KR20070040747A

KR20070040747A - 선전리를 갖는 펄스 모드에서 마그네트론 양극 미분쇄에의한 증착

Info

Publication number: KR20070040747A
Application number: KR1020067019608A
Authority: KR
Inventors: 미헤 간시우-페트큐; 미첼 헤큐; 쟌-피에르 도초트; 스테파노스 콘스탄티니디스; 쟌 브레탕; 루도비 드 푸끄에; 미첼 투조
Original assignee: 머티리어 노바 에이에스비엘; 상뜨르 나시오날 드 라 리쉐르쉐 샹띠피끄(씨엔알에스); 유니베르시떼 파리스-쉬드
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2007-04-17
Also published as: CN100587107C; US20070034498A1; EP1580298A1; RU2364661C2; RU2006133826A; US7927466B2; WO2005090632A1; CN1985022A; EP1727924A1; JP2007529632A

Abstract

본 발명은 마그네트론 양극(MC)이 구비된 마그네트론 반응기(1)에서 기판(11a) 상에 적어도 하나의 물질을 증착시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 방법에서, 상기 물질은 펄스 모드에서 이온화되는 개스를 사용하여 마그네트론 스퍼터링으로 기화된다. 이를 위해 그리고 전기 아크의 형성을 피하면서 스퍼터링된 증기의 효과적인 이온화를 가능하게 하면서 짧은 지속 시간의 고 전류 펄스의 형성을 이루기 위하여, 마그네트론 양극(MC) 상에 주 전압 펄스의 인가 전에 상기 개스의 선전리가 주 전압 펄스(VP)의 컷-오프 후, 그 감소시간(T_d)이 5μs 이하인 전류 펄스를 얻기 위하여 수행된다.

마그네트론 반응기, 마그네트론 양극, 펄스 전원, 선전리

Description

선전리를 갖는 펄스 모드에서 마그네트론 양극 미분쇄에 의한 증착{DEPOSITION BY MAGNETRON CATHODIC PULVERIZATION IN A PULSED MODE WITH PREIONIZATION}

본 발명은 일반적으로 마그네트론 스퍼터링으로 기화된 물질을 기판상에 증착하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 주제는 펄스 마그네트론 스퍼터링으로 기판상에 적어도 하나의 물질을 증착시키기 위한 신규 방법 및 마그네트론 용의 신규 펄스 전원 및 펄스 전원이 장착된 마그네트론이다.

마그네트론 스퍼터링으로 기판상에 물질을 증착시키는 것은 알려져 있는데 1970년대 이래로 빠르게 개발되어 왔다.

이러한 증착 기법 및 오늘날 알려진 주요 개선은 예를 들면 문헌: "마그네트 론 스퍼터링 : 최근 개발 및 적용의 고찰( Magnetron sputtering : a review of recent developments and applications )" 피.제이. 켈리(P.J. Kelly)와 알.디. 아넬(R.D. Arnell), VACUUM 56(2000) 159-172쪽에 기술되어 있다.

요약하면, 마그네트론 스퍼터링으로 기판상에 물질을 증착시키기 위한 기술은 일반적으로 표적에 충격을 가하는 것을 포함하는데 이것은 마그네트론 반응기의 양극을 형성하고 전기 방전(플라즈마)으로부터 나오는 이온과 함께 증착될 물질로 이루어진다. 이러한 이온 충격은 마그네트론의 표적 근처에 위치된 기판상에 박막의 형태로, 증착될 분자 또는 원자의 "증기(vapor)"의 형태로 표적이 스퍼터링 되게 하는데 이것은 기판이 고정 또는 이동하게 하는 것이 가능하다.

비 반응성 모드에서, 플라즈마를 형성하도록 의도된 개스는 불활성 개스, 예를 들면 아르곤이다. 소위 "반응성(reactive)" 모드라 불리는 것에서 일반적으로 불활성 개스에 희석된 개스는 경우에 따라 전기 전도성이 되거나 되지 않을 수 있는 화합물을 생성하는데 사용된다. 티타늄 양극 표적에 있어서는 아르곤/질소가 예를 들면 반응성 개스로서 사용되어 전기 전도성인 티타늄 니트라이드(TiN) 화합물의 형성을 가져오거나 아르곤/산소 혼합물이 사용되어 전기 절연성인 티타늄 디옥사이드(TiO₂)의 형성을 가져온다.

어떤 개스가 사용되든지 간에 원자는 전기 방전에서 생성된 전자와 충돌시키므로서 필수적으로 이온화된다. 표적 근처에서는 자기장도 생성되는데 이것은 개스에서 형성된 전자들을 트랩(traps)하여 표적의 표면 근처에 보다 고도로 이온화된 플라즈마를 형성한다.

마그네트론 스퍼터링 공정은 저압(일반적으로 0.1 Pa 및 약간)에서 수행된다. 그 결과, 이온은 양극 표적을 향하는 경로 중에 충돌을 겪지 않거나 거의 겪지 않아서 스퍼터링의 효능을 증가시킨다. 이러한 낮은 압력은 또한 스퍼터링된 원자 또는 분자들 사이에 충돌의 수를 감소시키고, 결과적으로 편차 공정의 크기 및/또는 스퍼터링된 입자(원자 또는 분자)의 운동 에너지의 손실을 감소시키므로서 스퍼 터링된 물질이 기판으로 이송되기 쉽게 한다.

