BE1021296B1 - Sputter systeem voor uniform sputteren - Google Patents

Abstract

Een sputter systeem (100) voor het aanbrengen van een deklaag op een substraat is beschreven. Het sputter systeem omvat tenminste twee cilindrische sputter eenheden (125) voor het gezamenlijk sputteren van eenzelfde deklaag. Elke sputter eenheid (125) omvattend een langwerpige magneetconfiguratie en minstens één langwerpige magneetconfiguratie omvat een veelheid aan magneet structuren (140) en magneet-structuur-controlesystemen (150) langsheen de lengterichting van de langwerpige magneetconfiguratie. Minstens één magneet structuur (140) is in positie en/of vorm controleerbaar door een magneet-structuur-controlesysteem (150), terwijl een sputter doel gemonteerd is op de sputter eenheid.

Description

Sputter systeem voor uniform sputteren Toepassingsgebied van de uitvinding

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op systemen en werkwijzen voor het afzetten van een deklaag. Meer specifiek heeft deze uitvinding betrekking op systemen en werkwijzen voor het controleren van de homogeniteit van een parameter van de afgezette deklaag over het substraat.

Achtergrond van de uitvinding

Voor een groot aantal toepassingen, waaronder vlakke beeldscherm technologie (TFT gebaseerd op LCD of OLED technologie), wordt gebruik gemaakt van substraten, voorzien van één of meerdere deklagen. Zo'n producten kunnen bijvoorbeeld geproduceerd worden door deklagen af te zetten op het substraat door middel van sputteren. Om de productie van deze producten op een efficiënte manier te verwezenlijken wordt typisch gesputterd op grote substraten die nadien eventueel worden gesplitst. Voor het sputteren worden dan typisch twee oplossingen gebruikt : Of het afzetten gebeurt op een continue of quasi-continue manier, zoals met in-line depositie systemen, waarbij het substraat beweegt ten opzichte van het sputter doel. Of het afzetten gebeurt terwijl het substraat substantieel stil staat ten opzichte van het sputter doel. In dit laatste geval wordt typisch gebruik gemaakt van depositie systeem met een groot sputter doel oppervlak, i.e. een systeem waarbij het sputter doel oppervlak gelijkaardige of grotere afmetingen heeft als dat van het substraat.

De kwaliteit van de gesputterde producten en de corresponderende eindproducten wordt onder meer bepaald door het aantal defecten dat aanwezig is en door de homogeniteit van bepaalde parameters van de aangebrachte lagen.

Een belangrijke bron van defecten blijkt de aanwezigheid van partikels tijdens het sputter proces. Uit onderzoek blijkt dat het aantal partikels dat aanleiding geeft tot defecten groter is in sputter processen waarbij het substraat beweegt dan in sputter processen waarbij het substraat substantieel stil staat. Het gebruik van een bewegend substraat is dus een bron van partikels die achterblijven in het substraat en de afgezette deklagen aldus verstoren. Bijgevolg wordt in de onderhavige uitvinding de focus gelegd op depositie systemen waarbij een substantieel stilstaand substraat gebruikt wordt.

Zoals hoger aangegeven is een tweede belangrijk aspect de homogeniteit van de afgezette laag. Een variatie in één of meerdere parameters van de afgezette laag kan aanleiding geven tot een sub-optimale performantie en variabele kwaliteit over het eindproduct, bijvoorbeeld een vlak beeldscherm. Bijgevolg worden hoge vereisten gesteld aan de homogeniteit van de afgezette lagen.

Verscheidene types variaties in één of meerdere parameters van de afgezette laag kunnen zich voordoen.

Variaties in een parameter, bijvoorbeeld de dikte van de deklaag, kunnen systematisch verlopen in één richting. Deze systematische variaties kunnen typisch opgesplitst worden in polynomiale variaties en periodieke variaties. De periodieke variaties kunnen bijvoorbeeld specifiek geïnduceerd zijn doordat een aantal afzonderlijke sputter doelen worden gebruikt die naast elkaar in parallel worden geplaatst om zo een groot sputter doel oppervlak te genereren. Afhankelijk van de positie van het substraat ten opzichte van de verschillende doelen kan dan een verschillende materiaal flux optreden tijdens het sputteren.

Naast periodieke variaties in een richting over verschillende sputter doelen heen, kunnen ook andere typische afwijkingen in materiaal flux optreden. Nabij de uiteinden van langwerpige sputterdoelen is de materiaal flux typisch anders dan op andere posities langsheen het erosieprofiel in het sputter doel.

In systemen waarbij meerdere sputter doelen in parallel naast elkaar geplaatst worden treden bovendien ook karakteristieke variaties in sputter efficiëntie op in bepaalde hoeken van het gemeenschappelijk sputter doel oppervlak. Deze variaties worden veroorzaakt door fysische processen die optreden in deze specifieke configuraties. Het voorkomen van deze variaties resulteert in het feit dat de resulterende variaties in één of meer parameters van de afgezette deklaag niet één dimensioneel maar typisch twee dimensioneel zijn en hierdoor vaak veel moeilijker onder controle te krijgen zijn.

Een gebrek aan uniformiteit in één of meerdere parameters van de deklaag kan dus veroorzaakt zijn door een niet uniforme partieel druk van het gebruikte sputtergas (argon of reactief gas), een niet uniforme magneetveld verdeling, een niet uniforme verdeling van het elektrisch veld, een niet uniform sputter doel oppervlakte (bijvoorbeeld in morfologie en/of samenstelling) en/of door fysische processen inherent aanwezig bij het sputteren in een depositie systeem met substantieel stilstaand substraat.

Verschillende technieken voor het beperken of voorkomen van variaties in homogeniteit werden reeds gesuggereerd in de stand der techniek. Deze technieken omvatten - het introduceren van kleine bewegingen van de magneten en of het substraat om kleine lokale variaties uit te filteren en zo een homogenere afzetting te introduceren. - het optimaal mechanisch positioneren/oriënteren van de sputter depositie systemen zodat een optimalere distributie van de afgezette laag wordt bekomen bijvoorbeeld door de afstand tussen elk individueel sputter doel en het substraat aan te passen en/of door het vermogen per sputter doel individueel te regelen. - Het aanpassen van de gas distributie om zo een uniforme dikte van de deklaag in de lengterichting te verkrijgen. Hierdoor kan het echter zijn dat er lagen met een verschillende samenstelling ontstaan.

De meeste van de vooropgestelde oplossing kunnen compenseren voor variaties van een parameter van de deklaag in één richting, maar compensatie in twee dimensionele richting is niet of nauwelijks mogelijk. Eén oplossing in de stand der techniek stelt het gebruik van een groot vlak sputter doel met een twee dimensionele matrix gestuurde regeling van de achterliggende magneetstructuur, waarbij een matrix van magneetconfiguraties elk individueel controleerbaar is. Echter het controleren van deze twee dimensionele matrix van magneetconfiguraties vereist een complexe afstelling ten koste van de efficiëntie van de depositie techniek.

Er blijft nood aan een efficiënt sputter depositiesysteem en een efficiënte werkwijze voor het sputteren van een homogene deklaag op een substraat, in het bijzonder voor het sputteren van een deklaag met hoge twee dimensionele uniformiteit.

