[go: up one dir, main page]

JP2012512324A - 真空物理的蒸着のためのチャンバシールド - Google Patents

真空物理的蒸着のためのチャンバシールド Download PDF

Info

Publication number
JP2012512324A
JP2012512324A JP2011540826A JP2011540826A JP2012512324A JP 2012512324 A JP2012512324 A JP 2012512324A JP 2011540826 A JP2011540826 A JP 2011540826A JP 2011540826 A JP2011540826 A JP 2011540826A JP 2012512324 A JP2012512324 A JP 2012512324A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shield
vapor deposition
physical vapor
vacuum chamber
deposition apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011540826A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5421387B2 (ja
Inventor
リー ユーミン
バークマイヤー ジェフリー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of JP2012512324A publication Critical patent/JP2012512324A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5421387B2 publication Critical patent/JP5421387B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

物理的蒸着装置は、側壁を有する真空チャンバと、陰極と、無線周波数電源と、基板支持体と、陽極と、シールドと、を含む。陰極は、真空チャンバ内にあり、ターゲットを含むように構成される。無線周波数電源は、陰極に電力を印加するように構成される。基板支持体は、真空チャンバの側壁の内側にあり、側壁から電気的に絶縁される。陽極は、真空チャンバの側壁の内側にあり、側壁と電気的に接続される。シールドは、真空チャンバの側壁の内側にあり、側壁と電気的に接続され、環状体と環状体から延びる複数の同心環状突起とを含む。

