特表 2022-548410 物理蒸着チャンバおよび物理蒸着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-18

(54)【発明の名称】物理蒸着チャンバおよび物理蒸着装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/35 20060101AFI20221111BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20221111BHJP

【ＦＩ】

C23C14/35 A

H01L21/31 D

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022525914

(86)(22)【出願日】2020-10-23

(85)【翻訳文提出日】2022-06-20

(86)【国際出願番号】 CN2020123065

(87)【国際公開番号】W WO2021088658

(87)【国際公開日】2021-05-14

(31)【優先権主張番号】201911067926.1

(32)【優先日】2019-11-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510182294

【氏名又は名称】北京北方華創微電子装備有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＢＥＩＪＩＮＧ ＮＡＵＲＡ ＭＩＣＲＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】ＮＯ．８ Ｗｅｎｃｈａｎｇ Ａｖｅｎｕｅ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ－Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｒｅａ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１７６， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】郭 宏 瑞

(72)【発明者】

【氏名】李 冰

(72)【発明者】

【氏名】黄 其 偉

【テーマコード（参考）】

4K029

5F045

【Ｆターム（参考）】

4K029BD01

4K029DA10

4K029DC45

4K029DC46

5F045AA19

5F045BB10

5F045DP02

(57)【要約】

本開示の実施形態は、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバおよびＰＶＤ装置を開示する。ＰＶＤチャンバは、チャンバ本体を含む。チャンバ本体内には、上部電極アッセンブリが配置される。上部電極アッセンブリは、マグネトロンを担持するためのベースプレート・アッセンブリと、ベースプレート・アッセンブリと間隔を置いて配置されるバックプレートと、ベースプレート・アッセンブリをバックプレートへ接合する接合アッセンブリとを含む。接合アッセンブリは、ベースプレート・アッセンブリへ接合される。接合アッセンブリは、バックプレートへねじ式に接合され、よって、ベースプレート・アッセンブリとバックプレートとの間隔は、接合アッセンブリをバックプレートに対して移動させることにより調整されることが可能である。本開示の実施形態のＰＶＤチャンバおよびＰＶＤ装置は、要件または実際の条件に従って、ベースプレート・アッセンブリとターゲットとの間のターゲット磁気ギャップのサイズを簡便に調整することができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバであって、チャンバ本体と、前記チャンバ本体内に配置される上部電極アッセンブリとを備え、前記上部電極アッセンブリは、マグネトロンを担持するように構成されるベースプレート・アッセンブリと、前記ベースプレート・アッセンブリから間隔を置いて配置されるバックプレートと、前記ベースプレート・アッセンブリを前記バックプレートへ接合するための接合アッセンブリとを含み、
前記接合アッセンブリは、前記ベースプレート・アッセンブリへ接合され、かつ、前記接合アッセンブリは、前記バックプレートへねじ式に接合されることにより、前記ベースプレート・アッセンブリと前記バックプレートとの間隔は、前記接合アッセンブリを前記バックプレートに対して移動させることによって調整されることが可能である、ＰＶＤチャンバ。

【請求項2】

前記接合アッセンブリは、接合ボルトを含み、前記接合ボルトは、ボルトヘッドと、ボルトとを含み、前記ボルトヘッドは、前記ベースプレート・アッセンブリへ接合され、かつ、前記ボルトは、前記バックプレートへねじ式に接合される、請求項１に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項3】

前記ボルトヘッドは、前記ベースプレート・アッセンブリへ回転可能に接合される、請求項２に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項4】

前記ボルトヘッドは、凸球面を有するように構成され、
前記ベースプレート・アッセンブリは、ベースプレート本体を含み、前記ベースプレート本体内には、第１の凹球面を有する第１の溝が配置され、前記ボルトヘッドは、前記第１の溝内に配置され、かつ、前記凸球面は、前記第１の凹球面と協働する、請求項３に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項5】

前記第１の溝の開放端は、前記バックプレートとは反対側である、前記ベースプレート本体の第１の表面上に位置決めされ、かつ、前記ボルトは、前記ベースプレート本体の外側に位置決めされ、前記バックプレートへねじ式に接合され、または、
前記第１の溝の前記開放端は、前記ベースプレート本体の内側に位置決めされ、前記ベースプレート本体には、貫通穴が設けられ、前記貫通穴の一端は、前記第１の溝の前記開放端と連通し、他端は、前記第１の表面上に位置決めされ、前記貫通穴の直径は、前記凸球面の直径より小さく、かつ、前記ボルトは、前記貫通穴から延びて、前記バックプレートへねじ式に接合される、請求項４に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項6】

