特許 7066626 基板を処理するための方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-02

(45)【発行日】2022-05-13

(54)【発明の名称】基板を処理するための方法および装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20220506BHJP

   C23C 14/06 20060101ALI20220506BHJP

   C23C 14/08 20060101ALI20220506BHJP

【ＦＩ】

C23C14/34 G

C23C14/06 M

C23C14/08 J

C23C14/08 G

C23C14/34 C

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2018550653

(86)(22)【出願日】2016-12-12

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-01-24

(86)【国際出願番号】 US2016066080

(87)【国際公開番号】W WO2017112439

(87)【国際公開日】2017-06-29

【審査請求日】2019-12-11

(31)【優先権主張番号】14/975,793

(32)【優先日】2015-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141553

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 信彦

(72)【発明者】

【氏名】ワン ロンジュン

(72)【発明者】

【氏名】スブラマニ アナンサ ケイ

(72)【発明者】

【氏名】チン チー ホン

(72)【発明者】

【氏名】タン シャンミン

【審査官】今井 淳一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／０３５２２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／１３６３８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１３－５０３４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４９３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１５３５０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－０６３６３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／３４

Ｃ２３Ｃ １４／０６

Ｃ２３Ｃ １４／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセスチャンバであって、
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、
前記シールドが格納位置にあるときに、前記シールドを前記チャンバ本体アダプタに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と
を備える、プロセスチャンバ。

【請求項2】

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。

【請求項3】

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。

【請求項4】

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。

【請求項5】

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。

【請求項6】

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。

【請求項7】

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。

【請求項8】

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。

【請求項9】

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。

【請求項10】

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。

【請求項11】

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。

【請求項12】

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。

【請求項13】

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。

【請求項14】

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、
前記プロセスチャンバは、シールドが格納位置にあるときに、前記シールドをチャンバ本体アダプタに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含み、
前記基板の反対側で前記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。

【請求項15】

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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は、概して、基板を処理するための方法および装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの材料層を除去または構築するための様々な方法が知られている。物理的気相堆積（ＰＶＤ）法は、半導体産業においてしばしば使用される。
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。

【0003】

しかしながら、本発明者らは、上記の設計に関していくつかの欠点に気づいた。第一に、堆積速度を回復させるためにターゲットを取り囲む暗部領域、特にシールドの孔の側壁を十分にカバーする必要があるため、上記の目的を果たすためには、典型的には大量のペーストが必要である。第二に、ターゲットを取り囲む暗部領域上に堆積される誘電体材料のＲＦスパッタリングに起因して、金属ターゲットの汚染が不可避である。典型的には、誘電体を基板上にスパッタリングする前に、なんらかの誘電体材料をシールドおよびシャッタ上にスパッタリングして、ペースト材料を薄い誘電体層によってカバーし、汚染を低減させることが可能である。しかしながら、本発明者らは、なんらかの誘電体材料をペースト材料上にスパッタリングすることによってチャンバの粒子性能が悪化することに気づいた。最後に、上記の装置の別の欠点は、接地されたシールドの電位がプラズマの正電位に対して負電位として作用し、結果として以前にシールドの部分に堆積させた材料のスパッタリングをもたらすということである。その結果として、本発明者らは、シールド上のペーストされた金属が基板上にスパッタリングされることにより、基板が汚染されることに気づいた。
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。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

基板を処理するための方法および装置が本明細書で開示される。一部の実施形態では、プロセスチャンバは、内部容積を画定するチャンバ本体と、内部容積内部で基板を支持する基板支持体と、チャンバ本体に結合され、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、チャンバ本体の上方部分に回転可能に結合され、スパッタリングされる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ない複数のターゲットのうちの少なくとも別の１つを収容しカバーするようにシールドの裏側に配置された少なくとも１つのポケットを有するシールドであって、プロセスチャンバの中心軸の周りで回転し、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、を含む。

【0005】

一部の実施形態では、プロセスチャンバは、内部容積を画定するチャンバ本体と、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、内部容積内部で基板を支持する基板支持体と、チャンバ本体アダプタに結合され、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、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、プロセスチャンバの中心軸の周りで回転し、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、シールドを接地するためにシールドと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であって、複数のターゲットが少なくとも１つの誘導体ターゲットおよび少なくとも１つの金属ターゲットを含む、複数の接地リングと、を含む。

【0006】

一部の実施形態では、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は、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、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プロセスチャンバ内部に配置されたシールドを位置決めするステップと、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、シールドの裏側に形成されたポケットまたは第２のポケットに配置された第１のターゲットをカバーしながら、シールドの孔を介して第２のターゲットを露出させるようにシールドを回転させるステップと、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。