Samenvatting van de uitvinding

Het is een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een systeem en een methode te voorzien die toelaat om de homogeniteit van de deklaag over het 2D-substraat aan te passen.

De bovengenoemde doelstelling wordt verwezenlijkt door een apparaat, inrichting en/of methode volgens de onderhavige uitvinding.

De huidige uitvinding betreft een sputter systeem voor het aanbrengen van een deklaag op een substraat, het sputter systeem omvattend een substraathouder, waarop een substraat kan gepositioneerd worden, zodat het substraat substantieel stilstaat tijdens het aanbrengen van de deklaag, tenminste twee cilindrische sputter eenheden voor het gezamenlijk sputteren van eenzelfde deklaag, elke sputter eenheid omvattend een langwerpige magneetconfiguratie, waarbij minstens één langwerpige magneetconfiguratie een veelheid aan magneet structuren en magneet-structuur-controlesystemen omvat langsheen de lengterichting van de langwerpige magneetconfiguratie, waarbij minstens één magneet structuur in positie en/of vorm controleerbaar is door een magneet-structuur-controlesysteem, terwijl een sputter doel gemonteerd is op de sputter eenheid, om de homogeniteit van de gesputterde deklaag over de deklaag te beïnvloeden.

De magneetstructuur kan een magneet array zijn. Verschillende magneetstructuren zijn typisch naast elkaar gelegen zodat ze samen de langwerpige magneetconfiguratie vormen. De langwerpige magneetconfiguratie kan dus typisch bestaan uit verschillende naast elkaar gelegen magneetstructuren die zich uitstrekken over de lengte van het sputter doel. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de variatie in de homogeniteit van een parameter van de deklaag kleiner kan gemaakt worden dan 20 % of zelfs kleiner is dan 10% of zelfs kleiner is dan 5% van de gemiddelde waarde van die parameter van de deklaag. Die parameter kan de dikte zijn, de resistiviteit, een parameter die een elektrische of optische eigenschap van de deklaag karakteriseert, etc. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat dit ook mogelijk is wanneer het substraat vast gepositioneerd is ten opzichte van het sputter systeem. Immers bij sputtersystemen met een bewegend substraat vergroot de kans op contaminatie van de deklaag. Tijdens het sputteren, kan de depositiesnelheid van het doel materiaal op het substraat lokaal wijzigen. Bovendien zijn er typisch ook inherente verschillen in depositiesnelheden in de verschillende richtingen over het substraat. Het is dus een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de magneetstructuren uit een magneetconfiguratie of uit meerdere magneetconfiguraties onafhankelijk van elkaar kunnen gepositioneerd worden en dat ze tijdens gebruik, i.e. wanneer het sputter doel is gemonteerd, bedienbaar zijn. De magneetconfiguraties kunnen vanop afstand bedienbaar zijn. Dit laatste laat immers toe de depositiesnelheid te wijzigen wanneer het sputter systeem operationeel is en/of wanneer het sputter systeem onder vacuüm is. Dit laat toe om rekening te houden met toenemende contaminatie van de coater en/of wijzigende dikte van het sputter doel. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat het sputter doel niet moet verwijderd worden om de magneetstructuren bij te regelen. Dit resulteert typisch in een tijdswinst.

Minstens een deel van de langwerpige magneetconfiguraties kan een veelheid aan magneet structuren en magneet-structuur-controlesystemen omvatten langsheen de lengterichting van de langwerpige magneetconfiguratie, waarbij een deel van de magneet structuur in positie en/of vorm van op afstand controleerbaar is door een magneet-structuur-controlesysteem. Het is een voordeel van een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding dat een accurate controle van de homogeniteit van een afgezette deklaag mogelijk is.

De cilindrische sputter eenheden kunnen substantieel parallel georiënteerd zijn ten opzichte van elkaar.

De magnetische as van de langwerpige magneetconfiguratie van minstens één van de sputter eenheden kan parallel geconfigureerd zijn met het substraat, wanneer het substraat gepositioneerd is in de substraathouder.

De invloed van een individuele wijziging in positie en/of vorm van een rriagneetstructuur van een langwerpige magneetconfiguratie kan slechts voelbaar zijn in de magnetische veldvector over een fractie van de lengte van de langwerpige magneetconfiguratie.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat een lokale aanpassing van het magnetisch veld slechts een beperkte impact heeft op naburige delen van het sputter doel of naburige sputter doelen. Een lokale aanpassing van het magnetisch veld heeft daarentegen wel een significante impact op de lokale magnetische veldvectoren. Dit laat toe om lokaal de materiaalfluxvector van het doelmateriaal op het substraat te wijzingen. Lokaal is in dit geval over een lengte die maximaal de helft is van de lengte van de langwerpige magneetconfiguratie. Afhankelijk van de uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding kan de veldsterkte zo gevarieerd worden dat de fysische variatie tot plus en min 40% bedraagt. Eén of meerdere magneet-structuur-controlesystemen kunnen geconfigureerd zijn om de positie van de corresponderende magneetstructuren aan te passen.

De één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen kunnen geconfigureerd zijn om de positie van de corresponderende magneetstructuren aan te passen door het roteren van de corresponderende magneetstructuren rond een rotatie-as evenwijdig met de lengte as van de langwerpige magneetconfiguratie.

Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat periodische variaties in de dikte van de deklaag in de dwarsrichting kunnen verminderd worden door de magneetstructuren te roteren. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de depositiesnelheid van doelmateriaal lokaal en continu kan gewijzigd worden. Dit laat toe om de depositiesnelheid te verlagen waar anders lokaal teveel doelmateriaal zou aangebracht worden in de deklaag en de depositiesnelheid te verhogen op plaatsen waar anders lokaal te weinig doelmateriaal zou aangebracht worden in de deklaag.

De één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen kunnen geconfigureerd zijn om de positie van de magneetstructuren aan te passen door het verschuiven van de magneetstructuur. In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding kunnen delen van de magneetstructuren ook ten opzichte van elkaar bewegen. Dit genereert meer vrijheidsgraden om het magneetveld te wijzigen dan wanneer deze beweging niet mogelijk is. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat er meer vrijheidsgraden zijn om de magnetische veldvectoren, geïnduceerd door een magneetstructuur, aan te passen. Eén of meerdere magneet-structuur-controlesystemen kunnen geconfigureerd zijn om de vorm van de corresponderende magneetstructuren aan te passen.

De één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen kunnen geconfigureerd zijn om de vorm van de corresponderende magneetstructuren aan te passen door het verschuiven van slechts een gedeelte van de corresponderende magneetstructuur. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat zowel de grootte als de richting van de magnetisch veldvectoren kan gewijzigd worden. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de grootte en richting van de magnetische veldvectoren kan aangepast worden langsheen de lengterichting van de langwerpige magneetconfiguratie en tussen verschillende langwerpige magneetconfiguraties. Dit maakt een snelle en eenvoudige afstelling van de depositiesnelheid mogelijk langsheen de lengte richting van elke individuele magneetconfiguratie en in een richting dwars op de verschillende magneetconfiguraties.

De één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen kunnen geconfigureerd zijn om de vorm van de magneetstructuren aan te passen door het roteren van een gedeelte van de corresponderende magneetstructuur rond een rotatie-as evenwijdig met de lengte as van de langwerpige magneetconfiguratie.

