特表 2024-519178 半導体処理中に基板上で磁場を発生させるための装置

(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】2024-05-08

(54)【発明の名称】半導体処理中に基板上で磁場を発生させるための装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/35 20060101AFI20240426BHJP

【ＦＩ】

C23C14/35

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023573399

(86)(22)【出願日】2022-04-26

(85)【翻訳文提出日】2024-01-26

(86)【国際出願番号】 US2022026290

(87)【国際公開番号】W WO2022250823

(87)【国際公開日】2022-12-01

(31)【優先権主張番号】17/334,634

(32)【優先日】2021-05-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(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】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(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】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【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

(74)【代理人】

【識別番号】100176418

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 嘉晃

(72)【発明者】

【氏名】吉留 剛一

【テーマコード（参考）】

4K029

【Ｆターム（参考）】

4K029CA05

4K029DC39

4K029DC41

4K029DC42

4K029DC43

(57)【要約】

材料を堆積させるために使用されるプラズマ気相堆積（ＰＶＤ）チャンバは、基板上での堆積中にイオン軌道に影響を与えるための装置を含む。この装置は、基板支持ペデスタルの外部に取り付けられ、かつ基板支持ペデスタルの下方に配置されるように構成された少なくとも１つの環状支持アセンブリと、環状支持アセンブリに固定された磁場発生器であり、基板の頂面に磁場を放射するように構成された磁場発生器とを含む。この磁場発生器は、間隔を置いて対称に配置された複数の不連続の永久磁石を含むことができ、または磁場を発生させるために１つもしくは複数の電磁石を使用することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上へのイオン軌道に影響を与えるための装置であって、
プロセスチャンバの真空空間内の基板支持ペデスタルの外部に取り付けられ、かつ前記基板支持ペデスタルの下方に配置されるように構成された少なくとも１つの環状支持アセンブリと、
前記少なくとも１つの環状支持アセンブリに固定された磁場発生器であり、前記基板の頂面に磁場を放射するように構成され、かつプラズマ気相堆積プロセス中に前記基板に衝突するイオンの入射角に影響を与えるように構成された、磁場発生器と
を備える装置。

【請求項2】

前記少なくとも１つの環状支持アセンブリが、頂部環状プレート、複数の開口を有する中間環状プレートおよび底部環状プレートを含み、前記磁場発生器が、前記中間環状プレートの前記複数の開口内に配置され、かつ前記頂部環状プレートおよび前記底部環状プレートによって所定の位置に保持された複数の不連続の永久磁石を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記複数の不連続の永久磁石が、磁場強度を失うことなく少なくとも摂氏２００度以上の温度で動作するように構成された、請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記複数の不連続の永久磁石のうちの少なくとも１つがサマリウムコバルト材料で形成された、請求項３に記載の装置。

【請求項5】

前記サマリウムコバルト材料が少なくとも３０ＭＧＯｅの最大エネルギー積を有する、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記複数の不連続の永久磁石が、前記少なくとも１つの環状支持アセンブリ内に間隔を置いて対称に配置された１８個の不連続の永久磁石を含む、請求項３に記載の装置。

【請求項7】

前記複数の不連続の永久磁石がそれぞれ、幅約０．７インチ×奥行約０．７インチ×長さ約１．５インチである、請求項３に記載の装置。

【請求項8】

前記環状支持アセンブリがアルミニウム材料から形成された、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記磁場発生器が、前記少なくとも１つの環状支持アセンブリに固定された少なくとも１つの電磁石を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記少なくとも１つの電磁石が、約７アンペアまでの電流を有するように構成された、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記少なくとも１つの電磁石が、可変磁場を提供するように構成された、請求項９に記載の装置。

【請求項12】

前記少なくとも１つの電磁石が、オンおよびオフにすることができる磁場を提供するように構成された、請求項９に記載の装置。

【請求項13】

前記磁場発生器が、別個の内側巻線および別個の外側巻線を含み、前記別個の内側巻線および前記別個の外側巻線のそれぞれの磁場を個別に変動させることができる、請求項１に記載の装置。

【請求項14】

前記磁場発生器が、前記別個の内側巻線および前記別個の外側巻線のそれぞれの磁場の極性を交互に切り換えるように構成された、請求項１３に記載の装置。

【請求項15】

前記少なくとも１つの環状支持アセンブリが、第１の環状支持アセンブリおよび第２の環状支持アセンブリを含み、前記第２の環状支持アセンブリが、前記第１の環状支持アセンブリの半径方向外側に配置されており、前記第１の環状支持アセンブリの第１の磁場発生器および前記第２の環状支持アセンブリの第２の磁場発生器が、独立して制御されるように構成されている、請求項１に記載の装置。

【請求項16】

基板上へのイオン軌道に影響を与えるための装置であって、
アルミニウムベースの材料で形成された少なくとも１つの環状支持アセンブリであり、基板支持ペデスタルの外部に取り付けられ、かつ前記基板支持ペデスタルの下方に配置されるように構成されており、頂部環状プレート、複数の開口を有する中間環状プレートおよび底部環状プレートを含む、少なくとも１つの環状支持アセンブリと、
前記少なくとも１つの環状支持アセンブリに固定された磁場発生器であり、前記磁場発生器が、前記基板の頂面に磁場を放射するように構成されており、前記磁場発生器が、前記中間環状プレートの前記複数の開口内に配置され、かつ前記頂部環状プレートおよび前記底部環状プレートによって所定の位置に保持された複数の不連続の永久磁石を含み、前記複数の不連続の永久磁石が、磁場強度を失うことなく少なくとも摂氏２００度の温度で動作するように構成された、磁場発生器と
を備える装置。

【請求項17】

前記複数の不連続の永久磁石のうちの少なくとも１つが、少なくとも３０ＭＧＯｅの最大エネルギー積を有するサマリウムコバルト材料で形成された、請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

前記複数の不連続の永久磁石のうちの少なくとも１つが、個別に、ガス放出を防ぐように構成された、請求項１６に記載の装置。

【請求項19】

基板上へのイオン軌道に影響を与えるための装置であって、
アルミニウムベースの材料で形成された少なくとも１つの環状支持アセンブリであり、基板支持ペデスタルの外部に取り付けられ、かつ前記基板支持ペデスタルの下方に配置されるように構成された、少なくとも１つの環状支持アセンブリと、
前記少なくとも１つの環状支持アセンブリに固定された磁場発生器であり、前記磁場発生器が、前記基板の頂面に磁場を放射するように構成されており、前記磁場発生器が、前記少なくとも１つの環状支持アセンブリに固定された少なくとも１つの電磁石を含み、前記少なくとも１つの電磁石が、可変磁場を提供するように構成された、磁場発生器と
を備える装置。