Description

本開示は、一般的には無線周波数(RF)スパッタリング物理的蒸着(PVD)に関し、より具体的にはRFスパッタリングPVD装置の成形されたシールド及びチャンバシールドに関する。
無線周波数スパッタリングPVDは、基板上に薄膜を堆積する方法である。基板は、真空チャンバ内に、RF電源に接続されたターゲットに対向して置かれる。RF電力が始動されると、プラズマが形成される。正のガスイオンが、ターゲット表面に引き寄せられ、ターゲットにぶつかり、運動量移動によりターゲット原子を剥がす。次に、剥がされたターゲット原子は、基板上に堆積して薄膜層を形成する。
物理的蒸着中、堆積される薄膜の特性を制御することは重要でありえる。真空チャンバ壁方向に拡散するプラズマの結果、或いは堆積の逆転の結果、処理又は膜の安定性に問題が発生する可能性がある。
一般的に、一態様では、物理的蒸着装置は、側壁を有する真空チャンバと、陰極と、無線周波数電源と、基板支持体と、陽極と、シールドと、を含む。陰極は、真空チャンバ内にあり、スパッタターゲットを含むように構成される。無線周波数電源は、陰極に電力を印加するように構成される。基板支持体は、真空チャンバの側壁の内側にあり、側壁から電気的に絶縁される。陽極は、真空チャンバの側壁の内側にあり、側壁と電気的に接続される。シールドは、真空チャンバの側壁の内側にあり、側壁と電気的に接続され、環状体と環状体から延びる複数の同心環状突起とを含む。
これら及び他の実施形態は、以下の特徴の一つ又は複数を随意的に含むことができる。複数の同心環状突起は、陰極に向かって延びることができる。側壁に比較的近い環状突起の高さは、側壁から比較的遠い環状突起の高さよりも高くてもよい。同心環状突起のそれぞれの高さは、真空チャンバの中心から側壁へ半径に沿って増大することができる。第2のシールドの内側の環状開口が、基板支持体とほぼ同じ半径を有することができる。
ターゲットは、ジルコニウム酸チタン酸鉛(PZT)を含むことができる。真空チャンバは、真空ポンプ、処理ガス制御装置又は圧力測定装置の少なくとも一つを含むことができる。陰極は、ターゲットに接続されるように構成された金属の受け板を更に含むことができる。陰極は、マグネトロンアセンブリを含むことができる。
一般的に、別の態様では、物理的蒸着装置は、側壁を有する真空チャンバと、陰極と、無線周波数電源と、基板支持体と、陽極と、第1のシールドと、第2のシールドと、を含む。陰極は、真空チャンバ内にあり、スパッタターゲットを含むように構成される。無線周波数電源は、陰極に電力を印加するように構成される。基板支持体は、真空チャンバの側壁の内側にあり、側壁から電気的に絶縁される。陽極は、真空チャンバの側壁の内側にあり、側壁と電気的に接続される。第1のシールドは、真空チャンバの側壁の内側にあり、側壁と電気的に接続される。第2のシールドは、真空チャンバの側壁と電気的に接続され、チャンバの側壁と第1のシールドとの間に位置する。第2のシールドの高さは、第1のシールドの高さと少なくとも同程度である。
これら及び他の実施形態は、以下の特徴の一つ又は複数を随意的に含むことができる。第2のシールドの高さは、第1のシールドの高さよりも高くてもよい。第2のシールドは、環状体と環状体から内向きに延びる環状フランジとを含むことができる。環状フランジは、第1のシールドの環状フランジの下に延びることができる。第2のシールドは、チャンバから着脱可能に構成されてもよい。
第2のシールドは、第1のシールドと電気的に接続されてもよい。第2のシールドは、導電体により第1のシールドと電気的に接続されてもよく、導電体は、第1のシールドと第2のシールドとの間にガスの流れを許容するように構成されてもよい。導電体は、第1のシールドと第2のシールドとを接続する少なくとも一つのストラップを含むことができる。
ターゲットは、ジルコニウム酸チタン酸鉛(PZT)を含むことができる。真空チャンバは、真空ポンプ、処理ガス制御装置又は圧力測定装置の少なくとも一つを含むことができる。陰極は、ターゲットに接続されるように構成された金属の受け板を更に含むことができる。陰極は、マグネトロンアセンブリを含むことができる。
いくつかの実施形態は、次の利点の一つ又は複数を有することができる。陽極は、プラズマ放電から戻されるRF電流の収集及び電気的接地の両方のために十分な表面積があるように設計されることができる。陽極とシールドとを接続する導電体は、シールドを接地陽極と同じ電位にすることにより、プラズマ放電領域の外側に向かうプラズマの漏出を低減することができる。RFシールド表面積を増大させることで、全陽極−陰極表面積を増大させて堆積工程を安定化させることができる。第2のシールドは、チャンバ壁上へのターゲット材の堆積量を減らすことができる。
本発明の一つ又は複数の実施形態の詳細が、添付図面及び以下の明細書に記載される。本発明の他の特徴、態様及び利点は、本明細書、添付図面及び特許請求の範囲から明らかになる。
図1は、延長された陽極を含む物理的蒸着装置の実施形態の断面の概略図である。 図1Aは、図1の延長された陽極の拡大図である。 図2は、物理的蒸着装置に使用される陽極の斜視図を示す。 図3は、延長されたシールドを含む物理的蒸着装置の実施形態の断面の概略図である。 図3Aは、図3の延長されたシールドの拡大図である。 図4は、物理的蒸着装置に使用されるシールドの上面概略図である。 図5は、延長された陽極がない物理的蒸着装置の、自己バイアスDC電圧をガス流と関連付けた例示的グラフを示す。 図6は、延長された陽極を含む物理的蒸着装置の、自己バイアスDC電圧をガス流と関連付けた例示的グラフを示す。
様々な図面中の同じ参照符号及び名称は同じ要素を示す。
