KR101413693B1 - 자전관 스퍼터링 타겟 내 부식의 예측 및 보상 - Google Patents

Abstract

반경 성분들을 가진 선택된 복잡한 경로(150)에서 타겟(38)의 뒤 주변에서 자전관(72)이 스캔될 때, 타겟 부식 프로파일은 경로들의 선택을 따르는 형태를 가진다. 주어진 자전관에 대한 반경 부식 비율 프로파일(160)이 측정된다. 스캔 동안 주기적으로, 측정된 부식 비율 프로파일(160) 및 그로부터 도출된 프로파일들(162, 164, 166), 서로 다른 변경들에서 자전관이 소비한 시간, 그리고 타겟 전력으로부터 부식 프로파일(168)이 계산된다. 계산된 부식 프로파일은 타겟 교체를 촉진하는 어떤 지점에서 부식이 언제 과다하게 진행되었는가를 가리키는 데에 사용될 수 있거나 또는 반복된 스캔들에 대하여 타겟 위에서 자전관의 높이를 조정하는 데에 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 양태에서, 부식 보상을 위하여 스캔 동안 자전관 높이가 동적으로 조정된다(206). 상기 보상은 계산된 부식 프로파일에 근거하거나 또는 정-전력 타겟 소스(110)에 대한 타겟 전압(124)의 현재 값의 되먹임 제어에 근거할 수 있다.

Description

자전관 스퍼터링 타겟 내 부식의 예측 및 보상{PREDICTION AND COMPENSATION OF EROSION IN A MAGNETRON SPUTTERING TARGET}

본 발명은 일반적으로 물질의 스퍼터링에 관한 것이다. 특히 본 발명은 스퍼터링 타겟 뒤 자전관의 수직 이동에 관한 것이다.

스퍼터링 - 대안적으로 물리 기상 증착(PVD)으로도 불림 - 은 집적 회로들의 제조에 있어서 금속들 및 관련된 물질들의 레이어들을 증착하는 가장 보편적인 방법이다. 스퍼터링은 인터커넥터(interconnect)에 사용되는 평면 금속 레이어들을 증착하기 위해 개발되었고, 상업적인 스퍼터링은 타겟 물질의 원자들을 스퍼터링하기 위해서 - 그것은 그후에 타겟 물질의 레이어로 웨이퍼를 코팅함 - 아르곤 이온들에 음으로 바이어스된 타겟을 충돌(bombard)시키도록 일반적으로 스퍼터 동작 가스의, 대개 아르곤의 플라즈마를 이용한다. 금속 질화물들의 반응성 스퍼터링에서, 질소 가스가 스퍼터링 챔버 내로 부가적으로 주입된다.

더 최근에는, 스퍼터링은 비아들(vias)과 트렌치들(trenches) 같은 종횡비(aspect ratio)가 큰 홀들의 벽들 상으로 금속 및 금속 질화물의 얇은 레이어들을 증착하는 데에 적용되었다. 비아로부터 저-k 유전체 물질 또는 실리콘 산화물의 주변 유전체 레이어 내로 구리가 확산되는 것을 방지하기 위해서, 비아 벽들 상의 내화성 질화물(refractory nitride)과 탄탈륨과 같은 내화성 금속의 배리어 레이어들을 증착하는 데에 스퍼터링이 광범위하게 사용된다. 또한 전기화학 도금(ECP; electrochemical plating)에 의해 비아 홀 내로 채워진 구리에 대한 응집 레이어(nucleating layer) 그리고 도금 전극으로서 기능하기 위한 비아 벽들 상으로의 얇은 구리 시드 레이어를 증착하는 데에도 사용된다.

상업적으로 일반적으로 행해지는 것과 같은 플라즈마 스퍼터링에 있어서, 스퍼터링 증착될 재료의 타겟은 코팅될 웨이퍼를 포함하는 진공 챔버에 밀봉된다. 아르곤이 챔버로 주입된다. 수백 볼트들의 음의 DC 바이어스가 타겟에 인가되고 반면 챔버 벽들 또는 쉴드들이 접지된 채로 유지될 때, 아르곤은 플라즈마로 여기된다. 양으로 대전된 아르곤 이온들은 높은 에너지로 음으로 바이어스된 타겟에 끌려지고 그로부터 타겟 원자들을 스퍼터링한다. 도 1의 도식적인 단면도에 도시된 예시적인 타겟(10)은 진공 챔버의 중심 축(12) 주변에 배치된다. 타겟(10)은 종종 배킹 플레이트(14)를 포함하고 이것은 황동으로 이루어질 수 있고, 이것에 예를 들어 구리 또는 탄탈륨으로 이루어진 타겟 레이어(16)가 결합된다. 그러나 단일(unitary) 구리 타겟이 가능하다. 타겟(10)의 뒤에 위치된 자전관(18)은 타겟 레이어(16)의 앞에 자기장(B)을 투사하기(project) 위해, 자기 요크(24)를 통해 그들의 뒤에 자기적으로 커플링된 두 대향하는 자기 폴들(20, 22)을 포함한다. 자기장은 플라즈마의 전자들을 트랩하고 이로써 플라즈마의 밀도를 증가시켜서 그 결과 스퍼터링 비율을 증가시킨다. 자전관(18)은 일반적으로 타겟(10)의 중심 축(12)으로부터 오프셋되지만 방위각 증착 균일성을 증가시키기 위해 그를 중심으로 회전된다. 상업적인 자전관들은 도 1에 도시된 것보다 더 복잡한 형태를 가진다.

종횡비가 큰 홀들의 벽들을 코팅하는 것에의 스퍼터링의 적용은 부분적으로 자전관의 크기를 감소시키는 것에 의존하고, 이에, 자전관의 크기를 감소시키는 것에 의해서 타겟 전력이 더 작은 영역에 집중되고 이로써 더 높은 타겟 전력 밀도가 생성되고 그 결과 스퍼터링된 원자들의 상당한 비율(sizable fraction)이 이온화되도록 하는 레벨까지 플라즈마의 밀도가 증가된다. 웨이퍼가 전기적으로 음으로 바이어싱되면, 스퍼터링된 이온들은 웨이퍼에서 좁은 홀들 내에 깊히 들어갈 수 있다. 스퍼터링된 원자들의 높은 이온화 비율에 의한 종횡비가 큰 홀들 내로의 스퍼터링은 타겟(10)의 주위 근처 작은 자전관(18)을 주로 스캔하는 것에 의해서 촉진된다는 것이 알려졌다. 그럼에도 불구하고 스퍼터링된 이온들은 중심을 향하여 확산된다.