【0007】

一部の実施形態では、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は、シールドの孔を介して誘導体ターゲットを露出させるようにプロセスチャンバ内部に配置されたシールドを回転させるステップと、シールドを基板支持体から離れるようにプロセスチャンバの中心軸に沿って格納位置まで上方に移動させるステップと、誘導体ターゲットからの誘電体材料を基板上に堆積させるステップと、基板をプロセスチャンバから除去するステップと、シールドを中心軸に沿って基板支持体に向かって下方に移動させるステップと、シールドの孔を介して金属ターゲットを露出させるようにシールドを回転させるステップと、金属ターゲットからの金属材料を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、ペーストされた金属材料を酸化させるためにプロセスチャンバ内に酸素を流すステップと、を含む。
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。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一部の実施形態によるマルチカソード処理チャンバの概略図である。

【図2】本開示の一部の実施形態による図１のマルチカソード処理チャンバ内に配置されたシールドの底面図である。

【図3】本開示の一部の実施形態によるマルチカソード処理チャンバの上方部分の概略図である。

【図4】本開示の一部の実施形態による図３のマルチカソード処理チャンバ内に配置されたシールドの底面図である。

【図5】本開示の一部の実施形態による図３のマルチカソード処理チャンバ内に配置されたシールドの底面図である。

【図6】本開示の一部の実施形態による基板を処理する方法を示す流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

理解を容易にするために、各図に共通の同一の要素を指定するために、可能な場合は、同一の参照数字が使用された。図は、縮尺通りには描かれておらず、明瞭にするために簡略化されていることがある。一実施形態の要素および特徴は、さらに詳説することなく他の実施形態において有益に組み込まれてもよい。
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。

【0010】

一部の実施形態では、マルチカソード－ＰＶＤチャンバ（すなわち、プロセスチャンバ１００）は、（例えば、チャンバ本体アダプタ１０８を介して）チャンバ本体に取り付けられた対応する複数のターゲット（少なくとも１つの誘導体ターゲット１０４および少なくとも１つの金属ターゲット１０６）を有する複数のカソード１０２（例えば、５つのカソード）を含む。一部の実施形態では、金属ターゲットは、例えば、タンタル、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、および／またはマグネシウムなどの金属、あるいは例えば、チタン酸化物、チタンマグネシウム酸化物、および／またはタンタルマグネシウム酸化物などの導電性金属酸化物から形成されてもよい。しかしながら、他の金属および／または導電性金属酸化物が代替として使用されてもよい。処理チャンバは、基板１３６を支持するための支持表面１３４を有する基板支持体１３２を含む。プロセスチャンバ１００は、基板を支持表面１３４上に下降させるためのリフトピン（図示せず）上に基板１３６を配置するために、エンドエフェクタ（図示せず）が貫いて延在することができる開口部１５０（例えば、スリットバルブ）を含む。

【0011】

図１に示す実施形態では、各ターゲットは、支持表面１３４に対して所定の角度αで配置されている。一部の実施形態では、角度αは、約１０°～約５０°であってもよい。基板支持体は、整合回路網１４２を介して、基板支持体１３２に配置されたバイアス電極１４０に結合されたバイアス源１３８を含む。チャンバ本体アダプタ１０８は、プロセスチャンバ１００のチャンバ本体１１０の上方部分に結合され、接地されている。各カソードは、ＤＣ電源１１２またはＲＦ電源１１４、および関連付けられたマグネトロンを有することができる。ＲＦ電源１１４の場合、ＲＦ電源１１４は、ＲＦ整合回路網１１５を介してカソードに結合される。

【0012】

シールド１１６は、チャンバ本体アダプタ１０８に回転可能に結合され、すべてのカソードによって共有される。同時にスパッタリングされる必要のあるターゲットの数に応じて、回転シールドは、対応する１つまたは複数のターゲットを露出させる１つまたは複数の孔を有することができる。シールド１１６は、有利には、複数のターゲット１０４、１０６間の相互汚染を制限または排除する。例えば、５つのカソードが設けられた一部の実施形態では、シールド１１６は、スパッタリングされるターゲット１０４を露出させる少なくとも１つの孔１１８、およびスパッタリングされていないターゲット（例えば、金属ターゲット１０６）を収納する少なくとも１つのポケット１２０を含むことができる。シールド１１６は、シャフト１２２を介してチャンバ本体アダプタ１０８に回転自在に結合されている。

