JP5619666B2 - マグネトロン・スパッタリング・デバイスで使用するためのリング・カソード - Google Patents
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Description
主回転用の中心回転軸Cを有し、複数の遊星を支持する遊星ドライブ・システムであって、各遊星は、遊星中心点CSに第2の回転軸を有し、各遊星は、rW遊星半径によって描かれるコーティング領域を示すものであり、遊星ドライブ・システムは、中心回転軸Cから遊星中心点CSまでのキャリア半径rCを有する遊星ドライブ・システムと、
コーティングを形成する材料を含むリング形状ターゲットを含むリング形状カソードであって、中心点CC、遊星半径より大きい外側半径r2(r2>rW)、外側半径の1/4より大きい内側半径r1(r2>r1>1/4×r2)を有し、
カソード中心点Ccは、中心回転軸Cからキャリア半径rCの2/3と4/3との間のオフセット距離rT(2/3×rC<rT<4/3×rC)に配設され、
オフセット距離rTは、カソードの外側半径の1/2より大きく(rT>1/2×r2)、
垂直方向にターゲット表面から遊星表面までの照射距離hは、カソードの外側半径r2の1/3とカソードの外側半径の1倍との間にある(1/3×r2<h<r2)リング形状カソードと、
動作時に排気されるようになっている、カソードおよび遊星ドライブ・システムを収容するチャンバと、
スパッタ・ガス流をチャンバ内に提供するガス送出システムとを含む。
r1/r2>=0.48についてrW<0.67×r2またはr1/r2>=0.48についてr2>1.50×rW
r1/r2>=0.55についてrW<0.69×r2またはr1/r2>=0.55についてr2>1.45×rW
r1/r2>=0.76についてrW<0.80×r2またはr1/r2>=0.76についてr2>1.25×rW
r1/r2>=0.90についてrW<0.90×r2またはr1/r2>=0.90についてr2>1.11×rW
r1/r2>=0.48についてrW<0.50×r2またはr1/r2>=0.48についてr2>2.00×rW
r1/r2>=0.55についてrW<0.52×r2またはr1/r2>=0.55についてr2>1.92×rW
r1/r2>=0.76についてrW<0.58×r2またはr1/r2>=0.76についてr2>1.72×rW
r1/r2>=0.90についてrW<0.65×r2またはr1/r2>=0.90についてr2>1.54×rW
2 コーティング・チャンバ
8 ポンプ
10 マグネトロン・スパッタ・コーティング・デバイス
12 カソード
14 遊星ドライブ
16 キャリア
17 遊星
20、20’ アノード
21 開口
22 コンテナまたは容器
23 基板または対象物
24 ターゲット
25 電源リード線
26 コンテナの外側表面
28 水冷却パイプ
29 ガス入口ポート
32 チャンバ壁
33 絶縁性材料
35 内側磁気リング
36 活性化反応性ガス供給源
37 外側磁気リング
44 ターゲット表面の平面
46 対象物平面
Claims (20)
- 主回転用の中心回転軸Cを有し、複数の遊星を支持する遊星ドライブ・システムであって、各遊星は、遊星中心点CSに第2の回転軸を有し、各遊星は、rW遊星半径によって描かれるコーティング領域を示すものであり、前記遊星ドライブ・システムは、前記中心回転軸Cから遊星中心点CSまでのキャリア半径rCを有する遊星ドライブ・システムと、
コーティングを形成する材料を含むリング形状ターゲットを含むリング形状カソードであって、中心点CC、前記遊星半径より大きい外側半径r2(r2>rW)、前記外側半径の1/4より大きい内側半径r1(r2>r1>1/4×r2)を有し、
前記カソード中心点Ccは、前記中心回転軸Cから前記キャリア半径rCの2/3と4/3との間のオフセット距離rT(2/3×rC<rT<4/3×rC)に配設され、前記オフセット距離rTは、前記カソードの外側半径の1/2より大きく(rT>1/2×r2)、
垂直方向にターゲット表面から遊星表面までの照射距離hは、前記カソードの前記外側半径r2の1/3と前記カソードの前記外側半径の1倍との間にある(1/3×r2<h<r2)リング形状カソードと、
動作時に排気されるようになっている、前記カソードおよび前記遊星ドライブ・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含むマグネトロン・スパッタリング・デバイス。 - マスクを使用することなく基板にスパッタ・コーティングを提供するための請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記カソードに電圧差を提供するアノードをさらに含み、前記アノードは電子のための好ましい戻り経路になるものであり、前記アノードは、前記チャンバ壁から電気的に絶縁された絶縁外部表面を有する容器の内部導電性表面を備え、前記容器は、チャンバ内部に連通する開口を有し、前記開口は、スパッタリングされるほとんどの材料から前記内部導電性表面をシールドするために、前記容器の外周より著しく小さい請求項2に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- スパッタリング・ガス用の供給源は、前記開口を通して前記チャンバ内にスパッタリング・ガスを提供するために、前記容器内に結合され、前記開口は、ガス流が、局所的に前記アノード容器内の圧力を前記排気されるチャンバの圧力を超えて増加させることを可能にする大きさに作られる請求項3に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 反応性ガス用の活性化供給源をさらに含む請求項2に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 反応性ガス用の活性化供給源をさらに含む請求項4に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記アノードは、前記チャンバ内部に連通する前記容器の開口が、前記リング形状カソードの中心にあるように配置される請求項4に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 反応性ガス用の前記活性化供給源は、前記リング形状カソードの中心に配置される請求項5に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記アノードは、前記チャンバ内部に連通する前記容器の開口が、前記リング形状カソードの中心にあるように配置される請求項6に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 反応性ガス用の前記活性化供給源は、前記リング形状カソードの中心に配置される請求項6に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記アノードは、活性化された反応性ガスを、前記スパッタリング・ガスと共に前記開口を通して前記チャンバ内に提供するために、前記容器内に結合した反応性ガス用の供給源をさらに含む請求項4に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記アノードを備える前記容器の前記チャンバ内への開口は、前記リング形状カソードの中心に配置される請求項11に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記カソードからある距離に配置された補助活性化反応性供給源をさらに含む請求項12に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記内側半径r1は、r2>r1>1/2×r2となるように、外側半径r2の1/2より大きい請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記内側半径r1は、r2>r1>0.70×r2となるように、外側半径r2の0.70倍より大きい請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 0.95×r2>r1>0.6×r2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。
- 前記カソード半径r2は、前記遊星半径の1.11倍以上である(r2>1.11×rW)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。
- 前記カソードは、前記カソードの前記ターゲット材料の対向する側に永久磁石材料の内側および外側の同心リングを含み、前記内側および外側の同心リングは、反対極性を有し、前記内側および外側の同心リングの軸は、前記ターゲットの表面の近くに磁界を提供するために、前記ターゲットの表面に垂直である請求項1に記載のマグネトロン・スパッタリング・デバイス。
- 前記チャンバ内に、コーティングを形成する材料を含むリング形状ターゲットを含む1つまたは複数の交互のリング形状カソードをさらに含み、前記オフセット距離rTは、前記外側半径r2の1倍より大きい(rT>1×r2)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。
- ターゲット表面平面と対象物平面との間の前記照射距離を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。
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