비록 과거에는 자전관들이 균일한 타겟 부식을 위해 설계되었지만, 작은 자전관에 의한 이온화된 스퍼터링은 균일한 부식을 불가능하게 할 수 있다. 또한, 타겟의 바깥 부분만이 스퍼터링된다면, 스퍼터링된 원자들의 일부는 타겟 중심 근처에 재증착되고 재증착된 물질의 증가하는 두께를 성장시키는데, 이것은 타겟에 잘 부착되지 아니하고 떨어져 나가려(flake off) 할 수 있고 웨이퍼 상에 떨어지는 수용불가한 수의 입자들을 생성하고 최종 장치들에서 결함을 가져온다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 홍 등은 미국 특허 7,018,515에서 반경 방향으로 바깥 위치 - 대부분의 스퍼터 증착에 사용됨 - 와 반경 방향으로 안쪽 위치 - 자전관이 타겟을 세정함 - 사이를 피벗하는 자전관을 개시한다.

타겟의 부식에 대한 설명에 주의해야만 한다. 작은 자전관(18)의 주위 스캔(peripheral scanning)은 타겟 레이어(16)를 부식시켜 환형 홈(26)을 생성하고 반면 타겟 레이어(16)의 중심 부분은 그 원래 표면(28) 아래로 덜 부식된다. 타겟(10)의 과다한 스퍼터링은 노출된 기저 배킹 플레이트(14)를 스퍼터링하도록 타겟 레이어(16)를 관통해 펀칭할 것이고 특히 탄탈륨 배리어 레이어가 스퍼터링 증착되고 있다면 챔버를 오염시킬 것이다. 단일 타겟의 경우에, 과다한 스퍼터링은 타겟을 그것이 진공을 멀리(stand off) 할 수 없는 정도까지 기계적으로 약화시킬 수 있다. 이러한 문제들에 대응하여, 생애 타겟 에너지(lifetime target energy)의 함수, 예를 들어 동작적인(operational) 스퍼터링 동안 타겟에 인가되는 킬로와트-시간(kW-hr)의 수의 함수로서 테스트에서 부식을 측정하는 것에 의해서 부식이 설명될 수 있다. 타겟 스퍼터링의 종점에서의 타겟 에너지로서 예를 들어 타겟 레이어가 관통해 스퍼터링되어 배킹 플레이트를 노출하기 직전의 에너지로서 자전관 및 타겟의 조합에 대하여 생애 타겟 에너지가 실험적으로 정해진다. 자전관 및 타겟 구성의 고정된 조합에 대하여 측정된 종점 타겟 에너지는 타겟이 교체되어야 할 때를 가리킨다.

부식은 플라즈마 스퍼터링에서 추가적인 문제를 야기한다. 타겟(10)이 부식됨에 따라서, 타겟 레이어(16) 내에서 스퍼터링 표면이 침강되고(recede) 자전관(18)에 더 근접하게 되어서, 타겟(10)의 생애에 걸쳐서 스퍼터링 표면에서의 자기장이 변화한다. 스퍼터링 속도는 스퍼터링 표면에 인접한 자기장(B)의 크기에 의존하고 그것은 부식의 깊이와 함께 증가한다. 또한, 플라즈마는 자기장의 변화들 하에서 불안정해질 수 있고 가능하게는 소멸되거나 또는 스파크가 일 수 있는데, 이들 중 후자는 손상을 주는 미립자들을 생성할 수 있다. 홍 등은 미국 특허 출원 공개 2005/0133365에서 타겟과 자전관간의 간격을 주기적으로 조정하여서 많은 웨이퍼 사이클들에 걸쳐서 타겟의 장-기간 부식을 보상하고 이로써 스퍼터링 플라즈마를 규칙화하는 것의 이점을 개시한다.

밀러 등은 미국 특허 6,852,202에서 유성 기어 기구를 기술하는데, 이것은 타겟의 뒤를 가로지르는 다-엽(multi-lobed) 패턴으로 작은 자전관을 스캔하는 것에 의해서 미국 특허 7,018,515의 2-위치 자전관과 다소 유사한 결과를 얻는다. 밀러 등은 더 일반적인 주전원(epicyclic) 스캔 기구 - 범용 자전관 모션(UMM) 기구로 지칭됨 - 를 2007년 10월 25일에 출원된 미국 특허 출원 11/924,573에서 기술하는데, 이 출원은 기구를 스캔하는 것에 대한 상세한 참조로서 본 명세서에 병합된다. 유성 기어 기구에 대한 스캔 패턴이 기구를 형성하는 기어들 및 아암들에 의해서 고정되는 반면에, UMM 기구는 두 동축인 축들의 독립적인 회전들에 의한 거의 임의적인 스캔 패턴을 생성할 수 있다.

본 발명이 해결하고자하는 과제는 개선된 자전관 스퍼터링 타겟에서의 부식의 예측 및 보상을 하는 자전관을 스캔하는 방법 및 스퍼터링 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태(aspect)는 복잡하고 선택된 경로에서 자전관에 의해서 스캔된 타겟에 대하여 예측된 부식 프로파일을 계산한다. 계산된 부식 프로파일은 타겟의 수명의 끝을 결정하는 데에 예를 들어 언제 타겟 레이어가 가능하게는 단지 하나의 영역에서 스퍼터링에 의해서 관통하여 거의 부식되는지를 결정하는 데에 사용될 수 있다.

부식 프로파일을 계산하는 일 방법은 보정된(calibrated) 부식 비율 프로파일을 예를 들어 자전관이 타겟 중심으로부터 알려진 반경으로 회전될 때 타겟에 인가된 에너지 당 부식 깊이를 실험적으로 측정하는 것을 수반한다. 일 반경에서 측정된 부식 비율은 반비례 또는 거의 선형인 비례에 의해서 다른 반경에서의 부식 비율로 변환될 수 있다. 보정에 사용된 자전관의 동일한 유형에 의한 동작적인 스캔 동안, 자전관의 알려진 반경들에서 부식 비율, 이들 반경들에서 소비된 시간, 그리고 타겟에 인가된 전력들의 곱을 많은 스캔들에 걸쳐서 합하는 것에 의해서 부식 비율 프로파일이 결정된다. 계산적으로, 타겟 상 서로 다른 반경들에서의 계산 빈들이 스캔 동안 업데이트된다.

본 발명의 다른 양태는 반경 성분들을 가지는 경로로 자전관을 이동시키는 것과 반경 부식 프로파일을 보상하기 위해 반경 스캔 동안 자전관과 타겟 간의 간격을 동적으로 조정하는 것을 포함한다. 수직 조정이 주기적으로 계산되는 부식 프로파일들에 따라서 행해질 수 있다. 대안적으로, 수직 조정이 타겟에 전원을 공급하는 데에 사용된 전기 신호들을 모니터링하는 것에 의해서 행해질 수 있다. 예를 들면, 타겟 전력 소스가 타겟에 거의 일정한 전력 또는 전류를 제공할 때, 타겟 전압이 모니터링될 수 있고, 자전관 아래에서 부식된 타겟의 스퍼터링 표면의 부분과 자전관 사이의 원하는 간격에 대체로 상응하는 원하는 전압으로 타겟 전압을 되돌리기 위해 수직 액추에이터를 제어하기 위한 귀환 루프에 사용될 수 있다.

