KR102249672B1 - 2개의 단부 블록을 가지는 장치, 조립체 및 이를 포함하는 스퍼터 시스템, 그리고 그 장치 또는 조립체를 이용하여 표적 조립체에 rf 전력을 제공하는 방법 - Google Patents

Abstract

스퍼터 시스템(600)에서 이용하기 위한 장치(602)가, 스퍼터 시스템의 대향 측면들에 배치된 적어도 제1 단부 블록(631) 및 제2 단부 블록(632)을 포함한다. 그러한 장치는, 적어도 하나의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 표적 조립체가, 제1 및 제2 단부 블록(631, 632)에 장착될 때, 조립체의 양 측면에서 RF 전력으로 능동적으로 전력 공급될 수 있도록, 그리고 표적 조립체가, 장착될 때, 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 양 극단에서 동시에 RF 전력으로 연속적으로 능동적으로 전력 공급되지 않도록, 구성된다. 그러한 장치 및 제어 유닛을 포함하는 조립체(601)와, RF 전력을 임피던스 표적 조립체에 적용하기 위한 방법이 또한 제공되고, 그러한 제어 유닛은, 장착되었을 때, 표적 조립체가 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 양 극단에서 동시에 RF 전력으로 연속적으로 능동적으로 전력 공급되지 않도록, RF 전력에 의한 표적 조립체의 대향 측면들의 전력 공급을 제어한다.

Description

2개의 단부 블록을 가지는 장치, 조립체 및 이를 포함하는 스퍼터 시스템, 그리고 그 장치 또는 조립체를 이용하여 표적 조립체에 RF 전력을 제공하는 방법{A DEVICE HAVING TWO END BLOCKS, AN ASSEMBLY AND A SPUTTER SYSTEM COMPRISING SAME, AND A METHOD OF PROVIDING RF POWER TO A TARGET ASSEMBLY USING SAID DEVICE OR ASSEMBLY}

본 발명은 일반적으로 스퍼터링 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 2개의 단부 블록을 포함하는, RF 스퍼터링을 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 장치를 포함하는 조립체, 및 그러한 조립체를 포함하는 스퍼터 시스템, 그리고 그러한 조립체를 이용한 RF 스퍼터링 방법에 관한 것이다.

스퍼터링에 의한 재료 피착 기술이 이미 수십년 동안 공지되어 있고, 그에 따라 여기에서 구체적으로 설명할 필요는 없을 것이다. 전형적으로, 플라즈마가 저압 챔버 내에서 생성되고, 그러한 저압 챔버에서 아르곤과 같은 불활성 가스, 또는 산소나 질소와 같은 활성 가스가 존재하며, 고전압이 (피착하고자 하는 재료를 포함하는) 소위 "스퍼터 표적"과 스퍼터 재료의 층을 피착하고자 하는 "기재" 사이에 인가되는 것으로 설명하면 충분할 것이다. 아르곤 원자가 이온화되고, 스퍼터 표적이 아르곤 이온에 의해서 충격되며, 그에 따라 원자가 스퍼터 표적으로부터 자유로워지고, 기재로 이동되며, 그 기재에서 원자가 피착된다.

기본적으로, 3가지 종류의 스퍼터 표적이 이용된다: 평면형의 원형 디스크 표적, 평면형의 직사각형 표적, 및 회전 원통형 표적.

전형적으로, 3가지 종류의 전원이 이용된다: DC 전력, AC 전력(예를 들어, 1 내지 100 kHz의 주파수), 및 RF 전력(예를 들어, 0.3 내지 100 MHz의 주파수). DC 전력은 전형적으로, 스퍼터 표적이 전기 전도성 스퍼터 재료를 포함할 때 이용된다. AC 전력은 전형적으로, 피착되는 층이 덜 전도적일 때 이용된다. 과거에, 낮은 전도도의 재료를 스퍼터링할 때, 표적 재료의 전도도를 높이기 위해서 도핑 원자를 전형적으로 부가하였다.

그러나, 예를 들어, 적은 양의 전도성 입자 조차도 내부 누설 또는 단락을 유발할 수 있는, 예를 들어, 전기변색 창, 박막 배터리 및 태양 전지 적용예와 같이, 작은 정도의 오염 조차도 기재 상에 피착된 층의 성능 또는 수명에 유해한 적용예에서, 전술한 기술은, 예를 들어 10 k ohm.cm 보다 큰 비저항을 가지는 절연 재료가 도펀트의 부가 없이 피착될 때 더 이상 정상적으로 작동되지 않는다.

US2013/0008777A1에서, Choquette 등은 오염 문제를 해결하도록, 금속 도핑을 필요로 하지 않고, RF 전력을 이용하는 것에 의해서 a.o. 산화물을 피착하기 위한 장치를 개시하였다. Choquette 등은, 본원에서 도 1로서 복제된 전술한 공개의 도 1에서 볼 수 있는 것과 같이, 부착된 자석과 함께, 정지적인 관형 전극이 내부에 삽입되는 비-자기 재료(예를 들어, 스테인리스 스틸)로 제조된 원통형 회전 스퍼터링 음극(또한 "마그네트론"으로 지칭됨)을 제시하였다. 그러나, RF 주파수(예를 들어, 1 내지 100 MHz, 또는 그 초과)와 조합하여 비교적 큰 치수(예를 들어, 2 내지 4 미터, 또는 그 초과)의 스퍼터 표적(디스크 또는 직사각형 또는 원통형)을 이용할 때, 정재파 효과(SWE)가 역할을 시작하여, 불균일한 전기장을 초래하고, 그에 따라 또한 불균일한 피착 층을 초래한다. 비록 Choquette 등이 (비-도핑된 스퍼터 재료와 조합하여 RF 전력을 이용하는 것에 의해서) 오염 문제를 그리고 (전극 및 샤프트를 위한 비-자기 재료 및 냉각 액체를 이용하는 것에 의해서) 가열 문제를 해결하지만, "정재파 효과"의 문제는 언급되지도 않았고 해결되지도 않았다. Choquette는 전기-자기적 측면 보다는 기계적 문제에 집중한 것으로 보인다.

US2014/0183037는 회전 표적(201)을 가지는 RF 스퍼터링 시스템(200)(본원에서 도 2로서 복제됨)을 설명하며, 그러한 시스템에서는 단일 전원(202) 및 전력 분할기(203)를 이용하여 40 MHz 주파수의 2개의 (동일한) RF 전력 부분편(fraction)을 표적의 금속 백킹 관(metal backing tube)의 양 단부에 인가한다. 그렇게 하는 것에 의해서, 다른 경우에 단부로부터 약 1 m 거리에서 발생될 수도 있는 전압 노드가 제거될 수 있고, 보다 균일한 전기장이 생성된다고 주장하고 있다. 이러한 공개는 또한 다른 실시예(본원에서 미도시됨)를 설명하고, 그러한 실시예에 의해서 RF 전력이 스퍼터 표적의 단일 단부에 인가되는 한편, 다른 단부는 가변 종단 임피던스에 의해서 종결된다. 보다 균일한 전기장을 획득하기 위해서, 임피던스가 시간에 걸쳐 변경된다. 백킹 관의 양 단부에 RF 전력을 제공하는 전반적인 아이디어가 설명되어 있지만, 어떻게 이러한 것이 달성될 수 있는지에 관한 구체적인 상세 내용은 주어지지 않았다. 따라서, 이러한 시스템의 변경 및/또는 개선의 여지가 여전히 있다.

본 발명의 실시예의 목적은 RF 전력을 원통형 스퍼터 표적에 인가하기에 적합한 구조물 또는 배열체 또는 장치, 그리고 그러한 장치를 포함하는 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 특별한 실시예의 목적은, 보다 균일한 층을 기재 상에 피착할 수 있고, 및/또는 보다 균일한 전기장을 생성할 수 있고, 및/또는 보다 균일한 표적 침식을 획득할 수 있고, 그리고 바람직하게 그 모두를 할 수 있는, 그러한 구조물 또는 배열체 또는 장치 또는 조립체를 제공하는 것이다.

그러한 조립체를 이용하여 RF 전력을 표적 관에 제공하는 방법을 제공하는 것도 본 발명의 목적이다.

이러한 목적은 본 발명에 따른 장치 및 조립체 및 방법에 의해서 달성된다.

제1 양태에서, 본 발명은 스퍼터 시스템에서 시용하기 위한 장치를 제공한다. 이러한 장치는 적어도 제1 및 제2 단부 블록을 포함하고, 제1 및 제2 단부 블록은 스퍼터 시스템의 대향 측면들에 배치된다. 제1 및 제2 단부 블록 상에 장착될 때, 적어도 하나의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 표적 조립체가 조립체의 양 측면에서 RF 전력으로 능동적으로 전력 공급될(powered) 수 있도록, 장치가 구성된다. 장착되었을 때, 표적 조립체가 표적 조립체의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 양 극단에서 동시에 RF 전력 성분으로 연속적으로 능동적으로 전력 공급되지 않도록, 장치가 더 구성된다. "RF 전력 성분"은, 전달되는 전력이 순수 RF 전력일 수 있거나 전달되는 전력이 RF와 DC, 펄스형 DC 또는 MF AC의 조합일 수 있다는 것을 의미한다.

(DC 전력 또는 저주파수 및 중간 주파수 AC 전력 또는 펄스형 DC 전력 신호에 반대되는 것으로서) 스퍼터링을 위해서 RF 전력 신호를 이용하는 것이 유리한데, 이는 예를 들어, 세라믹 재료 또는 산화물과 같은 비-전도성 재료가 스퍼터링될 수 있게 하기 때문이다.

전술한 바와 같이, 표적 조립체는 적어도 하나의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함한다.

특히, 본 발명의 실시예에서, 표적 조립체는 정확히 하나의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함할 수 있고, 그러한 경우에, 이러한 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론은 제1 및 제2 단부 블록들 사이에 제공되도록 의도된다. 예를 들어, 적절한 전기 연결을 제공하는 것에 의해서, 제1 및 제2 단부 블록의 각각이 RF 전원에 연결되도록 구성된다. 장착되었을 때, 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론이 그 양 극단에서 동시에 RF 전력으로 능동적으로 전력 공급되지 않도록, 장치가 더 구성된다. 이는 예를 들어, 임의의 순간에, RF 전력이 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 극단 중 하나에만 인가되도록 하는 한편, 시간이 경과하면, RF 전력이 후속하여 양 극단에, 예를 들어 제1 및 제2 극단에 대해서 교번적으로 인가되도록, RF 전원과 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 극단 사이에 스위치를 제공하는 것에 의해서 달성될 수 있으나, 이러한 것으로 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 대안적인 실시예에서, 표적 조립체가 복수의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함할 수 있고; 각각의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론은 단부 블록 중 하나에 장착된다. 적어도 2개의 단부 블록이 스퍼터 시스템의 대향 측면들에 배치된다. 예를 들어, 적절한 전기 연결을 제공하는 것에 의해서, 단부 블록의 각각이 적어도 RF 전원에 연결되도록 구성된다. 이러한 방식으로, 상이한 표적 관들 또는 스퍼터 마그네트론들이 스퍼터 시스템에 대한 대향 측면들로부터 전력 공급된다. 장착되었을 때, 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론이 그 양 극단에서 동시에 RF 전력 성분으로 능동적으로 전력 공급되지 않도록, 장치가 더 구성된다. 이러한 것이 단순할 수 있는데, 이는 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 각각의 제2 극단에서 RF 전력 공급부로의 전기적 연결이 제공되지 않기 때문이거나, 이러한 것이 발생되지 않도록 시스템을 제어하기 위한 제어기 및 연관된 하드웨어, 예를 들어 스위치가 제공되기 때문이다. 그러나, 제2 극단에서, (도시하지 않은) 능동적 전기 연결이 종단 임피던스 연결을 위해서 제공될 수 있다.

그러한 장치를 스퍼터 시스템에서 이용하는 것에 의해서 획득되는 스퍼티링된 코팅의 균일성이, RF 전력 성분으로 대향 측면들로부터 적어도 하나의 원통형 표적에 전력을 공급하는 것에 의해서, 증가될 수 있다는 것이 본 발명의 실시예의 장점이다.

특별한 실시예에서, 본 발명은 스퍼터 시스템에서 이용하기 위한 장치를 제공하고, 그러한 장치는: 제1 단부 블록 및 제2 단부 블록을 포함하고, 제1 단부 블록 및 제2 단부 블록은 서로를 향해서 배향되고(예를 들어, 반대 방향들로 대면되는 표적 고정 플랜지를 갖는다) 표적 조립체, 예를 들어 원통형 스퍼터 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 그 사이에서 유지하기 위해서 서로로부터 미리 규정된 거리에 배치되며; 제1 단부 블록은 스퍼터 마그네트론 또는 표적 관의 제1 단부 또는 제1 측면을 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 결합시키기 위한 제1 결합 수단을 가지고, 이러한 전기 인터페이스는 RF 전원에 및/또는 적어도 하나의 종단 임피던스에 연결될 수 있고; 제2 단부 블록은, 제1 단부 또는 제1 측면에 대향되는, 스퍼터 마그네트론 또는 표적 관의 제2 단부 또는 제2 측면을 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 결합시키기 위한 제2 결합 수단을 가지고, 이러한 전기 인터페이스는 RF 전원에 및/또는 적어도 하나의 종단 임피던스에 연결될 수 있다. 스퍼터 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론은, 장착되었을 때, RF 전력 성분에 의해서, 동작 사이클의 적어도 일부, 바람직하게 대부분, 그리고 보다 더 바람직하게 전체 동안 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 양 단부 또는 측면에서 동시에 능동적으로 전력 공급되지 않도록, 장치가 구성된다.

특정 실시예에서, RF 전력 성분은, 예를 들어 전도성 플랜지 및 전도성 브라켓을 통해서, (하나 이상의 스퍼터 표적의) 금속 백킹 관에 직접적으로 인가될 수 있다. 다른 실시예에서, RF 전력 성분은, RF 전력 성분을 내부 관형 구조물에 그리고 냉각 액체를 통해서 인가하는 것에 의해서 금속 백킹 관(들)에 간접적으로 인가될 수 있다. 제1 예에서, 플랜지 및 브라켓이 결합 수단으로서 작용할 수 있다. 제2 예에서, 관형 자석 홀더 구조물 및 냉각 액체가 결합 수단으로서 작용할 수 있다.

그에 따라, 본 발명의 실시예에서 이용되는 바와 같은 제1 및 제2 단부 블록은 RF 신호를 표적 관의 단부에 전달하는데 있어서, 또는 표적 관의 단부를 (직접적으로 또는 간접적으로) 종단 임피던스에 연결 또는 결합시키는데 있어서 이상적으로 적합하다.

표적 조립체가 단지 하나의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 장치의 실시예에서, 제1 단부 블록의 전기 인터페이스가 제1 RF 전원에 그리고 적어도 하나의 종단 임피던스에 연결될 수 있고, 장치는, 제1 순간에 제1 RF 전원으로부터 기원하는 제1 RF 전력 신호를 스퍼터 마그네트론 또는 표적 관의 제1 단부 또는 제1 측면에 선택적으로 전달하도록, 그리고 제1 순간과 상이한 제2 순간에 적어도 하나의 종단 임피던스로 스퍼터 마그네트론 또는 표적 관의 제1 단부 또는 제1 측면을 전기적으로 종결시키도록 구성되고; 제2 단부 블록의 전기 인터페이스가 제2 RF 전원에 그리고 적어도 하나의 종단 임피던스에 연결될 수 있고, 장치는, 제3 순간에 제2 RF 전원으로부터 기원하는 제2 RF 전력 신호를 스퍼터 마그네트론 또는 표적 관의 제2 단부 또는 제2 측면에 선택적으로 전달하도록, 그리고 제3 순간과 상이한 제4 순간에 적어도 하나의 종단 임피던스로 스퍼터 마그네트론 또는 표적 관의 제2 단부 또는 제2 측면을 전기적으로 종결시키도록 구성된다.