基板上に薄膜を生成するためにRF物理的蒸着(又はスパッタリング)を使用する場合、真空チャンバ内の望ましくない場所(例えば陽極とシールドとの間)でプラズマ密度又はプラズマの存在に不均一性があることがあり、これは堆積膜の特性の不均一性につながる可能性がある。堆積膜の特性は、陽極、シールド、及び陽極とシールドとの間の電気的接続部の、幾何学的配置、寸法及び形状を変更することにより制御することができる。
図1を参照すると、物理的蒸着装置100は、真空チャンバ102を含むことができる。真空チャンバ102は、円筒状であって、側壁152、上面154及び底面156を有することができる。マグネトロンアセンブリ118が、真空チャンバ102の上部に位置することができる。マグネトロンアセンブリ118は、交番磁極を有する一組の磁石を含むことができる。マグネトロンアセンブリ118は、静止していてもよいし、真空チャンバ102の半径に垂直な軸を中心に回転してもよい。物理的蒸着装置100は、RF電源104及び対応する負荷整合ネットワークを更に含むことができる。
一つ又は複数の基板を支持するためのチャック又は基板支持体110が、真空チャンバ102内に、真空チャンバ102の底面156の近傍に(しかし底面156上に離間して)収容されることができる。基板支持体110は、PVD処理中に基板116を薄膜で被覆することができるように基板116を保持するように構成された基板クランプ板等の基板保持機構122を含むことができる。基板支持体110は、接地から電気的に絶縁されることができ、これによりDC電圧又はRF電源120等の電源によって基板支持体110に独立にバイアスをかけることができる。例えば最高700℃までの所定温度に基板116の温度を維持するために、温度制御装置(不図示)を基板支持体110上に配置することができる。
陰極アセンブリ106が、真空チャンバ102内に、真空チャンバ102の上面154の近傍に収容されることができる。陰極アセンブリ106は、金属の受け板(不図示)に接続可能なターゲット126を含むことができる。ターゲット106は、通常、円形で外端160を有することができる。ターゲットは、例えばジルコニウム酸チタン酸鉛(PZT)から作製されることができる。陰極106は、RF電源104によってRF電力が印加される際にRF電流の電極として機能することができる。陰極アセンブリ106は、絶縁体リング150によって真空チャンバ102から電気的に絶縁されることができる。
陽極108も、真空チャンバ102内に収容されることができる。陽極108は、RF電流の戻り経路を用意するように陰極106の対抗電極となることができる。いくつかの実施形態では、陽極108と基板支持体110とが同一部品であることができる。しかしながら他の実施形態では、図1に示すように、陽極108は、基板支持体110が浮遊電位又は陽極108と異なる電位に保持されるように、基板支持体110から電気的に絶縁されることができる。陽極は、真空チャンバ側壁152に接地(即ち、この場合は真空チャンバ側壁152に電気的に接続)されることができる(陽極が実際に接地される必要はない)。
図1、1A及び2を参照すると、陽極108は、環状体302を有することができ、環状体302から内向きに突出する環状フランジ304によって延長されることができる。環状フランジ304は、PVD処理中にプラズマを保持することができる所望の放電空間128(図1を参照)を画定することができる。図1A及び2に示すように、環状体302は、上側部分306と下側部分308とを含むことができる。上側部分306は、下側部分308よりも陰極106の近くにあることができる。上側部分306と真空チャンバ102の上面154との間の間隔148(図1を参照)は、その間のプラズマ形成を防止するように構成されることができる。
図1Aに示すように、陽極の上側部分306の最上部320は、真空チャンバの上面154から鉛直方向に延びることができる(最上部320は、例えば円筒であることができる)。最上部320は、ターゲット126の端部160に平行であることができ、それを取り囲むことができる。上側部分306の底部322は、最上部320の下端において内面から内向きに(例えば垂直方向に)延びることができる。底部322は、例えば水平リングとして実質的に水平方向に内向きに延びることができる。リング322の内側半径は、ターゲット126とほぼ同じ半径を有することができる。下側部分308は、底部322の下面及び内端から延びることができる。下側部分308は、底部322から垂直に延びることができ、例えば円筒として、鉛直方向に延びることができる。円筒の内壁は、ターゲット126とほぼ同じ半径を有することができる。図示しないが、別の突起が、シールド124の上側部分を配置するための間隙が形成されるように、底部322の外端近傍の下面から下方に延びることができる。
環状フランジ304は、フランジの少なくとも一部がターゲット126の下に延びるように、下側部分308から内向きに突出することができる。図1に示すように、陰極106に近いフランジ304の半径が陰極106から遠いフランジ304の半径より大きくなるように、即ちフランジが漏斗形状を有することができるように、フランジ304は環状体302から内向きに下方に延びることができる。或いは、図3に示すように、フランジ304は、環状体302から水平方向に延びることができる。いくつかの実施形態では、フランジ304は、下側部分308の最下端から延びる。
環状開口310(図2を参照)は、PVD処理中に基板116に実質的に影を落とさないように、即ち基板116の上面全体が薄膜で被覆されるように、基板支持体110とほぼ同じ半径を有することができる。
真空チャンバ102は、更に、真空チャンバ102の側壁を薄膜材で被覆されることから保護するために、RFシールド124を含むことができる。シールド124は、例えば非磁性ステンレス鋼又はアルミニウムから作製されることができ、真空チャンバ102の側壁152に接地されることができる。
