치된 하나 이상의 폴리머 부재를 포함한다. 폴리머 부재는 적절한 플라스틱 또는 일래스토머일 수 있다. 일 실시예에서, 폴리머 부재는 그루브(304) 내에 배치되는 O-링(302)이다. 작동 중, 기판(130)과 O-링(302) 사이의 마찰은 웨이퍼가 회전하는 플래튼(154)의 기판 지지면(186)을 따른 미끄러짐을 방지한다. 3개의 O-링(302)은 리프트 핀 구멍(316)들 사이에 이격된 도 3B의 페데스탈(126)의 평면도에 도시된다. 대안적으로, 도 3A에 도시된 바와 같이 하나의 O-링(302)은 지지면(306)의 주변을 따라 배치될 수 있어 기판이 처리 동안 회전할 때 기판이 미끄러지는 것을 방지한다.
플래튼(154)은 기판(306) 및 고리형 주변 및 상향 트렌치(310)로부터 상방으로 연장하는 고리형 주변 림(308)을 더 포함한다. 림(308)은 플래튼(154)의 더 높은 각속도로 기판 미끄러짐의 부가 방지를 제공하는 표면(306) 내에 기판 수용 포켓(312)을 형성한다. 추가의 일 실시예(도시안됨)에서, 림(308)은 챔퍼형성, 각도 형성, 원형이 될 수 있거나 플래튼(154)의 중앙으로부터 최소 오프셋으로 위치설정하기 위해 기판(130)을 안내하도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 기판 페데스탈(126)의 상부 위치에서, 주변 트렌치(310)는 도립형 차폐부(136)의 하방 연장 립(314)에 삽입되어, 스퍼터링 타킷 재료의 주변 플럭스용 트랩을 형성한다. 이러한 트랩은 스퍼터 증착으로부터 방사 히터(134)를 보호하여 히터(예를 들면, IR 램프)의 작동 수명을 연장한다. 트렌치(310)는 바닥 부재(360) 및 상방 연장 핑거(362)를 포함한다. 바닥 부재(360) 및 핑거(362)는 교체가능한 부재(364)(점선으로 도시됨)로서 플래튼(154)에 선택적으로 결합될 수 있다.
대안적인 실시예(도시안됨)에서, 플래튼(154)은 클램프 링, 정전 척, 내장된 기판 히터, 후방(즉, 열 교환) 가스 및/또는 냉각 유체용 통로, 무선 주파수 전극, 및 PVD 공정을 강화하기 위해 공지된 다른 수단을 포함할 수 있다. 후방 가스, 냉각 유체의 각각의 공급원(도시안됨)으로의 결합에 의해, 전기 및 무선 주파수 전력이 본 기술분야의 기술자에게 공지된 종래의 방법을 이용하여 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 운동 제어 유닛(170)은 일반적으로 챔버 바디(128)에 부착된 브래킷(152) 상에 예시적으로 장착되는 벨로우즈(148), 자기 구동부(144) 및 변위 구동부(140)를 포함한다. 벨로우즈(148)는 벨로우즈의 바닥판(192)에 회전가능하게 결합되는(화살표(156)로 도시됨) 컬럼 모듈(150)을 위한 연장가능한 진공 타이트 밀봉부를 제공한다. 브래킷(152)과 챔버 바디(128) 사이의 진공 타이트 경계부는 예를 들면 하나 또는 그 이상의 O-링 또는 압착될 수 있는 구리 밀봉부(도시 안됨)를 이용하여 형성될 수 있다. 리프트 핀 기구(138)는 운동 제어 유닛(170) 또는 기판 페데스탈(126)을 통하여 연장하는 리프트 핀을 제어하기 위한 다른 위치에 결합될 수 있다.
컬럼 모듈(150)은 자기 구동부(144)에 근접하여 배치되는 다수의 자기 요소(142) 및 샤프트(198)를 포함한다. 작동 중, 자기 구동부(144)는 자기 요소(142)를 자기적으로 회전하기 위해 선택적으로 통전될 수 있어, 컬럼 모듈(150) 및 플래튼(154)을 회전시킨다. 하나의 전형적인 실시예에서, 기판 페데스탈(126)의 각속도는 분 당 약 10 내지 100 회전의 범위로 선택적으로 제어된다. 자기 구동부는 페데스탈을 회전시키기에 적절한 다른 모터 또는 구동부에 의해 교체될 수 있다.