前記ベースプレート・アッセンブリは、さらに、固定モジュールを含み、前記固定モジュールは、前記ベースプレート本体へ着脱可能に接合され、前記固定モジュールには、第２の凹球面を有する第２の溝が備えられ、前記第２の凹球面は、連続する凹球面を形成すべく前記第１の凹球面と位置合わせされ、前記ボルトヘッドは、前記第１の溝と前記第２の溝との間に固定され、かつ、前記凸球面は、前記第１の凹球面および前記第２の凹球面と協働する、請求項５に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項7】

前記ベースプレート本体には、リセスが形成され、前記固定モジュールは、前記リセス内に埋め込まれ、かつ、前記固定モジュールの、前記ベースプレート本体へ露出される表面は、前記ベースプレート本体の、前記第１の表面から離れる向きの第２の表面と同一平面である、請求項６に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項8】

前記固定モジュールには、操作穴が設けられ、前記操作穴の一端は、前記第２の溝と連通し、他端は、前記固定モジュールの、前記ベースプレート本体へ露出される前記表面上に位置決めされ、かつ、前記ボルトヘッド上には、前記操作穴に対応する操作溝が設けられる、請求項７に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項9】

複数の接合アッセンブリが含まれ、前記複数の接合アッセンブリは、間隔を置いて配置され、かつ各接合アッセンブリは、マグネトロンから互いにずらされる、請求項１～８のいずれか１項に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載のＰＶＤチャンバを備える、物理蒸着（ＰＶＤ）装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して、半導体製造分野に関し、より詳細には、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバおよびＰＶＤ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体集積回路の製造プロセスにおいて、物理蒸着装置は、通常、様々な異なる金属層および関連する材料層を製造するために適用される。最も広く使用されるものが、マグネトロンスパッタリング装置である。

【0003】

マグネトロンスパッタリング装置のチャンバ内には、マグネトロンとターゲットとが含まれる。マグネトロンは、ターゲットから逃げる原子に磁場力を印加して原子を予め決められた堆積位置へと駆動するために、ターゲットの近くに配置される。さらに、マグネトロンとターゲットとの間には、ターゲット磁気ギャップが存在する。ターゲット磁気ギャップの大きさが異なると、磁場力の大きさも異なる。したがって、ターゲット磁気ギャップのサイズは、原子が予め決められた堆積位置で良好に膜を形成することを可能にするための要件または実際の条件に従って、適切に設定される必要がある。

【0004】

しかしながら、既存のマグネトロンスパッタリング装置のチャンバ構造には、ターゲット磁気ギャップの大きさが調整され得ない、または調整が困難である、という問題がある。

【発明の概要】

【0005】

本開示の実施形態の目的は、既存の技術におけるこれらの技術的課題のうちの少なくとも１つを解決し、かつ、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバおよびＰＶＤ装置を提供することにある。ターゲット磁気ギャップの大きさは、要件または実際の条件に従って、ベースプレート・アッセンブリとターゲットとの間で簡便に調整されることが可能である。

【0006】

上述の目的を達成するために、本開示の実施形態の第１の態様は、チャンバ本体を含むＰＶＤチャンバを提供する。チャンバ本体内には、上部電極アッセンブリが配置されてもよい。上部電極アッセンブリは、マグネトロンを担持するように構成されるベースプレート・アッセンブリと、ベースプレート・アッセンブリから間隔を置いて配置されるバックプレートと、ベースプレート・アッセンブリとバックプレートとを接合する接合アッセンブリとを含んでもよい。

【0007】

接合アッセンブリは、ベースプレート・アッセンブリへ接合されてもよい。接合アッセンブリは、バックプレートへねじ式に接合されてもよい。したがって、ベースプレート・アッセンブリとバックプレートとの間隔は、接合アッセンブリをバックプレートに対して移動させることによって調整されてもよい。

【0008】

ある実施形態において、接合アッセンブリは、接合ボルトを含んでもよい。接合ボルトは、ボルトヘッドと、ボルトとを含んでもよい。ボルトヘッドは、ベースプレート・アッセンブリへ接合されてもよく、かつ、ボルトは、バックプレートへねじ式に接合されてもよい。

