KR100472811B1

KR100472811B1 - 막두께제어장치및그방법

Info

Publication number: KR100472811B1
Application number: KR1019970034127A
Authority: KR
Inventors: 할랜 아이. 할세이; 리챠드 이. 데마레이; 러셀 블랙; 아키히로 호소카와; 알랜 엠. 드 살보; 빅토리아 엘. 홀
Original assignee: 에이케이티 가부시키가이샤
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1997-07-19
Publication date: 2005-07-04
Also published as: KR980012090A; US5855744A; JPH1096078A; EP0820088A3; TW425590B; JP4054411B2; EP0820088A2

Abstract

본 발명은 마그네트론 스퍼터링을 사용할 때 막 두께 균일성의 개선을 제공하기 위해 마그네트론 또는 마그네트론의 일부와 스퍼터링 타겟 사이의 거리를 조절함으로써 막 두께 균일성 또는 두께 제어를 개선하는 구조 및 방법에 관한 것이다. 쐐기 레일, 등고선 레일, 등고선 표면, 캠 플레이트, 및 캠 플레이트 제어 종동부는 기판 스퍼터링(직사각형 기판을 위해 주로 사용되는) 때 마그네트론 어셈블리가 전후로 이동될 때 자계의 근접에 기인하는 마 두게 균일성 또는 두께 제어의 개선을 달성하는데 사용된다.

Description

막 두께 제어 장치 및 그 방법

본 발명은 스퍼터링 증착된 막에 대한 막 두께를 제어하기 위해 스퍼터링 챔버와 사용하기 위한 마그네트론 자계 및 특별한 구성에 관한 것으로서, 특히 마그네트론이 스퍼터링 동안 스퍼터링 타겟의 후면을 가로질러 측방향으로 이동할 때 마그네트론 내 자석 어레이를 포함하는 영구 자석들의 일부와 스퍼터링 타겟 사이의 거리를 변화시킴으로써 기판상에 증착되는 막 두께 제어하는 것에 관한 것이다.

이를테면, 스퍼터링은 아이템(가판), 예를 들어, 처리될 기판 또는 글래스 플레이트 상에, 알루미늄, 알루미늄 합금, 내화성 금속 실리사이드, 금, 구리, 티타늄, 티타늄-텅스텐, 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈과 같은 여러 가지 금속, 그리고 덜 흔하게는 실리콘 다이옥사이드 및 실리콘의 박막 증착을 위한 반도체 산업에 공통적으로 사용되는 다수의 물리적 기술을 말한다. 일반적으로, 상기 기술은 진공 챔버에서의 전계 사용에 의해 이온화된 불활성 가스 "미립자"(원자 또는 분자)의 가스 플라즈마 생성을 포함한다. 다음에 이온화된 미립자는 "타겟"을 향하게 되어 그것과 충돌한다. 충돌의 결과로서, 타겟 재료의 자유 원자 또는 중립 또는 이온화된 원자 그룹은 타겟의 표면으로부터 방출되고, 필수적으로 타겟 재료로부터 원자 레벨 미립자를 유리시킨다. 타겟 소스로부터 이탈하는 많은 자유 미립자는 응축되고, 타겟으로부터 상대적으로 짧은 거리에 배치되는 처리 대상(예를 들면, 웨이퍼, 기판) 표면상에 박막을 형성(증착)한다.

하나의 일반적인 스퍼터링 기술은 마그네트론 스퍼터링이다. 마그네트론 스퍼터링을 사용하여 기판을 처리할 때, 스퍼터링 작용은 스퍼터링이 자석을 사용하지 않고 가능한 경우보다 더 높은 속도와 더 낮은 처리 압력에서 발생하도록 타겟 표면상의 자계 영역내에 집중한다. 타겟 자체는 전기적으로 기판과 챔버에 관련하여 바이어싱되고, 캐소드로서 기능한다. 캐소드와 그것의 관련된 자계 소스의 엔지니어링 목적은 타겟의 균일한 침식과 처리되는 기판상의 순수 타겟 재료의 균일한 증착을 포함한다.

스퍼터링 동안 자계를 발생하는 자석이 한 위치에 정지해 있다면, 연속적 스퍼터링은 상기 위치에서 빨리 스퍼터링 타겟 두께의 불균일한 부분들을 소모하고 스퍼터링의 위치에서 고온점을 생성한다. 그러므로 자석은 타겟 표면의 균일한 사용을 야기하도록 설계된 경로로 타겟의 후면을 가로질러 연속적으로 이동되고, 처리되는 기판상에 대응적으로 균일한 막 두께를 스퍼터링 증착한다. 타겟을 스퍼터링하는 것은 기판상에 대체로 타겟 표면상의 사용(침식) 패턴과 일치하는 증착 패턴을 형성한다.

처리 챔버와 처리되는 기판의 오염을 방지하기 위하여, 스퍼터링은 비균일 스퍼터링 마모 패턴이 임의의 지점에서 타겟 재료의 전체 두께를 소모하기 이전에 정지된다. 타겟 뒤의 플레이트 상의 임의의 지점에 도달하면, 타겟 지지 플레이트(target backing plate) 재료(종종 구리)의 스퍼터링이 발생되어 타겟 후면 재료로 진공 챔버와 처리되는 기판을 오염시킨다. 타겟 사용의 비균일 패턴 때문에, 스퍼터링은 통상 많은 비율의 타겟이 남아있는 경우에도 정지된다.

타겟이 침식될 때, 타겟 표면(침식되는)과 기판 사이의 스퍼터링되는 거리는 느리게 증가한다. 타겟 표면과 기판 사이의 스퍼터링되는 거리의 변화는 증착되는 스퍼터링 재료의 품질과 그것의 균일성의 변화를 형성한다. 재료가 글래스 플레이트와 같은 넓은 면적 상에 증착될 때, 증착된 스퍼터링 재료의 두께 변화가 측정될 수 있고, 이러한 증착되는 스퍼터링 재료의 두께 변화는 허용될 수 없게 된다.

가스 플라즈마 발생과 캐소드상에 충돌하는 이온 흐름 형성에, 상당한 에너지가 공급된다. 이런 에너지는 포함된 구조와 구성 요소가 용융되는 것 또는 거의 용융될 뻔하는 것을 피하도록 방산되어야만 한다. 스퍼터링 타겟 냉각에 사용되는 일반적 기술은 물 또는 다른 냉각 액체를 스퍼터링 타겟의 고정된 내부 통로로 통과시키는 것이다. 공통적으로 사용되는 다른 냉각 기술은 냉각조(cooling bath)에 타겟의 후면을 노출하는 것이다. 냉각조 콘테이너를 통해 순환하는 냉각 액체는 타겟 어셈블리의 후면의 온도 제어를 보조한다. 후면 냉각조와 함께 타겟의 후면 상에 배치된 자석 어셈블리(마그네트론)는 냉각조의 액체내에서 이동된다.

도 1, 2 및 3은 직사각형 기판(64)(도 1에서 점선으로 도시된)이 받침대(52) 상에 지지되는 종래 기술의 스퍼터링 챔버(50)를 도시한다. 타겟 지지 플레이트(target backing plate)(56) 및 받침대(52)에 대향하는 전면을 가지는 타겟(54)으로 이루어진 타겟 어셈블리(58)는 그것을 시일링하는 처리 챔버의 상부 플랜지를 커버한다. 상기 받침대(52)에 마주하는 타겟 어셈블리의 측면에서 마그네트론 챔버(60)는 마그네트론 어셈블리(62)를 둘러싼다. 상기 마그네트론 챔버(60)는 타겟 어셈블리에 걸친 차동 압력을 감소하도록 진공 밀폐를 형성할 수 있거나(타겟 어셈블리를 관통하여 라우팅되는 냉각 유체를 사용), 또는 타겟 어셈블리(58)의 후면과 접촉하는 냉각조를 제공하도록 냉각 액체로 채워질 수 있다. 직사각형 기판(64)(일반적으로 챔버(50)의 외부 모양과 일치하는)의 스퍼터링을 증진하기 위해 상기 마그네트론 어셈블리(62)는 둥근 단부를 가진 선형 바가 된다. 상기 마그네트론 어셈블리는 마그네트론 챔버(60)를 통해 점선으로 표시된 마그네트른 어셈블리의 아웃라인(62a)으로 통과한다. 상기 마그네트론 이동에 의해 커버되는 영역의 아웃라인은 점선(66)에 의해 도시된다.

도 3에 도시된 바와 같은 마그네트론 어셈블리(62)는 상기 도면에서 굉장히 과장된 하부 및 상부 극단(예를 들면, 96, 98) 사이의 고도 범위 중 하나를 따라 타겟 어셈블리(58)에 평행하게 진행된다. 상기 특별한 고도(예를 들어, 96, 98)는 타겟(54)의 전면으로부터의 목적하는 거리(92)에 의존하고, 이것은 차례로 사용되는 특정 처리 챔버 압력과 스퍼터링 처리에 요구되는 스퍼터링 증진의 정도를 결정한다.

마그네트론 어셈블리에 사용되는 강한 네오디뮴 보론 아이론 자석 둘레에 제공되는 자계의 개념도는 도 4의 단면도로 도시되어 있다. 도시된 자석(예를 들어 70)의 양극(72, 74, 76, 78)은 영구 자석의 외부 루프(84)(도 1)내의 상부(스퍼터링 타겟으로부터 떨어져 있는)와 내부 루프(82)(도 1)의 하부(스퍼터링 타겟에 근접한)상에 있고, 극성들은 역전될 수 있다. 자석 지지 플레이트(80)는 마그네트론 어셈블리의 상부 측면상의 자계를 브리징하여 자계가 마그네트론 어셈블리의 상부 측면으로부터 위쪽으로 연장되는 것을 방지한다. 대조적으로, 인접한 자석 사이의 하부 측면상의 자계는 마그네트론 어셈블리(62)로부터 더 멀리 아래로 감소하는 자계 강도를 도시하는 루프(86)에 의해 개념적으로 도시된다. 상기 자계 라인(86)의 루프는 자석에 인접한 루프(88)내에 상당히 강한 자계를 묘사하며, 자석으로부터 가장 먼 루프(90)에서는 거리 함수로서 상당히 약해진 자계 강도로 급속히 자계 강도가 떨어진다(상기 루프는 거리와 자계 강도의 감소의 근사치를 도시한다). 거리 (92)(도 3)로부터 거리(94)(도5)로 타겟의 전면과 마그네트론 어셈블리(62) 사이의 거리를 증가시키는 마그네트론 어셈블리(62)의 임의의 수직적 이동은 도 4에 도시된 자계 강도 루프의 범위에 관련하여 대략 5배까지 받침대(52)와 대향하는 타겟 표면에서 자계 강도를 감소시킨다.

도 6은 2000 킬로와트 시간 전력 범위의 6061 Al의 타겟에 대한 타겟 침식 프로파일을 도시한다. 플롯에 의해 도시된 상기 등고선들은 프로파일 단부(주거(dwell) 위치)들 근처에서 약간 침식이 증가된 대체로 타겟의 균일한 사용을 도시한다. 주거 위치에서 관찰 가능한 패턴은 마그네트론 어셈블리로부터 방사하는 자계의 모양에 대응한다. 본 명세서에 도시된 바와 같은 타겟 침식 프로파일은 타겟에 마주보게 배치되는 기판상에 스퍼터링되는 증착 속도와 막 두께 균일성 또는 두께 제어에 관련된다(타겟상의 더 큰 침식을 도시하는 영역은 기판상의 더 큰 증착을 가지는 영역을 초래한다). 이런 특별한 보기에서, 상당히 높은 침식의 2개 영역이 있는데, 도 6에서 하나는 상부 오른쪽 코너(242)에 있고 다른 하나는 하부 왼쪽 코너(244)에 있으며, 기판상에 스퍼터링되는 대응하는 종착 두께 이상대(anomaly)를 생성한다.

타겟 막 두께 균일성에 대한 현재 사양(도 6에 도시된 50 대 60 센티미터 플레이트와 같은 대형 플레이트 조차)은 5% 또는 그보다 나아야 한다. 상기 영역 (242, 244)에 의해 도시된 바와 같은 타겟의 코너에서 높은 침식의 이상대는 단지 대략 7%의 막 두께 균일성만이 달성될 수 있도록 이들이 막 두께 균일성을 왜곡하기 때문에 특정 사양을 충족시키는데 있어 큰 우려를 초래한다. 균일성을 개선하기 위해 2개 영역(242, 244)내의 초과 침식은 막 두께 균일성에 대한 특정 사양이 충족될 수 있도록 감소되거나 제거되어야 한다.

