KR102506505B1 - 물리 기상 증착 챔버 내 전자석 - Google Patents

물리 기상 증착 챔버 내 전자석 Download PDF

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Abstract

PVD(physical vapor deposition) 챔버는 높은 두께 균일성을 갖는 필름을 증착한다. PVD 챔버는, 직류 전력으로 에너지가 공급될 때 PVD 챔버의 프로세싱 구역의 가장자리 부분에 있는 플라즈마를 수정할 수 있는 전자기 코일을 포함한다. 코일은 PVD 챔버의 진공-함유 부분 내에 그리고 PVD 챔버의 프로세싱 구역 밖에 배치된다.

Description

물리 기상 증착 챔버 내 전자석
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 반도체 제조에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 물리 기상 증착 챔버 내 전자석(physical vapor deposition in-chamber electromagnet)에 관한 것이다.
[0002] 반도체 디바이스들의 제조 시에, 물리 기상 증착(PVD; physical vapor deposition)은 다양한 상이한 재료들을 증착하기 위해 이용되는 프로세스이다. 반도체 디바이스들의 소형화가 계속됨에 따라, 그러한 디바이스들에 포함되는 다양한 필름들에 대한 요건들은 일반적으로 더욱 엄격해진다.
[0003] 무선 통신 디바이스들의 핵심 컴포넌트들인 RF(radio frequency) 필터들이 더 나은 성능을 위해 계속 소형화되는 반도체 디바이스들의 일 예이다. 소형화에 따라, 그러한 필터들을 형성하는 필름들의 증착 균일성은 엄격히 제어되어야 한다. 예컨대, BAW(bulk acoustic wave) 공진기들은 셀 폰 기지국들로부터 모바일 폰들에 의해 수신된 RF 신호들의 정밀 필터링을 가능하게 한다. (셀, Wi-Fi 및 GPS를 포함하는) 스마트폰들에 의해 수신되는 신호들의 수가 증가하고, 이용가능한 주파수들이 과밀(crowding)함에 따라, BAW들은 동작 시의 감속(slowdown)들 또는 중단들을 방지하기 위해 고도로 주파수-선택적이어야 한다.
[0004] BAW 디바이스의 공진 주파수는 BAW에서의 압전 층의 두께 및 압전 층 위아래의 전극들의 두께에 반비례한다. 이 관계는, 압전 층 및 전극 층의 증착 균일성이 BAW 디바이스 성능 반복성에 중요하다는 것을 의미한다. 예컨대, 알루미늄 나이트라이드(AlN) 압전 층에 대한 타겟 웨이퍼 내 균일성(target within-wafer uniformity)은 0.5% 정도일 수 있다. 대조적으로, 종래의 PVD 기법들을 사용하여, 증착된 금속 필름들에 대해 1% 미만의 웨이퍼 내 균일성을 달성하는 것은 이미 난제이다.
[0005] PVD 프로세스 챔버 내에서의 증착은 챔버 진공 수준, 프로세스 가스들의 조성(composition), 플라즈마 밀도 및 균일성, 웨이퍼에 적용되는 바이어스 등을 포함하는 다수의 변수들을 통해 제어된다. 위의 변수들에 부가하여, PVD를 통해 증착된 필름의 균일성 및 품질은 또한, 타겟-웨이퍼 간격(target-to-wafer spacing), 챔버 내의 프로세스 키트 컴포넌트들의 형상, 타겟 위에서 회전하는 마그네트론(magnetron)의 구성 및 자기 프로파일과 같은 PVD 프로세스 챔버의 기하학적 구조 등에 따라 크게 좌우된다. 그러나, 타겟-웨이퍼 간격을 제외하고, 그러한 기하학적 인자들은 일반적으로, 일부 또는 모든 그러한 컴포넌트들을 리-엔지니어링하기 위한 상당한 시간 및 비용 없이는 변화가능하지 않다. 추가로, 재설계된 프로세스 키트 컴포넌트들에 기반한 모든 솔루션은 고정적이며, 개별적인 프로세스 챔버들에 대해 튜닝되거나 또는 달리 수정될 수 없다. 그 결과, 챔버 재설계를 통한 필름 균일성의 개선들은, 시간-소모적이고 값비싼 프로세스이다.
[0006] 위를 고려하여, PVD 프로세스 동안 증착의 개선된 균일성을 가능하게 하는 시스템들 및 방법들이 기술분야에서 필요하다.
[0007] 본원에서 설명된 하나 이상의 실시예들은 높은 두께 균일성을 갖는 필름을 증착할 수 있는 PVD 챔버를 제공한다. 구체적으로, PVD 챔버는, DC(direct current) 전력으로 에너지가 공급될 때 PVD 챔버의 프로세싱 구역의 가장자리 부분에 있는 플라즈마를 수정할 수 있는 전자기 코일을 포함한다. 코일은 PVD 챔버의 진공-함유 부분 내에 그리고 PVD 챔버의 프로세싱 구역 밖에 배치된다.
[0008] 다양한 실시예들에 따르면, 물리 기상 증착 시스템은, 진공 프로세싱 챔버를 포함하고, 진공 프로세싱 챔버는, 스퍼터링 타겟; 스퍼터링 타겟에 근접하게 기판을 포지셔닝하도록 구성된, 진공 프로세싱 챔버 내에 배치된 기판 지지부; 진공 프로세싱 챔버 내에 배치된 증착 실드; 진공 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 타겟의 표면, 기판 지지부의 표면 및 증착 실드의 내부 표면에 의해 경계가 이루어진 프로세싱 구역; 및 전자석의 코일 부분을 포함하며, 코일 부분은 진공 프로세싱 챔버 내에 그리고 프로세싱 구역 밖에 배치된다.