いくつかの実施態様では、シールド124は、鉛直方向に(例えば円筒状に)延びる環状体402を含む。水平方向に延びるフランジ146が、環状体402の下端から内向きに延びることができる。水平方向に延びるフランジ146は、真空チャンバ102の底部近傍に配置されることができ、陽極108の下側部分308を取り囲みそれと部分的に鉛直方向に重なるようにフランジ304を越えて延びることができる。いくつかの実施形態では、鉛直方向に延びるフランジ146は、陽極108の下側部分308と基板保持機構122との間の間隙内に延びることができる。フランジ146は、基板保持機構122と部分的に水平方向に重なることができる。
シールド124の環状フランジ146の内側の環状開口406(図4を参照)は、基板116に実質的に影を落とさないように、基板支持体とほぼ同じ半径を有することができる。間隙132が、所望の放電空間128から処理ガスが排気されることができるようにするために、シールド124と陽極108との間に存在することができる。
図3、3A及び4を参照すると、いくつかの実施形態では、シールドは、一組の同心環状突起404が環状フランジ146から例えば陰極106に向けて突出するように延ばされることができる。環状突起404は、環状体402と平行に延びることができる。図3に示すように、各環状突起404の高さは、真空チャンバの中心から側壁へ半径に沿って増すことができる。環状体402は、各環状突起404の高さよりも高い高さを有することができる。
図1を再度参照すると、物理的蒸着装置102は、陽極108とシールド124とを直接接続する導電体130(例えばストラップ)を含むことができる。導電体130は、可撓性であることができ、陽極108とシールド124との間にガスの流れを許容するように構成されることができる。例えば、導電体130は、メッシュ又はワイヤストラップであることができる。導電体130は、例えば銅又はアルミニウムで作製されることができる。
陽極108とシールド124との間に、多くの接続部が存在することができる。例えば、導電体130は陽極108とシールド124とに少なくとも4点で接続されることができる。図1に示すように、導電体130は、陽極108の下面とシールド124の最上部との間に接続されることができる。導電体130はまた、陽極108の最上部とシールド124の外面との間に接続されることができる。
図1を再度参照すると、物理的蒸着装置100は、二次的チャンバシールド134を更に含むことができる。チャンバシールドは、例えば非磁性ステンレス鋼又はアルミニウムから作製されることができる。チャンバシールドの上部は、陽極108と真空チャンバ102の側壁との間に配置されることができる。チャンバシールド134の下部は、真空チャンバ102の側壁とシールド124との間に配置されることができる。チャンバシールド134は、シールド124及び/又は陽極108と同心であることができ、それらを取り囲むことができる。チャンバシールド134の高さは、シールド124の高さ以上であることができる。チャンバシールド134は、鉛直環状体142と、環状体142から(例えば鉛直環状体142の下端から)内向きに延びる環状フランジ144と、を含むことができる。チャンバシールド134の環状フランジ144は、シールド124の環状フランジ146の下に延びることができ、環状フランジ146よりも短い半径方向長さを有することができる。環状フランジ144は、基板支持体122よりもチャンバの底部の近くにあることができる。チャンバシールドのフランジ144の内端は、基板支持体122の外端と鉛直方向に合わされることができる。
チャンバシールド130は、処理ガスが真空チャンバ102へ送り込まれるとともに真空チャンバ102から送り出されることがなおもできるように構成されることができる。例えば、チャンバシールド134は、ガス入口142又は真空入口114を覆わないように十分に短くてよい。或いは、チャンバシールド134は、ガス入口142及び真空入口114の場所に対応する位置に穴(不図示)を有してもよい。更に、チャンバシールド134は、個別に着脱可能であり、容易に洗浄可能で、長期間再利用可能である。
図1に示すように、チャンバシールド134は、導電体136によってシールド124に電気的に接続されることができる。導電体136は、導電体130と同様な材質及び形状であることができる。したがって、導電体136は、シールド124とチャンバシールド134との間にガスの流れを許容するように構成されることができる。同様に、導電体136は、メッシュで構成されることができ、一つ又は複数のストラップであることができ、銅又はアルミニウムから成ることができる。また、導電体136は、シールド124の底面とチャンバシールド134の内面との間に接続されることができる。
物理的蒸着装置100は、処理ガス入口112、処理ガス制御装置(不図示)、真空入口114、圧力測定装置及び制御装置(不図示)及び真空ポンプ(不図示)を更に含むことができる。
スパッタリング又はPVD処理中、ガス入口112を介して、アルゴン及び酸素等のガスが供給されることができる。真空ポンプ(不図示)は、真空入口114を介して、例えば10−7トル以下の基礎真空と、例えば0.5ミリトル〜20ミリトルのプラズマ動作圧力と、を維持することができる。500W〜5000W程度、例えば2000W〜4000W、又は3000W、のRF電源104が陰極アセンブリ106に印加されると、ターゲット126が負にバイアスされ陽極108が正にバイアスされて、陰極104と陽極108との間の所望の放電空間128内にプラズマを形成する。マグネトロンアセンブリ118は、陰極106の前面及びその近傍において、例えば50ガウス〜400ガウス、例えば200ガウス〜300ガウス、の磁界を生成することができる。磁界は、電子をターゲット126の前面と平行な螺旋運動に閉じ込めることができる。