【0013】

アクチュエータ１２４は、シールド１１６の反対側でシャフト１２２に結合されている。アクチュエータ１２４は、矢印１２６によって示されるように、シールド１１６を回転させ、矢印１２８によって示されるように、プロセスチャンバ１００の中心軸１３０に沿ってシールド１１６を上下に移動させるように構成されている。本発明者らは、孔１１８を取り囲むシールドの面が基板１３６に面するターゲット（例えば、誘導体ターゲット１０４）の面の背後になるように、シールド１１６を格納位置へ上方に移動させると、ターゲットを取り囲む暗部（例えば、孔１１８の側壁上）にスパッタリングされる材料が有利には最小限に抑えられることに気づいた。その結果、１つのターゲット（例えば、誘導体ターゲット１０４）からスパッタリングされた材料が、暗部に蓄積した材料のスパッタリングのために別のターゲット（例えば、金属ターゲット１０６）を汚染することがない。加えて、暗部上にスパッタリングされる誘電体材料の量が最小限に抑えられるため、金属ターゲットからペーストされる金属材料の量が、有利には少なくとも３倍減少する。

【0014】

一部の実施形態では、シールド１１６は、スパッタリングされていないターゲットを収納するポケット１２０が設けられてもよい。ポケットは、有利には、スパッタリングされたターゲットの散乱材料がスパッタリングされていないターゲット上に堆積するのを防止する。そのような散乱は、不可避であるが、ポケット１２０は、散乱がスパッタリングされないターゲットのスパッタリング面を汚染しない（または、そのような汚染を最小限に抑える）ことを確実にする。その結果、スパッタリングされていないターゲットの汚染がさらに低減する。
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。

【0015】

一部の実施形態では、プロセスチャンバ１００は、プロセスチャンバ１００の内部容積１０５に所定のプロセスガスを供給するプロセスガス供給部１４６をさらに含む。また、プロセスチャンバ１００は、プロセスチャンバ１００からプロセスガスを排気するために、内部容積１０５に流体結合された排気ポンプ１４８を含むことができる。例えば、一部の実施形態では、プロセスガス供給部１４６は、金属ターゲット１０６がスパッタリングされた後に、内部容積１０５に酸素を供給することができる。本発明者らは、金属酸化物（例えば、タンタル酸化物）のスパッタ収率が金属（例えば、タンタル）のスパッタ収率よりも著しく低いため、金属ペーストの後にプロセスチャンバ１００内に酸素を流すことによって、有利には、ペーストされた金属材料のスパッタ収率が低減することに気づいた。その結果、基板１３６の汚染がさらに低減する。

【0016】

図２は、図１のシールド１１６の底面図を表す。図２では、複数のターゲット１０４、１０６は、５つのターゲットとして示されているが、例えば、図４に示され、以下に記載されるように、より多くのまたはより少ないターゲットが利用されてもよい。図２に示す実施形態では、シールド１１６は、１つの孔１１８および４つのポケット１２０を含むことができる。しかしながら、シールド１１６は、代わりに、スパッタリングされる２つ以上のターゲットを露出させる２つ以上の孔１１８を含んでもよい。
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。

【0017】

シールド３１６は、スパッタリングされる１つまたは複数のターゲット１０４、１０６を露出させる１つまたは複数の孔３１８を含む。シールド３１６は、スパッタリングされていない１つまたは複数のターゲットを収納する１つまたは複数のポケット３２０も含む。孔３１８は、孔３１８が孔１１８よりも小さい幅３０２を有するという点で角度付けされたシールド１１６の孔１１８とは異なる。ターゲット１０４、１０６は、支持表面１３４に対して角度付けされているため、孔１１８は、シールド１１６を格納位置に移動させたときに、スパッタリングされているターゲットが孔１１８を通過することができるように十分に大きい。対照的に、シールド３１６は、平坦であり、ターゲット１０４、１０６は、支持表面１３４と平行であるため、孔３１８の幅３０２は、ターゲットの幅よりもわずかに大きいだけである。スパッタリングされているターゲット（例えば、誘導体ターゲット１０４）とシールドとの間の間隙は、図１に示す角度付けされたシールドおよびターゲットの間隙よりも小さいため、孔３１８の側壁に堆積する材料が少なくなるので、汚染がさらに低減する。

【0018】

本発明者らは、図３に示すシールド３１６およびターゲット１０４、１０６の平坦な配向が、有利には、図１の角度付けされたシールド１１６を使用する５％未満から、平坦なシールド３１６による約２～３％にＲＡ均一性をさらに改善することを見出した。加えて、シールド３１６は、平坦であるため、同一の全体的なシールド直径を仮定すると、角度付けされたシールド１１６の場合よりも、より多くのカソード１０２を使用することができる。