[0009] 다양한 실시예들에 따르면, 진공 챔버에서의 물리 기상 증착 방법은, 진공 챔버의 프로세싱 구역에 기판을 포지셔닝하는 단계 ―프로세싱 구역은 진공 챔버의 스퍼터링 타겟의 표면, 진공 챔버 내의 기판 지지부의 표면 그리고 진공 챔버에 배치된 증착 실드의 내부 표면 사이에 배치됨―; 프로세싱 구역에 플라즈마를 생성하는 단계; 및 프로세싱 구역에 플라즈마가 존재할 때 DC(direct current) 전력을 전자석의 코일 부분에 인가하는 단계를 포함하고, 코일 부분은 진공 챔버 내에 그리고 프로세싱 구역 밖에 배치된다.
[0010] 본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략히 요약된 본 개시내용의 더욱 상세한 설명이 실시예들을 참조함으로써 이루어질 수 있으며, 이 실시예들 중 일부는 첨부된 도면들에서 예시된다. 그러나, 첨부된 도면들이 단지 예시적인 실시예들만을 예시하고 이에 따라 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하며, 다른 동일하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
[0011] 도 1은 본 개시내용의 다양한 실시예들에 따른, PVD(physical vapor deposition) 챔버의 개략적인 단면도이다.
[0012] 도 2는 본 개시내용의 다양한 실시예들에 따른, 전자석의 코일 부분 ―여기서, 코일 부분은 도 1의 PVD 챔버의 증착 실드들 중 하나의 증착 실드의 표면 상에 장착됨― 의 개략적인 단면도이다.
[0013] 도 3은 본 개시내용의 다양한 실시예들에 따른, 전자석의 코일 부분 및 냉각액을 통한 코일 부분의 냉각을 가능하게 하는 연관된 환형 구조의 개략적인 단면도이다.
[0014] 도 4는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 전자석의 코일 부분 및 이 코일 부분에 연결된 전기 리드(lead)의 개략적인 단면도이다.
[0015] 도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른, PVD 챔버 내에 배치된 2 개의 별개로 전력을 공급받는 코일들의 인접한 부분들을 개략적으로 예시한다.
[0016] 도 6은 본 개시내용의 다양한 실시예들에 따른, PVD 프로세스를 통해 기판 상에 필름을 증착하기 위한 프로세스 단계들의 흐름도이다.
[0017] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
[0018] 다음의 설명에서, 많은 특정 세부사항들이 본 개시내용의 실시예들의 더욱 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 본 개시내용의 실시예들 중 하나 이상이 이들 특정 세부사항들 중 하나 이상 없이 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다. 다른 사례들에서, 본 개시내용의 실시예들 중 하나 이상을 모호하게 하는 것을 회피하기 위하여, 잘 알려진 특징들은 설명되지 않았다.
[0019] 도 1은 본 개시내용의 다양한 실시예들에 따른, PVD(physical vapor deposition) 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. PVD 챔버(100)는 전자 회로들, 이를테면, 집적 회로 칩들 및 디스플레이들을 제조하는 프로세스의 일부로서 기판(101) 상에 재료를 증착하도록 구성된다. 더욱 구체적으로, PVD 챔버(100)는 PVD 또는 "스퍼터링" 프로세스 동안 스퍼터링 타겟(110)으로부터의 재료를 기판(101) 상에 증착하는데, 이러한 프로세스에서, 고-에너지 이온들은 스퍼터링 타겟(110)에 충돌하여서, 타겟 재료의 입자들이 스퍼터링 타겟(110)으로부터 방출되어 기판(101) 상에 필름으로서 증착되게 한다. PVD 챔버(100)에 의해 증착될 수 있는 재료들의 예들은 다양한 금속들, 이를테면, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 텅스텐(W), 몰리브데넘(Mo), 탄탈럼(Ta), 및/또는 금속 화합물들, 이를테면, 탄탈럼 나이트라이드(TaN), 텅스텐 나이트라이드(W2N, WN 또는 WN2), 티타늄 나이트라이드(TiN), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 스칸듐 알루미늄 나이트라이드(ScAlN 또는 ScxAl1-xN) 등을 포함(이에 제한되지는 않음)한다.
[0020] PVD 챔버(100)는 챔버 벽들(102)을 포함한다. 도시된 바와 같이, PVD 챔버(100)는 챔버 벽들(102) 내에 배치된, 리프트 메커니즘(104)에 커플링된 기판 지지부(103), 하나 이상의 증착 실드들(120) 및 전자석의 코일 부분(130)을 더 포함한다. PVD 챔버(100)는 챔버 벽들(102) 상에 장착된 또는 챔버 벽들(102)에 커플링된 스퍼터링 타겟(110)을 더 포함한다. 도 1에서 예시된 실시예에서, 스퍼터링 타겟(110)은 챔버 벽들(102) 상에 장착되는 어댑터(107) 상에 배치된 절연체(106)에 의해 챔버 벽들(102)과 전기 분리된다. 동시에, 스퍼터링 타겟(110), 증착 실드들(120) 및 (타겟(110)에 근접한 프로세싱 포지션으로 들어 올려질 때의) 기판 지지부(103)는 프로세싱 구역(105)을 둘러싸고, 이 프로세싱 구역(105)에서는, PVD 챔버(100)에서 수행되는 증착 프로세스 동안 플라즈마가 형성된다.
[0021] PVD 챔버(100)는 개개의 밸브(152)를 통해 PVD 챔버(100)에 유체 커플링된 하나 이상의 진공 펌프들(151), PVD 챔버(100)에 유체 커플링된 가스 소스(153), 스퍼터링 타겟(110)에 전기 커플링된 DC 전력원(154) 및 코일 부분(130)에 전기 커플링된 DC 전력원(155)을 더 포함한다. 진공 펌프(들)(151)는 PVD 챔버(100)에서 기판(101)에 대해 수행되는 증착 프로세스 동안 타겟 수준의 진공을 생성하도록 구성된다. 가스 소스(153)는 그러한 증착 프로세스 동안 하나 이상의 프로세스 가스들을 제공하도록 구성된다. 스퍼터링 타겟(110)이 프로세싱 구역(105)에서 생성될 플라즈마에 적절한 전하를 갖도록, DC 전력원(154)은 증착 프로세스 동안 스퍼터링 타겟(110)에 전기 커플링된다. 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 기판(101) 상의 증착의 균일성을 개선시킬 수 있는 자기장이 프로세싱 구역(105)에서 생성되도록, DC 전력원(155)은 증착 프로세스 동안 코일 부분(130)에 전기 커플링된다. 일부 실시예들에서, 기판 지지부(103)가 또한, 기판(101) 상에 증착되는 재료의 균일성 또는 다른 필름 특성들을 개선시키기 위해 DC 또는 RF(radio frequency) 전력원(도시되지 않음)에 커플링될 수 있다.
