JP2017508892A - Sputtering system and sputtering method using direction-dependent scanning speed or scanning power - Google Patents

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Abstract

スパッタリングシステムは、入口ポートおよび出口ポートを備えた処理チャンバと、処理チャンバの壁に配置されたスパッタリングターゲットとを有する。可動式磁石装置がスパッタリングターゲットの後方に配置され、ターゲットの後方で往復して摺動する。コンベアは、スパッタリングターゲットを通過して基板を一定速度で連続的に搬送し、任意の時間に、いくつかの基板が先端と末端の間のターゲットに対向するようする。幾つかの実施形態において、可動式磁石装置は、コンベアの一定速度よりも少なくとも数倍速い速度で摺動する。転向帯域は、ターゲットの先端および末端の後方に画定され、磁石装置が転向帯域に進入すると減速し、転向帯域内で摺動方向を反転すると加速する。幾つかの実施形態において、磁石電力及び/又は磁石速度は磁石進行方向に応じて変化される。【選択図】図6The sputtering system has a processing chamber with an inlet port and an outlet port, and a sputtering target disposed on the wall of the processing chamber. A movable magnet device is disposed behind the sputtering target and reciprocates and slides behind the target. The conveyor continuously conveys the substrate through the sputtering target at a constant speed so that at any given time, several substrates are facing the target between the tip and end. In some embodiments, the movable magnet device slides at a speed that is at least several times faster than the constant speed of the conveyor. The turning zone is defined behind the tip and end of the target and decelerates when the magnet device enters the turning zone and accelerates when the sliding direction is reversed within the turning zone. In some embodiments, the magnet power and / or magnet speed is varied depending on the direction of magnet travel. [Selection] Figure 6

Description

(関連出願)
本願は、2011年11月4日に出願された米国仮出願第61/556,154号に基づく優先権を主張する、2012年11月2日に出願された、「線走査スパックリングシステムおよび線走査スパックリング方法」という名称の米国特許出願13/667,976号の一部継続出願であり、その開示の全体は参照文献として本願明細書に組み込まれる。
(Related application)
This application is filed on Nov. 2, 2012, claiming priority based on US Provisional Application No. 61 / 556,154, filed Nov. 4, 2011, “Line Scanning Spacling System and Lines”. This is a continuation-in-part of US patent application 13 / 667,976 entitled “Scanning Spacling Method”, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

(技術分野)
本願は、スパッタリングシステム、例えば、集積回路、太陽電池、フラットパネルディスプレイなどの作製中に薄膜を基板に成膜するために用いられるスパッタリングシステムに関する。
(Technical field)
The present application relates to a sputtering system, for example, a sputtering system used to deposit a thin film on a substrate during the fabrication of integrated circuits, solar cells, flat panel displays, and the like.

スパッタリングシステムは、当該技術分野でよく知られている。線形走査マグネトロンを有するスパッタリングシステムの例は、米国特許第5,873,989号明細書に開示されている。そこで、基板の上に材料を堆積させるためのマグネトロンスパッタリング源は、材料をスパッタリングさせるターゲットと、ターゲットに近接して設けられターゲット表面にプラズマを閉じ込める磁石アセンブリと、ターゲットに対して磁石アセンブリを走査させる駆動アセンブリとを含む。スパッタリング処理には、ガスプラズマの生成およびその後ターゲットの中にこのプラズマからイオンを加速させることが必要である。ターゲットの原料物質は、エネルギー伝達を介して到達したイオンに浸食され、個々の原子と、原子または分子クラスタとのいずれかの中性粒子の形で排出される。これらの中性粒子が排出されたため、所望の通りに基板表面を衝突し被覆するために一直線に移動する。   Sputtering systems are well known in the art. An example of a sputtering system having a linear scanning magnetron is disclosed in US Pat. No. 5,873,989. Thus, a magnetron sputtering source for depositing material on a substrate includes a target for sputtering the material, a magnet assembly provided close to the target for confining plasma on the target surface, and scanning the magnet assembly relative to the target. A drive assembly. The sputtering process requires the generation of a gas plasma and then acceleration of ions from this plasma into the target. The source material of the target is eroded by the ions reached via energy transfer and is ejected in the form of neutral particles of individual atoms and either atoms or molecular clusters. Since these neutral particles have been ejected, they move in a straight line to impact and coat the substrate surface as desired.

このようなシステムにおいて解決すべき問題の一つは、基板に形成される膜の均一性である。このようなシステムにおいて解決すべき別の問題は、ターゲットの利用率である。具体的には、線形マグネトロンの磁石は往復で走査を行うため、ターゲットの両端で過剰なスパッタリングが生じ、走査方向に沿って、すなわち、平行に、2つの深い溝が発生する。その結果、ターゲットの表面の大部分はまだ使用可能であるにもかかわらず、ターゲットを交換しなければならない。この現象に対抗する様々な方法が、上記‘989特許に開示されている。   One problem to be solved in such a system is the uniformity of the film formed on the substrate. Another problem to be solved in such a system is target utilization. Specifically, since the magnet of the linear magnetron performs scanning in a reciprocating manner, excessive sputtering occurs at both ends of the target, and two deep grooves are generated along the scanning direction, that is, in parallel. As a result, the target must be replaced even though the majority of the target surface is still usable. Various methods to counter this phenomenon are disclosed in the '989 patent.

しかし、これまで対処されていない、別のターゲット利用率の問題は、走査サイクルの端で生じる浸食である。つまり、磁石がターゲットの端部に至ると、走査方向が反対になる。膜の均一性を実現するために、‘989特許は、ターゲットのどちらかの端部に向かって走査速度を下げることを提案している。しかし、これはターゲットのスパッタリングの増長につながり、走査方向に垂直の方向のターゲット両端における過剰な浸食につながる。   However, another target utilization problem that has not been addressed so far is erosion that occurs at the end of a scan cycle. That is, when the magnet reaches the end of the target, the scanning direction is reversed. In order to achieve film uniformity, the '989 patent proposes reducing the scanning speed towards either end of the target. However, this leads to increased sputtering of the target and excessive erosion at both ends of the target in the direction perpendicular to the scanning direction.

したがって、当該分野において、均一な成膜およびターゲットの利用率向上を可能にするスパッタリングシステムが求められている。   Accordingly, there is a need in the art for sputtering systems that enable uniform film formation and improved target utilization.

以下の概要は、本発明のいくつかの態様及び特徴の基本的な理解を提供するために含まれる。この概要は、本発明の広範な概要ではなく、本発明のキー又は重要な要素を特定したり、又は本発明の範囲を制限することを意図するものではない。その唯一の目的は、本発明のいくつかのコンセプトを、以下に示すより詳細な説明の前置きとして単純化した形態で示すことである。   The following summary is included to provide a basic understanding of some aspects and features of the invention. This summary is not an extensive overview of the invention and is not intended to identify key or critical elements of the invention or to limit the scope of the invention. Its sole purpose is to present some concepts of the invention in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later.

本明細書では、基板上に形成された膜の均一性を高めるとともに、高い処理能力を可能とするスパッタリングのシステムおよび方法を開示する。一実施形態は、基板が連続的にスパッタリングターゲットの前で動作するシステムを提供する。マグネトロンは、基板の動きよりも少なくとも数倍速い速度で、往復で線形走査される。マグネトロンは繰り返し、基板の進行方向に走査され、その後その反対方向に走査される。移動のほとんどの間、マグネトロンは一定速度で移動される。ただし、その移動の終わりに近づくと、減速する。その後、反対方向の移動が開始すると、一定速度に達するまで加速する。一実施形態における減速度/加速度は0.5gであり、別の実施形態では1gである。これによりターゲットの利用率が向上する。別の実施形態によれば、マグネトロンの変向点は後続の走査で変更して反転帯域が画定されるようにする。これによりターゲット利用率の向上が助長される。   Disclosed herein is a sputtering system and method that enhances the uniformity of a film formed on a substrate and enables high throughput. One embodiment provides a system in which a substrate operates continuously in front of a sputtering target. The magnetron is scanned linearly back and forth at a speed that is at least several times faster than the movement of the substrate. The magnetron is repeatedly scanned in the direction of travel of the substrate and then in the opposite direction. During most of the movement, the magnetron is moved at a constant speed. However, when approaching the end of the movement, it decelerates. After that, when the movement in the opposite direction starts, it accelerates until reaching a certain speed. The deceleration / acceleration in one embodiment is 0.5 g and in another embodiment is 1 g. This improves the utilization rate of the target. According to another embodiment, the turning point of the magnetron is changed in subsequent scans so that the inversion band is defined. This helps improve target utilization.

スパッタリングシステムは、入口ポートおよび出口ポートを備えた処理チャンバと、処理チャンバの壁に配置されたスパッタリングターゲットとを有する。移動式磁石装置は、スパッタリングターゲットの後方に配置され、ターゲットの後方で往復して摺動する。コンベアは、スパッタリングターゲットを通過して基板を一定速度で連続的に搬送させ、任意の時間に、いくつかの基板が先端と末端の間のターゲットに対向するようにする。移動式磁石装置は、コンベアの一定速度よりも少なくとも数倍速い速度で摺動する。転向帯域は、ターゲットの先端および末端の後方に画定され、磁石装置が転向帯域に進入すると減速し、転向帯域内で摺動方向を反転すると加速する。   The sputtering system has a processing chamber with an inlet port and an outlet port, and a sputtering target disposed on the wall of the processing chamber. The moving magnet device is disposed behind the sputtering target and slides back and forth behind the target. The conveyor passes the sputtering target continuously through the sputtering target at a constant speed so that at any given time, several substrates are facing the target between the tip and end. The moving magnet device slides at a speed that is at least several times faster than the constant speed of the conveyor. The turning zone is defined behind the tip and end of the target and decelerates when the magnet device enters the turning zone and accelerates when the sliding direction is reversed within the turning zone.

