KR20040041547A - 직류 스퍼터링 시스템용 고성능 마그네트론 - Google Patents

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KR20040041547A
KR20040041547A KR10-2003-7015977A KR20037015977A KR20040041547A KR 20040041547 A KR20040041547 A KR 20040041547A KR 20037015977 A KR20037015977 A KR 20037015977A KR 20040041547 A KR20040041547 A KR 20040041547A
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magnetic poles
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external magnetic
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KR10-2003-7015977A
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아키히로 호소가와
라비 물라푸디
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

스퍼터 증착 장치 및 방법은 선택된 각도로 자석을 물리적으로 배향하거나 자화함으로써, 스퍼터 타깃의 평면에 대해 일정한 각도로 배향된 주변 자석을 포함한다. 결론적으로 자속은 타깃 주변부를 향하여 그리고 타깃 주변부를 넘어, 타깃의 중앙 축선으로부터 이격하여 반지름방향 외측으로 연장한다. 이는 자속의 복귀 경로가 스퍼터링 표면의 평면에 대해 더 평행한 타깃 표면을 넘어 통과하도록 한다. 이는 타깃 표면의 더 큰 영역에 걸쳐 스퍼터 침식을 퍼뜨리고 스퍼터링 홈의 발전을 완화시킨다. 타깃 침식이 더 균일하므로, 더 많은 타깃 재료가 스퍼터 증착을 위해 이용되며, 폐기물을 줄인다. 타깃 재료가 통과하기 전에 각각의 타깃이 더 오래 사용될 수 있어, 제품 코팅의 주어진 용적에 대해 더 적은 타깃 대체 사이클을 초래하며, 증착 챔버 용량 팩터를 상승시킨다.

Description

직류 스퍼터링 시스템용 고성능 마그네트론{HIGH PERFORMANCE MAGNETRON FOR DC SPUTTERING SYSTEMS}
대형 평 패널 디스플레이 및 다른 전자 장치는 일반적으로 재료의 연속 층이 유리 기판과 같은 제품에 증착되고나서 패턴화되는 일련의 프로세스 단계에 의해 제조된다. 어떤 증착 단계는 통상적으로 타킷으로부터 스퍼터링 재료에 의한 증착인, 스퍼터 증착에 의해 수행된다.
스퍼터 증착에서, 스퍼터링 타깃 및 제품은, 아르곤과 같이 상대적으로 무거운 원자를 가지는 가스가 플라즈마 상태로 여기되는 진공 챔버내에 위치된다. 네가티브 직류 또는 교류 전압은 아르곤 이온을 플라즈마로부터 타깃에 충돌하도록 가속화한다. 어떤 충돌 에너지는 타깃의 표면상의 재료로 전달되어, 타깃 재료의 분자가 타깃으로부터 배출 또는 "스퍼터링"된다. 제품은 스퍼터링된 타깃 재료의 대형 부분이 제품에 증착되도록 위치한다.
어떠한 타입의 통상적으로 사용되는 타깃 재료는 오염물 입자를 발생시키는데, 이 오염물 입자가 제품상에 떨어지는 경우 제조되는 전자 장치를 손상시킬 수 있다. 예를 들면, 인듐 주석 산화물(ITO) 타깃은 통상적으로 적어도 일 퍼센트의 불순물을 포함한다. 타깃이 스퍼터링될 때, 불순물이 타깃으로부터 떨어지기 전에 불순물이 1mm 만큼 큰 입자로 덩어리진다. 오염물 입자를 발생시키는 또 다른 타입의 타깃은 단일, 일체식 타깃 대신 타일의 매트릭스로서 구성된다. 타일들 사이의 갭에서의 아크는 타일을 지지판(backing plate)에 본딩하기 위해 사용되는 재료의 입자를 제거할 수 있다.
제품상에 오염물 입자가 떨어지는 문제점은 제품 바로 위에 타깃이 있으면서 타깃 및 제품 둘다 수평으로 배향되어 있을 때 가장 심각하다. 이러한 경우, 타깃으로부터 떨어지는 거의 모든 입자가 제품상에 떨어진다.
이러한 문제점을 극복하기 위해, 어떠한 종래의 스퍼터 증착 챔버는 타깃 아래가 아닌 옆에 제품을 배치하면서, 타깃 및 제품을 수직으로 배향한다. 이 같은 설계에서, 타깃으로부터 떨어지는 모든 입자는 제품상으로가 아닌 타깃 아래로 무해하게 떨어진다. 그러나, 기판에 과도하게 스트레스를 가하여 균형됨이 없이 수직 배향으로 대형 유리 기판을 기계적으로 지지하기가 어렵다. 따라서, 기판에 오염물 입자의 증착을 최소화하고 수평 배향된 기판으로 수행될 수 있는 제품상에 재료를 스퍼터 증착하는 장치 및 방법에 대한 요구가 있었다.
또 다른 난점이 증착 챔버 작동 시간 및 타깃 라이프 둘다 동안 이용 팩터에서 발생된다. 타깃 충돌이 진행될 때, 타깃 상의 가스 이온 전류 분배가 자속 밀도와 관련되는데, 자속 밀도는 통상적으로 타깃 표면 상에서 불균일하다. 따라서, 자속이 가장 큰 곳에서 침식이 가장 빨리 발생하여, 타깃 재료가 충돌에 의해 제거되는 타깃 표면에 하나 이상의 스퍼터링 홈을 발생시킨다. 타깃 타일은 통상적으로 4 내지 10 밀리미터의 균일한 두께로 시작된다. 타깃 표면을 가로질러 가속기 자기장을 분산시키는 방법 및 장치는 스퍼터링 홈의 발전을 완화시킨다.
증착 챔버에서 타일을 교체하는 것은 비용이 많이 든다. 타일을 대체하기 위해 진공을 깨뜨리는 것은 작동 온도로부터 챔버를 냉각시키고, 타깃을 교체하고, 주위 공기로부터 흡수된 수중기를 태워버리기 위해 챔버를 재가열하고, 타일에 불가피하게 형성되는 산화층을 제거하기 위해 때를 맞추어 태우는 것을 포함하는데, 모두 프로세스에서 에너지 소모가 수반된다. 따라서 교체되기 전에 타깃 타일이 오래 사용될수록, 주어진 양의 기판 증착에 대해 매우 적은 교체 사이클이 요구된다.
다양한 장치는 불균일한 타깃 침식을 극복하기 위해 적용되었다. 예를 들면, 모리슨(Morrison)의 미국 특허증 번호(U.S. Letters Patent Number) 4,265,729호는 타깃 실면적 부분(portion of target real estate)에서 폐기물을 완화시키기 위한 노력으로 자속 패턴에 영향을 미치도록 다중 자석이 형성된 것이 제시되어 있는데, 특히 타깃 표면에 플럭스를 평행하게 강화하였다. 모리슨은 솔리드 자석 형상을 주로 적용하였지만, 이는 자본 비용 및 복잡성을 악화시키고 종래의 관습으로부터 상당히 이탈된 것이다. 종래의 대형 기판 마그네트론 형상에 따르는 반면, 타깃 표면에 자속을 평행하게 강화하는 장치 및 방법은 타깃 이용을 개선하는 반면 스퍼터링 챔버에 대한 개선의 비용 및 복잡성을 최소화한다.
본 출원은 현재 계류중이고 1999년 10월 10일 출원된 미국 특허 출원 제 09/429,762호의 부분 연속 출원이다.