【0009】

ある実施形態において、ボルトヘッドは、ベースプレート・アッセンブリへ回転可能に接合されてもよい。

【0010】

ある実施形態において、ボルトヘッドは、凸球面として構成されてもよい。
ベースプレート・アッセンブリは、ベースプレート本体を含んでもよい。ベースプレート本体内には、第１の凹球面を有する第１の溝が配置されてもよい。ボルトヘッドは、第１の溝内に配置されてもよい。凸球面は、凹球面に適応してもよい。

【0011】

ある実施形態において、第１の溝の開放端は、バックプレートとは反対側である、ベースプレート本体の第１の表面上に位置決めされてもよい。ボルトは、ベースプレート本体の外側に位置決めされ、バックプレートへねじ式に接合されてもよい。他の一部の実施形態において、第１の溝の開放端は、ベースプレート本体の内側に位置決めされてもよい。ベースプレート本体には、貫通穴が設けられてもよい。貫通穴の一端は、第１の溝の開放端と連通していてもよい。他端は、第１の表面上に位置決めされてもよい。貫通穴の直径は、凸球面の直径より小さくてもよい。ボルトは、貫通穴から延びて、バックプレートへねじ式に接合されてもよい。

【0012】

ある実施形態において、ベースプレート・アッセンブリは、さらに、固定モジュールを含んでもよい。固定モジュールは、ベースプレート本体へ着脱可能に接合されてもよい。固定モジュールには、第２の凹球面を有する第２の溝が備えられてもよい。第２の凹球面は、連続する凹球面を形成すべく第１の凹球面と位置合わせされてもよい。ボルトヘッドは、第１の溝と第２の溝との間に固定されてもよい。凸球面は、凹球面および第２の凹球面に適応してもよい。

【0013】

ある実施形態では、ベースプレート本体上にリセスが形成されてもよい。固定モジュールは、リセス内に埋め込まれてもよい。固定モジュールの、ベースプレート本体へ露出される表面は、ベースプレート本体の、第１の表面から離れた第２の表面と同一平面であってもよい。

【0014】

ある実施形態において、固定モジュールには、操作穴が配置されてもよい。操作穴の一端は、第２の溝と連通していてもよい。他端は、固定モジュールの、ベースプレート本体へ露出される表面上に位置決めされてもよい。ボルトヘッド上には、操作穴に対応する操作スロットが配置されてもよい。

【0015】

ある実施形態では、複数の接合アッセンブリが含まれてもよい。複数の接合アッセンブリは、間隔を置いて配置されてもよい。接合アッセンブリの各々は、マグネトロンからずらされてもよい。

【0016】

本開示の実施形態の第２の態様は、先に述べたようなＰＶＤチャンバを含むＰＶＤ装置を提供する。

【0017】

既存の技術と比較した、本開示の実施形態の有益な効果は、以下の通りである。
本開示の実施形態のＰＶＤチャンバでは、接合アッセンブリをベースプレート・アッセンブリへ接合し、かつ、接合アッセンブリをバックプレートへねじ式に接合することにより、ベースプレート・アッセンブリとバックプレートとの間隔が、接合アッセンブリをバックプレートに対して移動させることによって調整され得る。したがって、ベースプレート・アッセンブリとターゲットとの相対位置の調整が実現され得、よって、ターゲット磁気ギャップのサイズは、要件または実際の条件に従って調整されることが可能である。さらに、上述の調整は、上述の接合アッセンブリを回転させるだけで実現可能であることから、調整方法がより簡便となり、作業効率が向上する。

【0018】

本開示の実施形態のＰＶＤ装置は、本開示の実施形態の上述のＰＶＤチャンバを用いることにより、ベースプレート・アッセンブリとターゲットとの相対位置の調整を実現するだけでなく、ターゲット磁気ギャップを要件または実際の条件に従って調整もする。この調整方法は、より簡便であり、作業効率を向上させる。

【0019】

図面の簡単な説明
本明細書で記述する添付の図面は、本開示のさらなる理解を提供するために使用されるものであって、本開示の一部を構成する。本開示の例示的な実施形態およびそれらの記述は、本開示を説明するために使用されるものであって、本開示を不適切に限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本開示の幾つかの実施形態による物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバの略図である。