도 1은 스퍼터링 타겟과 연관된 자전관의 도식적인 단면도이다.
도 2는 그 자전관에 대한 일반적인 주전원 스캔 기구를 포함하는 스퍼터 챔버의 도식적인 단면도이다.
도 3은 자전관과 그 스캔 기구의 일 실시예를 나타내는 정사영도이다.
도 4는 복잡한 자전관 스캔 패턴 - 이에 의해서 본 발명이 사용될 수 있음 - 의 도시이다.
도 5는 원형으로 대칭인 스캔에 대한 부식 비율 프로파일의 그래프이다.
도 6은 도 5의 그것으로터 도출되고 다른 회전 반경들로 정규화된 부식 비율 프로파일들의 그래프이다.
도 7은 타겟 부식의 정적인 수직 보상을 포함하는 본 발명을 실행하는 방법의 일 실시예의 순서도이다.
도 8은 타겟 부식의 동적인 수직 보상을 포함하는 본 발명을 실행하는 방법의 다른 실시예의 순서도이다.

본 발명은 앞서 인용한 밀러 등의 미국 특허 출원 11/924,573(이하, 밀러)에 기술된 스퍼터링 시스템에 적용된다. 도 2의 단면도에서 도식적으로 도시된 스퍼터 챔버(30)는 중심 축(34)을 중심으로 대체로 대칭적이고 어댑터(40)와 격리자(isolator)(42)를 통해 타겟(38)을 지지하는 통상적인 메인 챔버(32)를 포함한다. 타겟(38)은 스퍼터링될 재료로 이루어질 수 있거나 또는 격리자(42) 위에서 옆으로(laterally) 연장하는 배킹 플레이트(backing plate)에 결합되고 챔버 바디(32)의 내부를 향하는 타겟 레이어를 포함할 수 있다. 스퍼터 챔버(30)는 또한 안쪽 회전 축(48)과 관형(tubular) 바깥쪽 회전 축(50) - 이들은 같은 축을 가지고 중심 축(34)을 중심으로 배치되고 중심 축(34)을 따라서 연장하며 그 둘레를 회전할 수 있다 - 을 포함하고 타겟(38)의 뒤에 위치된 범용 자전관 모션(UMM: Universal magnetron motion) 액추에이터(46)를 포함한다. 제1 모터(52)는 안쪽 회전 축(48)을 회전시키기 위해 구동 기어(34) 또는 두 풀리들 둘레에 감긴 벨트와 같은 다른 기계적인 수단에 의해서 안쪽 회전 축(48)에 커플링된다. 유사하게 제2 모터(56)는 안쪽 회전 축(48)의 회전과 독립적으로 바깥쪽 회전 축(50)을 회전시키기 위한 다른 구동 기어(58) 또는 다른 기계적인 수단에 의해서 바깥 쪽 회전 축(50)에 커플링된다. 회전 축들(48, 50) 및 그들의 모터들(52, 56)은 수직 이동가능한 슬라이더(60) 상에서 지지된다. 제3 모터(62)는 슬라이더(60)와 그 피지지 회전 축들(28, 30)을 수직으로 이동시키는 웜 스크류(worm screw) 기구와 같은 수직 기구(64)를 구동한다.

회전 축들(48, 50)은 유성 기구(epicyclic mechanism)(70)에 커플링되는데, 유성 기구는 마운트(74)를 통해 자전관(72)을 지지하고 회전 축들(48, 50)의 회전들에 의해서 결정되는 거의 임의적인 패턴으로 타겟(38)의 뒤 위에서 그것을 스캔한다. 유성 기구(70)와 그 피지지 자전관(74)은 또한 슬라이더 플레이트(60)와 함께 수직으로 이동한다. 밀러 유성 기구(70)의 주된 실시예는 밀러에 의해서 보다 상세히 기술되고 이하에서 보다 간략하게 기술되는 바와 같이, 고정되는 것이 아니라 안쪽 회전 축(48)에 의해서 회전하는 태양 기어(sun gear)에 의해서 미국 특허 6,852,202의 유성 기어(planetary gear) 기구와 다른 유성 기어 시스템이다. 자전관(72)은 일반적으로 중심 축(34)을 따르는 일 자기 극성(magnetic polarity)을 갖는 안쪽 폴(78)과 반대 자기 극성을 갖는 바깥쪽 폴(80)을 지지하고 자기적으로 커플링하고 안쪽 폴(78)을 둘러싸는 자기 요크(76)를 포함한다. 자전관(72)은 일반적으로 작고 원형이다. 자전관(72)과 유성 기구(70)의 많은 부분은 합리적으로 낮은 온도로 타겟(38)을 유지하기 위해 타겟 또는 그 배킹 플레이트의 뒤에 밀봉된(sealed to) 재순환 냉각제(recirculating chilled)의 냉각 저장소(cooling reservoir) - 미도시됨 - 에 배치된다.

메인 챔버(32)로 돌아가면, 진공 펌프(90)는 펌핑 포트(92)를 통해 메인 챔버(32)의 내부를 펌핑한다. 가스 소스(94)는 아르곤과 같은 스퍼터 동작 가스를 질량 유동 제어기(96)를 통해 상기 챔버(32) 내로 공급한다. 예를 들어 금속 질화물의 반응성 스퍼터링이 요구된다면, 본 예시에서 질소와 같은 반응성 가스가 또한 공급된다.

웨이퍼(100) 또는 다른 기판은 타겟(38) 반대 편의 전극으로서 구성된 받침대(pedestal)(102) 상에서 지지된다. 받침대(102)에 웨이퍼(100)를 홀딩하거나 받침대 주위를 보호하기 위해서 클램프 링(104)이 사용될 수 있다. 그러나, 많은 현대의 반응기들은 받침대(102)에 대하여 웨이퍼(100)를 홀딩하기 위해서 정전형 척들을 사용한다. 어댑터(40) 상에서 지지되는 전기적으로 접지된 쉴드(106)는 받침대(102)의 측면들(sides) 및 챔버 벽들을 스퍼터 증착으로부터 보호하고 또한 플라즈마 방전에서의 양극(anode)으로서 기능한다. 동작 가스가 클램프 링(104) 또는 받침대(102)와 쉴드(106) 간 갭(108)을 통해 메인 처리 영역으로 들어간다. 다른 쉴드 구성들은 1차 쉴드(106) 내부에 전기적으로 플로팅된 2차 쉴드와 그리고 처리 영역 내로의 가스 유동을 촉진하기 위한 2차 쉴드에 의해서 보호되는 1차 쉴드(106)의 부분들을 관통하는 구멍들을 포함할 수 있다.