상기 코너에 대한 높은 침식의 관찰은 진짜 원인을 식별하지 못한 상태에서 다량의 정밀한 조사로 시작된다. 상기 마그네트론 어셈블리내의 영구 자석 어레이 위치는 마그네트론 어셈블리 전체에 균일한 자계를 보장한다. 마그네트론으로부터 방사하는 자계의 일반적 균일성은 타겟의 표면 중앙에 걸친 일반적으로 균일한 침식 프로파일에 의해 확인된다. 상기 코너에서의 이상대(anomaly)에 대한 이유의 원인에 대한 추측은 전계 또는 자계 이상의 원인이 식별될 수 있는지를 결정하기 위한 조사를 포함하였다. 그러나, 어느 누구도 증명하지 못했다.

도 7은 기판 표면상의 막 두께를 표현하는 플롯을 도시한다. 그것은 직사각형 기판의 표면상의 막 두께 균일성을 보장한다. 이런 플롯은 도 6의 타겟 침식 프로파일과의 거의 거울 이미지 상관성을 도시한다.

박막 증착 분야에서, 기판의 크기는 더 큰 LCD 스크린에 대한 요구 증가 때문에 더 커지고 있다. 예를 들면, 현재 제조용 기판 크기는 400 mm X 500 m에 이르지만, 상기 크기는 미래에 600 mm X 700 mm 이상까지 확장될 것이다.

박막 증착에서 가장 어려운 업무 중 하나는 어떻게 기판상에 균일한 증착을 얻을 것인가 하는 것이다. 이런 단점은 더 큰 LCD 스크린의 경제적 생산을 방해하는 주요 요인이 되고 있다.

전술된 바와 같은 현재 스퍼터링 타겟 시스템의 막 두께 균일성 또는 두께 제어에서의 단점은 큰 기판상에 표면 코팅을 제공하기 위한 효과적이고 경제적인 수단과 같은 스퍼터링의 폭넓은 사용을 방해한다.

본 발명의 목적은 전술된 바와 같은 막 두께 이상대(anomaly)를 감소시키는 구조물과 방법을 제공하는 것이다.

타겟 침식 이상대가 발생할 때, 이런 위치에서 타겟에 노출된 자계 강도 변화는 증착된 막의 균일성 또는 두께 변화 제어를 개선하는 것을 알 수 있다. 임의의 위치에서 막 두께를 변경하는 한 가지 방법은 자계 강도의 국부적인 변화를 제공하면서 타겟 영역의 나머지에 걸쳐 자계 강도의 균일성을 유지하는 것이다.

자석 부재(마그네트론 어셈블리)는 스퍼터링 타겟에 근접하여 배치되고, 상기 자석 부재(마그네트론 어셈블리)는 자석 부재가 설정된 패턴 또는 반복 패턴으로 이동하도록 하는 자성 부재 사이클링 운동 시스템(magnetic member cycling system)(드라이브 시스템)을 가진다. 상기 반복 패턴은 패턴 기준 표면을 정의하는 포인트들의 세트에 의해 형성된다. 상기 패턴 기준 표면은 패턴의 측방 좌표 한 세트와 수직 좌표 한 세트에 의해 정의된다. 상기 측방 좌표는 상기 수직 좌표가 기준 표면 또는 오프셋 기준 표면(기준 표면과 평행하지만 기준 표면으로부터 오프셋되어 있음) 상에서 패턴 기준 표면의 고도들의 세트를 한정하는 측방향 위치를 정의하는 격자를 확립한다.

상기 패턴 기준 표면은 패턴 표면과 스퍼터링 타겟의 기준 표면 사이의 평행을 위한 허용 한계 범위(a range of tolerance)를 벗어나는 고도들의 서브세트를 가지는 분기부(divergent portion)(미리 설정된 상대적인 운동의 패턴)를 포함한다. 상기 분기부에서 마그네트론 이동은 타겟의 표면에서 자계 강도를 감소 또는 증가시킨다.

상기 스퍼터링 타겟의 기준 표면은 스퍼터링 타겟의 전면일 수 있다. 또한, 그것은 스퍼터링 타겟의 중간축 또는 후면이 될 수 있다. 자계 강도가 스퍼터링 챔버에 대향하는 스퍼터링 타겟의 표면에 걸쳐 거의 동일해야 한다는 것은 당업자에게는 명백하다. 그러므로, 스퍼터링 타겟의 기준 표면의 정의는 표면이 반듯한 수평면(straight surface)이든 곡면(curved surface)이든, 스퍼터링 타겟의 표면에 평행한 기하학적 또는 수학적 방법에 의해 일반적으로 정의될 수 있는 가정된 표면이거나 실제 표면이 될 수 있다. 수평면 또는 곡면 모양 표면은 갑작스런 계단이 없는 연속적인 것이고, 일반적으로 스퍼터링이 발생하기 이전(사용되지 않은 스퍼터링 이전 구성)의 평행을 위한 기준으로서 사용된다고 가정되는데, 그 이유는 스퍼터링이 시작된후에 상기 타겟 침식이 스퍼터링 타겟의 모양을 변형시킬 것이고 그것의 표면에 걸쳐 작지만 검출 가능한 타겟 침식의 차이에 기인하는 막 두께의 균일성 차이를 발생하기 시작하기 때문이다.

기판의 일부분에 걸쳐 균일한 막 두께를 가지고 다른 영역에서는 변화하는 두께를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명의 구조물과 방법은 자계 강도를 변화시킴으로써 증착되는 막 두께의 제어를 허용한다. 거의 균일한 막 두께가 달성될 수 있지만, 균일함이 요구되지 않는, 막 두께의 규정된 패턴, 예를 들어 외부 배선에 대한 용이한 접속을 제공하도록 에지에서 더 두꺼워지는 패턴이 달성될 수도 있다.

한 구성에서, 자계 강도의 변화는 단지 2개 베어링 레일 시스템을 사용할 때 대향하는 방향으로 마주보는 레일의 마주보는 코너를 경사지게 함으로써 달성된다 (마그네트론은 레일 사이의 베어링 트럭(bearing truck)으로서 작용한다). 예를 들면, 하나의 베어링 레일상에 상단부와 하단부를 제공함으로써 달성되고 마주보는 베어링 레일은 제 1 베어링 레일의 상단부에 대향하는 하단부를 갖는다. 이런 경사구성은 마그네트론 경로 패턴 기준 표면과 타겟의 기준 표면 사이의 평행에 대한 표준 허용 한계를 벗어나는 표면 패턴의 영역들을 포함하는 마그네트론 어셈블리를 위한 비행 경로 또는 표면 패턴(프로파일)을 초래할 것이다. 한 구성에서 상기 마그네트론은 전방과 후방 이동의 한 단부에서 한 방향으로 경사지게 되고, 전방과 후방 이동의 반대 단부에서 반대 방향으로 경사지게 된다. 이동의 중앙 영역에서 0.020" - 0.030" (500-750㎛) 만큼 작은 레일 고도 변화는 자계 강도가 작은 거리에 걸쳐 크게 감소하기 때문에 두드러진 효과를 가진다. 2 피트 이동 경로의 0.030" 단부 대 단부의 선형 레일의 고도 변화는 대략 8%로부터 대략 3-4%까지 막 두께 균일성 편차의 개선을 제공한다(5% 사양에 부합하는 개선을 제공한다).

본 발명에 따른 다른 구성에서, 2개 베어링 레일을 사용할 때 이들은 곡선 모양이 되거나 그렇지 않으면 증착되는 막 두께의 제어 또는 균일성의 개선을 증진하도록 자계 강도를 증가 및 감소시키기 위해 특정하게 기술되는 패턴의 타겟 표면에 근접 및 타겟 표면으로부터 멀리 떨어지는 자석 부재(마그네트론 어셈블리 또는 어셈블리의 한 단부)를 이동시키도록 패턴화될 수 있다.

횡방향(측면 방향)으로 이동하는 자석 부재를 사용하여, 자석 부재의 안내를 보조하는 여러 개의 트랙(2개 이상)을 제공하는 것이 가능하다. 상기 자석 부재(마그네트론)는 균일한 타겟 프로파일 유지를 보조하도록 2개 이상의 서브섹션으로 분할될 수 있다. 예를 들면, 이들 사이의 2개의 자석 부재 서브섹션을 지지하는 대체로 평행한 3개의 베어링 레일(한 세트의 트랙)을 제공하는 것이 가능하다. 외부 베어링 레일은 상대적으로 평평하게 될 수 있는 반면, 내부 베어링 레일은 자계 강도를 변화하도록 급강하 또는 고도될 수 있다. 유사하게, 상기 자석 부재는 그것이 처리 챔버의 한 단부로부터 다른 단부로 이동할 때 자체 레일 또는 경로의 컨투어를 따라가는 각각의 자석 서브섹션을 가진 일련의 자석 부재 서브섹션(하우징내에서 연결되거나 서로 분리된)으로 구성될 수 있다.

다른 구성에서, 캠 플레이트 표면(cam plate surface)은 일련의 슬롯들 및 자석 부재의 서브섹션들에 접속되는 표면 종동부(follower)를 포함한다. 한 단부로부터 다른 단부로의 상기 자석 부재의 이동은 자석 부재에 대한 각각의 개별 서브섹션의 상승부가 상기 캠 표면의 패턴을 따라가도록 한다. 또한 기계적 캠 표면-종동부 시스템의 사용에 의한 여러 가지 자석 서브섹션의 고도 변화는 모터와 같은 수직 운동 디바이스들, 및 각각의 자석 부재 서브섹션이 측면 위치에 의존하는 미리 프로그램된 컨투어에 따라 수직으로 이동하도록 하는 수직 드라이브를 사용함으로써 재현될 수 있다. 이런 이동은 이상대를 제거하고 막 두께 균일성을 개선하기 위하여 균일하지 않은 침식 프로파일을 형성하는 스퍼터링 이상대의 표면상의 위치에서 스퍼터링 세기를 잠재적으로 변화시킬 수 있다.

스퍼터링 타겟 표면과 스퍼터링 증착되는 기판사이의 거리는 기판상에 증착되는 막 두께를 결정하는 하나의 인자이다. 그러나, 큰 기판에 대한 스퍼터링 때 상기 타겟의 중앙이 스퍼터링 전력의 소스로부터 더 멀리 떨어지기 때문에 큰 타겟의 중앙에서 스퍼터링 세기가 약화되는 경향이 있다. 그러므로, 이런 약화를 보상하기 위해 이런 위치(영역)에서의 자계는 막 두께 균일성을 개선하도록 중앙에서 스퍼터릭 타겟에 더 가깝게 마그네트론을 이동시킴으로써 차츰 증가될 수 있다.

막 두께 균일성을 개선하기 위한 다른 구성은 그것의 이동 단부 근처에 마그네트론의 단부만 경사지게(롤링 또는 피치(pitch))하는 것이다. 상기 마그네트론을 지지하는 베어링 레일은 직선과 수평을 유지하고 마그네트론의 단부는 국부화된 경사로 (캠)와 롤러 (캠 종동부)를 사용함으로써 경사지게 된다. 경사로 또는 롤러는 마그네트론의 단부에 배치되고 경사로 또는 종동부는 처리 챔버에 고정된 정지 지지부(stationary support)상에 배치된다. 특별한 위치에서 마그네트론의 측방향 이동은 상기 캠이 경사력이 발생되도록 캠 종동부와 맞물리게 한다. 상기 경사력은 자석 부재 기준 표면이 분기부를 그리도록 수직 방향으로 마그네트론의 단부를 밀어낸다. 상기 경사는 항공기 비행 자세를 언급할 때 용어 롤과 피치가 이해되는 바와 같은 롤 이동 또는 피치 이동이 될 수 있고, 자석 부재(마그네트론)는 항공기 상에 고정된 날개와 관련된다.

전자석은 마그네트론에 사용될 수 있고 전자석의 자계는 자계 강도 변화가 요구된 막 두께에 영향을 끼치고 제어하도록 변경될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 스퍼터링 타겟의 근처에서 측방향으로 자석 부재를 이동시키고 수직 방향으로 상기 자석의 일부를 이동시키는 단계를 포함하며, 자계강도를 변화하기 위해 기준 표면과 선택된 위치들에서의 운동 평면 사이의 평행에 대한 허용 한계 이상의 거리는 평면으로부터의 분기가 막 두께 제어를 개선하도록 한다. 본 발명에 따른 다른 방법은 자석 부재의 트랙을 따라 측방향으로 자석 부재를 이동시키는 단계 및 스퍼터링 동안 막 두께 균일성을 개선하도록 트랙을 따라가는 하나 이상의 위치에서 스퍼터링 동안 사용되는 자계 강도를 변화하기 위해 자석부재의 측방향 이동과 동시에 수직 방향으로 상기 자석 부재부를 이동시키는 단계를 포함한다.