【図2】本開示の幾つかの実施形態による上部電極アッセンブリの略図である。

【図3】図２の方向Ａにおける略図である。

【図4】本開示の幾つかの実施形態による接合アッセンブリの構造略図である。

【図5】図４の方向Ｂにおける構造略図である。

【図6】本開示の幾つかの実施形態によるＰＶＤ装置の略図である。

【図7a】本開示の幾つかの実施形態によるＰＶＤ装置を使用する間の、マグネトロンデバイスの組立ての調整を示す略図である。

【図7b】本開示の幾つかの実施形態によるＰＶＤ装置を使用する間の、マグネトロンデバイスの組立ての調整を示す略図である。

【図7c】本開示の幾つかの実施形態によるＰＶＤ装置を使用する間の、マグネトロンデバイスの組立ての調整を示す略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本開示の目的、技術的ソリューションおよび利点をより明確にするために、以下、本開示の特定の実施形態および対応する図面に関連して、本開示の技術的ソリューションを明確かつ完全に説明する。明らかに、説明する実施形態は、本開示の実施形態の単に一部であって、全てではない。本開示の実施形態に基づいて、一般的な当業者によって創造的な努力なしに達成される他の実施形態は全て、本開示の範囲内にあるものとする。

【0022】

図１は、本開示のある実施形態による物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバ１（以後、単にチャンバ１と称する）の略図である。

【0023】

図１に示すように、チャンバ１は、チャンバ本体１００と、チャンバ本体１００より上方に配置されるターゲット支持プレート３００と、ターゲット支持プレート３００より上方に配置される上部電極アッセンブリ２００とを含む。具体的には、上部電極アッセンブリ２００は、ベースプレート・アッセンブリ２０１と、ベースプレート・アッセンブリ２０１からある間隔を置いて配置されかつこれに接合されるバックプレート２０２とを含む。ベースプレート・アッセンブリ２０１は、マグネトロン２０３を担持するように構成されてもよい。ターゲット支持プレート３００は、ベースプレート・アッセンブリ２０１の、バックプレート２０２から離れた側に配置される。ターゲット３０２は、ターゲット支持プレート３００の、ベースプレート・アッセンブリ２０１から離れた側に取り付けられる。

【0024】

チャンバ１は、さらに、マグネトロン２０３の回転を駆動するように構成されるモータ１１と、チャンバ１の内部環境の原子汚染を回避するように構成される、ライナ１２、カバープレート１３および堆積リング１４などの他のコンポーネントと、を含む。これらのコンポーネントは、本開示の概念との相関度が低く、ここでは説明を省く。

【0025】

さらに、ターゲット支持プレート３００とマグネトロン２０３との間には、ターゲット磁気ギャップ３０３が設けられる。マグネトロン２０３によりターゲット３０２から逃げる原子へ印加される磁場力の大きさは、ターゲット磁気ギャップ３０３を調整することによって調整され得る。したがって、原子は、予め決められた堆積位置において膜を良好に形成し得る。ターゲット磁気ギャップ３０３を簡便に調整するために、本実施形態では、図２に示すように、上部電極アッセンブリ２００が、マグネトロン２０３を担持するベースプレート・アッセンブリ２０１と、ベースプレート・アッセンブリ２０１からある間隔を置いて配置されるバックプレート２０２と、ベースプレート・アッセンブリ２０１をバックプレート２０２へ接合する接合アッセンブリ２０５とを含む。接合コンポーネント２０５は、ベースプレート・アッセンブリ２０１へ接合されてもよく、かつ、接合コンポーネント２０５は、バックプレート２０２へねじ式に接合されてもよい。したがって、ベースプレート・アッセンブリ２０１とバックプレート２０２との間隔２０４のサイズは、接合アッセンブリ２０５をバックプレート２０２に対して移動させることにより調整されてもよい。

【0026】

したがって、ベースプレート・アッセンブリ２０１とターゲット３０２との相対位置の調整が実現され得、よって、ターゲット磁気ギャップ３０３のサイズは、要件または実際の条件に従って調整され得る。さらに、上述の調整は、単に上述の接合アッセンブリ２０５を回転させることによって実現されてもよい。したがって、この調整方法は、より簡便であり得、これにより、作業効率が向上される。

【0027】

この実施形態において、上述の接合アッセンブリ２０５は、接合ボルト２０６を含む。接合ボルト２０６は、ボルトヘッド２０７と、ボルト２０８とを含む。ボルトヘッド２０７は、ベースプレート・アッセンブリ２０１へ接合されてもよい。ボルト２０８は、バックプレート２０２へねじ式に接合されてもよい。