표적 조립체가 적어도 2개의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 본 발명의 대안적인 실시예에서, 제1 및 제2 단부 블록의 전기 인터페이스가 RF 전원에 연결될 수 있고, 그러한 RF 전원은 양 단부 블록에 대해서 동일한 RF 전원일 수 있거나, 상이한 RF 전원들일 수 있다. 장치는 RF 전력 신호를 제1 및 제2 단부 블록에 전달하도록 구성된다. 이러한 실시예에서, RF 전력 신호가 제1 및 제2 단부 블록에 동시에 인가될 수 있는데, 이는 그러한 것이 단일 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 2개의 극단에서의 능동적 전력 공급을 암시하는 것이 아니기 때문이다. 대안적으로, RF 전력 신호가 제1 및 제2 단부 블록에 교번적으로 인가될 수 있다. 바람직하게, 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론은, RF 전력 신호에 의해서 전력 공급되는 극단에 반대되는 그 극단에서 전기적으로 종결된다.

"~에 연결 가능한"이라는 표현은 "직접적으로 연결 가능한" 그리고 예를 들어 정합 네트워크를 통해서, 또는 정합 네트워크 및 스위칭 유닛을 통해서, 또는 임의의 다른 방식으로 "간접적으로 연결 가능한"을 포함한다.

RF 전력 성분이 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 어느 한 단부(either end) 또는 측면에 인가될 수 있게 하는 한편, 동시에 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 대향 단부 또는 측면이 종단 임피던스에 연결될 수 있게 하는 것이 본 발명의 실시예의 장점인데, 이는 이러한 방식으로, 보다 균일한 전기장 및/또는 스퍼터 재료의 보다 균일한 침식 및/또는 보다 균일한 피착이 얻어질 수 있고, 바람직하기 그 모두가 얻어질 수 있기 때문이다. 보다 균일한 침식으로, RF 전력이 표적 관의 단일 단부에서만 공급되는 종래 기술의 장치에 비해서, 스퍼터 표적 관의 수명이 증가된다. 이는 또한 교체들 사이의 시간을 연장시키고, 그에 따라 스퍼터 시스템이 사용되지 못하는 중단 시간을 감소시키고, 그에 따라 생산 라인의 효율을 또한 증가시킨다.

RF 전력 신호 성분을 바람직하게 상당한 전력 손실이 없이 전도할 수 있도록, 전기 인터페이스가 선택되어야 하고, 단부 블록이 설계되어야 한다.

본 발명의 주요 초점은, RF 전력 성분이 표적 관에 전달될 수 있는 수단 및 방식, 그리고 표적 관이 종단 임피던스에 결합될 수 있는 수단 및 방식에 맞춰진다. 본 발명의 실시예에 따라서, 이는 전술한 바와 같은 장치 또는 배열체에 의해서 달성된다.

단부 블록이 장착 표면 상에, 예를 들어 스퍼터 장치의 덮개 또는 도어 또는 벽 요소 상에 고정적으로 또는 해제 가능하게 장착될 수 있고, 그러한 장착 표면은 장치의 일부일 수 있다. 해제 가능한 장착은, 스퍼터 재료의 특정량이 침식되었을 때 표적 관의 용이한 교체를 돕는다.

장치는 단지 하나의 종단 임피던스에, 또는 표적 조립체의 모든 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론에 대해서 하나씩인, 복수의 종단 임피던스에 연결될 수 있다. 이러한 연결은 바람직하게 자동 스위칭 수단을 통해서 이루어지나, 이는 절대적으로 요구되는 것이 아니고, 본 발명의 유리한 효과는 수동 연결 또는 스위칭에 의해서도 획득될 수 있다.

제1 RF 전력 공급부 및 제2 RF 전력 공급부는 하나이고 동일한 단일 RF 전력 공급부일 수 있다. 제1/제2 RF 전력 신호가 제1/제2 RF 전원으로부터 획득될 수 있거나, 예를 들어 RF 분할기를 통해서 또는 임피던스를 통해서 그로부터 유래될 수 있다. 표적 관의 제1 단부에 연결될 수 있는 종단 임피던스가, 표적 관의 제2 단부에 연결될 수 있는 것과 동일한 또는 상이한 종단 임피던스일 수 있다.

제1 순간은 제4 순간과 동일할 수 있고, 제2 순간은 제3 순간과 동일할 수 있다.

표적 조립체가 2개의 단부 블록을 위해서 단지 하나의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 실시예에서, 장치는 제1 단부 블록과 제2 단부 블록 사이에 배열된 스퍼터 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 더 포함한다. 표적 조립체가 복수의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 대안적인 실시예에서, 장치는 제1 단부 블록 상에 장착된 제1 스퍼터 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론, 및 제2 단부 블록 상에 장착된 제2 스퍼터 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 더 포함한다.

비록 실제 사용 중에 장치의 동작을 위해서 표적 조립체 자체가 필요하지만, 전술한 바와 같은 장치가 그러한 표적 조립체를 포함하여 생산되거나 판매될 필요는 없다. 사실상, 표적 조립체는 전형적으로 장치의 수명 중에 많은 횟수로 교체될 필요가 있다.

미리 규정된 주파수의 RF 전력 성분과 함께 이용되도록, 표적 조립체가 특별하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 더 균일한 전기장을 생성하기 위해서 및/또는 스퍼터 재료의 더 균일한 침식을 유발하기 위해서, 표적 조립체가 특별하게 성형될 수 있다(예를 들어, 적어도 하나의 표적 관이 일정하지 않은 외경 또는 내경을 갖는다). 또는 표적 조립체가, RF 신호를 전달하기 위해서, 백킹 관의 내경의 적어도 85%의 외경을 가지는 적어도 하나의 전도성 관형 자석 홀더 막대를 포함할 수 있다.

장치의 실시예에서, 표적 조립체는 전기적으로 비전도적인 재료인 스퍼터 표적 재료를 포함한다.

장치는 예를 들어 세라믹 재료 또는 산화물 또는 탄화물 또는 유기 재료 또는 화합물 재료와 같은 전기적으로 비전도적인 재료를 스퍼터링하는데 특히 적합하다.

장치의 실시예에서, 이러한 조립체의 적어도 하나의 원통형 스퍼터 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론이 그 길이방향 축을 중심으로 회전되는 동안, 제1 및 제2 단부 블록의 각각이 RF 전력 신호 성분을 표적 조립체에 전달할 수 있거나 전달하는 것을 허용할 수 있다.

그러한 단부 블록은, 공통 축을 중심으로 서로에 대해서 회전될 수 있으나, 전기적으로 (예를 들어, 저항적으로, 용량적으로, 유도적으로, 또는 그 임의 조합으로) 연결 또는 결합되어 유지되는 2개의 요소를 가지는 결합 수단을 구비할 수 있다. 요소 중 하나가 정지적일 수 있고, 다른 요소가 백킹 관과 함께 회전될 수 있다. 일부 구체적인 실시예에서, 그러한 단부 블록이, 정지적인 전기 결합을 가지는 결합 수단을 구비할 수 있다.

표적 조립체가 단일 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 실시예에서, 제1 및 제2 단부 블록 중 적어도 하나가, 원통형 스퍼터 표적 관을 그 길이방향 축을 중심으로 회전시키기 위한 회전 수단을 갖는다. 표적 조립체가 적어도 제1 및 제2 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 실시예에서, 제1 및 제2 단부 블록 모두는, 제1 및 제2 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론 각각의 장착을 위해서, 원통형 스퍼터 표적 관을 그 길이방향 축을 중심으로 회전시키기 위한 회전 수단을 갖는다. 제1 및 제2 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론 각각의 다른 극단을 지지하기 위해서, 회전 수단을 가지거나 가지지 않는, 추가적인 단부 블록이 제공될 수 있다.

장치의 실시예에서, 냉각 액체를 스퍼터 표적 관 또는 마그네트론에 공급하도록 제1 및 제2 단부 블록 중 적어도 하나가 구성되고, 냉각 액체를 배수하도록 제1 및 제2 단부 블록 중 적어도 하나가 구성된다.

만약 RF 전력이 내부 관형 구조물을 경유하여 또는 통해서 전달된다면, 냉각 액체를 통한 전력 손실을 제한하기 위해서, 내부 관형 구조물의 외경이 스퍼터 표적의 백킹 관의 내경의 적어도 85% 또는 적어도 90%인 것이 유리하다.

장치의 실시예에서, 스퍼터 표적 관 또는 마그네트론 내에서 관형 자석 홀더 구조물을 지지하도록 제1 및 제2 단부 블록 중 적어도 하나가 구성되고, 관형 자석 홀더 구조물은 RF 전력 신호를 전달할 수 있다.

그러한 장치는, RF 전력 신호 성분을 스퍼터 표적 관의 단부의 각각에 선택적으로 인가하기 위해서 스퍼터 표적 관을 유지하는데 있어서 뿐만 아니라, 관형 자석 홀더 구조물을 유지하는데 있어서 이상적으로 적합하다는 것이 장점이다. 후자는, 예를 들어 냉각 액체에 의한 부식에 대한 자석의 보호, 자석(들)의 온-라인 제어, 냉각 개선, 및 본 발명의 특정 실시예에서, 그 하우징이 RF 전력을 전달하기 위해서도 이용될 수 있다는 것과 같은, 몇몇 장점을 부가할 수 있다.

또한, 비록 서로에 상대적으로 회전될 수 있는 2개의 요소를 결합 수단이 가질 수 있지만, 일부 실시예에서, 하나의 측면으로부터의 또는 양 측면으로부터의 결합이 또한 정적일 수 있다. 예를 들어, 정지적 자석 홀더 구조물이 RF 전력을 전달하기 위해서 단일 측면에서 또는 양 측면에서 이용될 수 있다.

제2 양태에서, 본 발명은 본 발명의 제1 양태의 임의 실시예에 따른 장치, 및 표적 조립체가, 장착될 때, 동작 시간의 적어도 상당한 부분편 동안 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 양 극단에서 동시에 RF 전력 성분으로 연속적으로 능동적으로 전력 공급되지 않도록, RF 전력 성분에 의한 표적 조립체의 대향 측면들에 대한 전력 공급을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하는 조립체를 제공한다. 표적 조립체가 하나 이상의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하든지 간에, 표적 조립체의 제1 및 제2 극단에서 교번적으로 발생되도록 RF 전력 성분에 의한 전력 공급이 제어될 수 있거나; 제1 및 제2 단부 블록에서 동시에 발생되도록 전력 공급이 제어될 수 있다. RF 전력 성분이 시간의 대부분 동안 단일 스퍼터 표적의 양 극단에 동시에 인가되지 않도록, 전력 공급이 제어된다.

본 발명의 실시예에서, 제어 유닛은 RF 전원에 그리고 적어도 하나의 종단 임피던스에 연결될 수 있는 스위칭 유닛을 포함하고, 스위칭 유닛은 RF 전원을 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 선택적으로 연결하도록, 그리고 RF 전원을 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 선택적으로 연결하도록, 그리고 적어도 하나의 종단 임피던스를 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 선택적으로 연결하도록; 그리고 적어도 하나의 종단 임피던스를 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 선택적으로 연결하도록 구성된 스위칭 수단을 포함한다. 이러한 구현예는, 표적 조립체가 단일 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 실시예를 위해서 특히 이용될 수 있으나, 또한 표적 조립체가 복수의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 실시예에서도 유용하다.

"~에 연결 가능한"이라는 표현은 "직접적으로 연결 가능한" 그리고 예를 들어 정합 네트워크를 통해서, 또는 임의의 다른 방식으로 "간접적으로 연결 가능한"을 포함한다.

장치를 스퍼터 챔버로부터 제거할 필요 없이, (적어도 하나의) RF 전원 및 (적어도 하나의) 종단 임피던스 및 하나 이상의 표적 관 사이의 전기적 상호연결이 동적으로 조정될 수 있다는 것이 스위칭 유닛의 장점이다. 이러한 여분의 자유도는, 기재 상에서 스퍼터 재료의 더 균일한 피착을 획득하기 위해서 유리하게 이용될 수 있다. 표적 조립체가 단일 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 특별한 실시예에서, 더 균일한 전기장 및/또는 표적 재료의 더 균일한 침식이 또한 획득될 수 있고, 바람직하게는 이들 모두가 획득될 수 있다.

이러한 방식으로 가변 임피던스의 필요성을 제거할 수 있고, 시간에 걸쳐 상이한 임피던스들에 결합되는 것에 의해서 가변 임피던스가 모방될 수 있다는 것이, 복수의 상이한 종단 임피던스와 조합된 스위칭 수단을 이용하는 것의 장점이다.

특별한 실시예에서, 스위칭 순간 중에 그 출력 전력을 일시적으로 감소시키도록, 스위치에 대한 손상을 방지하도록, 및/또는 스위치의 수명을 연장시키도록, 적어도 하나의 RF 전원이 구성될 수 있다. 그러한 실시예에서, 예를 들어 스위칭 순간을 표시하도록 및/또는 출력 전력을 증가 또는 감소 또는 설정하도록 구성된, 스위칭 유닛과 RF 전원 사이의 하나 이상의 제어 라인 또는 통신 버스가 존재할 수 있다.

특별한 실시예에서, "표적 관의 제1 단부에 연결하는 것"이 "제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 연결하는 것 그리고 이러한 전기 인터페이스를 표적 관의 제1 단부에 연결 또는 결합시키는 것"을 포함할 수 있고, "표적 관의 제2 단부에 연결하는 것"이 "제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 연결하는 것 그리고 이러한 전기 인터페이스를 표적 관의 제2 단부에 연결 또는 결합시키는 것"을 포함할 수 있다.

실시예에서, 조립체는 RF 전원을 더 포함하고, RF 전원은 0.5 kWatt 내지 100 kWatt의 전력 신호를 제공하도록 그리고 0.3 MHz 내지 100 MHz 범위의 주파수를 가지도록 구성된다. 이러한 설정은 DC 전력과 함께 이용될 수 있고, RF가 부가된 DC 전력은 일반적인 기술이다. 이러한 방식으로, RF가 풍부한(rich) 또는 RF가 약한 신호가 얻어질 수 있다. 그러한 조합의 경우에, DC가 표적 조립체에 연속적으로 연결될 수 있거나, RF 전력과 동기화되어 또는 동기화되지 않고 스위칭될 수 있다.

실시예에서, 조립체는 RF 전원과 스위칭 유닛 사이에 배열된 제1 정합 네트워크를 더 포함한다.

실시예에서, 조립체는 적어도 하나의 종단 임피던스를 더 포함한다.

특정 실시예에서, 적어도 하나의 종단 임피던스가 단일 임피던스일 수 있다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 종단 임피던스가 적어도 2개의 종단 임피던스, 예를 들어 정확히 2개의 종단 임피던스일 수 있다.

실시예에서, 조립체는 제1 전력 부분편 및 제2 전력 부분편을 생성하기 위한 수단, 및 제어기를 포함하며, 그러한 제어기는: 기간의 제1 시간 부분편 중에, RF 전력 신호 성분 또는 제1 전력 부분편이 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 인가되는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스가 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 결합되는 방식; 및 기간의 제2 시간 부분편 중에, RF 전력 신호 성분 또는 제2 전력 부분편이 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 인가되는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스가 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 결합되는 방식으로, 스위칭 수단을 구성한다.

조립체가 기재된 바와 같이 스위칭 수단을 자동적으로 제어하기 위한 제어기를 더 포함하는 것이 유리하다. 제어기는 프로그래밍 가능 제어기일 수 있거나, 프로그래밍 가능 로직으로, 또는 임의의 다른 적합한 방식으로 구현될 수 있다. 제어기는 전형적으로 스위칭 유닛의 일부로서 구현될 수 있다.

제1 및 제2 기간이 순차적일 수 있고, 만약 양 측면으로부터의 표적 관의 동시적인 공급이 방지된다면, 약 50% 또는 50% 미만의 듀티 사이클을 가질 수 있다. 그러한 경우에, RF 전력 신호가 표적 관의 각각의 단부에 교번적으로 인가될 수 있으나, 양 단부에 연속적으로 동시에 인가되지는 않는다. 적절한 스위칭 주파수를 선택하는 것에 의해서, 각각의 개별적인 제1 기간 중에 그리고 각각의 개별적인 제2 기간 중에 전기장이 매우 불균일하다는 사실에도 불구하고, 시간적으로 평균화된 침식이 매우 균일할 것이다.

제1 전력 부분편 및 제2 전력 부분편 각각을 생성하기 위한 수단이 제1 및 제2 임피던스 각각, 예를 들어 제1 및 제2 저항기 각각일 수 있다.