[0022] DC 전력원(155)은 DC 전력을 코일 부분(130)에 전달하도록 구성된 임의의 적절한 전력 공급부일 수 있다. 일부 실시예들에서, DC 전력원(155)은 PVD 프로세스 동안 일정한 전력 수준의 DC 전력을 코일 부분(130)에 출력하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, DC 전력원(155)은 DC 전력의 타이밍된 펄스들을 코일 부분(130)에 출력하도록 구성된다. 게다가, 일부 실시예들에서, DC 전력원(155)은 상이한 극성들로 DC 전력을 선택적으로 출력하도록 구성될 수 있다. 따라서, 그러한 실시예들에서, DC 전력원(155)은, PVD 챔버(100)와 연관된 제어기로부터의 커맨드들 또는 입력들에 따라, 일부 상황들에서 양의 DC 전력을 출력하고 다른 상황들에서 음의 DC 전력을 출력할 수 있다. 그 결과, 코일 부분(130)에 의해 생성되는 자기장의 극성은, PVD 프로세스에 유익할 때 변화될 수 있다.
[0023] 일부 실시예들에서, DC 전력원(155)은 가변 전력 수준의 DC 전력을 코일 부분(130)에 출력하도록 구성된다. 따라서, 코일 부분(130)에 의해 생성되는 자기장은, PVD 프로세스에 유익할 때 크기가 변화될 수 있다. 예컨대, 그러한 일 실시예에서, DC 전력원(155)은 커맨드, 이를테면, PVD 챔버(100)에 대한 제어기로부터의 커맨드에 대한 응답으로 가변 DC 출력을 생성하는 프로그램가능 전력 공급부로서 구성된다. 가변 DC 출력은 상이한 전력 진폭의 펄스형 DC 출력들을 통해 DC 전력원(155)에 의해 구현될 수 있다. 추가로, 가변 DC 출력은 시간의 함수로써 변화하는 출력 프로파일을 따를 수 있다. 예컨대, 가변 DC 출력은, PVD 프로세스의 시작 기간 동안 특정 전력 램프-업(ramp-up) 프로파일을 포함하고 PVD 프로세스의 종료 기간 동안 전력 램프-다운(ramp-down) 프로파일을 포함하는 프로파일을 따를 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 가변 DC 출력은 계단 함수, 정현파 함수 또는 임의의 다른 적절한 시변 함수를 포함하는 임의의 적절한 함수에 따라 시간에 따라 변할 수 있다. 따라서, 그러한 실시예에서, PVD 챔버(100)에 대한 제어기는 DC 전력원(155)에 대해 단일 커맨드를 이용하여 특정 가변 DC 출력을 개시할 수 있다. 다른 실시예들에서, DC 전력원(155)은 특정 입력 값에 대한 응답으로 특정 DC 출력을 생성하도록 구성된 제어가능 전력 공급부로서 구성된다. 그러한 실시예들에서, PVD 챔버(100)와 연관된 제어기는, 실시간으로 변화할 수 있어서 PVD 챔버(100)에서의 PVD 프로세스 동안 DC 전력원(155)의 DC 전력 출력을 직접적으로 제어할 수 있는 입력들을 송신할 수 있다.
[0024] 스퍼터링 타겟(110)은 증착될 고체 금속 또는 다른 재료이며, 때때로, 백킹 플레이트(도시되지 않음)에 커플링되고 이 백킹 플레이트에 의해 지지된다. 동작 시에, 스퍼터링 타겟(110)은 통상적으로 캐소드로서 이용되며, 예컨대 DC 전력원(154)에 전기 커플링됨으로써 음으로 하전된다. 게다가, 마그네트론(112)이 PVD 챔버(100) 밖에 그리고 스퍼터링 타겟(110)에 근접하게 배치되고, 통상적으로 수냉식 챔버(도시되지 않음)에 둘러싸인다. 마그네트론(112)은, PVD 프로세스 동안 회전하여, 음으로 하전된 스퍼터링 타겟(110) 위에 전자들을 포획(trap)하여서, 타겟 스퍼터링 레이트(rate)들을 증가시키고 이에 따라 기판(101) 상에 더 높은 증착 레이트들을 초래한다.
[0025] 증착 실드들(120)은 챔버 벽들(102) 및 PVD 챔버(100) 내의 다른 컴포넌트들이 스퍼터링된 재료의 증착을 받지 않도록 보호한다. 도 1에서 예시된 실시예에서, 증착 실드들(120)은 어댑터(107) 상에 장착된 상부 실드(121), 하부 실드(122) 및 커버 링(123)을 포함하지만, 본 개시내용의 범위를 넘지 않고, PVD 챔버(100)는 증착 실드들 또는 단일 증착 실드의 임의의 다른 기술적으로 실현가능한 다른 구성을 포함할 수 있다.
