KR20040044459A - 스퍼터링된 필름에 균일한 등방성 응력을 생성하기 위한방법 및 장치 - Google Patents

스퍼터링된 필름에 균일한 등방성 응력을 생성하기 위한방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스퍼터링된 필름에 균일하고 등방성인 응력을 생성하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 오늘날 바람직한 실시예에서는, X-Y 응력 이방성을 방지하고 기판에 걸친 응력 불균일성을 방지하면서 필름 재료가 견딜 수 있는 최대 응력을 달성할 수 있게 하는 신규한 스퍼터링 구조와 신규한 이동 속도 도메인이 제공된다.

Description

스퍼터링된 필름에 균일한 등방성 응력을 생성하기 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for producing uniform, isotropic stresses in a sputtered film}
기판상에는 종종 얇은 필름들이 글로우 방전 플라즈마에서 스퍼터링함으로써 증착되며, 여기에서는 플라즈마로부터 이탈 가속된 이온들이 타겟(소스) 재료로부터 원자를 가격 분리시켜 원자들이 기판으로 이동된다. 스퍼터링 효율을 증대시키고 최소 작동 압력을 감소시키기 위해서 통상 자기 제한된(magnetically confined) 플라즈마 발생기(마그네트론)가 사용된다. 스퍼터링은 그것이 임의의 재료에 대해 사용될 수 있고 원자를 증착시키는 에너지가 필름 접착을 보조하며 또한 기판이 대단히 뜨거워지지 않기 때문에 바람직한 증착 기법이다.
대형 기판을 가로지르는 필름 두께의 균일성은 대개 중요하며, 종래에는 그러한 균일성을 달성하기 위해 두가지 접근 방법중 한가지가 채택되었다.
그러한 접근 방법중 한가지는 기판을 기판 직경 및 타겟 직경에 대해 타겟으로부터 이격된 직경에 배치하는 것이다. 수율을 증대시키고 타겟을 효율적으로 이용하기 위해서, 많은 기판들은 대부분의 반구에서 이 반경에 배치되고, 증착 기간 중에 반구 위에서 광범위한 위치들을 차지하도록 위성(planetary)(2-축) 운동으로 유지된다. 이는 반구에 대한 증착속도 변화를 평균화한다.
두 번째 접근 방법은 타겟의 긴 치수에 있어서 기판보다 큰 장방형 타겟을 사용한다. 상기 기판은 타겟에 근접하여 배치되며 타겟을 가로질러 전후로 직선 이동됨으로써 롤러에 의해 페인팅되는 것과 흡사하게 균일한 구획(swath)의 필름으로 연속적인 층으로 페인팅된다. 통상적으로 한번 통과할 때 100 nm의 필름이 증착된다.
스퍼터링은 다양한 마이크로전자 구조물의 형성에 사용된다. 이들 구조물중에는 장비 테스트와 같은 적용에 사용되는 패터닝된 스프링 구조물이 있다. 예를 들면, D. Smith 및 S. Alimonda에게 허여된 발명의 명칭이 "Photolithographically patterned spring contact"인 미국 특허 제5,613,861호 (1997년 3월 25일), 미국 특허 제5,848,685호 (1998년 12월 15일), 및 국제특허출원 PCT/US 96/08018호 (1996년 5월 30일)에는, 기판상에 형성되고 두 장치들 상의 접촉 패드들을 전기적으로 연결하는 포토리소그래피 패터닝된 스프링 접점이 개시되어 있다. 상기 스프링 접점은 또한 열적 및 기계적 변형들과 기타 환경적 인자들에 대해 보상하고 있다. 스프링 접점에서의 고유한 응력 구배는 스프링의 자유 부분이 기판으로부터 상방으로 이격 만곡되도록 초래한다. 상기 기판에는 고정 부분(anchor portion)이 남게 되며, 이 고정 부분은 상기 기판상의 제 1 접촉 패드에 전기적으로 연결된다. 상기 스프링 접점은 탄성 재료로 제조되고 상기 자유 부분은 제 2 접촉 패드와 유연하게 접촉하며 따라서 두개의 접촉 패드를 접촉시킨다. 이렇게 패터닝된 스프링 기술은 기판에 걸쳐서 균일하게 매우 높은 레벨의 필름 기계적 응력을 제어할 수 있는 것에 의존하고 있다. 응력은 얇은 필름에서 공통적이며, 이는 대개 바람직하지 않다. 실제로, 응력을 최소화하기 위한 많은 공정 제어 기술들이 위성 및 선형 이동 스퍼터링 뿐 아니라 기타 필름 증착 공정들에서 사용되고 있다. 따라서, 응력에 영향을 주는 여러가지 인자들이 인식되고 있지만, 종래 기술은 이러한 응력을 실질적으로 제거하는 것에 관련된 것이다.
임의의 진공-증착 공정에서 압축 응력을 증대시키기 위해 이온 충돌(ion bombardment)이 공지되어 있다. 마그네트론 스퍼터링에서, 낮은 플라즈마 압력은 압축을 증대시키고, 높은 압력은 인장 응력을 생성하며, 높은 압력은 또한 필름 평면에 기계적 강도를 전혀 갖지 않는 다공성 필름을 만들어낸다. 증착중에 플라즈마 압력을 증대시킴으로써 응력 구배가 부여된 필름의 마그네트론 스퍼터-증착은 오늘날 패터닝된 스프링 기술을 실시하기 위한 바람직한 기술이다.
응력을 어떻게 최소화하고 높은 압력 또는 인장 응력을 어떻게 생성할 것인지에 대한 방법이 당업계에 알려져 있기는 하지만, 응력을 최대화하고 대형 기판에 걸쳐서 응력을 최대화하고 균일한 높은 응력을 제어하기 위한 기술은 알려져 있지 않다. 응력 레벨의 최대화 및 균일화는 패터닝된 스프링 구조물의 제조와 관련하여 바람직하다. 스퍼터링된 필름에 균일하고 등방성인 응력을 생성하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이 유리할 것이다.
본 발명은 기판상의 필름 증착(deposition)에 관한 것으로, 특히 스퍼터링된 필름에 균일한 등방성 응력을 생성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 타겟들 및 이온 총(ion gun)의 배치와 위성 시스템의 개략 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 위성 시스템의 측면도로서, 본 발명에 따른 타겟들 및 이온 총에 대한 기판들의 근사 및 상대 크기를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 도 1에 도시된 위성 시스템에 대한 체인 결합 장치의 개략 평면도.