마그네트론 스퍼터링으로 기판상에 물질을 증착시키기는 상기한 기술은 극소전자제품(상호연결을 위한 금속 및 MOSFET 구조체를 위한 유전체의 증착), 광전자제품(압전기(piezoelectric) 기판의 제작), 기계 가공 또는 커넥터 기술(내마모성 코팅, 항부식성 코팅, 등의 증착) 및 유리 산업(관능성 층)과 같은 다양한 분야에서 다양한 물질을 기본적으로 박막으로서 증착시키는데 특히 적합하다. 증착되는 물질은 전기 전도성의 금속성 물질 또는 화합물, 니트라이드, 옥사이드, 카바이드,옥시 니트라이드 등을 포함하는 타입의 절연 세라믹일 수 있다.

증발(특히 유도 가열을 사용하는 열 증발 및 증착 공정 또는 전자 빔 또는 아크 증발 증착 공정)을 포함하는 다른 공지의 증착 기술과 비교했을 때 마그네트론 스퍼터링은 보다 더 이롭게할 수 있는 스퍼터링된 입자 방출 속도와 함께 양극 표적에 수직인 상대적으로 개방된 발광 로브의 존재로 인하여 보다 방향성인 이점을 갖는다.

상기한 마그네트론 스퍼터링 증착 기술에서는 원래 양극에 DC 전압을 인가하거나 개스의 무선주파수(RF) 여기에 의해 프라즈마에서의 전기적 방출이 정상-상태 모드(steady-state mode)로 발생했다.

일반적으로, 고정-상 모드에서 마그네트론 스퍼터링 기술의 한계는 특히 공극률과 관련하여 증착된 막의 불충분한 품질 및 복잡한 기하학의 증착 표면을 갖는 기판상에 일정한 증착을 얻는 어려움 및 상대적으로 낮게(일반적으로 1 ㎛/h 정도) 유지되는 증착 속도에 기인한다. 더욱 상세하게는, 증착된 막의 품질과 관련하여 전기 아크가 부적절하게 형성된다는 것이 고정-상(DC 또는 RF)에서 종종 관찰되는데 이것은 물질이 기판상에 증착되는 비말의 형태로 표적으로부터 방출되게 하여 코팅에 결점을 바람직하지 않게 생성한다.

또한, 마그네트론 스퍼터링으로 절연물질을 증착할 경우에, RF 여기의 단독 사용은 상대적으로 복잡성을 유지하며 공정을 제어하는 것이 어렵다. 또한, 스퍼터링 속도가 현저하게 감소한다.

마그네트론 스퍼터링으로 특히 알루미나와 같은 산화물인 절연물질을 증착하는 것을 개선하기 위하여, 마그네트론 방출에 펄스를 가하는 것이 이미 제안되었다(피. 제이. 켈리 와 알. 디. 아넬, 166-168 쪽/섹션 7, "Pulsed magnetron sputtering" 참조). 따라서, 펄스된 모드의 기술에 따라서, 전압 펄스가 개스를 이온화하고 매우 이온화된 플라즈마(이하 "주" 플라즈마로 칭함)를 형성하기 위하여 플라즈마 개스에서 펄스된 방출 전류(전류펄스)를 생성할 목적으로 마그네트론 양극에 인가된다.

특히, 이 문헌에서, 20kHz 이상의 주파수로 마그네트론 방전에 펄스를 가하므로서, 특히 20-100kHz 의 주파수 범위에서 절연층에 의한 표적 포지셔닝에 의해 야기되는 전기아크의 형성을 피하는 것이 가능하다라고 지적되었다. 증착 속도 역시 개선(10㎛/h 정도) 되었다.

이 문헌은 또한 전기 아크의 원인인 표적 포지셔닝에 기인한 표면 전하를 제한하기 위하여 "온" 펄스의 지속시간이 제한되어야 하며, "오프" 펄스 중에 표면 전기 전하가 중성화된다 라고 기술하고 있다.

더욱 상세하게는, "오프" 펄스의 지속시간이 "온" 펄스의 지속시간에 접근하거나 동일할 때 전기 아크의 가장 효과적인 억제가 관찰된다 라고 적시하고 있다. (도 12에서) 주어진 설명을 위한 실시예에 있어서, "오프" 펄스의 지속시간은 약 10%의 총 순환 시간을 나타내고 5 ㎲와 동일한데 온 펄스의 지속시간은 45 ㎲ 이다. 이러한 조건하에서, 평균 전류는 펄스 전류보다 단 약간만 더 적다(10% 까지).

보다 최근에는 양극에 가깝게 위치된 개스(플라즈마)가 높은 상태의 이온화(미국 특허 제 6,296,742호의 도1에 있는 S8 작동범위)에 빠르게 도달하는 방법으로 생성되는 매우 높은 순간적인 힘(0.1 kW -1 MW)을 갖는 펄스를 사용하므로서 스퍼링된 증기의 효과적인 이온화를 허용하는 펄스모드에서 마그네트론 스퍼터링 증착 기술을 개선하는 것이 미국 특허 제 6,296,742호의 실시예에 제안되었다.

이러한 해결책은 고 전압이 전기 아크 형성을 방지하면서 양극에 인가되도록 한다는 것이 미국 특허 제 6,296,742 호에 설명되어 있다. 실제로, 이러한 해결책의 실행은 증착된 막의 품질에 불리한 전기 아크의 형성에 의해 수반된다는 것이 발견되었다. 그러한 부적당한 전기 아크 형성은 높은 상태의 이온화에 도달되기 전에 개스가 아크 방전 영역(미국 특허 제 6,296,742호, 도 1의 영역 S7)을 통해 통과해야만 한다는 사실로 설명될 수 있다. 그러나, 출원인들은 이러한 설명에 구속되지 않았다.