【0028】

したがって、本開示のチャンバ１（または、チャンバ１を含むＰＶＤ装置６）が使用されるとき、バックプレート２０２に対するベースプレート・アッセンブリ２０１の位置は、接合ボルト２０６のボルト２０８とバックプレート２０２との接合長さ（すなわち、ねじ接合の長さ）を調整することにより調整されてもよい。したがって、ターゲット磁気ギャップ３０３のサイズは、簡便に調整され得る。ある特定の実施形態では、バックプレート２０２にねじ穴２０９が設けられる。接合ボルト２０６のボルト２０８には、ねじ穴２０９と協働する雄ねじが設けられる。したがって、接合ボルト２０６のボルト２０８は、ねじ穴２０９へねじ式に接合されてもよい。

【0029】

１つの実施形態では、図３に示すように、複数の接合アッセンブリ２０５が含まれる。複数の接合アッセンブリ２０５は、間隔を置いて配置される。各接合アッセンブリ２０５は、マグネトロン２０３からずらされている。複数の接合アッセンブリ２０５を間隔を置いて配置することにより、ベースプレート・アッセンブリ２０１およびバックプレート２０２は、互いに、より安定的に接合され得る。さらに、ターゲット磁気ギャップ３０３は、接合アッセンブリ２０５（たとえば、接合ボルト２０６）が調整されない場合に一定に保たれ得る。したがって、マグネトロン２０３は、良好な膜形成をサポートする安定した磁場を提供するように手助けされ得る。さらに、各接合アッセンブリ２０５をマグネトロン２０３からずらすことにより、マグネトロン２０３の搭載および磁場の提供に対する影響が回避され得る。ある特定の実施形態において、接合ボルト２０６の数は、６つであってもよい。したがって、ベースプレート・アッセンブリ２０１およびバックプレート２０２は、間隔を置いて配置される６つの接合ボルト２０６によって互いに接合されてもよい。ターゲット磁気ギャップ３０３が調整される場合、これらの接合アッセンブリ２０５の各々が調整される必要があり得ることは、理解することができる。

【0030】

１つの実施形態において、接合ボルト２０６のボルトヘッド２０７は、ベースプレート・アッセンブリ２０１へ回転可能に接合されてもよい。したがって、バックプレート２０２が位置決めされる平面に対するベースプレート・アッセンブリ２０１の傾斜角は、所定の範囲内で調整され得る。したがって、ベースプレート・アッセンブリ２０１とバックプレート２０２との間隔２０４は、等距離を有するように調整されてもよい。特に、複数の接合アッセンブリ２０５（たとえば、接合ボルト２０６）が含まれ、かつベースプレート・アッセンブリ２０１とバックプレート２０２との距離２０４が等距離でない場合、接合ボルト２０６のうちの１つ（たとえば、図３の位置Ｍ１における接合ボルト）とバックプレート２０２との接合長さを調整することによって、ベースプレート・アッセンブリ２０１は、位置Ｍ１における接合ボルトにより駆動されて上昇または下降され得る。一方で、ベースプレート・アッセンブリ２０１は、移動プロセスの間、他の接合ボルト２０６（たとえば、図３の位置Ｍ２およびＭ３における接合ボルト）のボルトヘッド２０７を、ベースプレート・アッセンブリ２０１に対して回転するように駆動し得る。したがって、ベースプレート・アッセンブリ２０１とバックプレート２０２との間隔２０４は、等距離を有するように自動的に調整されてもよい（上述の調整プロセスは、単にマグネトロン２０３のレベリングと称される）。マグネトロン２０３のレベリングプロセスの間に、１つまたは複数の接合ボルト２０６の調整が必要とされる場合があり得ることは、理解されるべきである。さらに、マグネトロン２０３のレベリングを加速するために、ベースプレート・アッセンブリ２０１とバックプレート２０２との距離２０４の測定に、ノギスなどの測定ツールが使用されることもある。