실시예에서, 조립체는 제1 전력 부분편 및 제2 전력 부분편을 생성하기 위한 RF 전력 분할기, 및 제어기를 포함하며, 그러한 제어기는: 기간의 제1 시간 부분편 중에, RF 전력 신호 성분 또는 제1 전력 부분편이 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 인가되는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스가 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 결합되는 방식; 및 기간의 제2 시간 부분편 중에, RF 전력 신호 성분 또는 제2 전력 부분편이 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 인가되는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스가 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 결합되는 방식; 기간의 제3 부분편 중에, 제1 전력 부분편이 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 인가되고 제2 전력 부분편이 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 인가되는 방식으로 스위칭 수단을 구성한다. 그에 따라, 제3 부분편 중에, 양 단부 블록이 RF 전력 성분으로 동시에 전력 공급되나, 다른 전력 부분편으로도 전력 공급될 수 있다.

RF 전력 성분이 표적 조립체의 양 단부에 동시에 인가될 수 있게 한다는 것이 RF 전력 분할기를 이용하는 것의 장점이며, 이는 표적 조립체가 복수의 표적 관 또는 마그네트론을 포함하는 실시예에서 특히 유용하다.

같은 위상의 2개의 RF 전력 신호를 제공할 수 있기 때문에, 2개의 별개의 RF 전력 공급부를 이용하지 않고 2개의 전력 부분편을 생성하기 위한 RF 전력 분할기를 이용하는 것, 그리고 하나의 RF 전원을 생략할 수 있고 이러한 것이 상당한 비용을 절감할 수 있다는 것이 장점이다.

RF 전력 성분을 표적 관의 양 단부에 동시에 인가하는 것이 본 발명에서 의무적인 것이 아니고, 순전히 선택적이라는 것을 주목하여야 한다. 이는 표적 조립체가 복수의 표적 관 또는 마그네트론을 포함하는 실시예에서 특히 유용하다. 시간의 일부 부분편 동안 RF 성분으로 양 단부에서 동일한 표적에 전력을 공급하는 것은, 특정 균일성 프로파일이, 조합된 모든 시간 부분편의 전체적인 균일성 프로파일에 기여할 수 있는 일부 경우에 유리할 수 있다.

제3 양태에서, 본 발명은 스퍼터 시스템의 대향 측면들에 배치된 적어도 제1 및 제2 단부 블록에 장착된 적어도 하나의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 표적 조립체에 RF 전력 성분을 제공하는 방법을 제공한다. 그러한 방법은, 표적 조립체가 조립체의 양 측면에서 RF 전력 성분으로 능동적으로 전력 공급되도록, 그리고 표적 조립체가 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 양 극단에서 동시에 RF 전력 성분으로 연속적으로 능동적으로 전력 공급되지 않도록, RF 전력 성분으로 표적 조립체의 대향 측면들에 전력 공급하는 단계를 포함한다.

특별한 실시예에서, 본 발명은 제2 양태의 실시예에 따른 조립체를 이용하여 표적 조립체에 RF 전력 성분을 제공하는 방법을 제공하고, 그러한 방법은: RF 전력 신호 성분을 수신하기 위해서 스위칭 유닛의 제1 포트를 RF 전원의 출력부에 연결하는 단계; 스위칭 유닛의 제2 포트를 적어도 하나의 종단 임피던스에 연결하는 단계; RF 전력 신호 성분 또는 그 제1 부분편을, 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 연결될 수 있는 스위칭 수단의 제3 포트에 선택적으로 전달하도록 스위칭 수단을 구성하는 단계, 및/또는 RF 전력 신호 성분 또는 그 제2 부분편을, 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 연결될 수 있는 스위칭 수단의 제4 포트에 선택적으로 전달하도록 스위칭 수단을 구성하는 단계, 및/또는 적어도 하나의 종단 임피던스를 스위칭 수단의 제3 포트에 선택적으로 결합시키도록 스위칭 수단을 구성하는 단계, 및/또는 적어도 하나의 종단 임피던스를 스위칭 수단의 제4 포트에 선택적으로 결합시키도록 스위칭 수단을 구성하는 단계를 포함한다.

이러한 방법은 RF 전력 성분을 표적 조립체의 양 단부에 동시에 인가할 수 있는 가능성을 포함하나, 이는 절대적으로 요구되는 것이 아니고, 또한, 항상 RF 전력 성분을 양 단부 또는 양 측면에 동시에 인가하지 않으면서, RF 전력 성분을 상이한 순간들에서 표적 조립체의 어느 하나의 단부 또는 측면에 인가할 수 있다.

실시예에서, 방법은: 기간의 제1 시간 부분편 중에, RF 전력 신호 성분 또는 그 제1 부분편을 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 전달하는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스를 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 결합시키도록 스위칭 수단을 구성하는 단계; 및 기간의 제2 시간 부분편 중에, RF 전력 신호 성분 또는 그 제2 부분편을 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 전달하는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스를 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 결합시키도록 스위칭 수단을 구성하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 제1 및 제2 기간 만을 생성하도록, 제어기의 스케줄러가 설계될 수 있다. 바람직하게 제1 및 제2 기간의 듀티 사이클이 각각 50%이나, 이는 절대적으로 요구되는 것이 아니며, 예를 들어 기간의 제1 부분편에 대한 30% 및 예를 들어 기간의 제2 부분편에 대한 70%의 듀티 사이클비가 또한 작동될 수 있다. 이러한 스케줄에서, RF 전력 성분이 표적 조립체의 양 단부에 또는 양 측면에 동시에 인가되는 시간 슬롯은 존재하지 않는다.

방법의 실시예에서, 스위칭 유닛은 제1 전력 부분편 및 제2 전력 부분편을 제공하기 위한 RF 전력 분할기를 더 포함하고, 그러한 방법은: 기간의 제1 시간 부분편 중에, RF 전력 신호 성분 또는 제1 전력 부분편이 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 인가되는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스를 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 결합시키도록 스위칭 수단을 구성하는 단계; 및 기간의 제2 시간 부분편 중에, RF 전력 신호 성분 또는 제2 전력 부분편을 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 인가하는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스를 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 결합시키도록 스위칭 수단을 구성하는 단계; 및 기간의 제3 부분편 중에, 동시에 제1 전력 부분편을 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 인가하도록 그리고 제2 전력 부분편을 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 인가하도록 스위칭 수단을 구성하는 단계를 포함한다.

도 1은 당업계에 공지된 스퍼터 장치를 (분해도로) 도시한 것으로서, 정지적인 관형 전극이 원통형 스퍼터 표적의 회전 가능한 백킹 관의 일 단부에서 삽입되고, RF 신호는 전극의 일 측면에 인가된다.
도 2는 당업계에 공지된 회전 가능한 원통형 스퍼터 표적의 개략적 도면이고, RF 전력 신호가 백킹 관의 양 단부에 동시에 인가된다.
도 3은 도 1의 구성의 블록도이다.
도 4는 US2014/0183037에서 설명된 실시예의 블록도이고, 원통형 스퍼터 표적이 일 단부로부터 RF 전력 신호에 의해서 전력 공급되는 한편, 다른 단부는 가변 종단 임피던스에 연결된다.
도 5는 도 2에 도시된 종래 기술 실시예의 블록도이고, 2개의 동일한 RF 전력 부분편이 스퍼터 표적의 양 단부에 동시에 인가된다.
도 6의 (a)는 본 발명에 따른 실시예의 블록도로서, 제1 기간 중에 단일 RF 전력 신호를 원통형 스퍼터 표적의 제1 단부에 인가할 수 있는 한편 동시에 스퍼터 표적의 제2, 대향 단부를 종단 임피던스에 결합 또는 연결시킬 수 있고, 제2 기간 중에 단일 RF 전력 신호를 원통형 스퍼터 표적의 제2 단부에 인가할 수 있는 한편 동시에 스퍼터 표적의 제1, 대향 단부를 종단 임피던스에 결합시킬 수 있는 시스템을 도시한다. 선택적으로, 시스템은 또한, RF 전력 공급부로부터 유도된 2개의 RF 전력 신호를 스퍼터 표적 관의 제1 단부 및 제2 단부에서 스퍼터 표적 관에 동시에 인가하도록 구성될 수 있다.
도 6의 (b) 내지 도 6의 (d)는 RF 전원 및 종단 임피던스를 표적 관의 제1 및 제2 단부와 상호 연결시키기 위한 몇몇 가능한 스위칭 구성을 도시한다.
도 7은, (예를 들어, RF 전력 분할기로부터의) 13.56 MHz의 동일한 RF 전력 신호에 의해서 양 단부로부터 동시에 전력 공급되어 중간에서 전압 노드를 가지는 정재파 패턴을 초래할 때, 1.5 m의 길이를 가지는 적절하게 종결된 스퍼터 표적의 길이에 걸친 시뮬레이트된 전압 거동(전압 크기의 시간 평균화된 절대 값)의 그래프이다.
도 8은 3.5 m 길이의 스퍼터 표적에 대한 도 7의 그래프와 유사한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의해서 얻어질 수 있는, 1.5 m 길이의 적절하게 종결된 스퍼터 표적의 길이에 걸친 시뮬레이트된 전압 거동(전압 크기의 시간 평균화된 절대 값)의 그래프이며, 13.56 MHz의 RF 전력 신호가 교번적으로 원통형 스퍼터 표적의 일 단부에 인가되는 한편 동시에 반대 단부는 임피던스를 통해서 종결되며, 그리고 그 반대가 되며, 결과적으로 실질적으로 균일한 전압 패턴을 초래한다.
도 10은 3.5 m 길이의 스퍼터 표적에 대한 도 9의 그래프와 유사한 그래프이다.
도 11의 (a)는 도 6에 도시된 시스템에서 이용될 수 있는 바와 같은 2개의 단부 블록을 가지는 장치의 예이다(표적 관 자체는 장치의 선택적인 부품이다).
도 11의 (b) 내지 도 11의 (d)는 RF 전원 및 하나 또는 둘의 종단 임피던스를 표적 관의 제1 및 제2 단부와 상호 연결시키기 위한 몇몇 가능한 스위칭 구성 및 그에 상응하는 방법을 도시한다.
도 12의 (a) 내지 도 12의 (c)는 본 발명에 따른 장치에서 이용될 수 있는 바와 같은, 축 주위로 서로에 대해서 회전될 수 있는 2개의 요소들 사이의 용량형 결합의 3개의 예를 도시한다.
도 13의 (a) 및 도 13의 (b)는 본 발명에 따른 장치에서 이용될 수 있는 바와 같은, 축 주위로 서로에 대해서 회전될 수 있는 2개의 요소들 사이의 유도형 결합의 2개의 예를 도시한다.
도 14는 도 6의 시스템에서 이용될 수 있는 바와 같은 장치의 실시예의 개략도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 제1의 특별한 장치의 개략도이고, RF 전력이 (예를 들어, 플랜지를 통해서) 백킹 관에 직접적으로 인가되고, 백킹 관이 가변적인 외경을 갖는다(그러나, 이러한 특징들 모두가 반드시 존재할 필요는 없다).
도 16은 발명의 실시예에 따른 제2의 특별한 장치의 개략도이고, RF 전력은 정지적인 관형 자석 홀더 구조물에 인가되고, 그로부터 냉각 액체를 통해서 백킹 관에 간접적으로 인가된다.
도 17은 도 16의 장치의 변형예를 도시하고, 백킹 관은 가변적인 외경을 갖는다.
도 18은 본 발명의 실시예의 블록도이고, 하나의 표적이 일 측면으로부터 RF로 전력 공급되고 다른 표적이 대향 측면으로부터 RF로 전력 공급되도록, 하나의 단부 블록에 대해서 표적을 그리고 스퍼터 시스템의 대향 측면에서 다른 단부 블록에 대해서 다른 표적을 장착할 수 있는 장치를 도시한다. 각각의 표적은, RF로 전력 공급되는 단부 블록에 대해서 장착되지 않은 그 극단에서 종단 임피던스에 의해서 종결될 수 있다.
도면의 화살표의 방향은 전류가 흐르는 실제 방향으로서 해석되지 않아야 하고, 단지 설명을 위해서 사용된 것임을 주목하여야 한다.

특별한 실시예와 관련하여 그리고 특정 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 것이나, 본 발명은 그러한 것으로 제한되지 않고 청구범위에 의해서만 제한된다. 도면은 단지 개략적인 것이고 비제한적으로 설명된 것이다. 도면에서, 설명 목적을 위해서, 일부 요소의 크기가 과장되어 있을 수 있고 실제 축척으로 도시되지 않았을 수 있다. 치수 및 상대적인 치수는 본 발명의 실시를 위한 실제 구현예에 상응하지 않는다.

상세한 설명 및 청구항에서 제1, 및 제2 등의 용어는 유사한 요소들 사이를 구분하기 위해서 사용된 것이고, 시간적인, 공간적인, 순위적인 또는 임의의 다른 방식의 순서를 반드시 설명하기 위한 것은 아니다. 그렇게 사용된 용어가 적절한 상황하에서 상호 교환될 수 있다는 것 그리고 본원에서 설명된 본 발명의 실시예가 본원에서 설명된 또는 도시된 것과 다른 순서로 동작될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 상세한 설명 및 청구항에서 상단, 하단 등과 같은 용어는 설명 목적을 위해서 사용된 것이고 상대적인 위치를 반드시 설명하는 것은 아니다. 그렇게 사용된 용어가 적절한 상황하에서 상호 교환될 수 있다는 것 그리고 본원에서 설명된 본 발명의 실시예가 본원에서 설명된 또는 도시된 것과 다른 배향으로 동작될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

청구항에서 사용된 "포함하는"이라는 용어가 그 이후에 나열된 수단을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 하고; 그러한 용어는 다른 요소나 단계를 배제하지 않는다. 그에 따라, 이는 언급된 바와 같은 기술된 특징, 정수, 단계, 또는 구성요소의 존재를 구체화하는 것으로, 그러나 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계 또는 구성요소, 또는 그 그룹의 존재나 부가를 배제하지 않는 것으로 해석될 수 있을 것이다. 그에 따라, "A 및 B를 포함하는 장치"의 표면의 범위는 구성요소 A 및 B 만으로 이루어진 장치로 제한되지 않아야 한다. 이는 본 발명과 관련하여, 장치의 유일한 관련 구성요소가 A 및 B라는 것을 의미한다.

본 명세서 전반을 통한 "일 실시예" 또는 "실시예"라는 언급은, 실시예와 관련하여 설명된 특별한 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 본 명세서 전반의 여러 장소에서의 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 문구의 출현 모두가 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니나, 동일한 실시예를 언급할 수도 있을 것이다. 또한, 본 개시 내용으로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 실시예에서, 특별한 특징, 구조, 또는 특성이 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있을 것이다.

유사하게, 본 발명의 예시적인 실시예에 관한 설명에서, 개시 내용의 간소화 및 여러 가지 본 발명의 양태 중 하나 이상의 이해를 돕기 위한 목적으로, 발명의 여러 가지 특징이 종종 단일 실시예, 도면 또는 그 설명 내에서 함께 그룹화된다는 것을 이해하여야 할 것이다. 그러나, 이러한 개시 내용의 방법은, 청구된 발명이 각각의 청구항에서 명시적으로 인용된 것 보다 많은 특징부를 요구하기 위한 의도를 반영하는 것으로 해석되지 않는다. 오히려, 이하의 청구항이 반영하는 바와 같이, 하나의 전술된 실시예의 모든 특징부 보다 적은 발명의 양태가 존재한다. 그에 따라, 구체적인 설명에 후속되는 청구항은 이에 의해서 이러한 구체적인 설명 내로 명백하게 통합되고, 각각의 청구항은 본 발명의 별개의 실시예로서 자체적으로 존립한다.

또한, 본원에서 설명된 일부 실시예가 일부 특징을 포함하나 다른 실시예에 포함된 다른 특징은 포함하지 않지만, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 상이한 실시예들의 특징들의 조합이 본 발명의 범위 내에 포함되고, 상이한 실시예를 형성한다. 예를 들어, 이하의 청구항에서, 청구된 실시예들 중 임의의 실시예들이 임의의 조합으로 이용될 수 있다.