본 발명은 스퍼터링된 필름에 균일하고 등방성인 응력을 생성하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 오늘날 바람직한 실시예에서는, X-Y 응력 이방성을 방지하고 기판에 걸친 응력 불균일성을 방지하면서 필름 재료가 견딜 수 있는 최대 응력을 달성할 수 있게 하는 신규한 스퍼터링 구조와 신규한 이동 속도 도메인이 제공되며, 여기에서 X-Y는 기판의 평면에서의 두 개의 직교하는 치수들을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예는 기판상에 필름을 증착하기 위한 방법 및 장치를 포함하며, 이는 상기 기판의 수직 축(normal axis)에 대한 상기 기판 및/또는 상기 증착 소스의 연속적인 상이한 분리된 증착 각도들중 임의의 각도로 상기 기판상에 연속적인 다수의 필름 층을 증착하는 단계, 및 각각의 다른 증착 각도에 대해 각각 상이한 증착 각도로 실질적으로 동일한 정도의 증착을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 전체 증착된 필름은 상기 기판에 대해 평행한 모든 방향에서 및 상기 수직 축에 대한 상이한 회전 각도들에서 특성상 실질적으로 등방적으로 거동한다.
본원에 기재된 방법 및 장치는, 상기 필름의 연속적인 층들의 두께를 증착 재료내의 특성 투사 거리(property projection distance) 정도로 감소시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 특성 투사 거리는, 상기 필름의 두께를 통해 평균화되었을 때 상기 필름의 두께를 통한 각 지점들에서의 관련 필름 특성의 변동(fluctuation)이 상기 필름의 전체 특성들에 영향을 주기에는 너무 작아지는 거리를 포함하며, 상기 변동은 계층화(layering)에 의해 초래된다.
바람직한 실시예에서, 상기 특성 투사 거리는 응력 및 변형율(stress and strain)에 있어서는 상기 증착 재료의 최소 1원자 직경(one atomic diameter) 내지최대 10 원자 직경까지의 범위 내에 있고, 자기적 특성들에 있어서는 최대 1 자기 도메인 직경 이내에 있다.
본원에 기재된 방법 및 장치는, 각각의 기판을 동일한 하나 이상의 증착 재료 소스를 지나 위성 방식으로 이동시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 기판이 위성 궤도 운동을 함에 따라 상기 증착 재료 소스들중 하나의 소스를 통과할 때마다, 상기 기판은 그것이 통과하는 상기 증착 재료에 대해 상기 기판의 수직 축 주위로 회전되었다.
바람직한 실시예에서, 상기 기판은 n개의 상기 증착 재료 소스들중 하나를 통과할 때마다 360/n 도 (n은 2보다 큰 정수) 회전하거나, n이 2일 경우 90도 만큼 회전된다.
본원에 기재된 방법 및 장치는 추가로, 원 주위에 배치되는 네 개의 증착 재료 소스들을 제공하는 단계와, 이전 증착 재료 소스에 대한 각 증착 재료 소스의 관련 이방성 특성을 이전 증착 재료 소스의 그것에 대해 90도로 배치하는 단계를 포함하며, 각각의 기판은 고정 지점에서 측정하면 상기 기판이 궤도 운동할 때의 그 수직 축에 대해 고정된 회전 배향을 유지하고, 상기 필름은 각각의 연속적인 층에 대해 90도 회전된 이방성을 갖는 층들에 증착된다.
바람직한 실시예에서, 상기 증착 재료의 소스는 그 관련 이방성 특성에서 2중 대칭성을 나타낸다.
바람직한 실시예에서, 상기 기판의 270도 회전은 상기 소스가 2중 대칭성을 나타낼 때 상기 필름 층의 관련 특성에서 상기 이방성에 관하여 상기 기판의 90도회전에 대응된다.
본원에 기재된 방법 및 장치는, 두 개의 증착 재료 소스들을 제공하는 단계를 추가로 포함하며, 각각의 증착 재료 소스는 2중 대칭성을 갖고, 상기 증착 재료 소스들은 상기 증착 재료 소스의 관련 이방성 특성이 이전 증착 재료 소스에 대해 90도 회전되도록 서로에 대해 배치되며, 각각의 기판은 고정 지점으로부터 측정하면 그것이 궤도 운동할 때의 그 수직 축에 대해 고정된 회전 배향을 유지하고, 상기 필름은 각각의 연속적인 층에 대해 90도 회전된 이방성을 갖는 층들에 증착된다.
바람직한 실시예에서 상기 증착 재료의 소스들은 선형 마그네트론 스퍼터링 타겟들을 포함하며, 이 타겟으로부터 상기 증착 재료는 라운딩된 코너부들을 갖는 장방형에 근사하는 패턴으로 방출(emanate)된다.
바람직한 실시예에서, 증착 재료가 방출되는 타겟 표면과 기판 표면 사이에서 기판 수직 축을 따르는 거리는, 상기 필름의 관련 특성이 상기 기판의 중심에서 에지까지 상기 기판을 따라 충분히 균일하도록, 상기 장방형 방출 패턴의 단부로부터 방출되는 재료와 상기 기판의 최근접 에지 사이의 거리보다 충분히 작다.
본원에 기재된 방법 및 장치는 추가로, 증착 재료가 방출되는 타겟 표면과 기판 표면 사이에서 기판 수직 축을 따르는 거리를, 상기 장방형 방출 패턴의 단부로부터 방출되는 재료와 상기 기판의 최근접 에지 사이의 거리에 비해, 충분히 작게 만듦으로써, 상기 기판에 평행한 방향들을 따르는 필름 응력을 상기 기판에 걸쳐서 충분히 균일하게 만드는 것을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 상기 장방형 방출 패턴의 단부로부터 방출되는 재료와 상기 기판의 최근접 에지 사이의 거리에 대한, 증착 재료가 방출되는 타겟 표면과 기판 표면 사이에서 기판 수직 축을 따르는 거리의 비율은 1/4 이하이다.
