JPH1030180A - マグネトロンソース及びプラズマ処理システム - Google Patents
マグネトロンソース及びプラズマ処理システムInfo
- Publication number
- JPH1030180A JPH1030180A JP9091021A JP9102197A JPH1030180A JP H1030180 A JPH1030180 A JP H1030180A JP 9091021 A JP9091021 A JP 9091021A JP 9102197 A JP9102197 A JP 9102197A JP H1030180 A JPH1030180 A JP H1030180A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- axis
- gear
- max
- magnet assembly
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
- H01J37/3455—Movable magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
- H01J37/3405—Magnetron sputtering
- H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スパッタリングチャンバ内のターゲットに利
用するマグネトロンソースを提供する。 【解決手段】 このマグネトロンソースは、第１軸を有
する第１シャフトと、第１軸に並行で且つ一定のオフセ
ット量をもって離間する第２軸を有する第２シャフト
と、第１シャフトの回転に応じて、第２シャフトを回転
させ、第２軸を第１軸の回りで回転させながら、磁石組
立体を第２軸の回りで回転させる歯車組立体とを備え
る。動作中に、磁石組立体が、第１軸に関する最大寸法
Ｒmax を有する領域にわたって掃引し、磁石組立体が、
第２軸に関する最大有効半径寸法ｒmaxを有し、ｒmax
が 0.5Ｒmax よりも大きいことを特徴とする。
用するマグネトロンソースを提供する。 【解決手段】 このマグネトロンソースは、第１軸を有
する第１シャフトと、第１軸に並行で且つ一定のオフセ
ット量をもって離間する第２軸を有する第２シャフト
と、第１シャフトの回転に応じて、第２シャフトを回転
させ、第２軸を第１軸の回りで回転させながら、磁石組
立体を第２軸の回りで回転させる歯車組立体とを備え
る。動作中に、磁石組立体が、第１軸に関する最大寸法
Ｒmax を有する領域にわたって掃引し、磁石組立体が、
第２軸に関する最大有効半径寸法ｒmaxを有し、ｒmax
が 0.5Ｒmax よりも大きいことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般にスパッタリ
ング堆積システムに関し、特に半導体ウェハ及び他の基
板を処理するために用いられるようなプラズマ処理チャ
ンバ内の平板マグネトロンソースに関する。
ング堆積システムに関し、特に半導体ウェハ及び他の基
板を処理するために用いられるようなプラズマ処理チャ
ンバ内の平板マグネトロンソースに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にスパッタリング堆積システムにお
いては、高エネルギ粒子がターゲットに衝突して、ター
ゲットから材料を例えば半導体ウェハなどの加工部材に
放出する。物理的スパッタリングにおいて、衝突する粒
子は、一般にアルゴンのような重い不活性ガスのイオン
であり、実質的にターゲット面に垂直な方向で高速に加
速される。プラズマスパッタリング堆積システムは、典
型的にはターゲット面に並んだウェハを支持する、真空
チャンバ内のプラットホームを備える。電圧供給部は、
ウェハに対してターゲットを負にバイアスし、このバイ
アス電圧が、ターゲットのそばに形成されるプラズマシ
ースにわたる電界を生成する。このプラズマシースにわ
たる電界は、ターゲット面に実質的に垂直である。プラ
ズマシース内に生成されるイオン密度は、実現可能なス
パッタリング速度を定める。平板マグネトロンスパッタ
リングシステムにおいて、ターゲットでのイオン密度
が、ターゲットのすぐそばのプラズマシース内で、ター
ゲットの近くの電子を捕捉する役割を果たす磁界を形成
することによって大きくされ、それらは、電界によって
ターゲットの方向に向けられる。ターゲット面での磁界
は、通常、ターゲットの裏側に配置される磁石により生
成される。
いては、高エネルギ粒子がターゲットに衝突して、ター
ゲットから材料を例えば半導体ウェハなどの加工部材に
放出する。物理的スパッタリングにおいて、衝突する粒
子は、一般にアルゴンのような重い不活性ガスのイオン
であり、実質的にターゲット面に垂直な方向で高速に加
速される。プラズマスパッタリング堆積システムは、典
型的にはターゲット面に並んだウェハを支持する、真空
チャンバ内のプラットホームを備える。電圧供給部は、
ウェハに対してターゲットを負にバイアスし、このバイ
アス電圧が、ターゲットのそばに形成されるプラズマシ
ースにわたる電界を生成する。このプラズマシースにわ
たる電界は、ターゲット面に実質的に垂直である。プラ
ズマシース内に生成されるイオン密度は、実現可能なス
パッタリング速度を定める。平板マグネトロンスパッタ
リングシステムにおいて、ターゲットでのイオン密度
が、ターゲットのすぐそばのプラズマシース内で、ター
ゲットの近くの電子を捕捉する役割を果たす磁界を形成
することによって大きくされ、それらは、電界によって
ターゲットの方向に向けられる。ターゲット面での磁界
は、通常、ターゲットの裏側に配置される磁石により生
成される。
【０００３】優れたコーティング均一性、ステップカバ
レージ及び処理されているウェハのステップカバレージ
均一性を実現するために、特別な方法でターゲットをス
パッタリング又は浸食するマグネトロン組立体が設計さ
れてきた。1994年６月14日に発行された米国特許第 5,3
20,728号 "Planar Magnetron Sputtering Source Produ
cing Improved Coating Thickness Uniformity, Step C
overage and Step Coverage Uniformity" と、1993年９
月７日に発行された米国特許第 5,242,566号 "Planar M
agnetron Sputtering Source Enabling a Controlled S
puttering Profile Out to the Target Perimeter"が、
２つのこのような設計を詳細に開示しており、この両方
の特許は、本願発明の譲受人に譲渡され、またこれらは
本願明細書の一部として組み込まれる。開示されたマグ
ネトロンソース内の磁石組立体は、ウェハ上に良質の堆
積層を生成する所望の浸食パターンを形成するために回
転される。一般に、このようなマグネトロンソースが、
ターゲットに多くの溝を形成するようにターゲットを浸
食させる。
レージ及び処理されているウェハのステップカバレージ
均一性を実現するために、特別な方法でターゲットをス
パッタリング又は浸食するマグネトロン組立体が設計さ
れてきた。1994年６月14日に発行された米国特許第 5,3
20,728号 "Planar Magnetron Sputtering Source Produ
cing Improved Coating Thickness Uniformity, Step C