【0031】

上述の接合ボルト２０６のボルトヘッド２０７をベースプレート・アッセンブリ２０１に対して回転させる方法としては、たとえば、ユニバーサル回転が含まれてもよい。上述のボルトヘッド２０７は、この回転方法を実現するために様々な構造を有し得る。たとえば、図４に示すように、ボルトヘッド２０７は、凸球面２２３として構成される。図２に示すように、ベースプレート・アッセンブリ２０１は、ベースプレート本体２１１を含む。ベースプレート本体２１１内には、第１の凹球面２１０を有する第１の溝が配置される。ボルトヘッド２０７は、第１の溝内に配置される。凸球面２２３は、第１の凹球面２１０と協働する。したがって、接合ボルト２０６とベースプレート・アッセンブリ２０１との接合は、球面接合であってもよい。球面接合は、ユニバーサル回転を実現することができ、これにより、マグネトロン２０３のレベリングがさらに促進される。凸球面２２３が全球面であっても、部分球面であってもよいことは、理解されるべきである。これに対応して、第１の溝の第１の凹球面２１０は、全球面であっても、部分球面であってもよい。

【0032】

ある特定の実施形態において、第１の溝の開放端２１２は、ベースプレート本体２１１の、バックプレート２０２とは反対側の第１の表面（すなわち、図２におけるベースプレート本体２１１の上面）上に位置決めされる。ボルト２０８は、ベースプレート本体２１１の外側に位置決めされて、バックプレート２０２へねじ式に接合される。全体的に見ると、接合ボルト２０６は、概して球形状のねじである。したがって、ベースプレート・アッセンブリ２０１とバックプレート２０２との組立状態において、接合ボルト２０６のボルトヘッド２０７は、第１の溝内に安定的に係合されることが可能であって、第１の溝から抜け出ない。したがって、ベースプレート・アッセンブリ２０１は、接合ボルト２０６を介してバックプレート２０２の底へ安定的に取り付けられ得る。

【0033】

実用上、第１の溝の開放端の位置が、第１の表面上への配置に限定されず、ベースプレート本体２１１の内側、すなわち第１の表面の内側、にも位置決めされることが可能である点は、留意されるべきである。この場合、貫通穴は、ベースプレート本体２１１内に配置されてもよい。貫通穴の一端は、第１の溝の開放端と連通していてもよい。他端は、第１の表面上に位置決めされてもよい。貫通穴の直径は、凸球面２２３の直径より小さくてもよい。ボルト２０８は、貫通穴から延びて、バックプレート２０２へねじ式に接合されてもよい。

【0034】

１つの実施形態では、図２に示すように、ベースプレート・アッセンブリ２０１は、さらに、固定モジュール２１４を含む。固定モジュール２１４は、ベースプレート本体２１１へ着脱可能に接合されてもよい。固定モジュール２１４には、第２の凹球面２１３を有する第２の溝が備えられる。第２の凹球面２１３および第１の凹球面２１０は、連続する凹球面を形成すべく位置合わせされてもよい。ボルトヘッド２０７は、第１の溝と第２の溝との間に固定される。凸球面２２３は、第１の凹球面２１０および第２の凹球面２１３と協働してもよい。すなわち、固定モジュール２１４が加えられる場合、凸球面２２３と協働する凹球面は、スプリット構造を有してもよく、すなわち、第２の凹球面２１３と第１の凹球面２１０とを位置合わせすることにより形成されてもよい。固定モジュール２１４が設けられない場合、上述のベースプレート本体２１１の第１の溝内に含まれる第１の凹球面２１０が一体構造体であり得ることは、容易に理解される。凸球面２２３は、単に第１の凹球面２１０と協働し得る。

【0035】

したがって、固定モジュール２１４およびベースプレート本体２１１は、それらの間にボルトヘッド２０７を固定することができ、よって、接合ボルト２０６とベースプレート本体２１１との間の接合がより安定的なものとなり得る。さらに、固定モジュール２１４をベースプレート本体２１１へ着脱可能に接合することにより、接合ボルト２０６の組立ては、より簡便なものとなることが可能である。たとえば、ベースプレート本体２１１が組み立てられる場合、まずは、ベースプレート本体２１１上の第１の溝内に、接合ボルト２０６のボルトヘッド２０７が配置され得る。次に、ベースプレート本体２１１へ固定モジュール２１４が接合され得、よって、第１の溝の第１の凹球面２１０が固定モジュール２１４の第２の溝の第２の凹球面２１３と位置合わせされて、連続した凹球面が形成され得る。第１の溝および第２の溝は、合同して、連続した凹球面内にボルトヘッド２０７を収容し得る。さらに、第２の凹球面２１３および第１の凹球面２１０は、ボルトヘッド２０７の凸球面２２３と協働してもよい。したがって、固定モジュール２１４、ベースプレート本体２１１および接合ボルト２０６は、統一体として形成され得る（すなわち、ベースプレート・アッセンブリ２０１を形成し得る）。次に、ベースプレート・アッセンブリ２０１は、接合ボルト２０６のボルト２０８を介して、バックプレート２０２へ全体として取り付けられ得る。このプロセスの間、接合ボルト２０６上の固定モジュール２１４の固定機能は、接合ボルト２０６の、ベースプレート本体２１１からの係合外れを防止することができ、これにより、ベースプレート・アッセンブリ２０１の組立てが促進される。ベースプレート本体２１１としては、マグネトロンスパッタリングに使用されるデバイスなどの他のデバイスが含まれ得ることは、理解されるべきであり、ここでは繰り返して説明しない。