본원에 기재된 방법 및 장치의 다른 실시예는, 적어도 하나의 증착 소스를 상기 기판의 수직 축에 대한 상기 기판 및 상기 증착 소스의 연속적인 상이한 증착 회전 각도들로 대칭적으로 배치하는 단계와, 상기 필름들에서 높은 레벨의 응력을 달성하기 위해 상기 기판상에 연속적인 필름 층들을 증착하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 응력은 필름 평면에서 등방성이고 기판 표면의 넓은 면적들에 걸쳐서 균일하다.
본원에 기재된 방법 및 장치는, 길고 실질적으로 장방형인 타겟들로부터 근접 마그네트론 스퍼터링을 사용하여 타겟 위를 한번 지날때마다 1원자-층-스케일(monatomic-layer-scale) 증착 두께를 제공하는 단계를 추가로 포함하며, 증착 입사각, 이온 충돌 플럭스, 및 기판 방위상 배향중 어느 것에서의 주기적 변동들에 의해 초래되는 필름 응력에 대한 효과들이 최소화된다.
본원에 기재된 방법 및 장치는, 상기 기판을 이것이 상기 필름을 적층시키기 위해 그 위로 연속적으로 통과하는 상기 소스에 대해 실질적으로 90도 회전시키는 단계를 추가로 포함하며, 필름 평면에서의 X-Y 이방성은 제거된다.
본원에 기재된 방법 및 장치는, 기판 직경에 비교할 때, 균일한 필름 두께를 위해 필요한 것보다 긴 마그네트론 타겟들을 사용하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 타겟의 긴 축을 따라서 균일한 필름 응력이 달성된다.
본원에 기재된 방법 및 장치는, 기판들의 링 주위에 배치되는 주변 체인, 및 상기 기판에 고속의 위성 운동을 부여하기 위해 하나의 기판으로부터 고정 중심 스프로켓으로 연장되는 체인을 포함하는 구동 기구를 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
본원에는, X-Y 응력 이방성을 방지하고 기판에 걸친 응력 불균일성 및 필름의 두께를 통한 응력 변동을 방지하면서 필름 재료가 견딜 수 있는 최대 응력을 달성할 수 있게 하는 신규한 스퍼터링 구조와 신규한 이동 속도 도메인이 제공된다.
본 발명은, 원자들이 기판에 증착되는 입사 각도가 필름 응력의 중요한 결정인자이며, 스침 각도(grazing angle)(수직에서 벗어나는(off-normal) 각도)가 커질수록 인장이 커지거나 과도하다면 다공성이 증대된다는 인식에 부분적으로 기초하고 있다. 위성 기판 운동에 있어서, 위성의 축으로부터의 반경이 상이한 기판상의 여러 지점들, 및 주어진 지점에서의 상이한 방위 각도(azimuthal angle)들은 필연적으로 증착 각도의 상이한 시간 시퀀스를 경험하게 되고 따라서 상이한 필름 응력들을 경험하게 된다.
본원에서의 논의를 위해, 상기 방위 각도는 필름 평면 XY에서 +X로부터 +Y, , -X, -Y로의 회전하는 것이며, 필름 응력은 항상 2축(biaxial)적인 바, 즉 X축과 Y축을 따라서 존재한다. 필름 응력은 이방성일 수 있는 바, 즉 주어진 지점에서 X대 Y가 상이할 수 있으며, 기판을 가로질러서, 또는 필름의 두께를 통해서 X나 Y에서 불균일할 수 있다.
선형 이동에 있어서, 기판의 이동에 평행한 방위 방향은 한번의 통과에서 수직 방향과는 다른 증착 각도 시퀀스를 경험한다. 더구나, 선형 이동에 있어서, 한번의 통과(single pass)는 통상 100 nm 또는 대략 300 일원자층(단일층)의 필름 층을 증착한다. 이 통과 중에 입사 각도는, 기판이 타겟의 바로 전방에 있을 때 기판이 타겟에 대해 실질적으로 수직하게 접근할 때의 스침 입사 각도로부터, 기판이 빠져나갈 때의 다시 스치는 각도로 변화한다. 따라서, 교번 응력 레벨들을 계층화 처리하면 최대 응력이 얻어지는 것이 방지된다.
본원에 기재된 기하학적 형상(도 1)에서, 회전 플레이트(13)상의 링에 배열되는 기판(14)들은 상기 플레이트에 대한 그 자신의 축 주위로 회전하며, 상기 기판들의 링과 상기 플레이트는 기판이 고정 지점에 대해 회전하지 않도록 실질적으로 동일한 각속도로 그러나 고정 지점에 대해서 반대의 부호로 상기 플레이트의 축에 대해 동시에 회전한다. 상기 기판들은 하나 이상의 장방형 타겟(15)들 각각에(도 2에서의 19로 도시되는 만큼) 근접하여 통과하고 그 위에서 중심조정된다. 각각의 타겟은, 그 긴 축이 플레이트 반경을 따르고 그 길이는 기판(14)보다 충분히 길도록 배향되며, 따라서 타겟 단부에 대한 근접도 10에 기인하는 스침 입사 증착의 감소는 그 방향으로 응력 불균일을 초래하지 않는다. 타겟의 이러한 길이는 통상 필름 두께의 균일성을 달성하는데 필요한 것보다 길다.
특별히 효과적인 실시예는 서로 직각으로 배치되는 두개의 타겟을 사용하며, 따라서 기판(14)은 각각의 플레이트(13) 회전중에 타겟(15)을 두 번 통과시키며, 각각의 통과는 기판(14)의 14 X 및 Y 방향을 통과 방향에 대해 역전시킨다. 이는 종래의 직선 이동이 갖는 고유한 X-Y 이방성을 평균화하도록 필름을 적층한다. 고정 지점에 대한 플레이트 회전과 실질적으로 동일한 각속도 이지만 반대 부호를 갖는, 상기 플레이트에 대한 기판 회전은 결과적으로 필름 두께의 균일성을 초래하는 바, 이는 플레이트의 중심을 향한 상기 기판(14)의 내측 에지상의 지점이 외측 지점과 동일한 선속도로 타겟(15)을 가로지르고 따라서 매 통과시마다 동일한 시간 길이동안 증착을 축적한다.