본 발명이 제공하는 개선의 이해는 도 7과 도 8의 막 균일성 플롯의 비교로부터 초래한다. 도 7의 플롯(250)에서 등고선의 플롯은 두께가 기판의 중앙으로부터 에지로 플롯팅될 때, 상기 기판 영역에 걸친 막 두께 편차를 도시하는 수 개의 진한 검은 등고선을 보여준다. 상기 비대칭(비스듬한) 플롯은 상부 왼쪽 코너와 하부 오른쪽 코너 증착이 이런 위치에서 심한 변화를 포함한다는 것을 보여준다. 도 7의 분석에 대한 막 두께 균일성의 변화는 대략 8%가 된다. 비교에서 본 발명에 따른 구조물과 방법을 사용하는 유사한 플롯(260)은 도 8에 도시된 바와 같은 막 균일성 플롯을 초래한다. 상기 분석으로부터의 플롯은 이제 대체로 중앙에 대해 대칭적이고 비스듬하지 않고 직사각형이다. 중앙으로부터 에지까지의 두께 변화는 수직 중앙축의 양쪽에서 거의 동일하다. 도 8은 도 7의 플롯보다 최대와 최소 사이의 더 작은 거리를 제공한다. 얻어지는 막 두께 균일성 편차는 대략 4%가 된다.

단일 빔 베어링 지지대

도 9는 본 발명에 따른 디바이스의 개략적 투시도인데, 마그네트론 어셈블리(272)는 화살표(274)에 의해 도시된 방향으로 마그네트론 챔버(270)내에서 이동된다. 상기 마그네트론 어셈블리(272)는 화살표(278)에 의해 도시된 바와 같이 수직으로 균일하게 이동될 수 있는 중앙 베어링 지지 빔(central bearing support beam)(276)상에 지지된다. 베어링 레일 세트(예를 들면, 382, 384)는 베어링 트럭 수용 부재 세트(bearing truck receiving member)(예를 들면, 282)를 통해 마그네트론 어셈블리(272)를 지지한다. 상기 마그네트론 어셈블리의 측방향 이동은 나사선 구동 너트 하우징(288)내에 포함된 나사선 구동 너트(286)와 결합되는 나사선 구동 로드(284)를 회전시킴으로써 생성된다. 상기 나사선 구동 너트 하우징은 상기 마그네트론 어셈블리(272)의 상부에 고정되고 그것으로부터 위쪽으로 연장되는 한쌍의 접속 핀(290a, 290b) 상에 결합되고, 측방향으로 슬라이딩할 수 있다. 상기 접속 핀(290a, 290b)과 상기 나사선 구동 너트 하우징(288)사이의 슬라이딩 접속은 상기 마그네트론 챔버(270)의 벽에 고정되는 나사선 구동 로드(284)와 상기 지지 범(276)에 의해 지지되는 마그네트론(272)간의 서로 다른 수직 이동을 조정한다. 상기 슬라이딩 접속은 마그네트론이 단부로부터 단부까지 사이클링할 때 마그네트론 일부의 수직 이동을 허용하고 도 10에 도시된 바와 같이 마그네트론이 사이클링할 때 기울어진다.

도 10은 도 9에 도시된 마와 같은 마그네트론 어셈블리의 이동을 나타내는 확대된 개략적 투시도이다. 상기 마그네트론 어셈블리(300)는 단부로부터 단부까지의 트위스트를 보여주는 중앙 베어링 지지 레일(302) 상에 지지되어 측방향으로 이동한다(이런 경우에 수평적이지만, 측방향 이동은 곡면의(예를 들면, 구면의) 기판표면을 가로지를 수 있다). 점선(304, 306)은 상기 마그네트론(300)이 상기 챔버의 한 단부로부터 다른 단부로 측방향으로 이동할 때 마그네트론 어셈블리의 단부의 고도(높이) 변화를 도시한다. 상기 마그네트론 어셈블리(272, 300)가 처리 챔버의한 단부로부터 다른 단부로 이동할 때, 그것의 왼쪽과 오른쪽 단부는 각각 고도 및 하강하고, 그러므로 타겟 어셈블리로부터 각각 더 멀리 있고 더 가깝게 된다. 상기 타겟 표면으로부터 멀리 있는 마그네트론 어셍블리의 단부(일부)는 스퍼터링 증진에 영향을 주는 자계를 감소시키는 반면, 타겟 표면에 더 가까운 마그네트론의 단부는 스퍼터링 증진에 영향을 주는 자계를 증가시킨다. 이런 단부 대 단부 경사 배열은 상기 부재가 단부로부터 단부로 측방향으로 이동할 때 마그네트론 챔버와 마그네트론의 마주보는 단부들의 마주보는 코너들에서의 스퍼터링에 각각 더 큰 영향을 제공한다.

종래의 생각은 상기 마그네트론이 이동할 때 타겟의 전체 영역에 걸쳐 일정하게 유지될 자계 강도를 요구한다. 이런 생각은 마그네트론의 경로와 타겟의 기준표면(통상 전면) 사이의 트랙킹의 평평함 또는 평행에 대한 특정 사양을 부과한다. 상기 부재 사이의 평행은 일정한 자계를 제공하도록 의도된다. 통상 1피트 미만에서 대략 5천분의 1 인치가 되는 평탄 또는 평행을 위한 보통의 허용 한계 범위의 사양은 특허 청구 범위에 따른 본 발명의 특징을 한정하는 것을 보조하는데 사용된다. 또한 이런 허용 한계는 제조의 자연적 변화와 기계적으로 메이팅되는 피스들의 정렬의 실제적인 한계점에 기인하는 정렬 변화를 배제한다. 본 발명에 따른 마그네트론의 단부에 대한 고도의 실제 차이는 상당히 구별하기 어렵게 될 수 있다. 피트당 0.0075" 만큼 작은 평탄 또는 평행을 위한 사양의 허용 한계의 자연적 범위를 약간 벗어나는 고도의 편차는 자계 강도가 거리에 따라서 강하게 변화하기 때문에 막 두께 균일성에 대한 효과를 가질 것이다. 국부적인 고도의 변화는 국부적인 효과를 가질 것이다. 상기 국부적인 변화는 분기부(정상적인 상황하에서 평탄 또는 평행에 대한 허용 범위를 초과하는 마그네트론 이동의 기준 표면의 부분, 측면 피트당 또는 그보다 적은 피트당 + 또는 - 0.005" 고도 편차 미만, 0.05% 미만으로서 정의)로서 정의될 수 있다.

그러므로 본 발명에 따른 구성은 평탄 또는 평행에 대한 허용 한계의 관점에서 한정될 수 있다. 상기 마그네트론의 측면 및 수직 이동에 의해 형성된 상상의 표면은 기준 표면에 대하여 평탄 또는 평행에 대해 평가된다. 본 발명에 따른 구성은 상기 상상의 표면이 평탄 및/또는 평행을 위한 일반적 허용 한계 범위를 벗어나는 상상의 표면의 수직 컴포넌트를 가지는 분기부를 포함하도록 규정되어 있고 상기 분기부내 마그네트론 이동의 결과로서 상기 이동은 기판상에 증착되는 막 두께의 균일성의 개선을 생성한다. 상기 자계 강도가 마그네트론으로부터의 거리 함수로서 크게 변화하기 때문에, 평탄 또는 평행으로부터 점진적으로 더 큰 이탈은 점진적으로 더 큰 막 두께의 변화를 형성한다. 도 9의 구성에 대하여 상기 마그네트론 트랙의 단부에서 0.030" , 또는 상기 마그네트론 단부에서 평면으로부터 대략 10mm 정도의 평탄 또는 평행으로부터의 이탈은 상기 기판과 타겟의 마주보는 코너에서 도 7의 플롯(평탄 또는 평행을 위한 허용 한계가 만족될 때 도 7의 구성은 레일 단부로부터 레일 단부까지 0.010" 의 정상 최대 범위를 가진다)에 비교하여 두드러진 개선을 제공하는 막 두께 균일성의 변화를 초래한다. 상기 고도 변화는 도 8에 도시된 바와 같이 5% 편차의 사양 요구사항을 만족시키도록 막 두께 균일성의 개선을 제공한다.

이런 실시예는 본 발명의 한 실시예를 제공하지만, 이런 동일한 기술은 막 두께 균일성 또는 두께 제어가 개선될 필요가 있는 다른 위치에 사용될 수 있다. 상기 마그네트론의 이동은, 그것의 이동을 그리는 상상의 표면 패턴이 평탄 또는 평행을 위한 표준 허용 한계를 초과하고 스퍼터링되는 타겟의 표면에서 자계의 변화를 형성하는 분기부를 포함도록 조절되고, 그 결과 기판 상에 증착된 상기 막 두께 균일성 또는 두께 제어는 개선된다.

단부로부터 단부까지와 측면 대 측면의 평탄과 평행에 대한 사양을 초과하는 부분의 수직 이동은 마그네트론 어셈블리(272)의 이동에 의해 형성된 상상의 기준표면 패턴/프로파일상에 중첩된 상상의 기준 표면에 대해 측정된다. 평탄 또는 평행으로부터 벗어나는 마그네트론 어셈블리(272)의 이동 특성을 도시하는 정면도는 선형 마그네트론 어셈블리(272)의 경사에 대해 도 11, 12 및 13에 도시되어 있고 마그네트론 어셈블리(272)의 휨에 대해 도 21, 22 및 30에 도시되어 있다. 양 구성에서 이동 단부에 근접한 마그네트론 어셈블리(272)의 단부들은 스퍼터링 증착되는 기판의 표면에 걸쳐 막 두께 균일성 또는 두께 제어의 개선을 제공하도록 표준(그렇지 않으면 선택된) 허용 한계(예를 들면, 0.005" /ft, 0.0075" /ft, 0.010" /ft, 0.015" /ft, 0.020" /ft, 0.025" /ft, 0.030" /ft, 0.035" /ft, 0.040" /ft, 또는 0.0050" /ft(마그네트론의 단부에서 대략 10mm의 고도 변화를 형성하는))를 초과하도록 상승된다.

도 11, 12 및 13은 도 9에 도시된 바와 같은 마그네트론 챔버(270)의 한 단부로부터 다른 단부로 이동할 때 마그네트론 어셈블리(272)의 비행 자세(경사 또는 휜-롤(bend-roll))를 도시하는 점진적 단면도이다. 상기 중앙 지지 레일(276)은 도9와 15에 도시된 바와 같이 원피스의 베어링 프레임(380)을 지지한다. 일반적으로 말하면, 상기 베어링 레일(382, 384)은 서로 평행하게 고정될 수 있게 구성된다. 그러나, 도 16에 도시된 바와 같이 상기 베어링 레일의 일부가 도 16에 도시된 홀 사이의 채널 상부의 분할 분리부(split seraration)(392)를 따라 절단된다면, 프로세스에 따라 전형적으로 다수의 0.010" 내지 0.060" 까지의, 예를 들어 0.050" 의 쐐기(예를 들면 394, 396)는 마주하는 단부에서 마주하는 측면상에 중앙 베어링 지지 빔(276)과 원피스 베어링 프레임(380) 사이의 위치에 배치되어 고정된다. 상기 쐐기는 상기 베어링 레일(382와 384)내 근소한 수직 휨을 초래한다. 상기 중앙 베어링 지지부에서 약간의 수직 오프셋(371)(도 13)은 마그네트론이 그것의 단부를 향해 외부로 더 놓여질 때 커지고, 중앙 베어링 지지부의 단부에서 상기 수직 오프셋은 최대(대략 10mm)이다. 상기 베어링 레일(382, 384)의 구성은 상기 마그네트론 어셈블리(272)가 상기 레일의 경로를 따라가도록 한다. 상기 마그네트론의 이동은 그것이 측방향으로 이동할 때 마그네트론 어셈블리(272)의 각 지점의 자취를 따라가는 상상의 표면 패턴(비행 경로)내에 일련의 지점들을 형성한다. 상기 상상의 표면 패턴 내 소정의 지점들은 기준 표면과의 평탄 또는 평행을 위한 허용 한계 이상의 거리만큼 상상의 수평 평면으로부터 수직으로 오프셋된다(마그네트론 어셈블리는 그것의 베어링 레일이 상기 중간 축(368)(도 12 참조)으로부터 수직으로 오프셋되지 않고 수평 기준 평면의 패턴과 교차한다면, 상기 수평 평면 내에서 이동될 것임). 또한 상기 베어링 레일 위치에 대한 수직 조절은 볼트가 상기 쐐기(394, 396) 대신에 또는 상기 쐐기에 부가하여 원피스 베어링 프레임의 측면에 조여지는 수직 슬롯을 사용함으로써 수행된다.