De één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen kunnen geconfigureerd zijn om de vorm van de magneetstructuren aan te passen door het verschillend roteren van verschillende gedeeltes van de corresponderende magneetstructuur rond een rotatie-as evenwijdig met de lengte as van de langwerpige magneetconfiguratie. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de magnetische veldsterkte op het verbindingsvlak loodrecht op het substraat en doorheen de rotatie-as kan verminderd worden door het roteren van twee gedeeltes van één magneetstructuur weg van het verbindingsvlak. Hierdoor kan vermeden worden dat een dikkere deklaag ontstaat op het substraat ter hoogte van het verbindingsvlak. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat het niet nodig is om het sputteren te stoppen om een de oriëntatie van gedeeltes van de magneetstructuur aan te passen en zo een lokale verdikking in de deklaag te vermijden.

De cilindrische sputter eenheden kunnen een cilindrisch sputter doel omvatten dat voorzien is van een cilindrische holte die zich uitstrekt in de richting van de cilinder as, waarin de langwerpige magneetconfiguratie kan gepositioneerd worden. Eén of meerdere magneet-structuur-controlesystemen kunnen een motor en ingebedde controle elektronica omvatten. Eén of meerdere magneet-structuur-controlesystemen kunnen ook een sensor voor positiebepaling omvatten. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de positionering van de magneetconfiguraties kan gebeuren op basis van componenten die vanop afstand aanstuurbaar zijn. Het is dus niet nodig om het sputterproces stil te leggen noch om het sputter systeem te openen noch om het sputter doel te verwijderen om de positionering van de magneetconfiguraties aan te passen.

De één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen kunnen eveneens een actuator omvatten om de beweging van de motor om te zetten in een translatiebeweging en/of een rotatiebeweging van de corresponderende magneet structuur.

Het sputter systeem kan een controller omvatten voor het aansturen van magneet-structuur-controlesystemen in de verschillende langwerpige magneetconfiguraties, waarbij de controller aangepast is om bij het aansturen van elementen uit één magneetconfiguratie rekening te houden met de aansturing van elementen uit één of meerdere andere magneetconfiguraties.

Elke langwerpige magneetconfiguratie kan een controle-eenheid omvatten voor het sturen van de verschillende magneet-structuur-controlesystemen voor het aansturen van de.verschillende magneet structuren. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat één controle-eenheid per magneetkamer volstaat om de verschillende magneet-positioneringssystemen aan te sturen. Het sputter systeem kan ook een centrale controle-eenheid bevatten waarbij de centrale controle-eenheid verbonden is met elk van de controle-eenheden. Het is een voordeel van sommige uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat alle magneet-positioneringssystemen kunnen aangestuurd worden via één centrale controle-eenheid. Hierdoor wordt een continue centrale bijsturing van het sputter proces mogelijk gemaakt.

Het sputter systeem kan een monitoring systeem omvatten voor het monitoren van een bepaalde eigenschap van een gesputterde deklaag op een veelheid van posities in verschillende richtingen over de deklaag.

Het monitoring systeem kan geconnecteerd zijn met de controller in een feedback lus, zodat de controller de sturing kan aanpassen als functie van de gemeten parameterwaarden.

Minstens één magneet structuur kan in positie en/of vorm controleerbaar zijn door een magneet-structuur controlesysteem om de homogeniteit van de gesputterde deklaag in minstens twee verschillende dimensies over de deklaag te beïnvloeden.

De huidige uitvinding betreft eveneens een methode voor het sputteren van een deklaag op een substraat, de methode omvattend, - het aanpassen van een veelheid aan magneet structuren uit minstens één langwerpige magneetconfiguratie van een cilindrische sputter eenheid in een systeem met minstens twee cilindrische sputter eenheden door de positie en/of de vorm van minstens één magneet structuur te wijzigen, terwijl een sputter doel gemonteerd is op de sputter eenheid, om de homogeniteit van de gesputterde deklaag over de deklaag te beïnvloeden. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de positie van de magneetconfiguraties tijdens het sputteren bijgeregeld wordt. Dit laat immers toe om een uniforme deklaag van het doelmateriaal op het substraat te bekomen.

De methode kan bovendien het monitoren omvatten van de homogeniteit van een parameter van de deklaag op een veelheid van posities over de gesputterde deklaag en het aanpassen van de veelheid aan magneet structuren als functie van de gemeten parameter van de deklaag.

Specifieke en voorkeursdragende aspecten van de uitvinding zijn opgenomen in de aangehechte onafhankelijke en afhankelijke conclusies. Kenmerken van de afhankelijke conclusies kunnen worden gecombineerd met kenmerken van de onafhankelijke conclusies en met kenmerken van andere afhankelijke conclusies zoals aangewezen en niet enkel zoals uitdrukkelijk in de conclusies naar voor gebracht.

Deze en andere aspecten van de uitvinding zullen duidelijk zijn van en verhelderd worden met verwijzing naar de hiernavolgende beschreven uitvoeringsvorm(en).

Korte beschrijving van de figuren FIG. 1 is een schematische voorstelling van een sputter systeem volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. FIG. 2 illustreert een schematische voorstelling van een dwarsdoorsnede loodrecht op de lengterichting van een configuratie van een magneet structuur volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. FIG. 3 illustreert een schematische voorstelling van een mogelijke rotatie van een configuratie van een magneet structuur volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. FIG. 4 illustreert een schematische voorstelling van een configuratie van een magneet structuur bestaande uit meerdere subconfiguraties die apart van elkaar kunnen bewogen worden volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. FIG. 5 illustreert een schematische voorstelling van een mogelijke rotatie rond 2 assen van een configuratie van een magneet structuur bestaande uit meerdere subconfiguraties volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. FIG. 6 illustreert een schematische voorstelling van een mogelijke rotatie rond 1 rotatie-as van een configuratie van een magneet structuur bestaande uit meerdere subconfiguraties volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. FIG. 7 illustreert een schematische voorstelling van een mogelijke rotatie rond 1 rotatie-as van een configuratie van een magneet structuur bestaande uit meerdere subconfiguraties volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. FIG. 8 illustreert een schematische voorstelling van een configuratie van een magneet structuur bestaande uit meerdere subconfiguraties die apart van elkaar kunnen bewogen worden volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. FIG. 9 illustreert een schematische voorstelling van een mogelijke verschuiving van een subconfiguratie van een configuratie van een magneet structuur ten opzichte van de andere subconfiguraties volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. FIG. 10 is een schematische voorstelling van een sputter systeem volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. FIG. 11 is een 3D-tekening van een magneet-positioneringssysteem volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. FIG. 12 toont de opeenvolging van verschillende stappen in een methode volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.

De figuren zijn enkel schematisch en niet limiterend. In de figuren kunnen de afmetingen van sommige onderdelen overdreven en niet op schaal zijn voorgesteld voor illustratieve doeleinden.

Referentienummers in de conclusies mogen niet worden geïnterpreteerd om de beschermingsomvang te beperken. In de verschillende figuren verwijzen dezelfde referentienummers naar dezelfde of gelijkaardige elementen.