작동 중, 타깃(118)으로부터 스퍼터링된 재료의 플럭스는 타깃의 재료 구성의 변화, 타깃 상의 오염물(예를 들면, 산화물, 질화물, 등)의 축적, 리드 조립체(102) 내의 기계적 오정렬, 다른 요인 때문에, 공간적으로 비균일하다. PVD 챔버(100) 내의 필름 증착 동안, 기판 페데스탈(126)의 회전 운동은 스퍼터링된 재료의 플럭스의 공간 비균일성을 보상하여 회전하는 기판(130) 상에 매우 균일함 막을 증착한다. 예를 들면, 기판이 회전할 때 타깃(118)의 상이한 영역으로부터 스퍼터링된 재료에서의 변화는 기판(130)에 걸쳐 평준화되어, 증착된 필름의 높은 두께 균일성을 초래한다.
변위 구동부(140)는 벨로우즈(148)의 바닥판(192)에 강성으로 결합되어 작동중 하부(예를 들면, 웨이퍼 수용/배출) 위치와 상부(예를 들면, 스퍼터링) 위치 사이의 기판 페데스탈(126)의 이동(화살표(184)로 도시됨)을 용이하게 한다. 변위 구동부(140)는 공기압 실린더, 유압 실린더, 모터, 페데스탈(126)의 높이를 조절하기에 적절한 선형 작동 또는 다른 장치일 수 있다.
지지 시스템(160)은 총괄적으로 PVD 챔버(100)의 기능을 용이하게 하는 다양한 장치를 포함한다. 예시적으로, 지지 시스템(160)은 하나 또는 그 이상의 전원, 하나 또는 그 이상의 진공 펌프, 스퍼터링 가스 및/또는 가스 혼합물의 공급원, 제어 도구 및 센서, 및 본 기술분야의 기술자에게 공지된 유사한 것을 포함한다.
제어기(180)는 중앙 처리 유닛(CPU), 메모리, 및 지지 회로(도시안됨)를 포함한다. 인터페이스(182)를 경유하여, 제어기(180)는 PVD 챔버(100)에 결합되어 제어할 뿐만 아니라 챔버 내에서 수행되는 증착 공정을 제어한다.
도 2는 페데스탈의 회전 축선에 대한 일정한 각도로 배치되는 스퍼터링 타깃 및 회전가능한 기판 페데스탈을 가지는 PVD 챔버의 또 다른 실시예의 개략적인 정면도이다. 도 2는 예시적인 목적을 위해 단순화되며 스케일대로 도시되지 않았다.
PVD 챔버(200)는 일반적으로 리드 조립체(202), 주 조립체(104), 운동 제어 유닛(170), 지지 시스템(160), 및 제어기(180)를 포함한다. PVD 챔버(100 및 200)에 실질적으로 공통적인 부품은 도 1 및 도 3A를 참조하여 위에서 설명되었다.
리드 조립체(202)는 일반적으로 타깃 조립체(110), 경사진 상부 엔클로저(204), 및 엔클로저(204)와 챔버 바디(128) 사이에 장착된 선택적으로 하나 이상의 스페이서(206)(하나의 스페이서가 도시됨)를 포함한다. 예시적으로, 리드 조립체(202), 스페이서(206), 및 주 조립체(104) 사이의 진공 타이트 커플링은 하나 또는 그 이상의 스케일(208)을 이용하여 제공된다.
