KR100967278B1 - 마그네트론 코팅 기판의 제조 방법 및 마그네트론 스퍼터소스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네트론 코팅기판의 제조방법 및 마그네트론 스퍼터 소스에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 스퍼터 가동 중에 마그네트론 소스에서 스퍼터 면(3_S)을 따라 스퍼터율 분포를 조절하기 위해, 자기 장치(7a, 7b) 부분(7a₁, 7b₁)의 간격이 타겟 뒷면(3R)에서 그에 대해 변경된다.

마그네트론 코팅기판, 마그네트론 스퍼터 소스, 스퍼터, 자기 루프

Description

마그네트론 코팅 기판의 제조 방법 및 마그네트론 스퍼터 소스{METHOD FOR THE PRODUCTION OF MAGNETRON-COATED SUBSTRATES AND MAGNETRON SPUTTER SOURCE}

본 발명은 마그네트론 코팅 기판의 제조 방법 및 마그네트론 소스에 관한 것이다.

도 1에는 마그네트론 소스의 개략적 구조가 도시되어 있다. 마그네트론 소스는 스퍼터 면(3S)을 구비한 타겟(3)을 포함하는데, 이 타겟에서부터 타겟 재료가 스퍼터링되며 반응성 또는 비반응성으로 기판(4)에 데포지션된다. 타겟의 뒷면(3R)에는 자기 장치(5)가 제공된다. 자기 장치는 순환하는 적어도 하나의 자기 루프(7a, 7b) 쌍을 포함하는데, 이 자기 루프는 타겟 뒷면(3R)에 대향하는, 역전된 가기 극성을 갖는 면을 포함한다. 자기 루프(7a, 7b)는 각각 폐쇄 루프를 형성하는데, 여기에서 폐쇄의 개념은, 양측 자기 루프에 의해 타겟(3)의 스퍼터 면(3s)에서 마그네트론 자기장(H)의 폐쇄 루프가 발생되는 경우에 서로 이경된 자석도 포함한다. 순환하는, 터널 형태의 마그네트론 자기장(H)의 발생과 관련하여 양측 자기 루프(7a, 7b)는 연동하는 자기 루프 쌍(7ab)을 형성한다. 개략적으로 도시한 바와 같 이, 마그네트론 자기장(H)은 양극과 음극으로서 연결된 타겟(3) 사이에서 발생된 전기장(E)에 의해 교차된다. 마그네트론 자기장(H) 및 전기장(E)으로 인해 터널 형태의 마그네트론 자기장(H)의 구역에서 알려진 전자 트랩(electron trap) 효과가 나타나는데, 이는 여기에서 증가된 플라즈마 밀도 및 증가된 스퍼터 효과를 발생시킨다. 그 결과 마그네트론 자기장의 구역에서 가동 시간에 걸쳐 스퍼터 면(3S)에 증가하는 낮은, 순환하는 식각 영역이 나타난다. 본 출원에서는 폐쇄되고 순환하며 또한 항상 성형된 자석 루프를 자기 루프라 칭하는데, 타겟 뒷면(3R)의 루프가 양측 자기 극성의 하나를 대표한다. 도 1에서는 그러한 두 개의 자기 루프(7a, 7b)가 존재한다.

서로 인접한 그러한 유형의 두 개의 자기 루프는, 그가 터널 형태의 마그네트론 자기장(H)의 순환하는 루프를 형성하는 경우에 도 1에 따른 자기 루프 쌍(7ab)을 형성한다. 자기 장치(5)는 마그네트론 자기장 루프의 성형을 위해 별도로 배치된 추가적인 자석외에도 하나 또는 복수의 순환하는 자기 루프를 포함한다. 양극(도시하지 않음)과 타겟 음극 사이의 전기장(E)은 DC, 펄스 DC, 중첩된 DC 및 AC 그리고 AC를 통해 고주파수대까지 발생될 수 있다. 전술한 바와 같이, 코팅 공정은 오로지 하나 또는 복수의 타겟 재료로만 이루어지거나 또는 공정실에서 스퍼터 면(3S)과 기판(4) 사이에 주입된 반응 기체와의 그 반응 후에 이루어질 수 있다. 서로 다른 재료 구역을 구비한 하나의 동일한 타겟(3)에서, 직접 코팅을 위해 또는 공정실에서 반응 기체와의 반응 후에, 복수의 재료가 동시에 공정실로 스퍼터링될 수 있다.

타겟(3)의 수명을 연장하기 위해 및/또는 하나 또는 복수의 식각 영역의 형성에도 불구하고 스퍼터율(시간 단위당 스퍼터링되는 재료의 양)을 예를 들어 일정하게 유지하고 이로써 코팅율[시간 단위당 기판(4)에 데포지션되는 재료의 양]을 일정하게 유지하기 위해, 자기 장치(5)의 특정한 부분, 특히 제공되는 하나 또는 복수의 자기 루프 쌍을 타겟 뒷면을 따라 이동시키는 것이 알려져 있는데, 이런 이동 동작은 주기적인 선형(linear) 동작 또는 회전 동작 또는 진자 동작일 수 있다. 이로써 가능한 한 현저한 국소적 식각 영역의 발생을 억제하기 위해, 마그네트론 자기장(H)이 스퍼터 면을 따라 이동된다.

본 출원에서는 단 하나의 자기 루프 쌍을 포함하는 마그네트론 소스를 일회로 소스(single circuit source)라 칭한다. 본 출원에서는 가지 장치가 두 개 또는 복수의 자기 루프 쌍을 포함하는 경우, 마그네트론 소스를 이회로 소스 또는 멀티 회로 소스라 칭한다. 또한 세 개의 자기 루프를 통해 두 개의 자기 루프 쌍이 형성될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

본 발명은, 타겟을 따라 그 기판 대응측 뒷면에 자기 장치가 존재하며, 그를 통해 타겟의 스퍼터 면을 따라 터널 형태 자기장의 적어도 하나의 폐쇄 루프가 발생되는 마그네트론 코팅 기판의 제조 방법에서 출발한다.

특히 큰 면적의 타겟을 사용할 때 하나 또는 복수의 스퍼터 코팅 기판에서 원하는 층 두께 분포를 구현하고 일정 시간 동안 이를 유지하는 것이 큰 문제점인데, 이중에서 특히 균일한 층 두께 분포를 유지하는 것이 난해하다. 이 문제점들 중 하나의 이유는 타겟 식각으로 인해 층 두께 거동이 동적이라는 것, 즉 타겟의 수명 기간 또는 사용 기간 중에 변경되는 것이다. 해당 타겟의 수명 기간 중에 복수의 기판을 코팅해야 하는 경우에는, 전술한 동적 거동이 각 기판의 코팅 시간에 따라 이러한 기판에 단지 적은 영향을 미치는 반면, 단 하나의 기판만 코팅된다고 가정할 때처럼 타겟의 전체 수명 기간에 걸쳐 층 두께 분포를 관찰하면, 층 두께 분포에 있어 상당한 변화가 관찰된다.