ターゲット126上の負の自己バイアスDC電圧は、磁界によってターゲット126の表面近傍に閉じ込められた電子と共に、スパッタガスをイオン化させて非反応性ガスの陽イオンを生成して、活性化陽イオンによってターゲット126に衝撃を与えることを促進する。運動量移動は、PZT分子等の中性ターゲット材をターゲット106から移動させ基板116上に堆積させて、基板116上に薄膜を生成する。
基板116は、基板RFバイアス電源120によって、接地に対して負にバイアスされることができる。このようなバイアスは、表面から余分なターゲット原子を叩き出すため(例えば基板表面をエッチングするため)に有用であることができる。
スパッタされた材料はターゲットから真空チャンバ102内の全方向に放出されるので、基板116の表面以外の表面が被覆される可能性がある。したがって、例えばターゲット126が誘電材料である場合、陽極108及びシールド124の表面が電気的絶縁材料で覆われる可能性がある。その結果、RF電流の接地への戻り経路を用意するための電気伝導が不十分となり、陽極108、シールド124及び真空チャンバ102の側壁152の様々な部分の間に間欠的二次的プラズマ形成を起こす可能性がある。このような不安定なプラズマ条件は、意図しない表面上へのターゲット材の更なる堆積を生じる可能性がある。
更に、被覆処理が、陰極106に印加される高レベルのRF電力又は広範囲のスパッタガス圧を必要とする場合、プラズマが所望の放電空間128の外側の領域に形成されて、意図しない表面上へのターゲット材の堆積を生じる可能性がある。例えば、2000W以上のような高いRF電力では、プラズマは、プラズマ強度の増加によって真空チャンバ102の壁に向かって拡散する可能性がある。別の例として、3.0〜7.0ミリトルの圧力範囲では、プラズマは、ターゲット106直下の上部空間と所望の放電空間128全体との間で振動し始める可能性がある。これは、ターゲット126からの材料が基板116上に堆積するのではなく基板116からの材料がターゲット126上に堆積するように、不安定なプラズマ条件とスパッタ堆積モードの逆転との両方を生じる可能性がある。しかしながら、以下に検討されるように、これらの問題は、陽極フランジ及び導電性ストラップで改善されることができる。
プラズマの物理的特性は、適切なスパッタガス圧、陰極へのRF電力及び基板上のバイアス電力を使用することにより、制御可能である。更に、プラズマの分布は、陰極106、陽極108及びウエハ支持体110上の基板ウエハ116の、形状、寸法及び相対位置により画定される真空チャンバ内の空間体積を生成することにより、制御可能である。
例えば、陽極108の全表面積が陰極106の全表面積よりも十分に大きいと、RF電流がより良好に接地に伝導されることができて、プラズマ形成がより安定化することができる。したがって、上に検討したように、陽極108が延ばされれば、陽極108とシールド124との間の間隙132を介したプラズマのいかなる潜在的漏れも収集するように、陽極表面積が増大されることができる。増大された陽極表面積及びその物理的形状は、基板116上の堆積均一性が改善されることができるようにプラズマ放電の空間的コリメーターとして更に作用することができる。
図5に示すように、陽極が拡張表面積を有しない場合、ターゲットバイアス502及び基板支持体バイアス504は、3.0〜7.0ミリトルのガス圧に非関数的に関係付けられる(領域506を参照)。上に検討したように、この圧力範囲は、不安定なプラズマの形成に対応する可能性がある。一方、図6に示すように、陽極が拡張表面積を有する場合、ターゲットバイアス602及び基板支持体バイアス604のそれぞれがガス圧と関数的に関連付けられ、プラズマ形成が処理中常に安定化される。
同様に、シールド124上の環状突起404は、全陽極−陰極比が実質的に増大されるように、プラズマに接する陽極面積を効果的に増大させることができる。
別の例として、シールド124が陽極108と同じ電位にされる場合、シールドは壁へのプラズマの拡散を物理的に遮断することに加えて二次的陽極として機能することができる。いくつかの実施形態では、シールドは、電気的接続部から最も遠い領域において特に、局所的電荷変動の部分を生じさせる可能性がある。したがって、陽極108とシールド124との間の空間はキャパシタンスブリッジを生成する可能性があり、これはプラズマの振動をもたらす可能性がある。しかしながら、上に検討したように導電体130が陽極108とシールド124との間に置かれる場合、シールドと陽極との間の不連続性又は変動がほとんどなくなるようにシールド124を陽極108のRF電位とほぼ同じ電位にすることができる。その結果、プラズマ放電領域の外側に向かうプラズマの漏出を抑えて、真空チャンバ102の内面上へのターゲット材の堆積を低減することができる。
同様に、真空チャンバ102の壁とシールド124との間に二次的チャンバシールド134を配置することにより、真空壁上に堆積されるターゲット材の量を減らすことができる。また、導電体136を介して陽極124にチャンバシールド134を電気的に接続することにより、チャンバシールドを陽極108及びシールド124と同じ電位にすることができる。これにより、所望の放電空間129の外側の浮遊プラズマ生成の可能性を低減することができる。
位置及び向きに関する用語(例えば、「最上部」、「鉛直」)が物理的蒸着装置内の部品の相対的位置及び向きを説明するために使用されているが、物理的蒸着装置自体は鉛直若しくは水平の向き又は他の向きで保持され得るということが理解されるべきである。
本発明の特定の実施形態が説明された。他の実施形態は以下の特許請求の範囲に含まれる。