DC 전력 소스(110)는 접지된 쉴드(106)에 대하여 음으로 타겟(38)을 바이어스하고 아르곤 동작 가스로 하여금 여기되도록 하고 플라즈마로 방전되도록 한다. 자전관(72)은 플라즈마를 집중시키고 메인 챔버(32) 내부에서 자전관(72) 밑에(underneath) 고밀도 플라즈마(HDP) 영역(112)을 생성한다. 양으로 대전된 아르곤 이온들은 타겟(38)의 타겟 레이어로부터 금속을 스퍼터링하기에 충분한 에너지를 가지고 타겟(38)으로 끌려간다. 스퍼터링된 금속은 웨이퍼(100)의 표면 상에 증착되고 웨이퍼(100)의 표면을 코팅한다. 바람직하게는 깊고 좁은 홀들 내로의 스퍼터링 증착을 위하여, 플라즈마에 대하여 웨이퍼(110) 상에 음의 DC 자기 바이어스(self bias)를 생성하기 위해서, 고역 통과 필터로서 기능하는, 용량성 커플링 회로(116)를 통해서 RF 전력 소스(114)가 받침대 전극(102)에 연결된다. 자기 바이어스는 종횡비가 큰 홀들에 보다 용이하게 들어가는 수직 궤적으로 웨이퍼(100)을 향하여, 양의 금속 이온들 또는 가능하게는 아르곤 이온들을 가속시키는 것에 효과적이다. 자기 바이어스는 또한 높은 에너지를 이온들에 전달하고 이것은 웨이퍼(100) 상 스퍼터링 증착과 웨이퍼(100)의 스퍼터링 식각을 구별하도록 제어될 수 있다.

컴퓨터-기반 제어기(118)는 진공 펌프(90), 아르곤 질량 유동 제어기(96), 전력 소스들(110, 114) 및 자전관 액추에이터 모터들(52, 56, 62)을 스캐닝 단계 동안에 사용되는 동작 파라미터에 따라서 제어한다. 동작 파라미터는 원하는 스퍼터링 조건을 따르고, 그리고 시스템(118) 내로 삽입된 CDROM과 같은 저장가능 매체나 균등한 통신 라인들을 통하여 시스템(118)으로 입력되는 스캐닝 패턴들을 따른다. 제어기(118)와 연계된 메모리(120)는 후술할 제어 알고리즘들의 실행에 사용된다. 후술할 목적을 위해서, 제어기(118)로 하여금 타겟(38)으로 인가되는 전력과 전압을 모니터링하도록 허용하기 위해서 DC 전력 소스(110)와 타겟(38) 사이에 전력계(122)와 전압계(124)가 배치된다. 일반적으로, DC 전력 소스(110)는 전력 레벨이 기설정되고 비교적 일정할 수 있으며 그리고 디지털 제어 신호로서 제어기(118)에게 이용가능할 수 있도록 정-전력 모드에서 작동한다. 그러나 정-전류 소스가 사용될 수도 있다. 2007년 11월 30일에 출원된 미국 특허 출원 11/948,118에서 창 등은 회전 축 모터들(52, 56)에 대한 더 복잡하고 더 빠른 제어 회로를 기술한다.

부착된 자전관(72) 및 주전원(epicyclic) 스캔 액추에이터(46)의 보다 실제적인 버전은 범용 자전관 모션(UMM) 기구(130)로서 지칭되는 것에서 도 3의 정사영도(orthographic view)로 도시된 자전관 액추에이터 내로 통합된다. UMM 기구(130)는 플랜지(132) 상에서 지지되는데, 이것은 냉각 저장소의 맨위 벽 상에 지지되고 상기 맨위 벽에 밀봉된다. 저장소의 외부에서 플랜지(132) 상에서 지지되는 데릭(derrick)(134)은 수직 액추에이터의 모터(62)를 지지하는데, 이것은 회전 축들(48, 50)과 리브형 벨트들(ribbed belts)(136, 138)을 통해 그들에 커플링되는 축 모터들(52, 56)을 회전가능하게 지지하는 슬라이더(60)를 수직으로 이동시킬 수 있다.

바깥 회전 축(50)은 회전 및 축선 시일을 관통하여 냉각 저장소 내로 지나가고 그리고 그 아랫 단부에서 기어박스(140) 및 그 평형추(counterweight)(142)에 고정되게 부착된다. 기어박스(140)의 내부는 냉각 유체에 대하여 밀봉되고 주변 분위기(ambient atmosphere)에 놓인다. 태양 기어는 기어박스(140)의 내부에서 안쪽 회전 축(48)의 아랫 단부에 고정된다. 기어박스(140) 내부에서 지지되는 유성 기어 시스템은 아이들러 기어(idler gear)를 통해 회전가능하게 커플링된 팔로우어 기어와 상기 태양 기어를 포함한다. 팔로우어의 축은 자석 아암(144)을 지지하기 위해 회전 시일을 관통한다. 자전관(72)은 자기 아암(144)의 일 단에서 지지되고 평형추(146)는 타 단에서 지지된다. UMM 기구에 대한 보다 자세한 사항은 밀러에 의해서 기술된다. 태양 기어가 정적이도록 안쪽 회전 축(48)이 회전된다면, 바깥 회전 축(50)의 회전은 기어 박스(146)로 하여금 챔버의 중심 축(34)을 중심으로 회전하도록 하고 그리고 자전관(72)은 아암들의 길이 및 기어 비에 의해서 결정되는 중심 축(34)을 중심으로 하는 다-엽 경로(multi-lobed path)의 일반적인 위성 모션을 이행한다. 두 회전 축들(48, 50)이 동기화되어 회전된다면, 자전관(72)은 두 회전들 간의 위상에 의해서 결정되는 반경으로 중심 축(34)을 중심으로 하는 원형 경로를 따른다. 그런데, 제어기(118)로부터의 지시들에 의해서 결정되는 바와 같이 아암 길이들과 기어 비와 무관한 거의 임의적인 경로로 자전관(72)이 스캔될 수 있도록, 두 회전 축들(48, 50)은 독립적으로 회전될 수 있다. 예를 들어 도 4의 작도에 도시된 복잡한 스캔 패턴(60)은 타겟의 중심(34)을 중심으로 대칭인 대체로 원형인 부분과 타겟 중심(34)으로부터 오프셋된 두 다른 중심들을 가지는 두 더 작은 대체로 원형인 부분들을 포함한다.

수직 액추에이터는 타겟 부식을 보상하기 위해서 자전관이 상승되도록 허용한다. 예를 들면, 자전관(72)은 타겟 레이어 내에서 점차적으로 부식되는 홈의 표면으로부터 일정한 거리를 가지도록 유지될 수 있고 그리고 이로써 타겟의 수명에 걸쳐서 일정한 플라즈마 조건을 유지시킬 수 있다. 본 발명의 몇몇 양태들은 자전관(72)의 수직 이동의 제어를 수반한다.