[정의]

본 출원에서는 해당 기간 중에 동일한 타겟으로 코팅되는 개별 기판의 수량과는 무관하게 타겟 수명 기간까지 관찰한 기간을 코팅 시간으로서 정의한다.

하트 형태 또는 사행 형태(meander)의 자기 루프 구조를 포함하는 회전하는 일회로 마그네트론 소스가 마그네트론 스퍼터 구역에서 사용의 대부분을 커버한다.

코팅 기간 중에 스퍼터율 분포를 최적화하기 위한 조절식 일회로 마그네트론 소스는 예를 들어 미국 특허 US 5 188 717에 공개되어 있다. 정적 이회로 마그네트론 소스는 예를 들어 WO 98/03696 또는 US 5 997 697에 공개되어 있다. 자기 루프 쌍 중 하나에 의한 스퍼터링을 다른 자기 루프 쌍의 스퍼터링으로 전환하기 위한, 개폐 메커니즘을 구비한 이회로 마그네트론 소스는 WO 01/63643에 설명되어 있다.

예를 들어 1200 cm2와 같은 넓은 타겟면의 한정된 커버로 인해, 회전성 일회로 마그네트론 소스를 통해 스퍼터율 및 코팅율 및 마지막으로 코팅 기간 중 기판에서의 층 두께의 균일한 분포를 구현하는 것이 매우 어렵다. 이때 대개 사행 또는 하트 형태의 자기 루프 쌍 구조가 사용되지만, 이러한 구조는 넓은 타겟면에서는 복수의 전환점을 갖거나 또는 타겟의 넓은 구역을 충분히 코팅하지 못하는 단점을 갖는다. 이외에도 특히 자기 루프 쌍의 좁은 반경은 자기 시스템의 회전속도와 같은 증가된 속도에서는 너무 많은 와전류 손실을 발생시킨다. 이는 한편으로 모터 출력을 통해 보상해야 할 뿐 아니라 다른 한편으로는 마그네트론 자기장의 약화를 발생시킨다.

WO 98/03696 또는 US 5 997 697에 공개된 정적 이회로 마그네트론 소스는 스퍼터 면에서 정적 식각 프로파일이 각인되는 단점을 갖는다. 전술한 바와 같이, 특히 타겟의 스퍼터링 증가와 함께 스퍼터율, 코팅율 및 이로써 기판에서의 층 두께 분포가 변하는 것으로 나타나다. 따라서 원칙적으로 타겟에서 그 수명 기간 동안 스퍼터율 분포의 조절을 허용하는 메커니즘이 필요하다. 대개 이는, WO 02/47110에 공개된 바와 같이 자기 장치의 자석 그룹을 가로 방향으로, 즉 타겟 뒷면(3R)을 따라 이동시킴으로써 달성된다. 이런 해결 방법의 단점은, 예를 들어 전기 슬립 링을 통해 에너지 공급이 이루어져야 하는 다른 구동장치가 자기 루프 쌍을 구비한 회전 시스템에 포함되어야 하는 것이다. 전술한 자석 그룹의 이동으로 인해 비평형이 발생하고, 이는 적합한 조치를 통해 조정해야 한다. WO 01/63643에 설명된 바와 같은 하나의 자기 루프 쌍 또는 다른 자기 루프 쌍의 선별적 활성화를 위한 개폐 메커니즘을 구비한 회전성 이회로 마그네트론 소스가 그 결과로서 전자기 구동장치의 높은 부하를 갖게된다.

본 발명의 목적은 서문에 전술한 유형의 방법 또는 마그네트론 소스를 제공하는 것인데, 이런 방법 또는 이러한 마그네트론 소스에서는 스퍼터 가동 중에, 즉 코팅 기간 중에 스퍼터율 분포가 스퍼터 면을 따라 현장에서 조절이 가능하고 이때 알려진 방법 또는 마그네트론 소스에서 이와 관련하여 나타나는 단점이 억제된다. 서문에 전술한 유형의 본 발명에 따른 방법은, 스퍼터율 분포 조절을 위해 타겟 뒷면에 대한 자기 장치의 부분의 간격이 변경되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시에서는 자기 장치의 적어도 일부 부분이 타겟 뒷면을 따라 이동한다. 이로써 터널 형태의 마그네트론 자기장의 스퍼터 효과 분포가 스퍼터 면을 따라 나타난다.

본 발명에 따른 다른 바람직한 실시에서는, 순환하는 자기 루프의 일부 부분에 대한 간격이 변경된다. 이로써 루프와 함께 발생된 마그네트론 자기장의 구역에서 스퍼터 강도가 변한다.

다른 바람직한 실시에서는, 자기 루프 전체의 간격이 변하며, 경우에 따라서는 해당 자기 루프 또는 다른 자기 루프 부분의 변화와 함께 조합적으로 변한다.

다른 바람직한 실시에서는, 특히 마그네트론 소스가 이회로 소스 또는 멀티 회로 소스일 때 경우에 따라서 전술한 실시와 조합적으로, 자기 루프 쌍의 간격이 변경된다. 이러한 경우에는 하나를 초과하는 자기 루프 쌍에서도 상응하는 간격들이 변경될 수 있다.

자기 장치가 타겟 뒷면을 따라 회전하는 마그네트론 소스에서 전술한 간격의 본 발명에 따른 조절이 구현되고, 타겟의 수명 기간에까지 코팅 시간 중에 균일한 층 두께 분포가 달성되어야 하는 경우에는, 코팅 시간이 증가함에 따라서 타겟 가장자리에서 자기 장치의 다른 부분보다 더 인접한 자기 장치 부분의 간격을 확대하고 및/또는 다른 부분의 간격을 감소시키는 것이 바람직하다.

전술한 다른 모든 구현에서 스퍼터 출력을 일정하게 유지하는 것이 더욱 바람직하다. 또한 일정하게 유지되는 스퍼터 출력에서 양극과 타겟 사이의 방전 전압을 측정하고, 이를 목표값과 비교하며 비교 결과의 함수로서 부분의 간격을 조절하는 것이 바람직하다. 또한 타겟을 서로 다른 재료로 이루어진 구역으로 분할하고 양측 재료의 스퍼터율의 비율을 전술한 간격 조절을 통해 조절하는 것도 바람직하다.

본 발명에 따른 마그네트론 소스는 스퍼터 면을 구비한 타겟을 포함하며, 스퍼터 면 대응측 타겟 뒷면을 따라 자기 장치를 포함한다. 전술한 목적은, 제어식 리프트 드라이브를 통해 타겟 뒷면에 대한 자기 장치 부분의 간격을 조절 가능하게 함으로써 달성된다.

본 발명에 따른 마그네트론 소스의 바람직한 컨셉에서는, 자기 장치의 적어도 일부 부분이, 이 부분을 타겟 뒷면을 따라 이동시키는 모션 드라이브(motion drive)와 연동 결합된다.