펄스된 마그네트론 스퍼터링 증착 기술에 있어서, 개스에서 생성된 전기 방전의 순간적인 힘을 증가시키는 것이 바람직할 경우 가능한 한 짧게(일반적으로 50㎲ 보다 구체적으로는 20 ㎲ 그리고 바람직하게는 5 ㎲ 이하로 지속하는)양극에 전 압 펄스를 인가하는 것이 필요하다. 이것은 전압 펄스의 지속시간을 감소시키므로서 부적당한 전기 아크 형성의 위험이 감소된다는 것이 발견되었기 때문이다.

그러나, 본 발명자들은 양극에 인가된 전압 펄스의 지속시간을 감소시키는 것은 개스에서 전류 펄스의 형성에 불리한 두 개의 결점을 가져온다. 이 두 개의 결점은 전압 펄스와 관련하여 전류 펄스를 형성하는데 있어서의 지연 시간, 다시 말하면, 마그네트론 양극에 대한 전압 펄스의 인가 및 개스에서 전류 펄스의 형성의 시작 사이로 경과하는 시간과 관련된다. 이러한 지연시간은 개발하기 위한 전자 사태(avalanche)에 요구되는 시간에 기인한다.

첫번째 결점: 과도하게 긴 지연시간

최악의 경우에 상기한 지연시간은 전압 펄스의 지속시간보다 더 길다. 이 경우에 일반적인 펄스는 형성하지 않는다. 이 지연시간이 전압 펄스보다 짧지만 전류 펄스가 전압 펄스의 종료 전에 정확하게 나오는 시간을 갖지 않을 경우 결과는 낮은 진폭의 그리고 저-파워 전기 방전의 형성에 불리한 전류 펄스의 형성이다. 요약하면, 전압 펄스의 지속시간에 대한 지연시간이 길면 길수록 전류 펄스의 진폭이 더 낮아진다(지연시간이 전압 펄스의 지속시간보다 더 길 경우 실제적으로 제로이다).

두번째 결점: 지연시간의 변동

두 번째 결점은 형성되는 전류 펄스의 시간에 걸쳐 불안정성 및 불량한 재현성을 가져오는 지연시간의 실질적인 변동이다. 이러한 결점은 증착 공정을 임의적이고 재현가능하지 않게 만든다.

발명의 목적

본 발명은 특히 스퍼터링된 증기의 효과적인 이온화를 보장하면서 상기한 문제들을 해결하는 것이 가능한 신규 해결책을 제공하므로서, 펄스된 마그네트론 스퍼터링으로 물질을 증착시키기 위한 공지의 공정을 개선시키는 것이 목적이다.

보다 상세하게는, 본 발명의 목적은 전기 아크 형성의 위험성을 감소시키면서 그리고 양극상에 스퍼터링된 물질의 재 증착의 위험성을 감소시키므로서 시간에따라 우수한 안정성 및 우수한 재현성을 가지면서 바람직하게는 높은 전력의 전기 방전을 생성하는 것이 가능한 펄스된 마그네트론 스퍼터링으로 물질을 증착하기 위한 방법을 제안하는 것이다.

발명의 요약

상기한 목적들은 청구범위 제 1항의 방법에 의해 달성된다. 이 방법은 마그네트론 스퍼터링으로 물질을 기화시키고, 마그네트론 양극에 주 전압 펄스를 인가하여 펄스 모드에서 이온화된(주 플라즈마) 개스를 사용하여 기판상에 적어도 하나의 물질이 마그네트론 양극이 장착된 마그네트론 반응기에서 증착되는 것으로 제시된다.

본 발명은 각각의 주 전압 펄스 전에 상기 개스가 주 전압 펄스의 중단 후 그 감소 시간이 5μs 보다 짧은, 바람직하게는 1μs보다 짧은 전류 펄스를 생성하도록 선전리되는 것으로 특징된다.

본 발명 이전에는 국제 특허 출원 WO 02/103078에서, 전압 펄스 전에 DC전류에 의한 선행의 선전리 양식으로 마그네트론 반응기에서 펄스 플라즈마를 생성시키기 위한 방법이 이미 제안되었다.

그러나, 먼저 이 국제 특허 출원 WO 02/103078은 생성된 전류 펄스의 시간에 따른 안정성 및 재현성의 문제를 거론하지 않는다.

둘째, 국제 특허 출원 WO 02/103078호에 사용된 전원(도 9 참조)은 마그네트론 양극을 갖는 직렬의 유도자(L1,L2)를 포함하며 방전전류가 제한되도록 하는(22쪽, 라인 2)회로를 사용하는데, 보다 상세하게는 이 공보의 교사에 따르면 유도자(L1)의 인덕턴스가 선전리 전류를 생성하기에 필요한 만큼 높아야 한다. 그러나, 직렬의 인덕터(L1)를 사용하는 것은 전류 펄스에 불리하다. 이것은 전류 펄스의 컷-오프 시간(cut-off time)(다시 말하면, 전압 펄스의 중단 후 전류 펄스의 감소시간)을 불리하게 증가시키는 시간 상수(time constant)를 도입하기 때문이다. 실제로, 이러한 형태의 전원에 있어서는 전류 펄스의 컷-오프 시간이 긴데 10μs 이상이다. 따라서, 그리고 본 발명과 달리 국제 특허 출원 WO 02/103078호에 기술된 기술적 해결책으로는 전류 펄스를 위한 매우 짧은 컷-오프, 다시 말하면 5μs 이하, 바람직하게는 1μs 이하의 컷-오프 시간을 얻는 것을 생각할 수 없다.