overage and Step Coverage Uniformity" と、1993年９
月７日に発行された米国特許第 5,242,566号 "Planar M
agnetron Sputtering Source Enabling a Controlled S
puttering Profile Out to the Target Perimeter"が、
２つのこのような設計を詳細に開示しており、この両方
の特許は、本願発明の譲受人に譲渡され、またこれらは
本願明細書の一部として組み込まれる。開示されたマグ
ネトロンソース内の磁石組立体は、ウェハ上に良質の堆
積層を生成する所望の浸食パターンを形成するために回
転される。一般に、このようなマグネトロンソースが、
ターゲットに多くの溝を形成するようにターゲットを浸
食させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】均一でないターゲット
の浸食は優れた堆積層を生成するが、このことは、少な
くとも２つの大きな不利益、すなわちターゲット寿命が
短くなることと、ターゲット材料を無駄にすることに関
係する。このターゲットは、浸食溝がターゲットを貫通
し、バッキングプレートがスパッタリングプラズマに曝
される前に、交換されなければならない。バッキングプ
レートをスパッタリングすると、プラズマ処理が汚染さ
れ、生成物が破壊される。しかしながら、ターゲットの
交換が必要となるとき、溝の外側の領域には、かなりの
量のスパッタリングされていないターゲット材料が残存
している。ターゲット材料は非常に高価であるため、こ
の無駄は、コスト的に大きなものとなる。そのために、
これらの従来の設計の利点を保ち、ターゲットをより効
率的に使用でき、ターゲットの寿命が長くなったマグネ
トロンソースを設計することが望ましい。
の浸食は優れた堆積層を生成するが、このことは、少な
くとも２つの大きな不利益、すなわちターゲット寿命が
短くなることと、ターゲット材料を無駄にすることに関
係する。このターゲットは、浸食溝がターゲットを貫通
し、バッキングプレートがスパッタリングプラズマに曝
される前に、交換されなければならない。バッキングプ
レートをスパッタリングすると、プラズマ処理が汚染さ
れ、生成物が破壊される。しかしながら、ターゲットの
交換が必要となるとき、溝の外側の領域には、かなりの
量のスパッタリングされていないターゲット材料が残存
している。ターゲット材料は非常に高価であるため、こ
の無駄は、コスト的に大きなものとなる。そのために、
これらの従来の設計の利点を保ち、ターゲットをより効
率的に使用でき、ターゲットの寿命が長くなったマグネ
トロンソースを設計することが望ましい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様は、
一般にスパッタリングチャンバ内のターゲットに使用す
るマグネトロンソースである。このマグネトロンソース
は、第１軸を有する第１シャフトと、第１軸に並行で一
定のオフセット量をもって離間された第２軸を有する第
２シャフトと、第２軸に取り付けられた磁石組立体と、
第１シャフトの回転に応答して第２シャフトを回転さ
せ、第２軸が第１軸の回りを回転している間に磁石組立
体を第２軸の回りで回転させる歯車組立体とを備え、こ
の磁石組立体が、第１軸に関する最大寸法Ｒmax を有す
る領域にわたり掃引 (sweep)する。また、この磁石組立
体は、第２軸に関する最大有効半径寸法ｒmax を有し、
ｒma x ＞ 0.5Ｒmax である。
一般にスパッタリングチャンバ内のターゲットに使用す
るマグネトロンソースである。このマグネトロンソース
は、第１軸を有する第１シャフトと、第１軸に並行で一
定のオフセット量をもって離間された第２軸を有する第
２シャフトと、第２軸に取り付けられた磁石組立体と、
第１シャフトの回転に応答して第２シャフトを回転さ
せ、第２軸が第１軸の回りを回転している間に磁石組立
体を第２軸の回りで回転させる歯車組立体とを備え、こ
の磁石組立体が、第１軸に関する最大寸法Ｒmax を有す
る領域にわたり掃引 (sweep)する。また、この磁石組立
体は、第２軸に関する最大有効半径寸法ｒmax を有し、
ｒma x ＞ 0.5Ｒmax である。
【０００６】好適な具体例においては、ｒmax ＞ 0.9Ｒ
max となる。また、歯車組立体は、磁石組立体が第２軸
の回りを回転する速度よりも速く第２軸が第１軸の回り
を回転する歯数比を特徴とする。さらに、マグネトロン
ソースが、磁石組立体、第１および第２シャフト、及び
歯車組立体を収容する内部空洞を形成するハウジングを
備える。このハウジングは、入口ポートと出口ポートを
備え、動作中に、これらを通じて冷却剤が内部空洞を流
れて循環される。歯車組立体は、輪歯車と、輪歯車の内
側に噛み合う遊星歯車とで形成され、この遊星歯車に第
２シャフトが結合する。歯車組立体はまた、第１シャフ
トに結合されたアームを備え、アームには第３シャフト
が結合されている。この第３シャフトは、第１シャフト
に並行で且つ一定のオフセット量をもって離間された軸
を有し、遊星歯車が、第３シャフトに回転可能に取り付
けられている。この第１および第３シャフトは、互いに
軸方向に整列される。アームは、第１シャフトに関して
第３シャフトとは反対側の部分に釣合重りを有する。歯
車は、内径に歯を有し、遊星歯車は、その外径に歯を有
し、輪歯車の歯と噛み合う。ハウジングは、ターゲット
を保持するバッキングプレートを有し、ターゲットがバ
ッキングプレート上に取り付けられる。また、磁石組立
体が、内極片、外極片と、それぞれが第１極面と第２極
面とを有する複数の磁石とを含み、第１および第２極面
の一方が、第１極片に結合し、他方が第２極片に結合す
る。
max となる。また、歯車組立体は、磁石組立体が第２軸
の回りを回転する速度よりも速く第２軸が第１軸の回り
を回転する歯数比を特徴とする。さらに、マグネトロン
ソースが、磁石組立体、第１および第２シャフト、及び
歯車組立体を収容する内部空洞を形成するハウジングを
備える。このハウジングは、入口ポートと出口ポートを
備え、動作中に、これらを通じて冷却剤が内部空洞を流
れて循環される。歯車組立体は、輪歯車と、輪歯車の内
側に噛み合う遊星歯車とで形成され、この遊星歯車に第
２シャフトが結合する。歯車組立体はまた、第１シャフ
トに結合されたアームを備え、アームには第３シャフト
が結合されている。この第３シャフトは、第１シャフト
に並行で且つ一定のオフセット量をもって離間された軸
を有し、遊星歯車が、第３シャフトに回転可能に取り付
けられている。この第１および第３シャフトは、互いに
軸方向に整列される。アームは、第１シャフトに関して
第３シャフトとは反対側の部分に釣合重りを有する。歯
車は、内径に歯を有し、遊星歯車は、その外径に歯を有
し、輪歯車の歯と噛み合う。ハウジングは、ターゲット
を保持するバッキングプレートを有し、ターゲットがバ
ッキングプレート上に取り付けられる。また、磁石組立
体が、内極片、外極片と、それぞれが第１極面と第２極
面とを有する複数の磁石とを含み、第１および第２極面
の一方が、第１極片に結合し、他方が第２極片に結合す
る。
【０００７】本発明の別の態様は、一般にスパッタリン
グチャンバ内のターゲットに使用するマグネトロンソー
スである。マグネトロンソースは、第１軸を有する第１
シャフトと、第１軸に並行で且つ一定のオフセット量を
もって離間された第２軸を有する第２シャフトと、第２
シャフトに取り付けられ、第２軸に関する最大半径寸法
ｒmax を有する磁石組立体と、第１シャフトの回転に応
答して第２シャフトを回転させ、第２軸が第１軸の回り