本発明の幾つかの実施形態にしたがって、ターゲットから基板の上に材料をスパッタリングさせるシステムは、基板を下流方向に搬送可能なキャリアと、基板を下流方向に通過させる第1処理チャンバを含む1つ以上の処理チャンバと、を備える。第1処理チャンバは、スパッタリングターゲットと、下流方向に下流走査速度でスパッタリングターゲットを横断走査し、下流方向と反対の上流方向に下流走査速度より遅い上流走査速度でスパッタリングターゲットを横断走査するように動作可能な磁石と、を有することができる。   In accordance with some embodiments of the present invention, a system for sputtering material from a target onto a substrate includes a carrier capable of transporting the substrate in a downstream direction and a first processing chamber for passing the substrate in the downstream direction. And the above processing chamber. The first processing chamber operates to transversely scan the sputtering target with the sputtering target in the downstream direction at a downstream scanning speed, and transversely scan the sputtering target in an upstream direction opposite to the downstream direction at an upstream scanning speed that is slower than the downstream scanning speed. Possible magnets.

本発明の幾つかの実施形態にしたがって、処理チャンバは、スパッタリングターゲットと、下流方向に下流走査速度でスパッタリングターゲットを横断走査し、下流方向と反対の上流方向に下流走査速度より遅い上流走査速度でスパッタリングターゲットを横断走査するように動作可能な磁石と、を含む。   In accordance with some embodiments of the present invention, a processing chamber scans a sputtering target with a sputtering target in a downstream direction at a downstream scanning speed and an upstream scanning speed that is slower than the downstream scanning speed in an upstream direction opposite to the downstream direction. And a magnet operable to traverse the sputtering target.

本発明の幾つかの実施形態にしたがって、スパッタリングの方法は、スパッタリングターゲットを下流速度で通過して基板を搬送させる工程と、そして、磁石が下流方向に下流走査速度でスパッタリングターゲットを横断走査し、また、下流方向と反対の上流方向に下流走査速度より遅い上流走査速度でスパッタリングターゲットを横断走査することにより、基板の上へのターゲット材料のスパッタリングを誘導する工程と、を含む。   In accordance with some embodiments of the present invention, a method of sputtering includes passing a substrate through a sputtering target at a downstream speed and transporting a substrate, and a magnet traverses the sputtering target in a downstream direction at a downstream scanning speed, And inducing sputtering of the target material onto the substrate by traversing the sputtering target in an upstream direction opposite to the downstream direction at an upstream scanning speed that is slower than the downstream scanning speed.

本発明の幾つかの実施形態にしたがって、ターゲットから基板の上に材料をスパッタリングさせるシステムは、基板を下流方向に搬送可能なキャリアと、基板を下流方向に通過させる第1処理チャンバを含む1つ以上の処理チャンバと、を備える。第1処理チャンバは、スパッタリングターゲットと、下流方向に下流走査の電力レベルでスパッタリングターゲットを横断走査し、下流方向と反対の上流方向に下流走査の電力レベルより大きい上流走査の電力レベルでスパッタリングターゲットを横断走査するように動作可能な磁石と、を有することができる。   In accordance with some embodiments of the present invention, a system for sputtering material from a target onto a substrate includes a carrier capable of transporting the substrate in a downstream direction and a first processing chamber for passing the substrate in the downstream direction. And the above processing chamber. The first processing chamber traverses the sputtering target with the sputtering target at a downstream scanning power level in the downstream direction, and the sputtering target at an upstream scanning power level greater than the downstream scanning power level in the upstream direction opposite to the downstream direction. And a magnet operable to transverse scan.

本発明の幾つかの実施形態にしたがって、処理チャンバは、スパッタリングターゲットと、下流方向に下流走査の電力レベルでスパッタリングターゲットを横断走査し、下流方向と反対の上流方向に下流走査の電力レベルより大きい上流走査の電力レベルでスパッタリングターゲットを横断走査するように動作可能な磁石と、を含む。   In accordance with some embodiments of the present invention, the processing chamber scans the sputtering target with the sputtering target at a downstream scanning power level in the downstream direction and is greater than the downstream scanning power level in the upstream direction opposite to the downstream direction. And a magnet operable to scan across the sputtering target at a power level of upstream scanning.

本発明の幾つかの実施形態にしたがって、スパッタリングの方法は、スパッタリングターゲットを下流速度で通過して基板を搬送させる工程と、磁石が下流方向に下流走査の電力レベルでスパッタリングターゲットを横断走査し、また、下流方向と反対の上流方向に下流走査の電力レベルより大きい上流走査の電力レベルでスパッタリングターゲットを横断走査することにより、基板の上にターゲット材料のスパッタリングを誘導する工程と、を含む。   In accordance with some embodiments of the present invention, a method of sputtering includes passing a substrate through a sputtering target at a downstream speed and transporting a substrate, and a magnet traverses the sputtering target in a downstream direction at a power level of downstream scanning, And inducing sputtering of the target material over the substrate by traversing the sputtering target in an upstream direction opposite the downstream direction at a power level of upstream scanning that is greater than the power level of downstream scanning.

本発明の更なる態様にしたがって、成膜チャンバのために提供されるスパッタリング装置は、前面及び背面と、その前面に提供されるスパッタリング材料とを有するターゲットと、ターゲットの背面に近接して往復走査するように構成された磁石を有する可動式磁石機構と、磁石と同じの速度でも反対の方向で往復走査するように構成されたカウンタウエイトと、を備える。磁石と同じの速度でも反対の方向で移動するカウンタウエイトを有することにより、システムにおける振動及び負荷が減らされ、また、磁石はより速い速度で走査することができ、より速いペースで加速および減速され得る。可動式磁石機構は、ターゲット及びカウンタウエイトを往復して移動させるために駆動される動力素子を含み、磁石及びカウンタウエイトは機械的に動力素子に結合される。動力素子は、例えばベルト、タイミングベルト、チェーンなどを含む可変張力素子であってもよい。動力素子を駆動させるために、モータは動力素子に結合され、また、コントローラはモータを駆動するために信号を提供する。   In accordance with a further aspect of the invention, a sputtering apparatus provided for a deposition chamber includes a target having a front surface and a back surface, a sputtering material provided on the front surface, and a reciprocating scan in proximity to the back surface of the target. A movable magnet mechanism having a magnet configured to do so, and a counterweight configured to reciprocate in the opposite direction at the same speed as the magnet. Having a counterweight that moves in the opposite direction at the same speed as the magnet reduces vibrations and loads in the system, and the magnet can scan at a faster speed and is accelerated and decelerated at a faster pace. obtain. The movable magnet mechanism includes a power element that is driven to move the target and counterweight back and forth, and the magnet and counterweight are mechanically coupled to the power element. The power element may be a variable tension element including, for example, a belt, a timing belt, and a chain. A motor is coupled to the power element to drive the power element, and a controller provides a signal to drive the motor.

別の態様にしたがって、スパッタリングシステムを動作させる方法と、スパッタリングシステムを動作させるコントローラとが提供される。コントローラは、磁極を繰り返して走査するように操作可能であり、該操作は、上流方向の距離Xを繰り返して走査し、その後反転して下流方向の距離Yを走査し、ターゲットの端部に至ると、下流方向の距離Xを繰り返して走査し、その後反転して上流方向の距離Yを走査するように、行われ、XはYより長く、また、Xはターゲットの長さより短い。一つの実施形態において、少なくともXとYの一つは一定であり、又は距離|X|−|Y|は一定に保たれる。   In accordance with another aspect, a method for operating a sputtering system and a controller for operating the sputtering system are provided. The controller can be operated to repeatedly scan the magnetic poles, which repeatedly scans the upstream distance X and then inverts and scans the downstream distance Y to the end of the target. In this case, the distance X in the downstream direction is repeatedly scanned and then reversed and the distance Y in the upstream direction is scanned, where X is longer than Y and X is shorter than the target length. In one embodiment, at least one of X and Y is constant, or the distance | X |-| Y | is kept constant.

以上の態様及び特徴は、いずれか設計されるシステムにおいて「混合及び整合」することができ、それによって所望の利益を得る。最大の利益を得るために、特定のシステムは、特定の状況及び特定の応用によっては、上記のすべての態様及び特徴を含んでもよいが、他のシステムはただ一つまたは二つの特徴を適用してもよい。   The above aspects and features can be “mixed and matched” in any designed system, thereby obtaining the desired benefits. For maximum benefit, a particular system may include all the aspects and features described above, depending on the particular situation and particular application, while other systems apply only one or two features. May be.

本明細書に組み込まれ、またその一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、発明を実施するための形態と共に本発明の原理を説明し描出する役割を担う。図面は図表図式によって例示の実施形態の主な特徴を示すことが意図されている。また、図面では、実際の実施形態のすべての特徴や、図示する要素の相対的なサイズが提示されることは意図されていない。それゆえに図面は正確な縮尺率ではない。   The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the detailed description, serve to explain and depict the principles of the invention. The drawings are intended to illustrate the main features of the exemplary embodiments in a diagrammatic manner. In addition, the drawings are not intended to show all features of actual embodiments or the relative sizes of the illustrated elements. Therefore, the drawings are not to scale.