이제, 본 발명자들은 기판상에 스퍼터링된 물질을 증착하기 위한 최적의 조건을 얻기 위하여 매우 짧은 컷-오프 시간을 갖는 전류 펄스를 생성하는 것이 가장 중요하다는 것을 입증할 수 있다. 상세하게는, 국제 특허 출원 WO 02/103078호에 기술된 기술적 해결책을 갖는 실시예에서 얻어진 것과 같은 긴 컷-오프 시간(>10μs)으로는 자기-스퍼터링과 연관되는, 스퍼터링된 물질이 양극상에 재증착되는 위험성이 증가하고 이에 의해 기판상에 증착 속도를 감소시킨다. 본 발명에 있어서는, 방해받지 않을 경우 자기-스퍼터링과 연관되는, 양극상에서의 재증착 현상을 매우 실질적으로 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

각각의 주 전압 펄스 전의 본 발명에 따른 개스 선전리는 주 전압 펄스와 관련하여 전류 펄스의 지연시간을 바람직하게 감소시키고 그리고 이러한 지연시간이 덜 변동하도록 마그네트론 반응기에서 초기 플라즈마의 생성을 가져온다. 선전리 없는 방법과 비교할 때, 보다 큰 순간적인 전력의 펄스된 전기 방전이 생성되고 시간에 따라 상대적으로 일정한 평균 전력을 갖는다. 따라서, 본 발명에 있어서는 전류 펄스의 형성이 바람직하게 된다(안정화 및/또는 가속됨).

이러한 선전리는 짧은 주 전압 펄스를 갖는 펄스 작동 모드에서 특히 이점이 있는데 이것은 더 바람직하게도 원하지않는 전기 아크 형성의 가능성을 감소시키는 것이 가능하다.

선전리의 또 다른 역할은 마그네트론에서 기판을 향하여 이온화된 물질의 증기의 이송을 쉽게하는, 충분한 자유-전자 밀도를 양극과 기판 사이에 생성하는 것이다.

본 발명 방법의 또 다른 중요한 이점은 기판에 도달하는 증기의 고도의 이온화이다. 선전리에 있어서는 10%이상, 바람직하게는 70%이상의 기판에 도달하는 증기의 선전리 도가 얻어진다. 이러한 선전리 도는 하기의 두 공개물 중 어느 것에 기술된 형태의 흡수 분광법으로 기판 근처에서 측정된다.

-S. Konstantinidis, A. Ricard, M. Ganciu, J.-P. Dauchot, M. Wautelet 및 M. Hecq, "A study of an ionized magnetron source by pulsed absorption spectroscopy", Proceedings of the 46^th Annual Technical Conference of the Society of Vacuum Coaters, published by the Society of Vacuum Coaters, Albuquerque, NM, USA (2003), 452; 및

-O. Leroy, L.de Poucques, C. Boisse-Laporte, M. Ganciu, L.Teule-Gay 및 M. Touzeau "Determination of titanium temperature and density in a magnetron vapor sputtering device assisted by two microwave coaxial excitation systems" J. of Vacuume Science & Technology A: Vacuum Surfaces, and Film, 22 (2004), 192.

본 발명에 있어서는 기판에 도달하는 증기의 높은 전리도를 얻으므로서 기판상에 증착된 막의 품질(특히 증착된 막의 우수한 접착성 및 우수한 밀집성)을 바람직하게 개선하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 선전리를 수행하기 위한 또 다른 이점은 예상되는 적용에 따라 증착된 막의 특성(접착성, 구조, 균일성)이 조절되도록 하는 기판의 표면이 조건화(선증착(predeposition), 용발(ablation), 편광(polarization))되는 것이다. 이러한 이점은 예를 들면 극소전자제품의 분야에서 특히 바람직하다.

본 발명에 따라서, 개스가 각각의 주 전압 펄스 전에 여러 다른 방법으로 선전리 될 수 있다.

실행의 첫번째 방법에 따라서, 마그네트론 양극에 선전리 전압을 인가하므로서 개스가 선전리 될 수 있다. 이러한 선전리 전압은 바람직하게는 DC 전압이지만펄스 전압일 수도 있는데 중요한 것은 주 전압 펄스가 주 플라즈마를 형성하도록 인가되기 전에 개스의 선전리(초기 플라즈마의 형성)가 효과적이라는 것이다.

실행의 두 번째 방법에서, 개스는 개스의 RF 여기에 의해 선전리된다.

실행의 세 번째 방법에서, 개스는 개스의 마이크로파 여기에 의해 또는 양극과 음극 사이에 있는 공간에 있는 자유 전하의 충분한 밀도를 생성하기 위한 어떤 다른 수단으로 선전리된다. 예를 들면, 양극을 마주하는 자화된 영역의 경우에 이러한 밀도(전자 밀도 및 플라즈마로부터 추출된 이온 전류의 밀도 사이의 관계를 사용하여 추정됨)는 바람직하게는 10⁸ cm^-3이상, 보다 바람직하게는 10⁹ cm^-3이상이다.

실행의 네 번째 방법에 있어서, 두 개의 연속적인 펄스들 사이의 잔류 전자 밀도를 사용하도록 각각의 전압 펄스에서 안정한 전류 펄스를 형성하기에 충분히 높은 펄스 반복 주파수에 의해 보장될 수 있다.