본 발명은 평 패널 디스플레이와 같은 전자 제품에 스퍼터 증착을 수행하기 위한 장비에 관한 것으로, 특히 타깃으로부터 전자 제품으로 오염물 입자가 떨어지는 것을 방지하기 위한 실드 및 경사진 스퍼터링 타깃에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 타깃 재료 및 증착 챔버 이용의 효율을 향상시키는 가속기 자석(accelerator magnets)의 배치(arrangement) 및 배향(orientation)에 관한 것이다.
본 발명의 특징부의 신규한 특징이 첨부된 청구범위에 제시된다. 그러나, 본 발명 자체 뿐만 아니라 바람직한 이용 모드 및 다른 목적 및 장점이 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 하나 이상의 실시예의 상세한 설명을 참조함으로써 매우 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 실드를 구비한 두 개의 경사진 타깃을 가지는 스퍼터 증착 챔버의 측 단면도이다.
도 2는 도 1의 실드 및 타깃 중 하나의 상세도이다.
도 3은 하나의 타깃 뒤의 자석 구조의 평면도이다.
도 4는 하나의 타깃 뒤의 마그네틱 폴 피스의 평면도이다.
도 5는 강화된 실드를 가지는 도 1의 챔버의 다른 일 실시예의 측 단면도이다.
도 6은 하나의 수평 타깃 및 4 개의 경사진 타깃을 가지는 스퍼터 증착 챔버의 평면도이다.
도 7은 도 6의 챔버의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주는 도 2의 도면이다.
도 9는 도 1 내지 도 7의 바람직한 실시예의 자기적 배치로부터 초래되는 이온 경로 분포 및 자기장을 보여주는, 도 2의 타깃 및 자석의 상세도이다.
도 10은 도 9의 자석 배향에 대응하는 타깃의 단면도이다.
도 11은 도 8의 자석 배향에 대응하는 단면도이다.
도 12는 도 9에 유사한 도면이지만, 도 8에 도시된 바와 같이, 타깃에 대해 경사진 각도로 자화되는 주변 자석을 가지는 도면이다.
도 13은 도 12에 유사한 도면이지만, 타깃에 대해 경사진 각도로 물리적으로 배향되는 주변 자석을 가지는 도면이다.
본 발명은 입자가 제품상에 증착되지 않도록 타깃으로부터 떨어질 수 있는 입자를 차단하는 실드(shield) 및 경사진 스퍼터링 타깃을 포함하는 스퍼터 증착 장치 및 방법이다. 본 발명은 제품이 수평으로 배향되는 것을 허용한다.
더욱 상세하게는, 스퍼터링 타깃은 제품 위치보다 더 높게 장착되고 수직 축선에 대해 30도 내지 60도의 각도로 배향된다. 실드는 타깃의 전방면으로부터 제품상의 지점으로 하향으로 수직하게 연장하는 어떠한 수직선이 상기 지점상의 실드를 교차한다.
본 발명의 또 다른 양상은 수직면에 대해 30도 내지 60도의 각도 및 대칭으로 배향되는 한 쌍의 스퍼터링 타깃이다. 이러한 대칭의, 경사진 배치는 단일의 경사진 타깃에 발생할 수 있는 증착 불균일성을 극복한다. 각각의 타깃은 두 세트의 자극(magnetic poles)을 포함하는데, 제 1 세트는 타깃의 후방면에 인접하여 장착되고 제 2 세트는 제 1 세트를 둘러싸도록 타깃의 주변부에 인접하여 장착된다. 이러한 자석 배치는 자석이 타깃에 근접하여 이격되도록 하여 타깃에 인접한 자기장의 강도를 최대로 하여, 스퍼터 증착율을 최대로 한다.
배치의 추가적인 강화는 주변 자석으로부터 타깃의 표면에 대해 30도 내지 60도의 각도, 약 45도의 최적 각도로 배향하는 것을 포함한다. 이는 선택된 각도로 주변 자석을 자화시키거나 물리적으로 배향시킴으로써 달성될 수 있다. 결과적인 자속은 타깃 타일 주변부를 넘어 측방향으로 연장하여, 자속 라인이 타깃 타일의 평면에 더 평행하고 자극에 적게 집중되는 경사 표면위를 통과하도록 한다. 이는 타깃 타일의 더 큰 면적에 걸쳐 스퍼터 침식을 퍼뜨리고, 스퍼터링 홈의 발전을 약화시켜, 타일 재료가 통과하기 전에 타깃이 더 오래 사용되는 것을 허용한다. 타일 침식이 더 균일하기 때문에, 주어진 타일상의 더 많은 고가의 타깃 재료가 스퍼터 증착을 위해 사용되고 적게 폐기된다. 각각의 타일이 교체되기 전에 더 오래 사용되므로, 더 적은 타일 교체 사이클이 기판 코팅의 주어진 용적에 대해 필요하며 증착 챔버 용량 팩터가 상승된다.
도 1 및 도 2는 두 개의 경사진 스퍼터링 타깃(10, 12)을 가지는 스퍼터 증착 챔버(8)를 보여주며, 각각의 타깃은 본 발명에 따른 각각의 오염물 차단 실드(14, 16)를 갖는다. 도시된 챔버는 전자 비디오 디스플레이를 제조하기 위해 사용된 타입의 대형 사각 제품 또는 기판을 수용하도록 설계되어 있다. 이 같은기판은 현재 600 mm X 800 mm(폭 X 길이) 만큼 대형일 수 있으며, 더 큰 기판이 근래에 널리 사용될 것이다.
기판과 같이 대형으로 스퍼터링 타깃 및 자석을 구성하는 것이 어렵고 비용이 많이 든다. 결론적으로, 본 발명의 현재 바람직한 실시예는 길고, 좁은 직사각형 타깃(10, 12)을 적용하며, 각각은 기판의 길이 보다 더 긴 길이를 갖지만, 폭은 기판의 폭보다 매우 작다. 캐리어(18)는 타깃을 지나 수평으로 기판(20)을 천천히 이동시켜 타깃으로부터 스퍼터링된 재료가 전체 기판을 덮도록 한다. 도시된 실시예에서, 각각의 타깃은 폭이 10 cm이고 길이가 1 m이다.
종래의 이송 기구가 챔버에 설치될 수 있어 기판을 타깃을 지나 기판을 천천히 이동시킨다. 도시된 실시예는 랙 및 피니언 기구를 적용하는데, 랙 및 피니언 기구에는 치형 랙(42)이 기판 캐리어(18)의 바닥부에 장착된다. 피니언 기어(46)는 캐러어(18)의 폭 보다 더 크지 않게 이격된 간격으로 챔버의 길이를 따라 장착되어, 랙이 항상 적어도 하나의 피니언 기어와 맞물린다. 도시되지 않은 모터는 피니언 기어를 회전시킨다. 자유롭게 회전하는 아이들러 휠(44)은 피니언 기어들 사이의 지점에서 캐리어(18)를 지지한다.
도 2 및 도 3은 타깃 위(즉, 뒤) 자석의 배치를 보여준다. 영구 자석(24)의 어레이는 타깃의 전체 주변부(P)를 따라 S극을 가지고 타깃의 긴, 중앙 축선(C)(도 4)을 따라 N극을 가지는 자기장을 형성한다. 자석 어레이의 N극은 타깃의 중앙 축선(C)을 따라 직사각형 자석(22)의 두개의 열로 이루어지며, 각각의 자석은 타깃에 수직하게 배향된 자기 축선을 가지며 타깃에 인접한 N극을 가진다. 어레이의 S극은 주변부(P)를 따라 배치되고 중앙 축선(C)으로부터 반지름방향으로 이격하여 하나의 자석(24) 열로 이루어진다. 외부 자석(24)은, 각각의 외부 자석(24)의 S극이 타깃에 인접하는 것을 제외하고 내부 자석(24)과 동일하다. 철로된 폴 피스(26)(도 2 및 도 4)는 내부 자석의 S극을 외부 자석의 N극으로 연결하여 "자기 회로"롤 형성한다. 이러한 자기 회로는 도 2에 화살표(28)로 표시된 자기장을 형성한다.