Gedetailleerde beschrijving van illustratieve uitvoeringsvormen

De huidige uitvinding zal beschreven worden met betrekking tot bijzondere uitvoeringsvormen en met verwijzing naar bepaalde tekeningen, echter de uitvinding wordt daartoe niet beperkt maar is enkel beperkt door de conclusies. De beschreven tekeningen zijn slechts schematisch en niet beperkend. In de tekeningen kunnen voor illustratieve doeleinden de afmetingen van sommige elementen vergroot en niet op schaal getekend zijn. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen soms niet overeen met de actuele praktische uitvoering van de uitvinding.

Verder worden de termen eerste, tweede, derde en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt voor het onderscheiden van gelijkaardige elementen en niet noodzakelijk voor het beschrijven van een volgorde, noch in de tijd, noch spatiaal, noch in rangorde of op enige andere wijze. Het dient te worden begrepen dat de termen op die manier gebruikt onder geschikte omstandigheden verwisselbaar zijn en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding hierin beschreven geschikt zijn om in andere volgorde te werken dan hierin beschreven of weergegeven.

Bovendien worden de termen bovenste, onderste, boven, voor en dergelijke in de beschrijving en de conclusies aangewend voor beschrijvingsdoeleinden en niet noodzakelijk om relatieve posities te beschrijven. Het dient te worden begrepen dat de termen die zo aangewend worden onder gegeven omstandigheden onderling kunnen gewisseld worden en dat de uitvoeringsvormen van de uitvinding hierin beschreven ook geschikt zijn om te werken volgens andere oriëntaties dan hierin beschreven of weergegeven.

Het dient opgemerkt te worden dat de term "bevat", zoals gebruikt in de conclusies, niet als beperkt tot de erna beschreven middelen dient geïnterpreteerd te worden; deze term sluit geen andere elementen of stappen uit. Hij is zodoende te interpreteren als het specificeren van de aanwezigheid van de vermelde kenmerken, waarden, stappen of componenten waarnaar verwezen wordt, maar sluit de aanwezigheid of toevoeging van één of meerdere andere kenmerken, waarden, stappen of componenten, of groepen daarvan niet uit. Dus, de omvang van de uitdrukking "een inrichting bevattende middelen A en B" dient niet beperkt te worden tot inrichtingen die slechts uit componenten A en B bestaan. Het betekent dat met betrekking tot de huidige uitvinding, A en B de enige relevante componenten van de inrichting zijn.

Verwijzing doorheen deze specificatie naar "één uitvoeringsvorm" of "een uitvoeringsvorm" betekent dat een specifiek kenmerk, structuur of karakteristiek beschreven in verband met de uitvoeringsvorm is opgenomen in ten minste één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Dus, het voorkomen van de uitdrukkingen "in één uitvoeringsvorm" of "in een uitvoeringsvorm" op diverse plaatsen doorheen deze specificatie hoeft niet noodzakelijk telkens naar dezelfde uitvoeringsvorm te refereren, maar kan dit wel doen. Voorts, de specifieke kenmerken, structuren of karakteristieken kunnen gecombineerd worden op eender welke geschikte manier, zoals duidelijk zou zijn voor een gemiddelde vakman op basis van deze bekendmaking, in één of meerdere uitvoeringsvormen.

Vergelijkbaar dient het geapprecieerd te worden dat in de beschrijving van voorbeeldmatige uitvoeringsvormen van de uitvinding verscheidene kenmerken van de uitvinding soms samen gegroepeerd worden in één enkele uitvoeringsvorm, figuur of beschrijving daarvan met als doel het stroomlijnen van de openbaarmaking en het helpen in het begrijpen van één of meerdere van de verscheidene inventieve aspecten. Deze werkwijze van openbaarmaking dient hoe dan ook niet geïnterpreteerd te worden als een weerspiegeling van een intentie dat de uitvinding meer kenmerken vereist dan expliciet vernoemd in iedere conclusie. Eerder, zoals de volgende conclusies weerspiegelen, liggen inventieve aspecten in minder dan alle kenmerken van één enkele voorafgaande openbaar gemaakte uitvoeringsvorm. Dus, de conclusies volgend op de gedetailleerde beschrijving zijn hierbij expliciet opgenomen in deze gedetailleerde beschrijving, met iedere op zichzelf staande conclusie als een afzonderlijke uitvoeringsvorm van deze uitvinding.

Voorts, terwijl sommige hierin beschreven uitvoeringsvormen sommige, maar niet andere, in andere uitvoeringsvormen inbegrepen kenmerken bevatten, zijn combinaties van kenmerken van verschillende uitvoeringsvormen bedoeld als gelegen binnen de reikwijdte van de uitvinding, en vormen deze verschillende uitvoeringsvormen, zoals zou begrepen worden door de vakman. Bijvoorbeeld, in de volgende conclusies kunnen eender welke van de beschreven uitvoeringsvormen gebruikt worden in eender welke combinatie.

In de hier voorziene beschrijving worden talrijke specifieke details naar voren gebracht. Het is hoe dan ook te begrijpen dat uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen uitgevoerd worden zonder deze specifieke details. In andere gevallen zijn welgekende werkwijzen, structuren en technieken niet in detail getoond om deze beschrijving helder te houden.

In een eerste aspect betreft de onderhavige uitvinding een sputter systeem voor het aanbrengen van een deklaag op een substraat. Het sputter systeem omvat daarbij typisch een substraathouder, waarop een substraat kan gepositioneerd worden, zodat het substraat substantieel stilstaat tijdens het aanbrengen van de deklaag. Wanneer in de huidige beschrijving wordt verwezen naar substantieel stilstaan van het substraat wordt hiermee bedoeld dat de gemiddelde positie van het substraat tijdens het sputter proces behouden blijft. Kleine variaties van het substraat, bijvoorbeeld als bijkomende actie om een meer uniforme afzetting van de deklaag te bekomen, vallen eveneens onder de beschrijving dat het substraat substantieel stilstaat. Beweging van het substraat zoals gebruikt wordt in een continue in-line depositie systeem valt niet onder de definitie van een substantieel stilstaand substraat omdat het substraat in dit geval op twee sequentiële momenten zich niet op dezelfde positie t.o.v. de sputterbron kan bevinden. Het sputter systeem volgens uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding omvat daarenboven tenminste twee cilindrische sputter eenheden. In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het sputter systeem een set van parallel, dicht naast elkaar gepositioneerde, cilindrische sputter eenheden. Elke sputter eenheid omvat daarbij een langwerpige magneetconfiguratie. De assen in de lengterichting van de langwerpige magneet configuraties kunnen allen even ver van het substraat liggen of kunnen, in andere uitvoeringsvormen, variëren in afstand tot het substraat. Voor éénzelfde langwerpige magneetconfiguratie hoeft de as ook geen vaste afstand te hebben tot het substraat, met andere woorden de langwerpige magneetconfiguratie mag getild staan ten opzichte van het vlak bepaald door het substraat..