주전원 스캔 기구에 의해서 얻을 수 있는 일반화된 스캔 패턴은 동일한 스캔 기구로 하여금 다른 부식 프로파일들을 결과하는 서로 다른 프로세스들에 대하여 사용될 수 있도록 한다. 심지어 동일한 타겟이 서로 다른 프로세스들에 대하여 사용될 수 있다. 따라서 과거에 결정된 간단한 종점 타겟 에너지는 타겟 실패를 신뢰할 수 있게 예측하지 아니한다. 유사하게, 타겟-자전관 간격의 수직 조정이 용이하게 예측될 수 없다. 동시에, 자전관의 더 작은 크기들은 더 가파른 부식 프로파일들을 생성한다.

본 발명의 일 양태는 부식 프로파일이 임의의 스캔 패턴에 대하여 계산될 수 있도록 한다. 챔버 및 쉴드들과 같은 상기 챔버 내로 통합된 어떤 프로세스 키트들 뿐만 아니라 자전관 및 타켓 유형에 대하여 부식 비율 프로파일이 정해진다(establish). 타겟 중심으로부터의 고정된 반경(R _O )으로 자전관을 회전시키는 것에 의해서 프로파일이 정해질 수 있다. 반경(R _O )은 통상적으로 원형 자전관의 중심에 관련된다. 보정(calibration) 단계 동안, 수직 보상이 수행되어야 하는데, 그것이 동작 동안 수행될 것이기 때문이다. 보정 스퍼터링은 원형 대칭 패턴을 결과해야 한다. 연장된(extended) 스퍼터링 후에, 부식의 깊이가 타겟 반경에 걸쳐서 측정되고 보정 테스트 동안 타겟에 인가된 에너지로 정규화되는데, 타겟 중심으로부터의 반경(r)에 대한 함수로서 부식 비율 프로파일 e(r,　 R _O )을 정하기 위함이다. 에너지는 예를 들어 kW-hr 단위인 보정 스퍼터링 동안 시간 및 타겟 전력의 적분이다. 부식 비율 프로파일(160)이 타겟 위치 R₀=165mm에 대한 ㎛/kW-hr 단위로 도 5의 그래프에서 작도되었다. 프로파일 반경의 폭은 자전관의 물리적인 크기에 의해서 야기된다. 두 피크들은 회전 아크들과 정렬된 원형 플라즈마 트랙의 부분들에 대체로 대응되고, 중심의 골(valley)은 반경들을 따라서 정렬되고 이로써 타겟의 기저(underlying) 부분들 위를 신속하게 스윕(sweep)하는 플라즈마 트랙의 부분들에 대응된다.

서로 다른 자전관 반경들에 대한 서로 다른 보정 테스들을 수행하는 것이 가능할지라도, 한 번의 보정 테스트만으로 충분할 수 있다. 한 번의 보정 측정(calibration measurement)으로부터, 다른 자전관 반경(R _i )에 대한 부식 비율 프로파일들은 수학식 1에 따라서 계산될 수 있다.

수학식 1은 자전관의 크기와 원의 길이 - 이것 위로 그것이 중심으로부터 몇몇 반경들로 스캔한다 - 간의 기하학적 관계를 반영한다. 기하의 간단한 고려로부터 값 N=1이 기대될 수 있지만, 비선형 관계가 종종 발견되며 0.9와 1.1 사이의 N 값이 일반적으로 사용된다.

그러면 부식 프로파일 E(r)이 다른 반경들(R _i )에서 소비한 자전관의 타겟 전력(P _i )과 시간 길이들(T _i )의 곱을 합함으로서 예측될 수 있다.

수학식 2는 자전관이 아마도 서로 다른 전력 레벨들에서 그 전체 스캔 동안 수 차례 동일한 타겟 반경을 횡단(traverse)할 것이라는 사실을 반영하지 아니한다. 방위각 위치들은 수학식 2에 나타나지 아니한다. 도 4의 그것과 같은 복잡한 경로의 비-원형 성분들에도 불구하고 비교적 긴 시간 구간들에 걸쳐서 타겟이 원형 대칭으로 부식될 것이라는 것이 가정된다. 원하는 스캔 경로가 다수의 웨이퍼 사이클들 간에 방위각으로(azimuthally) 회전되고 있도록 하기 위해서, 반복된 스캔들이 수시로(at random times) 시작되도록 강요하는 것에 의해서 긴 생산 시간(production runs)에 대한 원형화된 부식 경로가 얻어진다.

부식 비율의 예시에서, 도 6의 그래프에 도시된 바와 같이, 제1 타겟 전력으로 제1 시간 구간 동안 반경 R ₀ 　=　160mm로 자전관이 스캔될 때 자취(162)가 부식 프로파일을 작도하고, 그리고 제2 타겟 전력으로 제2 시간 구간 동안 반경 R ₀ 　=　80mm로 자전관이 스캔될 때 자취(164)가 부식 프로파일을 작도하고, 그리고 제3 타겟 전력으로 제3 시간 구간 동안 반경 R ₀ 　=　60mm로 자전관이 스캔될 때 자취(166)가 부식 프로파일을 작도한다. 자취(168)은 다른 세 개의 자취들(162, 164, 166)의 합이고 모든 세 스캔들에 대한 전체 부식 프로파일을 작도한다.

그런데 실제적으로 복잡한 스캔의 커다란 부분들에 대하여, 자전관의 반경이 상당히 빠르게 변화한다. 또한, 단지 드문 조치(action)가 요구될 때 이러한 속성의 실시간 계산(running calculation)을 수행하는 것보다 각각의 반경에서 축적된 에너지의 트랙을 유지하는 것이 더 쉬운 접근이다. 다시 말해서, 제어기(118)에 의해서 접근되는 메모리(120)에 카운터들이 설정될 수 있다. 데이터는 빈들에 예를 들어 0mm로부터 295mm까지 매 10mm 마다 배열된 빈들에 배열될 수 있지만, 더 작은 수가 일반적인 스캐닝 패턴들에 사용될 수 있고 예를 들어 90mm로부터 235mm까지 에너지들에 배열된 빈들에 배열될 수 있다.

부식 비율 데이터가 이들 동일한 빈들에 대하여 표로 만들어질 필요가 있고 동일한 입도(granualarity)를 가질 필요가 있다. 고정되고 상대적으로 짧은 간격들로, 예를 들어 100ms마다, 자전관의 현재 반경에 상응하는 빈에서의 이전 값에 현재의 타겟 전력이 부가된다. 시간 구간은 일정하고 단지 계산에서만 고려될 필요가 있다.