一実施形態したがって、スパッタリングマグネトロンを用いて基板を処理するシステムの一部を示す。1 illustrates a portion of a system for processing a substrate using a sputtering magnetron, according to one embodiment. 図1の線A−Aに沿った断面を示す。Fig. 2 shows a section along the line AA in Fig. 1; 図1の線B−Bに沿った断面を示す。Fig. 3 shows a section along the line BB in Fig. 1; 一定速度で連続的に動作するコンベア上に基板が支持される、別の実施形態を示す。Fig. 4 illustrates another embodiment where the substrate is supported on a conveyor that operates continuously at a constant speed. カウンタウエイトを用いて走査磁極の運動をバランスさせる、別の実施形態を示す。Fig. 4 shows another embodiment in which counterweight is used to balance the movement of the scanning pole. 図4A及び4Bに示すようなスパッタリングチャンバを用いたシステム構成の例を示す。An example of a system configuration using a sputtering chamber as shown in FIGS. 4A and 4B is shown. 開示する実施形態のいずれかで用い得る可動式磁極の実施形態を示す。Fig. 4 illustrates an embodiment of a movable pole that can be used in any of the disclosed embodiments. 一定のウェハ搬送速度および異なる磁石走査速度を用いた場合の成膜均一性のグラフである。It is a graph of the film-forming uniformity at the time of using a fixed wafer conveyance speed and a different magnet scanning speed. 一定のウェハ搬送速度および異なる磁石走査速度を用いた場合の成膜均一性のグラフである。It is a graph of the film-forming uniformity at the time of using a fixed wafer conveyance speed and a different magnet scanning speed. 一定のウェハ搬送速度および異なる磁石走査速度を用いた場合の成膜均一性のグラフである。It is a graph of the film-forming uniformity at the time of using a fixed wafer conveyance speed and a different magnet scanning speed. 一定のウェハ搬送速度および異なる磁石走査速度を用いた場合の成膜均一性のグラフである。It is a graph of the film-forming uniformity at the time of using a fixed wafer conveyance speed and a different magnet scanning speed. 磁石走査速度が上昇すると均一性が低下することを示すグラフである。It is a graph which shows that a uniformity falls, when a magnet scanning speed rises. 走査速度よりも速い磁石走査速度に対する成膜均一性の特異な推移を示す別のグラフである。It is another graph which shows the special transition of the film-forming uniformity with respect to the magnet scanning speed faster than a scanning speed. 図8Bの円で囲まれた部分の拡大図である。It is an enlarged view of the part enclosed by the circle | round | yen of FIG. 8B.

以下、図面を参照して本発明のスパッタリングシステムの実施形態を説明する。異なる基板の処理に異なる実施形態を用いて、処理能力、膜均一性、ターゲット利用率などのような異なる利点を達成し得る。得ようとする成果によって、本明細書において開示される異なる特徴を、部分的または最大限に、単独、または組合せて利用することにより、利点と要件および制約とのバランスを取り得る。そのため、種々の実施形態を参照すると、特定の利益が強調されるが、それらは開示する実施形態に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the sputtering system of the present invention will be described with reference to the drawings. Different embodiments may be used to process different substrates to achieve different benefits such as throughput, film uniformity, target utilization, and the like. Depending on the outcome sought, the different features disclosed herein may be utilized in part or in full, either alone or in combination to balance the benefits with requirements and constraints. As such, reference to various embodiments highlights certain benefits, but they are not limited to the disclosed embodiments.

図1は、一実施形態にしたがって、スパッタリングマグネトロンを用いて基板を処理するシステムの一部を示す。図1では、3つのチャンバ100、105、110が示されるが、両端の3つのドットは、任意の数のチャンバを用いてもよいことを示す。また、ここでは3つの特定チャンバが示されるが、ここに示されるチャンバ構成を採用する必要があるわけではない。他のチャンバ構成を用いてもよく、図示されるチャンバの間に他の種類のチャンバを設けてもよい。例えば、第1のチャンバ100がロードロックであり、第2のチャンバ105がスパッタリングチャンバであり、第3のチャンバ110が別のロードロックであってもよい。   FIG. 1 illustrates a portion of a system for processing a substrate using a sputtering magnetron, according to one embodiment. In FIG. 1, three chambers 100, 105, 110 are shown, but the three dots at each end indicate that any number of chambers may be used. Also, although three specific chambers are shown here, it is not necessary to employ the chamber configuration shown here. Other chamber configurations may be used, and other types of chambers may be provided between the illustrated chambers. For example, the first chamber 100 may be a load lock, the second chamber 105 may be a sputtering chamber, and the third chamber 110 may be another load lock.

説明のために、図1の例では、3つのチャンバ100、105、110は、各々の真空ポンプ102、104、106により真空されたスパッタリングチャンバとする。各処理チャンバは、移送区間122、124および126ならびに処理区間132、134および136を有する。基板150は、基板キャリア120に載置される。本実施形態において、基板の両側上のスパッタリングターゲット材料により両表面が形成されるように、基板150は周辺部で(すなわち、その表面のいずれにも接触せずに)保持される。キャリア120は、軌道(図1に図示せず)に載る一組の車輪121を有する。一実施形態において、車輪は、より良好な牽引力および安定性をもたらすように磁化される。キャリア120は、基板を処理区間に配置するように、移送区間に設けられたレールに載せられ、一実施形態では、リニアモータ装置(図1に図示せず)を用いて、外部からキャリア120に駆動力を供給する。3つのチャンバ100、105および110がスパッタリングチャンバである場合、キャリア120はロードロック装置を介してシステムに出入りする。   For the sake of explanation, in the example of FIG. 1, the three chambers 100, 105, and 110 are assumed to be sputtering chambers evacuated by respective vacuum pumps 102, 104, and 106. Each processing chamber has a transfer section 122, 124 and 126 and a processing section 132, 134 and 136. The substrate 150 is placed on the substrate carrier 120. In this embodiment, the substrate 150 is held at the periphery (ie, without touching any of its surfaces) so that both surfaces are formed by the sputtering target material on both sides of the substrate. The carrier 120 has a set of wheels 121 that rest on a track (not shown in FIG. 1). In one embodiment, the wheels are magnetized to provide better traction and stability. The carrier 120 is placed on a rail provided in the transfer section so as to place the substrate in the processing section. In one embodiment, the carrier 120 is externally attached to the carrier 120 using a linear motor device (not shown in FIG. 1). Supply driving force. If the three chambers 100, 105 and 110 are sputtering chambers, the carrier 120 enters and exits the system via a load lock device.

図2は、図1の線A−Aに沿った断面を示す。単純化するために、図2において基板250は、キャリアがない状態で示されるが、図1のシステム内で行われる処理の間、基板250は終始キャリア120に載ったままであり、図2の矢印で示すとおり、チャンバからチャンバへ基板キャリアにより連続的に搬送されることを理解されたい。この例示的な実施形態では、各チャンバ200、205および210において、基板250は両側で処理される。また、図2には、作製中に各チャンバを隔離する分離バルブ202、206も示されているが、一実施形態では、基板が連続的に移動するために、分離バルブを単純なゲートに代替するかまたは取り除くこともできる。   FIG. 2 shows a section along the line AA in FIG. For simplicity, the substrate 250 is shown in the absence of a carrier in FIG. 2, but the substrate 250 remains on the carrier 120 throughout the process performed in the system of FIG. It should be understood that the substrate carrier is continuously transferred from chamber to chamber as indicated by. In this exemplary embodiment, in each chamber 200, 205 and 210, the substrate 250 is processed on both sides. Also shown in FIG. 2 are isolation valves 202, 206 that isolate each chamber during fabrication, but in one embodiment, the isolation valve is replaced with a simple gate for the substrate to move continuously. It can also be done or removed.

各チャンバは、線形軌道242’、244’、246’に載置される可動式マグネトロン242、244、246を備え、両方向矢印で示すように、ターゲット262の表面上にプラズマを走査するようにする。チャンバ内で基板がキャリア上で下流方向に搬送されるよう、磁石は連続的に往復して走査される。磁石242に関して示されるように、磁石がターゲット262の先端243に達すると、反転してターゲット262の末端247に向かって移動する。末端247に達すると、再び反転し、先端243に向かって走査される。この走査処理は連続的に繰り返される。なお、この特定に例において、下流方向は、ターゲット262の先端243から末端247まで平行に整列されることである。また、本明細書に記載のように、先端は上流位置または上流領域であると称してもよいが、末端は下流位置または下流領域であると称してもよい。この点において上流及び下流は、つまり、基板の進行方向を参照して定義され、その基板はターゲット262を通過して進行している、下流末端247に達する前に上流先端243に達する。   Each chamber includes movable magnetrons 242, 244, 246 mounted on linear trajectories 242 ′, 244 ′, 246 ′ so as to scan the plasma over the surface of target 262, as indicated by the double arrows. . The magnet is scanned back and forth continuously so that the substrate is transported downstream on the carrier in the chamber. As shown with respect to magnet 242, when the magnet reaches tip 243 of target 262, it reverses and moves toward end 247 of target 262. When the end 247 is reached, it is reversed again and scanned towards the tip 243. This scanning process is continuously repeated. Note that in this particular example, the downstream direction is aligned in parallel from the tip 243 to the end 247 of the target 262. Also, as described herein, the tip may be referred to as an upstream position or upstream region, but the end may be referred to as a downstream position or downstream region. In this respect, upstream and downstream are defined with reference to the direction of travel of the substrate, which reaches the upstream tip 243 before reaching the downstream end 247 traveling through the target 262.

図3は、図1の線B−Bに沿った断面を示す。基板350は、キャリア320に載置して示される。キャリア320は、軌道324に載る車輪321を有する。車輪321は磁性でもよく、その場合、軌道324は常磁性材料からなってもよい。他の駆動力および/または装置を用いてもよいが、本実施形態では、キャリアはリニアモータ326により移動される。チャンバは真空され、プラズマを維持するために前駆体ガス、例えばアルゴンがチャンバ内に供給される。RFバイアスエネルギーを、ターゲット364の後方に位置する可動式マグネトロン344に印可することによりプラズマが点火され維持される。   FIG. 3 shows a section along the line BB in FIG. The substrate 350 is shown mounted on the carrier 320. The carrier 320 has wheels 321 mounted on the track 324. The wheel 321 may be magnetic, in which case the track 324 may be made of a paramagnetic material. In this embodiment, the carrier is moved by a linear motor 326, although other driving forces and / or devices may be used. The chamber is evacuated and a precursor gas, such as argon, is supplied into the chamber to maintain the plasma. The plasma is ignited and maintained by applying RF bias energy to the movable magnetron 344 located behind the target 364.