이와 달리, N극 및 S극은 장치의 성능에 영향을 미치지 않고 상호 교환될 수 있다.(도 3에서, 자석의 샘플링 만이 문자 S 또는 N으로 표시될 수 있지만, 내부 자석(22)은 S로 표시된 것과 동일한 자기 배향을 가지며, 외부 자석(24) 모두 N으로 표시된 것과 동일한 배향을 가진다.) 도시되지 않은 전력 공급원은 큰 교류 전압 또는 네가티브 직류 전압, 통상적으로 -600 볼트 정도의 전압을 타깃(10, 12)으로 공급한다. 유전체 스페이서(17)는 전기적으로 접지된 챔버 벽(8)으로부터 타깃을 절연하며, 유전체 외부 커버(19)는 타깃의 높은 전압과의 사고적 접촉으로부터 사람을 보호한다.
마그네트론 스퍼터링 시스템의 작동 원리가 공지되어 있다. 작동중, 아르곤과 같은 상대적으로 무거운 가스가 진공 챔버로 공급된다. 도시되지 않은 진공 챔버는 챔버내에서 매우 낮은 가스 압력, 통상적으로 1 내지 5 mTorr를 유지한다. 자기장(28)은 타깃의 근방에서 자유 전자를 잡아내어 자유 전자가 폐쇄 전체 경로 주위를 내부 자석(22) 및 외부 자석(24) 사이의 갭에 평행하게 순환하도록 한다. 종래의 마그네트론 스퍼터링 타깃에서와 같이, 각각의 타깃 및 폴 피스의 두 개의 단부가 반원이 되어 순환하는 전자에 대해 적어도 최소 회전 반경을 제공한다.
순환 전자는 아르곤 가스 원자와 충돌하여 이온화된다. 타깃(10, 12)상의 큰 네가티브 직류 또는 교류 전압은 타깃을 향하여 아르곤 이온을 가속화한다. 아르곤 이온은 타깃의 전방면에 충돌하여 타깃의 표면으로부터 재료를 배출하거나 "스퍼터링"한다. 제품(20)이 타깃의 전방에 있기 때문에, 스퍼터링된 타깃 재료의 대부분이 제품에 증착된다.
타깃으로부터 스퍼터링된 재료의 각각의 모듈은 타깃으로부터 이격하여 직선 궤도로 이동하지만, 스퍼터링된 재료의 상이한 모듈의 궤도가 각도의 범위에 걸쳐 분배된다. 분배 범위는 스퍼터링되는 특정한 재료에 따르지만, 거의 모든 재료에 대해 스퍼터링된 재료의 궤도가 타깃의 전방면에 대해 수직한 라인으로부터 플러스 또는 마이너스 30도 범위에 집중된다.
본 발명의 배경 기술에서 상술된 바와 같이, 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은, 소정의 타입의 타깃 재료는 통상적으로 타깃의 스퍼터링 동안 모여 궁극적으로 제품(20)으로 떨어질 수 있는 입자로서 얇은 조각이 되는 유기 오염물을 포함한다. 게다가, 단일, 일체식 타깃 대신 타일의 매트릭스로서 구성되는 타깃은 지지판에 타일을 본딩하기 위해 사용되는 재료의 입자를 제거할 수 있는 타일들 사이의 갭에서 아킹(arcing)을 겪는다.
이 같이 입자가 제품을 오염시키는 것을 방지하기 위하여, 본 발명은 각각의 타깃 아래 실드(14, 16)를 포함하며, 각각의 타깃(10, 12)은 수직 축선에 대해 경사진다. 실드는 입자가 제품에 도달하기 전에 타깃으로부터 떨어지는 입자를 잡아내는데, 이는 실드가 타깃으로부터 제품 위치로 하방으로 연장하는 어떠한 수직 라인이 제품 위치상의 지점에서 실드와 교차하도록 영역을 점유하기 때문이다. 바람직하게는 실드의 하부 엣지는 입자가 실드의 하부 엣지로부터 미끄러지는 것을 방지하는 상방 연장 립(upward-extending lip; 32)을 포함한다.
수평으로 배향된 타깃을 가지는 종래의 스퍼터 증착 챔버에서, 제품은 타깃으로부터 스퍼터링된 재료를 수용하도록 타깃 바로 아래 위치되어야 한다. 이는 타깃으로부터 떨어지는 오염물 입자를 차단하기 위해 타깃과 제품 사이에 실드를 배치하는 것을 불가능하게 하는데, 이는 실드가 거의 모든 스퍼터링된 재료를 차단하기 때문이다. 역으로, 수직 배향 타깃은 수평으로 배향된 제품의 사용을 허용하지 않는데, 이는 수직으로 배향된 타깃으로부터 스퍼터링된 재료가 수평 궤도를 가져, 수평으로 배향된 제품상으로 주로 날아오기 때문이다.
본 발명에서, 타깃의 경사가 스퍼터링된 타깃 재료의 궤도에 수직 및 수평 성분 둘다를 제공된다. 수직 성분은 기판이 기판상으로 날아오는 스퍼터링된 재료없이 수평으로 배향되는 것을 허용하며, 수평 성분은 기판이 타깃으로부터 측방향으로 오프셋되는 것을 허용하여 타깃 아래 실드가 오염물 입자를 잡아낼 수 있게 한다. 수직 축선에 대한 타깃의 경사는 30도 내지 60도의 범위내에 있으며, 바람직하게는 약 45도이다.
실드(14, 16)에 대한 두 개의 주요 설계 변수는 (1) 타깃으로부터 연장하는 실드의 길이, 및 (2) 타깃의 전방면의 평면과 실드 사이의 각도(θ)이다. 실드의 길이는 타깃의 상부 엣지로부터 제품 위치를 향하여 하방으로 연장하는 수직 라인(34)이 제품 위치 위의 지점(36)에서 실드와 교차하도록 충분히 길어야 한다(도 2 참조).
도시된 바람직한 실시예에서의 실드는 타깃의 전방면에 대해 수직하다. 이와 달리, 실드는 실드와 타깃 사이의 각도(θ)가 각각 90도 보다 적거나 크도록 상방 또는 하방으로 각도를 형성할 수 있다. 실드와 타깃 사이의 각도의 감소는 타깃이 더 낮게 장착되어 제품에 더 근접하게 되는 장점을 갖는다. 그러나, 실드에 의해 제품에 도달되는 것이 차단되는 타깃으로부터 스퍼터링된 재료의 양이 증가된다. 각도를 증가시키는 것은 반대되는 효과가 있다. 실드에 의해 차단되는 스퍼터링된 타깃 재료의 양이 감소되는 장점을 가지지만, 제품위로 더 높이 장착되는 타깃이 요구되는 단점을 갖는다.