전술한 다른 컨셉과 조합이 가능한 다른 바람직한 컨셉에서는, 자기 루프의 부분이 제어식 리프트 드라이브와 연동 결합된다. 본 발명에 따른 마그네트론 소스에 대한 다른 바람직한 컨셉 또는 전술한 컨셉과 조합 가능한 컨셉에서는, 자기 루프 전체가 전술한 제어식 리프트 드라이브를 통해 조절된다. 이러한 컨셉도 전술한 컨셉들과 조합할 수 있으며, 하나의 자기 루프 쌍을 제어식 구동장치와 연동 결합하는 것도 바람직한 컨셉이다. 다른 바람직한 컨셉에서는, 소스 및 타겟 뒷면에 외측 자기 루프 쌍 및 내측 자기 루프 쌍이 제공되며 루프 쌍들 중 적어도 하나의 쌍이 회전축을 기준으로 편심성으로 형성되며 이 회전축에 작용하는 회전 구동장치와 연동 결합된다.

또한 자기 장치의 다른 부분보다 타겟에서 더욱 외측에 위치하는 자기 장치의 부분에 대한 간격을 코팅 시간 중에 증가시키거나 및/또는 다른 부분의 간격을 감소시키는 제어 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 하기 실시예 및 도면을 통해 상세히 설명된다.

도 2a는 본 발명에 따른 방법 또는 본 발명에 따른 마그네트론 소스의 제1 실시 형태에 대한 개략적 사시도를 나타낸다.

도 2b는 도 2a에 도시한 장치에 대한 개략적 측면도를 나타낸다.

도 2c는 예를 들어 도 2a에 따른 장치에서 마그네트론 자기장의 형성을 위한 자기 장치의 제2 변형을 개략적으로 나타낸다.

도 3은 도 2a에 따른 도시에 상응하게 도시한 본 발명에 따른 다른 실시 형태를 나타낸다.

도 4는 도 2b에 따른 도시에 상응하게 도시한 본 발명에 따른 다른 실시 형태를 개략적으로 나타낸다.

도 5는 도 4에 따른 도시에 상응하게 도시한 본 발명에 따른 다른 실시 형태 를 나타낸다.

도 6은 도 4 또는 도 5에 따른 도시에 상응하게 도시한 본 발명에 따른 다른 실시 형태를 나타낸다.

도 7은 도 4, 도 5 및 도 6에 따른 도시에 상응하게 도시한 본 발명에 따른 다른 실시 형태를 나타낸다.

도 8은 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 도시에 상응하게 도시한 다른 자기 루프 장치로서, 그에는 도 2 및 도 3을 근거로 설명한 바와 같은 예방 조치가 구현된다.

도 9는 전술한 도시에 상응하는 본 발명의 다른 실시 형태를 나타낸다.

도 10은 도 9에 따른 컨셉으로 실시된 실시 변형에 따른 원칙의 본 발명에 따른 스퍼터 소스의 개략적 구현 형태를 나타낸다.

도 11은 본 발명에 따라 사용된 자기 장치에 대한 정면도를 나타낸다.

도 12는 동심성 자기 루프 쌍 및 편심성 자기 루프 쌍에서 도 10에 따른 장치의 원형 타겟에서의 식각 프로파일의 진행(a) 및 자석 스트로크가 조절되지 않는 양측 자기 루프 쌍의 편심성 배치 시 진행(b)을 나타낸다.

도 13은 서로 상이하게 조절된 스트로크에서의 층 두께 분포 진행(a, b)를 나타낸다.

도 14는 지향해야 하는 식각 프로파일을 설명하기 위한 원판형 타겟에서의 개략적 식각 프로파일을 나타낸다.

도 15는 도 10에 따른 도시에 상응하게 도시한 도 7에 따른 실시 형태를 갖는 본 발명에 따른 장치를 나타낸다.

도 16은 매개변수로서의 스퍼터 출력을 대한 기판에서의 표준 층 두께 분포를 나타낸다.

도 17은 본 발명에 따른 마그네트론 소스의 전기적 이해를 위한 실시 형태의 개략적 신호 흐름 및 기능 블록도를 나타낸다.

도 18은 본 발명에 따른 일회로 마그네트론 소스에서의 자기 장치에 대한 개략적 정면도를 예시로서 나타낸다.

도 19는 도 18에 따른 자기 장치에서 나타나는 층 두께 분포와 간격 조절 사이의 함수 관계를 나타낸다.

도 2a에는 본 발명에 따른 방법 또는 본 발명에 따른 마그네트론 소스의 제1 실시 형태가 개략적 사시도로 도시되어 있고, 또한 도 2b에는 도 2a에 도시한 장치의 개략적 측면도가 도시되어 있다. 타겟(3)은 기판 측에서 (기판은 도시하지 않은) 스퍼터 면(3S) 및 기판 대응측에서 뒷면(3R)을 포함한다. 뒷면(3R)의 구역에는 자기 장치(5)가 존재하는데, 이 자기 장치는 스퍼터 면(3S)에서 도 2에 따른 터널 형태 자기장(H)의 적어도 하나의 폐쇄 루프를 발생시키는데, 이 자기장은 전문가들 사이에서 일반적으로 마그네트론 자기장(H)으로 불린다. 도 2에는 일회로 마그네트론 소스가 도시되어 있다. 이를 위해 자기 장치(5)는 거의 순환하는 폐쇄형 제1 자기 루프(7a) 및 제2 자기 루프(7b)를 갖는데, 이 제2 자기 루프는 제1 자기 루프 내에 존재한다. 양측 자기 루프(7a, 7b) 중 적어도 하나, 즉 예를 들어 도 2에 따른 외측 자기 루프(7a)는 적어도 거의 영구 자석(9)에 의해 형성된다. 예를 들어 전술한 자기 루프(7a)는 예를 들어 자기 극성(N)을 가지면서 타겟 뒷면(3R)에 대향하게 배치된다. 마찬가지로 제2 자기 루프(7b)도 예를 들어 제2 자기 극성(S)을 가지면서 타겟 뒷면(3R)에 대향하게 배치된다. 도 2c에서 쉽게 알 수 있듯이, 타겟 뒷면(3R)을 따라 순환하는 자기 극성 구역이 발생하고 이와 대하여 제2 자기 극성을 갖는 내측 또는 외측의 순환하는 구역이 발생하도록 자기 루프 쌍(7ab)이 구현된다. 이를 위해 양측 루프에는 영구 자석(9)이 배치되며, 그 타겟 뒷면(3R) 대응측에는 강자성 결합부(ferromagnetic coupling)(10)가 존재한다. 이에 대한 대안으로서 경우에 따라서는 구간별로도, 자기 루프를 따라 예를 들어 그 위측에 영구 자석(9a)이 존재하며 타겟 뒷면(3R)에 대향하는 제2 자기 극성이 다른 루프, 즉 예를 들어 내측 루프(7b)에서 강자성 요크(yoke)(12)에 의해 형성된다.

쌍(7)을 따라 관찰할 때 도 2c에 따라 배치가 달라질 수 있으며 요크(12)를 통한 구현 시에는 영구 자석이 배치될 수 있다.