본원에서 제공된 설명에서, 수 많은 구체적인 상세 내용이 기술된다. 그러나, 본 발명의 실시예가 이러한 구체적인 상세 내용이 없이도 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 다른 경우에, 이러한 설명의 이해를 불명확하게 하지 않도록, 주지의 방법, 구조 및 기술을 구체적으로 설명하지 않았다.

본 발명에서 "RF 신호"가 언급되는 경우에, 0.3 MHz 내지 100 MHz 범위의 주파수를 가지는 신호를 의미한다. "RF 전력 성분"은, 전달되는 전력이 순수 RF 전력일 수 있거나, 대안적으로, 전달되는 전력이 RF와 DC, 펄스형 DC 또는 MF AC의 조합일 수 있다는 것을 의미한다. 이하의 상세한 설명에서, "RF 전력"에 대한 언급이 있는 경우에, 비-RF 전기 신호와 조합될 수 있는, 그러한 "RF 전력 성분"을 포함하는 것으로 의도된 것이다.

본 발명에서 "단부-블록"에 대한 언급이 있는 경우에, 그러한 언급은 백킹 관의 단부에 위치되고, 백킹 관을 유지하도록, 그리고 백킹 관을 그 길이방향 축을 중심으로 회전시키도록 구성되는 요소 또는 구성요소를 언급하는 것이나, 단부 블록은 또한 예를 들어 냉각과 같은 다른 기능을 가질 수 있다.

본 발명을 설명하기 전에, 다음의 몇 개의 문단으로 먼저 "단부 블록"이 무엇인지에 대해서 더 구체적으로 설명할 것이다.

예를 들어 유리를 모든 종류의 기능적 코팅의 적층물로 코팅하기 위한 대형 코팅기는 종종 회전되는 관형 스퍼터링 표적을 구비한다. 표적 자체가 스퍼터링 시스템에 대해서 회전되고 그에 따라, 자석 어레이를 내부에 고정적으로 유지하면서, 회전되는 표적을 지지, 회전, 에너지 공급, 냉각 및 격리(냉매, 공기 및 전기)하기 위해서 복잡하고 공간을 차지하는 '단부-블록'이 필요하게 된다. 몇몇 배열체가 당업계에 존재하고, 예를 들면 다음과 같다:

- 지지, 회전, 에너지 공급, 냉각 및 격리(공기, 냉매 및 전기)를 위한 수단이, 표적의 어느 한 단부에 위치된, 2개의 블록 사이에서 분할되는, 예를 들어 US 5096562(이의 도 2, 도 6) 및 US 2003/0136672 A1에서 설명된 바와 같은 "이중 직각 단부-블록(Double right-angled end-blocks)." 직각은 단부-블록이, 표적의 회전 축에 평행한 벽에 장착되는 것을 의미한다.

- 지지, 회전, 에너지 공급, 냉각 및 격리를 위한 수단이 모두 하나의 단부-블록 내에 통합되고 표적이 대형 코팅기 내부에서 외팔보형으로 유지되는, 예를 들어, US 5200049(이의 도 1)에서 개시된 바와 같은 "단일, 직선형-관통 단부-블록(Single, straight-through end-blocks)." '직선형-관통'은, 표적의 회전 축이, 단부-블록이 장착되는 벽에 수직이라는 것을 의미한다. '반-외팔보형' 배열체가 또한 설명되고(US 5620577), 여기에서 단부-블록으로부터 대향되는 표적의 단부가 기계적 지지부에 의해서 유지된다.

단부-블록은 스퍼터링 시스템 내의 스퍼터링 표적을 스퍼터링 시스템의 외부와 연계시킨다. 그러한 단부-블록은 전형적으로 단일 유닛으로서 스퍼터링 시스템에 장착될 수 있으나, 벽 통합형 단부-블록이 또한 예상될 수 있을 것이다. 단부-블록의 부분 내에서, 압력이 스퍼터링 시스템 내에서 보다 높고, 바람직하게 내부 압력은 대기압에 가깝다. 표적 관과 함께 제거 가능한 수단 또는 제거 가능한 자석 막대 조립체는 전형적으로 단부-블록에 속하는 것으로 간주되지 않는다. 단부-블록의 일차적인 기능은 표적을 이송하고 회전 축 주위에서 회전시키는 것이다. 스퍼터링은 낮은 가스 압력 하에서 실시되고, 단부-블록은 항상, 또한 회전 중에, 기밀식이어야 한다. 표적의 스퍼터링이 표적 표면 상에서 많은 열을 생성할 수 있기 때문에, 표적이 냉각되어야 하고, 그러한 냉각은 일반적으로 물 또는 다른 적합한 냉매로 이루어진다. 이러한 냉매가 단부-블록을 통해서 공급되거나 배출될 수 있다. 또한, 표적을 특정 전위에서 유지하기 위해서 전류가 표적에 공급될 수 있다. 임의의 또는 모든 이러한 기능을 통합하기 위해서, 각각의 단부-블록이 이하의 수단 중 하나 이상을 포함할 수 있다: (i) 표적 회전을 위한 구동 수단, (ii) 표적에 전류를 제공하기 위한 회전 가능한 전기 접촉 수단, (iii) 표적이 그 축을 중심으로 회전될 수 있게 하면서 표적을 기계적으로 지지하기 위한 하나 이상의 베어링 수단, (iv) 하나 이상의 회전 가능한 냉매 밀봉 수단, (v) 하나 이상의 회전 가능한 진공 밀봉 수단, (vi) 자석 또는 자기적 어레이를 유지하기 위한 수단.

만약 2개의 단부 블록이 존재한다면, 그들이 동일한 기능을 가질 수 있으나, 반드시 그럴 필요는 없다. 예를 들어, 그들 중 하나 만이 표적을 회전시키기 위한 구동 수단을 가지는 것으로 충분하다.

본 발명의 맥락에서, 적어도 2개의 단부 블록을 가지는 장치가 제공되고, 그러한 적어도 2개의 단부 블록이 스퍼터 시스템의 대향 측면들에 배치된다. 단일 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론이 단부 블록들 사이에 장착될 수 있도록, 적어도 2개의 단부 블록이 스퍼터 시스템 내에 장착될 수 있거나, 적어도 2개의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론 각각이 단부 블록 중 서로 다른 하나 상에 장착될 수 있도록, 적어도 2개의 단부 블록이 스퍼터 시스템 내에 장착될 수 있다. 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, RF 전력 신호가 표적 조립체의 하나의 단부에, 또는 각각의 단부에 개별적으로, 또는 양 단부에 동시에, 예를 들어 스퍼터 표적 관의 일 단부에, 또는 각각의 단부에 개별적으로 인가될 수 있도록, 그리고 표적 조립체의 하나의 단부, 또는 각각의 개별적인 단부, 또는 동시에 양 단부를, 예를 들어 스퍼터 표적 관의 일 단부, 또는 개별적인 각각의 단부를 종단 임피던스에 연결하도록, 적어도 제1 및 제2 단부 블록이 특별하게 구성된다. 단부 블록의 하나, 둘 또는 그 초과가 또한, 예를 들어, 관을 그 길이방향 축을 중심으로 회전시키는 것, 및/또는 DC 전력을 제공하는 것, 및/또는 냉각 액체에 의해서 냉각하는 것, 및/또는 필요 진공 무결성(integrity)을 유지하면서 회전되는 관 내에서 자기 구조물을 지지하는 것과 같은, 다른 기능을 선택적으로 제공할 수 있다.

본 발명에서 "RF 신호를 마그네트론에 인가하는 것"에 대한 언급이 있는 경우에, 이는 RF 신호가 이하의 구성요소 즉: 표적 관, 백킹 관, 내부 관, 자석 막대 홀더, 또는 표적 내의 냉각수 중 적어도 하나에 인가되는 것을 의미한다.

본 발명에서 "입력부" 또는 "출력부"에 대한 언급이 있는 경우에, 이는 전류가 흐르는 방향을 나타내는 것으로 너무 엄격하게 해석되지 않아야 하고, (이는 실제로 AC 또는 RF 전류의 경우에 양방향적일 수 있다), "포트" 또는 "단자"로서 해석될 수 있다. 용이한 설명을 위해서, 예를 들어, 스위칭 유닛의 "제1 포트"가 또한 본원에서 "스위칭 유닛의 제1 입력부"로서 지칭되고, "제2 포트"가 또한 본원에서 "제2 입력부"로서 지칭되며, "제3 포트"는 또한 본원에서 "제1 출력부"로서 지칭되고, "제4 포트"는 또한 본원에서 "제2 출력부"로서 지칭되나, 이는 단지 관습적인 것이다.

도 1 및 도 2는 '배경기술' 항목에서 이미 설명하였다.

도 3은 도 1의 구성의, 그러나 또한, 예를 들어, 디스크의 중심에 위치된 단일 RF 공급부에 의해서 전력 공급되는 평면형 디스크 표적을 가지는 스퍼터 구성과 같은, 다른 RF 스퍼터 표적 구성에 대한 블록도이다. 이러한 간략한 도면의 목적은 본 발명과의 차이를 명확하게 식별하기 위한 것이다. 특히, 이러한 블록도에서, RF 전력은 단일 위치에서만 스퍼터 표적에 인가되고, 스퍼터 표적은 종단 임피던스에 의해서 종결되지 않는다.

도 4는 US2014/0183037에서 설명된 실시예의 블록도이고, 원통형 스퍼터 표적이 일 단부로부터 RF 전력 신호에 의해서 전력 공급되는 한편, 다른 단부는 종단 임피던스에 연결되며, 그 종단 임피던스의 값은 시간에 따라서 변경된다. 그러한 공보에서, 종단 임피던스를 적절하게 변경하는 것에 의해서, 표적 재료의 보다 균일한 침식이 얻어진다고 주장하고 있다.

도 5는 도 2에 도시된 실시예의 블록도이고, 원통형 스퍼터 표적(또는 마그네트론)은 하나의 RF 전원 및 RF 전력 분할기에 의해서 생성된 2개의 RF 전력 신호에 의해서 그 양 단부로부터 동시에 전력 공급된다.

도 6의 (a)는 본 발명에 따른 실시예의 블록도로서, 2개의 단부 블록 및 단일 스퍼터 표적 또는 마그네트론을 포함하는 시스템(600)을 도시하며, 시스템(600)은 제1 동작 모드에서(예를 들어, 제1 기간 중에) 단일 RF 전력 신호를 원통형 스퍼터 표적 또는 마그네트론의 제1 단부 또는 측면에 인가하는 한편 동시에 스퍼터 표적 또는 마그네트론의 제2, 대향 단부 또는 측면이 종단 임피던스(695)에 연결 또는 결합되도록 구성되고, 그리고 제2 동작 모드에서(예를 들어, 제1 기간과 상이한, 제2 기간 중에) 단일 RF 전력 신호를 원통형 스퍼터 표적 또는 마그네트론의 제2 단부 또는 측면에 인가하는 한편 동시에 스퍼터 표적 또는 마그네트론의 제1, 대향 단부 또는 측면이 종단 임피던스(695)에 연결 또는 결합되도록 구성된다.

이러한 거동은 예를 들어 스위칭 유닛(680)을 이용하는 것에 의해서 획득될 수 있다. 스위칭 유닛(680)의 기본 기능이 도 6의 (b) 및 도 6의 (c)에 도시되어 있다. 이는 예를 들어 전력 스위치를 이용하여, 종래 기술에서 공지된 회로에 의해서 용이하게 달성될 수 있고, 그에 따라 여기에서 더 설명할 필요가 없을 것이다. 스위칭 수단은, 도 6의 (b) 및 도 6의 (c)에 도시된 상호 연결을 획득하기 위해서 전력 스위치(미도시)를 제어하도록 프로그래밍된 제어기, 예를 들어 프로그래밍 가능 로직 또는 프로그래밍 가능 마이크로 제어기를 포함할 수 있으나, 예를 들어 스위칭 유닛(680)이 전력 분할기(681)를 더 포함하는 경우에, 예를 들어 도 6의 (d)에 도시된 바와 같은 다른 모드가 또한 가능할 것이다.

스위칭 유닛(680)은 바람직하게 RF 전원(697)을 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661) 및/또는 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 선택적으로 연결 또는 결합시키도록 구성된 제1 스위칭 수단(미도시), 및 종단 임피던스(695)를 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661) 및/또는 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 선택적으로 결합시키도록 구성된 제2 스위칭 수단(미도시)을 포함한다. 제1 및 제2 스위칭 수단은, 예를 들어 전력 전자 분야의, 당업계에서 공지된, RF 전력 스위칭을 위한 임의의 적합한 스위칭 수단일 수 있다.

RF 주파수가 고주파수, 예를 들어 약 13.56 MHz 또는 약 40 MHz인 반면, 스위칭 유닛(680)의 스위칭 주파수는 전형적으로 훨씬 더 낮고, 예를 들어 0.01 Hz 내지 약 100 kHz 범위, 예를 들어 0.1 Hz 내지 10 kHz 범위, 예를 들어 1 Hz 내지 1000 Hz 범위의 주파수이다. 만약 스위칭 주파수가 스퍼터 챔버를 통해서 기판이 이동되는 속력에 관련하여 너무 낮다면, 기재 상에 피착되는 층의 균일성이 저하될 수 있다. 만약 스위칭 주파수가 너무 높다면, 예를 들어 전력 스위치의 스위칭 수단의 수명이 단축될 수 있고, 생산 중단의 위험이 높아진다. 그리고, RF 전원의 전력이 스위칭 중에 일시적으로 감소되거나 심지어 스위치 오프되는 경우에, (주어진 최대 RF 전력을 가정할 때) 스위칭 주파수가 증가된다면 평균 전력이 감소된다. 원통형 스퍼터 표적의 원주에 걸친 스퍼터 재료의 더 균일한 침식을 획득하기 위해서, 스위칭 주파수는 예를 들어 스퍼터 표적의 회전 주파수 보다 훨씬 더 높게 선택될 수 있거나, 회전 주파수와 비동시적으로 또는 달리 관련되지 않게 선택될 수 있다. 당업자는, 이러한 것 그리고 다른 것을 고려하는 것에 의해서, 적절한 절충점을 찾을 수 있다.

일부 실시예에서, 스위칭 주파수가 0.3 내지 100 MHz 범위의 RF 주파수에 대해서 100 kHz까지 될 수 있다. 특별한 실시예에서, 스위칭 주파수가 RF 주파수와 동일한 자릿수(same order of magnitude)일 수도 있고, 예를 들어 13.56 MHz의 RF 주파수에 대해서 약 1.00 MHz 또는 약 3.39 MHz의 또는 심지어 13.56 MHz의 스위칭 주파수일 수 있다. 또한, RF 전원의 주파수 및 스위칭 유닛의 주파수가 독립적일 수 있고, 정확히 배수일 수 있고, 가능하게는 위상이 동기화될 수 있거나 특정 위상 천이될 수 있으나, 이는 필수적인 것이 아니다.

대안적으로, 일부 실시예에서, 스위칭 유닛(680)은 이전에 제시된 바와 같은 전형적인 RF 값 보다 낮은 주파수(즉, 0.3 MHz 미만)를 가지는 일차적인 전원에 연결될 수 있다. 특별한 실시예에서, 스위칭 유닛(680)에 연결된 일차적인 전력 공급부가 예를 들어 전형적인 AC 또는 DC 전력 공급부일 수 있고 그에 따라 RF 전원(697)을 대체할 수 있다.

스위칭 유닛(680)은 제1 및 제2 전력 부분편을 생성하기 위한 전력 분할기(681), 및 도 6의 (d)의 블록도에 의해서 개략적으로 표시된 바와 같이, 특정 기간 중에, 동시에 제1 전력 부분편을 제1 단부 블록(631)에 인가하고 제2 전력 부분편을 제2 단부 블록(632)에 인가하기 위한 수단을 선택적으로 더 포함할 수 있다.

스위칭 유닛(680)의 시간적 거동의 일부 예를 도 11의 (b) 내지 도 11의 (d)와 관련하여 설명할 것이나, 본 발명은 그에 제한되지 않고, 다른 스위칭 체계, 예를 들어 비동기식 스위칭 체계, 또는 의사-무작위 스위칭 체계가 또한 이용될 수 있다.