【0036】

ある特定の実施形態では、図２に示すように、ベースプレート本体２１１にリセス２１５が形成される。固定モジュール２１４は、リセス２１５内に埋め込まれる。固定モジュール２１４の、ベースプレート本体２１１へ露出される表面２１７は、上述の第１の表面から離れて面するベースプレート本体２１１の第２の表面２１８と同一平面にある。したがって、全体として見ると、ベースプレート本体２１１の第２の表面２１８および固定モジュール２１４の表面２１７は、略平面を形成し、これにより、マグネトロン２０３などの様々なデバイスをベースプレート本体２１１上に配置することが促進される。

【0037】

１つの実施形態では、図４に示すように、固定モジュール２１４に操作穴２２１が設けられる。操作穴の２２１の一端は、第２の溝と連通している。他端は、固定モジュール２１４の、ベースプレート本体２１１へ露出される表面２１７上に位置決めされる。ボルトヘッド２０７上には、操作穴２２１に対応して操作スロット２２２が配置される。したがって、接合ボルト２０６のボルトヘッド２０７が第２の溝の第２の凹球面２１３と協働する場合に、作業者は、なおも操作穴２２１を介して凸球面２２３を操作することができる。したがって、マグネトロン２０３のレベリングが実行され得、または、ベースプレート・アッセンブリ２０１（たとえば、ベースプレート本体２１１）とバックプレート２０２との間隔２０４が調整され得る。たとえば、作業者は、マグネトロン２０３のレベリングを達成すべく接合ボルト２０６をねじ込むために、ねじ回しを用いて、操作穴２２１を介して操作スロット２２２と協働してもよい。

【0038】

ある特定の実施形態において、固定モジュール２１４とベースプレート本体２１１との着脱可能な接合方法は、たとえば、ねじ２１９を介する固定接合であってもよい。より具体的には、図５に示すように、複数のねじ２１９が含まれ、操作穴２２０の周りに等間隔で周方向へ配置される。別の特定の実施形態では、４つのねじ２１９が含まれ、操作穴２２０の周りに等間隔で周方向へ配置される。したがって、固定モジュール２１４は、ベースプレート本体２１１に安定的に取り付けられることが可能である。また、図５に示す固定モジュール２１４の表面２１７は、概して正方形であるが、固定モジュール２１４の表面２１７は、実際には、長方形、菱形、円、他などの他の任意の適切な形状であることが可能である点も、理解されるべきである。

【0039】

図６は、本開示の幾つかの実施形態によるＰＶＤ装置６の略図である。ＰＶＤ装置６は、先に述べたＰＶＤチャンバ１を含む。加えて、ＰＶＤ装置６は、真空化デバイス６１０をさらに含む。ＰＶＤチャンバ１内には、ウェーハ６０１を担持するベース６０２も設けられてもよい。スパッタリングプロセスの間、ターゲット３０２から逃げる原子は、最終的に、ウェーハ６０１上に堆積して、膜を形成する。