도 1은 그 자신의 축(16) 주위로 동시에 회전하는 기판(14)들의 링을 갖는 회전 플레이트(13)를 도시한다. 도 1은 또한 플레이트(13)의 일회전당 각 웨이퍼(14)에 의한 타겟 통과 횟수를 배증시키도록 두개의 장방형 타겟(15)을 서로에 대해 직각으로 배치할 수 있음을 도시하고 있다. 도 1에는 또한 웨이퍼(14)가 장방형 타겟(15) 아래를 통과할 때 그 바람직한 배향(18)을 도시하고 있다. 이 예에서, 웨이퍼는 고정 지점에 대해 각 타겟 하에서 동일한 배향(18)을 갖도록 90도 회전한다. 당업자라면 본 발명과 관련하여 다른 배치들이 가능함을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 플레이트 위의 원에는 다음 타겟에 대해 90도로 배향되는 네개의 타겟들이 제공될 수 있다.
플레이트(13) 주위의 지점에는 매 통과시 마다 한번 필름에 충돌하여 필요한 압축 응력을 부여하도록 이온 소스(17)가 배치될 수 있다. 도 1 및 도 2에는 상기 이온 소스(17)의 한 위치가 도시되어 있다. 대안적으로, 상기 기판(14)은 충돌 이온들을 이온 총을 사용하지 않고, 스퍼터 소스에 의해 발생되는 플라즈마로부터 가속시키기 위해, 전도성일 경우에는 DC 파워에 의해 또는 절연성일 경우에는 RF 파워에 의해 전기적으로 바이어스될 수 있다. 그러나, RF 바이어스는 기판들이 움직이고 있을 때 송출 및 억제하기가 어렵다.
플레이트(13)의 일 회전 과정 동안에, 각 기판(14)은 응력에 영향을 주는 몇가지 공정 변수들, 예를 들면 입사 증착 각도, 타겟의 종축에 대한 방위적 배향, 및 이온 충돌 플럭스에 있어서 주기적인 변화를 겪는다. 본 발명의 목적은 이들 변화가 필름 응력의 주기적으로 계층화되지 않게 하는 것이므로, 균등한 필름 두께 측면에서의 이러한 변화의 주기는 약간의 원자 간격 정도여야 하며, 따라서 전개되는 원자 구조는 변화를 보이지 않는다. 동시에, 실제적인 것으로서는, 수율을 높이고 진공 챔버내의 배경 가스들로부터의 공통증착 불순물들의 유해한 효과를 최소화하기 위해, 필름을 가능한 한 빠른 속도로 증착할 것이 요구된다. 따라서, 플레이트를 필요한 것보다 훨씬 빠른 속도로 회전시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 1 nm/sec (3.6 um/hr 또는 대략 3 monolayers/sec.)의 통상적으로 바람직한 시간-평균적 증착 속도에서, 플레이트는 바람직하게는 1 내지 3 rps 또는 60 내지 180rpm으로 회전해야 한다. 이는 종래의 위성 증착에서 요구되거나 소망되는 것보다 대략 10배 빠르며, 직선 이동에서의 통과 시간보다 대략 100배 빠르다.
다른 실시예에서, 종래의 선형 이동 구조는 또한 단일층-스케일 계층화를 달성할 수 있다. 이는 또한 각 통과의 종료시에 기판 회전 링크의 추가와 함께 X-Y 적층을 달성할 수 있다.
위성 운동 링크를 구성하는 다양한 방법이 발전되어 왔으며, 이는 사용시에 통상 기판(위성) 회전을 플레이트(궤도) 회전에 결합시키고 이어서 외부 모터에 의해 구동되는 진공 벽내의 회전 접속단자(feedthrough)에 결합시키기 위해, 기어, 체인 또는 마찰 롤러들을 포함한다. 동축 회전 접속단자를 사용하여 별개의 위성 드라이브 및 궤도 드라이브가 포함될 수도 있다.
본원에는 본 발명과 연관하여 사용하기 위한, 궤도 드라이브와 위성 드라이브를 체인 결합하기 위한 신규하고 보다 간단한 방법이 개시되어 있다. 도 3은 본 발명에 따른 도 1에 도시된 위성 시스템용 체인 결합 장치일 경우의 개략 평면도를 도시한다. 이 접근 방법에서, 먼저 단일의 회전 접속단자는 플레이트(13)를 구동하여 그 플랫폼(22)상의 모든 기판들이 함께 회전하게 한다. 최종적으로, 기판 축(23)들중 하나는, 플레이트(13)의 중심에서 제 2 체인(27)에 의해 동일 직경의 고정 스프로켓(27)에 링크 연결되는 제 2 스프로켓(25)을 갖는다. 이 결과로 기판은 플레이트(13)에 대해 동일한 각속도로 그러나 링 회전과는 반대의 부호로 회전하게 되며, 이동하는 부분들 및 하드웨어가 최소화되고 고속에서의 견고성이 최대로 된다. 제 2 체인상에서의 스프로켓 비율은 위성 및 궤도 각속도의 비단일(non-unity) 비율들을 제공하도록 변화될 수 있다. 그러나, 도 3의 장치에 의하면, 기판은 증착 재료의 소스를 통과할 때 이 소스에 대해 회전하지 않으며, 따라서 기판상의 증착 조건들에 있어서 있을 수 있는 반경방향 불균일성을 방지한다. 등가의 기어 링크기구 또한 사용될 수 있다.
예
본 발명을 실시하기 위한 설비는, Leybold 및 기타 판매업자들에 의해 제조되는 것과 같은 탄성중합체 시일 및 저온펌핑(cryopumping)을 갖는 종래의 10-7 Torr 스테인레스-스틸 또는 알루미늄제 고진공 챔버에 설치된다.
상기 시스템은, 레이볼드(Leybold)에 의해 제조되는 것과 같은 적어도 두 개의 장방형 마그네트론 스퍼터 소스, 및 커먼웰쓰(Commonwealth)에 의해 제조되는 카우프만(Kaufman)-스타일 건(guns)과 같은 6인치(15.24 cm) 직경 비임을 갖는 전술한 바와 같이 배치된 이온 총을 구비한다. 마그네트론 타겟 표면으로부터 웨이퍼 가지의 거리는 "1" 이다.
웨이퍼 운동을 위한 위성 링크기구는, 웨이퍼들이 챔버의 중심축 주위로 궤도 이동할 때 고정 지점에 대한 그 자신의 수직 축들 주위로 동일한 회전 배향을 유지하도록 연결된다.