図4Aに示す別の実施形態において、基板450は、ゲート402及び406を通過するための構成を以て、「通過」処理のために連続的に動作するコンベア440上で支持される。この構成は、太陽電池を作成する場合のように、基板の片側のみにスパッタリングする必要がある場合に特に有益である。例えば、いくつかの基板を横並びに配置させ、いくつかを同時に処理するようにすることができる。図4Aの吹き出し図は、横並び、すなわち矢印で示すように、垂直運動方向に沿って配置される、3つの基板を示す。基板は複数の行及び複数の列に配置されるといえる。図4Aの吹き出し図におけるドットは、基板の数はコンベア上で常に補充されるため、基板の供給は列方向に「連続」であってもよいと示す。したがって、基板は、「連続」供給方向又は行方向及びn行のように配置され、nは如何なる整数であってもよいが、図4Aにおけるnは3である。また、このような実施形態では、ターゲット464が基板の寸法に対して長い場合、ベルトがターゲット464の下で基板を連続的に移動させるため、複数の基板を縦方向および横方向に同時に処理することができる。例えば、3行、すなわち3枚の横並びのウェハを用いる場合、4枚3行の基板が処理可能なようにターゲットの寸法を設計し、これにより12枚の基板を同時に処理することができる。前述のとおり、マグネトロン444は、両方向矢印で示すように、基板の進行方向に平行な方向に、ターゲットの先端と末端の間を直線的に往復移動する。プラズマ403は、ターゲット464の反対側に、マグネトロン444の進行に追従し、それによってターゲット464から基板450の上で材料をスパッタリングする。   In another embodiment shown in FIG. 4A, the substrate 450 is supported on a conveyor 440 that operates continuously for “passing” processing, with a configuration for passing through the gates 402 and 406. This configuration is particularly beneficial when it is necessary to sputter only on one side of the substrate, such as when making solar cells. For example, several substrates can be placed side by side and some can be processed simultaneously. The balloon diagram of FIG. 4A shows three substrates arranged side by side, ie, along the direction of vertical motion as indicated by the arrows. It can be said that the substrates are arranged in a plurality of rows and a plurality of columns. The dots in the balloon diagram of FIG. 4A indicate that the substrate supply may be “continuous” in the row direction, since the number of substrates is always replenished on the conveyor. Thus, the substrates are arranged in a “continuous” supply direction or row direction and n rows, where n can be any integer, n in FIG. Also, in such an embodiment, when the target 464 is long relative to the dimensions of the substrate, the belt continuously moves the substrate under the target 464, so that multiple substrates are processed simultaneously in the vertical and horizontal directions. be able to. For example, when using three rows, that is, three side-by-side wafers, the dimensions of the target are designed so that four rows and three rows of substrates can be processed, whereby 12 substrates can be processed simultaneously. As described above, the magnetron 444 reciprocates linearly between the front end and the end of the target in a direction parallel to the traveling direction of the substrate, as indicated by a double arrow. Plasma 403 follows the progression of magnetron 444 on the opposite side of target 464, thereby sputtering material from target 464 onto substrate 450.

図4Bは、走査磁極442及びカウンタウエイト(counterweight)446を有する別の実施形態を示す。具体的には、走査磁極442は、両方向矢印で示すように、直線的に往復走査される。いずれかの端部で走査は方向を反転しなければならない。この反転は、システムで振動を引き起こす可能性があり、減速度及び加速度を制限し得る。この影響を減らすために、カウンタウエイト446はカウンタバランス(counter balance)として提供され、磁極と反対の方向に走査させて磁極の運動を相殺する。これによりシステムにおける振動を減らし、磁極の速い減速度及び速い加速度を可能にする。   FIG. 4B shows another embodiment having a scan pole 442 and a counterweight 446. Specifically, the scanning magnetic pole 442 is linearly reciprocated as indicated by a double arrow. At either end the scan must reverse direction. This inversion can cause vibrations in the system and can limit deceleration and acceleration. To reduce this effect, the counterweight 446 is provided as a counter balance and is scanned in the opposite direction to the magnetic pole to cancel the magnetic pole movement. This reduces vibrations in the system and enables fast deceleration and acceleration of the magnetic poles.

図4Bの特定例において、磁極442及びカウンタウエイト446が直線軌道アセンブリ445で自由に滑るように、磁極442及びカウンタウエイト446が直線軌道アセンブリ445に摺動自在に結合される。図4Bの視点からは直線軌道アセンブリが一つの軌道として見られるが、磁極442及びカウンタウエイト446を支持して自由に直線的に往復移動させるために、いくつかの軌道が配置され得る。磁極442は動力素子448の一側に取り付けられるが、カウンタウエイト446は動力素子448の他側に取り付けられる。動力素子448は、車輪441及び車輪443の上方に回転するチェーン、ベルト、歯付き(タイミング)ベルトなどのようなコンベアであってもよい。車輪の一つ、例えば、車輪443はモータ449により連結機構447、例えば歯付きベルトを介して駆動される。モータ449はコントローラ480によって制御され、コントローラ480は、車輪443を往復で回転させるためにモータ449に信号を送り、それによってコンベア448は、磁極442を軌道445で往復して滑らせながら、カウンタウエイト446を反対の方向に滑らせる。つまり、カウンタウエイトは磁石と同じ速度だが、磁石と反対方向に移動する。一般に、この配置はモータ及びシステムへの負荷を大幅に軽減する。この配置も振動を減らし、高速度、高加速度及び高減速度を可能にする。   In the particular example of FIG. 4B, the magnetic pole 442 and the counterweight 446 are slidably coupled to the linear track assembly 445 so that the magnetic pole 442 and the counterweight 446 slide freely on the linear track assembly 445. Although the linear track assembly is seen as a single track from the perspective of FIG. 4B, several tracks can be arranged to support the magnetic pole 442 and the counterweight 446 to move freely and linearly back and forth. The magnetic pole 442 is attached to one side of the power element 448, while the counterweight 446 is attached to the other side of the power element 448. The power elements 448 may be conveyors such as wheels 441 and chains rotating above the wheels 443, belts, toothed (timing) belts, and the like. One of the wheels, for example, the wheel 443 is driven by a motor 449 through a coupling mechanism 447, for example, a toothed belt. The motor 449 is controlled by the controller 480, which sends a signal to the motor 449 to rotate the wheel 443 in a reciprocating manner, so that the conveyor 448 slides the magnetic pole 442 back and forth in the track 445 while counterweighting. Slide 446 in the opposite direction. That is, the counterweight is at the same speed as the magnet but moves in the opposite direction to the magnet. In general, this arrangement greatly reduces the load on the motor and system. This arrangement also reduces vibration and enables high speed, high acceleration and high deceleration.

図5は、図4A又は4Bに示すようなシステムの例を示す。常圧コンベア500は連続的に基板をシステム内に移動させ、その後基板は低真空ロードロック505、高真空ロードロック510を横断するためにシステム内のコンベア上に移送され、必要に応じて移送チャンバ515を横断する。次いで、基板は、コンベア上で連続的に移動しながら、1つまたは複数、ここでは2つが示される、後続のチャンバ520によって処理される。その後、基板はコンベアで、任意の移送チャンバ525、高真空ロードロック530、低真空ロードロック535、常圧コンベア540へ順に進み、システムから出る。   FIG. 5 shows an example of a system as shown in FIG. 4A or 4B. The atmospheric conveyor 500 continuously moves the substrate into the system, after which the substrate is transferred onto the conveyor in the system to traverse the low vacuum load lock 505, the high vacuum load lock 510 and, if necessary, a transfer chamber. Cross 515. The substrate is then processed by a subsequent chamber 520, shown one or more, here two, while moving continuously on the conveyor. The substrate then proceeds on the conveyor in the order of any transfer chamber 525, high vacuum load lock 530, low vacuum load lock 535, and atmospheric conveyor 540 and exits the system.

図6は、前記の実施形態のいずれかで用い得る可動式マグネトロンの実施形態を示す。図6において、基板650はコンベア640で、一定速度で移動される。ターゲットアセンブリ664が基板上に配置され、可動式マグネトロン644は、両方向矢印で示すように、ターゲットアセンブリの後方で直線的に前後に振動する。プラズマ622はマグネトロンに追従し、ターゲットの異なる領域からスパッタリングを引き起こす。本実施形態において、通常移動の間マグネトロンの速度は一定であり、基板の速度より少なくとも数倍速い。この速度は、基板がスパッタリングチャンバを横断する間、可動式マグネトロンにより数回スパッタリングされるように計算される。例えば、マグネトロンの速度は、基板の速度よりも5〜10倍速くすることができ、それにより、コンベアがターゲットの全長を通過して基板を移動させるまでに、基板上に複数の層を成膜するよう、磁石はターゲット後方で数回往復走査される。   FIG. 6 shows an embodiment of a movable magnetron that can be used in any of the previous embodiments. In FIG. 6, the substrate 650 is moved by the conveyor 640 at a constant speed. A target assembly 664 is disposed on the substrate, and the movable magnetron 644 oscillates back and forth linearly behind the target assembly as indicated by the double arrow. The plasma 622 follows the magnetron and causes sputtering from different areas of the target. In this embodiment, the speed of the magnetron is constant during normal movement and is at least several times faster than the speed of the substrate. This rate is calculated so that the substrate is sputtered several times by a movable magnetron while traversing the sputtering chamber. For example, the speed of the magnetron can be 5 to 10 times faster than the speed of the substrate, thereby depositing multiple layers on the substrate before the conveyor moves the substrate through the entire length of the target. Thus, the magnet is reciprocated several times behind the target.

図6に示すように、本実施形態において各基板は、コンベアベルトの進行方向に規定された長さがLsである。同様に、磁石の進行方向に平行なコンベアの進行方向に規定されたターゲットの長さはLtである。本実施形態においてターゲット長さLtは、基板の長さLsよりも数倍長い。例えば、ターゲット長さは、1つの基板の長さと、コンベア上の2つの基板間の離隔距離Sの長さとを足したものとして規定されるピッチよりも4倍長くすることができる。つまり、ピッチP=(Ls+S)である。   As shown in FIG. 6, in this embodiment, each substrate has a length Ls defined in the traveling direction of the conveyor belt. Similarly, the length of the target defined in the traveling direction of the conveyor parallel to the traveling direction of the magnet is Lt. In the present embodiment, the target length Lt is several times longer than the substrate length Ls. For example, the target length can be four times longer than the pitch defined as the length of one substrate plus the length of the separation distance S between the two substrates on the conveyor. That is, the pitch P = (Ls + S).