도 13에 도시된 바와 같이, 거리(370) 만큼 수직 방향으로 상기 왼쪽 분할 베어링 레일 프레임의 수직 방향 오프셋은 마그네트론 어셈블리가 점선(372)에 의해 도시된 바와 같은 롤 비행 자세(roll attitude)를 나타내도록 한다. 중앙 축(364)으로부터 상기 베어링 레일의 오프셋은 거리(366)만큼 설정된다. 유사하게 도 11에서 오른쪽 분할 베어링 레일(362)은 거리(371) 만큼(대략 10mm)의 중심 축(368)으로부터 오른쪽 베어링 레일의 오프셋이 점선(374)에 의해 도시된 바와 같은 마그네트론 롤 비행 자세를 제공하도록 한다. 그러므로, 중앙 지지대 근처의 작은 고도 변화는 상기 중앙 지지 레일(276) 너머 더 멀리 연장되는 마그네트론 어셈블리(272)의 말단부에서 훨씬 더 큰 고도 변화를 제공할 것이다.

도 17-20, 17a, 18a, 20a 및 21-24는 본 발명에 따라 중앙 지지 빔(276) 상에 지지되는 마그네트론의 다른 구성을 도시한다. 베어링 레일의 경사 대신의 이런 구성에서, 상기 베어링 레일은 간섭없이 타겟 어셈블리의 기준 표면에 평행한 마그네트론에 대한 평면 평탄 이동 경로를 제공하는 원래 평면 수평 비행 자세로 유지된다. 이런 구성에서 상기 마그네트론 어셈블리(272)는 상기 중앙 베어링 지지 빔(276)으로부터만 지지되는 것이 아니라, 마그네트론 어셈블리가 상기 챔버의 단부에 접근할 때 캠 종동부(롤러)(442)는 상기 마그네트론 어셈블리의 단부가 스퍼터링 타겟 어셈블리로부터 위쪽으로 멀리 휘어져 경사지도록 경사로(캠)(422)와 결합된다. 경사로(422, 428)는 초과 침식 이상대가 관찰되는 스퍼터링 타겟상의 위치에 대응하는 상기 챔버의 마주하는 코너에 배치된다(도 6 참조). 한 구성에서 단단하며 대체로 변형되지 않는 마그네트론 하우징은 상기 중앙 베어링 레일의 상기 베어링 트럭에 마그네트론을 홀딩하도록 스프링 로딩 결합부(spring loaded joint)와 함께 사용될 수 있다. 상기 스프링은 상기 마그네트론을 베어링 레일에 수평하고 평평하게 유지하기 위하여, 그리고 마그네트론의 단부가 그것을 상승시키도록 캠과 접촉하게 될 때 중앙 베어링 레일에서 피봇 축과의 힌지를 허용하도록 로딩된다. 다른 구성에서 상기 마그네트론 하우징은 쉽게 변형 가능한 플라스틱, 고무 또는 다른 유사한 재료로 제조되고, 상기 마그네트론 단부가 캠(예를 들면, 422)과 접촉하게 될 때 곡선 모양으로 휘어져 타겟 어셈블리로부터 멀리 마그네트론의 단부를 상승시키도록 중앙 레일에서 상기 중앙 베어링 트럭에 대한 견고한 접속을 갖는다. 도 21 대 21a와 도 23 대 23a에 도시된 상기 롤 비행 자세를 비교해보라.

도 17, 17a, 18, 18a,19, 20 및 2Oa는 마그네트론 어셈블리(272)의 단부의 이동을 도시하는 일련의 관련된 개략 횡단면도로서, 특정 위치에 배치된 캠(경사로)과 캠 종동부(롤러)는 전체 마그네트론 또는 일부 마그네트론을 타겟 어셈블리를 향해 또는 그것으로부터 이동하도록 한다. 상기 마그네트론 어셈블리는 도 17에 도시된 바와 같은 치수(432)를 가진 수직 롤 이동을 형성하기 위해 캠 종동부(롤러)(442)와 캠 표면(경사로)(422)을 사용한다. 상기 마그네트론 어셈블리(272)의 단부(440)는 리프트 롤러(442)를 가지는 리프트 롤러 어셈블리 프레임(444)을 포함한다. 상기 리프트 롤러(442)와 프레임(444)은 그것의 단부(단지 하나의 단부(440)가 도시됨)에서 상기 마그네트론 어셈블리(272)와 함께 이동되고, 상기 리프트 롤러(442)가 지지용 고정물(예를 들면, 지지용 블록(446))을 통해 챔버에 고정된 리프트 경사로(422)와 만날 때 상기 경사로(422) 위로 롤링하고 경사로 위로 롤링할때 상기 마그네트론 어셈블리는 거리(432)만큼 휘어진다. 이런 구성에서, 또한 단부에서 단부까지 마그네트론 어셈블리(272)를 이동시키는 병진력은 상기 경사로(422)와 마주칠 때 마그네트론의 단부(예를 들어, 440)가 위쪽으로 휘도록 한다. 도 21, 22와 23의 점선(424, 420, 430)은 마그네트론 어셈블리(272)가 단부에서 단부로 이동할 때 각각의 이상적 휨, 직선 및 휜 비행 자세(구성)를 나타낸다. 이상적인 경우에, 마그네트론 어셈블리(272)의 한 측면은 타겟 어셈블리의 기준 표면에 수평하고 평행하게 남아 있는 반면, 다른 측면은 도시된 바와 같이 거의 곡선으로 휘어지고,(선형 수평 점선은 마그네트론 어셈블리의 단부에서의 고도 변화가 평가될 수 있는 기준이 된다), 실제로 상기 트럭내의 선형 베어링과 베어링 레일 사이에 소정의 움직임이 있을 때 상기 어셈블리의 자유 단부상에 약간의 충격이 있으며 자유 단부에서 소정의 수직 이동이 발생할 것이다.

도 24의 평면도에서, 상부 왼쪽 코너 경사로(422)와 하부 오른쪽 코너 경사로(428)에 대한 예상 위치(고무와 같은 쉽게 변형가능한 재료가 사용될 때 과도한 재료 응력없이 마그네트론 어셈블리의 탄성 휨을 제공하는 위치)가 도시되어 있다. 상기 마그네트론 어셈블리(270)가 도 24의 22-22에서 취해진 중앙에 배치된 수평 비행 자세(구성)(420)로부터 21-21에서 취해진 비행 자세에 의해 도시된 바와 같은 챔버의 제 1단부로 이동할 때, 그 결과 얻어지는 마그네트론 어셈블리의 휨은 점선(424)에 의해 도시되고 상기 마그네트론 어셈블리의 단부에서 중앙선(예를 들면, 420)으로부터 오프셋 치수(426)를 제공한다. 유사하게 상기 마그네트론 어셈블리(272)가 23-23에서 취해진 도면에 의해 도시된 바와 같이 챔버의 다른 단부로 이동할 때, 점선(430)에 의해 도시된 바와 같이 상기 마그네트론 어셈블리의 휜 비행 자세는 중앙선(예를 들면, 420)으로부터 치수적 오프셋(432)을 제공한다. 대칭적 시스템에서 2개 단부에서 상기 마그네트론 어셈블리의 휨에 기인하는 상기 수직 오프셋 치수(432, 426)는 거의 동일하여야 하지만, 실험 데이터가 상이한 오프셋이 필요하다는 것을 보여준다면 각각의 단부에서 서로 다른 수직 오프셋 치수를 가지는 것이 가능하다. 또한 규정된 패턴의 비균일 막 두께를 달성하기 위한 스퍼터링제어가 수행될 수 있다.

도 17a, 18a 및 20a의 도면은 상기 중앙 베어링 레일 트럭(도시안됨)에 대한 스프링 로딩 중앙 마그네트론 접속을 가진 4개 경사로(또는 캠)(415, 416, 417, 418)의 사용을 도시한다. 도 17a에 도시되는 평면도에서 마그네트론의 단부는 상기 마그네트론(272a)의 한쪽상에 배치되는 2개 세트의 롤러(434, 436)를 포함한다. 상기 마그네트론이 그것의 측방향 이동의 단부에 근접할 때 한 측면(단지 하나만 도시된, 예를 들어 434) 상에서 그것의 2개 롤러는 2개 경사로(예를 들면 415, 418)에 접촉하고 상기 마그네트론은 거리(432a)만큼 챔버의 에지에 가장 가까운 마그네트론의 에지를 들어올리기 위해 상향 피치를 겪게된다. 상기 마그네트론 피치(항공기 비행 자세 참조를 다시 사용하여)의 변화에 기인하는 이런 에지 고도는 타겟 어셈블리의 에지에서 자계의 감소를 초래하고 에지 상승이 없는 경우에 존재하는 에지 효과에 기인하는 초과 증착을 방지한다. 그러므로 상기 마그네트론은 롤과 피치비행 자세의 변화를 겪을 수 있다. 그것의 편주(yaw) 비행 자세의 변화는 상기 베어링 트랙이 대체로 선형이 아니거나 베어링 트럭이 마그네트론상에 인접한 베어링트럭 사이의 소정의 서로 다른 이동을 허용하는 서스펜션이 포함된다면 가능하게 될 것이다.

전술된 마그네트론 어셈블리의 개념화된 구성은 실제로 도 25와 26에 도시된 바와 같은 장치에 의해 수행된다.

도 25와 26은 선형 베어링 지지 섹션(142)과 측면 확장 섹션(144)으로 구성되는 중앙 베어링 지지 프레임(136)에 의해 지지되는 마그네트론 어셈블리(118)의 하부도 및 단면도를 도시한다. 상기 선형 베어링 지지용 섹션(142)은 그것의 측면 베어링 레일(138, 140)(한 세트의 트랙)의 각각에 고정된다. 상기 마그네트론 어셈블리(118)는 한 세트의 레일 트럭(120, 121)을 통해 상기 베어링 레일(138, 140)로부터 지지된다. 상기 선형 레일 트럭은 상기 마그네트론 어셈블리(118)에 고정되고 상기 선형 레일(138, 140)상에서 전후방으로 슬라이드한다. 전방과 후방(측면) 방향의 상기 마그네트론 어셈블리의 이동은 홀(126, 128)을 수용하는 한 세트의 너트 하우징 핀을 포함하는 볼 나사 수용 너트(ball screw receiving nut)(122)에 의해수용되는 나사선 구동 로드(threaded drive rod)(볼 나사(ball screw))(112)의 회전에 의해 달성된다. 한 세트의 구동 핀은 상기 선형 레일(138, 140)과 회전가능 나사선 구동 로드(112) 사이의 오정렬에 기인하는 매커니즘의 걸려서 움직이지 못하는 문제를 방지하도록 수직으로 슬라이딩하기 위하여 상기 마그네트론 어셈블리(118)로부터 상기 홀(126, 128)내로 수직으로 연장된다. 상기 나사선 구동 로드는 챔버 상부 외부에 지지되는 볼나사 구동 모터(114)에 의해 회전되며, 상기 볼 나사의 제 2 단부는 볼 나사 단부 베어링(116)에 의해 지지된다. 이런 구성에서, 상기중앙 베어링 지지용 프레임(136)의 수직 방향 이동은 톱니 모양 구동 벨트 도르래가 부착되는 한 세트의 수직 방향으로 향한 리드 나사 한 세트(148, 150, 152)를 회전시킴으로써 달성된다. 구동 도르래와 모터(156)는 톱니 모양 구동 벨트(154)에의해 톱니 모양 구동 벨트 도르래에 연결된다. 상기 벨트 구동 도르래와 모터(156)가 회전될 때, 상기 도르래(148, 150, 152)는 상기 선형 베어링 지지용 섹션(142)과 상기 타겟 사이의 평행을 유지하는 동안 상기 중앙 베어링 지지용 프레임(136)을 위아래로 이동시키도록 정지 너트와 맞물린 균일하게 피칭된 리드 나사를 회전시키도록 동시에 회전한다.