중심축 주위로 회전하는 플레이트는 플레이트의 중심으로부터 10인치(25.4 cm) 궤도 반경상에서 6인치(15.24 cm) 웨이퍼들을 운반하며, 14인치(35.56 cm) 길이의 마그네트론들과 이온 총은 웨이퍼들상에서 중심조정된다. 설비는 웨이퍼들이 그 표면을 가로질러 균일한 각도 분포 및 증착 재료 플럭스를 보여주도록 배치된다.
보정 과정
보정 단계 1:
필름 응력 대 Ar 스퍼터링 가스의 압력은 다양한 고정 지점들에서 박막 웨이퍼들상에 스퍼터 증착하는 것에 의해 측정된다. 이후 응력은 증착에 의해 초래되는 웨이퍼 곡률의 변화에 의해 종래의 방식으로 연산된다. 압축 응력을 증대시키기 위해 Ar 이온 플럭스를 200 내지 1000 eV 로 변화시키면서 통상 1 mTorr 의 최저 압력에서의 증착이 실시될 수 있다.
보정 단계 2:
응력-압력 곡선의 포지티브-경사 부분을 따라서 압축 응력에서 인장 응력으로의 진전을 이용하여 다층 구조의 증착이 실시된다. 스프링들은 패터닝 및 리프트(lift)되며, 스프링 곡률 반경은 리프트 높이로부터 연산된다.
통상적인 파라미터들
증착에 사용되는 통상적인 파라미터들은 다음과 같다(범위들은 괄호로 나타내어진다).
MoCr 합금 타겟, 통상 0-20 at.% Cr; 파워 2400 W (500-10,000), 가스 유동: Ar 80 sccm (50-500), 압력: 0.6 내지15 mT(0.2-50), 회전: 120 rpm(10-300).
이온 총: 50 내지 500 mA 의 비임 전류, 200 내지 1000 eV의 이온 에너지.
제 1 압축 층들을 위해서, 일부 실시예들에서는 이온 총 및 마그네트론이 동시에 작동된다.
본 발명은 본원에서 양호한 실시예를 참조하여 기술되었으나, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 본원에 개시된 것들이 다른 적용예로 대체될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 하기 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (52)

  1. 기판상에 필름을 증착하기 위한 방법으로서,
    상기 기판의 수직 축에 대한 상기 기판 및/또는 상기 증착 소스의 연속적인 상이한 분리된 증착 각도들중 임의의 각도로 상기 기판상에 연속적인 다수의 필름 층을 증착하는 단계, 및
    각각의 다른 증착 각도에 대해 각각 상이한 증착 각도로 실질적으로 동일한 정도의 증착을 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 전체 증착된 필름은 상기 기판에 대해 평행한 모든 방향에서 및 상기 수직 축에 대한 상이한 회전 각도들에서 특성상 실질적으로 등방적으로 거동하는 필름 증착 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 필름의 연속적인 층들의 두께를 증착 재료내의 특성 투사 거리 정도로 감소시키는 단계를 추가로 포함하며,
    상기 특성 투사 거리는, 상기 필름의 두께를 통해 평균화되었을 때 상기 필름의 두께를 통한 각 지점들에서의 관련 필름 특성의 변동이 상기 필름의 전체 특성들에 영향을 주기에는 너무 작아지는 거리를 포함하고,
    상기 변동은 계층화에 의해 초래되는 필름 증착 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 특성 투사 거리는 응력 및 변형율에 있어서는 상기증착 재료의 최소 1원자 직경 내지 최대 10 원자 직경까지의 범위 내에 있고, 자기적 특성들에 있어서는 최대 1자기 도메인 직경 이내에 있는 필름 증착 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 각각의 기판을 동일한 하나 이상의 증착 재료 소스를 지나 위성 방식으로 이동시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 기판이 위성 궤도 운동을 함에 따라 상기 증착 재료 소스들중 하나의 소스를 통과할 때마다, 상기 기판은 그것이 통과하는 상기 증착 재료 및 고정 지점에 대해 일정한 회전 배향을 유지하도록 위성 캐리어에 대해 상기 기판의 수직 축 주위로 회전되는 필름 증착 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 기판은 상기 증착 재료 소스들중 하나를 통과할 때마다 위성 캐리어에 대해 360/n 도 회전하며, n은 2보다 큰 정수이고 증착 소스들의 갯수와 동일한 필름 증착 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 원 주위에 배치되는 네 개의 증착 재료 소스들을 제공하는 단계와,
    이전 증착 재료 소스에 대한 각 증착 재료 소스의 관련 이방성 특성을 이전 증착 재료 소스의 그것에 대해 90도로 배치하는 단계를 추가로 포함하며,
    각각의 기판은 고정 지점에서 측정하면 상기 기판이 궤도 운동할 때의 그 수직 축에 대해 고정된 회전 배향을 유지하고,
    상기 필름은 각각의 연속적인 층에 대해 90도 회전된 이방성을 갖는 층들에증착되는 필름 증착 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 증착 재료의 소스는 그 관련 이방성 특성에서 2중 대칭성을 나타내는 필름 증착 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 기판의 270도 회전은 상기 필름 층의 상기 관련 특성에서의 상기 이방성에 관하여 상기 기판의 90도 회전에 대응하는 필름 증착 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 두 개의 증착 재료 소스들을 제공하는 단계를 추가로 포함하며,
    각각의 증착 재료 소스는 2중 대칭성을 갖고,
    상기 증착 재료 소스들은 상기 증착 재료 소스의 관련 이방성 특성이 이전 증착 재료 소스에 대해 90도 회전되도록 서로에 대해 배치되며,
    각각의 기판은 고정 지점으로부터 측정하면 그것이 궤도 운동할 때의 그 수직 축에 대해 고정된 회전 배향을 유지하고,
    상기 필름은 각각의 연속적인 층에 대해 90도 회전된 이방성을 갖는 층들에 증착되는 필름 증착 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 증착 재료의 소스들은 선형 마그네트론 스퍼터링 타겟들을 포함하며, 이들 타겟으로부터 상기 증착 재료는 라운딩된 코너부들을 갖는 장방형에 근사하는 패턴으로 방출되는 필름 증착 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 증착 재료가 방출되는 타겟 표면과 기판 표면 사이에서 기판 수직 축을 따르는 거리는, 상기 필름의 관련 특성이 상기 기판의 중심에서 에지까지 상기 기판을 따라 충분히 균일하도록, 상기 장방형 방출 패턴의 단부로부터 방출되는 재료와 상기 기판의 최근접 에지 사이의 거리보다 충분히 작은 필름 증착 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 증착 재료가 방출되는 타겟 표면과 기판 표면 사이에서 기판 수직 축을 따르는 거리를, 상기 장방형 방출 패턴의 단부로부터 방출되는 재료와 상기 기판의 최근접 에지 사이의 거리에 비해, 충분히 작게 만듦으로써, 상기 기판에 평행한 방향들을 따르는 필름 응력을 상기 기판에 걸쳐서 충분히 균일하게 만드는 단계를 추가로 포함하는 필름 증착 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 장방형 방출 패턴의 단부로부터 방출되는 재료와 상기 기판의 최근접 에지 사이의 거리에 대한, 증착 재료가 방출되는 타겟 표면과 기판 표면 사이에서 기판 수직 축을 따르는 거리의 비율은 1/4 이하인 필름 증착 방법.