도 7의 순서도에서 이러한 동작에 대한 예시적인 제어 방법이 도시된다. 일반적인 상업적인 제어 시스템이 폴링(polling) 및 인터럽트들에 의존하고 그러므로 도시된 순서도는 단지 동작의 이해를 위해 사용된 것임을 이해할 수 있을 것이다. 처음 단계(170)는 부식이 없는 스퍼터 챔버에서 새로운 타겟이 인스톨되어지는 것을 가리킨다. 타겟은 부식 비율이 하나 이상의 반경에 대하여 측정되어지는 클래스 중 하나이고 그리고 에너지 빈들에 상응하는 자전관의 모든 반경 위치들에 대하여 부식 비율 프로파일들이 이용가능하다는 것이 가정된다. 초기화 단계(172)에서 에너지 빈들이 모두 0으로 초기화된다.

스캔 단계(174)에서, 현재의 레시피에 따라서 자전관이 스캔된다. 업데이트 테스트(176)에서, 짧은 설정 시간, 예를 들어 100ms가 에너지 빈들의 마지막 업데이트로부터 경과되었는지를 결정한다. 그렇지 아니하다면, 스캔은 간단히 계속된다. 만약 짧은 설정 시간이 경과하였다면, 업데이트 단계(178)에서 에너지 빈들이 업데이트된다. 업데이트는 자전관의 현재의 반경 위치(R _i )와 타겟 전력 둘 다를 결정하기 위해 현재의 사이클의 시작으로부터의 시간과 현재의 레시피를 참고한다(consult). 타겟 전력은 전력계(122) 또는 보다 간단히는 프로세스 레시피로부터 도출될 수 있다. 알고리즘의 간단한 버전에서, 업데이트 단계(178)은 단지 현재의 타겟 반경(R _i )에 대한 빈에서의 에너지를 업데이트하고 부식 프로파일의 계산은 이후 단계에 남겨진다. 특히 생산 시간(production runs)에서 적용가능한 변형된 일 방법에서, 각각의 웨이퍼 사이클은 동일한 전체 스캔 길이에 대하여 동일한 전력에서의 동일한 스캔을 포함한다. 따라서 웨이퍼 사이클의 끝에서, 에너지 업데이트 단계(178)는 현재의 레시피에 대하여 정해진 값들에 근거하여 전체 스캔 구간에 대한 에너지 빈들을 업데이트할 수 있다.

프로파일 테스트(180)에서, 긴 에너지 구간, 예를 들어 타겟으로 전달된 전체 에너지에서 측정된 것과 같은 100 kW-hr가 부식 프로파일이 마지막으로 계산된 이후로 경과되었는지를 결정한다. 그렇지 않다면, 스캔이 계속된다. 에너지 구간이 초과되었다면, 계산 단계(182)는 현재의 부식 프로파일을 계산하거나 예측한다. 반경(r _j )에서의 부식량 E( r _j )은 수학식 2의 합이다.

프로파일 테스트(180)는 웨이퍼 스퍼터링 사이클과 조율될(coordinate with) 수 있고 다시 말해서 웨이퍼가 스퍼터 챔버에 또는 스퍼터 챔버로부터 전달된 때 수행될 수 있다. 싸이클 설정(cycling)은 스캔 패턴과 타겟 전력을 포함하는 스퍼터 레시피의 변화와 합치될 수 있다.

한계 테스트(184)에서, 타겟 부식이 한계에 도달하였는지 그리고 타겟이 교체될 필요가 있는지를 나타내는지를 E(r)의 값에 의해서 정의되는 부식 프로파일이결정한다. 예시적인 테스트는 최대 부식량 E( r _j )이 부식 전 초기의 타겟 두께의 최소 두께 값 내일 때 타겟이 유지보수 단계(188)에서 교체되어야 한다는 것이다. 그후, 새로운 타겟 조건(170)이 얻어진다. 최소 두께 값은 동작의 다른 100 kW-hr에 대하여 기대된 부식일 수 있지만, 에러의 넓은 여유(margin)가 포함되어야 한다. 부식 한계에 도달하지 아니하였다면, 스캔은 계속된다.

본 발명의 다른 양태는 정적 수직 보상에 대한 계산된 부식 프로파일을 사용한다. 정적인 수직 보상 단계(190)은 도 7의 프로세스에 포함될 수 있다. 이러한 단계(190)에서 제어기는 단계(184)에서 계산된 부식 프로파일을 참고하고 그로부터 타겟 부식을 보상하게 위해 자전관이 그 수직 액추에이터 모터(62)를 통해 얼마나 멀리 수직 이동되어야 하는지를 결정한다. 일반적으로, 도 1로부터 명백한 바와 같이, 자전관(18)의 바닥과 타겟 레이어(16)의 부식된 표면 사이의 거리는 일정하게 유지되어야 한다. 도 1의 잘 정의된 홈(26)의 경우에, 수직 보상은 최대 타겟 부식으로 용이하게 결정될 수 있다. 그러나, 도 6에서의 전체 프로파일(168)과 같이, 복잡한 부식 프로파일에 대해서는 선택이 그렇게 명백하지만은 않다. 하나의 선택은 타겟의 유의미하게(significantly) 스캔된 부분에 걸친 부식 프로파일의 평균으로서 취해진 보상 레벨(194)이다. 다른 선택은 타겟의 유의미하게 스캔된 부분에 걸친 부식의 최소량으로서 취해진 보상 레벨(196)이다. 후자의 선택에 의해서 자전관이 타겟의 현재의 스퍼터링 면(face)으로부터 너무 멀리 위치되어 있을 때 자지장 세기가 플라즈마들을 유지하기에 너무 작아서 플라즈마가 붕괴될 수 있는 현상이 나타난다. 스퍼터링이 유효하게 중단되거나 또는 플라즈마가 더 부식된 부분에 걸쳐서 자발적으로 재점화된다면, 재점화가 큰 입자를 스퍼터링하는 스파크 또는 섬광을 일으킬 수 있고 이것이 떨어지는(fail) 집적 회로가 고장나게(fail) 만들 수 있다.

스캔 단계(174)가 재개될 때, 자전관은 그 새로운 보상된 수직 위치에 있고그리고 거기서 하나 이상의 그리고 가능하게는 많은 웨이퍼 사이클들의 수평 스캔에 대한 정적 보상에 계속 머무른다.

본 발명의 다른 양태는 계산된 부식 프로파일에 대한 보상을 위해 스캔 경로 동안 타겟-자전관 간격을 동적으로 변화시킨다. 특히 임의적인 수평 스캔 패턴의 부분으로서 방위각으로 및 반경으로 자전관이 스캔되는 동안 자전관을 수직 이동시키는 것이 가능하다. 수직 이동은 대부분 부식 보상을 위해서 부식 프로파일을 따를 수 있고 스캔 동안 언제나 자전관 기저의 스퍼터링 표면과 자전관 간의 거의 일정한 간격을 제공할 수 있다. 다시 말해서, 도 1을 참조하면, 제어기(118)는 스캔 동안 모든 세 액추에이터 모터들(52, 56, 62)의 회전 속도를 변화시킬 수 있다.