도 2, 특히 도 2b에 도시한 실시예에서는 구동장치(14)를 통해 제어 가능한 형태로 타겟 뒷면(3R)에 대한 쌍(7) 자기 루프 중 하나의 부분(7b1) 간격[db1(t)]이 변한다. 도 2b에 설명한 바와 같이 da는 타겟 뒷면(3R)에 대한 하나의 자기 루프(7a)의 자기 극면 간격이며 간격(db)은 제2 자기 루프(7b)의 간격이며 db1은 양측 루프 중 적어도 하나, 즉 예를 들어 내측 루프에서의 부분(7b1)의 제어 가능한 형태로 변경할 수 있는 간격이다. 쌍(7ab)에 의해 형성된 마그네트론 자기장(H)의 작용은 제어 가능한 형태로 변경된다. 물론 해당 자기 루프에서 양측 부분들이 상 대적인 상호 간격을 갖도록 이동시키고 타겟 뒷면(3R)에 대한 양측 부분들의 간격을 제어 가능한 형태로 이동시키는 것도 가능하다. 즉 예를 들어 도 2a에 도시한 바와 같이 부분(7b)을 위로 올리고 이와 동시에 해당 자기 루프의 다른 부분을 하강시키는 것이 가능하다. 중요한 것은, 자기 루프 쌍(7ab)을 따라 관찰할 때 타겟 뒷면에 대한 자기 극면의 간격비가 자기 루프에서의 제어된 간격 변화로 인해 시간에 따라 변하는 것이다.

예를 들어 도 2a에 도시한 바와 같이 해당 구역에서는 쌍(7ab)을 따라 양측 자기 루프에서, 동일한 또는 다른 길이의 부분(7a1,7b1)을 타겟(3R)에 대한 그 간격을 기준으로 제어 가능한 형태로 변경하는 것이 바람직한데, 더욱 상세하게는 동일한 방향에서 동일하거나 다르게, 또는 역전된 방향에서는 동일하거나 또는 다르게 변경하는 것이 바람직하다.

이에 상응하는 도 2a에 따른 도시와 마찬가지로 도 3에는 본 발명에 따른 다른 바람직한 실시 형태가 도시되어 있다. 도면에서 쉽게 알 수 있듯이, 쌍(7ab)에서는 예를 들어 외측 자기 루프(7a)에서 전체 극면과 타겟 사이의 간격[da(t)]이 구동장치(14)를 통해 시간에 따라 제어 가능한 형태로 조절되고 이로써 발생된 터널 형태의 자기장(H)의 작용도 조절 가능하다. 여기에서도 경우에 따라서 양측 모든 자기 루프(7a, 7b)의 간격비가 동일한 방향에서 동일하며, 동일 방향에서 다르고, 각각의 역전된 방향에서는 동일하거다 다르게 제어 가능한 형태로 조절될 수 있다.

도 3에 따른 실시 형태도 일회로 마그네트론 소스를 나타낸다.

도 2b의 도시에 상응하는 도 4에는 본 발명에 따른 다른 바람직한 실시 형태가 도시되어 있다. 이 실시 형태에서는 도시한 바와 같이 일반적으로 홀수에 해당하는 세 개의 자기 루프(7a, 7b, 7c)가 존재하며, 이런 자기 루프들은 공동으로 자기 장치(5)의 두 개의 루프 쌍(7ab, 7bc)을 형성한다. 중앙 자기 루프(7b)의 극성은 양측의 인접한 자기 루프와 반대되는 극성이다. 이로써 도시한 실시 형태에서는 터널 형태의 마그네트론 자기장(H1, H2)의 순환하는 두 개의 루프가 형성된다. 도 2에 따른 실시 형태와 상응하게 도 4에 따른 실시 형태에서는 중앙 자기 루프(7b)의 적어도 하나의 부분(7bl)의 간격[dbl(t)]이 제어식 구동장치(도시하지 않음)에 의해 변경되는 반면, 해당 자기 루프(7b)의 하나 또는 복수의 부분은 타겟(3)의 뒷면(3R)을 기준으로 일정한 간격을 유지한다.

도 4에 상응하게 도시한 도 5는 도 3에 상응하게 도시한 다른 바람직한 실시 형태를 나타내는데, 이 실시 형태에서는 중앙 자기 루프(7) 전체가 db(t)로 나타낸 바와 같이 (도시하지 않은) 구동장치를 통해 타겟(3) 뒷면(3R)에 대한 거리를 기준으로 변경된다.

도 4 및 도 5에 따른 방식에서는 간격[db(t), db1(t)]의 개별적 조절을 통해 양측 마그네트론 자기장(H1, H2)이 거의 동일하게 작용한다.

도 6에 따른 실시 형태에서는 외측 자기 루프(7a)의 부분(7a1)이 (도시하지 않은) 제어식 구동장치를 통해 그 간격[da1(t)]에 대해 이동되는 반면, 자기 루프(7a)의 다른 부분은 루프(7b, 7c)와 같이 일정한 간격으로 유지되는 것을 쉽게 알 수 있다.

도 7에 따른 바람직한 실시 형태에서도 최외측에 있는 자기 루프(7a)의 간격[da(t)]이 (도시하지 않은) 제어식 구동장치에 의해 타겟 뒷면(3R)에 대해 변경된다.

도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 따른 실시 형태는 이회로 마그네트론 소스이다. 적합한 제어식 구동장치가 제공되므로 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7을 통해 설명한 모든 실시 형태가 하나의 마그네트론 소스 또는 조합된 마그네트론 소스에 적용될 수 있다.

도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 따른 실시 형태, 즉 이회로 마그네트론 소스에서 간격 조절을 통해 인접한 마그네트론 자기장(H)이 상호 의존적으로 조절되는 반면, 즉 일반적으로 하나의 자기장이 약화될 때 다른 자기장이 강화되고 다른 경우에서는 그 반대로 되는 반면, 아래에서 설명되는 다른 바람직한 실시 형태에서는 이러한 현상이 더 약하게 나타난다. 또한 도 8에 따른 다른 바람직한 실시 형태에서는 일반적으로 짝수인 네 개의 서로 중첩된 자기 루프(7a, 7b, 7c, 7d)가 제공된다. 가장 내측 또는 가장 외측의 자기 루프에서부터, 더욱 상세하게는 그에 대해 수직으로 각각의 이어지는 자기 루프가 자기 루프 쌍의 형성에 관여한다. 이는 도 8에서 자기 루프 쌍(7ab, 7cd)으로 도시되어 있으며 마그네트론 자기장(H1, H2)을 형성한다. 양측 쌍(7ab, 7cd) 중 하나 또는 양측 쌍에서 도 2 및 도 3을 통해 각각 설명한 실시 형태가 구현될 수 있다. 또한 본 발명의 다른 바람직한 실시 형태 및 도 9에 도시한 바와 같은 실시 형태에서는 (도시하지 않은) 제어식 구동장치를 통해 루프 쌍 전체의 간격[dcd(t)] 및 도 9에 따른 실시 형태에서는 내측 루프(7cd) 의 간격이 본 발명에 따라 조절될 수 있다. 또한 제공되는 양측 자기 루프 쌍의 간격을 상응하는 구동장치를 통해 제어 가능한 형태로 조절되게 형성하고 이 간격을 동일 방향에서 동일하게, 동일 방향에서 다르게, 역방향에서 동일하게 또는 역방향에서 다르게 조절하거나, 경우에 따라서는 이를 임의로 조합하는 것도 가능하고 또한 바람직하다.