【請求項20】

前記磁場発生器が、互いに水平方向に隣接した別個の内側巻線および別個の外側巻線を含み、前記別個の内側巻線および前記別個の外側巻線のそれぞれの磁場を個別に変動させることができ、または
前記少なくとも１つの環状支持アセンブリが、第１の環状支持アセンブリおよび第２の環状支持アセンブリを含み、前記第２の環状支持アセンブリが、前記第１の環状支持アセンブリの半径方向外側に配置されており、前記第１の環状支持アセンブリの第１の磁場発生器および前記第２の環状支持アセンブリの第２の磁場発生器が、独立して制御されるように構成されている、
請求項１９に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の原理の実施形態は一般に半導体製造に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造中には、半導体構造体を形成するために、基板上の異なる材料の層をエッチングし、または基板上に異なる材料の層を堆積させる。一般に、半導体プロセスの微細制御を可能にするためにこれらの層を一様にまたは均一に堆積させることが非常に望ましい。しかしながら、プラズマ気相堆積（ｐｌａｓｍａ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＰＶＤ）チャンバ内での材料の堆積は、堆積プロセス中の基板によるイオン捕獲がよくないために、しばしばあまり均一ではないことを本発明者は観察により認めた。

【0003】

これに応じて、本発明者は、ＰＶＤプロセス中の基板上でのイオンの捕獲を容易にする装置であって、その結果として優れた堆積性能に導く装置を提供した。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本明細書では、ＰＶＤプロセス中の基板上でのイオン捕獲に影響を与えるための装置が提供される。

【課題を解決するための手段】

【0005】

いくつかの実施形態では、基板上へのイオン軌道に影響を与えるための装置が、プロセスチャンバの真空空間内の基板支持ペデスタルの外部に取り付けられ、かつ基板支持ペデスタルの下方に配置されるように構成された少なくとも１つの環状支持アセンブリと、少なくとも１つの環状支持アセンブリに固定された磁場発生器であり、基板の頂面に磁場を放射するように構成され、かつプラズマ気相堆積プロセス中に基板に衝突するイオンの入射角に影響を与えるように構成された、磁場発生器とを備えることができる。

【0006】

いくつかの実施形態では、この装置がさらに、少なくとも１つの環状支持アセンブリが、頂部環状プレート、複数の開口を有する中間環状プレートおよび底部環状プレートを含み、磁場発生器が、中間環状プレートの複数の開口内に配置され、かつ頂部環状プレートおよび底部環状プレートによって所定の位置に保持された複数の不連続の永久磁石を含むこと、複数の不連続の永久磁石が、磁場強度を失うことなく少なくとも摂氏２００度以上の温度で動作するように構成されていること、複数の不連続の永久磁石のうちの少なくとも１つがサマリウムコバルト材料で形成されていること、サマリウムコバルト材料が少なくとも３０ＭＧＯｅの最大エネルギー積を有すること、複数の不連続の永久磁石が、少なくとも１つの環状支持アセンブリ内に間隔を置いて対称に配置された１８個の不連続の永久磁石を含むこと、複数の不連続の永久磁石がそれぞれ、幅約０．７インチ×奥行約０．７インチ×長さ約１．５インチであること、環状支持アセンブリがアルミニウム材料から形成されていること、磁場発生器が、少なくとも１つの環状支持アセンブリに固定された少なくとも１つの電磁石を含むこと、少なくとも１つの電磁石が、約７アンペアまでの電流を有するように構成されていること、少なくとも１つの電磁石が、可変磁場を提供するように構成されていること、少なくとも１つの電磁石が、オンおよびオフにすることができる磁場を提供するように構成されていること、磁場発生器が、別個の内側巻線および別個の外側巻線を含み、別個の内側巻線および別個の外側巻線のそれぞれの磁場を個別に変動させることができること、磁場発生器が、別個の内側巻線および別個の外側巻線のそれぞれの磁場の極性を交互に切り換えるように構成されていること、ならびに／または少なくとも１つの環状支持アセンブリが、第１の環状支持アセンブリおよび第２の環状支持アセンブリを含み、第２の環状支持アセンブリが、第１の環状支持アセンブリの半径方向外側に配置されており、第１の環状支持アセンブリの第１の磁場発生器および第２の環状支持アセンブリの第２の磁場発生器が、独立して制御されるように構成されていることを含むことができる。

【0007】

いくつかの実施形態では、基板上へのイオン軌道に影響を与えるための装置が、アルミニウムベースの材料で形成された少なくとも１つの環状支持アセンブリであり、基板支持ペデスタルの外部に取り付けられ、かつ基板支持ペデスタルの下方に配置されるように構成されており、頂部環状プレート、複数の開口を有する中間環状プレートおよび底部環状プレートを含む、少なくとも１つの環状支持アセンブリと、少なくとも１つの環状支持アセンブリに固定された磁場発生器であり、磁場発生器が、基板の頂面に磁場を放射するように構成されており、磁場発生器が、中間環状プレートの複数の開口内に配置され、かつ頂部環状プレートおよび底部環状プレートによって所定の位置に保持された複数の不連続の永久磁石を含み、複数の不連続の永久磁石が、磁場強度を失うことなく少なくとも摂氏２００度の温度で動作するように構成された、磁場発生器とを備えることができる。

【0008】

いくつかの実施形態では、この装置がさらに、複数の不連続の永久磁石のうちの少なくとも１つが、少なくとも３０ＭＧＯｅの最大エネルギー積を有するサマリウムコバルト材料で形成されていること、および／または複数の不連続の永久磁石のうちの少なくとも１つが、個別に、ガス放出を防ぐように構成されていることを含むことができる。

【0009】

いくつかの実施形態では、基板上へのイオン軌道に影響を与えるための装置が、アルミニウムベースの材料で形成された少なくとも１つの環状支持アセンブリであり、基板支持ペデスタルの外部に取り付けられ、かつ基板支持ペデスタルの下方に配置されるように構成された、少なくとも１つの環状支持アセンブリと、少なくとも１つの環状支持アセンブリに固定された磁場発生器であり、磁場発生器が、基板の頂面に磁場を放射するように構成されており、磁場発生器が、少なくとも１つの環状支持アセンブリに固定された少なくとも１つの電磁石を含み、少なくとも１つの電磁石が、可変磁場を提供するように構成された、磁場発生器とを備えることができる。