도 6에 도시된 시스템에서, 표적 관의 제1 및 제2 단부의 각각과 RF 전원(697) 및/또는 종단 임피던스(695) 사이의 전기적 또는 자기적 또는 전-자기적 결합 또는 연결은, 도 6의 (a)의 블록도에서 직사각형에 의해서 개략적으로 표시된, 제1 및 제2 단부 블록(631, 632)을 통해서 달성된다. 일부 구체적인 구현예가 도 14 내지 도 17과 관련하여 설명될 것이다. 제1 단부 블록(631)이, (예를 들어, 스위칭 유닛(680) 및/또는 정합 네트워크(696)를 통해서, 또는 임의의 다른 방식으로) 예를 들어 RF 전원(697) 또는 종단 임피던스(695)에 연결될 수 있는 전기 인터페이스(661)를 가지는 것이 본 발명과 관련된다. 제1 단부 블록(631)은 또한 제1 단부 블록의 전기 인터페이스를 표적 관 또는 마그네트론의 제1 단부 또는 측면과, 예를 들어 자석 막대 홀더에 전기적으로 또는 자기적으로 또는 전-자기적으로 결합시키기 위한 결합 수단(671)을 갖는다. 이러한 방식으로, RF 전력 신호가 하나의 순간에 표적 관 또는 마그네트론의 제1 단부 또는 측면에 전달될 수 있고, 표적 관 또는 마그네트론의 제1 단부 또는 측면이 다른 순간에 종단 임피던스에 연결될 수 있다. 유사하게, 제2 단부 블록(632)은 (직접적으로 또는 간접적으로) RF 전원 및/또는 종단 임피던스(695)와 결합 또는 상호 연결을 위한 전기 인터페이스(662), 및 표적 관 또는 마그네트론의 제2 단부 또는 측면과의 결합 또는 상호 연결을 위한 결합 수단(672)을 갖는다.

결합(671, 672)이 예를 들어 순수하게 저항형, 또는 순수하게 유도형, 또는 순수하게 용량형, 또는 저항형 및 용량형의 조합, 또는 저항형 및 유도형의 조합, 또는 용량형 및 유도형의 조합, 또는 저항형 및 용량형 및 유도형의 조합일 수 있다. 결합은 바람직하게 회전 가능할 것이나, 일부 실시예에서 정지적일 수 있다. 전형적으로, 원통형 스퍼터 표적은 그 길이방향 축을 중심으로 회전된다. 서로에 대해서 회전되는 2개의 요소들 사이의 저항형 결합이 당업계에 공지되어 있고, 예를 들어 전기 브러시가, 예를 들어 브러시를 가지는 DC 모터의 분야로부터 공지되어 있으나, 물론 본 발명은 그에 제한되지 않고, 예를 들어 전도성 액체를 통한, 다른 저항형 결합이 또한 가능하다.

서로에 대해서 회전될 수 있는 2개의 요소들 사이의 용량형 결합의 일부 예가 도 12의 (a) 내지 도 12의 (c)에 도시되어 있으나, 본 발명은 이러한 예로 제한되지 않고, 다른 용량형 결합이 또한 가능하다. 서로에 대해서 회전될 수 있는 2개의 요소들 사이의 유도형 결합의 일부 예가 도 13의 (a) 및 도 13의 (b)에 도시되어 있으나, 본 발명은 이러한 예로 제한되지 않고, 다른 유도형 결합이 또한 가능하다.

시스템(600)의 나머지 부분 즉, RF 전원(697), 정합 네트워크(696) 및 종단 임피던스(695)는 당업계에 공지되어 있고, 그에 따라 여기에서 더 설명할 필요는 없을 것이다.

시스템(600)의 변형예(미도시)에서, 시스템이 적어도 2개의 RF 전원(697), 예를 들어 2개의 RF 전원을 포함할 수 있다. 이러한 RF 전원은 동일한 또는 상이한 주파수를 가질 수 있고 동일한 또는 상이한 전력 레벨에서 동작될 수 있다. 각각의 RF 전원이 그 자체의 정합 네트워크(696)를 가질 수 있다. 그러한 시스템의 스위칭 유닛(680)은 각각의 RF 전원에 대해서 하나의 단자(또는 포트)를 가질 수 있다.

시스템의 이러한 또는 다른 변형예(미도시)에서, 시스템은, 각각이 상이한 전기 임피던스를 가지는, 적어도 2개의 종단 임피던스(695), 예를 들어 적어도 3개의 상이한 종단 임피던스를 포함할 수 있다. 비록 각각의 임피던스가 실제로 고정된 임피던스이지만, RF 전력 신호로 표적 관의 일 단부에 동력 공급하는 것에 의해서, 그리고 복수의 종단 임피던스의 각각을 스퍼터 표적의 대향 단부에 순차적으로 인가하는 것에 의해서, 스퍼터 표적의 가변적 종결이 모방될 수 있다. 당업자는, 더 균일한 전압 프로파일, 및/또는 스퍼터 재료의 더 균일한 침식, 및/또는 기재 상에서의 스퍼터 재료의 더 균일한 피착을 획득하기 위해서, 종단 임피던스(695)의 적절한 수 및 적합한 값을 선택할 수 있다.

도 6의 시스템의 이러한 또는 다른 변형예에서, 스위칭 유닛(680)이 3개의 "입력부"(또는 단자)로서, RF 전력 공급부에 연결하기 위한 하나, DC 전력 공급부에 연결하기 위한 하나, 및 종단 임피던스에 연결하기 위한 하나를 포함할 수 있고, 스위칭 유닛(680)은 이러한 입력부 중 하나를 스퍼터 표적 또는 마그네트론의 제1 단부 또는 측면에 연결 또는 결합시키는 한편, 나머지 2개의 입력부 중 하나를 스퍼터 표적 또는 마그네트론의 제2 단부 또는 측면에 연결 또는 결합시키도록 구성될 있다.

도 6의 (a)는 시스템(600)의 또 다른 변형예를 나타낼 수 있고, 여기에서 RF 전력 신호는, 제1 및 제2 단부-블록(631, 632) 각각의 전기 인터페이스(661, 662)를 통해서, 그리고 자석 막대 홀더 구조물(614)의 연장부 또는 그 일부일 수 있는 정지적 내부 관에 연결된 결합 수단(671, 672)을 통해서, 스퍼터 마그네트론 또는 스퍼터 표적의 하나의 또는 어느 하나의 단부 또는 측면에 제공된다. 이러한 실시예에서, 단부 블록(631, 632)은 바람직하게, RF 신호의 통과를 허용하기 위해서, 내부 관으로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 이러한 내부 관과 백킹 관 사이의 전기적 결합이 어떻게 이루어질 수 있는지에 대해서, 도 16 및 도 17과 관련하여 더 설명할 것이다.

도 7에서, 곡선(793)은 RF 전력 분할기로부터의 13.56 MHz의 2개의 동일한 RF 전력 신호에 의해서 양 단부로부터 동시에 전력 공급되어 중간에서 전압 노드를 가지는 정재파 패턴을 초래할 때, 1.5 m의 길이를 가지는 하나의 적절하게 종결된 스퍼터 표적의 길이에 걸친 시뮬레이트된 전압 거동(전압 크기의 시간 평균화된 절대 값)의 그래프적인 표상이다. "적절하게 종결된"은, 파동의 반사가 발생되지 않도록 표적의 특성 임피던스와 동일한 값을 가지는 임피던스에 표적이 연결되는 것을 의미한다. 파선 곡선(791)은 RF 전력 신호가 스퍼터 표적의 제1 단부에만 인가되는 한편 제2 단부가 종단 임피던스로 종결될 때 발생할 수 있는 전압 파형(전압 신호의 엔벨로프(envelope))을 나타낸다. 확인될 수 있는 바와 같이, 크기는 제2 단부를 향해서 감소되고, 파형이 매우 불균일하다. 유사하게, 파선 곡선(792)은 단일 RF 전력 신호가 표적 관의 제2 단부에서 인가되는 한편 제1 단부가 종단 임피던스로 종결되어 파형(791)의 거울반사형 버전을 초래할 때 발생될 수 있는 전압 파형의 엔벨로프를 나타낸다.

발명자는, 본 발명에서 설명되는 바와 같은 예상되는 전압 엔벨로프 곡선이 종래 기술에서의 발견(특히, US2014/0183037의 도 3)에 완전히 상응하지 않는다는 것에 주목하였다. 특히, 양 단부에서 RF 전력을 동시에 인가하는 것은 매우 균일한 전압 파형을 제공하는 것으로 보여지지 않고, 중간에서 전압 노드를 가지는 정재파 파형(793)을 제공하는 것으로 보여진다. 또한, 종래 기술에서 도시된 바와 같은 파장은 본 발명의 도 7 및 도 8에 도시된 것 보다 상당히 더 긴 것으로 보인다. 이러한 것은 더 놀라운 것인데, 이는 종래 기술이 40 MHz의 RF 주파수를 이용하는 반면, 본 발명의 그래프는 13.56 MHz에 대해서 시뮬레이트된 것이기 때문이다. 이러한 차이의 유래는, 표적 및 플라즈마를 시뮬레이트하기 위해서 가정된 특정 임피던스의 값에서 발견될 수 있을 것이다. 13.56 MHz 이외의 RF-주파수가 이용될 때, 도 7에 도시된 것과 유사한 그래프가 얻어질 것이다.

도 8은 3.5 m의 길이를 가지는 스퍼터 표적에 대한 유사한 그래프를 도시한다. 곡선(893)은 RF 전력 신호가 표적 관의 양 단부에 동시에 인가될 때의 스퍼터 표적의 길이에 걸친 전압 거동을 보여주고, 곡선(891)은 RF 전력 신호가 제1 단부에만 인가되는 한편 제2 단부가 적절한 임피던스에 의해서 종결될 때의 전압 거동을 보여주며, 곡선(892)은 RF 전력 신호가 제2 단부에만 인가되는 한편 제1 단부가 적절한 임피던스에 의해서 종결될 때의 전압 거동을 보여준다. 확인될 수 있는 바와 같이, 양 단부에서 RF 전력을 동시에 인가하는 것은 매우 균일한 전압 파형을 제공하는 것으로 보여지지 않고, 표적의 중간에서 전압 노드를 갖는다.

이제 도 9를 참조하면, 곡선(991 및 992)은 도 7의 곡선(791 및 792) 각각과 동일하다(그러나, 다른 축척으로 도시되어 있다). 발명자는 놀랍게도, (도 2에 도시된 바와 같이) 2개의 RF 전력 신호가 단일 스퍼터 표적의 양 단부에 연속적으로 동시에 인가되지 않고, 교번적으로 짝수의 시간 슬롯에서 제1 단부에만 인가되는 한편 제2 단부가 종결되고, 그리고 홀수 시간 슬롯에서 제2 단부에만 인가되는 한편 제1 단부가 종결될 때(홀수 및 짝수 시간 슬롯이 동일한 지속시간을 갖는 것으로 가정한다), 곡선(993)에 의해서 도시된 더 균일한 결과가 얻어진다는 것을 발견하였다. 그러한 전압 파형은 표적 관의 전체 길이에 걸친 스퍼터 재료의 (예를 들어, 약 15% 미만의 스퍼터 재료의 두께 변동을 가지는) 실질적으로 균일한 침식, 및 기재 상의 스퍼터 재료의 (약 15% 미만의 두께 변동을 가지는) 실질적으로 균일한 피착을 초래할 것이다.

도 10은 3.5 m의 길이를 가지는 스퍼터 표적에 대한 도 9와 유사한 그래프를 도시한다. 곡선(1091 및 1092)은 곡선(891 및 892) 각각과 동일하고, 곡선(1093)은 RF 전력이 단일 표적 관의 어느 한 측면에 교번적으로 인가되는 한편, 표적 관의 대향 측면이 적절한 임피던스에 의해서 종결될 때의, 그리고 홀수 및 짝수 시간 슬롯에 대해서 50%의 듀티 사이클비를 이용할 때의, 표적의 길이에 걸친 전압 거동을 보여준다. 확인될 수 있는 바와 같이, 곡선(1093)에 의해서 도시된 매우 균일한 결과가 얻어진다. 그러한 전압 파형은 표적 관의 전체 길이에 걸친 스퍼터 재료의 (예를 들어, 약 30% 미만의 스퍼터 재료의 두께 변동을 가지는) 실질적으로 균일한 침식, 및 기재 상의 스퍼터 재료의 (약 30% 미만의 두께 변동을 가지는) 실질적으로 균일한 피착을 초래할 것이다.

도 7 내지 도 10에 도시된 곡선이 시뮬레이션, 그리고 동작 조건(예를 들어, 온도, 압력) 및 플라즈마의 특성 등의 가정을 기초로 한 것임을 주목하여야 한다. 이러한 값은 실제와 정확하게 상응하지 않을 수 있고, 실제 곡선은 측정에 의해서만 얻어질 수 있다. 그에 따라, 본 발명자는 이러한 특별한 곡선 또는 값에 구속되는 것을 원치 않고, 본 발명의 기본 원리에만 구속되는 것을 원한다.

도 11의 (a)는 도 6에 도시된 시스템(600)에서 이용될 수 있는 바와 같은, 2개의 단부 블록(1131, 1132) 및 그러한 2개의 단부 블록(1131, 1132) 사이에 장착된 단일 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 표적 조립체를 가지는 장치(1102)의 예이다. 도 11의 (a)는 도 6의 (a)에서 도시된 것 보다 덜 개략적인 장치(1100)의 표상이다. 본 발명의 특별한 실시예에서, 장치(1102)는 서로 정렬되고, 서로 거리를 두며, 그리고 예를 들어, 표적 관(1170)이 사이에 장착될 수 있도록 반대 방향들로 대면되는 표적 고정 플랜지를 가지고, 서로를 향해서 배향되어 배열된 2개의 단부 블록(1131, 1132)을 포함한다.

장치(1102)가 표적 관(1170)을 포함하지 않고 생산 및 판매될 수 있다는 의미에서, 표적 관(1170) 자체는 "장치"의 선택적인 부분이다. 물론 스퍼터 시스템에서 장치(1102)를 실제로 이용하는 동안 표적 관(1170)이 요구되나, 본 발명의 기본 아이디어는 단부 블록(1131, 1132)의 구성 또는 배열에, 그리고 단부 블록이 RF 전력을 전기 인터페이스, 예를 들어 전기 연결(1161, 1162)을 통해서 스퍼터 표적으로 전달하도록, 그리고 표적 관의 단부를 동일한 전기 인터페이스(1161, 1162)를 통해서 종단 임피던스에 연결 또는 결합하도록 구성된다는 사실에 있다.

전술한 바와 같이, 결합(1171, 1172)은 저항형 결합 또는 용량형 결합 또는 유도형 결합, 또는 이러한 3가지 중 둘 또는 모두의 조합일 수 있다. 결합(1171, 1172)이 물리적 연결에 의해서, 예를 들어 정적 연결 또는 탄성적으로 굽힘 가능한 연결에 의해서, 예를 들어 제한된 각도 범위에 걸쳐 앞뒤로 회전되는 동축 케이블 또는 절연된 전도체에 의해서 달성될 수 있거나, 예를 들어 도 12 또는 도 13에 도시된 바와 같이, 예를 들어 용량형 또는 유도형 결합과 같은, 무접촉 전자기적 연결을 포함할 수 있다. 결합(1171, 1172)이 전기적 또는 자기적 또는 전-자기적일 수 있다.

단부 블록(1131, 1132)이 장착 표면(1181) 상에, 예를 들어 스퍼터 장치의 덮개 또는 도어 상에 장착될 수 있고, 그에 의해서 단부 블록(1131, 1132)이 동작 중에 스퍼터 시스템의 내측에 상응하는 표면의 측면 상에 배치되고, 그리고 그에 의해서 동작 중에 전기 인터페이스(1161, 1162)가 표면의 대향 측면 상에, 즉 스퍼터 시스템의 외측에 상응하는 측면 상에 위치된다. 장착 표면(1181), 예를 들어 덮개 또는 도어가 장치(1102)의 일부일 수 있다.