[0026] 코일 부분(130)은 PVD 챔버(100) 내에 그리고 프로세싱 구역(105)의 밖에 배치되는 전자석의 코일이다. 다양한 실시예들에 따르면, PVD 챔버(100)에서의 PVD 프로세스 동안, 프로세싱 구역(105) 내로 확장되는 자기장(도시되지 않음)을 생성하기 위해 DC(direct current) 전력이 코일 부분(130)에 인가된다. 그 결과, 프로세싱 구역(105)에서의 플라즈마의 분포 및 밀도가 변경되어서, 기판(101)의 표면 상으로의 증착 레이트가 수정될 수 있다. 구체적으로, 코일 부분(130)에 의해 생성되는 자기장이 프로세싱 구역(105) 및 기판(101)의 주변 가까이에서 가장 세기 때문에, 자기장에 의해 유발되는 증착 레이트에 대한 가장 큰 변화들은 기판(101)의 둘레 가까이에서 발생한다. 따라서, 기판(101) 상에 증착되는 필름의 중심-대-가장자리 균일성(center-to-edge uniformity) 문제들은, 코일 부분(130)을 통해 흐르는 전류를 변화시켜서 코일 부분(130)에 의해 생성되는 자기장의 세기를 변경함으로써 해결될 수 있다.
[0027] 코일 부분(130)은, 기판 지지부(103)의 중심점(103A)에 대해 실질적으로 중심이 맞춰지는 임의의 기술적으로 실현가능한 전도성 코일일 수 있는데, 즉, 중심점(103A)으로부터 코일 부분(130)의 중심까지의 거리는 중심점(103A) 주위에서 실질적으로 동일하다. 일부 경우들에서, 코일 부분(130)이 평면도에서, 즉, 위에서 볼 때 원형이 아닐 수 있거나 또는 중심점(103A)이 코일 부분(130)의 중심 축이 아니도록, 중심점(103A)으로부터 코일 부분(130)의 중심까지의 거리가 오프셋될 수 있다. 이들 경우들에서, 기판 표면에 걸친 증착의 불-균일성을 해결하기 위해 코일 부분(130) 아키텍처가 수정된다. 예컨대, 스퍼터 증착된 필드의 증착된 두께 또는 다른 속성이 기판의 중심에 대해 대칭이 되는 것으로부터 오프셋되는 경우, 반대 방향으로 코일의 전부 또는 일부를 물리적으로 변위시킴으로써, 코일 부분에 의해 생성되는 자기장은 이 반대 방향으로 오프셋될 수 있다. 마찬가지로, 기판 상의 스퍼터 증착된 필름의 두께 또는 다른 속성들의 환형 불-균일성들이 존재하는 경우, 환형 구역을 확산시키거나 또는 이 환형 구역의 방사상 팽창(radial expanse)을 감소시키기 위해, 중심점(103A)에 대한 코일 부분의 공간 정렬 또는 코일 부분(130)에서의 전류의 변화들이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 코일 부분(130)은, 기판 지지부(103)가 기판(101)을 프로세싱 포지션, 즉, PVD 프로세스 동안의 기판(101)의 위치에 포지셔닝할 때 기판(101)의 위치에 대응하는 평면(109)과 중첩된다. 따라서, 그러한 실시예들에서, 평면(109)은 도 1에서 도시된 바와 같이 코일 부분(130)을 통과한다. 도 1에서 예시된 실시예에서, 코일 부분(130)의 각각의 턴은 코일 부분(130)의 다른 턴들과 접촉하지 않는다. 다른 실시예들에서, 코일 부분(130)의 턴들은 코일 부분(130)의 하나 이상의 다른 턴들과 접촉한다. 코일 부분(130)에 포함된 턴들의 수는 코일 부분(130)에 의해 생성될 자기장의 타겟 세기에 기반한다. 또한, 타겟 세기는 기판(101)의 직경, 프로세싱 구역(105)으로부터 코일 부분(130)의 거리, 코일 부분(130)에 인가되는 DC 전류의 크기, PVD 프로세스의 지속기간 등을 포함하는 다수의 인자들의 함수일 수 있다. 도 1에서 예시된 코일 부분(130)의 실시예가 10 개의 턴들을 포함하지만, 코일 부분(130)은, 적어도 위의 인자들에 따라, 임의의 적절한 수의 턴들을 포함할 수 있다. 따라서, 코일 부분(130)의 다양한 구성들이 도 2- 도 5와 함께 아래에서 설명되는 바와 같이 본 개시내용의 상이한 실시예들에서 구현될 수 있다.
[0028] 도 2는 본 개시내용의 다양한 실시예들에 따른, 코일 부분(130) ―여기서, 코일 부분(130)은 PVD 챔버(100)의 증착 실드들(120) 중 하나의 증착 실드의 표면(201) 상에 장착됨― 의 개략적인 단면도이다. 도 2에서 예시된 실시예에서, 코일 부분(130)은 챔버 벽(102)을 향하는, 하부 실드(122)의 표면(201) 상에 장착되고, 이에 따라 기판 지지부(103)를 둘러싼다. 도시된 바와 같이, 코일 부분(130)은 평면(109)과 중첩되도록 하부 실드(122) 상에 포지셔닝될 수 있는데, 즉, 이 코일 부분(130)의 턴들의 일부분들이 평면(109)의 양쪽에 놓인다. 게다가, 코일 부분(130)은 다수의 층들(211 및 212)의 턴들(210), 여기서, 제1 반경의 제1 턴들 및 상이한 반경의 제2 턴들을 포함할 수 있다. 도 2에서 예시된 실시예에서, 코일 부분(130)은 2 개의 층들(211 및 212)을 포함하지만, 다른 실시예들에서, 코일 부분(130)은 2 개보다 더 많은 그러한 층들 또는 2 개보다 더 적은 층들의 턴들(210)을 포함할 수 있다. 또한, 도 2에서 예시된 실시예에서, 턴들(210)은 단면이 원형인 와이어 또는 다른 전도체로 형성되지만, 다른 실시예들에서, 턴들(210)은 단면이 정사각형 또는 직사각형인 와이어 또는 전도체로 형성될 수 있다.
[0029] 일부 실시예들에서, 코일 부분(130)은 하부 실드(122)의 표면(201) 대신에 PVD 챔버(100) 내의 임의의 다른 적절한 표면 상에 장착된다. 예컨대, 코일 부분(130)은 하부 실드(122)의 상이한 표면 상에, 또는 프로세싱 구역(105)의 밖에 있는 임의의 다른 증착 실드(120)의 표면 상에 장착될 수 있다. 따라서, 대안적인 실시예들에서, 코일 부분(130)은 상부 실드(121)의 외부 표면(202), 하부 실드(122)의 하부 표면(203) 등에 장착된다.