【0010】

いくつかの実施形態では、この装置がさらに、磁場発生器が、互いに水平方向に隣接した別個の内側巻線および別個の外側巻線を含み、別個の内側巻線および別個の外側巻線のそれぞれの磁場を個別に変動させることができること、ならびに／または少なくとも１つの環状支持アセンブリが、第１の環状支持アセンブリおよび第２の環状支持アセンブリを含み、第２の環状支持アセンブリが、半径方向外側に配置されていることを含むことができる。

【0011】

以下では、他の実施形態および追加の実施形態が開示される。

【0012】

上に概要を簡単に示し、後により詳細に論じる本発明の原理の実施形態は、添付図面に示されている本発明の原理の例示的な実施形態を参照することによって理解することができる。しかしながら、添付図面は、本発明の原理の典型的な実施形態だけを示しており、したがって、添付図面を、範囲を限定するものとみなすべきではない。これは、本発明の原理が、等しく有効な他の実施形態を受け入れる可能性があるためである。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の原理のいくつかの実施形態による、プロセスチャンバの断面図である。

【図2】本発明の原理のいくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する永久磁石を含む環状支持アセンブリを備える基板支持ペデスタルの断面図である。

【図3】本発明の原理のいくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する永久磁石を含む環状支持アセンブリを備える基板支持ペデスタルの断面図である。

【図4】本発明の原理のいくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する永久磁石を含む環状支持アセンブリを備える環状支持アセンブリの等角図である。

【図5】本発明の原理のいくつかの実施形態による、永久磁石を含む環状支持アセンブリの部分の等角図である。

【図6】本発明の原理のいくつかの実施形態による、永久磁石を含む環状支持アセンブリの断面図である。

【図7】本発明の原理のいくつかの実施形態による、永久磁石の等角図である。

【図8】本発明の原理のいくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する電磁石を含む環状支持アセンブリを備える基板支持ペデスタルの断面図である。

【図9】本発明の原理のいくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する電磁石を含む環状支持アセンブリを備える基板支持ペデスタルの断面図である。

【図10】本発明の原理のいくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する複数の電磁石を含む環状支持アセンブリを備える基板支持ペデスタルの断面図である。

【図11】本発明の原理のいくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する複数の電磁石を含む環状支持アセンブリを備える基板支持ペデスタルの断面図である。

【図12】本発明の原理のいくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する複数の電磁石の上面図である。

【図13】本発明の原理のいくつかの実施形態による、冷却管を含む磁場発生器を形成する複数の電磁石の部分の等角図である。

【図14】本発明の原理のいくつかの実施形態による、基板の断面図および上面図である。

【図15】本発明の原理のいくつかの実施形態による、イオン軌道に対する磁場の影響を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

理解を容易にするため、可能な場合には、これらの図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照符号を使用した。図は一定の比率では描かれておらず、明暸にするために単純化されていることがある。追加の説明なしに、１つの実施形態の要素および特徴が他の実施形態に有益に組み込まれることがある。

【0015】

ウエハ平面におけるイオン捕獲は、磁場の強度および向きとともに変動する。本発明の原理の装置は、基板支持ペデスタルの下方に配置された磁場発生器であって、ウエハ平面におけるより強い垂直磁力線を可能にする磁場発生器からなるハードウェアを提供する。いくつかの半導体チャンバ設計では、磁場の強度および向きが、ウエハ平面の上方のプロセスチャンバの外部に配置された磁石によって制御される。それらの磁石はウエハ平面の上方にあるため、それらの磁石には、Ｂ場の垂直な向き、特にウエハエッジにおけるＢ場の垂直な向きを保証するのに限界があり、その結果、ウエハのエッジ領域におけるイオン損失につながる。本発明の原理の装置は、ウエハレベルにおいてＢ場の向きが垂直でないことに対処し、イオン損失の低減に役立つウエハ平面の全体にわたって均一でより強い垂直磁力線を可能にする効率的な手法を提供する。Ｂ場の向きの操作はさらに、再スパッタリング中の基板上の特徴に対する改良された底部および側壁カバレッジを提供することができる。

【0016】

いくつかの実施形態では、本発明の原理の装置が、プロセスチャンバの真空空間内の基板支持ペデスタルの下方に、ウエハエッジ領域により近い位置に配置された複数の不連続の永久磁石を追加することを使用し、ウエハ表面における強い垂直磁場を達成する。いくつかの実施形態では、本発明の原理の装置が、プロセスチャンバの真空空間内の基板支持ペデスタルの下方に、ウエハエッジ領域により近い位置に配置された１つまたは複数の電磁石を追加することを使用して、ウエハ表面における強い垂直磁場を達成する。いくつかの実施形態では、この装置が、イオン流束の増大によるより良好なプラズマ気相堆積（ＰＶＤ）膜特性を可能にする、既存のチャンバ構成に対する費用効果の高い強化を提供することができる。本発明の原理の装置はさらに、この装置および磁場発生器のパラメータのカスタマイズを通じてイオン捕獲を改良することを通して（ステップカバレッジおよび堆積速度を調整することによって）ＰＶＤ膜特性を向上させるための調整ノブを提供するという利点を有する。不連続の永久磁石を使用するいくつかの実施形態では、この装置が、装置を動作させるために電気的または電力インテグレーションを一切必要とせず、チャンバソフトウェアの変更を一切必要としないというさらなる経済的利益を有する。この装置はさらに、この装置とともに使用されるプロセスチャンバの外部の他の電磁石を、膜堆積品質をさらに強化するように調整する、より大きな調整可能性を提供することができる。

【0017】

図１の図１００には、本発明の原理の装置を組み込むことができるプロセスチャンバ１０２が示されている。プロセスチャンバ１０２は、処理の間、基板１０６を支持するための表面を提供する基板支持ペデスタル１０４を有する。プロセスチャンバ１０２は、その中で基板１０６が処理される処理容積１０８と、真空ポンプ１１２および処理容積１０８と流体接触した非処理容積１１０とを含む。真空ポンプ１１２は、処理の間、真空で動作するように処理容積１０８から排気することを可能にする。基板支持ペデスタル１０４は、処理中に基板１０６にバイアスをかけるためのＲＦ電源１１４に接続された電極１１６を含むことができる。プロセスチャンバ１０２はさらに、プラズマＤＣ電源１２０に電気的に接続された上部電極１１８を含むことができる。プロセスチャンバ１０２はさらにコントローラ１３８を含むことができる。コントローラ１３８は、直接制御を使用してプロセスチャンバ１０２の動作を制御し、または、その代わりに、プロセスチャンバ１０２に関連付けられたコンピュータ（またはコントローラ）を制御することによってプロセスチャンバ１０２の動作を制御する。