본 발명의 맥락 내에서, 주 플라즈마를 형성하기 위한 주 전압 펄스는 단일 펄스 모드 또는 다중 펄스 모드에서 마그네트론 양극에 인가될 수 있는데 다시 말하면 펄스는 적어도 두 개의 가깝게 공간진 펄스의 연속적인 열(trains)에서 발생된다.

바람직하게는, 개스 선전리를 실행하는 방법이든지 그리고 펄스 모드(단일 펄스 또는 다중 펄스)이든지 간에 주 전압 펄스의 지속 시간은 50μs 이하, 보다 상세하게는 20 μs 이하, 바람직하게는 1-10μs 사이이다. 보다 상세하게는, 펄스(단일 펄스 모드로의) 또는 가깝게 공간진 펄스 열의 주파수는 100 kHz를 초과하지 않으며, 바람직하게는 50Hz 이상이다.

본 발명의 다른 주제는 청구범위 제 13항에 따른 마그네트론 반응기용의 신규 펄스 전원 및 이 펄스 전원이 장착된 마그네트론 반응기이다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 설명이 발명의 비 소모적이고 비 제한적인 실시예로 제공된 하기의 본 발명의 방법을 실행하는 다양한 방법 및 첨부 도면을 참고로 할 때 보다 명백해 질 것이다:

도 1은 본 발명의 펄스 전원을 구비한 마그네트론 반응기를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 펄스 전원의 예시적인 구체예의 회로도이다.

도 3은 단일-펄스 작동 모드에서 마그네트론 양극 상에서 측정된 전압(U) 및 마그네트론 양극을 통하는 전류(I)의 오실로그램을 개략적으로 도시한 것이다.

도 4-17은 후에 상세히 기술되는 다양한 작동 조건 하에서 오실로스코프로부터 화면 덤프(screen dump)하여 얻어진 제어신호(S), 상기한 전압(U) 및 전류(I)의 실제적인 오실로그램이다.

도 18은 선전리를 위한 RF 루프를 갖는 본 발명의 마그네트론 반응기의 또 다른 구체예를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1의 마그네트론 반응기(1)의 기본적인 도면

도 1은 본 발명에 따른 펄스 전원(2)이 구비된 마그네트론 반응기(1)의 기본적인 도면을 도시한 것이다.

마그네트론 반응기(1)은 그 자체가 알려져 있다. 그 구조 및 일반적인 작동을 간략하게 설명한다.

마그네트론 반응기(1)은 내부에 이하 마그네트론 양극(MC)이라 칭하는 양극이 설치된 증착 챔버(10)를 포함한다. 기판(11a)을 하우징하도록 설계된 기판 홀더(11)는 마그네트론 양극(MC)을 마주보고 그리고 약간의 거리를 두고 설치된다. 챔버(10)에는 이온화되었을 때 플라즈마를 형성하는 개스 또는 개스 혼합물을 도입하기 위한 흡입 시스템이 구비된다. 마그네트론 양극은 기판(11a)상에 박막 형태로 증착되는 것이 바람직한 물질의 표본으로 형성된다.

일반적으로, 전원(2)은 작동시에 마그네트론 양극(MC)에 네거티브 전압을 인가할 수 있게 하는데 이것은 증착 챔버(10) 내부에 있는 개스 내에 전기 방전을 발생시켜 마그네트론 양극(MC)을 통과하는 방전 전류의 형성 및 고도의 개스 이온화(주 플라즈마의 형성)을 가져온다. 주 플라즈마의 이온은 마그네트론(MC)을 표면 스퍼터링 하기에 충분히 높은 속도로 마그네트론 양극(MC)의 표면(표적)에 충격을 가한다. 따라서, 양극(MC)의 구성 물질의 증기는 챔버(10) 내에 형성되고 이 증기는 기판(11a)의 표면상에 박막으로서 증착된다.

양극(MC)의 저 표면의 수준에 제공된 것은 자석(13)으로서 이것은 영구 자기장을 생성하는데 그 주요기능은 마그네트론 양극 근처에서 주 플라즈마의 전자를 캡쳐 또는 감금하는 것이다. 따라서, 이 자기장은 마그네트론 양극(MC)의 근처에서 보다 고도로 이온화된 자화 플라즈마를 형성 및 유지할 수 있게 한다.

도 2의 전원(2)의 구조

도 2는 본 발명에 따른 펄스 전원(2)의 예시적인 구체예의 회로도를 도시한 것이다.

전원(2)은 마그네트론 반응기의 양극(MC)에 접속된(공지의 방법으로) 출력부(Out), 출력부(Out) 상에 주 전압 펄스를 발생시키기 위한 제 1 수단(S0, PG, PT, T, S1, C1, R1, D1, D3) 및 주 전압 펄스와 동시에 출력부(Out) 상에 선전리 전압을 발생시키기 위한 제 2 수단(S2, R, D)을 포함한다.

보다 상세하게는 도 2에 도시된 구체예에서, 주 전압 펄스를 발생시키기 위한, 상기한 제 1 수단은:

- DC 전압 원(S1)(출력으로서 네거티브 전압(HT)을 전달하는);

- 제어 펄스를 발생시키기 위한 수단(S0, G1, T1);

- DC 전압 원(S1)과 출력부(Out) 사이에 설치된 스위칭 수단(T); 및

- 스위칭 수단(T)과 출력부(Out) 사이에 직렬로 접속된 저항(R1) 및 분리 다이오드(D1)를 포함한다.