바람직하게는, 제품 상의 타깃의 높이가 매우 크지 않도록하여 타깃으로부터 스퍼터링된 재료가 제품에 도달하기 전에 가스 원자와 충돌할 높은 가능성이다. 1 내지 5 mTorr의 스퍼터 증착을 위해 통상적으로 사용된 챔버 압력의 범위에서, 바람직한 높이는 타깃으로부터 제품으로 스퍼터링된 재료의 평균 경로 길이가 15 내지 20 cm가 되는 높이일 수 있다. 균등하게, 타깃은 제품 위의 일정한 높이에 위치되어 타깃에 대해 수직하고 타깃의 중앙으로부터 제품으로 연장하는 라인이 15 내지 20 cm인 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서와 같이 45도 각도로 경사진 타깃에 대해, 이는 타깃의 중앙이 제품 위로 약 10 내지 14 cm이 되는 것을 의미한다. 챔버 압력을 감소시키는 것은 스퍼터링된 타깃 재료의 평균 자유 경로(mean free path)를 증가시켜, 더 큰 타깃 높이를 허용한다.
타깃과 제품 사이의 거리를 최소화하도록, 증착이 수행되는 동안, 제품은 가능하게는 실드(14, 16)에 근접하여 장착되어야 한다. 바람직한 실시예에서, 캐리어(18)는 실드의 하부 엣지 아래 단 5mm인 평면, 수평 경로를 따라 제품(20)을 이동시킨다.
타깃이 기판에 대해 측방향으로 오프셋되고 경사지기 때문에, 스퍼터링된 타깃 재료는 일반적으로 일 측부로부터 기판에 도달한다. 예를 들면, 도 1에서, 최좌측 타깃(10)으로부터 스퍼터링된 재료가 일반적으로 좌측으로부터 기판(20)에 도달한다. 기판의 상부면이 평평한 경우, 이 지향성은 기판상의 타깃 재료의 증착에 불리한 영향을 미치지 않는다. 그러나, 기판의 상부면이 타깃 재료로 충전되는 개구로 패턴화되는 경우, 금속 콘택(metal contact) 또는 바이어스(vias)를 제조할 때로서, 그때 각각의 개구에서 더 많은 타깃 재료가 타깃으로부터 가장 먼 개구의 측벽에 증착되기 때문에 지향성은 바람직하지 않다. 도 1의 예에서, 각각의 개구는 개구의 우측 벽에 증착된 타깃(10)으로부터 재료의 최대양을, 그리고 좌측 벽에 증착된 재료의 최소양을 가진다.
이러한 지향성을 제거하기 위해, 도시된 바람직한 실시예는 반대 방향으로 경사진 두 개의 타깃을 적용한다. 특히, 최좌측 타깃(10)은 우측을 향하여 스퍼터링된 재료가 향하고 최우즉 타깃(12)은 좌측을 향하여 스퍼터링된 재료가 향한다. 조합된 두 개의 타깃은 기판에 있는 개구의 모든 측부에 스퍼터링된 타깃 재료의 균일한 증착을 형성한다.
상술된 바와 같이, 만약 기판의 상부면이 스퍼터링된 재료로 재워지는 깊고 좁은 개구를 포함하지 않는 경우 단일 타깃(10)이 충분할 수 있다. 따라서, 비록두 개의 타깃이 바람직하지만, 본 발명은 단일 타깃(10) 및 단일 실드(14)로 실시될 수 있다.
각각의 실드(14, 16)는 이온 충돌에 의한 실드의 침식을 피하기 위해 타깃(10, 12)으로부터 전기적으로 절연되어야 한다. 실드는 전기적으로 부유되거나(electrically floating), 도 1, 2, 및 5에 도시된 바와 같이 챔버 벽(8)에 전기적으로 접지될 수 있다.
스퍼터 증착율을 최대로 하기 위해, 각각의 자석(22, 24)과 타깃(10)(스퍼터링에 노출된 표면)의 전방면 사이의 거리가 타깃에 인접한 반대 극성의 자극들 사이의 갭 및 타깃의 전방면의 폭에 대해 가능한 작아야 한다. 도시된 실시예에서, 상기 갭은 내부 자석(22)과 외부 자석(24) 사이의 갭이다. 자석 대 타깃의 거리를 최소화하는 것은 타깃 전방면에 바로 인접한 아르곤 가스의 영역에서의 자기장의 강도를 최대화하는 것이며, 이는 타깃에 충돌하는 아르곤 이온의 플럭스 밀도를 최대화하는 것이다. 자석과 타깃의 전방면 사이의 평균 거리는 타깃의 전방면의 폭의 100%보다 작은 것이 바람직하며(50% 보다 작은 것이 더욱 바람직하다), 타깃에 인접한 반대 극성의 자극들 사이의 평균 갭의 200%보다 작은 것이 바람직하다(더욱 바람직하게는 100% 보다 작은 것이 더욱 바람직하다).
도 1에 도시된, 두 개의 반대로 경사진 타깃의 바람직한 배치는 각각의 타깃 바로 뒤에 자석을 장착함으로써 각각의 자석(22, 24)과 인접한 타깃(10 또는 12)의 전방면 사이의 거리를 최소화한다. 도 2에 도시된 좌측 타깃(10)을 참조하면, 타깃은 제 1 지지판(38)에 본딩되는데, 제 1 지지판의 기능은 타깃에 기계적 강도를제공하는 것이다. 제 1 지지판과 접하는 제 2 지지판(39)은 타깃 및 자석을 냉각시키기 위하여 물이 펌핑될 수 있는 채널을 포함한다. 지지판은 구리 또는 알루미늄과 같이 비자기(즉, 비철)이며 기계적으로 단단한 재료로 구성되어야 한다. 유전체 시트(40)는 자석 및 외측 커버(41)로부터의 타깃 및 지지판상의 높은 전압을 전기적으로 절연한다.
도시된 예에서, 타깃이 두께가 8mm이고 제 1 및 제 2 지지판은 각각 두께가 10mm이며 유전체 시트는 두께가 3mm이다. 각각의 자석(22, 24)으로부터 타깃(10)의 전방면으로의 거리는 이라한 두께의 합, 즉 31mm이다. 각각의 타깃의 폭이 100mm이고, 내부 및 외부 자석 사이의 갭이 약 40mm이다. 따라서, 각각의 자석과 타깃의 전방면 사이의 31mm 거리는 타깃에 인접한 자극들 사이의 40mm 갭 보다 작으며, 타깃의 100mm 폭의 50% 보다 작다.
제품(20)이 바람직한 실시예(5mm)에서와 같이 실드의 하부 엣지에 근접하게 위치하는 경우, 실드(14, 16)는 접촉하여 제품을 손상시키도록 불리하게 변형되지 않도록 충분히 강성이어야 한다. 특히, 각각의 실드(14, 16)는 두 개의 측벽에 용접되는데, 측벽은 상부 벽에 용접되고 각각의 실드는 타깃 조립체에 볼트결합된다. 도 5는 두 개의 측벽(50)에 용접되는 좌측 실드(14), 및 두 개의 측벽에 용접되는 상부 벽(54)을 보여준다. 실드(14), 측벽(50) 및 상부벽(54)은 조합되어 직사각형 튜브를 형성한다. 유사하게, 우측 실드(16)는 두 개의 측벽(52)에 용접되어, 두 개의 측벽은 상부 벽(56)에 용접된다. 측벽은 실드가 구브려 지는 것을 방지한다.
도 6 및 도 7은 수 개의 스퍼터링 타깃이 단일 스퍼터 증착 진공 챔버(60)내에 배치될 수 있어 제품(20)상의 타깃 재료의 연속 층을 증착한다. 캐리어(18)는 좌측으로부터 우측으로 연속적인 스퍼터링 타깃 아래로 제품을 천천히 그리고 연속적으로 이송한다.