  14. 기판상에 필름을 증착하기 위한 방법으로서,
    적어도 하나의 증착 소스를 상기 기판의 수직 축에 대한 상기 기판 및 상기 증착 소스의 연속적인 상이한 증착 회전 각도들로 대칭적으로 배치하는 단계, 및
    상기 필름들에서 높은 레벨의 응력을 달성하기 위해 상기 기판상에 연속적인 필름 층들을 증착하는 단계를 포함하며,
    상기 응력은 필름 평면에서 등방성이고 기판 표면의 넓은 면적들에 걸쳐서 균일한 필름 증착 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 증착 단계는, 길고 실질적으로 장방형인 증착 재료의 타겟들 또는 소스들로부터 근접 마그네트론 스퍼터링을 사용하여 상기 증착 소스 위를 한번 지날 때마다 1 원자-층-스케일(monatomic-layer-scale) 증착 두께를 제공하는 단계를 포함하며, 증착 입사각, 이온 충돌 플럭스, 및 기판 방위상 배향중 어느 것에서의 주기적 변동들에 의해 초래되는 필름 응력에 대한 효과들이 최소화되는 필름 증착 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 기판을 연속적인 통과 사이에서 실질적으로 90도 회전시켜 상기 필름을 적층시키는 단계를 추가로 포함하며, 필름 평면에서의 X-Y 이방성이 제거되는 필름 증착 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 기판 직경에 비교할 때, 균일한 필름 두께를 위해 필요한 것보다 긴 마그네트론 타겟들을 사용하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 타겟의 긴 축을 따라서 균일한 필름 응력이 달성되는 필름 증착 방법.
  18. 제 14 항에 있어서, 기판들의 링 주위에 배치되는 주변 체인, 및 상기 기판에 고속의 위성 운동을 부여하기 위해 하나의 기판으로부터 고정 중심 스프로켓으로 연장되는 체인을 포함하는 구동 기구를 제공하는 단계를 추가로 포함하는 필름 증착 방법.
  19. 기판상에 필름을 증착하기 위한 장치로서,
    상기 기판의 수직 축에 대한 상기 기판 및/또는 상기 증착 소스의 연속적인 상이한 분리된 증착 각도들중 임의의 각도로 상기 기판상에 연속적인 다수의 필름 층을 증착하기 위한 타겟과,
    전체 증착된 필름에 대해 사용되는 상기 연속적인 상이한 분리된 증착 각도들의 집합체를 상기 수직 축에 대해 대칭적으로 배치하기 위한 수단, 및
    각각의 다른 증착 각도에 대해 각각 상이한 증착 각도로 실질적으로 동일한 정도의 증착을 제공하기 위한 수단을 포함하며,
    상기 전체 증착된 필름은 상기 기판에 대해 평행한 모든 방향에서 및 상기 수직 축에 대한 상이한 회전 각도들에서 특성상 실질적으로 등방적으로 거동하는 필름 증착 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 필름의 연속적인 층들의 두께를 증착 재료내의 특성 투사 거리 정도로 감소시키기 위한 수단을 추가로 포함하며,
    상기 특성 투사 거리는, 상기 필름의 두께를 통해 평균화되었을 때 상기 필름의 두께를 통한 각 지점들에서의 관련 필름 특성의 변동이 상기 필름의 전체 특성들에 영향을 주기에는 너무 작아지는 거리를 포함하고,
    상기 변동은 계층화에 의해 초래되는 필름 증착 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 특성 투사 거리는 응력 및 변형율에 있어서는 상기 증착 재료의 최소 1원자 직경 내지 최대 10 원자 직경까지의 범위 내에 있고, 자기적 특성들에 있어서는 최대 1자기 도메인 직경 이내에 있는 필름 증착 장치.
  22. 제 19 항에 있어서, 각각의 기판을 동일한 하나 이상의 증착 재료 소스를 지나 위성 방식으로 이동시키는 장치를 추가로 포함하며, 상기 기판이 위성 궤도 운동을 함에 따라 상기 증착 재료 소스들중 하나의 소스를 통과할 때마다, 상기 기판은 그것이 통과하는 상기 증착 재료 및 고정 지점에 대해 일정한 회전 배향을 유지하도록 위성 캐리어에 대해 상기 기판의 수직 축 주위로 회전되는 필름 증착 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 기판은 상기 증착 재료 소스들중 하나를 통과할 때마다 위성 캐리어에 대해 360/n 도 회전하며, n은 2보다 큰 정수이고 증착 소스들의 갯수와 동일한 필름 증착 장치.
  24. 제 22 항에 있어서, 원 주위에 배치되는 네 개의 증착 재료 소스들, 및
    이전 증착 재료 소스에 대한 각 증착 재료 소스의 관련 이방성 특성을 이전 증착 재료 소스의 그것에 대해 90도로 배치하기 위한 수단을 추가로 포함하며,
    각각의 기판은 고정 지점에서 측정하면 상기 기판이 궤도 운동할 때의 그 수직 축에 대해 고정된 회전 배향을 유지하고,
    상기 필름은 각각의 연속적인 층에 대해 90도 회전된 이방성을 갖는 층들에 증착되는 필름 증착 장치.