타깃 조립체(110)는 경사진 위치에 있는 상부 엔클로저(204)에 장착되어 각도(214)가 회전가능한 기판 페데스탈(126)(또는 기판(130))과 타깃(118)의 스퍼터링 표면(220) 사이에 형성되도록 한다. 스퍼터링 표면(220)의 중앙은 기판(130)으로부터 일정한 거리(292)로 수직으로 이격된다. 스퍼터링 표면의 중앙은 부가적으로 기판(130)의 중앙으로부터 일정한 거리(218)로 측방향으로 이격될 수 있다. 예를 들면, 거리(218)는 약 0 내지 450 mm 사이로 선택적으로 설정될 수 있다. 상부 엔클로저(204)의 상부 패널(222)은 일반적으로 배향되어, 각도(214)가 약 0 내지 45도의 범위로 선택될 수 있다. 경사진 타깃은 스퍼터링된 재료가 경사진(예를 들면, 수직하지 않은) 입사 각도로 기판에 충돌하도록 하여, 공형 증착(conformal deposition)을 개선한다. 페데스탈이 증착 동안 회전할 때, 증착 재료는 360도를 통하여 기판 표면상에 증착된다. 최적 각도(214)는, 예를 들면 예비 제조 시험을 통하여, 타깃 재료의 각각의 타입 및/또는 기판 표면 형상을 위해 결정될 수 있다. 최적 각도(214)가 결정되면, 리드 조립체(202)(및 타깃(118))는 각각의 증착 공정 작동을 위해 적절한 각도로 경사질 수 있다.
스페이서(206)는 타깃(118)과 기판(130) 사이의 최적 수직 거리(화살표(210)로 도시됨)를 형성하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 선택적 스페이서(들)(206)의 조합된 높이(216)는 약 0 내지 500 mm 보다 큰 범위에 선택될 수 있다. 이는, 기판 페데스탈(154)이 상승된 처리 위치에 있을 때, 타깃(118)의 중앙과 기판(130)과 이격된 거리가 약 200 내지 약 450 mm 사이로 선택되는 것을 허용한다. 타깃 경사 각도에 유사하게, 스페이서(206)는 기판과 타깃 사이의 최적 간격을 결 정하기 위해 조정될 수 있어 상이한 타깃 재료 및/또는 기판 형상에 대한 최상의 처리 결과를 달성한다. 최적 거리가 결정되면, 스페이서(206)의 적절한 개수 및 연장된 높이(slack height)는 각각의 공정 작동을 위한 최적 증착 결과를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
추가 실시예에서, 리드 조립체(202)는 증착 성능을 강화하기 위해 타깃(118)과 기판(130) 사이의 측방향 오프셋을 조정하기 위해 주 조립체(104)(화살표(212)로 도시됨)의 플랜지(224)를 따라 이동할 수 있다. 일 실시예에서, PVD 챔버(200) 내의 대기압을 복원한 후, 리드 조립체(202)는 저 마찰 팁 또는 볼을 가지는 다수의 가압기(226)를 이용하여 플랜지(224) 위로 상승될 수 있다. 대안적으로, 가압기(226)는 저 마찰 재료(예를 들면, 테플론(TEFLON)(등록상표), 폴리아미드, 등)로 포함하거나 이들로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 액츄에이터(290)는 주 조립체(104)에 결합되어 주 조립체(104)의 상부면 위로 가압기(226)를 선택적으로 연장하도록 한다. 액츄에이터(290)는 유체 실린더, 전기 모터, 솔레노이드, 캠 또는 주 조립체(104)로부터 리드 조립체(202)를 분리하기 위해 가압기(226)를 변위시키기 위한 다른 적절한 장치일 수 있다. 액츄에이터(290)가 주 조립체(104)에 결합된 것으로 도시되어 있지만, 액츄에이터(290)가 리드 조립체(202)에 결합될 수 있어 리드 조립체(202)로부터 하방으로 가압기(226)를 연장하여 주 조립체(104)로부터 리드 조립체(202)를 상승시키도록 구성될 수 있다.
상승된 위치에서, 리드 조립체(202)는 예정 위치로 플랜지(24)를 따라 이동 할 수 있으며, 여기서 가압기(226)가 낮추어져 리드 및 주 조립체 사이의 진공 타이트 커플링이 복원된다. 일 실시예에서, 리드 조립체(202)의 미끄럼 운동의 거리(또는 오프셋)(218)는 약 0 내지 500 mm의 범위로 선택적으로 제어될 수 있다. 상이한 재료 및 기판 형상에 대한 증착 결과를 최적화하기 위해, 각도 및 높이(간격) 조정에 유사하게, 각도 및 높이를 조합하여, 타깃(118)과 기판 사이의 오프셋이 선택될 수 있다.