を回転している間に磁石組立体を第２軸の回りで回転さ
せる歯車組立体とを備える。また、オフセット量は、ｒ
max よりも小さい。好適な具体例においては、オフセッ
ト量が、ｒmax よりもかなり小さい。本発明の別の態様
は、一般に材料を基板上にスパッタリングするプラズマ
処理システムである。このシステムは、処理空洞を形成
するチャンバ体と、処理中に基板を支持する、処理空洞
内にある台座と、マグネトロンソースとを備える。マグ
ネトロンソースは、上述されたものである。
グチャンバ内のターゲットに使用するマグネトロンソー
スである。マグネトロンソースは、第１軸を有する第１
シャフトと、第１軸に並行で且つ一定のオフセット量を
もって離間された第２軸を有する第２シャフトと、第２
シャフトに取り付けられ、第２軸に関する最大半径寸法
ｒmax を有する磁石組立体と、第１シャフトの回転に応
答して第２シャフトを回転させ、第２軸が第１軸の回り
を回転している間に磁石組立体を第２軸の回りで回転さ
せる歯車組立体とを備える。また、オフセット量は、ｒ
max よりも小さい。好適な具体例においては、オフセッ
ト量が、ｒmax よりもかなり小さい。本発明の別の態様
は、一般に材料を基板上にスパッタリングするプラズマ
処理システムである。このシステムは、処理空洞を形成
するチャンバ体と、処理中に基板を支持する、処理空洞
内にある台座と、マグネトロンソースとを備える。マグ
ネトロンソースは、上述されたものである。
【０００８】本発明は、結果としてスパッタリングター
ゲットをより有効に用いることができる。磁石が、固定
された中心軸の回りを回転するだけのシステムと比較す
ると、このことは、ターゲットに形成される浸食溝の幅
を大きくすることによってある程度実現される。別の利
点および特徴は、特許請求の範囲および発明の実施の形
態の記載から明らかになるであろう。
ゲットをより有効に用いることができる。磁石が、固定
された中心軸の回りを回転するだけのシステムと比較す
ると、このことは、ターゲットに形成される浸食溝の幅
を大きくすることによってある程度実現される。別の利
点および特徴は、特許請求の範囲および発明の実施の形
態の記載から明らかになるであろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明を組み
込んだスパッタリング堆積システム１０が、平板マグネ
トロンソース１４、マグネトロンソースに取り付けられ
るスパッタリングターゲット１６、及びターゲット１６
からスパッタリングされる材料が堆積されるべき基板２
０（例えば、半導体ウェハ）を支持する台座１８を備え
た真空チャンバ１２を有する。ターゲット１６は、基板
上に堆積されるべき材料により形成される。例えば、ア
ルミニウム金属化層が堆積されるべき場合には、それは
アルミニウムであってよく、接触又は遮断層が接触ホー
ルの底部に堆積されるべきときには、それはチタン又は
窒化チタンであってよく、又いくつかの場合を挙げれ
ば、それはタングステンであってよい。
込んだスパッタリング堆積システム１０が、平板マグネ
トロンソース１４、マグネトロンソースに取り付けられ
るスパッタリングターゲット１６、及びターゲット１６
からスパッタリングされる材料が堆積されるべき基板２
０（例えば、半導体ウェハ）を支持する台座１８を備え
た真空チャンバ１２を有する。ターゲット１６は、基板
上に堆積されるべき材料により形成される。例えば、ア
ルミニウム金属化層が堆積されるべき場合には、それは
アルミニウムであってよく、接触又は遮断層が接触ホー
ルの底部に堆積されるべきときには、それはチタン又は
窒化チタンであってよく、又いくつかの場合を挙げれ
ば、それはタングステンであってよい。
【００１０】マグネトロンソース１４が、ターゲットの
裏面に、ターゲットの前面から近い距離（例えば、１〜
３mm）でターゲット面に実質的に並行となる磁界を生成
するように配置された回転可能な磁石組立体２２を有す
る。結合機構２６を通じて磁石組立体２２に接続される
駆動ユニット２４（例えばモータ）は、ターゲットの裏
側の並行な平面で磁石組立体を回転する。マグネトロン
ソース１４は、その設計が詳細に図２および４に示され
ているが、磁石組立体２２が回転中心軸の回りを遊星運
動するように構成される。図２および４を参照すると、
マグネトロンソース１４が、動作中に冷却剤（例えば
水）が流される空洞に磁石組立体を取り囲むソースアダ
プタを備える。このソースアダプタは、ハウジング５０
を有し、その頂部はトッププレート５１により覆われ、
その底部は、ターゲット材料が例えば接合又は融着され
て取り付けられるバッキングプレート５３により覆われ
る。冷却剤がソースアダプタの内部を通って流れる入口
及び出口ポート５２及び５４が、図４に示される。記載
された具体例において、磁石組立体は、底部の２つの極
片６０及び６１と、頂部の上方円プレート６２により挟
まれた多数の磁石５８による腎臓形の構成を有する。磁
石組立体２２は、上方プレート、個々の磁石のホールを
通って極片にねじ込まれるねじによって固定され、組立
体を留める。
裏面に、ターゲットの前面から近い距離（例えば、１〜
３mm）でターゲット面に実質的に並行となる磁界を生成
するように配置された回転可能な磁石組立体２２を有す
る。結合機構２６を通じて磁石組立体２２に接続される
駆動ユニット２４（例えばモータ）は、ターゲットの裏
側の並行な平面で磁石組立体を回転する。マグネトロン
ソース１４は、その設計が詳細に図２および４に示され
ているが、磁石組立体２２が回転中心軸の回りを遊星運
動するように構成される。図２および４を参照すると、
マグネトロンソース１４が、動作中に冷却剤（例えば
水）が流される空洞に磁石組立体を取り囲むソースアダ
プタを備える。このソースアダプタは、ハウジング５０
を有し、その頂部はトッププレート５１により覆われ、
その底部は、ターゲット材料が例えば接合又は融着され
て取り付けられるバッキングプレート５３により覆われ
る。冷却剤がソースアダプタの内部を通って流れる入口
及び出口ポート５２及び５４が、図４に示される。記載
された具体例において、磁石組立体は、底部の２つの極
片６０及び６１と、頂部の上方円プレート６２により挟
まれた多数の磁石５８による腎臓形の構成を有する。磁
石組立体２２は、上方プレート、個々の磁石のホールを
通って極片にねじ込まれるねじによって固定され、組立
体を留める。
【００１１】記載された具体例においては、内極片６０
と外極片６１とが存在する。磁石のＳ極が内極片６０に
結合し、磁石のＮ極が外極片６１に結合する。極片の底
面は、バッキングプレート５３の裏面からおよそ１〜３
mm離れている。バッキングプレートの中心近くで、極片
とバッキングプレート５３の裏面の間を通る冷却剤の循
環を改良するように、その裏側が、浅い段階的に傾斜し
た押込み部（例えば、１〜２mm深さ）を有する。また、
磁石の重さが、磁石組立体の回転軸から片寄っているた
め、釣合重り８１が、磁石の平衡を保つようにプレート
６２に取り付けられる。このような磁石の設計は当業者
に知られており、本明細書では更に詳細に説明をするこ
とはしない。本具体例で使用できる磁石組立体の例が、
米国特許第 5,320,728号および米国特許第 5,242,566号
に開示されており、カリフォルニア州サンタクララのア
プライドマテリアルズ社により商業的に販売されている
装置（例えば、Endura 5500(登録商標) 、Centura(登録
商標) systems ）で見られる。開示された具体例におい
ては、磁石は、よく知られた商業的に販売されている磁
石である Arnaco ５磁石である。