통상적인 구성에서, 상기 마그네트론 어셈블리(118)의 수평 비행 자세는 매우 정밀하게 정렬된 베어링 레일(138, 140)에 대한 슬라이딩 부착을 통해 제어된다.

이런 방식으로, 상기 마그네트론 어셈블리의 이동은 침식 또는 사용되기 전에 스퍼터되지 않은 타겟의 평평한 정면과 평행하고 균일하다. 이런 구성은 대략 400mm X 500mm 크기의 상당히 작은 직사각형 기판의 스퍼터링을 위해 사용된다.

상기 실시예에서 상기 마그네트론이 본 발명에 따른 구성을 사용하여 경사질때, 상기 베어링 레일(138, 140)은 경사지게 되는 반면(예를 들어 도 22의 구성에 의해 도시된 바와 같이), 상기 중앙 베어링 지지용 프레임(136)은 상기 타겟 어셈블리와 평행 비행 자세로 유지되면서 상하로 계속 이동된다.

본 발명에 따른 방법은 도 25와 26에 도시된 바와 같이 상기 마그네트론 어셈블리가 타겟 어셈블리에 걸쳐 측면적으로 이동할 때 마그네트론 어셈블리를 수직으로 이동하는 것을 포함한다. 그러나, 도 6에 도시된 바와 같은 타겟 침식 프로파일의 깊이 편차를 가정하면, 상기 마그네트론 어셈블리의 평행 리프팅은 막 두께 균일성 또는 현재 수직으로 고정된 구성에 대한 두께 제어의 변화의 개선을 제공하지 않을 것이다. 다른 구성은 상기 마그네트론 어셈블리의 측면부에 결합된 전기 제어를 통해 상기 지지 빔과 마그네트론 어셈블리의 수직 이동을 제어하기 위해 개별 모터/작동기에 의해 각각의 수직 지지대를 구동하게 될 것이다.

2개 평행 빔 베어링 지지대

대략 600mm X 700mm 크기의 큰 직사각형 기판에 대해, 도 27과 28에 개념적으로 도시되고 도 34와 35에 상세히 도시된 제 2 장치가 사용된다.

도 27은 본 발명의 제 2 장치의 내용을 도시한다. 마그네트론 챔버(310)는 마그네트론 어셈블리(312)를 포함한다. 상기 마그네트론 어셈블리(312)는 한 세트의 베어링 트럭(예를 들어 324)에 고정된 상기 마그네트론 어셈블리(312)가 화살표(314)에 의해 도시된 바와 같이 측면 방향으로 한 세트의 베어링 레일(예를 들어 322)을 따라 이동하도록 하는 2개의 베어링 지지 빔(316, 317)에 의해 지지된다. 상기 베어링 지지 빔(316, 318)의 수직 이동은 화살표(320)에 의해 도시된다. 상기 베어링 레일(322)을 따른 마그네트론 어셈블리(312)의 측방향 이동은 나사선 구동너트 하우징(330)내에 포함된 나사선 구동 너트(328)와 결합하는 상기 나사선 구동로드(326)의 회전에 의해 형성된다. 상기 나사선 구동 너트 하우징(330)은 상기 베어링 지지 빔(316, 318)과 나사선 구동 너트(326)사이의 오정렬 또는 상대 이동이 횡방향에는 고정을 제공하는 반면에, 수직 방향에는 가요성 접속을 제공하도록 상기 마그네트론 어셈블리(312)에 고정되는 가용성 스프링형 접속부(332)의 휘어진 섹션에 고정된다. 도 27의 구성의 상기 마그네트론 어셈블리(312)의 이상화된 트랙 킹은 도 28에 도시되어 있다. 도 28에서 상기 마그네트론 어셈블리(312)는 단부 프레임(348, 350)에 의해 지지되는 2개 베어링 지지 레일(344, 346)상에 지지된다. 이런 구성의 단부 프레임(348, 350)은 서로 평평하고 평행하다. 상기 왼쪽 레일(344)의 위치는 마주보는 단부에서 프레임(348)의 하부 에지로부터 프레임(350)의 상부 예지로의 수직 진행을 도시하고 있다. 오른쪽 베어링 지지대(346)의 위치는 마주보는 단부에서 상기 단부 프레임(348)의 상부 에지로부터 단부 프레임(350)의 하부 에지로의 수직 진행을 도시한다.

단부 레일에 의해 지지되는 마그네트론 어셈블리는 도 29 내지 33에 도시되어 있다. 도 29는 2개 주변 지지 레일(400, 402)에 의해 지지되는 마그네트론 어셈블리(312)를 가진 처리 챔버의 단면을 도시한다. 이런 구성은 도 27과 28의 개념화된 구상도와 일치한다. 도 3O에 도시된 바와 같이, 하나의 말단부에서(도 33의 30-30 위치에서 취해진), 상기 거리(408a)에 의해 도시된 양의 수직 방향의 상기 레일(402)의 단부의 오프셋은 점선(412)에 의해 근사화된 바와 같은 마그네트론 어셈블리 비행 자세(경사)를 초래한다. 도 31에서 도시된 중앙 위치에서(도 33의 31-31 위치에서 취해진) 수평 비행 자세(404)는 마그네트론이 타겟 표면 또는 타겟 기준 표면(일반적으로 평면)에 평행하도록 한다. 도 32에서 도시된 바와 같이 처리 챔버의 제 2 단부에서(도 33의 32-32에서 취해진 횡단면) 타겟 어셈블리의 기준 평면(예를 들면, 도 31에서 404에 평행)상의 베어링 레일(400)의 위치는 상기 마그네트론 어셈블리(312)의 비행 자세(경사)가 접선(414)에 의해 도시된 바와 같이 근사되도록 한다. 상기 수직 오프셋 거리는 408b에 의해 표현된다. 이런 실시예에서 상기 처리 챔버의 측면 중앙선(406)으로부터의 수평 오프셋은 거리(410)이고, 그러므로 상기 빔(408a, 408b)에서의 수직 오프셋 치수는 마주보는 지지 레일에 더 가깝게 배치된 베어링 레일에서의 더 작은 수직 오프셋이 상기 마그네트론 어셈블리(312)의 한 단부로부터 다른 단부로 단위 길이당 유사한 비행 자세 변화(경사)를 초래하는 도 11 내지 16에 도시된 상기 마그네트론 어셈블리의 구성과 비교하여 유사한 비행 자세의 변화(경사)를 달성하도록 더 커야한다.

도 34와 35의 상세도는 스퍼터링 챔버와 함께 있도록 마그네트론 챔버에서 구현되는 마그네트론 어셈블리(178)를 도시한다. 마그네트론 어셈블리(178)(도 34에 도시되어 있는 2개 대안적 위치)는 한 세트의 도르래 평행 에지 베어링 지지대(198, 200)상에 지지되는 한 세트의 2개 베어링 레일(206, 208)상에 지지된다. 한 세트의 선형 레일 트럭(180, 182)은 상기 베어링 레일(206, 208)과 결합하고, 나사선 구동 로드(볼 나사)(172)(도 34의 점선에 의해서만 도시된)에 의해 구동될 때 전후방으로 이동한다. 이런 장치에서, 상기 마그네트론 어셈블리(178)의 전후방 이동은 볼 나사 구동 모터(174)와 볼 나사 단부 베어링(176) 사이에 장착된 상기 구동 로드(172)의 회전에 의해 달성된다. 상기 볼 나사(172)는 볼나사 너트 수용 하우징(186)내에 포획된 볼 나사 수용 너트(184)를 구속한다. 상기 볼 나사 수용 하우징(186)은 그것의 단부 근처의 마그네트론 어셈블리(178)에 접속되는 가요성 박형의 스프링형 접속기(flexible leaf spring-like connector)(188)에 고정된다. 전술된 메커니즘으로, 상기 베어링 레일(206, 208)은 기판상의 균일한 증착이 발생할수 있도록 서로 및 스퍼터링되는 타겟의 정면과 평행하게 되도록 정밀하게 정렬된다.

도 34와 35의 상기 마그네트론 어셈블리는 한 세트의 단부 지지용 프레임 부재(202, 204)와 함께 프레임으로서 서로 정렬되는 베어링 지지대(198, 200)상에 지지된다. 수직 조절을 제공하기 위해, 프레임상의 나사선 수용 너트와 맞물리는 베어링 장착된 나사선 지지 로드 4개는 톱니 모양 도르래(210, 212, 214 및 216)에 고정된다. 톱니 모양 구동 벨트(222)는 벨트 구동 도르래와 모터(224)에 의해 결합되어 구동되도록 톱니 모양 도르래(210, 212, 214 및 216) 둘레 및 유동 바퀴 도르래(218, 220) 둘레로 진행한다. 상기 벨트 구동 도르래와 모터(224)가 회전될 때, 상기 4개 코너내의 각각의 리드 나사는 수직 방향으로 상기 베어링 지지용 프레임의 평행 조절을 초래하도록 리드 나사에 고정된 톱니 모양 도르래에 의해 회전된다. 대안적인 구성은 상기 마그네트론 어셈블리의 측면 위치에 결합된 전기 제어를 통해 지지 빔과 마그네트론 어셈블리의 수직 이동을 제어하도록 개별 모터/액추에이터에 의해 각각 수직 지지대를 구동하도록 될 것이다.

투피스 힌지된 마그네트론 (Two-Piece Hinged Magnetron)

마그네트론 어셈블리(460)과 그것의 수직 조작을 위한 다른 구성은 도 36과 37에 도시되어 있다. 이런 도면은 도 37에 도시된 바와 같은 연속적으로 휘어질 수 있거나 일련의 선형 세그먼트가 될 수 있는, 중앙 지지 레일(462)을 사용하는 힌지된 마그네트론 어셈블리(460)의 단면을 도시한다. 이런 구성에서 상기 마그네트론어셈블리(460)의 2개 힌지된 섹션의 중앙 교차는 상기 마그네트론 어셈블리가 단부로부터 단부까지 사이클링할 때 상기 스퍼터링 타겟으로부터 상기 마그네트론 어셈블리(460)의 거리 변화를 제공하도록 상기 중앙 베어링 레일(462)로부터 지지된다. 힌지된 마그네트론과 직선 마그네트론을 비교할 때 서로 다른 수평 치수에 기인하는 수평 거리의 편차는 주변 베어링 빔을 안쪽으로 휘게 함으로써, 또는 측면 지지레일(464, 466)에 대한 베어링 트럭 접속이 중앙 베어링 레일(462) 쪽으로 및 중앙 베어링 레일(462)로부터 더 멀리 이동하도록 해제된 동안 상기 중앙 지지 레일(462)에 부착된 상기 베어링 트럭 사이에 고정된 접속을 제공함으로써 도모되는데, 이런 접속에 대한 세부사항은 당업자에 의해 발전되고 실행될 수 있다.

기준 컨투어를 따라 분절된 마그네트론

본 발명에 따른 다른 실시예는 도 38에 도시되어 있다. 이 실시예에서 하나 이상의 캠 표면 및 캠 종동부는 마그네트론의 자석 어레이의 인접한 영구자석들의 연속적인 루프의 외형(semblance)을 유지하면서 독립적으로 움직일 수 있는 마그네트론 서브-섹션들을 구비하는 마그네트론 어셈블리의 부분들 사이의 거리를 변화시키는데 사용된다. 자석 서브-섹션(일련의 자석부재 서브 섹션)은 피봇가능하며 연속적인 자계를 제공하기 위하여 체인과 같이 함께 힌지될 수 있으며, 또는 가요성하우징에 밀봉될 수 있다. 도 38에 도시된 바와 같이, 여러 개의 캠 표면(일련의 캠 표면)은 대체로 마그네트론의 각 서브-섹션 및 마그네트론 어셈블리에 의해 종동되는 프로필/패턴을 반사하는 연속적인 캠 표면 플레이트(476)를 형성하기 위하여 결합될 수 있다. 캠 표면 플레이트(476)는 여러 개의 인접한 캠 표면 슬롯(예, 478)을 포함하며, 그것을 통해 캠 종동부 로드(예, 474)는 캠 종동부(예, 482)와 마그네트론 어셈블리의 서브-섹션(예, 472)을 연결시킨다. 마그네트론 컨투어 트랙킹 프레임(486)은 캠 종동부(예, 482)와 마그네트론 서브-섹션(예, 472) 사이의 수직 정렬을 유지하며, 그로 인해 그들은 막두께 및/또는 균일성의 제어의 개선을 제공하기 위하여 함께 트랙킹된다(측방향 구동에 의해 구동될 때). 프로파일-표면 패턴의 각 트랙은 마그네트론 어셈블리의 각 특정 서브-섹션(예, 472)과 그 아래 타겟 사이의 간격을 변화시킨다.

