JP5048229B2 - マグネトロン・スパッタリング・デバイス - Google Patents
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Description
関連出願のクロスリファレンス
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、2004年8月20日に出願された米国仮出願第60/603,211号、2005年3月7日に出願された米国出願第11/074,249号、および、2005年7月8日に出願された米国出願第11/177,465号からの優先権を主張する。
中心回転軸、および、上記中心回転軸からほぼ等距離に配設された複数の遊星を含む遊星駆動システムを備え、各遊星は、独立した回転に適合した第2の軸およびコーティング・エリアを規定する直径を有し、各遊星は、対象物平面において1つまたは複数の対象物を支持するようになっており、上記中心回転軸から上記第2の軸までの距離は、上記遊星駆動システムの回転半径を形成し、
上記対象物平面からある照射距離に配設された上記コーティングを形成する材料を含むターゲットを含む円形陰極を備え、上記陰極は、中心点を有し、上記遊星直径より大きく、かつ、上記遊星直径の2倍までの陰極直径を有し、
上記陰極に電圧差を提供する陽極手段と、
動作時に排気されるようになっている、上記陰極および上記遊星駆動システムを収容するチャンバと、
スパッタ・ガス流を前記チャンバ内に提供するガス送出システムとを備え、上記遊星駆動システムの上記回転半径および上記照射距離は、上記遊星直径の大きさの半分と2倍の間であり、それによって、マスクを使用することなく、半径方向ランオフが最小の上記コーティング品質を提供する。
コーティングを形成する材料を備えるターゲットを含み、中心点を有する帯電される陰極と、
上記供給源からある照射距離に配設され、中心回転距離および複数の遊星を含む遊星駆動システムとを備え、上記複数の遊星はそれぞれ、独立した回転に適合した第2の軸上で支持され、かつ、上記中心回転軸から等距離に配設され、各遊星は、2段階の回転運動によって対象物を支持するようになっており、
上記陰極に電圧差を提供する帯電される陽極手段と、
動作時に、減少した圧力に排気されるようになっている、上記陰極および上記遊星駆動システムを収容するチャンバと、
プラズマを形成するために、上記チャンバにスパッタ・ガスを供給するガス送出システムとを備え、上記複数の遊星のそれぞれは直径dを有し、それぞれの第2の軸は、0.85*d<r<1.3*dであるような回転半径rで配設され、上記陰極と上記遊星駆動システム間の照射距離tは0.7*d<t<1.3*dであり、上記陰極は、d<CD<2*dであるような、中心点を中心とする陰極直径CDを有する材料の周囲を囲む。
スループット=負荷サイズ/サイクル時間*アップ時間パーセンテージ
コーティング・チャンバの負荷サイズは、機械装置の1サイクルにおいてコーティングされる基板面積である。コーティング機械装置のサイクル時間は、基板または他の対象物の1つのバッチをコーティングするのにかかる時間であり、コーティング前および同様にコーティング後のすべての補助プロセスを含む。サイクル時間は、実際には、1つの動作を実施することと、次の運転に関して同じ動作を実行する時点との間の時間である。アップ時間パーセンテージは、コーティング装置がコーティングのために利用可能な時間のパーセンテージである。残りのパーセンテージは、機器の改修、調整、および修理のための、予定したダウン時間および予定しないダウン時間による。
r=(d+s)/2sinα [式1]
α=360°/2n [式2]
で与えられる。
cosf(s)cos(i)/d2 [式3]
に比例すると仮定する。ここで、sは、コーティング・ラインと供給源法線(normal)の間の角度であり、iは、供給源(ターゲット)と点Pの間の角度である。これらのパラメータは図6に示される。式3は、ターゲットからの分布が、軸対称であること、付着係数が、コーティング入射角に依存しないことを意味する。項fは、ターゲットの放出特性を記述する経験的に決められた定数である。シミュレーションについて、ここでは、0.7の値が使用された。大きな直径を有する拡張したターゲットは、重み付き点供給源のアレイとして近似される。任意の瞬間に堆積する厚みは、全ての点供給源からの寄与分の合計である。
0.85*d<r<1.3*d
ここで、dは遊星の直径であり、rは遊星駆動システムの半径(例えば、中心回転軸30から第2の軸40まで)である。
Claims (23)
- 対象物にコーティングを施すマグネトロン・スパッタリング・デバイスであって、
中心回転軸、および、前記中心回転軸からほぼ等距離に配設された複数の遊星を含む遊星駆動システムを備え、各遊星は、独立した回転に適合した第2の軸およびコーティング・エリアを規定する直径を有し、各遊星は、対象物平面において1つまたは複数の対象物を支持するようになっており、前記中心回転軸から前記第2の軸までの距離は、前記遊星駆動システムの回転半径を形成し、
前記対象物平面からある照射距離に配設された前記コーティングを形成する材料を含むターゲットを含む円形陰極を備え、前記陰極は、中心点を有し、前記遊星直径より大きく、かつ、前記遊星直径の2倍までの陰極直径を有し、
前記陰極に電圧差を提供する陽極と、
動作時に排気されるようになっている、前記陰極および前記遊星駆動システムを収容するチャンバと、
スパッタ・ガス流を前記チャンバ内に提供するガス送出システムとを備え、前記遊星駆動システムの前記回転半径および前記照射距離は、前記遊星直径の大きさの半分と2倍の間であり、それによって、マスクを使用することなく、半径方向ランオフが最小の前記コーティング品質を提供するものであり、
前記陽極は、内部伝導性壁と、前記チャンバと直接結合され連通する開口と、電気絶縁される外部壁とを有する容器を備え、
前記ガス送出システムは、前記陽極を加圧するためにスパッタ・ガスが前記陽極の容器に入ることができる導管を提供するガス入口ポートを含む、