일반적으로, 회전가능한 기판 페데스탈(126)에 대해 총괄적으로 형성되는 각도(214), 높이(216)(간격(292)), 및 오프셋(218)의 최적 값, 타깃 조립체(110)의 공간적 위치 및 스퍼터링된 타깃 재료의 원자의 입사 각도 및 운동 에너지가 공정 특정될 수 있다. 작동 중, 타깃 조립체(110)가 공정 특정 최적 공간 위치에 있을 때, 최상의 특성(예를 들면, 최소 두께 비 균일성)을 가지는 필름이 기판(30) 상에 증착될 수 있다. 따라서, 최적 각도, 간격 및 오프셋이 예정된 증착 재료 및/또는 기판 형상을 위해 공개될 때, 리드 조립체(202) 및 타깃(118)의 배향이 예정된 공정 작동을 위한 원하는 공정 결과를 생성하기 위해 미리결정된 배향으로 설정될 수 있다. 설명을 위해, 도 2A 내지 도 2B는 상이한 각도(214', 214"), 수직 간격(292', 292"), 및 측방향 오프셋(218', 218")을 가지는 리드 조립체(202)가 도시된다.
전형적인 일 실시예에서, 본 발명은 미국 캘리포니아 산타 클라라의 어플라이드 머티어리얼스, 아이엔시.로부터 입수가능한 엔두라 시엘(Endura CL)(등록상표) 집적 반도체 웨이퍼 처리 시스템의 PVD 챔버의 요소를 이용하여 실행하는 것이 감소되었다. 이러한 실시예에서, 분당 약 48 회전으로 회전하는 300 mm 실리콘(Si) 웨이퍼 상에, 각각의 마그네트론 타깃을 이용하여, 알루미늄(Al), 탄탈(Ta), 구리(Cu), 및 니켈-철(Ni-Fe) 합금 필름이 증착된다. 약 30도, 340 내지 395 mm, 및 300 내지 400 mm의 공정 특성 범위 내에서의 각도(214), 높이(216)(간격(292)), 및 오프셋(218)을 최적화함으로써, 각각, 약 0.17 내지 0.35%(1б)의 두께 비균일도가 아래 표에서 볼 수 있는 바와 같이, 증착 재료를 위해 달성된다.
Figure 112007035021710-PCT00001
도 4A 내지 도 4B는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 다수의 리드 조립체(4개의 조립체(402A 내지 402D)가 도시됨)를 포함하는 또 다른 PVD 챔버(400)의 개략적인 사시도 및 단면도이다. 도 4A는 설명 목적을 위해 단순화되었으며 스케일대로 도시되지 않았다. 리드 조립체(402A 내지 402D)는 상술된 리드 조립체와 유사하게 도시되었다. 이와 같이, 독자는 도 2 및 도 4A 내지 도 4B를 동시에 참조하여야 한다.
PVD 챔버(200 및 400)에 실질적으로 공통적인 부품은 도 1 내지 도 2를 참조하여 위에서 설명하였다. 여기서, 유사한 부품은 적절할 때 특정 장치들 사이를 구별하기 위하여 알파벳 첨자가 추가되는 것을 제외하고 동일한 도면부호를 이용하여 확인된다.
PVD 챔버(400)에서, 리드 조립체(402A 내지 402D)는 공통 플랜지(404)상에 주 조립체(104)의 회전가능한 기판 페데스탈(126)(도 4B에 도시됨) 둘레에 배치된다. 공통 플랜지(404)는 리드 조립체(402A 내지 402D) 및 주 조립체(104)와 진공 타이트 접촉한다. 일 실시예에서, 기판 페데스탈(126)에 대해, 리드 조립체(402A 내지 402D)는 플랜지(404) 상에 실질적으로 대칭으로 배치된다. 추가 일 실시예에서, 각각의 타깃 조립체(410A 내지 410D)의 공간적 위치는 도 2의 리드 조립체(202) 및 타깃 조립체(110)를 참조하여 상술된 바와 같이, 각각의 리드 조립체(402A 내지 402B)의 조정에 의해 선택적으로 최적화될 수 있다.