と外極片６１とが存在する。磁石のＳ極が内極片６０に
結合し、磁石のＮ極が外極片６１に結合する。極片の底
面は、バッキングプレート５３の裏面からおよそ１〜３
mm離れている。バッキングプレートの中心近くで、極片
とバッキングプレート５３の裏面の間を通る冷却剤の循
環を改良するように、その裏側が、浅い段階的に傾斜し
た押込み部（例えば、１〜２mm深さ）を有する。また、
磁石の重さが、磁石組立体の回転軸から片寄っているた
め、釣合重り８１が、磁石の平衡を保つようにプレート
６２に取り付けられる。このような磁石の設計は当業者
に知られており、本明細書では更に詳細に説明をするこ
とはしない。本具体例で使用できる磁石組立体の例が、
米国特許第 5,320,728号および米国特許第 5,242,566号
に開示されており、カリフォルニア州サンタクララのア
プライドマテリアルズ社により商業的に販売されている
装置（例えば、Endura 5500(登録商標) 、Centura(登録
商標) systems ）で見られる。開示された具体例におい
ては、磁石は、よく知られた商業的に販売されている磁
石である Arnaco ５磁石である。
【００１２】磁石組立体の運動は、外輪歯車７２および
内歯車７４（本明細書では遊星歯車７４と呼ばれる）を
備えた歯車装置７０により制御される。輪歯車７２は、
ソースアダプタハウジング５０に固定して取り付けら
れ、その内径の回りに歯７３を有する。遊星歯車７４
は、その外径の回りに歯７５を有し、輪歯車７２の内径
よりも小さい径を有する円形歯車である。磁石組立体２
２のプレート６２に取り付けられたクランプ５９が、遊
星歯車７４に結合し且つ遊星歯車の軸中心の直線上にあ
る軸を有するシャフト８０に、磁石組立体を固定する。
シャフト８０がその最上端にフランジ８２を有し、この
フランジは、遊星歯車７４の底部にねじで締められる。
マグネトロンソース組立体のトッププレート５１の頂上
に取り付けられるフィードスルー９０が、ソースアダプ
タハウジング５０内の空洞に延びるベアリング支持され
た回転可能シャフト９２を備える。フィードスルー９０
は、フィードスルー９０と駆動モータ２４の出力シャフ
トの間に接続されているベルト９４（図１参照）により
駆動される。フィードスルーは、内部シール（図示せ
ず）を備え、ソースアダプタハウジングの内側と外側の
シールを維持しながら、回転をソースアダプタハウジン
グ内に伝達することができ、ソースアダプタハウジング
内の冷却剤が漏れることはない。
内歯車７４（本明細書では遊星歯車７４と呼ばれる）を
備えた歯車装置７０により制御される。輪歯車７２は、
ソースアダプタハウジング５０に固定して取り付けら
れ、その内径の回りに歯７３を有する。遊星歯車７４
は、その外径の回りに歯７５を有し、輪歯車７２の内径
よりも小さい径を有する円形歯車である。磁石組立体２
２のプレート６２に取り付けられたクランプ５９が、遊
星歯車７４に結合し且つ遊星歯車の軸中心の直線上にあ
る軸を有するシャフト８０に、磁石組立体を固定する。
シャフト８０がその最上端にフランジ８２を有し、この
フランジは、遊星歯車７４の底部にねじで締められる。
マグネトロンソース組立体のトッププレート５１の頂上
に取り付けられるフィードスルー９０が、ソースアダプ
タハウジング５０内の空洞に延びるベアリング支持され
た回転可能シャフト９２を備える。フィードスルー９０
は、フィードスルー９０と駆動モータ２４の出力シャフ
トの間に接続されているベルト９４（図１参照）により
駆動される。フィードスルーは、内部シール（図示せ
ず）を備え、ソースアダプタハウジングの内側と外側の
シールを維持しながら、回転をソースアダプタハウジン
グ内に伝達することができ、ソースアダプタハウジング
内の冷却剤が漏れることはない。
【００１３】ソースアダプタハウジングの内側で、釣合
重りアーム１００が、アーム１００の頂部に取り付けら
れたクランプ１０２によって駆動シャフト９２に固定さ
れる。従って、アーム１００は、駆動シャフト９２と共
に回転する。アーム１００の底部に取り付けられたスピ
ンドル１０８が、駆動シャフト９２の回転軸１１２に並
行であるが一定のオフセット量をもって離間した軸１１
０を有し、駆動シャフトが回転するとき、スピンドルが
駆動シャフトの軸の回りを回転する。釣合重りはアーム
の部分として、軸１１２のスピンドル１０８とは反対側
に、スピンドル１０８から離れて延びるように一体的に
形成される。釣合重りは、スピンドル１０８と、スピン
ドル１０８が結合する歯車機構の残りの部分の重さとを
釣り合わせる。
重りアーム１００が、アーム１００の頂部に取り付けら
れたクランプ１０２によって駆動シャフト９２に固定さ
れる。従って、アーム１００は、駆動シャフト９２と共
に回転する。アーム１００の底部に取り付けられたスピ
ンドル１０８が、駆動シャフト９２の回転軸１１２に並
行であるが一定のオフセット量をもって離間した軸１１
０を有し、駆動シャフトが回転するとき、スピンドルが
駆動シャフトの軸の回りを回転する。釣合重りはアーム
の部分として、軸１１２のスピンドル１０８とは反対側
に、スピンドル１０８から離れて延びるように一体的に
形成される。釣合重りは、スピンドル１０８と、スピン
ドル１０８が結合する歯車機構の残りの部分の重さとを
釣り合わせる。
【００１４】釣合重りアーム１００の頂部であって釣合
重り部の周近くに、センサ磁石５７が備えられる。トッ
ププレート５１上の検出器（図示せず）が、このセンサ
磁石により生成される磁界を検知し、歯車機構の回転と
その回転速度の両方を指示する。遊星歯車７４が、ベア
リング組立体１１４によってスピンドル１０８上に取り
付けられる（図３に詳細に示されている）。ベアリング
組立体１１４は、上方スラストプレート１２０、ブッシ
ュ１２２、及びスピンドル１０８の底部にねじ締めされ
る下方リテーナリング１２４を備える。リテーナリング
１２４は、ブッシュ１２２の外径よりも大きい径を有す
る。遊星歯車７４が、ベアリング組立体１１４に適合す
るホールを中心に有する。ホールの上部は、ブッシュの
外径よりも僅かに大きい径を有し、ホールの下部は、リ
テーナリングの外径よりも大きい径を有している。遊星
歯車７４とベアリング組立体１１４がスピンドル１０８
に組み立てられるとき、ブッシュ１２２はホールの上部
に嵌合し、リテーナリング１２４がホールの下部に嵌合
する。リテーナリング１２４がスピンドル１０８の底部
にねじ締めされるとき、それは遊星歯車をスピンドルに
固定する。ベアリング構成要素は、青銅、黄銅または銅
などの共通のブッシュ材料で形成される。
重り部の周近くに、センサ磁石５７が備えられる。トッ
ププレート５１上の検出器（図示せず）が、このセンサ
磁石により生成される磁界を検知し、歯車機構の回転と
その回転速度の両方を指示する。遊星歯車７４が、ベア
リング組立体１１４によってスピンドル１０８上に取り
付けられる（図３に詳細に示されている）。ベアリング
組立体１１４は、上方スラストプレート１２０、ブッシ
ュ１２２、及びスピンドル１０８の底部にねじ締めされ
る下方リテーナリング１２４を備える。リテーナリング
１２４は、ブッシュ１２２の外径よりも大きい径を有す
る。遊星歯車７４が、ベアリング組立体１１４に適合す
るホールを中心に有する。ホールの上部は、ブッシュの
外径よりも僅かに大きい径を有し、ホールの下部は、リ
テーナリングの外径よりも大きい径を有している。遊星
歯車７４とベアリング組立体１１４がスピンドル１０８
に組み立てられるとき、ブッシュ１２２はホールの上部
に嵌合し、リテーナリング１２４がホールの下部に嵌合
する。リテーナリング１２４がスピンドル１０８の底部