Claims (25)

  1. 側壁を有する真空チャンバと、
    前記真空チャンバ内の陰極であって、スパッタターゲットを含むように構成された陰極と、
    前記陰極に電力を印加するように構成された無線周波数電源と、
    前記真空チャンバの前記側壁の内側にあり前記側壁から電気的に絶縁された基板支持体と、
    前記真空チャンバの前記側壁の内側にあり前記側壁と電気的に接続された陽極と、
    前記真空チャンバの前記側壁の内側にあり前記側壁と電気的に接続されたシールドであって、環状体と前記環状体から延びる複数の同心環状突起とを含むシールドと、
    を備える物理的蒸着装置。
  2. 前記複数の同心環状突起は前記陰極に向かって延びる、請求項1に記載の物理的蒸着装置。
  3. 前記複数の環状突起のうちの前記同心環状突起のそれぞれがある高さを有し、前記側壁に比較的近い第1の環状突起の高さは前記側壁から比較的遠い第2の環状突起の高さよりも高い、請求項1に記載の物理的蒸着装置。
  4. 前記複数の環状突起のうちの前記同心環状突起のそれぞれの高さが、前記真空チャンバの中心から前記側壁へ半径に沿って増大する、請求項1に記載の物理的蒸着装置。
  5. 第2シールドの内側の環状開口が、前記基板支持体とほぼ同じ半径を有する、請求項1に記載の物理的蒸着装置。
  6. 前記ターゲットはジルコニウム酸チタン酸鉛(PZT)を含む、請求項1に記載の物理的蒸着装置。
  7. 前記真空チャンバは少なくとも一つの真空ポンプを備える、請求項1に記載の物理的蒸着装置。
  8. 少なくとも一つの処理ガス制御装置を更に備える、請求項1に記載の物理的蒸着装置。
  9. 少なくとも一つの圧力測定装置を更に備える、請求項1に記載の物理的蒸着装置。
  10. 前記陰極は、前記ターゲットに接続されるように構成された金属の受け板を更に含む、請求項1に記載の物理的蒸着装置。
  11. 前記陰極はマグネトロンアセンブリを更に含む、請求項1に記載の物理的蒸着装置。
  12. 側壁を有する真空チャンバと、
    前記真空チャンバ内の陰極であって、スパッタターゲットを含むように構成された陰極と、
    前記陰極に電力を印加するように構成された無線周波数電源と、
    前記真空チャンバの前記側壁の内側にあり前記側壁から電気的に絶縁された基板支持体と、
    前記真空チャンバの前記側壁の内側にあり前記側壁と電気的に接続された陽極と、
    前記真空チャンバの前記側壁の内側にあり前記側壁と電気的に接続された第1のシールドと、
    前記真空チャンバの側壁と電気的に接続され、前記チャンバの前記側壁と前記第1のシールドとの間に位置する、第2のシールドであって、前記第2のシールドの高さは前記第1のシールドの高さと少なくとも同程度である、第2のシールドと、
    を備える物理的蒸着装置。
  13. 前記第2のシールドの高さは前記第1のシールドの高さより高い、請求項12に記載の物理的蒸着装置。
  14. 前記第2のシールドは環状体と前記環状体から内向きに延びる環状フランジとを含む、請求項12に記載の物理的蒸着装置。
  15. 前記環状フランジは前記第1のシールドの環状フランジの下に延びる、請求項12に記載の物理的蒸着装置。
  16. 前記第2のシールドは前記真空チャンバから着脱可能に構成される、請求項12に記載の物理的蒸着装置。
  17. 前記第2のシールドは前記第1のシールドと電気的に接続される、請求項12に記載の物理的蒸着装置。
  18. 前記第2のシールドは導電体により前記第1のシールドと電気的に接続され、前記導電体は前記第1のシールドと前記第2のシールドとの間にガスの流れを許容するように構成される、請求項12に記載の物理的蒸着装置。
  19. 前記導電体は前記第1のシールドと前記第2のシールドとを接続する少なくとも一つのストラップを含む、請求項18に記載の物理的蒸着装置。
  20. 前記ターゲットはジルコニウム酸チタン酸鉛(PZT)を含む、請求項12に記載の物理的蒸着装置。
  21. 前記真空チャンバは少なくとも一つの真空ポンプを備える、請求項12に記載の物理的蒸着装置。
  22. 少なくとも一つの処理ガス制御装置を更に備える、請求項12に記載の物理的蒸着装置。
  23. 少なくとも一つの圧力測定装置を更に備える、請求項12に記載の物理的蒸着装置。
  24. 前記陰極は、前記ターゲットに接続されるように構成された金属の受け板を更に含む、請求項12に記載の物理的蒸着装置。
  25. 前記陰極はマグネトロンアセンブリを更に含む、請求項12に記載の物理的蒸着装置。
JP2011540826A 2008-12-12 2009-12-08 真空物理的蒸着のためのチャンバシールド Active JP5421387B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/334,279 US8043487B2 (en) 2008-12-12 2008-12-12 Chamber shield for vacuum physical vapor deposition
US12/334,279 2008-12-12
PCT/US2009/067145 WO2010068624A2 (en) 2008-12-12 2009-12-08 Chamber shield for vacuum physical vapor deposition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012512324A true JP2012512324A (ja) 2012-05-31
JP5421387B2 JP5421387B2 (ja) 2014-02-19