【0018】

動作時、コントローラ１３８は、磁場の制御、データ収集、ならびにプロセスチャンバ１０２の性能を最適化するためのそれぞれの装置およびシステムからのフィードバックを可能にする。コントローラ１３８は一般に、中央処理ユニット（ＣＰＵ）１４０、メモリ１４２および支援回路１４４を含む。ＣＰＵ１４０は、工業装置内で使用することができる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサとすることができる。支援回路１４４は、ＣＰＵ１４０に従来どおりに結合されており、キャッシュ、クロック回路、入力／出力サブシステム、電源などを含むことができる。メモリ１４２には、本発明の原理の装置を使用するイオン軌道調整方法などのソフトウェアルーチンを記憶することができ、それらのソフトウェアルーチンは、ＣＰＵ１４０によって実行されたときに、ＣＰＵ１４０を、特定目的コンピュータ（コントローラ１３８）に変えることができる。これらのソフトウェアルーチンは、プロセスチャンバ１０２から離れた遠隔位置に置かれた第２のコントローラ（図示せず）によって記憶および／または実行されてもよい。

【0019】

メモリ１４２は、ＣＰＵ１４０によって実行されたときに半導体プロセスおよび機器の動作を容易にするための命令を含むコンピュータ可読記憶媒体の形態をとる。メモリ１４２の中の命令は、堆積を適正に調整するための装置の性能パラメータを含む堆積方法などを実施するプログラムなど、プログラムの形態をとる。このプログラムコードは、いくつかの異なるプログラミング言語のうちのいずれか１つのプログラミング言語に準拠するものとすることができる。一例では、本開示を、コンピュータシステムとともに使用するコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されたプログラム製品として実施することができる。プログラム製品のプログラムは、（本明細書に記載された方法を含む）態様の機能を規定する。例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、限定はされないが、その上に情報が永続的に記憶された書込みができない記憶媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭドライブによって読むことができるＣＤ－ＲＯＭディスク、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップまたは任意のタイプの固体不揮発性半導体メモリなどのコンピュータ内のリードオンリーメモリデバイス）、およびその上に変更可能な情報が記憶された書込み可能な記憶媒体（例えばディスケットドライブ内のフロッピーディスクもしくはハードディスクドライブ、または任意のタイプの固体ランダムアクセス半導体メモリ）を含む。イオン軌道調整方法などの機能を指図するコンピュータ可読命令を担持しているとき、このようなコンピュータ可読記憶媒体は本発明の原理の態様である。

【0020】

さらに、マグネトロンアセンブリ１２２を使用して、プロセスチャンバ１０２内で発生させたプラズマ１２４を、プラズマのイオン化を増大させるように制御することができる。いくつかのプロセスチャンバでは、イオンをフィルタリングするために任意選択のコリメータ１２６を使用することができ、任意選択のコリメータ１２６はコリメータＤＣ電源１２８に電気的に接続される。別のプロセスチャンバはコリメータを使用しない。イオン軌道にさらに影響を与えるため、任意選択のコリメータ１２６とともに第１の外部電磁石アセンブリ１３０を使用することができる。イオン軌道にさらに影響を与えるため、基板支援ペデスタル１０４により近い位置で第２の外部電磁石アセンブリ１３２を使用することもできる。いくつかの例では、第１の外部磁石アセンブリと第２の外部電磁石アセンブリ１３２との間に外部永久磁石アセンブリ１３４を配置することができる。イオン軌道に影響を与えるためにこれらの多数のアセンブリが使用されているにもかかわらず、イオン軌道が、基板の頂面に対する直角（垂直）よりも小さいために、基板の中心から離れたところの堆積厚さが通常、基板の中央部分よりも薄いことを本発明者は観察により認めた。本発明者は、例えば真空空間内など基板支援ペデスタル１０４の下方に１つまたは複数の磁場発生器１３６が配置されている場合には、膜の均一性が、特に、図１４の図１４００に示されている基板１０６のエッジ領域１４０２で増大することを見出した。

【0021】

いくつかの実施形態では、１つまたは複数の磁場発生器１３６が、Ｎ極が上の構成を提供する（別の構成はＳ極が上の構成を使用することができる）。磁場１４０４（Ｂ場）は、エッジ領域１４０２により近い基板１０６上の位置に衝突し、中央領域１４０８では少ない。複数の不連続の永久磁石を使用するいくつかの実施形態では、さまざまな磁気特性を有する異なる磁性材料を使用して磁場を増大もしくは低下させることによって、磁性材料の体積を小さくもしくは大きくして磁場の強度をそれぞれ低下もしくは増大させることによって、および／または永久磁石の数を減らしもしくは増やして磁場の数および配置をそれぞれ減らすもしくは増やすことによって、１つまたは複数の磁場発生器１３６の磁場の強度を調節することができる。膜が均一であることが非常に望ましいとき、基板支援ペデスタル１０４の底面の周囲に永久磁石を対称に配置することは堆積の均一性を増大させるのを助ける。

【0022】

いくつかの実施形態では、永久磁石を、少なくとも３０ＭＧＯｅ（メガ（百万）ガウスエルステッド）、好ましくは少なくとも３２ＭＧＯｅの最大エネルギー積を有する磁性材料で形成されたものとすることができる。１つまたは複数の磁場発生器１３６を形成する複数の不連続の永久磁石を、永久磁石を所定の位置に保持するための環状アセンブリ内に基板１０６を取り巻いて間隔を置いて対称に配置することができる。いくつかの実施形態では、長方形の１８個の永久磁石を基板支援ペデスタル１０４の下方で使用することができる。磁性材料の体積は永久磁石の強度に影響を及ぼすため、いくつかの実施形態では、永久磁石が、約０．５インチ～約０．７５インチの長方形の形状（図７参照）および約１．０インチ～約２．０インチの高さを有することができる。いくつかの実施形態では、永久磁石の長方形の形状を約０．７インチ×約０．７インチ×約１．５インチとすることができる。