[0030] 본원에서 설명된 전자석의 코일 부분(130)이 PVD 챔버(100)의 진공-함유 부분 내에 배치되기 때문에, 코일 부분(130)의 냉각이 제한된다. 그 결과, DC 전력원(155)에 의해 코일 부분(130)에 인가되는 DC 전력의 크기는 더 긴 지속기간 레시피들 동안 코일 부분(130)의 과열에 대한 가능성에 기인하여 제한될 수 있다. 일부 실시예들에서, 코일 부분(130)은 냉각액이 코일 부분(130)의 가열을 감소시키는 것을 가능하게 하는, PVD 챔버(100) 내의 구조 상에 또는 이 구조 내에 장착된다. 그러한 일 실시예가 도 3에서 예시된다.
[0031] 도 3은 본 개시내용의 다양한 실시예들에 따른, 코일 부분(130), 및 냉각액을 통한 코일 부분(130)의 냉각을 가능하게 하는 연관된 환형 구조(300)의 개략적인 부분 단면도이다. 도 3에서 예시된 실시예에서, 코일 부분(130)은 PVD 챔버(100) 내에 배치되는 환형 구조(300)의 표면 상에 장착되거나 또는 이 환형 구조(300) 내부에 포지셔닝된다.
[0032] 환형 구조(300)는, 증착 실드들(120)에 근접하게 그리고 프로세싱 구역(105) 밖에 배치되는 실질적으로 고리-형상의 구조이다. 도 3에서, 환형 구조(300)의 단지 일부분의 단면이 도시되지만, 환형 구조(300)는 증착 실드들(120)의 둘레 주위로 연장된다. 도시된 바와 같이, 환형 구조(300)는 챔버 벽들(102)과 증착 실드들(120) 사이에 배치된다. 도 3에서 예시된 실시예에서, 환형 구조(300)는, 하나 이상의 파일론(pylon)들(302)에 의해 어댑터(107)에 커플링되고 이 어댑터(107) 아래에 매달린다. 그러한 실시예들에서, 하나 이상의 파일론들 각각이 어댑터(107)의 기계가공된 부분으로서 구성될 수 있거나 또는 어댑터(107)에 커플링되는 별개로 조립된 부분일 수 있다. 대안적으로, 환형 구조(300)는 챔버 벽들(102)의 내부 표면들에 커플링된 하나 이상의 지지부들을 사용하여 PVD 챔버(100) 내에 매달릴 수 있다.
[0033] 환형 구조(300)는 환형 구조(300) 내에서의 냉각액의 전달을 위한 적어도 하나의 도관(303), 및 코일 부분(130)이 배치되는 공동(310)을 포함한다. 도 3에서 예시된 실시예에서, 도관(303)은 디바이더(divider)(306)에 의해 서로 분리되는 다수의 채널들(304)을 포함한다. 대안적으로, 도관(303)은 3 개 이상의 채널들(304)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 채널들(304) 각각은 파일론들(302) 중 하나의 파일론 내에 형성되는 공급 도관(305) 및 파일론들(302) 중 하나의 파일론 내에 또한 형성되는 복귀 도관(도시되지 않음)에 유체 커플링된다. 그런 다음, 공급 도관(305) 및 복귀 도관은 냉각액 재순환 시스템, 이를테면, 펌프 및 열 교환기에 유체 커플링된다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 채널들(304) 중 하나의 채널은 공급 도관(305)에 유체 커플링되고, 채널들(304) 중 다른 채널은 복귀 도관에 유체 커플링된다. 그러한 실시예들에서, 채널들(304) 중 하나의 채널에서의 냉각액의 흐름이 환형 구조(300) 주위에서 하나의 방향으로 흐르고 채널들(304) 중 다른 채널에서 반대 방향으로 흐르도록 배열되어서, 환형 구조(300)의 둘레 주위에서 더욱 균등하게 냉각이 분배될 수 있다.
[0034] 일부 실시예들에서, 코일 부분(130)은 커버(311)에 의해 도관(303)과 유체 분리되는 공동(310)에 배치된다. 커버(311)는, 도관(303)으로부터 공동(310)을 밀봉하며 그리고 디바이더(306)에 의해 부분적으로 지지되고 이 디바이더(306)에 용접되는 하나 이상의 용접된 금속 스트립들일 수 있다. 예컨대, 커버(311)는 2 개의 별도의 피스(piece)들로 구성되어서, 채널들(304) 각각을 커버하는 별개의 피스를 포함할 수 있고, 이에 따라 커버(311)는, 열 사이클링과 연관된 응력들을 겪을 때 구부러거나(flex) 또는 달리 편향될 가능성이 적다. 일부 실시예들에서, 공동(310)은 커버 플레이트(307)에 의해 PVD 챔버(100)의 진공-함유 부분과 유체 분리된다. 따라서, 그러한 실시예들에서, 공동(310)은, PVD 챔버(100)에 진공이 존재할 때 PVD 챔버(100) 내의 진공과 분리되며, 예컨대, 스퍼터링 챔버 내의 압력과는 상이한 압력, 예컨대, 대기압 또는 대기압을 초과하는 압력으로 유지되어, 이 공동(310)으로부터 환형 구조(300)로의, 그리고 이에 따라 도관(303) 내에 흐르는 임의의 냉각제로의 전도성 열 전달을 향상시킬 수 있다.