PVD 챔버(400)는 증착 필름의 특성을 추가로 최적화(예를 들면, 최소 두께 비 균일성)를 허용할 뿐만 아니라 복잡한 필름 구조물(예를 들면, 자기 램덤 액세스 메모리(MRAM) 구조물, 등)의 현장(in-situ) 제조를 용이하게 한다. 예를 들면, 타깃 조립체(410A 내지 410D)가 상이한 재료로 형성된 타깃(118)을 포함하는 PVD 챔버(400)는 이 같은 재료 또는 이들의 혼합물의 매우 균일한 필름의 현장 다중 층 필름 적층부를 증착하기 위해 이용될 수 있다. 더욱이, 장치(400) 내의 각각의 타깃 조립체(410A 내지 410D)의 공간적 위치(예를 들면, 각도(414A-B), 높이(416A-B), 및 오프셋(418A-B))는 회전하는 기판 페데스탈(126)(즉, 각도(414A-B)는 높이(416A-B) 및 오프셋(418A-B)를 위한 각도와 반드시 동일한 것은 아니다), 상이한 재료에 대해 개별적으로 최적화될 수 있으며, 필름 적층부는 필름 두께의 최소 비균일성으로 현장 적층될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 대해 설명되었지만, 본 발명의 다른 및 추가의 실시예가 본 발명의 기본 범위로부터 이탈하지 않고 발명될 수 있으며, 본 발명의 범위는 후술되는 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (39)

  1. 물리적 증착 챔버로서,
    챔버 바디,
    상기 챔버 바디 내에 배치되는 회전가능한 기판 페데스탈, 및
    상이한 처리 위치들 사이에서 조정가능한 하나 이상의 스퍼터링 타깃을 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 스퍼터링 타깃은 상기 기판 페데스탈의 기판 지지면에 대해 평행하지 않은,
    물리적 증착 챔버.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 타깃은 약 0 내지 약 45도 사이의 각도로 배치되는,
    물리적 증착 챔버.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 바디상에 배치되고 상기 스퍼터링 타깃이 결합되는 리드 조립체를 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 리드 조립체는 상기 페데스탈에 대한 처리 위치들 사이에서 측방향으로 가동되는,
    물리적 증착 챔버.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 챔버 바디로부터 선택적으로 연장하여 상기 챔버 바디로부터 상기 리드 조립체를 이격하는 다수의 슬라이더를 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 타깃은 약 0 내지 약 45도 사이의 각도로 배치되는,
    물리적 증착 챔버.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 리드 조립체는 상기 페데스탈의 회전 축선에 대한 처리 위치들 사이에서 수직으로 가동되는,
    물리적 증착 챔버.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 타깃은 약 0 내지 약 45 도 사이의 각도로 배치되는,
    물리적 증착 챔버.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 스퍼터링 타깃은 상기 기판 페데스탈 주위에 배치되는 다수의 타깃인,
    물리적 증착 챔버.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 스퍼터링 타깃이 상이한 재료로 이루어지는,
    물리적 증착 챔버.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 바디에 결합되고 상기 폐데스탈을 향하여 내측 및 하방으로 연장하는 차폐부를 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 차폐부 아래 상기 챔버 바디의 영역으로 배치되는 하나 이상의 기판 가열 요소를 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 페데스탈에 삽입되는,
    물리적 증착 챔버.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 페데스탈은 고리형 주변 상향 트렌치를 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 페데스탈은 상기 페데스탈이 상승된 위치에 있을 때 상기 페데스탈의 트렌치와 결합하는 내부 립을 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 페데스탈은 기판 지지면, 및
    상기 지지면으로부터 연장하여 기판 수용 포켓을 형성하는 고리형 주변 림을 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 페데스탈은 기판 지지면, 및
    상기 지지면에 배치되는 하나 이상의 폴리머 부재를 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  19. 물리적 증착 챔버로서,
    챔버 바디,
    상기 챔버 바디 내에 배치되는 회전가능한 기판 페데스탈,
    처리 위치들 사이에서 조정가능한 스퍼터링 표면을 가지는 하나 이상의 타깃으로서, 상기 하나 이상의 처리 위치 내의 상기 스퍼터링 표면이 상기 페데스탈의 기판 지지면에 대해 평행하지 않은, 타깃, 및
    상기 챔버 바디 내에 배치되고 상기 스퍼터링 타깃이 결합되는 리드 조립체를 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  20. 제 20 항에 있어서,
    상기 타깃의 스퍼터링 표면은 약 0 내지 약 45도 보다 큰 상기 지지면에 대 한 각도로 배치되는,
    물리적 증착 챔버.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 리드 조립체는 상기 페데스탈에 대한 처리 위치들 사이에서 측방향으로 가동되는,
    물리적 증착 챔버.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 챔버 바디로부터 선택적으로 연장하고 상기 챔버 바디로부터 상기 리드 조립체를 이격시키는 다수의 슬라이더를 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 리드 조립체는 상기 페데스탈의 축선에 대한 처리 위치들 사이에서 수직으로 가동되는,
    물리적 증착 챔버.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 타깃은 상기 기판 페데스탈 주위에 배치되는 다수의 타깃인,
    물리적 증착 챔버.