Minstens één langwerpige magneetconfiguratie omvat een veelheid aan magneet structuren en magneet-structuur-controlesystemen langsheen de lengterichting van de langwerpige magneetconfiguratie. Volgens uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding is minstens één magneet structuur in positie en/of vorm controleerbaar door een magneet-structuur-controlesysteem, terwijl een sputter doel gemonteerd is op de sputter eenheid. In een voorkeursvorm zijn magneet structuren in meerder langwerpige magneetconfiguraties controleerbaar in positie en/of vorm. In sommige uitvoeringsvormen zijn de magneet structuren van op afstand controleerbaar in positie en/of vorm. In sommige uitvoeringsvormen kan dit zelfs terwijl de waterkoeling voor het de sputter eenheid is aangesloten, of zelfs terwijl het koelsysteem functioneert en koelvloeistof circuleert, of zelfs terwijl het sputter doel onder spanning is, of zelfs tijdens het sputteren met de sputter eenheid. Het controleren van de positie en/of de vorm van minstens één magneet structuur kan daarbij resulteren in een beïnvloeding en verbetering van de homogeniteit van de gesputterde deklaag over het substraat. Het magneet-structuur controlesysteem kan vanop afstand bedienbaar zijn. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat ze toelaat om de positie van de magneetconfiguraties aan te passen tijdens het sputteren en/of wanneer het sputteren bijvoorbeeld tijdelijk is gestaakt maar het sputter systeem 100 nog steeds onder vacuüm is.

Het is een specifiek voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat variaties in de deklaag in twee dimensies over het oppervlak van het substraat kunnen worden beperkt of voorkomen.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding zullen typisch sputter doelen geplaatst zijn tussen de magneetconfiguraties en het substraat. De sputter doelen gebruikt in systemen volgens de huidige uitvinding zijn typisch cilindrische sputter doelen. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat het niet nodig is om de sputter doelen weg te nemen vooraleer de magneetconfiguraties kunnen worden aangepast.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding kunnen sommige of alle van de magneetstructuren in één of meerdere langwerpige magneetconfiguraties individueel gecontroleerd worden. De magneet-structuur controle systemen kunnen zo voorzien zijn dat ze individuele of een groepje magneetstructuren kunnen controleren.

Waar in de huidige uitvinding verwezen wordt naar het controleren van een magneet structuur of meer specifiek naar de vorm of positie ervan, kan zowel verwezen worden naar het selecteren van de vorm of positie, alsook naar het effectief configureren van de magneet structuur zodat deze de specifieke vorm of positie krijgt. Het wijzigen van de vorm of the positie van een magneet structuur omvat het wijzigen van de afstand tot het sputter doel en/of het wijzigen van de oriëntatie van de magneet structuur. Het wijzigen van de oriëntatie laat toe om de richting van de magnetische veldvectoren te wijzigen. Het wijzigen van de afstand tot het sputter doel oppervlak laat toe om de magnetische veldsterkte te wijzigen. Beide laten toe om de materiaalfluxvector lokaal en gecontroleerd aan te passen.

Bij wijze van illustratie, uitvoeringsvormen niet beperkt daardoor, worden standaard en optionele kenmerken van sommige uitvoeringsvormen van het sputter systeem 100 geïllustreerd, refererend naar FIG. 1 tot FIG. 11. FIG. 1 toont een mogelijke uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding waarbij een sputter systeem 100 is weergegeven. In het huidige voorbeeld worden maar 2 sputter eenheden 125 getoond om de figuur niet te overladen, maar het zal duidelijk zijn voor de vakman dat in sommige uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding 3 of meer sputter eenheden 125 aanwezig kunnen zijn. In de uitvoeringsvorm van FIG. 1 omvat de sputter eenheid 125 een langwerpige magneetconfiguratie met een veelheid aan magneet structuren 140. In de uitvoeringsvorm omvat de langwerpige magneetconfiguratie een veelheid aan magneet structuren 140 en magneet-structuur-controlesystemen 150, waarbij in het huidige voorbeeld een magneet-structuur-controlesysteem 150 is voorzien per magneet structuur 140, hoewel uitvoeringsvormen hierdoor niet beperkt zijn en verschillende magneet structuren 140 gecontroleerd kunnen worden door hetzelfde magneet-structuur controlesysteem 150. In de uitvoeringsvorm van FIG. 1 bevat elk magneet-structuur-controlesysteem een positioneringsysteem zoals bijvoorbeeld een Servomotor 151, een ingebedde controle elektronica 152, een sensor voor positiebepaling 153 en een conversiesysteem 154. Het conversiesysteem 154 converteert de rotatiebeweging van de Servomotor 151 in een beweging die de gewenste vorm of positie van de magneet structuur 140 mogelijk maakt. De Servomotor 151 kan bijvoorbeeld een borstelloze gelijkstroommotor zijn. De verschillende sputtereenheden in FIG. 1 omvatten bovendien een gezamenlijke of verschillende controle-eenheid 160. De controle-eenheid 160 is het centrale punt van waaruit de verschillende magneet-structuur-controlesystemen 150 onafhankelijk van elkaar kunnen aangestuurd worden. De controle-eenheid 160 is dus typisch verbonden met elk van de magneet-structuur-controlesysteem 150 en laat toe om de verschillende magneet-structuur-controlesysteem 150 aan te sturen. Deze verbinding kan een mechanische verbinding zijn maar even goed is een communicatie-interface met ingebedde controle elektronica 152 mogelijk. De controle-eenheid 160 is het centrale punt van waaruit de verschillende magneet-positioneringssystemen kunnen aangestuurd worden. De controle-eenheid 160 kan een centrale verwerkingseenheid (CPU) 161 hebben die communicatie met de buitenwereld en met de magneet structuren 140 ondersteund. De controle-eenheid kan bijvoorbeeld een gewenste positie doorsturen naar de ingebedde controle-elektronica 152 van één van de magneet-structuur-controlesystemen 150. De ingebedde controle elektronica 152 kan dan op haar beurt de Servomotor 151 aansturen op basis van positie informatie komende van de sensor 153 en op basis van de gewenste positie. De gewenste positie kan door de gebruiker doorgegeven worden via de controle-eenheid 160. De sensor voor positiebepaling 153 kan een optische sensor zijn. De positie kan in sommige uitvoeringsvormen ook bepaald zijn door middel van coderings-pulsen van de Servomotor 151 die een borstelloze DC motor kan zijn.

In bepaalde uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding wordt de beweging van de Servomotor 151 door een conversiesysteem 154 omgezet in een translatiebeweging of een rotatiebeweging of een combinatie van beide. Een dergelijk conversiesysteem 154 kan een versnellingsbak zijn. Het magneet-structuur-controlesysteem 150 kan ook - in sommige condities, bijvoorbeeld als een goede vaste instelling is gevonden - geblokkeerd worden om een bepaalde de positie van de magneetconfiguratie 140 te verzekeren. Hiervoor is in sommige uitvoeringsvormen een anti-rotatieblok 1101 voorzien.

In de uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding geïllustreerd in FIG. 1 is er communicatie mogelijk tussen de controle-eenheid 160 en de centrale controle-eenheid 170. De fysische link voor deze communicatie kan op verschillende manieren gerealiseerd worden zoals bijvoorbeeld via kabel, glasvezel, plastiekvezel, draadloos, zoals bijvoorbeeld beschreven in internationale octrooi aanvraag W02013/120920.