[0035] 도관(303)은 예컨대 커버 플레이트(도시되지 않음)에 의해 또는 환형 구조(300)의 부분(308)에 의해 PVD 챔버(100)의 진공-함유 부분과 유체 분리된다. 도 3에서 예시된 실시예에서, 환형 구조(300)의 부분(308)은 PVD 챔버(100)의 진공-함유 부분과 도관(303)을 유체 분리한다. 그 결과, PVD 챔버(100)의 진공-함유 부분과 도관(303) 내의 냉각액을 분리하는 2 개의 용접부들이 있다: 공동(310)으로부터 도관(303)을 밀봉하는 용접부 및 PVD 챔버(100)의 진공-함유 부분으로부터 공동(310)을 밀봉하는 용접부. 그러므로, 2 개의 용접부들의 고장(failure)이 발생해야만, 도관(303) 내의 냉각액이 PVD 챔버(100)의 진공-함유 부분으로 누출될 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 환형 구조(300)의 일부 또는 전부가 3D 프린팅 프로세스를 통해 형성된다. 그러한 실시예들에서, 도관(303)은 별개로 용접된 커버(311) 없이 형성될 수 있으며, 이는 도관(303)으로부터 냉각액의 누출에 대한 가능성을 추가로 감소시킨다.
[0036] 도 3에서 예시된 실시예에서, 코일 부분(130)은 단면이 실질적으로 정사각형인 와이어 또는 다른 전도체들을 포함한다. 대안적으로, 다른 실시예들에서, 코일 부분(130)은 단면이 원형 또는 직사각형인 전도체들을 포함할 수 있다.
[0037] 일부 실시예들에서, 공동(310)이 PVD 챔버(100) 내에 배치되더라도, 공동(310)은 대기에 노출된다. 그러한 일 실시예가 도 4에서 예시된다. 도 4는 도 3의 섹션 이외의 섹션에서 취해진, 본 개시내용의 실시예들에 따른, 코일 부분(130) 및 이 코일 부분(130)에 연결된 전기 리드(401)의 개략적인 단면도이다. 또한, 도 4에는 채널(402)이 도시되며, 이 채널(402)을 통해, 전기 리드(401)가 코일 부분(130)으로부터 DC 전력원(155)으로 나아간다. 명확성을 위해, 단일 전기 리드(401)만이 도 4에서 묘사되지만, 전류가 코일 부분(130)의 와이어들을 통해 기판 지지부(103) 주위로 흐를 수 있도록, 일반적으로 코일 부분(130)과 DC 전력원(155) 사이에 2 개의 전력 연결들이 이어진다. 도시된 바와 같이, 채널(402)은 어댑터(107), 및 파일론들(302) 중 하나의 파일론에 형성된다. 따라서, 채널(402)은 어댑터(107) 및 파일론(302)을 통한 코일 부분(130)의 전기 연결을 가능하게 한다. 도 4에서 예시된 실시예에서, 채널(402)은 대기압에 있고, 공동(310)에 유체 커플링된다. 그 결과, 공동(310)이 또한, 대기압에 있다. 결과적으로, 채널들(304) 중 어느 한 채널로부터 커버(311) 주위로의 냉각액의 누출은, 공동(310)이 채워지게 하고 그런 다음 PVD 챔버(100)의 밖으로 넘쳐 흐르게 할 것이고, 이는 용이하게 검출될 수 있으며, 코일 부분(130)의 와이어들과 환형 구조(300) 사이의 열 전달은 코일 부분(130)이 진공 상태에 있는 경우에 비해 향상된다.
[0038] 일부 실시예들에서, 코일 부분(130)은 반대 극들을 갖는 자기장들을 생성하도록 구성되는 2 개의 별개로 전력을 공급받는 코일들을 포함한다. 즉, 별개로 전력을 공급받는 제1 코일에 의해 생성된 자기장의 북극은 별개로 전력을 공급받는 제2 코일에 의해 생성된 자기장의 남극에 인접하게 포지셔닝된다. 그러한 일 실시예가 도 5에서 예시된다.
[0039] 도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른, PVD 챔버(500) 내에 배치된 2 개의 별개로 전력을 공급받는 코일들(510 및 520)의 인접한 부분들을 개략적으로 예시한다. 앞서 설명된 실시예들과 유사하게, 코일들(510 및 520)은 PVD 챔버(500) 내에 그리고 프로세싱 구역(105)의 밖에, 예컨대, 증착 실드(501)의 외부 표면(503)과 PVD 챔버(500)의 챔버 벽(502) 사이에 배치된다. 일부 실시예들에서, 코일(510) 및 코일(520)은 별개로 전력을 공급받는데, 즉, 코일(510) 및 코일(520) 각각은 상이한 개개의 DC 전력원에 전기 커플링될 수 있다. 따라서, 코일(510)은 제1 DC 전력원(555)에 커플링되고, 코일(520)은 제2 DC 전력원(556)에 커플링된다.
[0040] 코일(510)과 코일(520)이 별개로 전력을 공급받는 것의 결과로, 코일(510)의 극성은 코일(520)의 극성과 반대가 될 수 있다. 예컨대, DC 전류가 코일(510)의 각각의 단면(511)에서 도 5의 지면 안으로 흐르도록 DC 전류가 코일(510)에 인가될 때, 코일(510)을 포함하는 전자석의 북극은 +Y 방향에 있다. 추가로, DC 전류가 코일(520)의 각각의 단면(521)으로부터 도 5의 지면 밖으로 흐르도록 DC 전류가 코일(520)에 인가될 때, 코일(520)을 포함하는 전자석의 북극은 -Y 방향에 있다. 그러므로, 코일(520)을 통해 흐르는 전류의 변조는 코일(510)을 포함하는 전자석에 의해 생성된 자기장의 형상 및 세기의 변화들을 생성할 수 있다. 앞서 주목된 바와 같이, 프로세싱 구역(105)에서의 자기장의 형상 및 세기에 대한 변화들은 PVD 챔버(500) 내의 기판의 가장자리 구역에서 이 기판 상의 재료의 증착 레이트에 직접적으로 영향을 미친다.