【0023】

１つまたは複数の電磁石を使用するいくつかの実施形態では、１つまたは複数の磁場発生器の１つまたは複数の電磁石の１つまたは複数の巻線に異なるレベルの電流を流すことによって、１つまたは複数の磁場発生器１３６の磁場の強度を調節することができる。いくつかの実施形態では、磁場をさらに制御するために電流方向を逆にすることもでき、かつ／または基板１０６の頂面の磁場をさらに制御するために、１つもしくは複数の巻線が、同じ電流レベルもしくは異なる電流レベルを有する電流を反対方向に流してもよい。発生させた磁場にさらに影響を及ぼすために、電流をＯＦＦおよびＯＮにすること、ならびに／または電流をパルス化することもできる。

【0024】

図１５のグラフ１５００Ａに示されているように、基板の半径１５０２を横切るガウスレベルプロット１５０４は、基板の下方に磁場発生がない場合の基板を横切る第１のガウスレベル１５０６と、基板の下方に（図２に示された位置に）磁場発生がある場合の基板を横切る第２のガウスレベル１５０８とを示す。基板支持ペデスタルの下方における磁場発生は、基板の磁場発生器の位置の上方の基板のガウスレベルを約３０～約４５ガウス以上向上させる。このガウスレベルの向上は、支持ペデスタルの下方の磁場発生器と基板の頂面との間の距離を決定する基板支持ペデスタルの厚さの影響を受ける。上で説明したとおり、不連続の磁石を使用するいくつかの実施形態では、それに応じて磁石の数、磁石材料の強度および／または磁性材料の全体積をパラメータを使用して調整することができる。電磁石を使用するいくつかの実施形態では、電流の量、電流の方向、ならびに／または電磁石の隣接する巻線に対する異なる電流および異なる方向の影響を使用して、基板の頂面の発生磁場を調整することができる。図３に示されているように磁場発生器を基板のエッジの方へさらに移動させるいくつかの実施形態では、ガウスレベルのピーク１５１８が基板のエッジの方へ外側に移動する１５２０。さらに、図２に示された位置との比較で磁場強度が維持される場合、図３の位置では、磁場発生器が基板により近いため、ピークガウスレベルが増大する。

【0025】

本発明者はさらに、図１５のグラフ１５００Ｂ（ｘ軸１５１０は、基板の中心からの半径方向距離であり、ｙ軸１５１２は、垂直と比較したときの基板の頂面に衝突するイオンのデルタ角である）に示されているように、基板のエッジに向かうにつれてイオンの衝突角度が垂直から離れることを発見した１５１６。本発明の装置を組み込むことにより、堆積中の磁場発生器の位置の近くのイオンの衝突角度はより垂直になり１５１４、堆積の均一性が増大する。イオンの衝突角度が垂直になるほど、基板の表面においてより多くのイオンが捕獲される。イオンの衝突角度が垂直から離れるほどより多くのイオンが失われ、堆積は低減する。Ｂ場がより強くなり、より垂直になるにつれて、イオン軌道もより垂直になり、このことは、基板表面におけるより大きなイオン捕獲を通して堆積厚さを増大させることにより、堆積品質を向上させる。基板支持ペデスタルの下方の磁場発生器の位置を、所望の基板位置における最大効果を提供するように調節することができる。

【0026】

図２は、いくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する永久磁石を含む環状支持アセンブリ１３６Ａを備える基板支持ペデスタル１０４の断面図２００を示している。環状支持アセンブリ１３６Ａは、基板支持ペデスタル１０４の頂面２１４に対して平行な、基板支持ペデスタル１０４の下面２１２に取り付けられている。環状支持アセンブリ１３６Ａは、ベローズ２０２を取り囲んでおり、ベローズ２０２が収縮したときにベローズ２０２の直径２１８が拡大したときの基板支持ペデスタル１０４の適正な動作を可能にするために、ベローズ２０２から距離２１６を隔てて配置されている。図４～７に関して後にさらに論じるが、環状支持アセンブリ１３６Ａは、基板支持ペデスタル１０４の下に、磁場発生器を形成する複数の不連続の永久磁石を含む。これらの複数の不連続の永久磁石の磁場は、距離２０８にわたって基板支持ペデスタル１０４を貫いて進み、その後に、基板１０６の上方のイオン軌道に影響を与えることができる（例えば図１４参照）。ＰＶＤ堆積中に基板支持ペデスタル１０４を貫いて進むことができ、その後もなお基板１０６上のイオン軌道に影響を与えることができる磁場を提供するためには、これらの複数の不連続の永久磁石が、約３０、好ましくは少なくとも３２の最小ＭＧＯｅを有するべきであることを本発明者は発見した。

【0027】

ＰＶＤ堆積物は基板１０６の中央領域の方が厚いことを本発明者は観察により認めたため、磁場発生器（複数の不連続の永久磁石を含む環状支持アセンブリ１３６Ａ）の配置は、基板１０６の中心から半径方向外側の基板１０６のエッジ領域により近い位置に磁場発生器が配置された場合に、最も有益であることがある。いくつかの実施形態では、例えばフープリフト（ｈｏｏｐ ｌｉｆｔ）２１０などのプロセスチャンバ１０２内の他の装置が、基板支持ペデスタル１０４とフープリフト２１０との間のクリアランスの問題のために、外側フランジエリア２０４上への磁場発生器の配置を妨げることがある。そのような場合には、基板１０６のエッジ領域の近くのイオン軌道に影響を与え、その一方で、基板支持ペデスタル１０４の下のクリアランスを依然として維持するように、磁場発生器を半径方向外側に配置することができる。

【0028】

観察により、本発明者はさらに、熱が、磁場発生器の複数の不連続の永久磁石の磁場に対して不利な影響を有することを認めた。永久磁石の加熱は、基板支持ペデスタル１０４の上方で発生したプラズマによって加熱された基板支持ペデスタル１０４に磁場発生器が取り付けられているときの伝導によって起こることがある。加熱は、プロセスチャンバ１０２内の基板平面の下方に向きを定めて配置された（例えば基板１０６から水分を除去するために使用される）加熱ランプ（図示せず）からの放射によって起こることもある。いくつかの実施形態では、加熱ランプ（図示せず）からの放射熱の影響を低減させるために、熱シールド２０６が環状支持アセンブリ１３６Ａの外周を取り囲んでいてもよい。ＰＶＤ堆積中にプロセスチャンバ１０２内のイオン軌道に効果的に影響を与えるためには、複数の不連続の永久磁石に対して使用される磁性材料が、少なくとも摂氏約２００度以上の温度に対して強い磁場を維持すべきであることを本発明者は見出した。いくつかの実施形態では、この磁性材料がサマリウムコバルトベースの材料である。これは、サマリウムコバルトベースの材料が、摂氏２００度よりも高い動作温度範囲を有し、その一方で、３０ＭＧＯｅよりも大きな強い磁場を生み出すことによる。