지금까지는 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9에 따른 실시 형태에서 제공된 자기 장치가 본 발명에 따른 간격 조절과는 무관하게 자기 루프와 함께 타겟 뒷면(3R)에 대해 고정된 것으로 간주되었다. 모든 실시 형태에서, 본 발명에 따른 간격 조절의 구현에 추가적으로 자기 장치(5)의 적어도 일부 부분을 (도시하지 않은) 적합한 구동장치를 통해 타겟 뒷면(3R)을 따라 이동시키는 것이 바람직한 컨셉이다. 따라서 도 2a에 도시한 바와 같이 쌍(7ab)을 이동 궤도(Bab)로 개략적으로 나타낸 바와 같이 원형으로 마그네트론 뒷면(3R)을 따라 이동시키는 바람직한 컨셉이다. 이 사항은 도 3에 따른 실시 형태에서도 동일하게 적용된다. 또한 경우에 따라서는, 도 2 및 도 3에 따른 일회로 마그네트론 소스에서 쌍을 형성하는 양측 자기 루프를 서로 다른 이동 궤도에서 뒷면(3R)을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 것도 바람직한 컨셉이다.

도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 따른 실시 형태, 즉 세 개의 자기 루프를 통한 이회로 마그네트론 소스의 구현에서는 다음을 통해 바람직한 컨셉이 실현된다:

- 제공되는 모든 자기 루프를 뒷면(3R)을 따라 동일하게 이동시킴;

- 인접한 양측 자기 루프에 대해 중앙 자기 루프를 이동시킴;

- 세 개의 루프 중 가장 외측 및 가장 내측의 자기 루프 중 하나 또는 모두를 세 개의 루프의 중앙 자기 루프에 대해 동일하게 또는 다르게 이동시킴.

도 8 또는 도 9에 따른 실시 형태에서는

- 제공되는 모든 자기 루프 쌍을 타겟 뒷면(3R)을 따라 동일하게 이동시키거나 또는

- 하나의 자기 루프 쌍을 다른 것에 대해 이동시키는 것이 바람직한 컨셉이다.

자기 루프를 통해 마그네트론 자기장을 성형하거나 또는 타겟(3)의 스퍼터 면(3S)을 따라 이동시는 컨셉 중 어느 컨셉을 선택하느냐에 따라서, 전술한 이동 방법이 조합적으로 적용되고 상응하는 제어식 구동장치가 제공된다.

도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9에서 설명한 자기 루프는 정면에서 스퍼터 면(3S)으로 관찰할 때 원형, 난형, 타원형, 거의 직각형 또는 하트 또는 콩팥 또는 사행 형태일 수 있다.

도 10에는 원칙적으로 도 9에 따른 본 발명의 소스(20)에 대한 바람직한 실시 형태가 도시되어 있다. 이 실시 형태는 스퍼터 면(23S) 및 뒷면(23R)을 구비한 타겟(23)을 포함한다. 도 9에 따른 외측 자기 루프 쌍(7ab)은 도 2a에 따른 강자성 요크(10)를 통해 외측 서포트(25)에 부착된다. 단지 개략적으로 도시한 바와 같이 회전 구동장치(27)를 통해 외측 서포트(25)가 축(A25)을 중심으로 회전된다. 단지 개략적으로 도시한 소스 하우징을 기준으로 다른 회전 구동장치(29)를 통해 내측 서포트(35)가 회전하게 되는데, 도시한 실시예에서는 회전축(A25)와 만나는 축(A35)을 중심으로 회전한다. 내측 서포트(35)는 타겟(23)에 대향하며 강자성 재료로 이루어진 후면판(33)을 포함하며 쌍(7cd)을 형성하는 자기 루프(7c, 7d)를 지지한다. 회전축(A25)을 기준으로 자기 루프 쌍(7ab)이 동심성으로 외측 서포트(25)에 부착되는 반면, 자기 루프 쌍(7cd)은 내측 서포트(33)에서 회전축(A35)을 기준으로 편심성으로 부착되어 있다. 개략적으로 도시한 제어식 리프트 드라이브(lift drive)(37)를 통해 내측 서포트(35)가 타겟(23)의 뒷면(23R)에 대해 간격[dcd(t)]으로 조절된다. 이때 회전 속도(ω35, ω25) 또는 내외측 서포트(25, 35)의 회전 방향은 동일하게 또는 상이하게 선택할 수 있다. 하지만, 도 11에서 자기 장치의 정면도로 도시한 바와 같이, 자기 루프 쌍(7ab)이 외측 서포트(25)에서 편심성 및 도시한 바와 같이 예를 들어 원형으로 구현되고 자기 루프 쌍(7cd)이 축(A35)을 중심으로 회전하는 내측 서포트(35)에서 마찬가지로 편심성으로 구현되는 것이 바람직한 컨셉이다. 도 12에서는 직경이 400 mm인 원형 타겟(23)에서의 진행(a)는 양측 자기 루프 쌍 중 하나, 즉 예를 들어 도 10에 따른 외측 자기 루프 쌍(7ab)의 동심성 배치 및 다른 자기 루프 쌍, 즉 도 10에 따른 쌍(7cd)의 편심성 배치에서의 식각 프로파일을 나타낸다. 진행(b)은 도 10에 따른 양측, 즉 내측 및 외측 쌍(7ab, 7cd)이 서로 겹쳐지는 회전축(A25, A35)을 기준으로 편심성으로 구현되는 경우에서의 식각 프로파일을 나타낸다. 도 11에 따른 배치에서 내측 자기 루프 쌍(7cd)과 외측 자기 루프 쌍(7ab) 사이의 사이 구역에는 거의 약화되지 않은 식각 구역이 형성되는 것을 알 수 있다. 해당 자기 루프 쌍의 편심성 최적화를 통해 최적의 식각 프로파일 구역이 구현된다. 도 11에 따른 형성에서는 도 10에 따른 회전 구동장치(27, 29)가 강제적으로 동일한 회전 속도로 구동된다. 차후에 설명하는 바와 같이, 구동장치(37)를 통해 제어 가능한 형태로 조절된 스트로크(stroke) 및 이로써 간격[dcd(t)]의 변화를 통해 더욱 균일한 식각 또는 스퍼터 분포가 구현되며 이로써 기판에서 의도한 최적의 층 두께 분포가 달성되거나, 또는 가능한 한 타겟 표면에 대한 동일한 형태의 제거를 통해 타겟 활용도가 최적화된다.