  25. 제 24 항에 있어서,
    두 개 이상의 스퍼터링 타깃은 상이한 재료로 이루어지는,
    물리적 증착 챔버.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 챔버 바디에 결합되고 상기 페데스탈을 향하여 내측 및 하방으로 연장하는 차폐부를 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 차폐부 아래 상기 챔버 바디의 영역에 배치되는 하나 이상의 기판 가열 요소를 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 페데스탈에 삽입되는,
    물리적 증착 챔버.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 기판 페데스탈은 고리형 주변 상향 트렌치를 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 페데스탈이 상승 위치에 있을 때 상기 페데스탈의 트렌치와 결합하는 내부 립을 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  31. 제 20 항에 있어서,
    상기 기판 페데스탈은 기판 지지면, 및
    상기 지지면으로부터 연장하고 기판 수용 포켓을 형성하는 고리형 주변 림을 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  32. 물리적 증착 챔버로서,
    챔버 바디,
    상기 챔버 바디에 배치되고 상방 배향 트렌치를 가지는 회전가능한 기판 페데스탈,
    상기 챔버 바디에 결합되고 상기 페데스탈 및 상기 페데스탈이 상승된 위치에 있을 때 상기 페데스탈의 트렌치를 향하여 내측 및 하방으로 연장하는 차폐부,
    상기 기판 페데스탈에 결합되어 회전시키는 제 1 구동부,
    결합되어 상기 챔버 바디 내의 상기 페데스탈의 높이를 제어하는 제 2 구동부,
    처리 위치들 사이에서 조정가능한 스퍼터링 표면을 가지는 하나 이상의 타깃으로서, 상기 하나 이상의 처리 위치 내의 상기 스퍼터링 표면은 상기 페데스탈의 기판 지지면에 대해 평행하지 않은, 타깃, 및
    상기 챔버 바디에 배치되어 상기 스퍼터링 타깃이 결합되는 리드 조립체를 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 타깃의 스퍼터링 표면은 약 0 내지 약 45도 보다 큰 상기 지지면에 대한 각도로 배치되는,
    물리적 증착 챔버.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 리드 조립체는 상기 페데스탈에 대한 처리 위치들 사이에서 수직으로 가동되는,
    물리적 증착 챔버.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 리드 조립체는 상기 페데스탈의 회전 축선에 대한 처리 위치들 사이에서 수직으로 가동되는,
    물리적 증착 챔버.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 챔버로부터 선택적으로 연장되어 상기 챔버 바디로부터 상기 리드 조립체를 이격하는 다수의 슬라이더를 더 포함하는,
    물리적 증착 챔버.
  37. 제 32 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 타깃은 상기 기판 페데스탈 주위에 배치되는 다수의 타깃인,
    물리적 증착 챔버.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 스퍼터링 타깃은 상이한 재료로 이루어지는,
    물리적 증착 챔버.
  39. 물리적 증착 방법으로서,
    제 1 배향으로 배치되는 타깃 및 기판 지지부를 가지는 챔버 내에서 제 1 물리적 증착 공정을 수행하는 단계, 및
    제 2 배향으로 배치되는 타깃 및 기판 지지부를 가지는 챔버 내에서 제 2 물리적 증착 공정을 수행하는 단계를 포함하는,
    물리적 증착 방법.
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