Hierdoor kan dan elk van de magneet-structuur-controlesystemen 150 aangestuurd worden via de centrale controle-eenheid 170. Mits het voorzien van de nodige interfaces heeft de gebruiker zo controle over het sputterproces. Een voorbeeld van een centrale controle-eenheid 170 die is verbonden met meerdere controle-eenheden 160 is schematisch voorgesteld in FIG. 10. FIG. 1 toont ook een sputter doel houder 120 waarop een sputter doel 121 gemonteerd is. Het sputter doel in FIG. 1 is de huidige uitvoeringsvorm een cilindervormig sputter doel en bevindt zich rond de cilindervormige magneetkamer 125. Het sputter systeem van FIG. 1 bevat ook een substraathouder 110 waarop een substraat 111 gepositioneerd is. De as van de langwerpige magneetconfiguratie is in het huidige voorbeeld evenwijdig met het substraat, hoewel uitvoeringsvormen hierdoor niet beperkt zijn.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding is de positie- of vormwijziging van een magneet structuur 140 slechts voelbaar in het magnetische veld over een fractie van de lengte van de langwerpige magneetconfiguratie in de sputter eenheid 125. Deze fractie kan bijvoorbeeld minder dan 50% van de lengte van de langwerpige magneetconfiguratie bedragen. De fractie waarover een wijziging voelbaar is hangt typisch samen met het aantal aanwezige magneet structuren 140 per langwerpige magneetconfiguratie. Hoe groter het aantal magneet structuren 140 hoe kleiner de voelbaarheidsafstand mag zijn. Bij een groter aantal magneet structuren kan bijgevolg het magnetische veld met een fijnere resolutie gewijzigd worden. Het is daarbij een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat zowel de richting als de grootte van de magnetische veldvectoren lokaal kunnen gewijzigd worden.

In bepaalde uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding kan het magneet-structuur-controlesysteem 150 de magneet structuur 140 roteren rond een rotatie-as 310 evenwijdig met de as van de langwerpige magneetstructuur.. De hoek waarover kan gedraaid worden varieert tussen -60° en +60° of liever tussen -30° en +30°. In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding heeft de rotatie een nauwkeurigheid van of beter dan 1°. Een mogelijke uitvoeringsvorm hiervan is schematisch geïllustreerd in FIG. 3. FIG. 3 toont een dwarsdoorsnede van een magneet structuur 140 en een rotatie-as 310 waarrond de magneet structuur kan roteren. In deze uitvoeringsvorm roteert de ganse magneet structuur 140 in zijn geheel. In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding kunnen de verschillende magneet structuren 140 onafhankelijk van elkaar geroteerd worden. FIG. 2 tot en met FIG. 9 tonen verschillende bewegingsmogelijkheden van een magneetconfiguratie 140 overeenkomstig met uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding. FIG. 2 toont hierbij een basis magneet structuur 140 waarvan voor deze voorbeelden vertrokken wordt. In FIG. 5 tot en met FIG. 9 wordt deze basis magneet structuur opgesplitst in een aantal subconfiguraties 410 overeenkomstig met verschillende uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding. In het voorbeeld van FIG. 3 kan de positie van de magneet structuur 140 achtereenvolgens gevarieerd worden om zo de deklaag op het substraat zo egaal mogelijk te maken.

Eventueel kunnen de magneet structuren 140 van het sputter systeem 100 opgesplitst zijn in verschillende subconfiguraties 410. Deze subconfiguraties kunnen dan afzonderlijk bewogen worden. De subconfiguraties 410 kunnen ten opzichte van elkaar bewegen in die mate dat ze eikaars beweging niet hinderen. Een mogelijke onderverdeling in subconfiguraties is geïllustreerd in FIG. 4. In deze figuur is de magneetconfiguratie 140 opgesplitst in twee symmetrische subconfiguraties 410, een eerste subconfiguratie 410a en een tweede subonfiguratie 410b. Een ander voorbeeld is geïllustreerd in FIG. 8 waarin de magneet structuur 140 is onderverdeeld in 3 subconfiguraties 410, een eerste subconfiguratie 410a, een tweede subconfiguratie 410b en een derde subconfiguratie 410c. Het opsplitsen in subconfiguraties laat toe om de subconfiguraties apart van elkaar te bewegen wat als voordeel heeft dat de magneetveldverdeling flexibeler kan aangepast worden.

Meer specifiek is de magneetconfiguratie 140 in een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding opgesplitst in een eerste subconfiguratie 410a en een tweede subconfiguratie 410b. De eerste subconfiguratie 410a kan daarbij roteren rond een eerste rotatie-as 310a evenwijdig met de magneetkamer-as en de tweede subconfiguratie 410b kan roteren rond een tweede rotatie-as 310b evenwijdig met de magneetkamer-as. Een voorbeeld van een dergelijke uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding is geïllustreerd in FIG. 5. De eerste en tweede rotatie-as 310a en 310b bevinden zich in dit geval op de uiterste hoekpunten van de eerste en tweede subconfiguraties 410a en 410b. Hiervoor worden in deze uitvoeringsvorm de uiterste hoekpunten die het verst van het substraat gelegen zijn genomen.

In nog een andere uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding vallen de eerste rotatie-as 310a en de tweede rotatie-as 310b samen. Voorbeelden daarvan zijn geïllustreerd in FIG. 6 en FIG. 7. In de uitvoeringsvorm geïllustreerd in FIG. 6 is de magneet structuur 140 opgesplitst in twee symmetrische delen. Het scheidingsvlak is hierbij een vlak loodrecht op het substraat 111. De rotatie-as 310 waarrond beide delen roteren is de gemeenschappelijke ribbe van beide subconfiguraties 410a en 410b die gelegen is op het scheidingsvlak en die het verst verwijderd is van het substraat 111. Door de eerste subconfiguratie 410a en de tweede subconfiguratie 410b te roteren kan het magnetische veld geïnduceerd door beide magneetconfiguraties aangepast worden. Wanneer bijvoorbeeld de deklaag van het substraat recht tegenover beide subconfiguraties in de lengterichting van de magneetkamer dikker is dan de rest van de deklaag is het mogelijk om beide subconfiguraties weg te draaien zodat de materiaalfluxvector recht tegenover de magneetconfiguratie 410 kleiner wordt. In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding, zoals bijvoorbeeld geïllustreerd in FIG. 7, is de rotatie-as 310 waarrond beide subconfiguraties 410a en 410b roteren de gemeenschappelijke ribbe van beide subconfiguraties 410a en 410b die gelegen is op het scheidingsvlak tussen beide subconfiguraties en die het dichtst bij het substraat 111 gelegen is.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding kan de magneet structuur 140 verschoven worden door het magneet-structuur-controlesysteem 150. Door de magneet structuur van het sputter doel oppervlak weg te verschuiven kan de materiaalfluxvector van het doelmateriaal ter hoogte van de locatie van de magneet structuur 140 verkleind worden. Indien de verschillende magneet structuren binnen eenzelfde magneetkamer onafhankelijk van elkaar kunnen bewogen laat dit toe om de materiaalfluxvector te wijzigen in de lengterichting van de langwerpige magneetconfiguratie in de sputter eenheid 125. Het is bijgevolg een voordeel van uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding dat de materiaalfluxvector niet alleen tussen de verschillend sputter eenheden maar ook in de lengterichting van de sputter eenheden kan worden gewijzigd. Bovendien is de magneet structuur 140 in bepaalde uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding opgesplitst in subconfiguraties die apart van elkaar kunnen verschoven worden. Een voorbeeld hiervan is geïllustreerd in FIG. 8 en FIG. 9. FIG.8 toont een magneetconfiguratie 140 die is opgesplitst in drie subconfguraties 410a, 410b, 410c. De scheidingsvlakken hiervoor zijn vlakken die loodrecht georiënteerd zijn op het substraat 111. In dit voorbeeld, zoals geïllustreerd in FIG. 9, kan de middenste subconfiguratie 410b verschoven worden door het magneet-structuur-controlesysteem 150. Doordat slechts een subconfiguratie verschoven wordt laat dit toe om zowel de grootte als de richting van de magnetische veldvectoren in de omgeving van de magneet structuur 140 te wijzigen. De omgeving is hierbij de ruimte waarbinnen een positie en/of vormwijziging van een magneet structuur 140 voelbaar is. Deze vrijheidsgraden in het wijzigen van het magnetische veld laten toe om een deklaag te verkrijgen waarvan de spreiding op de dikte kleiner is dan 1% van de totale dikte. Variatie van andere parameters, zoals bijvoorbeeld resistiviteit, kan op deze manier eveneens worden gecontroleerd. Bovendien laten deze vrijheidsgraden in het wijzigen van het magnetische veld toe om één of meerdere parameters van de deklaag in verschillende dimensies te controleren. Dit kan controle in twee dimensies in het vlak van het substraat omvatten.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding kan de magneetconfiguratie 140 in zijn geheel verschoven worden.