본 발명에 따른 다른 구성이 도 38a에 도시되어 있다. 도 38a에서 마그네트론(488)은 각 수직 제어 부재(일련의 수직 구동)가 마그네트론의 일부의 수직 고도를 제어하도록 가요성 부재로 구성되어 있다. 트랙킹 프레임(486)은 명료성을 위하여 절단되었다. 이 구성에서, 타겟에 대한 마그네트론(488)의 영향은 수직 제어부재(푸시/풀 로드)의 수를 증가시키고, 및/또는 적정 피치 자세가 달성될 수 있도록 마그네트론의 각 사이드에 수직 제어부재를 제공함으로써 정밀하게 제어될 수 있다.

도 39-42는 캠 표면(476)에 대해 사용될 수 있는 세 개의 다양한 표면 패턴/프로필의 개략적이고 이상화된 근사를 도시한다.

도 39에서 표면 패턴/프로필은 도 9-15에 도시된 바와 같은 구성(대향하는 코너들은 높이가 높은 반면 인접한 대향 코너들은 높이가 낮음)의 마그네트론 어셈블리에 의해 트랙킹된 표면 패턴/프로필과 유사한 형상을 갖는다. 이 프로필에서 후방 코너(494) 및 전방 코너(498)는 낮은 반면, 우측 코너(492) 및 좌측 코너(496)는 상승되어 있다. 그러므로, 표면상으로 하부 코너(498)와 우측 코너(492) 를 연결시키는 레일들 사이의 고도 변화는 낮은 쪽에서 높은 쪽인 반면에, 후방 코너(494)에서 좌측 코너(496)로 연결하는 레일은 높은 쪽에서 낮은 쪽이다.

도 40은 이차원 환형 또는 포물선 형상의 곡선을 따르는 표면을 도시한다. 곡선 및 아크 형상 표면의 높은 지점들은 중앙 측방 축(503)을 따른다. 실제로, 베어링 레일 고도는, 예를 들면 우측 코너(504)에서 하부 코너(510)로 그리고 상부 코너(506)에서 좌측 코너(508)로, 도시된 표면의 에지를 따른다.

도 41의 표면 프로필/패턴 컨투어은 우측 코너(516), 후방 코너(518), 좌측 코너(520), 및 전방 코너(522)의 모든 코너가 거의 동일하게 높은 고도에 있고 코너들의 중심(515)이 낮은 지점에 있는 상방향 포물선 또는 둥근형태의 형상을 도시한다. 이 표면 패턴을 따르는 마그네트론 어셈블리는 그 위치에서 스퍼터링을 증가시키기 위하여 자석 어레이의 중심 부분이 타겟의 후방에 접근되는 것을 초래하는 마그네트론 어셈블리의 자석 어레이의 자석 서브-섹션들을 갖는다. 택일적으로, 상기 구성은 자계효과가 특수한 형상을 갖는 마그네트론을 형성하지 않고도 유사한 형상을 갖는 원형 또는 포물선 형상의 타겟을 스퍼터 증착시키기 위하여 원형 또는 포물선 형상의 타겟을 균일하게 스퍼터링하도록 사용될 수 있다. 이 구성을 사용함에 있어서 증착 막 두께는 도 41에 의해 도시된 바와 같이 마그네트론 서브-섹션 표면 패턴/프로필을 사용하여 비교적 일정하게 유지될 수 있다.

도 42는 4개의 코너(528, 530, 532 및 534)가 표면 프로필/패턴의 낮은 지점인 반면에, 중심(527)이 표면 프로필/패턴의 높은 지점인 아래가 오목한 원형 또는 포물선 표면 형상을 도시한다.

당업자는 기계적 캠 형상(예, 도 38)이나 어떤 대체로 적당하게 연속적인 캠표면 프로필/패턴이 마그네트론 서브-섹션과 타겟 어셈블리 사이의 간격을 변화시키는데 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도시된 표면 패턴/프로필은 사용될 수 있는 다양한 표면 패턴이다. 캠 표면/프로필의 변화는 따라서 캠 표면을 형성함으로써 특정 위치에서 스퍼터링 비율의 적정한 국부적 변화를 도모할 수 있다.

수직 액추에이터

본 발명에 따른 장치의 다른 구성은 도 43에 도시된 바와 같이 마그네트론의 각 서브-섹션(예, 542)의 수직 위치 및 가로 위치를 상호관련시키는 구조 및 거의 평평한 플레이트를 사용하는 평면 종동부 플레이트(546)를 사용하는 것이다. 각 서브-섹션(예, 542)은 수직 위치설정 로드(예, 544)를 통하여 컨투어 플레이트 종동부 작동기(contour plate follower activator)(예, 552)에 연결된다. 이들은 작동기 어셈블리(예, 550)를 집합적으로 구성한다. 작동기 어셈블리(예, 550)는 마그네트론 어셈블리(모든 마그네트론 서브-섹션을 포함)가 타겟 어셈블리를 가로질러 측방향으로 스위핑될 때 작동기 어셈블리들이 측방향으로 연속적으로 이동할 수 있도록 모든 작동기 어셈블리를 함께 연결하는 마그네트론 컨투어 트랙킹 프레임(558)(점선으로 도시)의 이동에 따라 평면 종동부 플레이트(546)의 슬롯(예, 548)에서 이동한다. 각 마그네트론 서브-섹션(542)의 수직 위치는 마그네트론이 단부에서 단부로 사이클할 때 각 마그네트론 서브-섹션 위치에 대한 고도를 이루는 고도 제어 데이터를 수신하는 제어 시스템(554)에 따라 설정된다. 고도 제어 데이터는 자석 서브-섹션이 프로그램된 표면 프로필/패턴에 따라 프로그램된 방법으로 이동되도록 한다. 프로그램된 패턴은 마그네트 서브-섹션이 작동기로 하여금 제어 시스템(554)에 기준 컨투어를 제공하는 컨투어 발생기(556)의 프로그래밍에 따라 마그네트론 서브-섹션을 이동시키기 위하여 전자 프로그래밍을 이용하여 기계적 캠 표면의 표면 패턴을 종동하는 것처럼 이동되는 것을 초래한다. 컨투어 데이터의 프로그래밍은 적정한 표면 패턴/프로필에 따라 마그네트론 트랙킹을 조절하기 위하여 쉽게 변화된다.

스퍼터링의 전자석 마그네트론 제어

도 44 및 45는 스퍼터링을 제어하는데 사용될 수 있는 전자석을 이용하는 마그네트론 구성이다. 타겟의 표면에 평행한 평면에 유지되는 마그네트론(560)은 타겟 어셈블리의 후면을 가로질러 전후로 스위핑된다. 마그네트론이 이동될 때, 마그네트론의 전자석은 통전되고 어레이의 각 전자석에 의해 발생된 자계의 밀도는 물리적 구성의 변화에 대해 실험적으로 유도된 지식을 기초로 하여 적정한 막 증착 프로필이 설정되는 컨투어 플롯(556a)에 따라 변화된다. 그러므로 마그네트론이 전후로 이동할 때, 자계는 타겟 어셈블리의 후면으로부터 멀리 그리고 가깝게 마그네트론을 이동시킴으로써 달성되는 것과 유사한 결과를 달성하도록 전기적으로 변화된다. 이러한 구성의 자석 어레이는 영구 및 전자석의 조합을 포함할 수 있으며, 이러한 전자석은 수직 이동 또는 평면의 이동과 결합하여 사용될 수 있다. 극단적으로, 전자석의 정적 어레이(static array)는 기판 표면을 덮는 영역을 가지며 자계의 이동은 선택된 전자석의 통전 및 비통전을 제어함으로써 전기적으로 제어된다.

도 45는 전자석을 이용하는 마그네트론(560)의 구성을 도시한다. 자석은 각 영구 자석 세그먼트가 도시된 바와 같이 스풀(spool)(564)의 형상인 전자기 코어(바람직하게는 철)에 의해 대체되고, 각 스풀(564)은 와이어 코일(568)에 의해 에워싸여지는 것을 제외하고는 도 4에 도시된 것과 동일한 방법으로 정렬된다. 자계의 강도는 컨투어 제어기(554a)에 접속된 회로 와이어(576)에 의해 개별적으로 제어된다. 마그네트론이 전후로 이동하면, 자계 강도는 전자기 코일에 인가된 전력을 변화시킴으로써 변화되고 그에 상응하게 스퍼터링은 향상된다.

스퍼터링 동안에 기판상에 증착되는 막 두께를 선택적으로 제어하기 위한 본 발명에 따른 방법은 스퍼터링 타겟의 근처에서 측방향으로 자석 부재를 이동시키고 자석부재가 스퍼터링중 처리동안에 기판상에 특정 막 두께 패턴을 증착시키기 위하여 측방향으로 이동할 때 타겟 표면에서 스퍼터링을 향상시키는 자계의 강도를 변화시키는 단계를 포함한다. 균일한 것보다 상이한 막 두께를 갖는 것이 바람직할 수도 있는데, 예를 들면, 기판상에 증착된 도전층 사이의 와이어 접속이 증가된 내구성을 가지며 파손이 덜 되도록 기판의 에지에서 막 두께를 증가시키는 것이 바람직하다. 일반적으로, 막 두께의 국부화된 이상대가 적정하든지 아니든지에 관계없이 기판의 상당한 부분에 걸쳐 막 두께 균일성에 대한 허용 한계는 유지되어야 할 것이다. 본 발명에 따른 구조 및 방법은 비균일성이 바람직한 경우에는 비균일성을 제공하고 막 두께의 균일성이 적정한 경우에는 균일성을 제공한다.

본 발명에 따른 방법은 막 두께 균일성을 개선하기 위하여 측방향 위치에 따라 마그네트론 어셈블리의 특정 부분의 고도를 변화시키는 수직 지지부를 이용하면서 마그네트론 어셈블리 또는 자석 섹션을 측방향으로 이동하여 사용한다.

본 발명에 따른 방법은 스퍼터링 타겟의 근처에서 측방향으로 자석 부재를 이동시키는 단계, 및 막 두께 균일성을 개선하기 위하여 평면으로부터 분기부를 초래하는 선택된 위치에서 자계 강도를 변화시키기 위하여 이동의 평면과 기준 평면 사이의 평행에 대한 허용 한계보다 더 큰 거리만큼 수직으로 자석의 부분들을 이동시키는 단계를 포함한다. 본 발명에 따른 다른 방법은 트랙을 따라 측방향으로 자석 부재를 이동시키는 단계, 및 동시에, 막 두께 균일성이나 스퍼터링을 위한 두께제어를 개선하기 위하여 트랙을 따라 하나 이상의 위치에서 스퍼터링에 이용된 자계 밀도를 변화시키기 위하여 자석부재의 부분들을 수직방향으로 이동시키는 단계를 포함한다. 자석 부재는 트랙을 따라 측방향으로 이동될 수 있는 한편, 자석 부재의 부분들은 스퍼터링동안 증착되는 막 두께의 제어를 개선하기 위하여 트랙을 따라 하나 이상의 위치에서 스퍼터링에 이용되는 자계 강도를 변화시키기 위하여 자석 부재가 측방향으로 이동됨과 동시에 수직 방향으로 이동된다.

본 발명에 따른 방법에 있어서, 자계의 강도를 변화시키는 단계는 자석 부재의 측방향 위치에 의존하는 패턴에 따라 자석 부재의 전자기 강도를 변화시키는 단계를 포함한다.

이상에서는 본 발명의 양호한 일 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 첨부된 청구 범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게는 명백하다.

본 발명을 사용함으로써 마그네트론 스퍼터링을 사용할 때 막 두께 균일성의 개선을 제공하기 위해 마그네트론 또는 마그네트론의 일부와 스퍼터링 타겟 사이의 거리를 조절함으로써 막 두께 균일성 또는 두께 제어를 개선하는 구조물 및 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술 마그네트론 엔클로저의 개략적 평면도.

도 2는 타겟 어셈블리에 의해 도 1의 종래 기술 마그네트론 챔버로부터 분리된 스퍼터링 챔버의 횡단면도.

도 3은 스퍼터링 타겟 아래로 멀리 연장되는 마그네트론의 자계를 개념적으로 도시하는 도 2의 장치에 대한 측단면도.