서로 다른 스트로크에서 또는 도 10에 따른 간격[dcd(t)]으로 달성된 층 두께 분포는 도 13에서 스퍼터링된 구리 층의 표면 저항을 근거로 하여 300 mm 직경의 원형 기판에서 달성된 층 두께 분포에 해당한다. 여기에서 큰 저항값은 얇은 층에 해당하고 작은 저항값은 두꺼운 층에 해당한다. 마그네트론 장치로 도 11에 따른 이중 편심성 장치가 사용되었다. 주변부보다 기판의 중앙부에서 구리 층이 현저히 얇은 진행(a)에 따른 결과로서 내측 자기 루프 쌍(7cd)의 스트로크가 도 10에 따른 간격[dcd(t)]에 상응하게 조절되는데, 이 간격은 외측 자기 루프 쌍(7ab)의 간격(da)과 동일하다. 이로써 (내측 자기 루프 쌍의) 간격[dcd(t)]이 0.5 mm만큼 감소되었으며, 이로 인해 타겟 중앙부에서 서프터율이 증가하고 따라서 기판에서 코팅율이 증가하고, 도 13의 진행(b)에 따른 결과로서 기판에서 현저히 개선된 층 두께 분포가 나타난다.

(도 13에 도시하지 않은)스트로크[dcd(t)]가 0.5 mm 더 감소되는 경우에는, 기판에서 최고의 동일한 형태의 층 두께 분포가 나타나는데, 이 경우에는 타겟의 중앙부에서의 최종 코팅 단계에서 스퍼터율이 다시 증가되며 이로 인해 시판의 중앙부에서는 그 결과로서 층 두께가 더욱 증가하게 되며, 도 13에 따라 더욱 감소된 구리층의 표면 저항이 기판 중앙부에서 나탄난다.

도 13에서는, 자기장의 부분에서 간격에 대한 시간 제어를 통해 형성된 자기 장치 및 스퍼터율 및 이로써 코팅율 및 이로써 지정된 시간 후에 결과로서 나타나는 기판에서의 층 두께 분포가 미세하게 조절 가능하다는 것을 알 수 있다. 도 13에 따른 결과를 얻기 위해 마그네트론 스퍼터 소스에서 방전 전압이 영향을 받지 않았고 제공된 전기 방전 출력이 일정하게 유지되었다.

기판에서 가능한 한 균일한 층 두께 분포가 달성되어야 하고, 다르게 형성된 본 발명에 따른 마그네트론 소스에서 달성해야 하는 분포와 관련하여 상응하는 사고 방법이 전문가들에게 제공된다면, 도 10에 따른 장치에서 도 11에 따른 두 개의 편심성 자기 루프 쌍(7ab, 7cd)을 통한 간격[dcd(t)]의 시간적 제어와 관련하여 다음과 같은 고찰이 도움이 될 수 있다: 기판에서의 최적화된 층 두께 분포를 위해 원판 형태의 타겟에서 지향해야 하는 식각 프로파일을 우선 도 14를 근거로 토의해야 한다. 특정한 간격 제어장치 없이 도 10에 따른 장치 및 도 11에 따른 자기 장치를 통해 외측 구역에서 증가된 식각율(ER)이 나타나는데, 이는 가장자리 효과 수정(edge effect correction)을 위해 바람직하다. 하지만 이 외측 구역에는 뚜렷한 식각 영역의 형성으로 인해 항상 더 높은 스퍼터율이 나타나므로, 시간이 경과함에 따라 타겟의 외측 구역에는 상대적 식각 강도가 감소한다. 이는 일정 기간에 걸쳐 기판에서 균일한 층 두께 분포를 달성하기 위한 것이다. 타겟의 외측 구역에서의 식각 강도 감소는 타겟의 중앙부에서의 식각 강도에 대해 상대적으로 인식되어야 한다. 따라서 타겟의 외측 구역에서 식각 강도가 감소하거나 또는 중앙부에서 식각 강도가 증가할 수 있다. 도 13에 따른 설명에는 후자에서 설명한 방법이 기술되어 있다.

도 14를 근거로 설명하자면, 상대적 스퍼터 강도 또는 타겟 외측 구역에서의 스퍼터율은 초기의 더 높은 값(ER1)에서 코팅 종료 시에는 더 낮은 값(ER2)으로 감소한다. 내측 서포트의 dcd(t)에서 어느 정도 간격 감소가 이루어져야 하며 외측 서포트에서는 어느 정도의 간격 증가가 이루어져야 하는지에 대한 개략적 가정으로서, 다음과 같은 예측이 가능하다: 우선 지정된 코팅 시간, 예를 들어 타겟 수명 기간의 종료 시간에서 외측 및 내측 식각 영역의 식각 깊이 편차가 측정된다. 이는 도 10에 따른 외측 및 내측 서포트(25, 35)의 지정된 고정 간격에 해당한다. 이 식각 깊이 편차가 측정되는 경우, 즉 예를 들어 타겟 가장자리 구역에서 7 mm 더 깊은 식각 깊이가 측정되는 경우에는, 동일한 코팅 기간 중에 타겟의 외측 구역에서의 스퍼터 강도가 7 mm의 상대적 스토로크 변화를 통해 상대적으로 감소한다. 즉 코팅 기간 중에 7 mm만큼의 외측 서포트(35)의 간격 증가가 지향되고 7 mm만큼의 내측 서포트(25)의 간격 감소가 지향된다. 이때 스트로크 변화는 오로지 외측 서포트 또는 오로지 내측 서포트에서만 이루어지거나 조합적으로 내측 및 외측 서포트에서 역방향으로 이루어질 수 있다.

일정 시간에 걸쳐 실시해야 하는 스트로크 변화는 높은 정확도로 이루어져야 하며 코팅 시간, 타겟 재료, 타겟 두께, 관련된 층 두께 분포에 대해 시판에 요구되는 요건 및 스퍼터 출력에 대해 지향되는 식각 프로파일 진행에 의해 결정된다. 지향되는 간격비에 대한 감시 및 제어를 위해 하나 또는 복수의 직접 또는 간적접 인 현장 간격 측정이 이루어진다. 도 10에는 이를 위한 센서 장치(40)가 개략적으로 도시되어 있다. 이 실시 형태에서는 외측 서포트의 스트로크가 조절되지 않으므로, 이 장치는 외측 서포트(25)와 내측 서포트(35) 사이에서 현재 조절된 간격을 측정하며 이로써 dcd(t)의 진행 또는 현재값을 측정한다. 센서 장치(40)는 예를 들어 3각 측정법의 원리로 작동할 수 있으며, 용량성 또는 광학식 센서 또는 기계식 픽업 등으로서 형성될 수 있다. 또한 타겟에 대해 자기 장치를 전기적으로 절연할 필요가 없게 하기 위해 무접촉 측정식 센서 장치를 사용하는 것이 바람직하며, 이로써 자기 장치의 극면과 타겟 뒷면 사이의 간격을 최소한으로 선택하거나 조절하는 것이 가능하다.

원칙적으로 본 발명에 따른 방법을 통해 일정 기간동안 원하는 스퍼터율 분포를 조절하는 것이 가능하다. 따라서 예를 들어 도 10에 따른 장치를 통해 내측 자기 루프 쌍(7cd)이 제1 재료를 포함하는 제1 타겟 구역을 따라 안내되고, 이와 달리 외측 자기 루프 쌍(7ab)이 제2 재료를 포함하는 타겟 구역을 따라 안내되며, 타겟이 서로 다른 재료로 이루어진 두 개의 구역을 포함하는 경우에는, 본 발명에 따른 방법으로 기판에서 양측 재료의 상대적 코팅율도 조절할 수 있다.