특히, 제품(20)은 입구를 경유하여 로드 락 챔버(62)로 들어간다. 도시되지 않은, 리프트 핀은 캐리어(18)위로 제품을 상승시켜 캐리어위에서 제품을 증착한다. 캐리어는 제품을 입력 로드 락 챔버(62)로부터, 진공 밸브(64)를 통하여, 스퍼터 증착 진공 챔버(60)로 이송한다.
그리고나서 캐리어는 기판상에 ITO 필름의 제 1 층이 증착되는 인듐 주석 산화물(ITO) 타깃(10, 12)의 제 1 쌍 아래로 제품이 이동한다. 캐리어는 기판을 계속 이동시켜 기판이 기판상에 ITO의 제 2 층이 증착되는, ITO 타깃(10', 12')의 제 2 쌍 아래로 통과한다. 캐리어가 우측으로 기판을 계속적으로 이동시킬 때, 기판은 이전에 증착된 ITO 층 상에 MoCr 또는 Cr 층이 증착되는, MoCr 또는 Cr 타깃 아래를 통과한다. 마지막으로, 캐리어는 스퍼터링 증착 진공 챔버(60)로부터, 진공 밸브(66)를 통하여, 배출 로드 락 챔버(68)로 제품을 이송시킨다.
본 발명의 경사진 타깃 및 실드는 ITO 층을 층착하기 위해 사용되는데, 이는 ITO 타깃이 전술된 바와 같이 유기 오염물의 입자를 통상적으로 생산하기 때문이다. 그러나, 실드 없이 종래의 수평 타깃(66)은 MoCr 또는 Cr 층을 증착하기 위해 사용될 수 있는데, 이는 MoCr 또는 Cr 타깃이 오염물 입자를 발생시키지 않는 고순도(high degree of purity)로 용이하게 이용가능하기 때문이다.
도 8은 전술된 실시예들 중 어느 하나 또는 모두 사용될 수 있는 본 발명의다른 제 2 실시예를 보여준다. 도 8의 실시예에서, 주변 자석(124)의 자속 라인(128)은 중앙 축선(C)으로부터 이격하여, 타깃(10)의 주변부(P)를 향하여 그리고 타깃(10)의 주변부(P)를 넘어 반지름방향 외측으로 퍼져있다. 이는 타깃(10)의 표면에 걸쳐 자유 전자가 순환하는 전체 경로에 분포를 향상시키고, 타깃(10)의 표면에 평행하게 자속 밀도를 증가시키고 이온 전류를 증가시키는 바람직한 효과를 갖는다. 이 결과 전술된 바와 같이, 타깃(10) 및 증착 챔버(60)의 이용이 개선된다.
도 9는 바람직한 실시예에서 발생하는 자속(28) 패턴을 상세하게 보여주는데, 여기에서 주변 자석(24)이 타깃(10)의 표면에 수직하게 배열되어 자화된다. 정적 자기장의 경우, 자속(28)은 타깃(10)의 평면에 실질적으로 수직하게 주변 자석(24)으로부터 나와, 내부 자석(22) 바로 아래 타깃(10)에 또한 실질적으로 수직한 경로를 따라 조밀하게 복귀한다. 물론, 전자석에 의해 유도된 동적 자기장에서, 극성은 변화하지만, 분포는 실질적으로 도 9에 도시된 바와 같이 남아 있게 된다. 다른 경우, 자유 전자는 내부 자석(22)과 외부 자석(24) 사이의 타깃(10)의 전방면에 인접하여 형성된 결과적인 플라즈마 영역(29)내에서 순환한다. 플라즈마 영역(29)은 상대적으로 작은 타깃(10)의 총 표면 영역을 점유한다. 자유 전자는 이러한 영역에서 발생되는 가스 이온과 충돌한다. 이온화되면, 가스 이온은 가스 이온이 타깃 재료 분자와 충돌하는 타깃(10)의 전방면으로 이끌려 온다. 가스 이온이 타깃(10)에 적용되는 전압으로부터 전기장에 의해 타깃(10)을 향하여 일반적으로 바이어싱되지만, 가스 이온은 내부 자석(22)과 외부 자석(24)의 자극에 가장가까운 타깃(10)을 가로지르는 경향이 있다.
도 10은 이러한 배치의 타깃(10)상에 부 최적 효과(sub-optimal effect)가 도시되어 있다. 주변 자석(24)은 도 9에서와 같이 타깃(10)에 대해 수직하게 배향된다. 타깃(10)의 표면에 평행한 자속(28)은 미미하고, 이온 흐름은 낮으며, 소정의 가스 이온이 자석(22, 24)의 자극에 더 가까운 더 높은 자속(28)의 영역에서 타깃(10)을 향하여 흘려 보내질 때까지 소정의 가스 이온이 이동하는 것을 허용한다. 자속(28)이 자극에 가장 가까운 곳에서 밀도가 높으므로, 타깃(10)의 가스 이온 충돌도 자극에 가장 가까운 곳에서 최대로 된다. 이는 타깃(100을 마모시켜, 가스 이온이 타깃(10)의 표면과 교차하는, 홈(25, 27)을 불균일하고 깊어지게 한다.
도 10을 계속해서 참조하면, 타깃(10)은 전체 표면을 가로질러 실질적인 균일한 초기 두께(A)로 작동을 시작한다. 작동 주기(T1) 후, 홈(25, 27)은 최대 깊이(B)로 침식된다. 추가 작동으로, 깊이(B)는 시간(T2)에서 초기 두께(A)로 결국 접근한다. 그때 타깃 타일 본딩 재료가 기판(20)을 오염시키지 않도록 타깃(10)이 교체되어야 한다. 따라서 타깃 이용 시간은 주기(T2)로 제한되고 폐기 타깃 재료(W1)는 폐기 및 재순환되어야 하고, 새로운 타깃(10)이 설치되어야 하며, 챔버(60)의 타일 교환 사이클이 요구된다.
도 11은 도 8에 도시된 다른 실시예에 의해 달성된 개선예를 보여준다. 타깃(10)의 평면에 대해 자화 예각(an acute magnetizing angle; α)으로 자화 주변자석(124)이 중앙 축선(C)으로부터 이격하여, 타깃(10)의 주변부(P)를 향하여 그리고 타깃의 주변부를 넘어, 가장 큰 자속 밀도를 반지름방향 외측으로 변화시킨다. 자화 각도(α)는 타깃(10)의 평면에 대해 30도 내지 60도가 바람직하고 45도가 최적이다. 주변부(P)에서 자화를 반지름방향 외측으로 각도 형성은 내부 및 외부 자석(22, 124) 사이의 결과적인 플라즈마(129)에서의 자유 전자의 경로를 확장한다. 다음으로 더 큰 플라즈마 영역(129) 때문에 이는 가스 이온과의 이온화 접촉의 가능성을 증가시킨다. 그러나, 더 중요한 것은, 자속(128)이 타깃(10)에 더 평행하게 되고 타깃(10)에 걸쳐 균일하게 되어, 타깃(10)의 표면의 더 큰 부분에 걸쳐 가스 이온의 결과적인 충돌이 퍼져 나간다. 침식 홈(125, 127)은 여전히 발전되지만 더욱 천천히 더 넓은 영역에 걸쳐 발전된다. 특히, 침식 홈의 최대 깊이(B1)는 홈(25, 27)의 깊이(B) 보다 동일한 작동 시간(T1)에 대해 실질적으로 더 얕다. 결국, 깊이(B1)는 또한 두께(A)에 도달하지만 이렇게 되는데 시간이 더 걸린다. 홈(125, 127)이 홈(25, 27) 보다 매우 얕기 때문에, 타깃(10) 이용 시간(T3)(도 11)이 T2(도 10) 보다 상당히 더 크다.