にねじ締めされるとき、それは遊星歯車をスピンドルに
固定する。ベアリング構成要素は、青銅、黄銅または銅
などの共通のブッシュ材料で形成される。
【００１５】駆動シャフト９２の回転軸とスピンドル１
０８の回転軸の間のオフセット量により、遊星歯車７４
の歯が輪歯車７２の内歯に係合する。駆動シャフト９２
が、モータにより時計回りに回転するとき、スピンドル
１０８の軸（実際には、スピンドル全体）が、駆動シャ
フト９２の軸の回りを時計回りに回転する。このこと
は、遊星歯車７４を輪歯車７２の内径の回りに回転さ
せ、その場合に、輪歯車７２が反時計回りに回転する。
開示された具体例において、輪歯車と遊星歯車の歯数比
が５：４である。従って、駆動シャフト９２が 100RPM
で回転するとき、遊星歯車７４および取り付けられた磁
石組立体２２は、 20RPMでスピンドル１０８の軸の回り
を回転する。当然のことながら、歯数比は、開示された
具体例で用いられる比と異なるものが用いられることが
できる。この選択は、チャンバで行われている処理によ
りある程度定められる。
０８の回転軸の間のオフセット量により、遊星歯車７４
の歯が輪歯車７２の内歯に係合する。駆動シャフト９２
が、モータにより時計回りに回転するとき、スピンドル
１０８の軸（実際には、スピンドル全体）が、駆動シャ
フト９２の軸の回りを時計回りに回転する。このこと
は、遊星歯車７４を輪歯車７２の内径の回りに回転さ
せ、その場合に、輪歯車７２が反時計回りに回転する。
開示された具体例において、輪歯車と遊星歯車の歯数比
が５：４である。従って、駆動シャフト９２が 100RPM
で回転するとき、遊星歯車７４および取り付けられた磁
石組立体２２は、 20RPMでスピンドル１０８の軸の回り
を回転する。当然のことながら、歯数比は、開示された
具体例で用いられる比と異なるものが用いられることが
できる。この選択は、チャンバで行われている処理によ
りある程度定められる。
【００１６】磁石組立体の運動は、以下のように考える
ことができる。この説明のために、磁石組立体が最大半
径寸法Ｒmax （すなわち、スピンドル１０８により定め
られる軸からその最も外部までの距離）を有することに
気付く価値がある。動作中、磁石組立体の軸が、Ｒmax
よりも小さい（例えば、非常に小さい）半径を有する軌
道で、駆動シャフト軸の回りを回転する。磁石組立体の
軸がこの軌道運動を行っている間、磁石組立体自身が、
その軸の回りを非常に遅い速度（すなわち、歯数比によ
って定められる速度）で反時計回りに回転する。図５
が、磁石組立体の２つの異なる点がたどった経路を示
し、１つの点「Ａ」は磁石組立体の外縁に位置し、第２
の点「Ｂ」は、磁石が駆動モータ２４により回転する際
の位置である（図２参照）。中心点１３０は、軸１１
２、すなわちターゲットの中心に位置する駆動シャフト
軸である。また、円１３２は、駆動シャフトが回転する
際に軸１１０がたどった経路を表す。磁石組立体の遊星
運動は、磁界を「乱す」効果を奏する。すなわち、それ
は、磁石の特定の点により生成される磁界の影響を受け
るターゲットの領域幅を広げる。図５から明らかなよう
に、このことは、動作中にターゲットに形成されるスパ
ッタリング溝を広くする効果を奏する。従って、ターゲ
ットが交換されなければならない状態になる前に、ター
ゲット材料が、より有効に用いられることが可能とな
る。
ことができる。この説明のために、磁石組立体が最大半
径寸法Ｒmax （すなわち、スピンドル１０８により定め
られる軸からその最も外部までの距離）を有することに
気付く価値がある。動作中、磁石組立体の軸が、Ｒmax
よりも小さい（例えば、非常に小さい）半径を有する軌
道で、駆動シャフト軸の回りを回転する。磁石組立体の
軸がこの軌道運動を行っている間、磁石組立体自身が、
その軸の回りを非常に遅い速度（すなわち、歯数比によ
って定められる速度）で反時計回りに回転する。図５
が、磁石組立体の２つの異なる点がたどった経路を示
し、１つの点「Ａ」は磁石組立体の外縁に位置し、第２
の点「Ｂ」は、磁石が駆動モータ２４により回転する際
の位置である（図２参照）。中心点１３０は、軸１１
２、すなわちターゲットの中心に位置する駆動シャフト
軸である。また、円１３２は、駆動シャフトが回転する
際に軸１１０がたどった経路を表す。磁石組立体の遊星
運動は、磁界を「乱す」効果を奏する。すなわち、それ
は、磁石の特定の点により生成される磁界の影響を受け
るターゲットの領域幅を広げる。図５から明らかなよう
に、このことは、動作中にターゲットに形成されるスパ
ッタリング溝を広くする効果を奏する。従って、ターゲ
ットが交換されなければならない状態になる前に、ター
ゲット材料が、より有効に用いられることが可能とな
る。
【００１７】得られるべき動作を改善するために、オフ
セット量がｒmax よりも（かなり）小さくなるべきであ
り、磁石組立体が、磁石組立体により掃引される領域の
半径の半分よりも大きいｒmax を通常持つべきであるこ
とを認識することが重要である。通常、磁石組立体によ
り掃引される領域は、ターゲット自身の実際の領域に非
常に近い。開示された具体例において、このオフセット
量はおよそ 0.5インチであり、ｒmax は、（８インチの
ウェハを処理するシステムに関して）およそ5.75（すな
わち、0.5 × 11.5 ）インチである。この場合、磁石組
立体がターゲットの裏側で動くとき、ｒmax は実際に磁
石組立体の外側のリーチのおよそ 0.9倍よりも大きい。
また、オフセット量が 0.5ｒmax よりも大きい場合に
は、磁石組立体により生成される強力な磁界がターゲッ
トの中心を通らなくなり、中心でのターゲット浸食が他
の場所よりもかなり小さくなる。当然のことながら、オ
フセット量がゼロであって、スピンドルが駆動シャフト
に直接取り付けられた場合には、それは、従来技術のシ
ステムが現在作動される方法（すなわち、腎臓形磁石組
立体の単純な回転）に相当する。
セット量がｒmax よりも（かなり）小さくなるべきであ
り、磁石組立体が、磁石組立体により掃引される領域の
半径の半分よりも大きいｒmax を通常持つべきであるこ
とを認識することが重要である。通常、磁石組立体によ
り掃引される領域は、ターゲット自身の実際の領域に非
常に近い。開示された具体例において、このオフセット
量はおよそ 0.5インチであり、ｒmax は、（８インチの
ウェハを処理するシステムに関して）およそ5.75（すな
わち、0.5 × 11.5 ）インチである。この場合、磁石組
立体がターゲットの裏側で動くとき、ｒmax は実際に磁
石組立体の外側のリーチのおよそ 0.9倍よりも大きい。
また、オフセット量が 0.5ｒmax よりも大きい場合に
は、磁石組立体により生成される強力な磁界がターゲッ
トの中心を通らなくなり、中心でのターゲット浸食が他
の場所よりもかなり小さくなる。当然のことながら、オ
フセット量がゼロであって、スピンドルが駆動シャフト
に直接取り付けられた場合には、それは、従来技術のシ
ステムが現在作動される方法（すなわち、腎臓形磁石組
立体の単純な回転）に相当する。
【００１８】本明細書で磁石組立体の半径または最大寸
法について言及するときは、これは、生成される磁界の
範囲に関して測定されるものであり、組立体の外側の物
理的寸法によるものではない。例えば、基準位置（例え
ば、軸１１０）に関する磁石組立体の最大有効半径寸法
は、最外部の磁性極片の外側の範囲により定められる。
従って、図２を参照すると、例示される横断面の最大半
径が、「Ａ」で指示される点により定められる。これ
は、磁石組立体の支持構造がこの点を超えて実際にどれ