도 10의 도시에 상응하는 도 15에 따른 도시에서 도 7에 따른 도시에 상응하는 실시 형태가 개략적으로 도시되어 있다. 이 도면에도 이회로 마그네트론 소스가 도시되어 있다. 단지 가장 외측의 자기 루프(7a)만 내측에 존재하는 두 개의 자기 루프(7b, 7c)에 대해 간격이 조절된다.

외측 자기 루프(7a)가 소스 하우징(31)에 대해 고정적으로 부착되어 있다. 내측 자기 루프 쌍(7cb)은 회전되는 서포트(35a)에 회전축(A35a)에 대해 편심성으로 부착되어 있다. 도 10에 따른 실시를 근거로 약식으로 도시된 도 15에 따른 실시 형태는 전문가에게 쉽게 이해된다.

도 16에는 기판에서 타겟의 수명 기간에 걸친 표준화된 층 두께 분포를 나타내는 매개변수로서 스퍼터 출력이 사용된다. 도 10에 따른 외측 자기 루프 쌍(7ab)의 간격은 내측 자기 루프 쌍(7cd)의 간격보다 1 mm 크다. 진행(a)은 32 kW의 스퍼터 출력에서 측정되었으며, 진행(b)은 28 kW의 스퍼터 출력에서 측정되었고, 진행(c)은 24 kW의 스퍼터 출력에서 측정되었으며, 진행(d)은 16 kW의 스퍼터 출력에서 측정되었고 마지막으로 진행(e)은 20 kW의 스퍼터 출력에서 측정되었다.

여기에서 결과로 나타나는 층 두께 분포가 조절된 스퍼터 출력에 따라 큰 차이를 갖는 것을 알 수 있다. 이를 근거로 하여, 마그네트론 자기장의 적어도 일부 부분에 대한 본 발명에 따른 시간별 제어 조절의 실시 시 나타나는 타겟 뒷면에 대한 자기 배치에서 스퍼터 출력을 일정하게 유지하는 것이 바람직한 컨셉이라는 결론을 얻게 된다.

또한 방전 전압(UE)과 타겟에서의 현재 스퍼터율 분포 사이에서 뚜렷한 상관 관계가 존재한다. 경험상으로 볼 때, 타겟의 외측 구역에서 증가하는 식각으로 인해 방전 전압은 타겟 사용과 함께 감소한다. 이로써 방전 전압을 측정된 제어 변수로서 적용하고 목표값과 비교하며 조절을 위해 외측 자기 루프 쌍의 간격 조절을 일정하게 유지하는 가능성이 제공된다.

원칙적으로 타겟에서 최고의 스퍼터 강도를 나타내는 자기 루프 쌍의 스퍼터 효과를 통해 멀티 회로 스퍼터 소스에서 방전 전압을 측정하게 된다.

일반적으로, 코팅 시간에 걸쳐 기판에서 원하는 층 두께 분포를 달성하기 위해, 시간에 대한 본 발명에 따른 간격 분포를 나타나는 매개변수로서 우선적으로 스퍼터 출력이 사용된다. 이러한 방식으로 얻은 특성 곡선은 표로서 저장된다. 그 후에 간격 조절이 스퍼터 출력에 따라서, 저장된 진행 곡선으로 이루어진다. 각 간격비의 조절을 통한 방전 전압(UE)의 조절은 경우에 따라서 작업점 조절로서 실시된다.

도 17에는 개략적인 신호 흐름 및 기능 블록도를 근거로 하는, 본 발명에 따른 마그네트론 소스의 전기적 가이드를 위한 가능한 컨셉이 도시되어 있다. 마그네트론 소스(42)는 마그네트론 자기장을 발생시키는 자기 장치의 적어도 일부 부분에 대한, 본 발명에 따른 시간별 조절 간격을 위한 제어 입력부(S42)를 포함한다. 소스는 발전기(44)로부터 조절 가능한 일정한 전기적 출력(P)을 공급받는다. 인접한 타겟의 가동 시 조절된 전기적 출력(P)은 표 메모리(46)로 제공되는데, 여기에는 복수의 출력 조절을 위해 사전에 측정된 필수적 각 시간적 간격 함수가 d(t, p)로서 저장되어 있다. 해당 타켓을 통한 스퍼터 코팅의 개시 시점부터 타이머(48)가 표 메모리(46)에서 현재 코팅 시간에 상응하는 간격값의 판독을 제어한다. 마그네트론 소스에서 요구되는 간격값이 간격 제어 입력부(S42)를 통해 조절된다. 예를 들어 도 10을 근거로 설명한 위치 센서(40)를 통해 현재 요구되는 간격이 정확하게 조절될 수 있다. 이 위치 제어 회로는 도 17에 도시되지 않는다. 또한 방전 전압(UE)은 실제값으로서 측정되며 지정된 목표 방전 전압(USOLL)과 비교기(50)에서 비교된다. 비교 결과는 제어 편차(Δ)로서 컨트롤러(52) 및 상위 위치결정 유닛(super positioning unit)(54)을 거쳐 조절 신호의 형태로 소스(42)의 입력부(S42)에 전달된다. 이로써 작업점이 방전 전압의 조절을 통해 표(46)의 지정된 값으로 유지된다.

도 18에는 사행 형태의 자기 루프(7a, 7b)를 갖는 일회로 마그네트론 소스에 있는 자기 장치(5)가 도시되어 있다. 양측 자기장 루프(7a, 7b) 및 쌍(7ab)은 축(A)을 중심으로 회전한다. 도 19에는 진행(a)에 따라 타겟 뒷면에 대한 루프(7b)의 간격이 외측 자기 회로(7a)의 간격보다 2 mm 더 크고 진행(b), 진행(c) 및 진행(d)에 따라 상응하는 간격이 2 mm 감소되는 경우에 300 mm 직경의 기판에서 그 결과로서 나타나는 층 두께 분포가 도시되어 있다. 여기에서는, 도 2 및 특히 도 3을 근거로 설명한 일회로 소스에서도 본 발명에 따른 방법을 통해 기판에서의 현재 스퍼터율 및 현재 코팅율의 제어가 가능하며 이로써 타겟 수명에까지 이르는 관찰된 코팅 시간동안 기판에서 원하는 층 두께 분포의 조절 또는 유지가 균일하게, 즉 동일한 형태로 이루어질 수 있음을 알 수 있다.

도 11에 따라 구현된 도 10의 실시 형태에서는 이회로 마그네트론 소스의 이러한 배치에서 도 18에 따른 일회로 소스와 비교하여 와전류 손실의 감소가 나타나는 것이 확인되며, 이는 각 회전 구동장치에 필요한 구동 모터 출력을 약 20 % 감소시키는 것을 가능하게 한다. 추가적으로 와전류의 감소를 통해 회전성 자기 장치의 둘레에서 그 결과로서 누설 자기장이 감소하고 이로써 주변의 설비 부품의 잠재적 고장 위험이 감소한다.