  25. 제 22 항에 있어서, 상기 증착 재료의 소스는 상기 증착 재료의 관련 이방성 특성에서 2중 대칭성을 나타내는 필름 증착 장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 기판의 270도 회전은 상기 필름 층의 상기 관련 특성에서의 상기 이방성에 관하여 상기 기판의 90도 회전에 대응하는 필름 증착 장치.
  27. 제 25 항에 있어서, 두 개의 증착 재료 소스들을 추가로 포함하며,
    각각의 증착 재료 소스는 2중 대칭성을 갖고,
    상기 증착 재료 소스들은 상기 증착 재료 소스의 관련 이방성 특성이 이전 증착 재료 소스에 대해 90도 회전되도록 서로에 대해 배치되며,
    각각의 기판은 고정 지점으로부터 측정하면 그것이 궤도 운동할 때의 그 수직 축에 대해 고정된 회전 배향을 유지하고,
    상기 필름은 각각의 연속적인 층에 대해 90도 회전된 이방성을 갖는 층들에 증착되는 필름 증착 장치.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 증착 재료의 소스들은 선형 마그네트론 스퍼터링 타겟들을 포함하며, 이들 타겟으로부터 상기 증착 재료는 라운딩된 코너부들을 갖는 장방형에 근사하는 패턴으로 방출되는 필름 증착 장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 증착 재료가 방출되는 타겟 표면과 기판 표면 사이에서 기판 수직 축을 따르는 거리는, 상기 필름의 관련 특성이 상기 기판의 중심에서 에지까지 상기 기판을 따라 충분히 균일하도록, 상기 장방형 방출 패턴의 단부로부터 방출되는 재료와 상기 기판의 최근접 에지 사이의 거리보다 충분히 작은 필름 증착 장치.
  30. 제 29 항에 있어서, 증착 재료가 방출되는 타겟 표면과 기판 표면 사이에서 기판 수직 축을 따르는 거리를, 상기 장방형 방출 패턴의 단부로부터 방출되는 재료와 상기 기판의 최근접 에지 사이의 거리에 비해, 충분히 작게 만듦으로써, 상기 기판에 평행한 방향들을 따르는 필름 응력을 상기 기판에 걸쳐서 충분히 균일하게 만드는 수단을 추가로 포함하는 필름 증착 장치.
  31. 제 29 항에 있어서, 상기 장방형 방출 패턴의 단부로부터 방출되는 재료와 상기 기판의 최근접 에지 사이의 거리에 대한, 증착 재료가 방출되는 타겟 표면과 기판 표면 사이에서 기판 수직 축을 따르는 거리의 비율은 1/4 이하인 필름 증착 장치.
  32. 기판상에 필름을 증착하기 위한 장치로서,
    적어도 하나의 증착 소스를 상기 기판의 수직 축에 대한 상기 기판 및 상기 증착 소스의 연속적인 상이한 증착 회전 각도들로 대칭적으로 배치하기 위한 수단, 및
    상기 필름들에서 높은 레벨의 응력을 달성하기 위해 상기 기판상에 연속적인 필름 층들을 증착하기 위한 타겟을 포함하며,
    상기 응력은 필름 평면에서 등방성이고 기판 표면의 넓은 면적들에 걸쳐서 균일한 필름 증착 장치.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 타겟은,
    길고 실질적으로 장방형인 타겟들로부터 근접 마그네트론 스퍼터링을 사용하여 상기 타겟 위를 한번 지날 때마다 1원자-층-스케일 증착 두께를 제공하기 위한 수단을 포함하며,
    증착 입사각, 이온 충돌 플럭스, 및 기판 방위상 배향중 어느 것에서의 주기적 변동들에 의해 초래되는 필름 응력에 대한 효과들이 최소화되는 필름 증착 장치.
  34. 제 32 항에 있어서, 상기 기판을 연속적인 통과 사이에서 실질적으로 90도 회전시켜 상기 필름을 적층시키기 위한 드라이브를 추가로 포함하며,
    필름 평면에서의 X-Y 이방성이 제거되는 필름 증착 장치.
  35. 제 32 항에 있어서, 기판 직경에 비교할 때, 균일한 필름 두께를 위해 필요한 것보다 긴 하나 이상의 마그네트론 타겟들을 추가로 포함하며,
    상기 타겟의 긴 축을 따라서 균일한 필름 응력이 달성되는 필름 증착 장치.
  36. 제 32 항에 있어서, 기판들의 링 주위에 배치되는 주변 체인, 및 상기 기판에 고속의 위성 운동을 부여하기 위해 하나의 기판으로부터 고정 중심 스프로켓으로 연장되는 체인을 포함하는 구동 기구를 추가로 포함하는 필름 증착 장치.
  37. 고정된 중심의, 종동 스프로켓과,
    기판들의 링 주위에 배치되는 주변 체인, 및
    상기 기판에 고속의 위성 운동을 부여하기 위해 하나의 기판으로부터 상기 고정 중심 스프로켓으로 연장되는 체인을 포함하는 구동 기구.
  38. 스퍼터 증착에 의해 기판상에 필름을 증착하기 위한 방법으로서,
    실질적으로 원형인 캐리어 플레이트에 고정된 기판 홀더상에 장착되는 적어도 하나의 기판을 제공하는 단계로서, 상기 기판과 캐리어 플레이트는 그 각각의 수직 축들 주위로 다양한 속도로 독자적으로 회전할 수 있는 단계와,
    캐리어 플레이트 반경에 대해 평행하게 배치되는 긴 치수를 갖는 적어도 두 개의 긴 증착 소스들(타겟들)을 제공하는 단계로서, 상기 기판을 향하는 상기 소스들의 표면은 실질적으로 공통 평면에 있고, 상기 긴 치수는 기판 치수보다 실질적으로 크며 기판과 증착 소스 표면들 사이에서 작은 수직 거리를 갖는 단계와,
    상기 캐리어 플레이트가 그 수직 축 주위로 회전하고 고정된 기판 역시 캐리어 플레이트에 대해 측정할 때 그 자신의 수직 축 주위로 상기 회전하는 캐리어 플레이트와 동등하지만 반대되는 각속도로 동시에 회전할 때 플라즈마를 증착 챔버내에서 대기압 이하의 가스 압력으로 타격함으로써 스퍼터 증착을 개시하는 단계, 및
    기판이 증착 소스들 각각을 반복하여 가로지를 때 기판 상에 얇은 필름들의 연속적인 층들을 증착하는 단계를 포함하며,
    결과적으로 얻어지는, 다수의 얇은 필름 층들을 포함하는 필름은 실질적으로 균일한 두께와 등방성 특성들을 갖고 형성되는 필름 증착 방법.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 증착 소스들은 90도 분리, 45도 분리, 120도 분리중 어느 하나의 분리를 갖는 필름 증착 방법.