본 발명의 이러한 양태를 실행하는 방법의 일 실시예가 도 8의 순서도에 도시된다. 새로운 타겟의 처음 상태(170) 후에 초기화 단계에서, 에너지 빈들이 영점화되거나 그렇지 않으면, 에너지 초기화 단계(172)에서 초기화되고 그리고 부식 프로파일이 초기화, 예를 들어 부식 초기화 단계(20)에서 영점화된다. 웨이퍼 이송 단계(204)에서 웨이퍼 사이클에 들어가면, 처리된 웨이퍼가, 스퍼터 챔버 내에 존재하는 경우, 스퍼터 챔버로부터 제거되고 새로운 웨이퍼가 안으로 이송된다. 이러한 단계는 도 7의 방법에 내재되어 있다. 스캔 단계(206)에서, 새로운 웨이퍼에 대한 자전관의 완전한 스캔이 행해진다. 스캔은 수행되는 선택된 프로세스에 대하여 지시된(dictate) 수평 스캔 패턴과 현재의 계산된 부식 프로파일에 따른 수직 이동 양자를 포함한다. 시간 구간과 스캔 단계(206)의 수평 스캔 경로는 프로세스 레시피에 의해서 결정된다. 처음의 웨이퍼 사이클에서 웨이퍼에 어떠한 부식도 존재하지 아니하고 따라서 자전관에 대한 어떠한 수직 이동도 요구되지 않는 것이 일반적이다. 자전관의 치수들(dimensions)보다 부식 프로파일의 피쳐들(features)이 유의미하게 더 작을 수 있기 때문에, 스캔 단계(206) 동안 수직 이동이 현재의 계산된 부식 프로파일을 직접적으로 따를 필요가 없다고 인정된다. 대신에, 부식 프로파일의 일부 평균내어짐이 스캔 단계(206)에서 사용된 수직 스캔 프로파일을 결정하기 위해 수행될 수 있다.

스캔 단계(206)의 완료 후에 그리고 대게 웨이퍼 이송 단계(204)와 동시에, 업데이트 단계(178)에서 전체 스캔 패턴에 대하여 에너지 빈들이 업데이트되고 계산 단계(184)에서 부식 프로파일이 업데이트에 근거하여 계산된다. 한계 테스트(186)가 부식 한계에 도달하지 아니하였음을 결정하면, 웨이퍼 이송 단계(204)로 시작하는 새로운 웨이퍼에 대한 이행(execution)이 복귀된다. 부식 한계에 도달하였다면, 이후 타겟은 유지보수 단계(188)에서 교체된다.

동적 수직 보상과는 차치하고, 도 8의 프로세스는 또한 두 테스트들(176, 180)을 포함하지 아니하고 그리고 단지 스캔의 완료시에 에너지 빈들을 업데이트한다는 점에서 도 7의 그것과 다르다. 정적 부식 보상은 도 8의 타이밍으로 수행될 수 있고 동적 부식 보상은 도 7의 타이밍으로 수행될 수 있다.

스캔 단계(206)에서 사용된 수직 프로파일은 계산된 부식 프로파일에 의존한다. 대안적으로, 자전관의 수직 위치의 폐루프 제어가 수행될 수 있다. 도 2를 참조하면, 타겟 DC 전력 소스(110)가 정-전력 모드 또는 정-전류 모드 또는 그 사이 어딘가에서 동작할 때, 타겟 전압이 타겟의 전체적인 부식에 민감하다는 것이 알려져 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 동적 부식 보상은 수직 자전관 위치의 폐-루프 제어를 셋-업하는 것에 의해서 수행될 수 있다. 제어기(118)는 자전관 스캔 동안 및 자전관 스캔 내내 타겟 전압을 전압계(124)를 통해서 모니터링한다. 제어기(118)은 모니터링된 전압을 기설정된 원하는 전압과 비교하고 수직 액추에이터 모터(62)로 하여금 원하는 전압으로 타겟 전압을 되돌려 놓기 위한 방향으로 자전관(72)을 수직 이동시키도록 지시한다. 원하는 전압은 타겟 부식에 대한 동적 보상을 위해 자전관(72)과 스퍼터링 표면 간의 원하는 간격에 상응한다. 폐-루프 되먹임 제어는 과보상 및 오실레이션(oscillation)을 피하기 위한 제어 이론의 주의깊은 고려를 필요로 함이 이해되어야 한다. 폐-루프 제어는 종종 모니터링된 신호들의 비례, 적분, 및 미분을 포함하는 복잡한 PID 제어를 수반한다. 반복적인 스캔 동안 부식에서 더딘 변화 때문에 추가적인 향상(enhancements)이 가능하다.

거의 임의적인 스캔 경로들을 허용하는 3-축 스캔 기구에 의한 사용에 대하여 본 발명이 고안되었을지라도, 홍 등에 의해 미국 특허 7,018,515에서 기술된 듀얼 위치 자전관과 같은 다른 자전관 스캔 기구들에도 이롭게 채용될 수 있다.

따라서 본 발명은 플라즈마 스퍼터링의 더 나은 제어와 거의 부가적인 하드웨어 또는 테스트 없이 대한 수명의 종료를 용이하게 결정하는 것을 제공한다.

Claims (20)