【0040】

ターゲット３０２が消費されるにつれて、ベースプレート・アッセンブリ２０１は、時々、ターゲット３０２から離れる方向に調整され得る。図７Ａ～図７Ｃに示すように、初期状態（図７Ａに示す）において、ベースプレート・アッセンブリ２０１のマグネトロン２０３とターゲット支持プレート３００との間のターゲット磁気ギャップ３０３は、Ｄ１である。ターゲット３０２の腐食面７０１とマグネトロン２０３との距離は、適切なものである。ターゲット３０２が一定期間使用された後、ターゲット磁気ギャップ３０３は、なおもＤ１であり得る。ターゲット３０２の腐食面７０１とマグネトロン２０３との距離は、ターゲット３０２上の原子の連続的な脱出に起因して小さくなり得る。この場合、腐食面７０１における磁場７１０の磁場強度は、より大きくなり得るが、これは、（図７Ｂに示すように）ターゲット３０２の有効利用にとって有益でない。ベースプレート・アッセンブリ２０１をバックプレート２０２へ向かって（すなわち、ターゲット３０２から離れる方向へ）調整することにより、ターゲット磁気ギャップ３０３は、Ｄ２になり得、Ｄ２は、Ｄ１より大きいものであり得る。したがって、ターゲット３０２の腐食面７０１とマグネトロン２０３との距離は、（図７Ｃに示すように）再び適切なものとなり得る。したがって、ターゲット３０２の腐食面における磁場強度は、ターゲット３０２の消費に伴う腐食面における磁場強度の増大を回避するために、常に適切な範囲内に保たれることが可能である。したがって、ターゲット３０２は、加速的に腐食されてもよい。これにより、ターゲット３０２の有効利用率が向上され得る。

【0041】

さらに、マグネトロン２０３をレベリングすることにより、ターゲット材料３０２の腐食面７０１が異なる磁場強度を有することが防止され得る。したがって、ターゲット３０２が不均一に消費される確率が低減され得、これによっても、ターゲット３０２の有効利用率の向上が促進される。

【0042】

これまでに行った説明は、本開示の単なる実施形態であり、本開示を限定することを意図するものではない。当業者であれば、本開示に対して様々な変更および改変を行い得る。本開示の精神および原理の範囲内で行われる変更、等価な置換、改良、他は、いずれも、本発明の特許請求の範囲内にあるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【手続補正書】

【提出日】2022-07-11

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバであって、チャンバ本体と、前記チャンバ本体内に配置される上部電極アッセンブリとを備え、前記上部電極アッセンブリは、マグネトロンを担持するように構成されるベースプレート・アッセンブリと、前記ベースプレート・アッセンブリから間隔を置いて前記ベースプレート・アッセンブリに重ね合わされたバックプレートと、前記ベースプレート・アッセンブリを前記バックプレートへ接合するための接合アッセンブリとを含み、前記バックプレートは、前記ベースプレート・アッセンブリの、前記マグネトロンと反対側の面に配置され、
前記接合アッセンブリは、接合ボルトを含み、前記接合ボルトのボルトヘッドが、前記ベースプレート・アッセンブリへ接合され、かつ、前記接合ボルトのボルトが、前記バックプレートへねじ式に接合される、ＰＶＤチャンバ。

【請求項2】

複数の接合アッセンブリが含まれ、前記複数の接合アッセンブリは、前記マグネトロンからずらされ、間隔を置いて配置される、請求項１に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項3】

前記接合ボルトの前記ボルトヘッドは、前記ベースプレート・アッセンブリへ回転可能に接合される、請求項２に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項4】

前記接合ボルトの前記ボルトヘッドは、凸球面を有するように構成され、
前記凸球面と協働する球状シートが前記ベースプレート・アッセンブリに設けられる、請求項３に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項5】

前記ベースプレート・アッセンブリは、ベースプレート本体を含み、前記ベースプレート本体に、前記球状シートと、前記球状シートと連通する貫通穴とが設けられ、前記接合ボルトの前記凸球面は、前記球状シートに嵌合し、前記ボルトは前記貫通穴から延びており、前記凸球面の直径は、前記貫通穴の直径よりも大きい、請求項４に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項6】

前記ベースプレート・アッセンブリは、さらに、固定モジュールを含み、前記固定モジュールは、前記凸球面と協働する凹球面を有し、前記固定モジュールは、前記ベースプレート本体に固定され、前記凹球面は、前記凸球面と嵌合する、請求項５に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項7】

前記ベースプレート本体には、リセスが形成され、前記球状シートは、前記リセスの底面に形成され、前記固定モジュールは、前記リセス内に埋め込まれ、かつ、前記固定モジュールの表面は、前記ベースプレート本体の表面と同一平面である、請求項６に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項8】

前記固定モジュールには、前記凸球面に至る操作穴が設けられ、前記凸球面には、前記操作穴に対応する操作溝が設けられる、請求項６または７に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項9】

前記固定モジュールは、前記ベースプレート本体に、ねじを通して固定的に接合される、請求項８に記載のＰＶＤチャンバ。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載のＰＶＤチャンバを備える、物理蒸着（ＰＶＤ）装置。

【国際調査報告】