Family

ID=42239225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011540826A Active JP5421387B2 (ja) 2008-12-12 2009-12-08 真空物理的蒸着のためのチャンバシールド

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8043487B2 (ja)
JP (1) JP5421387B2 (ja)
KR (1) KR101271560B1 (ja)
CN (1) CN102246270B (ja)
WO (1) WO2010068624A2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110106857A (ko) * 2008-12-23 2011-09-29 오씨 외를리콘 발처스 악티엔게젤샤프트 Rf 스퍼터링 장치
JP2019523987A (ja) * 2016-06-03 2019-08-29 エヴァテック・アーゲー プラズマエッチングチャンバ及びプラズマエッチング方法
JP2024504272A (ja) * 2021-01-05 2024-01-31 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 改善されたシールド構成を使用した基板の処理方法及び装置
WO2025080678A1 (en) * 2023-10-13 2025-04-17 Applied Materials, Inc. Two-piece rf shield design

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4142706B2 (ja) * 2006-09-28 2008-09-03 富士フイルム株式会社 成膜装置、成膜方法、絶縁膜、誘電体膜、圧電膜、強誘電体膜、圧電素子および液体吐出装置
US8066857B2 (en) 2008-12-12 2011-11-29 Fujifilm Corporation Shaped anode and anode-shield connection for vacuum physical vapor deposition
US20100206713A1 (en) * 2009-02-19 2010-08-19 Fujifilm Corporation PZT Depositing Using Vapor Deposition
US8557088B2 (en) * 2009-02-19 2013-10-15 Fujifilm Corporation Physical vapor deposition with phase shift
US8540851B2 (en) * 2009-02-19 2013-09-24 Fujifilm Corporation Physical vapor deposition with impedance matching network
US8133362B2 (en) * 2010-02-26 2012-03-13 Fujifilm Corporation Physical vapor deposition with multi-point clamp
US9181619B2 (en) * 2010-02-26 2015-11-10 Fujifilm Corporation Physical vapor deposition with heat diffuser
US9920418B1 (en) 2010-09-27 2018-03-20 James Stabile Physical vapor deposition apparatus having a tapered chamber
WO2013088600A1 (ja) 2011-12-12 2013-06-20 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置、ターゲットおよびシールド
EP2650135A1 (en) * 2012-04-12 2013-10-16 KBA-NotaSys SA Intaglio printing plate coating apparatus
FR2995454B1 (fr) * 2012-09-07 2014-08-22 Commissariat Energie Atomique Procede pour la realisation d'un electrolyte a base de lithium pour micro-batterie solide
KR102116275B1 (ko) * 2013-10-31 2020-05-29 주성엔지니어링(주) 쉴드부, 기판처리장치 및 이를 이용하는 기판처리방법
US9437806B2 (en) * 2013-12-02 2016-09-06 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric thin film, method of manufacturing the same, piezoelectric thin film manufacturing apparatus and liquid ejection head
CN104746043B (zh) * 2013-12-31 2017-10-13 北京北方华创微电子装备有限公司 反应腔室及等离子体加工设备
US11404249B2 (en) 2017-03-22 2022-08-02 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus
JP6995008B2 (ja) * 2018-04-27 2022-01-14 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
TWI815945B (zh) 2018-08-10 2023-09-21 美商應用材料股份有限公司 多陰極沉積系統
USD942516S1 (en) 2019-02-08 2022-02-01 Applied Materials, Inc. Process shield for a substrate processing chamber
KR102886124B1 (ko) 2019-07-29 2025-11-14 에이이에스 글로벌 홀딩스 피티이 리미티드 다수의 부하의 펄스 구동을 위한 채널 오프셋을 갖는 멀티플렉싱된 전력 발생기 출력
TW202129045A (zh) 2019-12-05 2021-08-01 美商應用材料股份有限公司 多陰極沉積系統與方法
US20240352574A1 (en) * 2023-04-19 2024-10-24 Applied Materials, Inc. Processing kit shield

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08277461A (ja) * 1995-04-06 1996-10-22 Ulvac Japan Ltd スパッタリング装置および誘電体膜の成膜方法
JPH10140343A (ja) * 1996-11-01 1998-05-26 Applied Materials Inc スパッタ装置
JPH11302838A (ja) * 1998-03-27 1999-11-02 Applied Materials Inc スパッタリング装置
JP2001316809A (ja) * 2000-01-21 2001-11-16 Applied Materials Inc ボールト形状のターゲット及び高磁界マグネトロン
JP2002129318A (ja) * 2000-07-10 2002-05-09 Applied Materials Inc マグネトロンスパッタ反応器のバイアスをかけたシールド
JP2003209068A (ja) * 2002-01-11 2003-07-25 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
JP2008028046A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Ulvac Japan Ltd 薄膜形成方法、銅配線膜形成方法
JP2009057637A (ja) * 2003-11-17 2009-03-19 Samsung Electronics Co Ltd ヘリカル磁気共振コイルを利用したイオン化物理的気相蒸着装置
JP2009235581A (ja) * 2009-07-23 2009-10-15 Canon Anelva Corp 高周波スパッタリング装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4622122A (en) * 1986-02-24 1986-11-11 Oerlikon Buhrle U.S.A. Inc. Planar magnetron cathode target assembly
US5234561A (en) * 1988-08-25 1993-08-10 Hauzer Industries Bv Physical vapor deposition dual coating process
US5202008A (en) * 1990-03-02 1993-04-13 Applied Materials, Inc. Method for preparing a shield to reduce particles in a physical vapor deposition chamber
KR20000051498A (ko) 1999-01-22 2000-08-16 윤종용 웨이퍼 오염을 최소화하는 스퍼터링 시스템
US6227140B1 (en) * 1999-09-23 2001-05-08 Lam Research Corporation Semiconductor processing equipment having radiant heated ceramic liner
AU2001223384A1 (en) * 2000-02-23 2001-09-03 Unaxis Balzers Aktiengesellschaft Method for controlling plasma density or the distribution thereof
US6652713B2 (en) * 2001-08-09 2003-11-25 Applied Materials, Inc. Pedestal with integral shield
US7001491B2 (en) * 2003-06-26 2006-02-21 Tokyo Electron Limited Vacuum-processing chamber-shield and multi-chamber pumping method
JP2007042818A (ja) 2005-08-02 2007-02-15 Fujitsu Ltd 成膜装置及び成膜方法
US7382661B1 (en) * 2007-02-07 2008-06-03 Elite Semiconductor Memory Technology Inc. Semiconductor memory device having improved programming circuit and method of programming same
US8066857B2 (en) * 2008-12-12 2011-11-29 Fujifilm Corporation Shaped anode and anode-shield connection for vacuum physical vapor deposition