단부 블록(1131, 1132) 및 전기 인터페이스(1161, 1162)는 0.3 MHz 내지 100 MHz 범위, 예를 들어 약 13.56 MHz의 주파수를 가지는, 예를 들어 0.5 kWatt 내지 100 kWatt 범위, 예를 들어 1 내지 30 kWatt 범위, 예를 들어 약 1 또는 2 또는 5 또는 10 또는 20 또는 50 kWatt의 RF 전력을 전달할 수 있다. 예를 들어 전도체 내의 및/또는 냉각 액체 내의 와전류 또는 자기적 손실, 또는 주울 가열로 인한, 단부 블록(1131, 1132) 내부의 전력 손실의 양이 가능한 한 제한된다.

냉각 액체, 예를 들어 냉각수의 통과를 허용하기 위해서, 단부 블록 중 적어도 하나가 부가적으로 제공될 수 있다. 전형적으로 냉각수의 입력(공급) 및 출력(배수)이 단일 단부 블록으로부터 구성되고, 그에 의해서 채널은 표적 관 내에 배열되고, 예를 들어 채널은 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이 관형 자석 막대 홀더 하우징의 벽에 의해서 형성되며, 그에 의해서 벽 내의 개구부 또는 공동은 냉각 유체를 벽의 하나의 측면으로부터 다른 측면으로 가져오기 위해서 이용된다. 그러나, 이러한 것은 본 발명에서 필수적인 것이 아니고, 다른 냉각 방식이 또한 이용될 수 있다.

단부 블록의 적어도 하나가, 스퍼터 표적 관(1170)을 그 길이방향 축을 중심으로 회전시키기 위해서 구동 수단, 예를 들어 모터를 부가적으로 구비할 수 있다.

본 발명의 장치는 이상적으로, 비-전도성 스퍼터 재료, 예를 들어 세라믹 재료 또는 산화물을 포함하는 표적 관(1170)으로 스퍼터링하는데 적합하다.

도 11의 (b) 내지 도 11의 (d)는 본 발명의 장치(1102)의 가능한 이용 경우를 도시한다. 그러한 도면은 또한 스위칭 유닛(680)의 시간적 거동의 예를 도시한다.

도 11의 (b)는 도 11의 (a)의 장치의 제1 이용 방법을 도시하고, 그에 의해서 교번적으로 표적 관의 각각의 단부에 RF 전력 신호가 공급되는 한편 다른 단부는 임피던스로 종결된다. 표에 기재된 바와 같이, 짝수의 시간 슬롯(2n에 의해서 표시되고, n은 정수이다)에서, 제1 단부 블록(1131)에 RF 전력이 제공되는 한편 제2 단부 블록(1132)은 임피던스(Z)로 전기적으로 종결된다. 홀수의 시간 슬롯(2n+1에 의해서 표시되고, n은 정수이다)에서, 제2 단부 블록(1132)에 RF 전력이 제공되는 한편 제1 단부 블록(1131)은 임피던스(Z)로 전기적으로 종결된다. 바람직하게, 시간 슬롯은 동일한 길이를 가지며, 그에 따라 짝수 및 홀수 시간 슬롯의 듀티 사이클이 50%이다. 이러한 방법에 의해서 얻어지는 결과적인 전압 파형이 1.5 m의 표적 길이에 대해서 도 9의 곡선(993)에 의해서, 그리고 3.5 m의 표적 길이에 대해서 도 10의 곡선(1093)에 의해서 도시되어 있다.

그러나, 물론, 본 발명은 정확히 50%의 고정된 시간 슬롯으로 제한되지 않고, 표적 관의 더 균일한 침식의 유리한 효과는, 시간 슬롯이 예를 들어, 짝수 시간 슬롯의 평균 시간이 특정 차이 이내에서, 예를 들어 +/- 10% 이내에서 홀수 시간 슬롯의 평균 시간과 대략적으로 동일하도록, 미리 규정된 최소 값과 최대 값 사이에서 선택된 의사-무작위 방식으로 변경될 때에도 얻어질 수 있을 것이다. 또한, 본 발명은, 각각의 부분편이 반드시 동일한 RF 전력 레벨을 요구하는 시간 슬롯으로 제한되지 않는다. 각각의 시간 슬롯 부분편 내에서 변경되는 시간 슬롯 부분편 및 전력 레벨 모두는 표적 관의 침식 균일성을 조정하기 위한 자유를 제공한다.

도 11의 (c)는 도 11의 (b)의 방법의 변형예를 도시하고, 시간은 3개의 시간 슬롯의 그룹으로 분할된다. "3n" 및 "3n+1"(n은 정수 값이다)에 의해서 표시된 제1 및 제2 시간 슬롯은, 그들의 듀티 사이클이 예를 들어 45%가 되도록 선택된다는 것을 제외하고 도 11의 (b)의 짝수 및 홀수 시간 슬롯에 상응하고, "3n+2"에 의해서 표시되는 제3 시간 슬롯이 존재하며, 그러한 제3 시간 슬롯에서 RF 전력이 스퍼터 표적의 양 단부에 동시에 인가된다. 후자의 시간 슬롯은 예를 들어 10%의 듀티 사이클을 가질 수 있다. 그러나, 물론, 본 발명은 이러한 값으로 제한되지 않고, 제1, 제2 및 제3 시간 슬롯이 1% 내지 99%의 범위 내의 듀티 사이클을 가질 수 있고, 그들의 합계가 100%가 된다. 물론, 시간 슬롯의 다른 순차적 순서도 가능하다. 각각의 시간의 부분편 내에서 듀티 사이클 및 전력 레벨을 변경할 수도 있다.

도 6의 시스템이 복수의 RF 전력 공급부(697), 및/또는 복수의 종단 임피던스(695)를 가지는 경우에, 많은 추가적인 변경이 가능하다는 것이 분명하다. 예를 들어, 도 11의 (d)는 단일 RF 전원 및 2개의 상이한 종단 임피던스(Z1, Z2)를 가지는 시스템에 대한 가능한 시간 스케줄을 도시한다. 확인될 수 있는 바와 같이, 각각의 기간 중 제1 시간 슬롯("4n"으로 표시됨)에서, 표적 관의 제2 단부가 제1 임피던스(Z1)에 연결되는 한편, 각각의 기간 중 제3 시간 슬롯("4n+2"로 표시됨)에서, 표적 관의 제2 단부가 제2 임피던스(Z2)에 연결된다. 이러한 방식으로, 가변 임피던스가 모방될 수 있다. 물론, 종단 임피던스(Z1, Z2)의 수가 2 보다 크게, 예를 들어 적어도 5로 선택될 수 있고, 스퍼터 표적의 단부를 종단 임피던스의 각각에 연결하기 위해서, 스케줄이 그에 따라 구성될 수 있다.

본 발명의 대안적인 실시예에서, 도 18에 개략적으로 도시된 바와 같이, 스퍼터 시스템(600)에서 이용하기 위한 장치(602)는 적어도 2개의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 표적 조립체의 장착을 위해서 구성된다. 여기서, 장치(602)는 스퍼터 시스템의 대향 측면들에 배치된 적어도 2개의 단부 블록(631, 632)을 포함한다. 단부 블록들이 상이한 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론들을 장착할 수 있도록, 적어도 2개의 단부 블록(631, 632)의 각각이 구성되고 장착된다. 이러한 실시예에서, 표적 조립체가 조립체의 양 측면에서 RF 전력으로 능동적으로, 그러나 단일 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론이 양 극단에서 동시에 RF 전력으로 연속적으로 능동적으로 전력 공급되지 않도록, 전력 공급될 수 있다. 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론 중 적어도 하나가 하나의 측면으로부터 능동적으로 전력 공급될 수 있는 한편 - 동시에 또는 동시적이지 않게 - 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론 중 적어도 다른 하나는 스퍼터 시스템의 다른 측면으로부터 능동적으로 전력 공급될 수 있다. 이러한 방식으로, 특히 이러한 실시예에서 스퍼터 시스템의 대향 측면들에 위치된 단부 블록에 장착된 복수의 표적 관 또는 마그네트론에 전력 공급하는 것에 의해서, RF 전력에 의해서 표적 조립체의 대향 측면에 전력 공급하는 것이 달성된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 제1 표적이 일 측면 상의 제1 단부 블록(631)을 통해서 전력 공급될 수 있고, 인접한 제2 표적은 대향 측면 상에 배치된 제2 단부 블록(632)을 통해서 전력 공급된다. 스퍼터링 중에 기재가 양 표적에 대해서 상대적으로 이동될 때, 이는 양 표적으로부터 기원하는 스퍼터링된 코팅을 초래할 것이다. 설명된 실시예에서, 양 표적이 단지 하나의 측면으로부터 전력 공급되기 때문에, 그러한 표적들은 불균일한 방식으로 모두 침식될 것이다. 또한, 양 표적의 각각으로부터의 코팅이 개별적으로 불균일할 것이다. 그러나, 양 표적이 대향 측면으로부터 전력 공급되기 때문에, 조합된 코팅이 균일하도록, 시스템의 제어가 이루어질 수 있다. 이러한 실시예에서, 더 균일한 표적의 침식을 달성하기 위해서, 표적은 미리 결정된 프로세싱 시간의 양 이후에 반전될 수 있다. 이는 예를 들어 표적의 수명의 절반에서 이루어질 수 있다. 특별한 실시예에서, 센서가 시스템 내에 제공되어 침식 발생량을 결정할 수 있고, 그러한 결정으로부터 수명을 계산할 수 있다. 표적이 물리적으로 반전될 수 있거나, 다른 한편으로, 단부 블록의 동작이 반전될 수 있다: 만약 각각의 표적이, 도 18에 도시된 바와 같이, RF 신호를 취급할 수 있는 양 측면에 위치되는 단부 블록을 가지는 경우에, RF 측면을 구동하는 것이, 특정 기간 후에 그리고 적어도 이중 표적 구성의 양 단부 블록 세트에 대해서 동시에 변화될 수 있다. 따라서: 단일 표적에 대해서 설명된 바와 같은 조건이 이중 표적 구성에서 구현될 수 있고, 여기에서 대향 단부들에 전력을 공급하는 스위칭 주파수가 훨씬 낮을 수 있는데(동일한 조건에서 더 길다), 이는 균일성에 부정적인 영향을 미치지 않기 때문이다. 이중 표적 구성에서도, 각각의 표적의 각각의 측면이, 전력 전달을 위해서 또는 임피던스 정합을 위해서 이용될 수 있는 RF 양립 가능(compatible) 단부 블록을 가지는 것이 바람직한 실시예일 수 있다. 대향 측면으로의 전력 전달을 스위칭하는 것이, 불규칙적 또는 규칙적 시간 간격으로, 예를 들어 매분마다, 매시간마다, 매일마다 이루어질 수 있는 한편, 적어도 이중 표적 구성의 표적의 각각에서 반대로 전력 공급하는 것에 의해서 균일성이 보장된다.

본 발명의 실시예에서, 표적이 2개의 대향 단부 블록들(631, 632) 사이에 존재할 수 있다(예를 들어, 도 6 참조). 이러한 실시예에서, 시간 영역(time domain) 내에서 표적 조립체의 대향 측면들에 교번적으로 전력을 공급하도록, 장치(602)가 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 공간 영역(예를 들어, 상이한 측면으로부터 전력 공급되는 2개의 표적) 내에서 표적 조립체의 대향 측면들에 교번적으로 전력 공급하는 것이 또한 시간 영역 내에서 교번적으로 전력 공급하는 것(예를 들어, 2개의 표적이 양 측면들로부터 전력 공급될 수 있고, 이러한 것이 시간적으로 교번적일 수 있다)과 조합될 수 있다. 그에 의해서, 전술한 것과 유사하게, 코팅의 균일성이 보다 더 증가될 수 있고, 표적들을 반전시키는 것이 필요하지 않을 수 있다.

도 12의 (a) 내지 도 12의 (c)는 본 발명에 따른 장치 및/또는 조립체의 실시예에서 이용될 수 있는 바와 같은, 축 주위로 서로에 대해서 회전될 수 있는 2개의 요소들 사이의 용량형 결합의 3개의 예를 횡단면으로 도시한다. 도 12의 (a)는 평행한 원형 디스크들을 도시하고(a), 도 12의 (c)는 복수의 동심적인 원통체를 도시하며, 도 12의 (b)는 도 12의 (a) 및 도 12의 (b)의 구조물 사이의 것을 도시한다. 이러한 구조물 중 임의의 구조물이 본 발명에 따른 장치 내의 결합 수단으로서 이용되어, 2개의 요소들 사이의 축방향 거리를 변경하는 것에 의해서, 다소 큰 용량 값의 범위를 가지게 할 수 있다. 특별한 실시예, 예를 들어 크기 및 기하형태가 시스템 요구에 따라서 선택될 수 있다. 이러한 실시예의 변형예(미도시)에서, 축 부근의 영역이 개방될 수 있고, 예를 들어 도 12의 (a)의 경우에, 이는 2개의 환형 링을 초래할 수 있고, 도 12의 (c)의 경우에, 이는 내부 원통체의 일부의 제거를 초래할 수 있다.

도 13의 (a) 및 도 13의 (b)는 공통 축을 중심으로 서로에 대해서 회전될 수 있는 2개의 요소들(131, 132 및 135, 136) 사이의 유도형 결합의 2개의 예를 도시한다.

도 13의 (a)는 제1 코일(133)을 가지는 제1 요소(131), 예를 들어, 정적 요소, 및 제2 코일(134)을 가지는 제2 요소(132), 예를 들어, 회전 가능 요소를 도시한다. 제1 코일(133)에 의해서 생성된 자속 라인이 가능한 한 많이 제2 코일(134)을 통과하여 큰 결합을 생성하도록, 요소 및 코일이 성형되고 배열된다. "유도형 결합"의 기본적인 원리가 당업계에 주지되어 있고, 여기에서 더 설명할 필요가 없을 것이다. 양 권선(133, 134)이 바람직하게 자기 재료 주위에 도포되고, 그러한 자기 재료는 바람직하게, 근접하는 자기장 라인들이 가능한 한 많이 자기 재료(예를 들어, 철)를 통해서 이동하도록, 그리고 가능한 한 적게 간극을 통해서 이동하도록, 성형된다고 설명하는 것으로 충분하다. 간극은 요소(131, 132)가 서로에 대해서 회전될 수 있게 한다.

도 13의 (b)는 2개의 요소(135, 136)를 가지는 다른 실시예를 도시하며, 여기에서 제1, 내부 요소(135)가 정지적이고, 제2 외부 요소(136)가 제1 요소 주위로 회전될 수 있다. 제1 코일(137)이 제1 요소(135)의 일부 주위로 권선될 수 있고, 제2 코일(139)은 내부 요소(135) 상에 회전 가능하게 장착되는 부싱(138)의 주위로 권선될 수 있으며, 그에 따라 제2 코일(139)이 외부 요소(136)에 고정적으로 연결될 수 있고 그와 함께 회전될 수 있다.

도 14 내지 도 17은, RF 전력 신호가 스퍼터 표적의 단부 또는 측면에 어떻게 도포될 수 있는지, 및/또는 이러한 단부 또는 측면이 종단 임피던스에 어떻게 연결 또는 결합될 수 있는지에 관한 일부 예를 더 구체적으로 개시하기 위한 것이다. 도 6 또는 도 18에 도시된 시스템(600)의 다른 요소, 예를 들어 RF 전원, 정합 네트워크, 스위칭 유닛 등이 이러한 도면에서 생략되었으나, 당업자에 의해서 용이하게 적용될 수 있다. 도 14 내지 도 17은, 표적 조립체가 단일 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 실시예에 대한 도면이나, 그러한 실시예는, 비록 도시하지는 않았지만, 표적 조립체가, 동일선상이 아닌 단부 블록들에 각각 장착된 복수의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 실시예에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

도 14의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 장치 또는 조립체(1402)의 개략도이다. 도 14의 (a)는 스퍼터 표적(또는 마그네트론)의 중앙 축을 포함하는 평면에서의 횡단면을 도시한다. 도 14의 (b)는 그러한 축에 수직인 평면에서의 횡단면을 도시한다.

도시된 장치(1402)는 스퍼터 표적(1470), 그리고 제1 단부 블록(1431)(그 일부만이 도시됨) 및 제2 단부 블록(1432)(그 일부만이 도시됨)을 포함한다. 단부 블록은 스퍼터 표적을 기계적으로 지지하도록 구성된다. 스퍼터 표적(1470)은 스퍼터 재료(1408)가 도포되는 외부 표면을 가지는 원통형 금속 백킹 관(1403)을 포함한다. 바람직하게, 단부 블록 중 적어도 하나가, 백킹 관을 그 축을 중심으로 회전시키기 위한 모터 또는 작동기를 구비한다.