스위칭 수단(T)과 저항(R1) 사이의 접합부(J)는 분리 다이오드(D3)를 거쳐 그라운드에 접속된다. 전압 원(S1)의 출력은 캐패시터(C1)를 거쳐 그라운드에 접속된다.

제어 펄스를 발생시키기 위한 수단은 보다 상세하게는:

- 장방형의 그리고 가변 주파수 및 듀티 사이클(duty cycle)의 제어신호(S)를 전달하는 전원(S0);

- 제어신호(S)에 의해 트리거된 펄스 발생기(PG); 및

- 스위칭 수단(T)을 제어하기 위한 펄스 변압기

를 포함한다.

보다 상세하게는 도시된 예에서, 스위칭 수단(T)은 IGBT 타입의 양극성 접합 트랜지스터인데 이것의 게이트는 펄스 변압기를 거쳐 펄스 발생기(PG)에 연결된다.

DC 전압 원(S1)은 트랜지스터(T)가 전도될 때만 양극(MC)과 직렬로 접속된 동작 다이오드(D1) 및 저항(R1)을 거쳐 마그네트론 양극(MC)에 네거티브 전압을 인가하는 것을 가능하게 한다.

선전리 전압을 발생시키기 위한 상기 제 2 수단은 분리 다이오드(D) 및 저항(R1)을 거쳐 출력부(Out)에 직렬로 접속된 DC 전압 원(S2)을 포함한다. DC 전압 원(S2)은 출력으로서 DC 네거티브 선전리 전압(PHT)을 전달한다.

스위치(SW)도 DC 전압 원(S2)의 출력부와 직렬로 접속된다. 스위치(SW)가 접속될 때 네거티브 선전리 전압(PHT)은 분리 다이오드(D) 및 저항(R1)을 거쳐 마그네트론 양극(MC)에 인가된다.

상기한 스위치(SW)는 임의적인 것으로서 비교시험을 수행하기 위해 기본적으로 사용된다(후에 설명되는 도 4 이하 참조).

- [스위치(SW) 차단] / 펄스 모드 단독에서의 마그네트론 반응기(1)의 작동(통상적인 작동); 및

- [스위치(SW) 접속] /본 발명에 따른 작동

사이에는 고정-상 모드의 펄스 모드에 대한 중첩과 함께 개스의 요구되는 선전리를 얻는 것이 가능해진다(이 경우에는 마그네트론 양극(MC) 상의 네거티브 DC 선전리 전압의 인가).

본 발명에 따른 전원을 제조하기 위하여, 도 2의 예에서 IGBT 트랜지스터인 트랜지스터(T)가 당업자에게 알려진 어떤 동일한 수단, 다시 말하면 전기 신호에 의해 제어되는 어떤 빠른 스위칭 수단으로 대체될 수 있다. 트랜지스터(T)는 벨키(Behlke) 스위치로 대체될 수 있다.

전원(2)의 작동/도 2 및 3

도 2 및 도 3을 참고로 전원(2)의 작동을 설명한다. 도 3은 마그네트론 양극(MC)과 그라운드 사이에서 측정된 전압(U) 및 마그네트론 양극(MC)을 통과하는 방전 전류의 오실로그램의 예를 개략적으로 도시한 것이다. 하기의 작동 단계 I-IV를 설명함에 있어서, 전원(2)의 스위치(SW)는 접속된 상태임을 고려해야 한다.

단계 I/선전리(도 3)

트랜지스터(T)는 오프 상태이다. 네거티브 선전리 전압(PHT) 만이 전류-제한 저항(R)을 거쳐 마그네트론 양극(MC)에 인가된다. 이 네거티브 DC 전압 전압은 개스내에서 연속적인 전기 방전을 발생시켜 마그네트론 양극(MC), 분리 다이오드(D) 및 저항(R)을 통과하는 DC 선전리 전류(I_p)를 가져온다.

단계 II

단계 I의 선전리 후, 트랜지스터(T)의 게이트는 펄스 발생기(PG)에 의해 제어되어(온 상태의 트랜지스터(T)), 네거티브 전압(HT)이 전류-제한 저항(R1) 및 분리 다이오드(D1)을 거쳐 마그네트론 양극(MC)에 일시적으로 인가되도록 한다. 따라서, 지속시간(T_p)의 주 전압 펄스(VP)는 양극(MC)에 인가되어 마그네트론 양극을 통과하는 주 전류 펄스(CP)를 가져온다. 이 주 전류 펄스(CP)는 전압 펄스(VP)의 시작에 대하여 짧은 지연시간(Δ)으로 발생된다.

단계 III

트랜지스터(T)는 다시 꺼진다(펄스 발생기(PG)에 의한 트랜지스터의 역 스위칭). 높은 네거티브 전압(HT)은 더 이상 마그네트론 양극(MC)에 인가되지 않는다(주 전압 펄스의 종료). 전류(I)는 마그네트론 반응기(1)의 상응하는 유도자(L)에 축적된 유도 에너지에 의해서만 유지된다. 전류(I)는 L/R_T와 거의 동일한 시간 상수로 감소하는데 여기에서 L/R_T는 그 저 대역이 저항(R1)의 저항에 의해 제한되는 등가의 직렬 저항이다. R_T와 R1의 차이는 플라즈마의 비 선형 임피던스에 기인한다. 다이오드(D3)(도 2)는 트랜지스터(T)가 스위칭 된 후 이 트랜지스터 상에 과전압을 동시에 방지하면서 전류(I)를 통과시킨다.