【0029】

図３は、いくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する永久磁石を含む環状支持アセンブリ１３６Ｂを備える基板支持ペデスタル１０４の断面図３００を示している。基板支持ペデスタル１０４の下方の他の装置との干渉が存在しないプロセスチャンバ１０２では、基板１０６のエッジ領域のイオン軌道により効果的に影響を与えるために、磁場発生器を、半径方向のさらに外側に、例えば外側フランジエリア２０４上に配置することができる。この例において磁場発生器を外側フランジエリア２０４に配置することの別の利点は、基板表面までの距離３０４が、図２の位置の距離２０８よりもはるかに小さいことであり、これにより磁場が増大し、同様の磁場強度に関してイオン軌道に対する影響が大きくなる。基板支持ペデスタル１０４からの熱伝導を低減させるため、環状支持アセンブリ１３６Ｂは基板支持ペデスタルの側壁３０８から距離３０６を隔てて配置されている。

【0030】

基板１０６のエッジ領域における堆積を強化するため、いくつかの実施形態では、半径方向のできるだけ外側に環状支持アセンブリ１３６Ｂを配置することができる。図２に関して上で説明したとおり、プロセスチャンバ１０２が環状支持アセンブリ１３６Ｂの近くに熱放射源を有する場合には、環状支持アセンブリ１３６Ｂ内の複数の不連続の永久磁石に対する放射熱の影響を低減させるために、環状支持アセンブリ１３６Ｂの外周を取り囲む熱シールド３０２を使用することができる。（図示されている）いくつかの実施形態では、放射熱からの不連続の永久磁石の遮蔽をさらに助けるために、熱シールド３０２が、より低く、かつプロセスチャンバ１０２内の環状支持アセンブリ１３６Ｂのわずかに下に配置された部分的下フランジを含むことができる。当業者なら理解できることだが、基板１０６上での堆積にさらに影響を与えるために、プロセスチャンバ１０２の基板支持ペデスタル１０４上に、環状支持アセンブリ１３６Ａと環状支持アセンブリ１３６Ｂとの組合せを組み込み、磁場およびイオン軌道のより高いレベルの制御を提供することができる。

【0031】

図４は、いくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する永久磁石４０２を含む環状支持アセンブリ４００の等角図を示している。いくつかの実施形態では、基板支持ペデスタル１０４の適正な動作を可能にするために、環状支持アセンブリ４００の内径４０４が基板支持ペデスタル１０４のベローズ２０２の外径よりも大きい。いくつかの実施形態では、環状支持アセンブリ４００の内径４０４が、基板支持ペデスタル１０４の外側フランジエリア２０４の側壁３０８よりも大きい。永久磁石４０２の奥行を収容するために、いくつかの実施形態では、環状支持アセンブリ４００の外径４０６を、内径４０４よりも約３インチ～約４インチ大きくすることができる。基板１０６上に対称の磁場を生み出すため、永久磁石４０２は、環状支持アセンブリ４００の周囲に対称に分布させる。図４の環状支持アセンブリ４００は１つの実施形態であり、当業者は、他の環状支持アセンブリが複数の不連続の永久磁石を異なるやり方で保持することがあるが、それでもなお、その環状支持アセンブリは、本発明の原理の磁場発生器として動作することを理解するであろう。

【0032】

いくつかの実施形態では、環状支持アセンブリ４００が、複数の不連続の永久磁石が載ることができる支持表面４２０を提供する平らな第１の環状リング４１２を有する。支持表面４２０はさらに、それぞれの個々の永久磁石を所定の位置に保持する凹み（後述）を有することができる。第１の環状リング４１２は、６０６１アルミニウムなどから形成されたものとすることができる。第２の環状リング４１０は平らであり、その中に複数の永久磁石を配置することができる複数の開口を有する。第２の環状リング４１０は、永久磁石に追加の安定性を提供し、環状支持アセンブリ４００内で永久磁石が動くことを防ぐ。いくつかの実施形態では第２の環状リング４１０が任意である。第３の環状リング４０８は平らであり、複数の永久磁石の頂部を保持するために使用される。いくつかの実施形態では、第３の環状リング４０８を、５０５２アルミニウム材料で形成されたものとすることができる。第１の環状リング４１２、第２の環状リング４１０および第３の環状リング４０８に対する鉛直支持を提供するために、いくつかの実施形態では、第３の環状リング４０８とは別に側面支持体４１４を形成すること、または第３の環状リング４０８の部分として側面支持体４１４を形成し、それを下に曲げることができる。側面支持体４１４は、第１の環状リング４１２を、例えば、限定はされないが、側面支持体４１４の開口４１６を通って第１の環状リング４１２の側面および第２の環状リング４１０の側面に入るねじまたはボルトなどの締結具４１８を介して保持することができる。

【0033】

いくつかの実施形態（図示せず）では、側面支持体４１４の追加の開口が、締結具４１８が第３の環状リング４０８を支持することを可能にする。図示された例では、第３の環状リング４０８と側面支持体４１４とが単一の材料シートから形成されている。締結工具が、環状支持アセンブリ４００を基板支持ペデスタル１０４の下面に取り付けるための１つまたは複数の取付け穴４２６に締結具（図示せず）を挿入することを可能にするために、第１の環状リング４１２および第２の環状リング４１０にアクセスホール４２２を提供することができる。締結具がアクセスホール４２２を完全に通過して、１つまたは複数の取付け穴に入ることを可能にするために、アクセスホール４２２の直径は１つまたは複数の取付け穴４２６よりも大きい。基板支持ペデスタル１０４の下面に対して環状支持アセンブリ４００を保持することを可能にするため、１つまたは複数の取付け穴４２６は、締結具の頭部よりも小さな直径を有する。