ターゲット後方のマグネトロンの線形移動における問題は、ターゲットの先端および末端に到達するとき、一旦停止して反対方向の運動を開始するということである。その結果、ターゲットの端部が、ターゲットの主面よりも大幅に浸食されてしまう。ターゲットの端部における浸食が既定量を超える場合、ターゲットの中心部はまだ使用可能であるにもかかわらず、ターゲットを交換する必要がある。以下に述べるような様々な実施形態を用いてこの問題に対処する。   The problem with the linear movement of the magnetron behind the target is that when it reaches the tip and end of the target, it stops and starts moving in the opposite direction. As a result, the end of the target is significantly eroded from the main surface of the target. If the erosion at the end of the target exceeds a predetermined amount, the target needs to be replaced even though the center of the target is still usable. Various embodiments as described below are used to address this problem.

一実施形態にしたがって、ターゲットの先端および末端のそれぞれにおけるオフセットEおよびFが指定される。マグネトロンがオフセットに達すると、例えば0.5g、1gなどの規定の速度で減速する。オフセットの終端で、マグネトロンは反転し、規定の速度で加速する。これは、マグネトロンの移動の両端、すなわちターゲットの先端および末端で行われる。   According to one embodiment, offsets E and F at the tip and end of the target, respectively, are specified. When the magnetron reaches the offset, it decelerates at a prescribed speed such as 0.5 g or 1 g. At the end of the offset, the magnetron reverses and accelerates at the specified speed. This takes place at both ends of the magnetron movement, ie at the tip and end of the target.

別の実施形態によれば、転向帯域が規定され、例えばターゲットの先端および末端のそれぞれに帯域Eおよび帯域Fが指定される。マグネトロンは、転向帯域のいずれかに到達すると、転向帯域内の点で進行方向を反転する。しかしながら、時間の経過とともに、マグネトロンが転向帯域内で方向を反転する点がずれてくる。これは、図6の吹き出し図により例示される。図示するように、時間tにおいて、反転点はFで示される。時間tでは、反転点はFで示され、点Fよりもターゲットの末端寄りであるが、依然Fで示される帯域内にある。時間tでは、反転点Fは、さらにターゲットの末端寄りであり、時間tでは、Fはターゲットの末端から遠ざかる。しかし、すべての点Fは、帯域F内にある。反対側の帯域E、すなわちターゲットの先端でも同様の過程が行われる。 According to another embodiment, turning zones are defined, for example, zone E and zone F are designated at the tip and end of the target, respectively. When the magnetron reaches one of the turning zones, the direction of travel is reversed at a point in the turning zone. However, as time passes, the point at which the magnetron reverses direction within the turning zone shifts. This is illustrated by the balloon diagram of FIG. As illustrated, at time t 1, the inversion point is represented by F 1. At time t 2 , the inversion point is denoted F 2 , closer to the end of the target than point F 1 , but still within the band denoted F. At time t 3, reversal point F 3 is further an end side of the target, at time t n, F n is away from the end of the target. However, all points F i are in band F. The same process is performed in the opposite zone E, that is, the tip of the target.

走査方向を反転する点は、様々な方法で選択することができる。例えば、走査ごと、2回の走査ごと、またはx回の走査後に無作為の選択を行うことができる。逆に、走査ごとに、帯域の端部に達するまで一方向に距離Yの分点が移動され、その後、点が反対の端部に向かって距離Y分の移動を開始するプログラムを実行することもできる。一方、一方向にZ分移動した後、次のステップで反対方向に−w分(|w|<|Z|)移動することにより、インターレースパターンを生成するように移動を指定することができる。   The point for reversing the scanning direction can be selected in various ways. For example, a random selection can be made every scan, every two scans, or after x scans. On the contrary, for each scan, the minute point of distance Y is moved in one direction until the end of the band is reached, and then the program is executed to start moving the distance Y toward the opposite end of the point You can also. On the other hand, after moving in one direction by Z, in the next step, moving in the opposite direction by −w (| w | <| Z |) can specify movement to generate an interlace pattern.

本明細書に記載する実施形態において、処理工程にわたり、マグネトロンは一定速度で走査されるが、これは、走査速度を変更すると、基板の膜の均一性に悪影響を及ぼすことが分かっているためである。とりわけ、基板がターゲットの前を連続的に移動する構成では、処理領域上で磁石アレイを減速または加速させることは、膜厚均一性を制御するためにも得策ではない。   In the embodiments described herein, the magnetron is scanned at a constant speed throughout the process, since it has been found that changing the scan speed adversely affects the film uniformity of the substrate. is there. In particular, in a configuration where the substrate moves continuously in front of the target, decelerating or accelerating the magnet array over the processing region is not a good idea for controlling film thickness uniformity.

開示する実施形態では、多数の基板をコンベアで移動させることを、一定速度で移動される連続的な(非常に長い)1つの基板とみなすことができる。走査速度は、一定速度で移動する基板に良好な均一性をもたらすよう選択しなければならない。これらの実施形態では、ターゲットの利用率を制御するために、開始位置、停止位置、加速度および減速度を特殊な用途に用いる。これは、運動を反転する際に両端で発生する深い溝の範囲を広げる効果をもたらす。   In the disclosed embodiment, moving a large number of substrates on a conveyor can be viewed as a continuous (very long) substrate that is moved at a constant speed. The scanning speed must be selected to provide good uniformity for a substrate moving at a constant speed. In these embodiments, the start position, stop position, acceleration and deceleration are used for special applications in order to control target utilization. This has the effect of expanding the range of deep grooves that occur at both ends when reversing the motion.

極設計は、プラズマ軌道の上下において深い溝を減少させるために用いられる。走査はかなり高速で行われ、基板の全面にわたり電力を拡散させるため、より厚いターゲットを用いられるか、またはより大きな電力がターゲットに利用され得る。各基板は、複数のターゲットがプラズマを通過することを経るため、開始位置および停止位置は通過ごとに異なり得、走査の長さが通過ごとの変化の影響は、膜均一性には見られない。つまり、図6の実施形態は、転向帯域が処理領域の外側に設計されるような説明をしたが、これは、本明細書に記載のように基板が連続的に移動する場合には必要ではない。転向帯域は処理領域内に存在することが可能である。   The polar design is used to reduce deep grooves above and below the plasma trajectory. The scan is done at a fairly high speed and a thicker target can be used or a larger power can be utilized for the target to spread the power over the entire surface of the substrate. Since each substrate passes through a plurality of targets passing through the plasma, the start position and the stop position can be different for each pass, and the influence of changes in the scan length for each pass is not seen in the film uniformity. . That is, although the embodiment of FIG. 6 has been described such that the turning zone is designed outside the processing region, this is not necessary when the substrate moves continuously as described herein. Absent. The turning zone can exist in the processing region.

例えば、一実施形態にしたがって、1時間当たり2400基板のペースで太陽電池の作製を行うためにシステムを用いる。コンベアは、約35mm/secのペースで基板を連続的に移動させる。マグネトロンは、少なくとも250mm/sec、すなわち基板搬送の速度の7倍を超えるペースで走査される。ターゲットおよびマグネトロンは、マグネトロン走査の一方向への移動距離が約260mmとなるように設計される。これにより、97%を超える膜均一性が与えられる。加速度/減速度は、約6.4mmの距離で0.5gまたは、その約半分の距離で1gに設定され得る。図6に示されるように、1つまたは複数のコントローラ680により様々な計算を行い、マグネトロン走査速度、マグネトロン電力及び基板進行速度(例えば、コンベアの速度)などを制御することができる。   For example, according to one embodiment, the system is used to make solar cells at a rate of 2400 substrates per hour. The conveyor continuously moves the substrate at a pace of about 35 mm / sec. The magnetron is scanned at a pace of at least 250 mm / sec, i.e. more than 7 times the speed of substrate transport. The target and magnetron are designed so that the moving distance in one direction of the magnetron scanning is about 260 mm. This gives film uniformity exceeding 97%. The acceleration / deceleration may be set to 0.5 g at a distance of about 6.4 mm or 1 g at about half the distance. As shown in FIG. 6, various calculations may be performed by one or more controllers 680 to control magnetron scan speed, magnetron power, substrate travel speed (eg, conveyor speed), and the like.

図7A〜7Dは、一定のウェハ搬送速度および異なる磁石走査速度を用いた場合の成膜均一性のグラフである。図7Aは、ウェハ搬送速度の約5%の磁石走査速度に対する均一性のグラフである。例えば、35mm/sのウェハ搬送速度に対し、磁石を1.75mm/sで走査した。得られた膜均一性は、太陽電池のような装置の製造には不十分である90%であった。図7Bに示すように、磁石走査速度がウェハ速度の7.5%に上昇すると、均一性は86%まで低下する。さらに、速度が10%まで上昇すると、均一性は82%まで低下し、速度が12.5%まで上昇すると、均一性はさらに78%にまで低下する。そのため、磁石走査速度の上昇により膜均一性が相当低下するように見受けられ、磁石走査速度は、ウェハ搬送速度に対して低い割合であるべきことが示唆される。この結論は、図8Aに示す、磁石走査速度が上昇すると均一性が低下するグラフによりさらに裏付けられる。   7A-7D are graphs of film formation uniformity when using a constant wafer transport speed and different magnet scanning speeds. FIG. 7A is a graph of uniformity versus magnet scan speed of about 5% of wafer transport speed. For example, the magnet was scanned at 1.75 mm / s for a wafer transfer speed of 35 mm / s. The film uniformity obtained was 90%, which is insufficient for the production of devices such as solar cells. As shown in FIG. 7B, uniformity is reduced to 86% when the magnet scanning speed is increased to 7.5% of the wafer speed. Furthermore, when the speed increases to 10%, the uniformity decreases to 82%, and when the speed increases to 12.5%, the uniformity further decreases to 78%. Therefore, it appears that the film uniformity is considerably reduced by increasing the magnet scanning speed, which suggests that the magnet scanning speed should be a low ratio with respect to the wafer conveyance speed. This conclusion is further supported by the graph shown in FIG. 8A where the uniformity decreases as the magnet scanning speed increases.