단계 IV

펄스 전류가 중단된 후 마그네트론 반응기(1)의 임피던스는 자화된 플라즈마의 높은 상태의 이온화로 인하여 낮게 유지된다. 따라서, 동일한 DC 선전화 전 류(I_p)에 있어서, 마그네트론 양극상의 전압은 짧은 시간동안 낮게 유지된다. 자화 플라즈마의 이온화 상태가 감소할 때 마그네트론 반응기(1)의 임피던스는 상기한 선전리 단계 I의 초기 상태로 점진적으로 복귀하면서 증가한다.

이 사이클은 예상되는 적용에 따라 고정되는 반복 주파수(f)로 반복된다.

R1 , C1 및 R의 선택

저항(R1)의 선택은 전원(2)의 적절한 작동을 위해 중요하다. 선택은 하기의 두개의 상반되는 구속(constraints)을 충족하도록 이루어졌다:

-단계 III 중의 전류 펄스(CP)의 감소 시간(T_d)(도 3 참조)은 가능한 한 짧아야 한다(주 전류 펄스(VP)의 지속 시간(Tp)와 비교했을 때). 보다 상세하게는, R1의 저항은 감소 시간(T_d)(전류 컷-오프 시간)이 2.5μs 이하, 바람직하게는 0.5μs 이하와 동일한 L/R1의 선택에 거의 상응하는 5μs 이하, 바람직하게는 1μs 이하이다. 이러한 구속은 마그네트론 반응기(1) 및 연결 전도체의 주어진 등가 인덕턴스에 대해 적절한 저항(R1)의 최소저항을 설정할 수 있게 한다;

- R1의 저항은 단계 II 동안 발생된 최대 전류(I_max)(도 3)를 제한하도록 너무 높지 않아야 한다. 실제로, R1은 이 전류(I_max)가 모든 경우에서 예를 들면 마그네트론 반응기의 최대 작동 전류의 두 배 이하이어서 마그네트론 반응기의 비정상적 작동의 위험성이 없도록 선택된다.

바람직하게는, 전원은 하기 조건 중 하나 또는 둘 모두를 충족하도록 조절된 다:

- 전류 밀도(표적에서, 다시 말하면, 마그네트론 양극에서)는 0.05-100 mA/㎠ 사이이다;

- 최대 전류 밀도(표적에서)는 0.1 A/㎠이상, 바람직하게는 1 A/㎠ 이상이다;

- 전류 상승 시간은 20μs 이하, 보다 상세하게는 1 μs 이하이다.

낮은 직렬의 인덕턴스의 캐패시터(C1)는 인가된 펄스 동안 마그네트론 양극상에 적절한 고 전압(U)을 유지하면서 상기한 단계 II 동안 펄스 전류를 얻도록 선택된다.

저항(R)은 초기 선전리 전류를 한정 및 제한하도록 선택된다.

본 발명의 비 제한적인 설명으로 주어진 상기한 예시적인 구체예에서, 전압(HT)은 -1100 V의 최대값을 갖는다. 전압(PHT)는 -1100 V의 최대값을 갖는다. 마그네트론 반응기(1)의 등가 인덕턴스는 약 0.5μH의 값을 가지며, 저항(R1)은 T_d가 약 0.1 μs가 되도록 5Ω의 값을 갖고, 저항(R)은 300 kΩ의 값을 가지며, 캐패시터(C1)은 10 μF의 값을 갖는다.

비교 시험: 선전리 없는 펄스 모드 , 선전리를 갖는 펄스 모드 (도 4-17)

단계 II 동안 전류 펄스(PC)의 형성, 특히 전류 펄스의 지연시간(Δ),그 최대 강도(I_max) 및 시간에 따른 전압 펄스(VP) 및 전류 펄스(CP)의 안정성에 대한 선전리의 바람직한 효과를 입증할 목적으로 도 1-3을 참고하여 마그네트론 반응기(1) 와 전원(2)으로 비교시험을 수행하였다.

모든 시험에 대해 공통인 주요한 조건은 하기와 같았다: 플라즈마를 형성하기 위해 사용된 개스는 아르곤 이었다; 양극(표적)은 티타늄으로 제조되었다. 마그네트론 반응기의 챔버(10) 내부의 압력은 10 mTorr(즉, 1.33 Pa)이었다.

각각의 시험에 있어서, 하기 세 개의 신호를 오실로스코프로 동시에 픽업했다(도 4-17 참조):

- (S) : 발생기(S0)에 의해 전달되는 제어 펄스 발생기;

- (I) : 마그네트론 양극(MC)를 통과하는 전류; 및

- (U) : 마그네트론 양극(MC)과 그라운드 사이에서 측정된 전압.

비교를 위한 방법으로 시험을 매 시간마다 수행했다[하기 표의 컬럼(2) 참조]:

- 선전리 전압을 인가하지 않고[스위치(SW) 차단] / 도 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16]; 및

- DC 선전리 전압(PHT)을 인가하여[스위치(SW) 접속] / 도 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17].

선전리를 갖는 모든 시험에 있어서, DC 선전리 전압(PHT)은 -1000 V 였고 DC 바이어스 전류(I_b)는 약 3.3 mA 였다.

전류(I)를 측정하는데 사용되는 규모의 크기 때문에 매우 낮은 선전리 전류(I_p)는 도 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17에서는 볼 수 없다는 것을 알아야 한다.

단일 펄스 모드(도 4-7 및 도 12 와 13) 및 이중-펄스 모드(도 8-11 및 도14-17)에서, 다시 말하면, 두 개의 밀접하게 공간진 전압 펄스(VP)의 연속적인 열을 발생시키므로서 비교적인 시험을 수행했다.