Claims (25)

1. 진공 수용장치(vacuum recipient)에서 스퍼터 면과 뒷면을 구비한 고정된 타겟장치를 포함하는 마그네트론 소스(magnetron source)를 제공하는 단계;

   상기 스퍼터 면을 따라 상기 뒷면에 수직인 축에 대해 편심적으로 형성된 하나 이상의 터널 형태의 마그네트론 자기장의 하나 이상의 폐쇄 루프를 발생시키는 자기장치를 상기 타겟장치의 뒷면을 따라 제공하는 단계;

   상기 스퍼터면과 대향하고 이로부터 이격되도록 기판을 제공하는 단계;

   상기 축 둘레로 상기 폐쇄 루프를 회전시키는 단계;

   상기 뒷면 쪽으로 및 이로부터 멀어지도록 상기 자기장치의 일부 부분(a part)을 상기 자기장치의 나머지 부분을 따라 이동시켜서 상기 뒷면에 대한 상기 자기장치의 상기 일부 부분의 간격을 변경시키는 단계; 및

   상기 기판에 스퍼터 코팅하는 단계를 포함하는, 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 터널 형태의 마그네트론 자기장의 폐쇄 루프는 상기 자기장치의 자기 루프(a loop of magnets)를 통해 발생되고, 상기 자기장치의 상기 일부 부분의 간격을 변경시키는 단계는 상기 자기 루프의 적어도 일부 부분의 간격을 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 터널 형태의 마그네트론 자기장의 폐쇄 루프는 상기 자기장치의 자기 루프를 통해 발생되고, 상기 자기장치의 상기 일부 부분의 간격을 변경시키는 단계는 상기 자기 루프의 간격을 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 방법이 상기 타켓 장치의 가장자리로부터 멀리 떨어진 상기 자기장치의 다른 부분들에 대해 상기 타켓장치의 가장자리에 더 가까이 위치한 상기 자기 루프의 적어도 일부 부분의 간격을 변경시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 자기장치의 상기 일부 부분의 간격을 변경시키는 단계가 상기 타켓장치의 작동시간에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 방법이 터널 형태의 마그네트론 자기장의 또 다른 페쇄 루프를 발생시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 또 다른 터널 형태의 마그네트론 자기장의 폐쇄 루프가 상기 뒷면에 또 다른 수직인 축에 대해 편심이고 상기 또 다른 수직인 축 둘레로 회전되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 축과 상기 또 다른 축이 동일한 축인 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
9. 제 6항에 있어서, 상기 터널 형태의 마그네트론 자기장의 또 다른 폐쇄 루프는 상기 자기장치의 자기 루프를 통해 발생되고, 상기 자기장치의 상기 일부 부분의 간격을 변경시키는 단계는 상기 또 다른 자기 루프의 적어도 일부 부분의 간격을 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
10. 제 6항에 있어서, 상기 터널 형태의 마그네트론 자기장의 또 다른 폐쇄루프는 상기 자기장치의 자기 루프를 통해 발생되고, 상기 자기장치의 상기 일부 부분의 간격을 변경시키는 단계는 상기 뒷면에 대한 상기 자기 루프의 간격을 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
11. 제 1항에 있어서, 상기 방법이 상기 마그네트론 소스의 방전 전압을 측정하고, 상기 측정된 방전 전압을 상기 방전 전압에 대한 목표값과 비교하고, 및 상기 비교결과에 따라 상기 간격을 조절하는 단계를 수행하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
12. 제 1항에 있어서, 상기 방법은 두 개 이상의 서로 다른 타겟 재료 구역을 가지는 상기 타겟장치를 제공하고, 상기 간격 조절을 통해 상기 기판 상에 증착되는 상기 서로 다른 재료의 비율을 조정하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
13. 진공 수용장치(vacuum recipient)에서 스퍼터 면과 뒷면을 구비한 고정된 타겟장치를 포함하는 마그네트론 소스(magnetron source)를 제공하는 단계;

    상기 스퍼터 면을 따라 터널 형태의 마그네트론 자기장의 하나 이상의 페쇄 루프를 발생시키는 자기장치를 상기 타겟장치의 뒷면을 따라 제공하는 단계;

    상기 스퍼터 면을 따라 상기 터널 형태의 마그네트론 자기장의 페쇄 루프를 이동시키는 단계; 및

    상기 자기장치의 일부 부분을 상기 자기장치의 나머지 부분을 따라 이동시킴으로써 및 상기 타겟장치의 작동시간에 따라 상기 뒷면에 대한 상기 자기장치의 상기 일부 부분의 간격을 변경시키는 단계를 포함하는, 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
14. 제 13항에 있어서, 상기 방법이 상기 자기장치의 다른 부분들보다 상기 타켓 장치의 가장자리에 더 가까이 위치한 상기 자기장치의 일부 부분을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 자기장치의 상기 일부 부분의 간격을 변경시키는 단계는 상기 다른 부분들의 간격에 대해 상기 자기장치의 상기 일부 부분의 간격을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
15. 제 14항에 있어서, 상기 방법이 상기 타겟의 작동시간에 따라 상기 간격을 증가시키는 단계를 조정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
16. 제 13항에 있어서, 상기 방법이 상기 폐쇄 루프를 상기 뒷면에 수직인 축 둘레로 회전시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 코팅 기판을 제조하는 방법.
17. 스퍼터 면과 뒷면을 구비한 고정된 타겟장치;

    상기 타겟장치의 상기 뒷면을 따라 형성된 자기장치로서, 상기 자기장치는 상기 뒷면에 수직인 축에 대해 편심적으로 형성된 자기 루프를 포함하는 자기장치;

    상기 자기 루프를 상기 축 둘레로 회전시키는 구동장치; 및

    상기 뒷면에 대해 상기 축에 평행하게 상기 자기장치의 적어도 일부 부분을 구동적으로 이동시켜 상기 뒷면에 대한 상기 일부 부분의 간격을 변경시키는 또 다른 구동장치를 포함하는 마그네트론 소스.
18. 제 17항에 있어서, 상기 자기장치는 또 다른 자기 루프를 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 소스.
19. 제 18항에 있어서, 상기 또 다른 자기 루프가 상기 뒷면에 수직인 또 다른 축 둘레로 회전가능하게 구동되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 소스.
20. 제 19항에 있어서, 상기 축과 상기 또 다른 축이 동일한 축인 것을 특징으로 하는 마그네트론 소스.
21. 제 17항에 있어서, 상기 자기장치의 상기 일부분이 상기 자기 루프의 일부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 소스.
22. 제 21항에 있어서, 상기 자기 루프의 상기 일부분이 상기 자기 루프인 것을 특징으로 하는 마그네트론 소스.
23. 제 17항에 있어서, 상기 또 다른 구동장치가 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 마그네트론 소스.
24. 제 17항에 있어서, 상기 마그네트론 소스가 상기 간격을 측정할 수 있는 측정장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 소스.
25. 제 17항에 있어서, 상기 타겟장치가 타겟 재료가 서로 다른 두 개 이상의 구역들을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 소스.

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