だけ延びているか、ということには関係がない。言い換
えると、これは、極片の平面において極片を通過する磁
界の外側の範囲を測定したものである。また、磁石組立
体により掃引される領域について言及するときは、それ
は、磁石組立体の極面により掃引された領域に、形状お
よび大きさが実質的に等しい領域を意味する。
法について言及するときは、これは、生成される磁界の
範囲に関して測定されるものであり、組立体の外側の物
理的寸法によるものではない。例えば、基準位置（例え
ば、軸１１０）に関する磁石組立体の最大有効半径寸法
は、最外部の磁性極片の外側の範囲により定められる。
従って、図２を参照すると、例示される横断面の最大半
径が、「Ａ」で指示される点により定められる。これ
は、磁石組立体の支持構造がこの点を超えて実際にどれ
だけ延びているか、ということには関係がない。言い換
えると、これは、極片の平面において極片を通過する磁
界の外側の範囲を測定したものである。また、磁石組立
体により掃引される領域について言及するときは、それ
は、磁石組立体の極面により掃引された領域に、形状お
よび大きさが実質的に等しい領域を意味する。
【００１９】開示された具体例において、歯車および上
方釣合重り１００が、ステンレス鋼で形成される。下方
釣合重り８１と上方プレート６２は、銅または別の非磁
性材料で形成される。当然のことながら、このことは、
別の材料が別の具体例において用いられないことを意味
するものではない。図１を参照すると、完全なプラズマ
堆積システムを構成する別の構成要素が存在することに
気付く。例えば、ターゲットの外周の回りには、チャン
バ下方に延び、処理中にウェハ２０を支持するクランプ
リング２１の下方に達する設置された金属シールド１９
が存在する。この金属シールド１９は、チャンバ壁をス
パッタされた材料から保護する。堆積システムは、示さ
れてないが、従来技術においてよく知られている別の装
置を通常は備える。例えば、堆積システムが、チャンバ
を排気してスパッタリングに所望の真空レベルを実現す
るために用いる真空ポンプを備え、また、全体流量コン
トローラを通してチャンバに接続される１つ以上の処理
ガス（例えば、アルゴン）ソースを備える。全体流量コ
ントローラは、チャンバへの処理ガスの流量速度をユー
ザが正確に制御できるようにし、それによってチャンバ
内の総圧力を制御する。
方釣合重り１００が、ステンレス鋼で形成される。下方
釣合重り８１と上方プレート６２は、銅または別の非磁
性材料で形成される。当然のことながら、このことは、
別の材料が別の具体例において用いられないことを意味
するものではない。図１を参照すると、完全なプラズマ
堆積システムを構成する別の構成要素が存在することに
気付く。例えば、ターゲットの外周の回りには、チャン
バ下方に延び、処理中にウェハ２０を支持するクランプ
リング２１の下方に達する設置された金属シールド１９
が存在する。この金属シールド１９は、チャンバ壁をス
パッタされた材料から保護する。堆積システムは、示さ
れてないが、従来技術においてよく知られている別の装
置を通常は備える。例えば、堆積システムが、チャンバ
を排気してスパッタリングに所望の真空レベルを実現す
るために用いる真空ポンプを備え、また、全体流量コン
トローラを通してチャンバに接続される１つ以上の処理
ガス（例えば、アルゴン）ソースを備える。全体流量コ
ントローラは、チャンバへの処理ガスの流量速度をユー
ザが正確に制御できるようにし、それによってチャンバ
内の総圧力を制御する。
【００２０】このシステムは、ターゲットと台座の間に
接続された、動作中にプラズマを発生するのに必要なパ
ワーを送り出すD.C.パワー供給部を備えてもよい。この
供給部は、電気的に浮動する台座および設置されたチャ
ンバに関して、ターゲットを負にバイアスする。さら
に、チャンバ内に発生したプラズマにＲＦソースからの
エネルギを結合するために、チャンバの内部及び／又は
外部に取りつけられたコイル又はアンテナが備えられて
もよい。また、開示されたシステムにおいては、プログ
ラマブルな制御ユニット（図示せず）が、全体流量コン
トローラ、駆動モータ２４、パワー供給部および真空ポ
ンプを含んだシステム全体の動作を制御する。すなわ
ち、システム内で実行される堆積処理およびクリーニン
グ処理が、完全に自動化されるべくプログラムされてい
る。
接続された、動作中にプラズマを発生するのに必要なパ
ワーを送り出すD.C.パワー供給部を備えてもよい。この
供給部は、電気的に浮動する台座および設置されたチャ
ンバに関して、ターゲットを負にバイアスする。さら
に、チャンバ内に発生したプラズマにＲＦソースからの
エネルギを結合するために、チャンバの内部及び／又は
外部に取りつけられたコイル又はアンテナが備えられて
もよい。また、開示されたシステムにおいては、プログ
ラマブルな制御ユニット（図示せず）が、全体流量コン
トローラ、駆動モータ２４、パワー供給部および真空ポ
ンプを含んだシステム全体の動作を制御する。すなわ
ち、システム内で実行される堆積処理およびクリーニン
グ処理が、完全に自動化されるべくプログラムされてい
る。
【００２１】他の具体例も、特許請求の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【図１】マグネトロンソース組立体を備えたプラズマ処
理チャンバを示す。
理チャンバを示す。
【図２】図１に示されたマグネトロンソース組立体の横
断面を示す。
断面を示す。
【図３】遊星歯車をスピンドル上に取り付けた、図２の
ベアリング組立体の詳細を示す。
ベアリング組立体の詳細を示す。
【図４】図１に示されたマグネトロンソース組立体の頂
面を示す。
面を示す。
【図５】磁石組立体の外周上の点の運動を示す。
Claims (28)
- 【請求項１】 スパッタリングチャンバ内のターゲット
に利用するマグネトロンソースであって、 第１軸を有する第１シャフトと、 第１軸に並行で且つ一定のオフセット量をもって離間す
る第２軸を有する第２シャフトと、 第２シャフトに取り付けられる磁石組立体と、 第１シャフトの回転に応じて、第２シャフトを回転さ
せ、第２軸を第１軸の回りで回転させながら、前記磁石
組立体を第２軸の回りで回転させる歯車組立体、とを備
え、 動作中に、前記磁石組立体が、第１軸に関する最大寸法
Ｒmax を有する領域にわたって掃引し、 前記磁石組立体が、第２軸に関する最大有効半径寸法ｒ
max を有し、 ｒmax が 0.5Ｒmax よりも大きいことを特徴とするマグ
ネトロンソース。 - 【請求項２】 ｒmax が 0.9Ｒmax よりも大きいことを
特徴とする請求項１に記載のマグネトロンソース。 - 【請求項３】 歯車組立体が、磁石組立体が第２軸を回
転する速度よりも速く第２軸が第１軸の回りを回転する
歯数比を有することを特徴とする請求項１に記載のマグ
ネトロンソース。 - 【請求項４】 磁石組立体と、第１及び第２シャフト
と、歯車組立体とを収容する内部空洞を形成するハウジ
ングを備えることを特徴とする請求項１に記載のマグネ
トロンソース。 - 【請求項５】 前記ハウジングが、動作中に内部空洞を
循環する冷却剤が通る入口ポートと出口ポートとを有す
ることを特徴とする請求項４に記載のマグネトロンソー
ス。 - 【請求項６】 前記歯車組立体が、 輪歯車と、 前記輪歯車の内側で噛み合う遊星歯車とを備え、 前記第２シャフトが、前記遊星歯車に結合されることを
特徴とする請求項１に記載のマグネトロンソース。 - 【請求項７】 前記歯車組立体が、第１シャフトに結合
されたアームを備え、そのアームには、前記第１シャフ