【0034】

いくつかの実施形態では、基板支持ペデスタル１０４から環状支持アセンブリ４００および永久磁石４０２への伝導性熱伝達を低減させるために、熱絶縁物４２４を使用することができる。熱絶縁物４２４は、第３の環状リング４０８の頂面と基板支持ペデスタル１０４の底面との間に据えられた１つまたは複数の絶縁パッド（図示）を含むことができる。熱絶縁物４２４は、基板支持ペデスタル１０４と環状支持アセンブリとの間の断熱を提供する。熱絶縁物４２４を、第３の環状リング４０８の頂面と基板支持ペデスタル１０４の底面との間に配置された熱絶縁材料の単一の層（図示せず）とすることもできる。いくつかの実施形態では、熱絶縁物４２４を、セラミック材料または他の熱バリア材料から形成されたものとすることができる。熱絶縁物４２４の形状は、円形（図示）、長方形および／または環形などさまざまな形状とすることができる。永久磁石を含む環状支持アセンブリとともに使用されるように示されているが、熱絶縁物４２４を、電磁石を含む環状支持アセンブリ（後述）とともに使用することもできる。

【0035】

図５は、いくつかの実施形態による、永久磁石４０２を含む環状支持アセンブリ４００の部分５００の等角図を示している。いくつかの実施形態では、締結具４１８が、開口４１６を通って突き出て第１の環状リング４１２および第２の環状リング４１０のねじ穴５０４に入る締め付け部分５０２を有する。締結具４１８の頭部５０６が、側面支持体４１４を、第１の環状リング４１２および第２の環状リング４１０に対して保持する。図６は、いくつかの実施形態による、永久磁石４０２を含む環状支持アセンブリ６００の断面図を示している。異なる永久磁石寸法に対するある許容差を提供するために、いくつかの実施形態では、第１の環状リング４１２の凹み６０２のサイズを過大にすることができる。同様に、異なる永久磁石寸法に対するある許容差を提供するために、第２の環状リング４１０の開口６０４のサイズを過大にすることもできる。いくつかの実施形態では、凹み６０２および／または開口６０４の全ての寸法を、永久磁石の指定されたサイズまたは設計サイズに比べて約０．０１０インチだけ過大にすることができる。サイズを過大にすることによって、追加の機械加工または高コストの高許容差材料もしくは部品を必要とすることなしに、永久磁石の寸法の変動を考慮に入れることができる。

【0036】

図７は、いくつかの実施形態による、永久磁石４０２の等角図７００を示している。上で論じたとおり、磁性材料の体積は永久磁石の強度に影響を及ぼす。いくつかの実施形態では、永久磁石４０２が、幅７０４および奥行７０６が約０．５インチ～約０．７５インチ、高さ７０２が約１．０インチ～約２．０インチの長方形の形状を有することができる。いくつかの実施形態では、永久磁石の長方形の形状を、幅７０４が約０．７インチ、奥行７０６が約０．７インチ、高さ７０２が約１．５インチとすることができる。本発明者は、永久磁石４０２をプロセスチャンバ内での処理にかけたとすると、永久磁石４０２はガスを放出し、それによってプロセスチャンバ内のチャンバ背景圧力および不純物が増大することを観察により認めた。磁性材料は通常、１種または数種の材料を一緒に焼結させることによって形成され、それにより材料内に間隙または空間が残り、その結果、熱に当てられたときに焼結材料からガスが放出する。

【0037】

永久磁石４０２の磁性材料のガス放出を排除するためまたは低減させるために、永久磁石４０２は、永久磁石４０２を包むための任意選択の封入材料７０８を有することができる。任意選択の封入材料７０８は、磁石材料によって生み出された任意のガスに対して不透過性であり、かつ少なくとも摂氏約２００度の温度に耐えることができる材料であるべきである。いくつかの実施形態では、任意選択の封入材料７０８が、厚さ約０．０１０インチ～厚さ約０．１００インチの厚さ７１０を有することができる。いくつかの実施形態では、任意選択の封入材料７０８を、その中に永久磁石４０２が配置された構造体を形成する非ガス放出材料、および／または永久磁石４０２の外面に直接に塗布されたコーティング（例えば吹き付けられたもしくは塗られた非ガス放出コーティングなど）とすることができる。いくつかの実施形態では、任意選択の封入材料７０８を、永久磁石４０２の外面に（例えば非ガス放出接着剤などを介して）巻き付けられたまたは塗布された非ガス放出材料のラッピングとすることができる。いくつかの実施形態では、任意選択の封入材料７０８を、めっきプロセスによって形成された非鉄めっきとすることができる。

【0038】

図８は、いくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する電磁石を含む環状支持アセンブリ８３６Ａを備える基板支持ペデスタル１０４の断面図８００を示している。電磁石の巻線は、ベローズ２０２の周囲を巡る方向に水平に巻かれている。環状支持アセンブリ８３６Ａは、基板支持ペデスタル１０４の下に配置されており、かつ基板支持ペデスタル１０４の外部に固定されている。環状支持アセンブリ８３６Ａ内の電磁石は、イオン軌道および堆積特性に影響を与えるための磁場を基板１０６の上方に生み出す、基板支持ペデスタル１０４の下の磁場発生器を形成する。図９は、いくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する電磁石を含む環状支持アセンブリ８３６Ｂを備える基板支持ペデスタル１０４の断面図９００を示している。電磁石の巻線は、基板支持ペデスタル１０４の外周を巡る方向に水平に巻かれている。環状支持アセンブリ８３６Ｂは、外側フランジエリア２０４の下に配置されており、かつ外側フランジエリア２０４の外部に固定されている。環状支持アセンブリ８３６Ｂは、イオン軌道および堆積特性に影響を与えるための磁場を基板１０６の上方に生み出す、基板支持ペデスタル１０４の下の磁場発生器を形成する。当業者なら理解できることだが、基板１０６上での堆積に影響を与えるために、プロセスチャンバ１０２の基板支持ペデスタル１０４上に、環状支持アセンブリ８３６Ａと環状支持アセンブリ８３６Ｂとの組合せを組み込んで、磁場およびイオン軌道のより高いレベルの制御を提供することができる。