[0041] 도 5에서, 코일(510)과 코일(520)은 서로 물리적으로 분리된 것으로 도시된다. 다른 실시예들에서, 코일(510)과 코일(520)은 서로 물리적으로 접촉할 수 있지만, 예컨대 이들 사이의 절연성 코팅으로 서로 전기적으로 절연된다. 따라서, 일부 실시예들에서, 코일(510)과 코일(520) 각각은 환형 구조의 단일 공동, 이를테면, 도 3의 공동(310)에 배치될 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 코일(510) 및/또는 코일(520)은 증착 실드(501)의 표면 상에 증착된 박막으로서 형성된다.
[0042] 도 6은 본 개시내용의 다양한 실시예들에 따른, PVD 프로세스를 사용하여 기판 상에 필름을 증착하기 위한 프로세스 단계들의 흐름도이다. 방법 단계들이 도 1-도 5에서 예시된 PVD 챔버들과 함께 설명되지만, 당업자들은, 임의의 적절하게 구성된 증착 시스템을 이용하여 방법 단계들이 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
[0043] 방법(600)은 단계(601)에서 시작하며, 여기서, PVD 챔버(100)의 프로세싱 구역(105)에 기판(101)이 포지셔닝된다. 예컨대, 일부 실시예들에서, PVD 챔버(100) 또는 PVD 챔버(100)를 포함하는 시스템과 연관된 제어기는 기판(101)이 기판 지지부(103) 상에 배치되게 한다. 그런 다음, 제어기는 기판 지지부(103)가 프로세싱 구역(105)에 근접한 프로세싱 포지션으로 상승되게 한다.
[0044] 단계(602)에서, 제어기는 PVD 프로세스의 일부로서 프로세싱 구역(105)에서 플라즈마가 생성되게 한다. 예컨대, 제어기는 가스 소스(153)로 하여금 하나 이상의 프로세스 가스들을 PVD 챔버(100) 안으로 도입하게 하고 DC 전력원(154)으로 하여금 DC 전력을 스퍼터링 타겟(110)에 인가하게 한다.
[0045] 단계(603)에서, 플라즈마가 프로세싱 구역(105)에 존재하는 동안, 제어기는 DC 전력원(155)으로 하여금 DC 전력을 코일 부분(130)에 인가하게 하여서, 프로세싱 구역(105) 내의 자기장을 수정한다. 일부 실시예들에서, 단계(603)에서, 냉각액이 또한, 코일 부분(130)이 장착된 환형 구조의 채널들을 통해 흐른다. 그러한 실시예들에서, 냉각액의 흐름은 연속적일 수 있는데, 즉, 플라즈마가 프로세싱 구역(105)에 존재하지 않을 때 냉각액의 흐름이 계속된다.
[0046] 위에서 설명된 실시예에서, 플라즈마가 먼저 프로세싱 구역(105)에서 생성되고, 그런 다음, DC 전력이 코일 부분(130)에 인가된다. 대안적인 실시예들에서, 프로세싱 구역(105)에서의 플라즈마의 초기 생성 전에 또는 초기 생성과 동시에, DC 전력이 코일 부분(130)에 인가된다.
[0047] 방법(600)의 구현은, PVD 챔버 내의 하나 이상의 컴포넌트들의 재설계 없이, 기판(101) 상에 증착된 재료의 두께 균일성이 수정될 수 있는 PVD 프로세스를 가능하게 한다. 즉, 코일 부분(130)에 대한 DC 전력의 인가는, PVD-증착된 필름의 두께 균일성을 튜닝하기 위한 하나 이상의 부가 프로세스 튜닝 파라미터들을 제공한다. 특히, 코일 부분(130)을 통해 인가되는 DC 전력을 증가시키거나 또는 감소시키고, 코일 부분(130)에 인가되는 전력의 극성을 변화시키고, 그리고/또는 코일 부분(130)에 인가되는 전력의 시변 프로파일을 변화시킴으로써, 중심-대-가장자리의 두께 균일성 문제들이 해결될 수 있다.
[0048] 본 실시예들의 양상들은 시스템, 방법 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 이에 따라서, 본 개시내용의 양상들은 전적으로 하드웨어 실시예, 전적으로 소프트웨어 실시예(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로-코드 등을 포함함) 또는 소프트웨어 및 하드웨어 양상들을 조합한 실시예의 형태를 취할 수 있으며, 이들 실시예들 전부는 일반적으로 본원에서 "회로", "모듈" 또는 "시스템"으로 지칭될 수 있다. 또한, 본 개시내용의 양상들은 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드가 구현되어 있는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체(들)로 구현된 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다.
[0049] 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체(들)의 임의의 조합이 활용될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 신호 매체 또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 예컨대 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 또는 반도체 시스템, 장치 또는 디바이스 또는 이들의 임의의 적절한 조합일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 더욱 구체적인 예들(총망라하지는 않은 목록)은, 하나 이상의 와이어들을 갖는 전기 연결, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EPROM(erasable programmable read-only memory) 또는 플래시 메모리, 광섬유, 휴대용 CD-ROM(compact disc read-only memory), 광학 저장 디바이스, 자기 저장 디바이스 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함할 것이다. 본 문서의 맥락에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 명령 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의한 사용 또는 이와 관련한 사용을 위한 프로그램을 포함하거나 또는 저장할 수 있는 임의의 유형의(tangible) 매체일 수 있다.