ただし、図8Aのグラフは、最大達成可能な均一性が約90%程度であり得ることも示している。上記した通り、このような均一性は多くの処理において許容できない。そこで、さらなる調査が行われ、その結果、図8Bのグラフが得られた。図8Bのグラフは、磁石走査速度に対する成膜均一性の特異な推移を示している。実際、磁石走査速度が上昇すると、膜均一性が低下する。しかしながら、特定のポイントにおいて磁石走査速度がさらに増加すると、均一性が突然改善し始め、ウェハ搬送速度の3倍である磁石走査速度程度で、約98%の均一性のピークが達成される。その後、均一性の短時間の落ち込みが観察されるが、磁石走査速度がウェハ搬送速度の約5倍以上となると、その後均一性が回復され高いレベルで維持されることが、図8Cのグラフに示される。図8Bの円で囲まれた部分の拡大図である図8Cに示すように、ウェハ搬送速度の5倍を超える速度で、均一性は97%以上に維持され、搬送速度の約10倍の速度では、均一性は98%以上に維持される。これより速い速度は、機械的負荷および機械設計の観点から推奨されず、さらに速い速度では、均一性がそれほど改善されないようである。そのため、複雑な設計のコストおよび高くなり得る維持費は、走査速度がウェハ搬送速度の10倍を超えることを保証しない可能性がある。

However, the graph of FIG. 8A also shows that the maximum achievable uniformity can be on the order of about 90%. As noted above, such uniformity is unacceptable in many processes. Therefore, further investigation was performed, and as a result, the graph of FIG. 8B was obtained. The graph of FIG. 8B shows a unique transition of film formation uniformity with respect to the magnet scanning speed. In fact, as the magnet scanning speed increases, the film uniformity decreases. However, as the magnet scan speed further increases at a particular point, the uniformity begins to improve suddenly, and a peak of uniformity of about 98% is achieved at around the magnet scan speed, which is three times the wafer transport speed. Thereafter, a drop in uniformity is observed for a short time, but when the magnet scanning speed becomes about 5 times or more the wafer conveyance speed, the uniformity is recovered and maintained at a high level in the graph of FIG. 8C. Indicated. As shown in FIG. 8C, which is an enlarged view of a portion surrounded by a circle in FIG. 8B, the uniformity is maintained at 97% or more at a speed exceeding 5 times the wafer conveyance speed, and a speed about 10 times the conveyance speed. In this case, the uniformity is maintained at 98% or more. Higher speeds are not recommended from a mechanical load and mechanical design perspective, and higher speeds do not appear to improve the uniformity much. Thus, the cost of complex designs and the maintenance costs that can be high may not guarantee that the scanning speed will exceed 10 times the wafer transport speed.

幾つかの実施形態において、磁石進行の方向によって走査速度は異なり得る。例えば、磁石は下流方向(すなわち、基板運動と同じ方向)にターゲットを走査する時、磁石は一定速度で移動することができる。この速度は、磁石が上流方向(すなわち、基板運動と反対方向)にターゲットを走査する時、磁石の走査速度より速い。このような速度変化は、成膜ペースをより良好な制御を提供することができ、成膜均一性を向上させる。幾つかの実施形態において、このような速度変化は、磁石が下流及び上流に基板を通過するのに費やす時間の長さのバランスさせるために用いられる。つまり、「相対」速度、すなわち、ターゲットに対する磁石の進行速度は両進行方向にて同じであるように、磁石走査速度は選択することができる。例えば、基板速度はS及び磁石の相対速度はSである場合、磁石が下流方向に進行する時は速度S+Sで走査されるべきである一方、磁石が上流方向に進行する時は速度S-Sで走査されるべきである。 In some embodiments, the scanning speed may vary depending on the direction of magnet travel. For example, when the magnet scans the target in the downstream direction (ie, the same direction as the substrate motion), the magnet can move at a constant speed. This speed is faster than the scanning speed of the magnet when the magnet scans the target in the upstream direction (ie, the direction opposite to the substrate motion). Such a speed change can provide better control of the deposition rate and improves deposition uniformity. In some embodiments, such speed changes are used to balance the length of time that the magnet spends passing through the substrate downstream and upstream. That is, the magnet scanning speed can be selected so that the “relative” speed, ie the speed of travel of the magnet relative to the target, is the same in both travel directions. For example, the substrate velocity when the relative velocity of the S S and the magnet are S t, whereas when the magnet travels in the downstream direction should be scanned at a speed S t + S S, the magnet travels in the upstream direction The time should be scanned at the speed S t -S S.

さらに、幾つかの実施形態において、磁石進行の方向によってマグネトロン電力は変化し得る。例えば、磁石が下流方向にターゲットを走査する時に印加される電力は、磁石が上流方向にターゲットを走査する時に印加される電力より少ないかまたはより多い。このような電力変化は、成膜ペースをより良好な制御を提供することができ、成膜均一性を向上させる。幾つかの実施形態において、このような電力変化は、磁石が下流及び上流に基板を通過するために印加される電力量をバランスさせるために用いることができる。   Further, in some embodiments, the magnetron power may vary depending on the direction of magnet travel. For example, the power applied when the magnet scans the target in the downstream direction is less or greater than the power applied when the magnet scans the target in the upstream direction. Such power changes can provide better control of the deposition pace and improve deposition uniformity. In some embodiments, such power changes can be used to balance the amount of power applied to pass the magnet downstream and upstream through the substrate.

幾つかの実施形態において、速度及び電力の両方における変化は、磁石走査の方向に応じて、組み合わせて使うことができる。つまり、以上の例のように、一定の相対走査速度を生成するために、磁石が下流に進行する時の走査速度は、磁石が上流に進行する時の走査速度より速い。すなわち、磁石が、下流方向に既定のターゲット面積にわたり進行するのに費やす時間は、上流方向に既定のターゲット面積にわたり進行するのに費やす時間より短い。したがって、本発明の一実施形態によれば、全ての下流走査の間にターゲットに供給される総電力量は、全ての上流走査の間にターゲットに供給される総電力量と等しくなるように、下流及び/又は上流に進行する間にマグネトロン電力を変化させる。そのため、一つの走査方向の間に供給される総電力はPで、及び一つの走査方向(いずれかの方向)に走査するのにかかる時間はtである場合、各方向においてマグネトロンに印加される電力はW=Pd/tのように計算され、式中、tはターゲットの長さLに進行方向に応じる走査速度S+SまたはS-Sをかけるように計算される。 In some embodiments, changes in both speed and power can be used in combination, depending on the direction of magnet scanning. That is, as in the above example, in order to generate a constant relative scanning speed, the scanning speed when the magnet travels downstream is faster than the scanning speed when the magnet travels upstream. That is, the time that the magnet spends traveling over the predetermined target area in the downstream direction is less than the time it spends traveling over the predetermined target area in the upstream direction. Thus, according to one embodiment of the present invention, the total amount of power supplied to the target during all downstream scans is equal to the total amount of power supplied to the target during all upstream scans. The magnetron power is changed while traveling downstream and / or upstream. Therefore, if the total power supplied during the one scanning direction is P d, and a scanning direction time taken to scan to (either direction) is t s, it is applied to the magnetron in each direction power is calculated as W = Pd / t s, where, t s is to exert the scanning speed S t + S S or S t -S S responsive to the traveling direction to the length L t of the target Calculated.

一方、例えば、上流の磁石速度及び下流の磁石速度は一定であり、又は上流走査の間に基板が磁石走査に露光される時間が、下流走査の間に基板が磁石走査に露光される時間より短くなるような場合、下流走査の間の電力レベルに比べて上流走査の間の電力を増大させることが有益であり得る。つまり、基板が磁石の上流進行の間にターゲットからのスパッタリングに露光される時間より短い場合、基板で単位時間当たりに、より多くの材料を堆積させるため、上流進行の間にスパッタリングの電力を増大させるべきである。上流方向又は下流方向のいずれか一方に磁石が走査される時、基板上で単位時間当たりに堆積させる材料の量が同じになるように、電力差は算出され得る。つまり、単位時間当たりの、ターゲットからスパッタされる材料は、磁石の上流および下流の進行の間において異なるが、単位時間当たりに基板で堆積させる材料の量が同じになるように、磁石の上流走査及び下流走査の間における電力は調整され得る。例えば、磁石の上流進行の間に単位時間当たりのターゲットからスパッタされる材料量は、磁石の下流走査の間に単位時間当たりのターゲットからスパッタされる材料量より多いが、磁石の上流走査及び下流走査の間に、単位時間当たりに基板で堆積させる材料の量が同じになるように、磁石の上流進行の間にスパッタリング電力を増大させてもよい。   On the other hand, for example, the upstream magnet speed and the downstream magnet speed are constant, or the time during which the substrate is exposed to magnet scanning during upstream scanning is greater than the time during which the substrate is exposed to magnet scanning during downstream scanning. In such cases, it may be beneficial to increase the power during the upstream scan compared to the power level during the downstream scan. That is, if the substrate is shorter than the time exposed to sputtering from the target during upstream travel of the magnet, the sputtering power is increased during upstream travel to deposit more material per unit time on the substrate Should be allowed. The power difference can be calculated so that the amount of material deposited per unit time on the substrate is the same when the magnet is scanned in either the upstream or downstream direction. That is, the material sputtered from the target per unit time varies between upstream and downstream travel of the magnet, but upstream scanning of the magnet so that the amount of material deposited on the substrate per unit time is the same. And the power during downstream scanning can be adjusted. For example, the amount of material sputtered from the target per unit time during the upstream travel of the magnet is greater than the amount of material sputtered from the target per unit time during the downstream scan of the magnet, but the upstream scan and downstream of the magnet During the scan, the sputtering power may be increased during the upstream travel of the magnet so that the amount of material deposited on the substrate per unit time is the same.