【0019】

一部の実施形態では、例えば、図４で表されるように、複数のターゲットは、６つのターゲット、すなわち、３つの誘電体ターゲット１０４および３つの金属ターゲット１０６を含むことができる。図４に示す実施形態では、シールド３１６は、３つの隣接しない孔３１８および３つの隣接しないポケット３２０を含む。３つの隣接しない孔３１８は、同時スパッタリングされる３つのターゲットを露出させるので、プロセスチャンバのスループットは、堆積速度が単一のスパッタターゲットの３倍であるため、単一のスパッタターゲットに対して３倍増加する。加えて、各ターゲットからスパッタリングされる材料の量が単一のスパッタターゲットよりも２／３少ないため、全体的なターゲット寿命が長くなる。その結果、ターゲットを交換する頻度も減少する。図４に示す実施形態の別の利点は、各ターゲットを取り囲むシールドの暗部上の堆積が少なくなる（すなわち、単一のスパッタターゲットよりも２／３少ない）ということである。その結果、汚染がさらに低減し、必要とされるペースト材料が２／３少なくなる。図４の実施形態は、平坦なシールド３１６を参照して記載されたが、図４に示す構成は、角度付けされたシールド１１６にも適用可能である。

【0020】

図５は、本開示の一部の実施形態によるシールド５１６の構成を表す。シールド５１６は、シールド５１６が２つの隣接する孔５１８および４つのポケット５２０を含んでいるという点を除いて、図３および図４で表されたシールド３１６と実質的に同様である。図５に示す実施形態では、複数のターゲットは、２つの隣接する誘電体ターゲット１０４、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１０６、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５０７を含む。一部の実施形態では、２つの隣接する第２の金属ターゲット５０７は、誘電体ターゲット１０４の材料とは異なる第２の誘電体材料から形成されてもよい。その結果、シールド５１６は、有利には、積層堆積プロセスを容易にすることができる。

【0021】

一部の実施形態では、例えば、２つの隣接する誘電体ターゲット１０４は、マグネシウム酸化物から形成されてもよく、２つの隣接する第１の金属ターゲット１０６は、タンタルから形成されてもよく、２つの隣接する第２の金属ターゲット５０７は、マグネシウムから形成されてもよい。その結果、２つの隣接する誘電体ターゲット１０４からのマグネシウム酸化物の直接スパッタリングまたは２つの隣接する第２の金属ターゲット５０７からのマグネシウムのスパッタリングおよびその後の酸化を、代替として同一のチャンバで行うことができる。２つの隣接する第２の金属ターゲット５０７のスパッタリングおよびその後の酸化は、２つの隣接する第２の金属ターゲット５０７のスパッタリングの後に必要とされる金属ペーストが、誘電体ターゲット１０４の直接スパッタリングに必要とされる金属ペーストよりも少ないため、誘電体ターゲット１０４の直接スパッタリングよりも有利である可能性がある。

【0022】

動作において、本開示の実施形態による装置を使用して、プロセスチャンバ内部に配置された１つまたは複数の追加のターゲットを汚染から、またはプロセスを汚染することから保護しながら、プロセスチャンバ内部の１つまたは複数のターゲットから堆積材料をスパッタリングすることができる。例えば、プロセスチャンバ内部に配置されたシールド１１６、３１６は、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（例えば、１０６）をカバーしながら、シールドの孔を介して第１のターゲット（例えば、１０４）を露出させるように位置決めされ得る。その場合、第２のターゲットが、シールドによってカバーされ、シールドのポケット内部に配置されている間に、第１の材料を第１のターゲットからスパッタリングすることができる。

【0023】

第１の材料のスパッタリングが完了すると、シールドは、シールドの裏側に形成されたポケットまたは第２のポケットに配置された第１のターゲットをカバーしながら、シールドの孔を介して第２のターゲットを露出させるように回転することができる。次いで、第１のターゲットがシールドによってカバーされ、シールドのポケット内部に、またはシールドの裏側に形成された第２のポケットに配置されている間に、第２の材料を第２のターゲットからスパッタリングすることができる。

【0024】

別の例示的な例において、図６は、本開示の一部の実施形態による基板１３６を処理する方法６００を示す流れ図である。６０２で、誘導体のターゲット１０４を露出させるようにシールド１１６、３１６を回転させる。６０４で、シールドを、誘導体のターゲット１０４を取り囲むシールド１１６、３１６の面がターゲットの面の背後になるように、プロセスチャンバ１００の中心軸１３０に沿って格納位置まで上方に移動させる。６０６で、誘電体材料を基板１３６に堆積させる。６０８で、基板１３６がプロセスチャンバ１００から除去される。６１０で、シールド１１６、３１６は、プロセスチャンバ１００の中心軸１３０に沿って元の位置まで下方に移動させる。６１２で、金属ターゲット１０６を露出させるようにシールドを回転させる。６１４で、シールド１１６、３１６を、金属ターゲット１０６を取り囲むシールド１１６、３１６の面がターゲットの面の背後になるように、プロセスチャンバ１００の中心軸１３０に沿って格納位置まで上方に移動させる。６１６で、金属ターゲット１０６がスパッタリングされ、金属材料によってシールド１１６、３１６およびプロセスチャンバ１００をペーストする。６１８で、ペーストされた金属材料を酸化させるためにプロセスガス供給部１４６から内部容積１０５内に酸素を流す。
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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】