도 4는 영구 자석과 아래쪽으로 방사하는 자계의 개념화를 포함하는 단면도.

도 5는 스퍼터링 타겟 아래로 단지 겨우 연장하는 마그네트론으로부터 개념화된 자계로 더 높은 상승까지 상승된 마그네트론을 도시하는 도 2의 장치의 제 2 측단면도.

도 6은 스퍼터링 동안 스퍼터링 타겟의 부식(이용)의 패턴을 도시하는 종래 기술 타겟 부식 프로파일을 도시하는 도면.

도 7은 종래 기술 마그네트론 챔버를 이용하는 스퍼터링 타겟에 대한 5 포인트 프로브(막 두께에 역비례하는)를 사용하는 면저항 분석으로부터 결정된 바와 같은 기판상의 막 두께 프로파일을 도시하는 도면.

도 8은 본 발명에 따른 구조물과 방법을 사용할 때 5 포인트 프로브(막 두께에 역비례하는)를 사용하는 면저항 분석으로부터 스퍼터링 타겟 어셈블리의 막 두께 컨투어의 플롯을 도시하는 도면.

도 9는 마그네트론을 지지하기 위해 중앙 베어링 레일을 사용하는 마그네트론 챔버의 개략적 투시도.

도 10은 도 9의 중앙 마그네트론 지지 빔의 확대된 치수와 그것이 중앙 빔 지지대를 따라 이동할 때의 그것의 회전을 도시하는 개략적 설명도.

도 11은 도 14의 11-11에서 취해진 마그네트론 지지 빔의 단면도.

도 12는 도 14의 12-12에서 취해진 마그네트론 지지 빔의 단면도.

도 13은 도 14의 13-13에서 취해진 마그네트론 지지 빔의 단면도.

도 14는 중앙 마그네트론 지지 빔을 가진 본 발명에 따른 마그네트론 챔버의 평면도.

도 15는 도 9의 실시예를 위해 도시된 바와 같은 중앙 빔상에 지지되는 베어링 트랙(레일)을 가진 베어링 채널 빔의 투시도.

도 16은 마그네트론부의 수직 이동을 제공하기 위해 채널의 각 단부 중 한 단부가 분할되고 상승되는 채널을 도시하는 변형된 베어링 지지 레일을 도시하는 도면.

도 17은 리프팅될 경사로(캠)를 구속하는 도 18에 도시된 바와 같은 마그네트론의 단부의 평면도.

도 17a는 리프팅될 경사로(캠)를 구속하는 도 18a에 도시된 바와 같은 마그네트론의 단부의 평면도.

도 18은 챔버의 마주하는 단부에서 마그네트론의 단부를 상승시키는 경사로를 도시하는 도 20과 24의 18-18에서 취해진 마그네트론 챔버의 부분 단면도.

도 18a는 챔버의 마주하는 단부에서 마그네트론의 에지를 기울이는 경사로를 도시하는 도 20a의 18A-18A에서 취해진 마그네트론 챔버의 부분 단면도.

도 19는 마그네트론에 관련한 경사로의 위치를 도시하는 측단면도.

도 20은 마주하는 코너에서 경사로에 의해 상승되어야하는 단부를 가지는 마그네트론을 구비하는 마그네트론 챔버의 평면도.

도 20a는 코너에서 경사로에 의해 상승되어야 하는 단부를 가지는 마그네트론을 구비하는 마그네트론 챔버의 평면도.

도 21은 도 24의 21-21에서 취해진 곡선 모양으로 휘어지는 단부를 가진 변형가능 수평 마그네트론의 개략적 단면도.

도 21a는 도 24의 21-21에서 취해진 상승되는 단부를 가진 강성 수평 마그네트론의 개략적 단면도.

도 22는 도 24의 22-22에서 취해진 변형가능 수평 마그네트론의 개략적 단면도.

도 23는 도 24의 23-23에서 취해진 변형가능 수평 마그네트론의 개략적 단면도.

도 23a는 도 24의 23-23에서 취해진 휘어지는 단부를 가진 강성 수평 마그네트론의 개략적 단면도.

도 24는 마그네트론이 그것의 이동 단부 근처로 이동될 때 마그네트론 단부의 수직적 위치에 영향을 끼치도록 마주하는 코너에 경사로를 포함하여 마그네트론이 그것의 중앙 근처에 지지되는 경우 마그네트론 챔버의 평면도.

도 25는 마그네트론 트랙을 위한 중앙 빔 지지대를 사용하는 마그네트론 챔버의 하부 평면도.

도 26은 도 25의 마그네트론 챔버의 단면도.

도 27은 단부 근처의 2개 수평적 빔에 의해 지지되는 이동하는 마그네트론을 밀봉하는 마그네트론 챔버의 개략적 투시도.

도 28은 도 27에 도시된 바와 같이 마그네트론이 경사진 트랙을 따라 한 단부에서 다른 단부로 이동할 때 마그네트론의 상승 변화(회전)의 개략적 표현도.

도 29는 본 발명에 따른 2개 일반적 평행 레일(트랙)로부터 지지되는 마그네트론의 개략적 단면도.

도 30은 도 33의 30-30에서 취해진 마그네트론 지지 레일 및 마그네트론 비행 자세를 도시하는 단면도.

도 31은 도 33의 31-31에서 취해진 마그네트론 지지 레일 및 마그네트론 비행 자세를 도시하는 단면도.

도 32는 도 33의 32-32에서 취해진 마그네트론 지지 레일 및 마그네트론 비행 자세를 도시하는 단면도.

도 33은 마그네트론이 2개 수평적 지지 레일에 의해 그것의 단부 근처에 지지되는 경우의 마그네트론 챔버의 개략적 평면도.

도 34는 마그네트론 챔버의 에지에서 2개 일반적 평행 빔을 따라 지지되는 마그네트론의 하부 평면도.

도 35는 도 34의 단면 단부도.

도 36은 도 37에 도시된 바와 같은 실시예의 마그네트론 챔버내에 힌지된 마그네트론의 단면도.

도 37은 본 발명에 따른 아래로 휘어진 중앙 트랙을 가진 힌지된 마그네트론의 개략적 투시도.

도 38은 마그네트론이 측면적으로 이동할 때 스퍼터링 동안 각각의 자석 서브섹션과 타겟 사이의 수직 간격을 변화시키는 등고선 플레이트에 의해 영향을 받는 수직 이동을 가진 영구 자석 서브섹션을 구비하는 이동 마그네트론 어셈블리(디바이스)를 도시하는 도면.

도 38a는 캠 종동부 결합에 접속된 마그네트론부의 수직 이동이 마그네트론이 측면적으로 이동할 때 스퍼터링 동안 각각의 마그네트론부와 타겟 사이의 수직 거리를 변화시키는 등고선 플레이트에 의해 영향을 받는 수 개의 캠 종동부 결합을 통해 등고선 플레이트에 접속된 변형가능 마그네트론을 가지는 이동 마그네트론 어셈블리(디바이스)를 도시하는 도면.

도 39는 도시된 개념화된 플레이트의 오른쪽과 왼쪽 코너에서의 고위점과 전방과 후방 코너에서의 하위점을 도시하는 등고선 플레이트를 위한 다른 개념화된 마그네트론 기준 표면 패턴을 제공하는 도면.

도 40은 동일한 길이가 되는 측면 축에 수직한 모든 경로를 가진 포물선 또는 환형 오목 타입 모양의 측면 중앙 축을 가지는 개념화된 자석 기준 표면 패턴을 도시하는 도면.

도 41은 도 38에 도시된 모양과 유사한 모양이 되는 자석 섹션 가이드로서 사용하기 위한 개념화된 자석 사발형 타입 포물선 패턴 플레이트를 도시하는 도면.

도 42는 자석 패턴 등고선으로서 사용하기 위해 개념화된 기준 표면 패턴 볼록 표면을 도시하는 도면.

도 43은 미리 프로그램된 패턴에 따른 전기적 또는 다른 액추에이터를 개별적으로 사용하는 자석 섹션을 상승 및 하강하기 위한 액추에이터를 사용하는 평면 자석 등고선 플레이트 어셈블리를 도시하는 도면.

도 44는 자계 강도가 마그네트론이 스퍼터링 동안 측면적으로 이동할 때 마그네트론내의 각각의 전자기 세그먼트에 공급되는 전기 에너지를 변화함으로써 제어되는 전자석이 되는 자석을 가지는 마그네트론을 도시하는 도면.

도 45는 도 44의 구성에 사용된 바와 같이 본 발명에 따른 전자기 마그네트론의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

270 : 마그네트론 챔버 272 : 마그네트론 어셈블리

302 : 중앙 베어링 지지용 레일

Claims

마그네트론 스퍼터링 장치에 있어서,

스퍼터링 타겟의 근처에 배치되어 자계를 방사하는 자석 부재, 및

상기 스퍼터링 타겟의 스퍼터링 동안 상기 자석 부재가 설정된 패턴으로 이동하도록 하는 자석 부재 사이클링 시스템(magnet member cycling system)을 포함하고,

상기 설정된 이동 패턴은 패턴 기준 표면을 정의하는 포인트 세트에 의해 정의되고, 상기 패턴 기준 표면은 상기 패턴의 측방 좌표 세트와 수직 좌표 세트에 의해 정의되며,

상기 측방 좌표 세트는 상기 스퍼터링 타겟의 기준 표면에 거의 평행하고 그것으로부터 오프셋되는 오프셋 기준 표면상에 정의된 위치 세트를 형성하며,

상기 수직 좌표 세트는 상기 측방 좌표 세트의 각각의 개별 측방 좌표에서 상기 설정된 패턴에 대해 정의된 고도 세트를 형성하며,

상기 패턴 기준 표면은 상기 정의된 고도 세트의 서브세트를 가지는 분기부를 포함하고, 상기 정의된 고도 세트의 서브세트는 상기 측방 좌표 세트의 각각의 개별 측방 좌표에서 상기 오프셋 기준 표면으로부터 거리를 두고 이격되어 상기 분 기부 내에서 상기 패턴 기준 표면의 고도를 정하며, 상기 분기부내 상기 패턴 기준 표면의 고도는 상기 오프셋 기준 표면과 상기 스퍼터링 타겟의 기준 표면 사이의 평행에 대한 허용 한계 범위를 벗어나는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항에 있어서,

상기 거리가 오프셋 기준 표면과 상기 스퍼터링 타겟의 상기 기준 표면 사이의 평행에 대한 허용 한계 범위내에 있게 될 상기 패턴의 비분기부를 따라가기보다는 상기 패턴 기준 표면의 상기 분기부를 따라가는 상기 자석 부재의 이동은, 상기 스퍼터링 타겟에 대향하게 배치되어 스퍼터링 증착되는 기판의 표면상에 증착되는 막 두께의 균일성 또는 두께 제어의 개선을 제공하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟의 기준 표면은 상기 처리 챔버에 대향하는 상기 스퍼터링 타겟의 사용되지 않은 스퍼터링 이전(pre-sputtering) 구성 표면에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 2항에 있어서,

상기 스퍼터링 타겟의 기준 표면은 상기 처리 챔버에 대향하는 상기 스퍼터링 타겟의 정면의 사용되지 않은 스퍼터링 이전 구성에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 오프셋 기준 표면을 따라가는 이동의 1 피트 당 0.0075 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 오프셋 기준 표면을 따라가는 이동의 1 피트 당 0.010 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 오프셋 기준 표면을 따라가는 이동의 1 피트 당 0.015 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 오프셋 기준 표면을 따라가는 이동의 1 피트 당 0.020 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 오프셋 기준 표면을 따라가는 이동의 1 피트 당 0.025 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 오프셋 기준 표면을 따라가는 이동의 1 피트 당 0.030 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 오프셋 기준 표면을 따라가는 이동의 1 피트 당 0.035 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 오프셋 기준 표면을 따라가는 이동의 1 피트 당 0.040 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 오프셋 기준 표면을 따라가는 이동의 1 피트 당 0.050 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항에 있어서,

상기 사이클링 시스템의 상기 설정된 패턴은 상기 자석 부재를 지지하고 안내하는 트랙 세트를 따라가는 이동으로부터 기인하며,

상기 트랙 세트 구성은 상기 분기부를 포함하여 상기 설정된 패턴의 상기 측방 좌표 세트와 상기 수직 좌표 세트를 형성하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 14항에 있어서,

상기 트랙 세트를 따라가는 이동은 전후방 이동인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항에 있어서,