[0050] 전술된 내용이 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않고, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 고안될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. PVD(physical vapor deposition) 시스템으로서,
    진공 프로세싱 챔버
    를 포함하고,
    상기 진공 프로세싱 챔버는,
    스퍼터링 타겟;
    상기 스퍼터링 타겟에 근접하게 기판을 포지셔닝하도록 구성된, 상기 진공 프로세싱 챔버 내에 배치된 기판 지지부;
    상기 진공 프로세싱 챔버 내에 배치된 증착 실드;
    상기 진공 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 상기 타겟의 표면, 상기 기판 지지부의 표면 및 상기 증착 실드의 내부 표면에 의해 경계가 이루어진 프로세싱 구역;
    전자석의 코일 부분 ― 상기 코일 부분은 상기 진공 프로세싱 챔버 내에 그리고 상기 프로세싱 구역 밖에 배치됨 ―;
    환형 구조 ― 상기 환형 구조 상에 상기 코일 부분이 배치되고, 상기 환형 구조는 상기 진공 프로세싱 챔버 내에 그리고 상기 프로세싱 구역의 밖에 배치되며, 상기 코일 부분 및 냉각 채널이 상기 환형 구조에 형성된 공동에 배치되며, 상기 냉각 채널은 상기 코일 부분으로부터 밀봉됨 ―; 및
    상기 진공 프로세싱 챔버의 진공 함유 부분과 상기 코일 부분을 유체 분리하는 커버 플레이트
    를 포함하고,
    상기 환형 구조는 다수의 파일론들을 통해 상기 진공 프로세싱 챔버의 바디에 커플링되는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 냉각 채널은 상기 환형 구조 내에서의 냉각액의 흐름을 위해 구성되는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 환형 구조는 다수의 파일론(pylon)들을 통해 상기 진공 프로세싱 챔버의 바디에 커플링되고, 상기 냉각 채널은 상기 다수의 파일론들 중 적어도 하나의 파일론 내에 형성된 공급 도관 및 상기 다수의 파일론들 중 적어도 하나의 파일론 내에 형성된 복귀 도관에 유체 커플링되는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 냉각 채널은 디바이더(divider)에 의해 서로 유체 분리되는 다수의 채널들을 포함하는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 디바이더는 도관과 상기 코일을 유체 분리하는 워터 커버(water cover)를 지지하도록 구성되는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  6. 제2 항에 있어서,
    도관을 포함하는 상기 환형 구조의 부분은 3D 프린팅 프로세스를 통해 형성되는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 공동은 상기 진공 프로세싱 챔버 내에서의 기판들의 프로세싱 동안 상기 진공 프로세싱 챔버의 외부의 대기(atmosphere)에 유체 커플링되는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 환형 구조는 상기 다수의 파일론들을 통해 어댑터에 커플링되고, 상기 어댑터는 상기 진공 프로세싱 챔버의 바디에 커플링되는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 환형 구조는 상기 코일 부분을 하우징하는 상기 공동의 부분을 상기 챔버 외부의 구역과 유체 커플링하도록 구성된 채널을 더 포함하는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 증착 실드는 상기 코일 부분에 커플링되는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 증착 실드는 상기 코일 부분의 외부 표면에 커플링되는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 코일 부분에 커플링된 DC(direct current) 전력 공급부를 더 포함하는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 DC 전력 공급부는, 출력 프로파일을 선택하는 커맨드에 대한 응답으로 가변 DC 출력을 생성하도록 구성된 프로그램가능 전력 공급부 또는 입력 값에 대한 응답으로 가변 DC 출력을 생성하도록 구성된 제어가능 전력 공급부 중 하나를 포함하는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  15. 제1 항에 있어서,
    부가 전자석의 부가 코일 부분을 더 포함하고, 상기 부가 코일 부분은 상기 진공 프로세싱 챔버 내에 그리고 상기 프로세싱 구역 밖에 배치되는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 코일 부분은 제1 DC 전력 공급부에 커플링되고, 상기 부가 코일 부분은 제2 DC 전력 공급부에 커플링되는,
    PVD(physical vapor deposition) 시스템.
  17. 진공 챔버에서의 물리 기상 증착 방법으로서,
    상기 진공 챔버의 프로세싱 구역에 기판을 포지셔닝하는 단계 ― 상기 프로세싱 구역은 상기 진공 챔버의 스퍼터링 타겟의 표면, 상기 진공 챔버 내의 기판 지지부의 표면 그리고 상기 진공 챔버에 배치된 증착 실드의 내부 표면 사이에 배치됨 ―;
    프로세싱 구역에 플라즈마를 생성하는 단계; 및
    상기 프로세싱 구역에 상기 플라즈마가 존재할 때 DC(direct current) 전력을 전자석의 코일 부분에 인가하는 단계
    를 포함하고,
    상기 코일 부분은 상기 진공 챔버 내에 그리고 상기 프로세싱 구역 밖에 배치되고,
    상기 코일 부분 및 냉각 채널이, 상기 진공 챔버에 그리고 상기 프로세싱 구역 밖에 배치된 환형 구조에 형성된 공동에 배치되며, 상기 냉각 채널은 상기 코일 부분으로부터 밀봉되며, 커버 플레이트가 상기 코일 부분을 상기 진공 챔버 내의 진공 함유 부분으로부터 유체 분리하고, 그리고
    상기 환형 구조는 다수의 파일론들을 통해 상기 진공 프로세싱 챔버의 바디에 커플링되는,
    진공 챔버에서의 물리 기상 증착 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 프로세싱 구역에 상기 플라즈마가 존재할 때, 상기 환형 구조 내에 배치된 상기 냉각 채널에 냉각액을 공급하는 단계를 더 포함하는,
    진공 챔버에서의 물리 기상 증착 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 DC 전력을 상기 코일 부분에 인가하는 단계는, 가변 출력 DC 전력원으로부터의 펄스형 DC 전력을 상기 코일 부분에 인가하는 단계를 포함하는,
    진공 챔버에서의 물리 기상 증착 방법.
  20. PVD 챔버에서의 사용을 위한 환형(annular) 구조로서,
    상기 환형 구조 내에 형성된 공동;
    상기 공동 내에 배치된 전자석의 코일 부분;
    상기 공동 내에 배치된 냉각 채널 ― 상기 냉각 채널은, 상기 코일 부분을 하우징(housing)하는 상기 공동의 부분으로부터 상기 채널을 분리하는 커버를 가짐 ―; 및
    상기 코일 부분을 하우징하는 상기 공동의 상기 부분에 개방된 채널 ― 상기 채널은 상기 공동을 상기 챔버의 외부 환경에 유체 커플링하도록 구성됨 ―
    을 포함하고,
    상기 환형 구조는 다수의 파일론들을 통해 상기 챔버의 바디에 커플링되는,
    환형 구조.
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