본 발명의 유리한 양태에 따라서, 단부 블록은, 하나 이상의 외부 전력 공급부(미도시)로부터 제1 및 제2 단부 블록(1431, 1432) 각각을 경유하거나 통해서 백킹 관(1403)의 제1 및 제2 단부 각각으로/으로부터 RF 전력 신호를 전달하도록(비록 RF 전류가 실제로 양-방향적이지만, 개략적으로 화살표(1441, 1442)에 의해서 표시됨), 그리고 제1 및 제2 단부 블록 각각을 경유하거나 통해서 백킹 관(1403)의 제1 및 제2 단부 각각을 하나 이상의 외부 종단 임피던스(미도시)에 결합시키도록, 추가적으로 구성된다.

이러한 도면이, RF 전력 신호(1441, 1442)가 반드시 동시에 양 단부에 인가되는 것으로 해석되지 않아야 하나, 그렇게 인가될 수도 있다는 것을 주목하여야 한다. RF 전력이 인가될 수 있는 2개의 단부 블록들 사이의 단일 표적 관을 가지는 실시예에서, 적어도 동작 사이클의 대부분에서, RF 전력 신호가 단부 블록 중 어느 하나에 교번적으로 인가될 수 있다. RF 전력이 인가될 수 있는 상이한 단부 블록에 각각 장착되는 적어도 2개의 표적 관을 가지는 실시예에서, 단부 블록은 다시 스퍼터 시스템의 대향 측면들에 배치되며, RF 전력 신호는 양 단부 블록에 동시에 인가될 수 있는데, 이는 이러한 작업 방식이 동시에 양 극단에서 RF 전력을 연속적으로 단일 표적 관에 능동적으로 전력 공급을 하지 않기 때문이다. 이는 일부 경우에 그리고 약간의 시간 동안(그러나 연속적은 아니다), 모든 단부 블록에, 동일한 또는 상이한 전력 부분편으로 RF 전력이 동시에 전력 공급되는 것을 배제하지 않는다. 이는 또한 단부 블록의 각각에 인가되는 연속적인 또는 펄스형 DC와 조합될 수 있다.

스퍼터 챔버에서의 실제 이용 중에 백킹 관(1403)을 냉각하기 위한, 냉각 액체(1426), 예를 들어 냉각수를 공급하도록 또는 배수하도록, 단부 블록(1431, 1432) 중 적어도 하나가 추가적으로 구성될 수 있다.

결합(1471, 1472)을 형성하는 단부 블록의 단지 일부, 특히 그 플랜지(1417) 및 브라켓(1418)이 본원에서 제시되나, 관심이 있는 독자는 단부 블록의 다른 부분에 관한 더 구체적인 설명을 위해서, 예를 들어 US2013/0008777A1을 참조할 수 있을 것이다. 사실상, 더 설명되는 바와 같이, RF 전력 신호(1441 및 1442)가 적어도 2개의 원칙적으로 상이한 방식으로 백킹 관(1403)에 인가되어, 전기장을 생성할 수 있고, 그러한 전기장은 이하와 같이, 스퍼터 장치의 사용 중에, 스퍼터 표적의 근접부 내에 위치된 플라즈마와 상호작용할 것이다:

(i) 예를 들어, (도 15의 예에 도시된 바와 같이) 백킹 관(1403)과 전기적으로 접촉되어 장착된 전도성 플랜지(1417)를 통해서 및/또는 전도성 브라켓(1418)을 통해서, RF 전력을 백킹 관(1403)에 직접적으로(예를 들어, 저항형 결합을 통해서) 인가하는 것에 의해서, 직접적으로. 이는 (일부 종래 기술의 적용예에서와 같이) RF 신호(1441, 1442)가 내부 전극에, 예를 들어 관형 자석 홀더 구조물(1416)에 인가될 필요가 없다는 것을 의미하며, 이러한 경우에 RF 전력의 상당한 부분편이 냉각 액체(1426)를 통해서 유동하지 않는다;

(ii) (도 16 및 도 17의 예에서 설명된 바와 같이) RF 전력(1441, 1442)을 내부 전극에, 예를 들어 관형 자석 홀더 구조물(1416)에 인가하는 것에 의해서 간접적으로, 그에 의해서 RF 전류의 대부분이 내부 전극(예를 들어, 자석 홀더 구조물(1416))의 외부 표면으로부터 백킹 관(1403)까지 냉각 액체(1426)를 통해서 유동되나,

이러한 차이가 도 14의 (a)에서 개략적으로 설명되어 있다. 도 15는 제1 원리(i)를 통한 결합의 예를 도시할 것이고, 도 16 및 도 17은 제2 원리(ii)를 통한 결합의 예를 도시할 것이다.

장치(1402)를 포함하는 시스템 또는 조립체는 도 6의 (a)에 도시된 다른 구성요소 중 임의의 구성요소, 특히: 비록 도 6에서 각각의 하나만이 도시되어 있지만, 스위칭 유닛, 하나 이상의 RF 전력 공급부, 하나 이상의 정합 네트워크, 및 하나 이상의 종단 임피던스를 더 포함할 수 있다.

도 14의 (b)는 도 14의 (a)의 스퍼터 표적을 축방향에 수직인 평면 내의 횡단면으로 도시한다. 관형 자석 홀더 구조물(1416)이 백킹 관(1403) 내에 위치되고, 냉각 액체(1426), 예를 들어 냉각수에 의해서 둘러싸이는 것을 명확하게 확인할 수 있다. 비록 본 발명이 도 14의 (b)에 도시된 관형 자석 홀더 구조물(1416)을 가지는 장치 또는 조립체 또는 시스템으로 제한되지 않지만, 그러한 실시예는 특정 장점을 제공할 수 있고, 예를 들어 자석(1407) 또는 자석 어레이의 정확한 배치, 및 냉각 액체(1426)가 흐르도록 허용된 특별한 채널의 형성, 그리고 액체가 흐를 수 없는 격실의 형성을 허용할 수 있다. 자석 홀더 구조물(1416)의 외부 벽과 백킹 관(1403)의 내부 벽 사이의 공간이 또한 채널로서 보여질 수 있다.

백킹 관(1403)의 재료는 바람직하게, 비교적 양호한 전기 및 열 전도도를 가지는 비-자성 재료이다. 높은 RF 주파수, 예를 들어 13.56 MHz를 고려하면, 표피 효과가 불가피하게 중요한 역할을 할 것이다. 그러한 주파수에서, 구리 또는 알루미늄 또는 비-자성 또는 낮은-자성의 스테인리스 스틸과 같은 금속 내의 표피 깊이는 대략적으로 약 1 미크론 내지 1 mm, 예를 들어 약 10 미크론이다. 이러한 이유로, 백킹 관(1404) 및/또는 관형 자석 막대 홀더(1416)(존재하는 경우)가 유리하게 높은 전기 전도성 재료, 예를 들어 구리 또는 알루미늄 또는 은 또는 금의 외부 층을 포함할 수 있는 한편, 백킹 관의 그리고 관형 자석 막대 홀더(1416)의 코어가 예를 들어 "스테인리스 스틸 410" 또는 "스테인리스 스틸 304" 또는 구리 또는 알루미늄, 또는 알루미늄 합금, 또는 임의의 다른 적합한 재료(들)로 구성되거나 포함할 수 있다.

비교적 큰 외경, 예를 들어 백킹 관의 내경의 적어도 80%, 예를 들어 적어도 85%, 또는 적어도 90% 또는 적어도 95%의 외경을 가지는 자석 홀더 구조물(1416)을 제공하는 것에 의해서, 기계적 안정성이 높아질 뿐만 아니라, 백킹 관(1403) 내의 전체 공간이 채널로 세분되며, 그에 따라 냉각이 보다 양호하게 제어되는 방식으로 관리될 수 있다. 또한, 전술한 경우(ii)에서, RF 전류가 주로 자석 홀더 구조물(1416)의 외부 표면을 통해서 얇은 층 내에서 흐르고, 자석 홀더 구조물(1416)의 외경이 증가됨에 따라 전기 저항이 감소될 것이며, 그에 따라 관형 자석 홀더 구조물(1416)의 재료 내에서 적은 전력이 소산될 것이다. 마지막으로, 관형 자석 홀더 구조물의 외경을 증가시키는 것에 의해서, 관형 자석 홀더 구조물(1416)의 외부 벽과 백킹 관의 내부 벽 사이의 거리가 감소되고, 그에 따라 냉각 액체를 통한 전기 저항이 감소되어, 결과적으로 더 양호한 전력 효율을 초래한다.

냉각 액체가 유동할 수 없는 별개의 격실에 자석(1407)을 장착하는 것에 의해서, 냉각 액체와 자석의 직접적인 접촉을 방지함으로써, 자석(1407)의 부식이 방지될 수 있다.

바람직하게, 자석의 위치가, (오프-라인으로, 예를 들어 나사를 이용하여) 수동적으로 또는 (온-라인으로, 예를 들어 작동기 수단 및 제어 회로망을 이용하여) 동적으로 조정 가능하다.

백킹 관(1403)의 외측에, 스퍼터 재료를 가지는 희생 층(1408)이 존재한다. 스퍼터 재료는 전기적으로 비-전도적인 재료, 예를 들어 세라믹 재료 또는 산화물로 이루어질 수 있다. RF 전력 신호를 이용하는 것에 의해서 그러한 재료를 스퍼터링할 수 있다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 장치 또는 조립체(1502)를 도시한다. 이러한 실시예는, 단일 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론이 제1 및 제2 단부 블록들 사이에 장착되는 특별한 실시예에 대한, 도 14에 도시된 일반적인 장치 또는 조립체의 특별한 경우로 볼 수 있다. 이러한 단부 블록(1531, 1532)(그 플랜지(1517) 및 브라켓(1518) 만이 도시됨)은 RF 전력(1541, 1542) 신호를 주로 백킹 관(1503)에 직접적으로 전달하도록 각각 구성되며, 이는 RF 전류가 자석 홀더 구조물(1516) 및 냉각 액체(1526)를 통해서 주로 흐르지 않고, 예를 들어 전도성 플랜지(1517) 및 전도성 브라켓(1518)을 통해서 흐를 것임을 의미한다.

도 15의 도면에서, 백킹 관(1503)은 가변적 외경을 더 가지나, 이러한 특징은, RF 전력이 백킹 관에 인가되는 방식에 독립적이며, 또한 의무적인 것은 아니다. 다른 한편으로, 존재할 때, 이는 RF 신호에 의해서 발생된 전기장의 균일성을 개선하는데 더 도움이 될 수 있고, 그에 따라 그들은 함께 상승 효과를 제공한다. 백킹 관이 그 극단부에서 보다 중간에서 더 얇도록, 도 15에 도시된 백킹 관의 형상이 구성된다. 복수의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론이, 그에 RF 전력을 공급할 수 있는 단부 블록에 각각 장착되는 실시예의 경우에, 백킹 관의 두께는, 예를 들어, RF 전력이 다른 극단을 향해서 인가되는 측면으로부터 감소될 수 있다. 바람직하게, 이러한 두께 감소는 점진적으로 이루어진다.

도 15의 예에서, 유전체(1525)가 금속 백킹 관(1503)에 도포되고, 그리고 그 상단부 상에, 스퍼터 재료(1508)가 제공된다. 예를 들어 시뮬레이션 또는 심지어 시행착오에 의해서 얻어질 수 있는 바와 같이, 전기 전도 백킹 관(1503)의 외부 표면과 플라즈마(미도시) 사이의 거리를 적절하게 변경하는 것에 의해서, 다시 말해서, 관의 길이에 걸친 백킹 관의 외경의 적합한 프로파일을 선택하는 것에 의해서, 백킹 관(1503)과 플라즈마 사이의 전기 용량이 백킹 관(1503)의 길이에 걸쳐 변경될 수 있고, 일정한 직경을 가지는 백킹 관으로 가능한 것 보다 표적 재료(1508)의 더 균일한 침식을 달성할 수 있도록 특별하게 선택될 수 있다. 다시 말해서, 적절한 프로파일을 선택하는 것에 의해서, (1.5 m 또는 3.5m의 표적 관에 대한) 곡선(993 및 1093)이 더 편평해질 수 있다. 이러한 원리는 또한 예를 들어 1.0 m 내지 5.0 m 범위의 다른 길이를 가지는 표적 관에 대해서도 적용되고, 또한 13.56 MHz 보다 높거나 낮은, 예를 들어 300 kHz 내지 100 MHz 범위의 다른 주파수에도 적용된다.

도 15의 변형예(미도시)에서, 유전체(1525)의 외경이 일정하지 않고, 표적의 길이에 걸쳐 변경된다. 다시, 더 균일한 전압 프로파일을 획득하도록, (예를 들어, 시뮬레이션에 의해서) 프로파일이 설계될 수 있다.

도 15의 변형예(미도시)에서, 백킹 관(1503)이 일정한 외경을 가지나, 동일한 효과를 획득하기 위해서 가변적인 내경을 갖는다.

도 15의 변형예(미도시)에서, 백킹 관(1503)이 일정한 내경 및 외경을 가지나, 유전체 층(1525)은 없다.

도 15의 표상이 단지 개략적인 것이라는 것, 그리고 다른 요소들을 명확하게 보여주기 위해서, 설명을 목적으로, 플랜지(1517) 및 브라켓(1518)과 같은 특정 요소가 그 사이에 개구부를 가지고 의도적으로 멀리 당겨진 것임을 주목하여야 한다. O-링 및 기타와 같은 다른 구성요소가 또한 도면에서 생략되어 있다.

제1 및 제2 단부 블록(1531, 1532)의 정확한 형상 및 치수는 덜 중요하나, 도 15의 실시예에서, (검은색 화살표로 개략적으로 표시된) RF 전류가 단부 블록(1531, 1532)의 재료의 적어도 일부를 통해서, 예를 들어 전기 전도성 플랜지(1517) 및/또는 전기 전도성 브라켓(1518)을 통해서, 직접적으로 전기적으로 접촉되는 전기 전도성 백킹 관(1503)으로/으로부터 흐를 수 있다. 그러나, 물론, 본 발명은 플랜지 및 브라켓을 가지는 단부 블록으로 제한되지 않고, 단부 블록과 백킹 관 사이의 직접적이 전기 접촉이 있는 한, 예를 들어 외부 스크류 나사산을 가지는 백킹 관(1503)을 구비하는 표적 관(1570)을 장착하기 위한 내부 스크류 나사산을 가지는 단부 블록과 같은 다른 장착 기술이 또한 가능하다.

플랜지(1517) 및 브라켓(1518) 및 백킹 관(1503) 사이의 양호한 전기적 접촉을 보장하기 위해서, 선택적으로 구리 링(미도시) 및/또는 금속 스프링 또는 기타가 브라켓(1518)과 백킹 관(1503) 사이에 부가될 수 있다.

비록 도면에서 제1 및 제2 단부 블록을 경유하거나 통과하는 RF 전류 경로를 나타내기 위해서 "RF"라는 표시만이 이용되었으나, 하나의 단부 블록이 RF 전원에 결합되고, 다른 단부 블록이 종단 임피던스에 결합될 때, 또는 도 11의 (b) 내지 도 11의 (d)와 관련하여 전술한 바와 같은 임의의 다른 시나리오일 때, 플랜지 및 브라켓을 통한 동일한 전기 경로가 또한 이용될 것이 분명하다.

스위치 유닛에 대한 연결을 위한 단부 블록(1531, 1532)의 전기 인터페이스가 명확하게 도시되지 않았지만, 예를 들어, 전기 전도체로서, 예를 들어 브러시에 연결된 케이블로서, 예를 들어 DC 모터로부터 공지된 바와 같이, 예를 들어 회전 플랜지(1517)와 물리적으로 접촉되는 탄소 브러시(미도시)로서 구현될 수 있으나, 다른 전기 인터페이스 역시 가능하다.