상기 자석 부재를 지지하고 안내하는 트랙 세트, 및

상기 자석 부재와 상기 트랙에 인접한 고정 지지대 중 하나인 제 1 요소에 고정된 캠 표면(cam surface)과 상기 자석 부재와 상기 고정된 지지대 중 하나인 제 2 요소에 고정된 캠 종동부(cam follower)를 더 포함하고,

상기 패턴 기준 표면의 상기 분기부에 대응하는, 상기 이동의 분기부는 상기 트랙 세트를 따라가는 이동으로부터 기인하며,

상기 순환 시스템의 상기 설정된 패턴은 상기 트랙 세트를 따라가는 이동으로부터 적어도 부분적으로 기인하며, 상기 트랙 세트에서 설정된 상기 이동 동안 상기 캠 종동부는 상기 캠 표면과 접촉하여 상기 자석 부재가 패턴 기준 표면의 상기 분기부에 대응하는 이동을 수직 방향으로 따라가도록 하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 1항에 있어서,

상기 자석 부재는 일련의 자석 부재 서브섹션들을 포함하고,

상기 마그네트론 장치는,

트랙 세트를 더 포함하며, 상기 트랙 세트중 각각은 측방 드라이브가 상기 일련의 자석 부재 서브 섹션중 각각을 측방향으로 이동시킬 때, 상기 일련의 자석 부재 서브 섹션에 대응하는 서브 세트를 지지하고 안내하며, 그리고

일련의 수직 드라이브를 더 포함하고, 상기 일련의 수직 드라이브중 각각은 상기 일련의 자석 부재 서브 섹션의 각 개별 서브 섹션과 상기 측방 드라이브 사이의 상대 이동을 제공하기 위해 고정되며,

상기 이동의 분기부는 상기 패턴 기준 표면의 상기 분기부에 대응하며,

상기 사이클링 시스템의 상기 반복 패턴은, 상기 패턴 기준 표면의 상기 분기부에 대응하는 상대 이동의 미리 설정된 패턴을 제공하도록 상기 수직 드라이브 제어를 프로그래밍한 결과로서 상기 수직 드라이브에 의해 제공된 수직 이동에 적어도 부분적으로 기인하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
마그네트론 스퍼터링 장치에 있어서,

제 2 측면에 대향하는 제 1 측면을 가지는 스퍼터링 타겟 어셈블리를 포함하며, 상기 제 1 측면상의 타겟 표면은 스퍼터링 챔버에 노출되고, 그리고

상기 타겟 어셈블리의 제 2 측면상의 트랙을 따라 이동하도록 배치되고, 상기 자석 부재의 표면을 너머 상기 타겟 표면쪽으로 연장되는 자계를 생성하는 컴포넌트들을 포함하는 이동 자석 부재를 포함하고,

상기 자석부재의 일부는 분기부를 제외하고 상기 타겟의 상기 제 1 측면의 상기 표면의 사용되지 않은 스퍼터링 이전 구성에 거의 평행한 평면 내에서 이동하며, 상기 자석 부재의 일부와 상기 타겟 어셈블리의 상기 제 1 측면의 상기 표면에 대한 상기 사용되지 않은 구성의 거리는 상기 평면과 상기 타겟의 상기 제 1 측면의 상기 표면에 대한 상기 사용되지 않은 스퍼터링 이전 구성 사이의 평행에 대한 허용 한계 범위를 초과하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 18항에 있어서,

상기 평면을 따라가기보다는 상기 분기부를 따라가는 상기 자석 부재의 이동은, 상기 스퍼터링 타겟에 대향하여 배치된, 스퍼터링 증착되는 기판의 표면상에 증착되는 막 두께의 균일성 개선을 제공하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 18항 또는 제 19항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 트랙을 따라가는 이동의 1피트 당 0.0075 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 18항 또는 제 19항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 트랙을 따라가는 이동의 1피트 당 0.010 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 18항 또는 제 19항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 트랙을 따라가는 이동의 1피트 당 0.015 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 18항 또는 제 19항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 트랙을 따라가는 이동의 1피트 당 0.020 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 18항 또는 제 19항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 트랙을 따라가는 이동의 1피트 당 0.025 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 18항 또는 제 19항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 트랙을 따라가는 이동의 1피트 당 0.030 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 18항 또는 제 19항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 트랙을 따라가는 이동의 1피트 당 0.035 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 18항 또는 제 19항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 트랙을 따라가는 이동의 1피트 당 0.040 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 18항 또는 제 19항에 있어서,

상기 평행에 대한 허용 한계는 상기 트랙을 따라가는 이동의 1피트 당 0.050 인치인 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
자석 스캐닝 장치(magnet scanning mechanism)에 있어서,

일련의 레일상에 지지되며, 상기 일련의 레일을 타고 가는 트럭으로서 작용하는 자석 부재를 포함하며,

상기 레일은 상기 트럭이 상기 일련의 레일의 제 1 단부로부터 상기 일련의 레일의 제 2 단부로 이동할 때 상기 트럭의 거의 일정한 트랙 폭을 수용하기 위해 서로 인접하여 연장되며,

상기 자석 부재의 상기 이동은 상기 자석 부재가 상기 일련의 레일의 상기 제 1 단부로부터 상기 일련의 레일의 상기 제 2 단부로 이동할 때 기준 표면을 따라가고(describe), 상기 기준 표면은 평탄(flatness)에 대한 허용 한계 범위 이상의 수치 허용 한계만큼 평탄으로부터 벗어나는 것을 특징으로 하는 자석 스캐닝 장치.
제 29항에 있어서,

상기 평탄에 대한 허용 한계는 상기 레일을 따라가는 이동의 1피트 당 0.075 인치인 것을 특징으로 하는 자석 스캐닝 장치.
제 29항에 있어서,

상기 평탄에 대한 허용 한계는 상기 레일을 따라가는 이동의 1피트 당 0.010인치인 것을 특징으로 하는 자석 스캐닝 장치.
제 29항에 있어서,

상기 평탄에 대한 허용 한계는 상기 레일을 따라가는 이동의 1피트 당 0.015 인치인 것을 특징으로 하는 자석 스캐닝 장치.
제 29항에 있어서,

상기 평탄에 대한 허용 한계는 상기 레일을 따라가는 이동의 1피트 당 0.020 인치인 것을 특징으로 하는 자석 스캐닝 장치.
제 29항에 있어서,

상기 평탄에 대한 허용 한계는 상기 레일을 따라가는 이동의 1피트 당 0.025 인치인 것을 특징으로 하는 자석 스캐닝 장치.
제 29항에 있어서,

상기 평탄에 대한 허용 한계는 상기 레일을 따라가는 이동의 1피트 당 0.030 인치인 것을 특징으로 하는 자석 스캐닝 장치.
제 29항에 있어서,

상기 평탄에 대한 허용 한계는 상기 레일을 따라가는 이동의 1피트 당 0.035 인치인 것을 특징으로 하는 자석 스캐닝 장치.
제 29항에 있어서,

상기 평탄에 대한 허용 한계는 상기 레일을 따라가는 이동의 1피트 당 0.040 인치인 것을 특징으로 하는 자석 스캐닝 장치.
제 29항에 있어서,

상기 평탄에 대한 허용 한계는 상기 레일을 따라가는 이동의 1피트 당 0.050 인치피트인 것을 특징으로 하는 자석 스캐닝 장치.
마그네트론 스캐닝 장치에 있어서,

거의 평행한 분리된 선형 베어링 레일들의 세트상에서 트럭으로서 이용하는 자석 부재를 포함하며, 스퍼터링 동안 상기 타겟 어셈블리와 상기 자석 부재 사이에 배치된 타겟에 대향하는 기판상에 스퍼터링 증착되는 막 두께의 균일성을 개선하도록 상기 베어링 레일 세트 중 제 1 레일의 제 1 단부는 상기 베어링 레일 세트 중 상기 제 1 의 레일의 제 2 단부보다 상기 타겟으로부터 더 멀리 있도록 상승된 것을 특징으로 하는 마그네트론 스캐닝 장치.
제 39항에 있어서,

스퍼터링 동안 스퍼터링 증착되는 막 두께의 균일성을 더욱 개선하도록, 상기 베어링 레일 세트 중 제 2 레일의 제 2 단부는 베어링 레일 세트 중 상기 제 2의 레일의 제 1 단부보다 상기 타겟으로부터 더 멀리 있도록 상승되고, 상기 베어링 레일 세트 중 상기 제 2 레일의 상기 제 2 단부는 상기 베어링 레일 세트 중 상기 제 1 레일의 상기 제 2 단부에 대응하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스캐닝 장치.
제 40항에 있어서,

상기 레일의 상기 제 1 및 상기 제 2 단부의 수직 위치들의 세트는 상기 자석 부재의 트랙킹을 설정하도록 상기 제 1 및 제 2 레일의 상기 제 1 및 상기 제 2 단부를 고도 및 하강시킬 수 있는 수직 이동 장치에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스캐닝 장치.
제 41항에 있어서,

상기 수직 이동 장치는 상기 자석 부재의 스퍼터링 및 트랙킹 동안 동작하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스캐닝 장치.
제 18항에 있어서,

상기 자석 부재는 일련의 자석 부재 서브섹션들을 포함하고,

상기 트랙을 따라가는 이동은 상기 자석 부재가 측방향으로 이동할 때 상기 자석 부재의 측방향 위치에 따라 프로그래밍된 패턴에 따른 서브섹션들 세트의 각각의 서브섹션을 고도 및 하강시키는 모터의 프로그래밍으로부터 기인하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장치.
제 18항에 있어서,

상기 자석 부재는 적어도 2개 섹션의 각각의 섹션의 단부를 지지하는 상기한 트랙들 세트의 중심 트랙을 가진 적어도 2개 섹션을 포함하며, 상기 자석 부재는 상기 중심 트랙에서 힌지(hinge)되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링장치.
선택된 비평행 양으로 설정된 2개 레일 상에 지지되는 자석 부재를 포함하는 마그네트론 장치.
2개 레일상에 지지된 자석 부재를 포함하고, 상기 자석 부재는 상기 자석 부재의 스캐닝동안 비평행의 양을 선택적으로 제어가능한 마그네트론 부재.
스퍼터링 동안 기판상에 증착되는 막 두께를 선택적으로 제어하기 위한 방법에 있어서,

스퍼터링 타겟의 근처에서 자석부재를 측방향으로 이동시키는 단계, 및

상기 자석 부재가 스퍼터링 동안의 처리 동안 상기 기판상의 특정 막 두께 패턴을 증착하기 위해 측방향으로 이동할 때 상기 타겟 표면에서의 스퍼터링을 증진하는 자계 강도를 변화시키는 단계를 포함하는 막 두께 선택적 제어 방법.
제 47항에 있어서,

상기 자계 강도를 변화시키는 단계는 상기 자석 부재의 부분들을 수직으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 두께 선택적 제어 방법.
제 48항에 있어서,

상기 자석 부재의 부분들을 수직으로 이동시키는 단계는, 상기 평면으로부터의 분기가 상기 막 두께 균일성을 제어하도록 상기 자계 강도를 변화시키기 위해 수직 거리가 기준 평면과 선택된 위치에서의 이동 평면 사이의 평행에 대한 허용 한계 이상의 거리가 되는 것을 제공하는 것을 특징으로 하는 막 두께 선택적 제어 방법.
제 47항에 있어서,

상기 자계 강도를 변화시키는 단계는 상기 자석 부재의 측면 위치에 따른 패턴에 따라 상기 자석 부재 내의 전자석들의 세기를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 두께 선택적 제어 방법.
스퍼터링 증착동안 기판상에 증착되는 막 두께를 선택적으로 제어하기 위한 방법에 있어서,

트랙을 따라 측방향으로 자석 부재를 이동시키는 단계, 및

스퍼터링 동안 증착된 상기 막 두께의 제어를 개선하기 위해 상기 트랙을 따라가는 하나 이상의 위치에서 스퍼터링에 사용되는 자계 강도를 변화시키도록 상기 자석 부재의 측방향 이동과 동시에 수직 방향으로 상기 자석 부재의 부분들을 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 두께 선택적 제어 방법.
스퍼터링 동안 기판상에 증착되는 막 두께를 선택적으로 제어하기 위한 방법에 있어서,

스퍼터링 타겟에 대향하여 자계를 배치하는 단계;

상기 타겟에 걸쳐 측방향으로 상기 자계를 이동시키는 단계; 및

상기 증착되는 막 두께의 국부화된 변화가 요구되는 위치에서 상기 자계 강도를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 두께 선택적 제어 방법.