이는 도 9의 90도 폴 배향에 대한 수 개의 장점으로 변환된다. 첫번째, 타깃(10) 이용 시간이 더 깊기 때문에, 챔버(60)에 대해 개선된 용량 인자(improved capacity factor) 및 에너지에 있어서의 수반되는 절약과 함께, 더 적은 변환 사이클이 증착 챔버(60)에 대해 요구된다. 두번째, 타깃(10)의 더 큰 용적은 이용 시간(T3) 동안 침식되어, 타깃 타일 폐기(W1에 비교하여 W2)를 감소시켜, 가치있는 고순도 타깃 재료 자체를 보존한다. 세번째, 영역(129, 229)내에서의 더 많은 자속(128, 228) 밀도는 주어진 전력 레벨에 대해 주어진 전압, 또는 더 낮은 전압 동안 더 큰 이온 전류를 의미한다. 이는 주어진 기판 코팅을 위한 에너지를 보존하고 충돌 동안 타깃 재료 스프래시(target material splash)를 감소시켜, 스퍼터 증착을 더 예측가능하게 한다.
도 12 및 도 13은 이러한 다른 실시예가 구성될 수 있는 두 개의 방법을 도시한다. 도 12에서, 주변 자석(124)은 도 9에서와 동일하게 물리적으로 배향된다. 이는 바람직한 실시예에 대해 상술된 동일한 지오메트리의 적용을 허용한다. 변화되는 모든 것은 자유 전자 경로(129)와 자속(128)의 분포이다. 내부 자석(22)과 주변 자석(124) 사이의 물리적 갭은 실질적으로 동일하고 스퍼터 궤적의 상대적인 효과가 실질적으로 영향을 받지 않는다. 따라서, 도 8에 도시된 예에서, 자석으로부터 타깃(10)의 전방으로의 거리는 31mm 이고, 내부 자석(22)과 외부 자석(124) 사이의 갭은 약 40mm이다.
도 13은 주변 자석(224)이 도 12에 도시된 바와 같이 원하는 자화 각도(α)와 일치하도록 물리적으로 배향된다. 전자 경로(229)는 더 많은 타깃(10)에 걸쳐 퍼짐으로써 다소 더 개선된다. 그러나, 이는 비용이 든다. 첫번째, 증착 챔버(60)에서 다른 하드웨어에 대한 물리적 변화가 요구된다. 특히, 주변 자석(224)과 폴 피스(226) 사이의 경계면은 주변 자석(224)의 유사한 베벨형 상부와 정합되도록 베벨형으로 도시되어 있다. 또한, 자석(224)은 상술된 바와 같이, 유전체 절연기(40)를 통하여 타깃(10)과 최적으로 경계를 이루도록 반대 자극에서 베벨형이다. 본 기술분야의 일반적인 기술자는 물론 자속(228)의 자기 경로를 폐쇄하는 다른 수단이 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 이용될 수 있다는 것이 인정된다. 그럼에도 불구하고, 주변 자석(224)의 물리적 배향은 증착 챔버(60)의 자본 비용에서의 약간의 증가를 포함한다.
도시된 바와 같은 물리적으로 배향되는 주변 자석(224)은 또한 주변 자석과 내부 자석(22) 사이의 갭을 증가시킨다. 또한, 주변 자석이 타깃(10)의 주변부(P)를 넘어 반지름방향으로 연장하기 때문에, 타깃(10)으로부터 주변 자석(224)의 분리가 또한 증가된다. 예를 들면, 바람직한 실시예의 자석(22, 24) 각각이 14mm 긴 경우, 배향 자석(224)은 외측 커버(41)의 전체 주변부 크기에서의 증가가 요구되는, 약 14mm, 또는 총 약 54mm 만큼 내부 및 외부 자석 사이의 갭을 45도로 증가시킨다. 또한, 타깃(10)으로부터 결과적인 분리는 약 3mm, 또는 약 34mm 만큼 증가시킨다. 성능에 부정적인 영향을 증가시키지 않지만, 증착 챔버(60)의 물리적 크기가 따라서 변화되어야 한다. 14mm 만큼 좁은 폴 피스(226)는 이러하 변화를 오프셋할 수 있어 바람직한 실시예에 대해 상술된 실질적으로 동일한 장치의 이용을 허용한다.
예
도 9 및 도 12에 도시된 형상은 4300 PVD 시스템 및 3축선 홀-이펙트 탐침(a 3-axis Hall-effect probe)을 이용하는 타깃(10)에 걸쳐 측정된 자속 밀도에 대해형성된다. 시험된 자속은 도 9의 90도 배향된 시스템의 주변 자석(24) 보다 도 12의 45도 배향된 주변 자석(124)에 대해 더 넓게 분포되었다. 특히, 자속 밀도는 내부 및 외부 자석(22, 124) 사이의 자유 전자 영역(129)에서 100 가우스로부터 600 가우스 까지 증가하며 홈(25, 27)의 개선이 90도 시스템에 대해 더 크게 되는 타깃(10)의 영역에서 50 내지 200 가우스 만큼 약화된다. 또한, 45도 시스템에 대한 직류 출력 전압은 일정한 전력 출력 레벨에 대해 90도 시스템 보다 35% 더 낮았다.
본 발명은 특히 바람직한 실시예를 참조하여 도시되고 설명되었지만, 형상 및 상세함에서의 다양한 변화가 본 발명의 사상 및 범위로부터 이탈하지 않고 이루어질 수 있다는 것은 본 기술분야의 기술자에 의해 이해될 것이다. 예를 들면, 제 2 바람직한 실시예는 바람직하고 제 1 다른 실시예의 경사진 타깃(10)과 관련하여 상술되었다. 내부 및 외부 자석(22, 24)으로부터 자속을 퍼트리는 장점은 이러한 타깃 배향과 관계없이 달성될 수 있지만, 수직으로부터 수평으로의 모든 각도로 배향된 타깃(10)에 대해 유사한 장점이 발생한다.