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08277461A (ja) * 1995-04-06 1996-10-22 Ulvac Japan Ltd スパッタリング装置および誘電体膜の成膜方法
JPH10140343A (ja) * 1996-11-01 1998-05-26 Applied Materials Inc スパッタ装置
JPH11302838A (ja) * 1998-03-27 1999-11-02 Applied Materials Inc スパッタリング装置
JP2001316809A (ja) * 2000-01-21 2001-11-16 Applied Materials Inc ボールト形状のターゲット及び高磁界マグネトロン
JP2002129318A (ja) * 2000-07-10 2002-05-09 Applied Materials Inc マグネトロンスパッタ反応器のバイアスをかけたシールド
JP2003209068A (ja) * 2002-01-11 2003-07-25 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
JP2009057637A (ja) * 2003-11-17 2009-03-19 Samsung Electronics Co Ltd ヘリカル磁気共振コイルを利用したイオン化物理的気相蒸着装置
JP2008028046A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Ulvac Japan Ltd 薄膜形成方法、銅配線膜形成方法
JP2009235581A (ja) * 2009-07-23 2009-10-15 Canon Anelva Corp 高周波スパッタリング装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110106857A (ko) * 2008-12-23 2011-09-29 오씨 외를리콘 발처스 악티엔게젤샤프트 Rf 스퍼터링 장치
JP2012513537A (ja) * 2008-12-23 2012-06-14 オーシー オリコン バルザース エージー 高周波スパッタリング装置
KR101641398B1 (ko) 2008-12-23 2016-07-20 에바텍 어드벤스드 테크놀로지스 아크티엔게젤샤프트 Rf 스퍼터링 장치
JP2019523987A (ja) * 2016-06-03 2019-08-29 エヴァテック・アーゲー プラズマエッチングチャンバ及びプラズマエッチング方法
JP7156954B2 (ja) 2016-06-03 2022-10-19 エヴァテック・アーゲー プラズマエッチングチャンバ及びプラズマエッチング方法
JP2024504272A (ja) * 2021-01-05 2024-01-31 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 改善されたシールド構成を使用した基板の処理方法及び装置
JP7787183B2 (ja) 2021-01-05 2025-12-16 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 改善されたシールド構成を使用した基板の処理方法及び装置
WO2025080678A1 (en) * 2023-10-13 2025-04-17 Applied Materials, Inc. Two-piece rf shield design

Also Published As

Publication number Publication date
CN102246270A (zh) 2011-11-16
WO2010068624A3 (en) 2010-08-26
JP5421387B2 (ja) 2014-02-19
KR20110110130A (ko) 2011-10-06
US8043487B2 (en) 2011-10-25
CN102246270B (zh) 2014-02-12
WO2010068624A2 (en) 2010-06-17
KR101271560B1 (ko) 2013-06-11
US20100147681A1 (en) 2010-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5421387B2 (ja) 真空物理的蒸着のためのチャンバシールド
JP5421388B2 (ja) 真空物理的蒸着のための成形アノードとアノード−シールド接続
TWI521081B (zh) 具有中心饋送射頻能量的用於物理氣相沉積的裝置
US8133362B2 (en) Physical vapor deposition with multi-point clamp
US9181619B2 (en) Physical vapor deposition with heat diffuser
KR102020010B1 (ko) 웨이퍼 프로세싱 증착 차폐 부품
KR20020005512A (ko) 마그네트론 스퍼터링 반응기의 바이어스 차폐판
WO2016018505A1 (en) Magnetron assembly for physical vapor deposition chamber
US8540851B2 (en) Physical vapor deposition with impedance matching network
JP2015519477A (ja) 事前に安定させたプラズマによるプロセスのためのスパッタリング方法
US10580622B2 (en) Plasma processing apparatus
US20140346037A1 (en) Sputter device
US8557088B2 (en) Physical vapor deposition with phase shift
JP5717783B2 (ja) 高周波同調基板バイアス物理的蒸着装置及びその駆動方法
US20110209989A1 (en) Physical vapor deposition with insulated clamp
US7419567B2 (en) Plasma processing apparatus and method
US10072330B2 (en) Shield mask mounting fitting for a sputtering apparatus
WO2010119947A1 (ja) プラズマ処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130820

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131021

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131121

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5421387

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250