In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding kan de magneetstructuur 140 of een subconfiguratie ervan over een afstand tot 10 mm met een nauwkeurigheid van 0.1 mm of zelfs beter worden bijgeregeld.

In sputtersystemen 100 overeenkomstig uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding is het mogelijk om doelmateriaal aan te brengen. Hiervoor is een sputter doelhouder 120 aanwezig in het sputter systeem 100. Deze sputter doelhouder 120 laat toe om een sputter doel 121 te monteren tussen een magneetkamer 125 en een substraat 111 dat gepositioneerd kan worden op de substraathouder 110. In uitvoeringsvormen van de huidige uitvinding is een sputter doelhouder 120 per sputter eenheid 125 aanwezig. Elke sputter doelhouder 120 laat hierbij toe om een cilindervormige sputter doel 121 te monteren over de bijhorende sputter eenheid 125. Bovendien is het in bepaalde uitvoeringvormen van de huidige uitvinding mogelijk om de sputter doelen 121 te roteren door middel van de sputter doelhouders 120. Een voorbeeld van een sputter doelhouder 120 voor een cilindervormig sputter doel 121 is geïllustreerd in FIG. 1. FIG. 11 toont een 3D schematische tekening van een magneet-structuur-controlesysteem 150 volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. Het magneet-structuur-controlesysteem 150 bevat een Servomotor 151 dat wordt aangestuurd door de ingebedde controle-elektronica 152 en waarvan de positiebepaling mogelijk is door middel van een sensor 153. De beweging kan op een bepaalde positie geblokkeerd worden door middel van een anti-rotatieblok 1101.

In voorkeursuitvoeringsvormen van de huidige uitvinding worden, bij het monteren van de magneetkamer de mechanische verbindingen, de communicatieverbindingen en de vermogenverbindingen automatisch gemaakt.

In voorkeursuitvoeringsvormen van de huidige uitvinding is eveneens een koelingssysteem aanwezig om de sputter doelen 121 en de magneet structuren 140 te koelen. Andere componenten die typisch deel uitmaken van een sputter eenheid en gekend zijn bij de vakman kunnen eveneens geïncorporeerd zijn in het systeem.

In een tweede aspect betreft de onderhavige uitvinding een methode 1200 voor het sputteren van een deklaag op een substraat 111. De methode laat toe om een betere homogeniteit te krijgen in een parameter van een afgezette deklaag. Zo'n parameter kan de dikte zijn, maar kan ook een andere fysische parameter zijn zoals bijvoorbeeld de resistiviteit of een andere elektrische parameter, een optische parameter, etc.

De methode 1200 voor het sputteren van een deklaag op een substraat bevat typisch het aanbrengen van het substraat tegenover het sputter doel materiaal, waarna het sputterproces op gang wordt gebracht. Om een egale deklaag van het substraat te verkrijgen kan gedurende het sputter proces de positie en/of vorm van de magneet structuren 140 aangepast worden.

Eventueel is het ook mogelijk dat tussen het sputteren van een deklaag op het eerste substraat en het sputteren van een deklaag op een tweede substraat en na inspectie van het eerste substraat de positie en/of vorm van de magneet structuren 140 wordt aangepast vooraleer het sputteren van de deklaag op het tweede substraat te starten. Na inspectie van het eerste substraat kan de bijregeling van de magneet structuren 140 tijdens het sputteren van de deklaag op het tweede substraat ook bijgestuurd worden. De inspectie van het substraat en het gepast bijregelen van de magneet structuren 140 kan manueel gebeuren of geautomatiseerd worden via algoritmes en logische processoren.

De methode 1200 maakt gebruik 1210 van een sputter systeem waarin individueel controleerbare magneet structuren 140 (bijvoorbeeld van op afstand controleerbaar) aanwezig zijn.

Daarna kan een substraat worden aangebracht 1220 en kan het sputter proces worden gestart. De methode bevat typisch het bijsturen 1240 van de positie van de magneet structuren terwijl de sputter doelen gemonteerd zijn op de sputter eenheden. Dit kan zowel bij een niet sputterend systeem zijn als tijdens sputtering.

Bij voorkeur kan het bijsturen gebeuren terwijl het systeem onder vacuüm is, zodat voor het bijregelen het vacuüm niet verbroken hoeft te worden. Het bijsturen kan bij voorkeur ook gebeuren terwijl de waterkoeling is aangesloten. In sommige uitvoeringsvormen kan het controleren ook gebeuren terwijl het sputter doel onder spanning staat of tijdens het sputteren. Door het wijzigen van de positie en/of de vorm van één of meerdere magneet structuren kan zowel de grootte als de richting van de materiaalfluxvector aangepast worden. Doordat de posities en vorm van de magneet structuren onafhankelijk van elkaar kunnen worden aangepast kunnen de magnetische veldvectoren lokaal gewijzigd worden. De magnetische veldvectoren hebben een rechtstreeks effect op de lokale materiaalfluxvectoren van het doelmateriaal op het substraat waardoor deze eveneens lokaal aangepast kunnen worden. Door de materiaalfluxvector lokaal aan te passen kan een homogene deklaag op het substraat bekomen worden. Dit kan een homogeniteit in dikte omvatten maar eveneens een homogeniteit in een andere parameter zoals resistiviteit of een andere elektrische parameter, een optische parameter, etc.

In een volgende stap wordt het substraat verwijderd 1250 waarna eventueel opnieuw op een volgende substraat kan gesputterd worden of waarna het sputter systeem kan gestopt worden 1260.

Verdere optionele stappen kunnen corresponderen met de inspectie 1270 van de deklaag van een substraat ter verbetering van volgende sputterprocessen. Op basis van de resultaten van voorgaande afgezette deklagen kan de bijsturingsstap 1240 aangepast worden. Dit kan manueel dan wel geautomatiseerd gebeuren. Ook kunnen de initiële posities van de magneetconfiguraties bijgestuurd worden 1290 alvorens het volgende substraat aan te brengen 1290 en het volgende sputterproces te starten 1230.