1. 플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법으로서,
   상기 챔버 내에 플라즈마를 여기시키고 상기 타겟으로부터 스퍼터링하기 위해서 상기 타겟에 전력을 인가하는 단계;
   상기 챔버의 중심 축에 대한 반경 및 방위각 성분들(radial and azimuthal components)을 가지며 복수의 경로들로부터 선택되는 선택된 경로를 따라서 상기 중심 축을 중심으로 상기 자전관을 스캔하는 단계;
   상기 타겟의 반경에 걸친 변동들을 포함하는 부식 프로파일을 계산하는 단계로서, 상기 스캔하는 단계 동안 사용된 동작 파라미터들-동작 파라미터들은 상기 선택된 경로의 복수의 반경 위치들의 값들을 포함함-로부터 상기 스퍼터링에 의해 생성된 부식 프로파일을 계산하는 단계; 및
   계산된 상기 부식 프로파일이 상기 타겟의 부식의 기결정된 한계를 나타낼 때, 상기 타겟을 사용(service)으로부터 제거하는 단계를 포함하는,
   플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 동작 파라미터들은 상기 타겟에 인가되는 전력을 더 포함하는,
   플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 동작 파라미터들은 상기 복수의 반경 위치들의 값들을 포함하되 상기 선택된 경로의 방위각 위치들의 값들을 포함하지 아니하는,
   플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
4. 제1 항 내지 제3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   계산된 부식 프로파일에 근거하여 상기 중심 축을 따라서 상기 자전관의 수직 위치를 조정하는 단계를 더 포함하는,
   플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
5. 제1 항 내지 제3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   주어진 에너지 구간 동안 상기 중심 축으로부터 고정된 반경으로 자전관을 회전시키고 기준 부식 비율 프로파일을 측정하는, 보정(calibration)하는 단계로서, 상기 계산하는 단계 이전에 수행되는 보정하는 단계를 더 포함하고,
   상기 계산하는 단계는 상기 고정된 반경과 다른 반경들 간의 기하학적 관계에 따라서 상기 고정된 반경 이외의 다른 반경들에 대한 부식 비율 프로파일을 계산하는 것을 포함하는,
   플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
6. 제1 항 내지 제3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 계산하는 단계는 복수의 축적된 에너지의 값들을 업데이트하는 것을 포함하고,
   상기 복수의 축적된 에너지의 값들은 상기 스캔하는 단계 동안 상기 중심 축으로부터의 상기 자전관의 각각의 반경들에 연관되는,
   플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
7. 제6 항에 있어서, 상기 업데이트하는 것은
   상기 자전관이 각각의 축적된 에너지의 값들에 대응되는 반경들의 각각의 반경에 위치되는 시간 길이와 타겟 전력의 곱(product)만큼 각각의 축적된 에너지의 값들을 증가(increment)시키는 것을 포함하는,
   플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
8. 플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법으로서,
   상기 챔버 내에 플라즈마를 여기시키며 상기 타겟으로부터 상기 챔버 내 기판 상으로 물질을 스퍼터링하기 위해서 상기 타겟에 전력을 인가하는 단계;
   상기 챔버의 중심 축에 대한 반경 및 방위각 성분들을 가지며 복수의 경로들로부터 선택되는 선택된 경로를 따라서 상기 중심 축을 중심으로 상기 자전관을 스캔하는 단계;
   상기 타겟의 반경에 걸친 변동들을 포함하는 부식 프로파일을 계산하는 단계로서, 상기 스캔하는 단계 동안 사용된 동작 파라미터들-동작 파라미터들은 상기 선택된 경로의 복수의 반경 위치들의 값들을 포함함-로부터 상기 스퍼터링에 의해 생성된 부식 프로파일을 계산하는 단계; 및
   계산된 상기 부식 프로파일에 근거하여 상기 중심 축에 평행하게 상기 자전관을 수직 이동시키는 단계를 포함하는,
   플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 자전관은 단지 서로 상이한 기판들에 대하여 스캔하는 단계들 사이에서만 수직 이동되는,
   플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 자전관은 상기 스캔하는 단계 동안 수직 이동되는,
    플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
11. 제8 항 내지 제10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟의 부식 한계가 초과되었음을 계산된 부식 프로파일이 나타낼 때, 상기 타겟을 사용(service)으로부터 제거하는 단계를 더 포함하는,
    플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
12. 제8 항 내지 제10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    주어진 에너지 구간 동안 상기 중심 축으로부터 고정된 반경으로 자전관을 회전시키고 기준 부식 비율 프로파일을 측정하는, 보정하는 단계로서, 상기 계산하는 단계 이전에 수행되는 보정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 계산하는 단계는 상기 고정된 반경과 다른 반경들 간의 기하학적 관계에 따라서 상기 고정된 반경 이외의 다른 반경들에 대한 부식 비율 프로파일을 계산하는 것을 포함하는,
    플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
13. 제8 항 내지 제10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 계산하는 단계는 복수의 축적된 에너지의 값들을 업데이트하는 것을 포함하고,
    상기 복수의 축적된 에너지의 값들은 상기 선택된 경로의 복수의 반경 위치들의 값들의 각각의 값에 연관되는, 플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
14. 제13 항에 있어서, 상기 업데이트하는 것은
    상기 자전관이 각각의 축적된 에너지 값들에 대응되는 반경 위치들의 각각의 반경 위치에 위치되는 시간 길이와 타겟 전력의 곱만큼 각각의 축적된 에너지의 값들을 증가시키는 것을 포함하는,
    플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
15. 플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법으로서,
    상기 챔버 내에 플라즈마를 여기시키며 상기 타겟으로부터 스퍼터링하기 위해서 상기 타겟에 전력을 인가하는 단계;
    상기 타겟의 반경에 걸친 변동들을 포함하는 부식 프로파일을 결정하는 단계로서, 스퍼터링 동안 사용된 동작 파라미터들-동작 파라미터들은 상기 챔버의 중심축에 대한 반경 및 방위각 성분들을 가지는 선택된 경로의 복수의 반경 위치들의 값들을 포함함-로부터 상기 스퍼터링에 의해 생성된 부식 프로파일을 결정하는 단계;
    상기 선택된 경로 내에서 상기 챔버의 상기 중심 축을 중심으로 상기 자전관을 스캔하는 단계; 및
    상기 스캔하는 단계와 동시에, 상기 중심 축에 평행하게 상기 자전관을 수직 이동시키는 단계를 포함하고,
    상기 자전관은 상기 부식 프로파일로부터 결정되는 보상 프로파일에 따라서 이동되는,
    플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 스캔하는 단계의 서로 다른 시간 구간들 동안 상기 타겟에 인가된 전력을 포함하는 동작 파라미터들로부터 상기 부식 프로파일을 계산하는 단계를 더 포함하는,
    플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
17. 삭제
18. 제15 항에 있어서,
    상기 타겟에 인가된 전력에 의해 생성되는 전압을 모니터링하는 단계; 그리고
    상기 모니터링된 전압에 대응하여, 상기 모니터링된 전압을 원하는 전압으로 되돌리도록 상기 자전관을 수직 이동시키는 단계를 더 포함하는,
    플라즈마 스퍼터 챔버 내 타겟 뒤에서 자전관을 스캔하는 방법.
19. 중심 축 주변에 배치되고, 전력 소스에 의해서 전원이 공급되는 타겟에 장착가능한(fittable) 진공 챔버;
    상기 중심 축을 따라서 그리고 부가적으로 상기 중심 축에 대한 반경 및 방위각 성분들을 포함하는 경로를 따라서 자전관을 이동시키는 액추에이터 기구; 및
    상기 전력 소스와 상기 액추에이터 기구를 제어하고, 상기 타겟의 스퍼터링 동안 동작 파라미터들-동작 파라미터들은 상기 경로의 반경 위치들의 값들을 포함함-로부터 결정하여 스퍼터링된 타겟의 부식 프로파일-부식 프로파일은 상기 타겟의 반경에 걸친 변동들을 포함함-을 결정하는 제어기를 포함하는,
    스퍼터링 시스템.
20. 제19 항에 있어서,
    상기 제어기는 복수의 엔트리들을 포함하는 메모리를 포함하되,
    상기 메모리의 각각의 엔트리들에 상응하는 중심 축으로부터의 각각의 반경들에 상기 자전관이 위치될 때, 상기 메모리는 상기 타겟에 인가되는 에너지의 양의 히스토리를 기록하는,
    스퍼터링 시스템.

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