Claims (46)

  1. 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치로서,
    주변부, 전방면 및 상기 전방면의 반대쪽의 후방면을 가지는 제 1 스퍼터링 타깃,
    상기 후방면에 인접하게 장착되고, 각각 동일한 극성을 가지는, 하나 이상의 내부 자극의 제 1 세트,
    상기 제 1 타깃의 주변부에 나란히 놓이고 상기 후방면에 인접하게 장착되며, 각각 상기 내부 자극의 극성에 대해 반대 극성을 가지는, 하나 이상의 외부 자극의 제 1 세트를 포함하며,
    상기 외부 자극의 제 1 세트가 상기 내부 자극의 제 1 세트를 전체적으로 둘러싸며,
    상기 외부 자극들 중 각각 하나가 상기 전방면에 대해 자화 예각으로 자화되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 자극들 중 각각 하나가 상기 전방면에 대해 수직 방향으로 자화되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 자화 각도가 상기 전방면에 대해 30도 내지 60도인, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 자화 각도가 반지름방향 외측을 향하여 상기 내부 자극으로부터 이격되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 자화 각도가 상기 전방면에 대해 30도 내지 60도이며,
    상기 내부 자극들 중 각각 하나가 상기 전방면에 대해 수직 방향으로 자화되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 각각의 자화 각도는 상기 외부 자극으로부터 자속이 반지름방향 외측을 향하여 상기 내부 자극으로부터 이격되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 각각의 자화 각도는 상기 외부 자극으로부터 자속이 상기 제 1 타깃의 주변부를 넘어 가도록 하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를스퍼터 증착하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 각각의 자화 각도는 상기 외부 자극의 제 1 세트로부터 자속이 상기 제 1 타깃의 전방면에 대해 실질적으로 평행하게 배향되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 자화 각도는 상기 전방면에 대해 30도 내지 60도이며 반지름방향 외측을 향하여 상기 내부 자극으로부터 이격되며,
    상기 외부 자극으로부터 자속이 상기 제 1 타깃의 전방면에 대해 실질적으로 평행하며,
    상기 내부 자극들 중 각각 하나는 상기 전방면에 대해 수직 방향으로 자화되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 후방면은 일반적으로 상향되고, 상기 전방면은 상기 기판을 향하여 일반적으로 하향되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 자화 각도는 상기 전방면에 대해 30도 내지 60도이며,
    상기 내부 자극들 중 각각 하나는 상기 전방면에 대해 수직 방향으로 자화되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 각각의 자화 각도는 상기 외부 자극으로부터 자속이 반지름방향 외측으로 향하도록 하여 상기 내부 자극으로부터 이격되도록 하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 각각의 자화 각도는 상기 외부 자극으로부터 자속이 상기 제 1 타깃의 주변부를 넘도록 하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 타깃을 둘러싸는 진공 챔버, 및
    상기 진공 챔버내의 하나 이상의 제품 위치에 기판을 배치하기 위한 제품 지지부를 더 포함하며,
    상기 하나 이상의 제품 위치는 상기 제 1 타깃 아래에 있는 하나 이상의 제품 위치를 포함하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 전방면은 수직선에 대해 30도 내지 60도 범위의 각도로 경사지는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 자화 각도는 상기 전방면에 대해 30도 내지 60도이며,
    상기 내부 자극들 중 각각 하나는 상기 전방면에 대해 수직 방향으로 자화되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 각각의 자화 각도는 상기 외부 자극으로부터 자속이 반지름방향 외측을 향하여 상기 내부 자극으로부터 이격되도록 하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 각각의 자화 각도는 상기 외부 자극으로부터 자속이 상기 제 1 타깃의 주변부를 넘어 가도록 하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를스퍼터 증착하는 장치.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 내부 및 외부 자극의 제 1 세트와 상기 제 1 타깃의 전방면 사이의 전체 평균 거리가 상기 제 1 타깃의 전방면의 폭의 절반 보다 작도록, 상기 내부 및 외부 자극의 제 1 세트가 장착되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 전방면이 수직선에 대해 30도 내지 60도 범위의 각도로 경사지는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 자화 각도가 상기 전방면에 대해 30도 내지 60도인, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 자화 각도는 반지름방향 외측을 향하여 상기 내부 자극으로부터 이격되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 각각의 자화 각도는 상기 외부 자극의 제 1 세트로부터 자속이 상기 제 1 타깃의 전방면에 대해 실질적으로 평행하게 배향되도록 하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  24. 제 1 항에 있어서,
    제 2 주변부, 제 2 전방면 및 상기 제 2 전방면의 반대쪽의 제 2 후방면을 가지는 제 2 스퍼터링 타깃,
    상기 제 2 후방면에 인접하게 장착되고, 각각 동일한 극성을 가지는, 하나 이상의 내부 자극의 제 2 세트,
    상기 제 2 주변부에 나란히 놓이는 상기 제 2 후방면에 인접하게 장착되고, 각각 상기 내부 자극의 극성에 대해 반대 극성을 가지는, 하나 이상의 외부 자극의 제 2 세트를 더 포함하며,
    상기 외부 자극의 제 2 세트가 상기 내부 자극의 제 2 세트를 전체적으로 둘러싸며,
    상기 외부 자극의 제 2 세트의 외부 자극들 중 각각 하나는 상기 제 2 전방면에 대해 자화 예각으로 자화되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 제 1 및 제 2 세트의 자화 각도는 상기 제 1 및 제 2 타깃의 전방면에 대해 각각 30도 내지 60도이며, 반지름방향 외측을 향하여 상기 내부 자극의 각각의 세트들로부터 이격되며,
    상기 외부 자극의 제 1 및 제 2 세트로부터 자속이 상기 제 1 및 제 2 타깃의 전방면 대해 각각 실질적으로 평행하며,
    상기 내부 자극의 제 1 및 제 2 세트의 내부 자극들 중 각각 하나는 상기 제 1 및 제 2 타깃의 전방면에 대해 각각 수직 방향으로 자화되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 각각의 타깃의 후방면이 일반적으로 상향되고,
    상기 각각의 타깃의 전방면이 일반적으로 상기 기판을 향하여 하향되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 타깃은 대칭의 수직면 및 대칭의 수직면의 반대 측부에 대해 대칭으로 배향되어, 상기 각각의 타깃의 전방면이 상기 다른 타깃의 전방면을 향하여 배향되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 타깃의 각각은 상기 다른 타깃의 배향 각도와 동일하고 반대되는 상기 수직면에 대한 배향 각도로 배향되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 타깃의 배향 각도는 상기 수직면에 대해 30도 내지 60도 범위에 있는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 타깃을 둘러싸는 진공 챔버, 및
    상기 진공 챔버내의 하나 이상의 제품 위치에 전자 기판을 배치하기 위한 제품 지지부를 더 포함하며,
    상기 하나 이상의 제품 위치는 상기 제 1 타깃 아래에 있는 하나 이상의 제품 위치 및 상기 제 2 타깃 아래에 있는 하나 이상의 제품 위치를 포함하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 타깃은 대칭의 수직면 및 대칭의 수직면의 반대 측부에 대해 대칭으로 배향되어, 상기 각각의 타깃의 전방면이 상기 다른 타깃의 전방면을 향하여 배향되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  32. 제 26 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 제 1 및 제 2 세트의 자화 각도는 상기 제 1 및 제 2 타깃의 전방면에 대해 각각 30도 내지 60도이며,
    상기 내부 자극의 제 1 및 제 2 세트의 내부 자극들 중 각각 하나는 상기 제 1 및 제 2 타깃의 전방면에 대해 각각 수직 방향으로 자화되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  33. 제 26 항에 있어서,
    상기 자극의 제 1 및 제 2 세트의 상기 외부 자극의 각각의 자화 각도는 상기 자극의 제 1 및 제 2 세트로부터 자속이 각각 반지름방향 외측을 향하여 상기 내부 자극의 제 1 및 제 2 세트의 내부 자극으로부터 이격되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 제 1 및 제 2 세트로부터 상기 자속이 상기 제 1 및 제 2 타깃의 주변부 각각을 넘어 가도록 하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  35. 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 방법으로서,
    주변부, 전방면 및 상기 전방면의 반대쪽의 제 1 후방면을 가지는 제 1 스퍼터링 타깃을 진공 챔버내에 장착하는 단계,
    상기 후방면에 인접하게, 각각 동일한 극성을 가지는, 하나 이상의 내부 자극의 제 1 세트를 장착하는 단계,
    상기 제 1 타깃의 주변부에 인접한 상기 후방면에 인접하게, 각각 상기 내부 자극의 극성에 대해 반대 극성을 가지는, 하나 이상의 외부 자극의 제 1 세트를 장착하는 단계, 및
    상기 제 1 타깃으로부터 상기 기판으로 재료를 스퍼터링하는 단계를 포함하며,
    상기 외부 자극의 제 1 세트는 상기 내부 자극의 제 1 세트를 전체적으로 둘러싸고,
    상기 외부 자극들 중 각각 하나는 상기 전방면에 대해 자화 예각으로 자화되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 진공 챔버내에 하나 이상의 제품 위치로 상기 기판을 배치하는 단계를 더 포함하며,
    상기 하나 이상의 제품 위치는 상기 제 1 타깃 아래에 있는 하나 이상의 제품 위치를 포함하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 방법.