De verschillende aspecten kunnen eenvoudig met elkaar worden gecombineerd, en de combinaties corresponderen aldus eveneens met uitvoeringsvormen volgens de huidige uitvinding.

Claims (22)

1. Conclusies

   1. - Een sputter systeem (100) voor het aanbrengen van een deklaag op een substraat, het sputter systeem omvattend - een substraathouder (110), waarop een substraat (111) kan gepositioneerd worden, zodat het substraat substantieel stilstaat tijdens het aanbrengen van de deklaag - tenminste twee cilindrische sputter eenheden (125) voor het gezamenlijk sputteren van eenzelfde deklaag, elke sputter eenheid (125) omvattend een langwerpige magneetconfiguratie, - waarbij minstens één langwerpige magneetconfiguratie een veelheid aan magneet structuren (140) en magneet-structuur-controlesystemen (150) omvat langsheen de lengterichting van de langwerpige magneetconfiguratie, waarbij minstens één magneet structuur (140) in positie en/of vorm controleerbaar is door een magneet-structuur-controlesysteem (150), terwijl een sputter doel gemonteerd is op de sputter eenheid, om de homogeniteit van de gesputterde deklaag over het substraat te beïnvloeden.
2. 2. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig conclusie 1, waarbij minstens een deel van de langwerpige magneetconfiguraties een veelheid aan magneet structuren (140) en magneet-structuur-controlesystemen (150) omvat langsheen de lengterichting van de langwerpige magneetconfiguratie, waarbij een deel van de magneet structuur (140) in positie en/of vorm van op afstand controleerbaar is door een magneet-structuur-controlesysteem (150).
3. 3. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van de conclusies 1 tot 2, waarin de cilindrische sputter eenheden (125) substantieel parallel geörienteerd zijn ten opzichte van elkaar.
4. 4. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van de conclusie 1 tot 3, waarbij de magnetische as van de langwerpige magneetconfiguratie van minstens één van de sputter eenheden parallel geconfigureerd is met het substraat, wanneer het substraat gepositioneerd is in de substraathouder.
5. 5.- Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van de voorgaande conclusies, waarbij de invloed van een individuele wijziging in positie en/of vorm van een magneetstructuur van een langwerpige magneetconfiguratie slechts voelbaar is in de magnetische veldvector over een fractie van de lengte van de langwerpige magneetconfiguratie.
6. 6- Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van de voorgaande conclusies, waarbij één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen (150) geconfigureerd zijn om de positie van de corresponderende magneetstructuren aan te passen.
7. 7. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig conclusie 6, waarbij de één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen (150) geconfigureerd zijn om de positie van de corresponderende magneetstructuren aan te passen door het roteren van de corresponderende magneetstructuren (140) rond een rotatie-as (310) evenwijdig met de lengte as van de langwerpige magneetconfiguratie.
8. 8. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van conclusies 6 tot 7, waarbij de één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen (150) geconfigureerd zijn om de positie van de magneetstructuren aan te passen door het verschuiven van de magneetstructuur (140).
9. 9- Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van de voorgaande conclusies, waarbij één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen (150) geconfigureerd zijn om de vorm van de corresponderende magneetstructuren aan te passen.
10. 10. -Een sputter systeem (100) overeenkomstig conclusie 9, waarbij de één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen (150) geconfigureerd zijn om de vorm van de corresponderende magneetstructuren aan te passen door het verschuiven van slechts een gedeelte van de corresponderende magneetstructuur (140).
11. 11. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van conclusies 9 tot 10, waarbij de één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen (150) geconfigureerd zijn om de vorm van de magneetstructuren aan te passen door het roteren van een gedeelte van de corresponderende magneetstructuur (140) rond een rotatie-as (310) evenwijdig met de lengte as van de langwerpige magneetconfiguratie.
12. 12. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van conclusies 9 tot 10, waarbij de één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen (150) geconfigureerd zijn om de vorm van de magneetstructuren aan te passen door het verschillend roteren van verschillende gedeeltes van de corresponderende magneetstructuur (140) rond een rotatie-as (310) evenwijdig met de lengte as van de langwerpige magneetconfiguratie.
13. 13. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van de voorgaande conclusies, waarbij de cilindrische sputter eenheden een cilindrisch sputter doel omvatten, waarbij het cilindrisch sputter doel (121) voorzien is van een cilindrische holte die zich uitstrekt in de richting van de cilinder as, waarin de langwerpige magneetconfiguratie kan gepositioneerd worden.
14. 14. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van de voorgaande conclusies, waarbij één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen een motor (151) en ingebedde controle elektronica (152) omvat.
15. 15. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig conclusie 14 waarin de één of meerdere magneet-structuur-controlesystemen eveneens een actuator omvat om de beweging van de motor om te zetten in een translatiebeweging en/of een rotatiebeweging van de corresponderende magneet structuur.
16. 16. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van de voorgaande conclusies, waarin het sputter systeem een controller omvat voor het aansturen van magneet-structuur-controlesystemen in de verschillende langwerpige magneetconfiguraties, waarbij de controller aangepast is om bij het aansturen van elementen uit één magneetconfiguratie rekening te houden met de aansturing van elementen uit één of meerdere andere magneetconfiguraties.
17. 17. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van de voorgaande conclusies, waarin elke langwerpige magneetconfiguratie een controle-eenheid (160) omvat voor het sturen van de verschillende magneet-structuur-controlesystemen (150) voor het aansturen van de verschillende magneet structuren (140).
18. 18. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van de voorgaande conclusies, waarbij het sputter systeem een monitoring systeem omvat voor het monitoren van een eigenschap van een gesputterde deklaag op een veelheid van posities in verschillende richtingen over de deklaag.
19. 19. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig conclusies 16 en 18, waarin het monitoring systeem geconnecteerd is met de controller in een feedback lus, zodat de controller de sturing kan aanpassen als functie van de gemeten waarde van de specifieke parameter.
20. 20. - Een sputter systeem (100) overeenkomstig één van de voorgaande conclusies waarbij minstens één magneet structuur (140) in positie en/of vorm controleerbaar is door een magneet-structuur controlesysteem (150) om de homogeniteit van de gesputterde deklaag in minstens twee verschillende dimensies over de deklaag te beïnvloeden.
21. 21. - Een methode (1200) voor het sputteren van een deklaag op een substraat, de methode omvattend, - het aanpassen van een veelheid aan magneet structuren uit minstens één langwerpige magneetconfiguratie van een cilindrische sputter eenheid in een systeem met minstens twee cilindrische sputter eenheden door de positie en/of de vorm van minstens één magneet structuur te wijzigen, terwijl een sputter doel gemonteerd is op de sputter eenheid, om de homogeniteit van de gesputterde deklaag over de deklaag te beïnvloeden.
22. 22. - Een methode (1200) overeenkomstig conclusie 21, waarin de methode bovendien het monitoren omvat van de homogeniteit van een parameter van de deklaag op een veelheid van posities over de gesputterde deklaag en het aanpassen van de veelheid aan magneet structuren als functie van de gemeten parameter van de deklaag.