上述の開示を用い、処理チャンバは、下流方向に基板が通過するように構成されたスパッタリングターゲットと、下流方向に下流走査の電力レベルでスパッタリングターゲットを横断走査し、下流方向と反対の上流方向に下流走査の電力レベルより小さい又は大きい上流走査の電力レベルでスパッタリングターゲットを横断走査するように動作可能な磁石と、を含み、提供され得る。磁石は、ターゲットの進行方向の端部における転向帯域で反転してもよい。また、各転向帯域における後続の反転は異なる位置で発生する。異なる位置は、無作為に選択されてもよい。ターゲットの長さは基板の長さより大きくてもよい。複数基板は所定のピッチで配置され得、処理チャンバを通過し、また、磁石は少なくとも前記ピッチの4倍の長さを有してもよい。   Using the above disclosure, a processing chamber scans a sputtering target configured to pass a substrate in a downstream direction and a downstream scanning power level in a downstream direction, and in an upstream direction opposite to the downstream direction. And a magnet operable to traverse the sputtering target at an upstream scan power level that is less than or greater than a downstream scan power level. The magnet may be reversed at the turning zone at the end in the direction of travel of the target. Also, subsequent inversions in each turning zone occur at different positions. Different locations may be selected at random. The length of the target may be greater than the length of the substrate. The plurality of substrates may be arranged at a predetermined pitch, pass through the processing chamber, and the magnet may have a length at least four times the pitch.

走査の反転は転向帯域に限定されず、走査の全長に広げることができる。例えば、磁石はXmmの距離で走査し、その後、反転して-Ymmの距離で進行してもよい(|X|>|−Y|)。また、磁石の進行を反転し、他のXmmの距離で走査し、その後、他の-Ymmの距離で反転する。このように、磁石はXmmで前進して-Ymmで後退するが、Xの絶対長さはYの絶対長さより長いため、ターゲットの全長にわたり走査が行われる。その後、磁石はターゲットの端部に達する時、磁石が-Xmm、すなわち前の進行方向と反対の方向にXmmの距離で進行する。磁石は反転してYmmの距離で進行する。この走査は、磁石走査反転が端部に限定されずターゲットの広範囲にわたり広がるように繰り返される。一部の実施形態においてX及びYは一定であるが、他の実施形態においてX及びYは、例えばターゲットの状況に応じて変化され得る。   The reversal of scanning is not limited to the turning band, and can be extended to the entire length of scanning. For example, the magnet may scan at a distance of Xmm and then invert and travel at a distance of -Ymm (| X |> | -Y |). Further, the progress of the magnet is reversed, scanning is performed at a distance of another Xmm, and then reversed at a distance of another -Ymm. Thus, the magnet advances at Xmm and retracts at -Ymm, but since the absolute length of X is longer than the absolute length of Y, scanning is performed over the entire length of the target. Thereafter, when the magnet reaches the end of the target, the magnet travels at a distance of -Xmm, ie, Xmm in the direction opposite to the previous travel direction. The magnet reverses and travels at a distance of Ymm. This scan is repeated so that the magnet scan reversal is not limited to the end but extends over a wide range of the target. In some embodiments, X and Y are constant, but in other embodiments, X and Y can be varied depending on, for example, the condition of the target.

幾つかの実施形態において、ターゲット走査距離は合計約240mmであってもよい。極は初期位置で始まり、第1の反転を行う前に、走査ごとに総距離の一部、例えば100mmで走査する。その後、極は、初期位置に完全には戻らないが、初期位置からオフセットされた位置に戻る。戻りの総距離60mmのために、オフセットは一つの例で40mmであってもよい。また、この例においてこのパターンは合計240mmをカバーするために6回で繰り返される。その結果、走査反転点はターゲットの表面全体にわたり広がり、反転帯域に拘束されない。幾つかの実施形態において、高加速度/減速度(約4-5g、g=9.80665メートル毎秒毎秒)、約1000mm/secである走査速度が行われ、一回の走査の長さは240mmに対して、210mm/secである走査速度に相当するネット速度(NetSpeed)を達成する。言うまでもなく、これらの数値は例として用いられ、特定の応用に応じて変化させてもよい。この試みは、開始/中止帯域が下流方向または上流方向に移動するため、開始/中止帯域は大きい領域にわたり広がることを可能とし、ターゲット利用率を高めると同時に基板に良好な膜厚均一性に維持する。幾つかの実施形態において、上流走査速度、下流走査速度、開始-中止の加速度/減速度、上流電力、下流電力、加速度の間の電力及び減速度の間の電力を設定するためにプログラムされるコントローラを用いて、このアプローチの成果は実現された。これらのそれぞれのパラメータは、所望の効果を得るために、コントローラにより個別に制御され、かつ変化されてもよい。   In some embodiments, the target scan distance may be a total of about 240 mm. The pole starts at the initial position and scans a portion of the total distance, eg, 100 mm, for each scan before performing the first inversion. Thereafter, the pole does not return completely to the initial position, but returns to a position offset from the initial position. For a total return distance of 60 mm, the offset may be 40 mm in one example. Also, in this example, this pattern is repeated 6 times to cover a total of 240 mm. As a result, the scan inversion point extends across the entire surface of the target and is not constrained by the inversion band. In some embodiments, high acceleration / deceleration (about 4-5 g, g = 9.80665 meters per second), a scanning speed of about 1000 mm / sec is performed, and the length of a single scan is 240 mm On the other hand, a net speed (NetSpeed) corresponding to a scanning speed of 210 mm / sec is achieved. Of course, these numbers are used as examples and may be varied depending on the particular application. This attempt allows the start / stop zone to move downstream or upstream, thus allowing the start / stop zone to extend over a large area, increasing target utilization and maintaining good film thickness uniformity on the substrate. To do. In some embodiments, programmed to set upstream scan speed, downstream scan speed, start-stop acceleration / deceleration, upstream power, downstream power, power during acceleration, and power during deceleration. The results of this approach were realized using a controller. Each of these parameters may be individually controlled and varied by the controller to obtain the desired effect.

また、幾つかの実施形態において、上流と下流との開始及び停止位置は後続の各走査について走査距離全体より短い等距離であるため、開始・停止位置が後続の各通過に伴い移動する。例えば、図6について、すべての地点のFにおいて、各地点FとEの間の距離は一定に保たれている。また、図6の実施形態で帯域F及びEはターゲットの端部に限定されると示されている。しかし、前段の例に説明されるように、変向点はターゲットの端部に限定される必要はなく、むしろ基板の全長にわたり広がってもよい。   Also, in some embodiments, the upstream and downstream start and stop positions are equidistant for each subsequent scan, which is shorter than the entire scan distance, so the start / stop positions move with each subsequent pass. For example, in FIG. 6, the distance between each point F and E is kept constant at F at all points. Also, in the embodiment of FIG. 6, bands F and E are shown to be limited to the end of the target. However, as described in the previous example, the turning point need not be limited to the end of the target, but rather may extend over the entire length of the substrate.

本明細書に述べられる様々な特徴は、特定の応用の必要に応じて、異なる実施形態は1つまたは複数の技術的特徴を有してもよい。一実施形態において、上流走査速度及び下流走査速度は同じ大きさまたは異なる大きさであってもよい。一実施形態において、上流及び下流の開始帯域及び停止帯域における加速度並びに減速度は同じ大きさまたは異なる大きさであってもよい。また、一実施形態において、上流及び下流におけるマグネトロンに印加される電力は同じ大きさまたは異なる大きさであってもよい。一実施形態において、上流及び下流の開始位置並びに停止位置は同じでも異なっていてもよい。一実施形態において、上流と下流との開始及び停止位置は後続の各走査について走査距離全体より短い等距離であるため、開始・停止位置が後続の各通過に伴い移動する。   The various features described herein may have one or more technical features, depending on the needs of a particular application. In one embodiment, the upstream scan speed and the downstream scan speed may be the same size or different sizes. In one embodiment, the acceleration and deceleration in the upstream and downstream start and stop bands may be the same or different. In one embodiment, the power applied to the upstream and downstream magnetrons may be the same or different. In one embodiment, the upstream and downstream start positions and stop positions may be the same or different. In one embodiment, the upstream and downstream start and stop positions are equidistant for each subsequent scan, which is shorter than the entire scan distance, so the start / stop position moves with each subsequent pass.

また、スパッタリングの方法は、スパッタリングターゲットを下流方向に通過して基板を搬送させる工程と、下流方向に下流走査の電力レベルでスパッタリングターゲットを横切って磁石を走査し、下流方向と反対の上流方向に下流走査の電力レベルより大きい上流走査の電力レベルでスパッタリングターゲットを横切って磁石を走査することにより、基板の上にターゲット材料のスパッタリングを誘導する工程と、を含み、提供される。磁石は、ターゲットの進行方向の端部における転向帯域で方向が反転してもよい。また、各転向帯域における後続の反転は異なる位置で発生する。異なる位置は無作為に選択されてもよい。   The sputtering method also includes a step of transporting the substrate through the sputtering target in the downstream direction, and a magnet is scanned across the sputtering target in the downstream direction at the power level of the downstream scanning in the upstream direction opposite to the downstream direction. Directing sputtering of the target material onto the substrate by scanning the magnet across the sputtering target at an upstream scan power level greater than the downstream scan power level. The direction of the magnet may be reversed in the turning zone at the end in the direction of travel of the target. Also, subsequent inversions in each turning zone occur at different positions. Different locations may be selected randomly.