マグネトロン・スパッタリング・デバイス。 - 前記陰極の前記中心点は、前記中心回転軸とほぼアライメントがとられ、それによって、デバイスの中心軸が規定される請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記陰極中心点は、前記中心回転軸とのアライメントから前記陰極直径の3倍まで平行移動する請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記照射距離を、ターゲット表面の平面と前記対象物平面の間で調整する手段をさらに含む請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記陰極は、真空下で前記チャンバ内の前記ターゲットを変えるための陰極交換機構上で支持される請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記陰極交換機構は、1回の運転中に、前記対象物に複数の異なる材料を施すために、複数のターゲット材料を支持することが可能である請求項5に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 対象物にコーティングを施すマグネトロン・スパッタリング・デバイスであって、
コーティングを形成する材料を備えるターゲットを含み、中心点を有する帯電される陰極と、
前記陰極からある照射距離に配設され、中心回転軸および複数の遊星を含む遊星駆動システムとを備え、前記複数の遊星はそれぞれ、独立した回転に適合した第2の軸上で支持され、かつ、前記中心回転軸から等距離に配設され、各遊星は、2段階の回転運動によって対象物を支持するようになっており、
内部伝導性壁と、チャンバと直接結合され連通する開口と、電気絶縁される外部壁とを有する容器を備える、前記陰極に電圧差を提供する帯電される陽極と、
動作時に、減少した圧力に排気されるようになっている、前記陰極および前記遊星駆動システムを収容するチャンバと、
プラズマを形成するために、前記チャンバにスパッタ・ガスを供給するガス送出システムとを備え、前記複数の遊星のそれぞれは直径dを有し、それぞれの第2の軸は、0.85*d<r<1.3*dであるような前記中心回転軸から前記第2の軸までの距離に等しい回転半径rで配設され、前記陰極と前記遊星駆動システム間の照射距離tは0.7*d<t<1.3*dであり、前記陰極は、d<CD<2*dであるような、中心点を中心とする陰極直径CDを有する材料の周囲を囲むマグネトロン・スパッタリング・デバイス。 - 前記中心回転軸は、前記陰極の前記中心点とほぼアライメントがとられ、デバイスの中心軸を画定する請求項7に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記陰極中心点は、前記中心回転軸とのアライメントから前記陰極直径の4分の1まで平行移動する請求項7に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記中心回転軸から前記第2の軸までの距離に等しい前記回転半径は、r=(d+s)/2sinαとして規定され、ここで、α=360°/2n、dは遊星直径、sは遊星間分離、nは遊星の数である請求項7に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記遊星はそれぞれ、遊星間分離sが実用的な範囲で小さい状態で直径dを有し、回転半径rに対して0.85*d<r<1.3*dによって規定される請求項10に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記チャンバが真空下にある場合に、前記照射距離を前記遊星駆動システムと前記陰極の間で調整する手段をさらに含む請求項7に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記遊星の数は5〜8である請求項7に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記基板直径は8インチ以下である請求項7に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- DCおよびパルス化DCマグネトロン・デバイスのうちの1つを備える請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記チャンバの前記減少した圧力を実質的に変えることなく、コーティングした対象物を前記チャンバから、また、新しい対象物を前記チャンバ内に搬送するロードロック式装填機構をさらに含む請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記陰極は、すべての非衝突表面で電気的に絶縁される請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記陰極は環状である請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記陽極の容器は、前記チャンバの外に配設され、前記チャンバ内部と連通する開口を含む請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記第2の軸は、前記中心回転軸にほぼ平行である請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記スパッタ・ガス源は、前記陽極の容器内に配設される請求項7に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 活性化された反応性ガスは、前記ターゲット表面の平面が、反応性供給源と前記対象物平面の間になるように配設された前記反応性供給源から前記対象物の方に向けられる請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記陰極直径は少なくとも10インチである請求項7に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
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