  40. 제 38 항에 있어서, 상기 타겟은 장방형 타겟이며, 상기 기판들은 타겟을 통과할 때 중앙에 배치되는 필름 증착 방법.
  41. 제 38 항에 있어서, 상기 긴 치수의 에지와 최근접 기판 에지 사이의 거리에 대한 기판과 증착 소스 표면들 사이의 수직 거리의 비율은 대략 1: 4 이하인 필름 증착 방법.
  42. 제 38 항에 있어서, 양호한 증착 속도는 대략 1 내지 60 ㎛/hr이고 통상은 4 ㎛/hr 이며, 양호한 플레이트 회전은 대략 6 내지 600 rpm 이고 통상은 120 rpm 인 필름 증착 방법.
  43. 제 38 항에 있어서, 등방성 특성들은 응력을 포함하는 필름 증착 방법.
  44. 제 38 항에 있어서, 상기 얇은 필름 층 두께 범위는 대략 1 내지 10 원자 직경인 필름 증착 방법.
  45. 필름 재료로 구성되는 비교적 큰 타겟의 스퍼터링에 의해 기판들 상에 필름들을 증착하는 방법으로서,
    기판과 타겟 표면들 사이가 작은 수직 거리로 되도록 스퍼터 증착 시스템에서 적어도 하나의 기판을 증착 소스(타겟)에 근접 배치하는 단계와,
    스퍼터링 동안에 플라즈마를 상기 기판의 근처에 용이하게 구속해 두기 위해 상기 증착 소스 근처에 자석 시스템을 제공하는 단계와,
    기판을 향하는 증착 소스 표면상에 부식 영역을 형성하는 재료들이 타겟으로부터 스퍼터링되어 나오도록 플라즈마를 증착 챔버 내에서 대기압 이하의 가스 압력으로 타격함으로써 스퍼터 증착 공정을 개시하는 단계, 및
    부식 영역이 적어도 두 개의 대각선 방향으로 또는 선택적으로 120도 분리된 적어도 세 개의 방향으로 기판을 가로질러 번갈아 통과하도록 자석 시스템과 기판중 적어도 하나를 주기적으로 이동시켜, 각각의 통과 중에 기판 상에 얇은 필름 층을 증착하는 단계를 포함하며,
    다수의 얇은 필름 층들로 구성되는 결과적인 필름은 실질적으로 균일한 두께와 등방성 특성들을 갖고 형성되는 필름 증착 방법.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 긴 치수의 에지와 최근접 기판 에지 사이의 거리에 대한 기판과 증착 소스 표면들 사이의 수직 거리의 비율은 대략 1: 4 이하인 필름 증착 방법.
  47. 제 45 항에 있어서, 상기 얇은 필름 층 두께 범위는 대략 1 내지 10 원자 직경인 필름 증착 방법.
  48. 스퍼터링에 의해 기판 상에 필름을 증착하기 위한 방법으로서,
    증착 재료의 소스로부터 방출되는 증착 재료의 패턴의 회전 각도에 대해 측정될 때 상기 기판의 수직 축 주위에서의 상기 기판의 연속적인 상이한 분리된(고정된) 증착 회전 각도들중 임의의 각도로 상기 기판 상에 연속적인 다수의 필름 층을 증착하는 단계, 및
    각각의 다른 증착 회전 각도에 대해 각각 상이한 증착 회전 각도로 실질적으로 동일한 정도의 증착을 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 전체 증착된 필름은 상기 기판에 대해 평행한 모든 방향에서 특성상 실질적으로 등방적으로(균일하게) 거동하는 필름 증착 방법.
  49. 제 48 항에 있어서, 이온 압축은 고정된 기판의 rf 또는 dc 바이어스에 의해 얻어지는 필름 증착 방법.
  50. 제 48 항에 있어서, 다수의 얇은 필름 층들이 증착되고, 인접하는 층들에서의 응력이 상이하며, 그 결과 필름 표면에 수직한 방향으로 응력 구배를 갖는 필름이 형성되는 필름 증착 방법.
  51. 제 50 항에 있어서, 상기 얇은 층들에서의 응력들은 바닥에서의 압축으로부터 표면에서의 인장으로 변화되는 필름 증착 방법.
  52. 스퍼터 증착에 의해 기판들 상에 필름을 증착하기 위한 장치로서,
    실질적으로 원형의 캐리어 플레이트에 고정된 기판 홀더상에 장착되는 적어도 하나의 기판으로서, 상기 기판과 캐리어 플레이트가 그 각각의 수직 축 주위로 다양한 속도로 독자적으로 회전할 수 있는 기판과,
    캐리어 플레이트 반경에 대해 평행하게 배치되는 긴 치수를 갖는 적어도 두 개의 긴 증착 소스들(타겟들)로서, 상기 기판을 향하는 그 표면들은 실질적으로 공통 평면에 있고, 상기 긴 치수는 기판 치수보다 실질적으로 크고 기판과 증착 소스 표면들 사이에서 작은 수직 거리를 갖는 소스들, 및
    상기 캐리어 플레이트가 그 수직 축 주위로 회전하고 고정된 기판 역시 캐리어 플레이트에 대해 측정할 때 그 자신의 수직 축 주위로 상기 회전하는 캐리어 플레이트와 동등하지만 반대되는 각속도로 동시에 회전할 때 플라즈마를 증착 챔버내에서 대기압 이하의 가스 압력으로 타격함으로써 스퍼터 증착을 개시하는 수단을 포함하며,
    기판이 증착 소스들 각각을 반복하여 가로지를 때 기판 상에 얇은 필름들의 연속적인 층들이 증착되고,
    다수의 얇은 필름 층들로 구성되는 결과적인 필름은 실질적으로 균일한 두께와 등방성 특성들을 갖고 형성되는 필름 증착 장치.
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