上記のように、ターゲットから複数の基板の上に材料を堆積させるシステムは、複数の基板を下流方向に搬送可能なコンベアと、基板が下流方向に通過される処理チャンバとを、含み、提供される。該処理チャンバは下流方向に平行でnの基板に組合せられた長さより長い長さを有するターゲットと、ターゲットを横切って往復走査することが可能な磁石とを、有する。幾つかの実施形態において、下流方向に走査する間に下流走査電力レベルがターゲットに印加され、下流方向と反対の上流方向に走査する間に上流走査電力レベルがターゲットに印加され、上流走査電力は下流走査電力レベルと異なってもよい。別の実施形態において、カウンタウエイトは、磁石と同じ速度でも反対の方向に走査するように構成される。更に別の実施形態において、コンベアはn列の基板を移送し、nは整数である。更なる実施形態において、磁石はターゲットの長さに沿って異なる位置で走査方向を反転し、反転方向はターゲットの長さに沿って移動する。更なる実施形態において、下流走査速度及び上流走査速度は磁石と基板の間に下流又は上流のいずれかの走査方向において一定速度を維持するために設定される。   As described above, a system for depositing material from a target onto a plurality of substrates includes and is provided with a conveyor capable of transporting the plurality of substrates in the downstream direction and a processing chamber through which the substrates are passed in the downstream direction. The The processing chamber has a target parallel to the downstream direction and having a length longer than the length combined with the n substrates, and a magnet capable of reciprocating scanning across the target. In some embodiments, a downstream scanning power level is applied to the target while scanning in the downstream direction, an upstream scanning power level is applied to the target while scanning in the upstream direction opposite to the downstream direction, and the upstream scanning power is It may be different from the downstream scanning power level. In another embodiment, the counterweight is configured to scan in the opposite direction at the same speed as the magnet. In yet another embodiment, the conveyor transports n rows of substrates, where n is an integer. In a further embodiment, the magnet reverses the scan direction at different locations along the length of the target, and the reverse direction moves along the length of the target. In a further embodiment, the downstream scan speed and the upstream scan speed are set to maintain a constant speed in either the downstream or upstream scan direction between the magnet and the substrate.

本明細書に記載される処理工程および技術は、何らかの特定の装置に本質的に関係するのではなく、部材の任意の適切な組合せにより実施し得ることを理解すべきである。さらに、本明細書に記載された知見にしたがって、様々な種類の汎用デバイスを用いてもよい。あらゆる点において制限的ではなく例示的であることを意図された特定の例に関して本発明を説明してきた。当業者は、多くの様々な組み合わせが本発明の実施に適していることを理解するであろう。   It should be understood that the process steps and techniques described herein are not inherently related to any particular apparatus, but may be implemented by any suitable combination of members. Furthermore, various types of general-purpose devices may be used in accordance with the knowledge described herein. The invention has been described in terms of specific examples, which are intended in all respects to be illustrative rather than restrictive. Those skilled in the art will appreciate that many different combinations are suitable for the practice of the present invention.

さらに、本明細書に記載された本発明の仕様および実施を考慮することにより、本発明の他の実施態様は、当業者にとって明らかとなるであろう。記載された実施形態の様々な態様および/または構成要素は、単独でまたは組合せて用いてもよい。仕様および実施例は、単に典型的な例としてみなされることを意図し、本発明の真の範囲および趣旨は、以下の請求項により示される。   Furthermore, other embodiments of the invention will be apparent to those skilled in the art from consideration of the specification and practice of the invention described herein. Various aspects and / or components of the described embodiments may be used alone or in combination. It is intended that the specification and examples be considered as exemplary only, with a true scope and spirit of the invention being indicated by the following claims.

Claims (20)

ターゲットから基板の上に材料を堆積させるシステムであって、
前記基板を下流方向に搬送可能なキャリアと、
前記基板が下流方向に通過する成膜チャンバを含む1つ以上の処理チャンバと、を備え、
前記成膜チャンバは、
ターゲットと、
磁極が下流走査速度で下流方向に前記ターゲットを横断走査し、前記下流方向と反対の上流方向に上流走査速度で前記ターゲットを横断走査することが可能な磁石アセンブリと、
走査方向に応じて走査速度を制御可能なコントローラとを備え、
前記走査速度は、前記磁石アセンブリの進行の前記上流方向または下流方向に応じて変化される、システム。
A system for depositing material from a target onto a substrate,
A carrier capable of transporting the substrate in the downstream direction;
One or more processing chambers including a deposition chamber through which the substrate passes in a downstream direction,
The film forming chamber includes
Target,
A magnet assembly capable of magnetically traversing the target in a downstream direction at a downstream scanning speed and transversely scanning the target in an upstream direction opposite to the downstream direction at an upstream scanning speed;
A controller capable of controlling the scanning speed according to the scanning direction,
The system, wherein the scanning speed is varied according to the upstream or downstream direction of travel of the magnet assembly.
前記上流走査速度は、前記下流走査速度よりも遅い、請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the upstream scan rate is slower than the downstream scan rate. 前記下流走査速度は、前記基板が第1の前記処理チャンバを通過する速度より少なくとも5倍速い、請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the downstream scan rate is at least five times faster than a rate at which the substrate passes through the first processing chamber. 下流又は上流のいずれかの走査方向において、前記基板に相対する前記磁極の一定速度を維持するように前記下流走査速度及び前記上流走査速度が設定される、請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the downstream scanning speed and the upstream scanning speed are set to maintain a constant speed of the magnetic pole relative to the substrate in either the downstream or upstream scanning direction. 前記コントローラは、前記磁極の下流走査の間及び前記磁極の上流走査の間に、前記ターゲットに異なる電力を印加する、請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the controller applies different power to the target during a downstream scan of the magnetic pole and during an upstream scan of the magnetic pole. 全ての前記下流走査の間に前記ターゲットに供給される総電力は、全ての前記上流走査の間に前記ターゲットに供給される総電力と等しい、請求項5に記載のシステム。   6. The system of claim 5, wherein the total power supplied to the target during all the downstream scans is equal to the total power supplied to the target during all the upstream scans. 前記磁極は、前記ターゲットの進行方向の端部における転向帯域で方向を反転し、前記各転向帯域における後続の反転は異なる位置で発生する、請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the magnetic pole reverses direction at a turning zone at an end of the target traveling direction, and subsequent inversions at each turning zone occur at different locations. 前記異なる位置は無作為に選択される、請求項7に記載のシステム。   The system of claim 7, wherein the different locations are randomly selected. コントローラは、前記磁極を繰り返して走査するように操作可能であり、
該操作は、
上流方向の距離Xを繰り返して走査し、その後反転して下流方向の距離Yを走査し、
前記ターゲットの前記端部に至ると、下流方向の距離Xを繰り返して走査し、その後反転して上流方向の距離Yを走査するように、行われ、
XはYよりも長く、また、Xは前記ターゲットの長さよりも短い、請求項1に記載のシステム。
The controller is operable to repeatedly scan the magnetic poles;
The operation is
Scan the distance X in the upstream direction repeatedly, then invert and scan the distance Y in the downstream direction,
When the end of the target is reached, the downstream distance X is repeatedly scanned, and then reversed to scan the upstream distance Y.
The system of claim 1, wherein X is longer than Y and X is shorter than the length of the target.
XとYの少なくとも一つは一定である、請求項9に記載のシステム。   The system of claim 9, wherein at least one of X and Y is constant. 前記距離|X|−|Y|は一定に保たれている、請求項9に記載のシステム。   The system according to claim 9, wherein the distance | X | − | Y | is kept constant. 前記ターゲットの長さは前記基板の長さよりも大きい、請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein a length of the target is greater than a length of the substrate. 複数の基板は所定のピッチで配置され、該複数の基板は前記処理チャンバを通過し、
前記ターゲットの長さは少なくとも前記ピッチの長さの4倍である、請求項1に記載のシステム。
A plurality of substrates are arranged at a predetermined pitch, the plurality of substrates pass through the processing chamber,
The system of claim 1, wherein the length of the target is at least four times the length of the pitch.
前記成膜チャンバは、前記磁極と反対の方向に走査可能なカウンタウエイトをさらに備える、請求項1に記載のシステム。   The system according to claim 1, wherein the deposition chamber further includes a counterweight capable of scanning in a direction opposite to the magnetic pole. 前記磁石アセンブリは、直線軌道アセンブリと、前記直線軌道アセンブリで移動可能に前記直線軌道アセンブリに結合されたカウンタウエイトと、コンベアと、前記コントローラからの信号に従って前記コンベアを駆動させるために結合されたモータと、を備え、
前記磁極は、前記直線軌道アセンブリで移動可能に前記直線軌道アセンブリに結合され、
前記コンベアの一側は前記磁極に結合されるが、該コンベアの他側は前記カウンタウエイトに結合される、請求項1に記載のシステム。
The magnet assembly includes a linear track assembly, a counterweight movably coupled to the linear track assembly, a conveyor, and a motor coupled to drive the conveyor in accordance with a signal from the controller. And comprising
The magnetic pole is coupled to the linear track assembly movably in the linear track assembly;
The system of claim 1, wherein one side of the conveyor is coupled to the magnetic pole, while the other side of the conveyor is coupled to the counterweight.
基板を、下流速度でターゲットを通過させて搬送する工程と、
相対する下流方向及び上流方向において、磁石の走査の上流方向及び下流方向に応じた異なる速度で、前記ターゲットを横断するように前記磁石を往復して走査させることにより、前記基板の上にターゲット材料の成膜を誘導する工程と、を備える、方法。
Transporting the substrate through the target at a downstream speed;
Target material on the substrate by reciprocally scanning the magnet across the target at different speeds depending on the upstream and downstream directions of scanning of the magnet in opposite downstream and upstream directions Inducing film formation.
前記上流走査速度は、前記下流走査速度よりも遅い、請求項16に記載の方法。   The method of claim 16, wherein the upstream scan rate is slower than the downstream scan rate. 前記下流走査速度は、前記上流走査速度よりも少なくとも5倍速い、請求項16に記載の方法。   The method of claim 16, wherein the downstream scan rate is at least five times faster than the upstream scan rate. 前記ターゲットの進行方向の端部における転向帯域で前記磁極は走査方向を反転し、前記各転向帯域における後続の反転は異なる位置で発生する工程をさらに備える、請求項16に記載の方法。   The method of claim 16, further comprising the step of reversing the scan direction at a turning zone at an end of the target in the direction of travel, and subsequent reversals in each turning zone occur at different locations. 前記異なる位置は無作為に選択される、請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, wherein the different locations are randomly selected.
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