  37. 제 35 항에 있어서,
    제 2 주변부, 제 2 전방면 및 상기 제 2 전방면의 반대쪽의 제 2 후방면을 가지는 제 2 스퍼터링 타깃을 상기 진공 챔버내에 장착하는 단계,
    상기 제 2 후방면에 인접하게, 각각 동일한 극성을 가지는, 하나 이상의 내부 자극의 제 2 세트를 장착하는 단계,
    상기 제 2 타깃의 주변부 및 상기 제 2 후방면에 인접하게, 각각 상기 내부 자극의 극성에 대해 반대 극성을 가지는, 하나 이상의 외부 자극의 제 2 세트를 장착하는 단계, 및
    상기 제 2 타깃으로부터 상기 기판으로 재료를 스퍼터링하는 단계를 더 포함하며,
    상기 외부 자극의 제 2 세트는 상기 내부 자극의 제 2 세트를 전체적으로 둘러싸고,
    상기 제 2 세트의 외부 자극 들 중 각각 하나는 상기 제 2 타깃의 전방면에 대해 자화 예각으로 자화되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 방법.
  38. 제 35 항에 있어서,
    상기 진공 챔버내의 하나 이상의 제품 위치에 상기 기판을 배치하는 단계를 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 제품 위치는 상기 제 1 및 제 2 타깃 아래에 있는 하나 이상의 제품 위치를 포함하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 타깃을 장착하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 타깃을 대칭의 수직면에 대해 대칭으로 그리고 등거리로 배치하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 타깃의 전방면은 일반적으로 하방으로 그리고 서로를 향하여 그리고 상기 타깃이 아래에 있는 상기 하나 이상의 제품 위치를 향하여 직면하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 방법.
  40. 제 35 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 제 1 및 제 2 세트의 자화 각도는 상기 제 1 및 제 2 타깃의 전방면에 대해 30도 내지 60도이며,
    상기 내부 자극의 제 1 및 제 2 세트의 상기 내부 자극들 중 각각 하나는 상기 제 1 및 제 2 타깃 각각의 전방면에 대해 수직 방향으로 자화되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 방법.
  41. 제 35 항에 있어서,
    상기 자극의 제 1 및 제 2 세트의 상기 외부 자극의 각각의 자화 각도는 자속이 상기 외부 자극의 제 1 및 제 2 세트 각각으로부터 반지름방향 외측을 향하여 상기 내부 자극의 제 1 및 제 2 세트의 내부 자극으로부터 이격되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 외부 자극의 제 1 및 제 2 세트로부터 자속이 상기 제 1 및 제 2 타깃 각각의 주변부를 넘어 가도록 하는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 방법.
  43. 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치로서,
    제 1 주변부, 일반적으로 하방으로 직면하는 전방면 및 일반적으로 상방으로 직면하고 상기 전방면의 반대쪽의 후방면을 가지는 제 1 스퍼터링 타깃,
    상기 후방면에 인접하게 장착되고, 각각 동일한 극성을 가지는 하나 이상의 내부 자극의 제 1 세트,
    상기 제 1 주변부와 상기 후방면에 인접하게 장착되고, 각각 상기 내부 자극의 극성에 대해 반대 극성을 가지는, 하나 이상의 외부 자극의 제 1 세트를 포함하며,
    상기 외부 자극의 제 1 세트는 상기 내부 자극의 제 1 세트를 전체적으로 둘러싸고,
    상기 외부 자극들 중 각각 하나는 상기 제 1 전방면에 대해 30 내지 60도의배향 각도로 물리적으로 배향되고, 상기 배향 각도는 반지름방향 외측을 향하여 상기 내부 자극의 제 1 세트로부터 이격되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  44. 제 43 항에 있어서,
    제 2 주변부, 제 2 전방면 및 상기 제 2 전방면의 반대쪽의 제 2 후방면을 가지는 제 2 스퍼터링 타깃,
    상기 제 2 후방면에 인접하게 장착되고, 각각 동일한 극성을 가지는, 하나 이상의 내부 자극의 제 2 세트,
    상기 제 2 주변부에 나란히 놓이는 상기 제 2 후방면에 인접하게 장착되고, 각각 상기 내부 자극의 극성에 대해 반대 극성을 가지는, 하나 이상의 외부 자극의 제 2 세트를 포함하며,
    상기 외부 자극의 제 2 세트는 상기 내부 자극의 제 2 세트를 전체적으로 둘러싸고,
    상기 외부 자극의 제 2 세트의 상기 외부 자극들 중 각각 하나는 상기 제 2 전방면에 대해 30도 내지 60도의 배향 각도로 배향되고, 상기 배향 각도는 반지름방향 외측으로 향하여 상기 내부 자극의 제 2 세트로부터 이격되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 장치.
  45. 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 방법으로서,
    제 1 주변부, 일반적으로 하방으로 직면하는 전방면 및 일반적으로 상방으로 직면하고 상기 전방면의 반대쪽의 후방면를 가지는 제 1 스퍼터링 타깃을 진공 챔버내에 장착하는 단계,
    상기 후방면에 인접하여, 각각 동일한 극성을 가지는, 하나 이상의 내부 자극의 제 1 세트를 장착하는 단계,
    상기 제 1 주변부와 상기 후방면에 인접하여, 각각 상기 내부 자극의 극성에 대해 반대 극성을 가지는, 하나 이상의 외부 자극의 제 1 세트를 장착하는 단계, 및
    상기 제 1 타깃으로부터 상기 기판으로 재료를 스퍼터링하는 단계를 포함하며,
    상기 외부 자극의 제 1 세트는 상기 내부 자극의 제 1 세트를 전체적으로 둘러싸고,
    상기 외부 자극들 중 각각 하나는 상기 제 1 전방면에 대해 30도 내지 60도 의 배향 각도로 물리적으로 배향되고, 상기 배향 각도는 반지름방향 외측을 향하여 상기 내부 자극의 제 1 세트로부터 이격되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 방법.
  46. 제 45 항에 있어서,
    제 2 주변부, 제 2 전방면 및 상기 제 2 전방면의 반대쪽의 제 2 후방면을 가지는 제 2 스퍼터링 타깃을 상기 진공 챔버내에 장착하는 단계,
    상기 제 2 후방면에 인접하여, 각각 동일한 극성을 가지는, 하나 이상의 내부 자극의 제 2 세트를 장착하는 단계,
    상기 제 2 타깃의 주변부 및 상기 제 2 후방면에 인접하여, 각각 상기 내부 자극의 극성에 대해 반대 극성을 가지는, 하나 이상의 외부 자극의 제 2 세트를 장착하는 단계, 및
    상기 제 2 타깃으로부터 상기 기판으로 재료를 스퍼터링하는 단계를 더 포함하며,
    상기 외부 자극의 제 2 세트가 상기 내부 자극의 제 2 세트를 전체적으로 둘러싸고,
    상기 제 2 세트의 외부 자극들 중 각각 하나는 상기 제 2 전방면에 대해 30도 내지 60도의 배향 각도로 물리적으로 배향되며, 상기 배향 각도는 반지름방향 외측을 향하여 상기 내부 자극의 제 2 세트로부터 이격되는, 스퍼터링 타깃으로부터 기판으로 재료를 스퍼터 증착하는 방법.
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