トに並行で且つ一定のオフセット量をもって離間する軸
を有する第３シャフトが結合されており、 前記遊星歯車が、前記第３シャフトに回転可能に取り付
けられることを特徴とする請求項６に記載のマグネトロ
ンソース。 - 【請求項８】 前記第１および第３シャフトが、互いに
軸方向に整列されることを特徴とする請求項７に記載の
マグネトロンソース。 - 【請求項９】 前記アームが、第１シャフトに対して第
３シャフトとは反対側の部分に釣合重りを有することを
特徴とする請求項８に記載のマグネトロンソース。 - 【請求項１０】 前記輪歯車が、内径に歯を有し、前記
遊星歯車が、その外径に、前記輪歯車の歯に噛み合う歯
を有することを特徴とする請求項７に記載のマグネトロ
ンソース。 - 【請求項１１】 前記ハウジングが、ターゲットを保持
するバッキングプレートを備えることを特徴とする請求
項１０に記載のマグネトロンソース。 - 【請求項１２】 バッキングプレートに取り付けられた
ターゲットを備えることを特徴とする請求項１１に記載
のマグネトロンソース。 - 【請求項１３】 前記磁石組立体が、内極片と、外極片
と、第１及び第２極面を各々が有する複数の磁石とを備
え、第１及び第２極面の一方が、第１極片に結合され、
第１及び第２極面の他方が、第２極片に結合されること
を特徴とする請求項１に記載のマグネトロンソース。 - 【請求項１４】 スパッタリングチャンバ内のターゲッ
トに利用するマグネトロンソースであって、 第１軸を有する第１シャフトと、 第１軸に並行で且つ一定のオフセット量をもって離間す
る第２軸を有する第２シャフトと、 第２シャフトに取り付けられる磁石組立体と、 第１シャフトの回転に応じて、第２シャフトを回転さ
せ、第２軸を第１軸の回りで回転させながら、前記磁石
組立体を第２軸の回りで回転させる歯車組立体、とを備
え、 前記磁石組立体が、第２軸に関する最大半径寸法ｒmax
を有し、 前記オフセット量が、ｒmax よりも小さいことを特徴と
するマグネトロンソース。 - 【請求項１５】 前記オフセット量が、ｒmax よりもか
なり小さいことを特徴とする請求項１４に記載のマグネ
トロンソース。 - 【請求項１６】 材料を基板にスパッタリングするプラ
ズマ処理システムであって、 処理空洞を形成するチャンバボディと、 処理中に基板を支持する、前記処理空洞内に位置する台
座と、 第１軸を有する第１シャフト、第１軸に並行で且つ一定
のオフセット量をもって離間する第２軸を有する第２シ
ャフト、第２シャフトに取り付けられる磁石組立体、及
び、第１シャフトの回転に応じて、第２シャフトを回転
させ、第２軸を第１軸の回りで回転させながら、前記磁
石組立体を第２軸の回りで回転させる歯車組立体とを備
えるマグネトロンソース、 とを有し、 動作中に、前記磁石組立体が、第１軸に関する最大寸法
Ｒmax を有する領域にわたって掃引し、 前記磁石組立体が、第２軸に関する最大有効半径寸法ｒ
max を有し、 ｒmax が 0.5Ｒmax よりも大きいことを特徴とするプラ
ズマ処理システム。 - 【請求項１７】 ｒmax が 0.9Ｒmax よりも大きいこと
を特徴とする請求項１６に記載されたプラズマ処理シス
テム。 - 【請求項１８】 歯車組立体が、磁石組立体が第２軸を
回転する速度よりも速く第２軸が第１軸の回りを回転す
る歯数比を有することを特徴とする請求項１６に記載の
プラズマ処理システム。 - 【請求項１９】 磁石組立体と、第１及び第２シャフト
と、歯車組立体とを収容する内部空洞を形成するハウジ
ングを備えることを特徴とする請求項１６に記載のプラ
ズマ処理システム。 - 【請求項２０】 前記ハウジングが、動作中に内部空洞
を循環する冷却剤が通る入口ポートと出口ポートとを有
することを特徴とする請求項１９に記載のプラズマ処理
システム。 - 【請求項２１】 前記歯車組立体が、 輪歯車と、 前記輪歯車の内側で噛み合う遊星歯車とを備え、 前記第２シャフトが、前記遊星歯車に結合されることを
特徴とする請求項１６に記載のプラズマ処理システム。 - 【請求項２２】 前記歯車組立体が、第１シャフトに結
合されたアームを備え、そのアームには、前記第１シャ
フトに並行で且つ一定のオフセット量をもって離間する
軸を有する第３シャフトが結合されており、 前記遊星歯車が、前記第３シャフトに回転可能に取り付
けられることを特徴とする請求項２１に記載のプラズマ
処理システム。 - 【請求項２３】 前記第１および第３シャフトが、互い
に軸方向に整列されることを特徴とする請求項２２に記
載のプラズマ処理システム。 - 【請求項２４】 前記アームが、第１シャフトに対して
第３シャフトとは反対側の部分に釣合重りを有すること
を特徴とする請求項２３に記載のプラズマ処理システ
ム。 - 【請求項２５】 前記輪歯車が、内径に歯を有し、前記
遊星歯車が、その外径に、前記輪歯車の歯に噛み合う歯
を有することを特徴とする請求項２４に記載のプラズマ
処理システム。 - 【請求項２６】 前記ハウジングが、ターゲットを保持
するバッキングプレートを備えることを特徴とする請求
項２５に記載のプラズマ処理システム。 - 【請求項２７】 バッキングプレートに取り付けられた
ターゲットを備えることを特徴とする請求項２６に記載
のプラズマ処理システム。 - 【請求項２８】 前記磁石組立体が、内極片と、外極片
と、第１及び第２極面を各々が有する複数の磁石とを備
え、第１及び第２極面の一方が、第１極片に結合され、
第１及び第２極面の他方が、第２極片に結合されること
を特徴とする請求項１６に記載のプラズマ処理システ
ム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US63021996A | 1996-04-10 | 1996-04-10 | |
| US08/630219 | 1996-04-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030180A true JPH1030180A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=24526281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9091021A Withdrawn JPH1030180A (ja) | 1996-04-10 | 1997-04-09 | マグネトロンソース及びプラズマ処理システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0801416A1 (ja) |
| JP (1) | JPH1030180A (ja) |
| KR (1) | KR970072164A (ja) |
| TW (1) | TW333656B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005526916A (ja) * | 2002-05-21 | 2005-09-08 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 小型遊星マグネトロン |
| JP2017515980A (ja) * | 2014-03-14 | 2017-06-15 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | スマートチャンバおよびスマートチャンバ構成要素 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0918351A1 (en) * | 1997-11-19 | 1999-05-26 | Sinvaco N.V. | Improved planar magnetron with moving magnet assembly |