【0039】

図１０は、いくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する複数の電磁石８３６Ａ１、８３６Ａ２を含む環状支持アセンブリ８３６Ａを備える基板支持ペデスタル１０４の断面図１０００を示している。複数の電磁石８３６Ａ１、８３６Ａ２の巻線は、ベローズ２０２の周囲を巡る方向に水平に巻かれている。複数の電磁石８３６Ａ１、８３６Ａ２は、基板支持ペデスタル１０４の下に配置されており、かつ基板支持ペデスタル１０４の外部に環状支持アセンブリ８３６を介して固定されている。環状支持アセンブリ８３６Ａおよび複数の電磁石８３６Ａ１、８３６Ａ２は、イオン軌道および堆積特性に影響を与えるための磁場を基板１０６の上方に生み出す、基板支持ペデスタル１０４の下の磁場発生器を形成する。磁場発生器内で多数の電磁石を使用することにより、電磁石の各々を流れる電流の量および電磁石の各々を流れる電流の方向、ならびに電流が流れているのかまたは流れていないのかを操作することによって、より高いレベルの制御が達成される。

【0040】

図１１は、いくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する複数の電磁石８３６Ｂ１、８３６Ｂ２を含む環状支持アセンブリ８３Ｂを備える基板支持ペデスタル１０４の断面図１１００を示している。複数の電磁石８３６Ｂ１、８３６Ｂ２の巻線は、基板支持ペデスタル１０４の外周を巡る方向に水平に巻かれている。複数の電磁石８３６Ｂ１、８３６Ｂ２は、外側フランジエリア２０４の下に配置されており、かつ外側フランジエリア２０４の外部に環状支持アセンブリ８３６Ｂを介して固定されている。環状支持アセンブリ８３６Ｂおよび複数の電磁石８３６Ｂ１、８３６Ｂ２は、イオン軌道および堆積特性に影響を与えるための磁場を基板１０６の上方に生み出す、基板支持ペデスタル１０４の下の磁場発生器を形成する。磁場発生器内で多数の電磁石を使用することにより、電磁石の各々を流れる電流の量および電磁石の各々を流れる電流の方向、ならびに電流が流れているのかまたは流れていないのかを操作することによって、より高いレベルの制御が達成される。当業者なら理解できることだが、基板１０６上での堆積に影響を与えるために、プロセスチャンバ１０２の基板支持ペデスタル１０４上に、環状支持アセンブリ８３６Ａ内の複数の電磁石８３６Ａ１、８３６Ａ２と環状支持アセンブリ８３６Ｂ内の複数の電磁石８３６Ｂ１、８３６Ｂ２との組合せを組み込んで、磁場およびイオン軌道のよりいっそう高いレベルの制御を提供することができる。

【0041】

図１２は、いくつかの実施形態による、磁場発生器を形成する環状支持アセンブリの第１の電磁石１２０８Ｃおよび第２の電磁石１２０８Ｄの上面図１２００を示している。これらの複数の電磁石は、図１０および／または図１１に示されているように配置することができる。第１の電磁石１２０８Ｃは、電気接続１２１２を介して１つの端が第１の電源１２０２に接続され、別の端が第１の電源１２０２に接続された少なくとも１つの巻線を有する。第２の電磁石１２０８Ｄは、電気接続１２１４を介して１つの端が第２の電源１２０４に接続され、別の端が第２の電源１２０４に接続された少なくとも１つの巻線を有する。いくつかの実施形態では、第１の電源１２０２と第２の電源１２０４を、第１の電磁石１２０８Ｃおよび第２の電磁石１２０８Ｄに同じ電流および／または異なる電流を供給するための多数の接続を備える単一の電源とすることができる。いくつかの実施形態では、第１の電源１２０２および第２の電源１２０４を、プロセスチャンバ１０２のコントローラ１３８に接続し、コントローラ１３８によって制御することができる。コントローラ１３８は、生み出された磁場を、プロセス方策または特定のタイプのチャンバに対する調整などに基づいて変化させるために、第１の電源１２０２および第２の電源１２０４内の電流レベルおよび／または電流方向を、個別におよび／または調和的に調節することができる。コントローラ１３８はさらに、発生させた磁場をさらに制御するために、第１の電磁石１２０８Ｃおよび第２の電磁石１２０８Ｄに供給される電力を、個別におよび／または調和的にＯＮまたはＯＦＦにすることができる。コントローラ１３８はさらに、発生させた磁場をさらに制御するために、第１の電磁石１２０８Ｃおよび第２の電磁石１２０８Ｄに供給される電力を、個別におよび／または調和的にパルス化することができる。

【0042】

いくつかの実施形態では、任意選択の少なくとも１つの冷却管１２１０を間に挿入することを可能にするための空間が第１の電磁石１２０８Ｃと第２の電磁石１２０８Ｄとの間に形成されるような態様で、第１の電磁石１２０８Ｃを第２の電磁石１２０８Ｄの半径方向外側に配置することができる。任意選択の少なくとも１つの冷却管１２１０は任意選択の熱交換器１２０６に流体接続される。任意選択の少なくとも１つの冷却管１２１０は、基板１０６上へのイオン軌道に影響を与えるのに最適な磁場発生を提供するために、第１の電磁石１２０８Ｃおよび第２の電磁石１２０８Ｄの動作温度を維持する。図１３は、いくつかの実施形態による、冷却管１３０４を含む磁場発生器を形成する複数の電磁石１３０２の部分１３００の等角図を示している。冷却管１３０４は、複数の電磁石１３０２の巻線から冷却管１３０４の中を流れている冷却流体への熱伝達を可能にするために複数の電磁石１３０２間に配置される。巻線と冷却管１３０４との間のより強力な熱伝達経路を形成するため、いくつかの実施形態では、熱伝達材料（図示せず）を使用して、冷却管１３０４と巻線との間の間隙を埋めることができる。

【0043】

本発明の原理による実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアまたはこれらの任意の組合せで実施することができる。実施形態は、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体を使用して記憶された命令であって、１つまたは複数のプロセッサによって読み出すことおよび実行することができる命令として実施することもできる。コンピュータ可読媒体は、機械（例えばコンピューティングプラットホームまたは１つまたは複数のコンピューティングプラットホーム上で実行される「仮想機械」）が読むことができる形態の情報を記憶または伝送するための機構を含むことができる。例えば、コンピュータ可読媒体は、適当な任意の形態の揮発性または不揮発性メモリを含むことができる。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読媒体が非一過性コンピュータ可読媒体を含むことができる。

【0044】

以上の説明は本発明の原理の実施形態を対象としているが、本発明の原理の基本的範囲を逸脱することなく、本発明の原理の他の実施形態および追加の実施形態が考案されることがある。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【国際調査報告】