도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 장치 또는 조립체(1602)를 도시하고, 이는 또한 도 14에 도시된 보다 일반적인 실시예의 특별한 경우이다. 도 16의 실시예에서, 제1 및 제2 단부 블록(1631, 1632)(그 플랜지(1617) 만이 도시됨)은 내부 관형 자석 홀더 구조물(1616)을 통한 제1 및 제2 RF 전력 신호(1641, 1642) 각각의 통과를 허용하도록 구성되고, 그러한 내부 관형 자석 홀더 구조물로부터 RF 전력이 냉각 액체(1626)를 통해서 백킹 관(1603)에 더 전달될 것이다. RF 전류가 플랜지(1617)의 재료를 통해서 흐르는 것을 방지하기 위해서, 절연 재료(1621)에 의해서 개략적으로 도시된 바와 같이, 플랜지가 관형 자석 홀더 구조물(1616)에 대해서 전기적으로 절연된다. 또한, 이러한 실시예는 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론별로 단일 RF 전달 단부 블록을 포함하는 시스템에 적용될 수 있다.

도 17은 도 16의 실시예의 변형예를 도시하고, 금속 백킹 관(1703)은 도 15와 관련하여 전술한 바와 같이, 가변적인 외경, 및 금속 백킹 관(1703)과 스퍼터 재료(1708) 사이에 도포된 유전체(1725)를 갖는다. 다른 시스템 구성요소(예를 들어, 스위칭 유닛, RF 전원/전력 공급부, 종단 임피던스(들))와 관련하여 (도 14 내지 도 16의 실시예에 대해서) 전술한 것이 또한 여기에서 적용될 수 있다. RF 전력 신호가 예를 들어 물리적 연결부를 통해서 정지적 내부 관 상에 장착된 전기 인터페이스에 인가될 수 있다. 이러한 경우에, 탄소 브러시가 필요치 않으나, RF 전력 신호가 예를 들어 스위칭 유닛과 정지적인 관형 자석 홀더 구조물(1716) 사이에서 동축 케이블에 의해서, 또는 300 kHz 내지 100 MHz의 주파수를 가지는 1 내지 100 kWatt의 RF 전력 신호, 예를 들어 약 13.56 MHz의 주파수를 가지는 1 kWatt 내지 100 kWatt의 전력 신호를 전달하기에 적합한 임의의 다른 방식으로 연결될 수 있다. 또한, 이러한 실시예는 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론별로 단일 RF 전달 단부 블록을 포함하는 시스템에 적용될 수 있다.

도 16 및 도 17의 표상은 단지 개략적인 표상이라는 것, 그리고 다른 요소들을 명확하게 보여주기 위해서, 설명을 목적으로, 플랜지(1717) 및 절연 재료(1721)와 같은 구성요소가 백킹 관(1703)으로부터 거리를 두고 당겨진 것임을 주목하여야 한다. O-링 등과 같은 다른 구성요소가 또한 도면에서 생략되어 있다.

Claims (18)

1. 스퍼터 시스템(600)에서 이용하기 위한 장치(602; 1102)이며, 장치(602; 1102)는,
   - 적어도 제1 단부 블록(631) 및 제2 단부 블록(632)을 포함하고, 상기 제1 단부 블록(631) 및 제2 단부 블록(632)이 상기 스퍼터 시스템(600)의 대향 측면들에 배치되며,
   - 상기 제1 단부 블록(631) 및 제2 단부 블록(632) 상에 장착될 때, 적어도 하나의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 표적 조립체가 조립체의 양 측면에서 RF 전력 성분으로 능동적으로 전력 공급될 수 있도록, 상기 장치(602; 1102)가 구성되고, 그리고
   - 장착되었을 때, 상기 표적 조립체가 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 양 극단에서 동시에 RF 전력으로 능동적으로 연속적으로 전력 공급되지 않도록, 상기 장치(602, 1102)가 구성되는, 장치(602; 1102).
2. 제1항에 있어서,
   - 상기 제1 단부 블록(631) 및 상기 제2 단부 블록(632)이 서로를 향해서 배향되고, 원통형 스퍼터 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 그 사이에 유지하기 위해서 서로로부터 미리 규정된 거리에 배치되며;
   - 상기 제1 단부 블록은 스퍼터 마그네트론 또는 표적 관의 제1 단부 또는 제1 측면을 상기 제1 단부 블록의 전기 인터페이스(661)에 결합시키기 위한 제1 결합 수단(671)을 가지고, 이러한 전기 인터페이스는 RF 전원(697)에 및/또는 적어도 하나의 종단 임피던스(695)에 연결될 수 있고;
   - 상기 제2 단부 블록은, 상기 제1 단부 또는 제1 측면에 대향되는, 상기 스퍼터 마그네트론 또는 표적 관의 제2 단부 또는 제2 측면을 상기 제2 단부 블록의 전기 인터페이스(662)에 결합시키기 위한 제2 결합 수단(672)을 가지고, 이러한 전기 인터페이스는 RF 전원(697)에 및/또는 적어도 하나의 종단 임피던스(695)에 연결될 수 있는, 장치(602; 1102).
3. 제2항에 있어서,
   - 상기 제1 단부 블록의 전기 인터페이스(661)가 제1 RF 전원(697)에 그리고 적어도 하나의 종단 임피던스(695)에 연결될 수 있고, 상기 장치는, 제1 순간에 상기 제1 RF 전원으로부터 기원하는 제1 RF 전력 신호를 상기 스퍼터 마그네트론 또는 표적 관의 상기 제1 단부 또는 제1 측면에 선택적으로 전달하도록, 그리고 상기 제1 순간과 상이한 제2 순간에 적어도 하나의 종단 임피던스로 상기 스퍼터 마그네트론 또는 표적 관의 제1 단부 또는 제1 측면을 전기적으로 종결시키도록 구성되고;
   - 상기 제2 단부 블록의 전기 인터페이스(662)가 제2 RF 전원(697)에 그리고 적어도 하나의 종단 임피던스(695)에 연결될 수 있고, 상기 장치는, 제3 순간에 제2 RF 전원으로부터 기원하는 제2 RF 전력 신호를 상기 스퍼터 마그네트론 또는 표적 관의 상기 제2 단부 또는 제2 측면에 선택적으로 전달하도록, 그리고 상기 제3 순간과 상이한 제4 순간에 적어도 하나의 종단 임피던스로 상기 스퍼터 마그네트론 또는 표적 관의 상기 제2 단부 또는 제2 측면을 전기적으로 종결시키도록 구성되는, 장치(602; 1102).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   장착된 스퍼터 표적 관(1170)을 더 포함하는, 장치(602; 1102).
5. 제4항에 있어서,
   상기 스퍼터 표적 관(1170)은 전기적으로 비전도적인 재료인 스퍼터 표적 재료를 포함하는, 장치(602; 1102).
6. 제4항에 있어서,
   상기 제1 단부 블록(631) 및 제2 단부 블록(632)의 각각은, 상기 스퍼터 표적 관이 그 길이방향 축을 중심으로 회전되는 동안, 상기 스퍼터 표적 관(1170)으로 RF 전력 신호를 전달할 수 있거나 그러한 RF 전력 신호의 통과를 허용할 수 있는, 장치(602; 1102).
7. 제4항에 있어서,
   상기 제1 단부 블록(631; 1131) 및 제2 단부 블록(632; 1132) 중 적어도 하나는 상기 스퍼터 표적 관(1170) 내에서 관형 자석 홀더 구조물(1416, 1516, 1616, 1716)을 지지하도록 구성되고, 상기 관형 자석 홀더 구조물은 RF 전력 신호를 전달할 수 있는, 장치(602; 1102).
8. 조립체이며:
   - 제2항 또는 제3항에 따른 장치(602; 1102),
   - 장착되는 경우, 표적 조립체가 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 양 극단에서 동시에 RF 전력으로 연속적으로 능동적으로 전력 공급되지 않도록, RF 전력에 의한 상기 표적 조립체의 대향 측면들의 전력 공급을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하는, 조립체.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제어 유닛은 RF 전원(697)에 그리고 상기 적어도 하나의 종단 임피던스(695)에 연결될 수 있는 스위칭 유닛(680)을 포함하고,
   상기 스위칭 유닛은 스위칭 수단을 포함하고, 상기 스위칭 수단은, 상기 RF 전원(697)을 상기 제1 단부 블록의 전기 인터페이스(661)에 선택적으로 연결하도록, 그리고 상기 RF 전원(697)을 상기 제2 단부 블록의 전기 인터페이스(662)에 선택적으로 연결하도록, 그리고 적어도 하나의 종단 임피던스(695)를 상기 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 선택적으로 연결하도록; 그리고 적어도 하나의 종단 임피던스(695)를 상기 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 선택적으로 연결하도록 구성되는, 조립체(601).
10. 제9항에 있어서,
    RF 전원(697)을 더 포함하고, 상기 RF 전원은 0.5 kWatt 내지 100 kWatt의 전력 신호를 제공하도록 그리고 0.3 MHz 내지 100 MHz 범위의 주파수를 가지도록 구성되는, 조립체(601).
11. 제9항에 있어서,
    상기 RF 전원(697)과 상기 스위칭 유닛(680) 사이에 배열된 제1 정합 네트워크(696)를 더 포함하는, 조립체(601).
12. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 종단 임피던스(695)를 더 포함하는, 조립체(601).
13. 제9항에 있어서,
    제1 전력 부분편 및 제2 전력 부분편을 생성하기 위한 수단, 및 제어기(682)를 더 포함하고, 상기 제어기는:
    - 기간의 제1 시간 부분편 중에, 제1 전력 부분편이 상기 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661)에 인가되는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스(695)가 상기 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 결합되는 방식;
    - 기간의 제2 시간 부분편 중에, 제2 전력 부분편이 상기 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 인가되는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스(695)가 상기 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661)에 결합되는 방식으로, 상기 스위칭 수단을 구성하는, 조립체(601).
14. 제9항에 있어서,
    제1 전력 부분편 및 제2 전력 부분편을 생성하기 위한 RF 전력 분할기(681), 및 제어기(682)를 더 포함하고, 상기 제어기는:
    - 기간의 제1 시간 부분편 중에, 제1 전력 부분편이 상기 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661)에 인가되는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스가 상기 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 결합되는 방식;
    - 기간의 제2 시간 부분편 중에, 제2 전력 부분편이 상기 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 인가되는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스가 상기 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661)에 결합되는 방식;
    - 기간의 제3 시간 부분편 중에, 제1 전력 부분편이 상기 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661)에 인가되고 제2 전력 부분편이 상기 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 인가되는 방식으로, 상기 스위칭 수단을 구성하는, 조립체(601).
15. 스퍼터 시스템(600)의 대향 측면들에 배치된 적어도 제1 단부 블록(631) 및 제2 단부 블록(632)에 장착된 적어도 하나의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 표적 조립체에 RF 전력을 제공하는 방법이며, 상기 방법은 상기 표적 조립체가 상기 조립체의 양 측면에서 RF 전력으로 능동적으로 전력 공급되도록, 그리고 상기 표적 조립체가 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 양 극단에서 동시에 RF 전력으로 연속적으로 능동적으로 전력 공급되지 않도록, RF 전력으로 상기 표적 조립체의 대향 측면들에 전력 공급하는 단계를 포함하는, RF 전력을 제공하는 방법.
16. 제15항에 있어서,
    - 스퍼터 시스템의 표적 조립체를 이용하는 단계로서,
    표적 조립체는 장치(602; 1102) 및 제어 유닛을 포함하고,
    장치(602; 1102)는 적어도 제1 단부 블록(631) 및 제2 단부 블록(632)을 포함하고, 상기 제1 단부 블록(631) 및 제2 단부 블록(632)이 상기 스퍼터 시스템(600)의 대향 측면들에 배치되며, 상기 제1 단부 블록(631) 및 제2 단부 블록(632) 상에 장착될 때, 적어도 하나의 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론을 포함하는 표적 조립체가 조립체의 양 측면에서 RF 전력 성분으로 능동적으로 전력 공급될 수 있도록, 상기 장치(602; 1102)가 구성되고, 그리고 장착되었을 때, 상기 표적 조립체가 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 양 극단에서 동시에 RF 전력으로 능동적으로 연속적으로 전력 공급되지 않도록, 상기 장치(602; 1102)가 구성되고,
    제어 유닛은 장착되는 경우, 표적 조립체가 표적 관 또는 스퍼터 마그네트론의 양 극단에서 동시에 RF 전력으로 연속적으로 능동적으로 전력 공급되지 않도록, RF 전력에 의한 상기 표적 조립체의 대향 측면들의 전력 공급을 제어하기 위한 제어 유닛이고, 상기 제어 유닛은 RF 전원(697)에 그리고 상기 적어도 하나의 종단 임피던스(695)에 연결될 수 있는 스위칭 유닛(680)을 포함하고, 상기 스위칭 유닛은 스위칭 수단을 포함하며, 상기 스위칭 수단은 상기 RF 전원(697)을 상기 제1 단부 블록의 전기 인터페이스(661)에 선택적으로 연결하도록, 그리고 상기 RF 전원(697)을 상기 제2 단부 블록의 전기 인터페이스(662)에 선택적으로 연결하도록, 그리고 적어도 하나의 종단 임피던스(695)를 상기 제1 단부 블록의 전기 인터페이스에 선택적으로 연결하도록; 그리고 적어도 하나의 종단 임피던스(695)를 상기 제2 단부 블록의 전기 인터페이스에 선택적으로 연결하도록 구성되는,
    스퍼터 시스템의 표적 조립체를 이용하는 단계;
    - RF 전력 신호를 수신하기 위해서 상기 스위칭 유닛(680)의 제1 포트를 RF 전원(697)의 출력부에 연결하는 단계;
    - 상기 스위칭 유닛(680)의 제2 포트를 적어도 하나의 종단 임피던스(695)에 연결하는 단계를 포함하고,
    - RF 전력 신호 또는 그 제1 부분편을, 상기 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661)에 연결될 수 있는 상기 스위칭 수단의 제3 포트에 선택적으로 전달하도록 상기 스위칭 수단을 구성하는 단계,
    - RF 전력 신호 또는 그 제2 부분편을, 상기 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 연결될 수 있는 상기 스위칭 수단의 제4 포트에 선택적으로 전달하도록 상기 스위칭 수단을 구성하는 단계,
    - 적어도 하나의 종단 임피던스(695)를 상기 스위칭 수단의 제3 포트에 선택적으로 결합시키도록 상기 스위칭 수단을 구성하는 단계, 및
    - 적어도 하나의 종단 임피던스(695)를 상기 스위칭 수단의 제4 포트에 선택적으로 결합시키도록 상기 스위칭 수단을 구성하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함하는, RF 전력을 제공하는 방법.
17. 제16항에 있어서:
    - 기간의 제1 시간 부분편 중에, RF 전력 신호 또는 그 제1 부분편을 상기 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661)에 전달하는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스(695)를 상기 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 결합시키도록 상기 스위칭 수단을 구성하는 단계;
    - 기간의 제2 시간 부분편 중에, RF 전력 신호 또는 그 제2 부분편을 상기 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 전달하는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스(695)를 상기 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661)에 결합시키도록 상기 스위칭 수단을 구성하는 단계를 포함하는, RF 전력을 제공하는 방법.
18. 제16항에 있어서,
    상기 스위칭 유닛은 제1 전력 부분편 및 제2 전력 부분편을 제공하기 위한 RF 전력 분할기(681)를 더 포함하고, 상기 방법은:
    - 기간의 제1 시간 부분편 중에, RF 전력 신호 또는 제1 전력 부분편을 상기 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661)에 인가하는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스(695)를 상기 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 결합시키도록 상기 스위칭 수단을 구성하는 단계; 그리고
    - 기간의 제2 시간 부분편 중에, RF 전력 신호 또는 제2 전력 부분편을 상기 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 인가하는 한편 적어도 하나의 종단 임피던스(695)를 상기 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661)에 결합시키도록 상기 스위칭 수단을 구성하는 단계;
    - 기간의 제3 시간 부분편 중에, 동시에 상기 제1 전력 부분편을 상기 제1 단부 블록(631)의 전기 인터페이스(661)에 인가하고 상기 제2 전력 부분편을 상기 제2 단부 블록(632)의 전기 인터페이스(662)에 인가하도록 상기 스위칭 수단을 구성하는 단계를 포함하는, RF 전력을 제공하는 방법.

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