| US6258217B1 (en) | 1999-09-29 | 2001-07-10 | Plasma-Therm, Inc. | Rotating magnet array and sputter source |
| US6841050B2 (en) | 2002-05-21 | 2005-01-11 | Applied Materials, Inc. | Small planetary magnetron |
| RU2500834C2 (ru) * | 2011-08-29 | 2013-12-10 | Закрытое акционерное общество "Ферри Ватт" | Распылительный узел плоского магнетрона |
| WO2013088240A1 (en) | 2011-12-13 | 2013-06-20 | Sony Corporation | Memory device |
| KR101505948B1 (ko) * | 2013-12-16 | 2015-03-26 | 피에스케이 주식회사 | 배플 어셈블리 및 이를 가지는 기판 처리 장치 |
| CN115110051B (zh) * | 2022-07-12 | 2023-07-25 | 江西贵得科技有限公司 | 一种镀膜旋转靶靶芯结构 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4714536A (en) * | 1985-08-26 | 1987-12-22 | Varian Associates, Inc. | Planar magnetron sputtering device with combined circumferential and radial movement of magnetic fields |
| US5320728A (en) * | 1990-03-30 | 1994-06-14 | Applied Materials, Inc. | Planar magnetron sputtering source producing improved coating thickness uniformity, step coverage and step coverage uniformity |
| US5126029A (en) * | 1990-12-27 | 1992-06-30 | Intel Corporation | Apparatus and method for achieving via step coverage symmetry |
-
1997
- 1997-03-27 EP EP97302164A patent/EP0801416A1/en not_active Withdrawn
- 1997-04-01 TW TW086104195A patent/TW333656B/zh active
- 1997-04-09 JP JP9091021A patent/JPH1030180A/ja not_active Withdrawn
- 1997-04-10 KR KR1019970013127A patent/KR970072164A/ko not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005526916A (ja) * | 2002-05-21 | 2005-09-08 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 小型遊星マグネトロン |
| KR100993590B1 (ko) | 2002-05-21 | 2010-11-11 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 유성 마그네트론 |
| JP2017515980A (ja) * | 2014-03-14 | 2017-06-15 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | スマートチャンバおよびスマートチャンバ構成要素 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW333656B (en) | 1998-06-11 |
| EP0801416A1 (en) | 1997-10-15 |
| KR970072164A (ko) | 1997-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100912756B1 (ko) | 위치 제어 이중 마그네트론 | |
| KR101110546B1 (ko) | 마그네트론과 스퍼터 타겟 간의 간격 보상 방법 및 장치 | |
| JP4606162B2 (ja) | 小型遊星マグネトロン | |
| CN1914351B (zh) | 可选式双位置磁控管 | |
| US8021527B2 (en) | Coaxial shafts for radial positioning of rotating magnetron | |
| CN101680082B (zh) | 具有环形凸脊的溅射靶材、溅射腔室和延长靶材寿命的方法 | |
| US6258217B1 (en) | Rotating magnet array and sputter source | |
| US20040222087A1 (en) | Magnetron executing planetary motion adjacent a sputtering target | |
| US9281167B2 (en) | Variable radius dual magnetron | |
| JPH1030180A (ja) | マグネトロンソース及びプラズマ処理システム | |
| US20050139467A1 (en) | Sputtering device | |
| JP2912864B2 (ja) | スパッタリング装置のマグネトロンユニット | |
| JPH07166346A (ja) | マグネトロンスパッタリング装置 | |
| JP3054441B2 (ja) | マグネトロンスパッタコーテイング法と回転磁石陰極を備えた装置 | |
| US5919345A (en) | Uniform film thickness deposition of sputtered materials | |
| JP4219566B2 (ja) | スパッタ装置 | |
| JP3056222B2 (ja) | スパッタ装置およびスパッタ方法 | |
| US11932932B2 (en) | Sputtering system with a plurality of cathode assemblies | |
| JPH11340165A (ja) | スパッタリング装置及びマグネトロンユニット | |
| WO2024182029A1 (en) | Magnetron design for improved bottom coverage and uniformity | |
| JPH04371575A (ja) | スパッタ装置 | |
| JPS63293162A (ja) | プラズマ処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040706 |