주요한 가변 변수와 이 시험들의 결과를 하기 표에 요약하였다. 이 표에서, 지속시간(t_p)(컬럼 4)은 각각의 주 전압 펄스(VP)의 폭에 상응하고; 지속시간(T_p)(컬럼 5)은 이중-펄스 모드(즉, 두 개의 밀접하게 공간진 전압 펄스의 열의 연속)의 경우에 하나의 펄스 열의 두 펄스 열을 분리하는 시간에 상응하며; 주파수(f)는 전압 펄스의 반복주파수(단일-펄스 모드의 경우에) 또는 이중-펄스 모드의 경우에 두 개의 밀접하게 공간진 펄스(VP) 열의 반복 주파수에 상응하고; 지연시간(Δ)[컬럼 7]은 전압 펄스(VP)의 시작으로부터 전류 펄스(CP)의 시작을 분리하는 시간을 측정한다. 하기 표[컬럼 8 및 9]에 보고된 I_max 및 U_max의 값은 각각 전류 펄스 및 전압 펄스의 최대 진폭에 상응하며; 이중-펄스 모드의 시험의 경우에 이 진폭들(I_max 및 U_max)은 두 펄스 열의 첫번째 펄스 상에서 측정된다.

[표]

비교 결과:

도	선전리	모드	시간(T) μs	시간(T) μs	주파수(f) Hz	지연시간(Δ)μs	I_max A	U_max V
4	없음	단일 펄스	10	/	50	/	10	-1000
5	있음	단일 펄스	10	/	50	<<Δ(도 4)	90	-900
6	없음	단일 펄스	10	/	100	3.6	80	-1000
7	있음	단일 펄스	10	/	100	1.2	75	-900
8	없음	이중 펄스	10	48	50	/	10	-950
9	있음	이중 펄스	10	48	50	/	90	-1000
10	없음	이중 펄스	10	48	50	/	20	-1000
11(*)	있음	이중 펄스	10	48	50	/	90	-1000
12	없음	단일 펄스	5	/	50	/	30	-1000
13	있음	단일 펄스	5	/	50	<<Δ(도 12)	60	-1000
14	없음	이중 펄스	5	23.8	100	(**)	0	-1000
15	있음	이중 펄스	5	23.8	100	/	60	-1000
16(*)	없음	이중 펄스	5	23.8	100	(**)	0	-1000
17(*)	있음	이중 펄스	5	23.8	100	/	60	-1000

(*) 엔벨로프 모드에서의 오실로스코프; (**) 첫번째 전류펄스 없음.

선전리의 부재(도 4)시에는 전류 펄스가 전압 펄스에 대하여 긴 지연시간을갖는데 이것은 매우 낮은 진폭의 전류 펄스를 가져오는 반면에 선전리를 갖는 작동 조건(도 5) 하에서는 전류 펄스가 매우 더 빠르게(매우 짧은 Δ) 그리고 따라서 큰 진폭으로 얻어진다. 따라서, 개스 내에 발생된 전기방전의 힘은 바람직하게도 선전리를 갖는 펄스 모드에서 작동하는 경우에서보다 실질적으로 더 높다. 특정한 경우에, 선전리 없이 전류 펄스의 거의 완전한 부재에 상응하는 전압 펄스의 (t_p)의 폭보다 큰 (Δ)의 지연시간으로 종료하는 것도 가능하다.

도 6(f=100Hz)을 참고로 하면, 선전리의 부재시에 전류 펄스가 도 4(f=50Hz)의 경우에서보다 실질적으로 더 크게 나타나지만 동일한 반복 주파수(f=50Hz)에서의 작동 및 선전리를 갖는 것과 비교할 때 전류 펄스는 더 늦게(도 6: Δ = 3.6μs / 도 7: Δ = 1.2μs) 발생한다.

선전리의 부재시에 자유 전하의 밀도는 매우 낮으며 스퍼터링을 위해 유용한 전류를 발생시키기에 충분한 밀도의 플라즈마를 형성하는데 필요한 시간이 너무 길다. 선전리는 마그네트론 전류 포화 단계가 훨씬 더 빠르게 도달되도록 한다.

도 8을 참고로 하면, 선전리 없이 이중-펄스 모드에서 제1 전류 펄스는 늦게 발생하고 따라서, 매우 낮은 진폭(단일-펄스 모드에서 도 4와 유사한 상태)을 갖는다. 도 14(f=100Hz, T_p = 23.8μs)의 경우에 선전리가 없을 때 제1 전류 펄스가 완전히 부재한다는 것을 알 수 있다. 비교로, 선전리를 수행(도 9 및 15)하므로서 제1 전류 펄스가 매우 곧 그리고 큰 진폭을 가지면서 형성된다는 것을 알 수 있다. 또한, 선전리가 있으면 바람직하게도 제2 전류 펄스가 선전리의 부재하에서 발생된 제2 전류 펄스보다 더 큰 진폭을 갖는다.

도 10 및 16(선전리없는 이중-펄스 모드 / 엔벨로프 모드에서의 오실로스코)프)은 기판상에 물질의 증착의 시간에 따른 품질 및 재현성을 부여하는, 전류(CP) 와 전압(VP) 펄스의 시간에 따른 매우 큰 불안정성을 도시한 것이다. 비교로, 선전리가 있는 경우(도 11 및 17)에는, 전류 및 전압 펄스(CP 및 VP)가 시간에 따라 매우 안정하며 이에 의해 바람직하게도 시간에 따라 증착 공정의 보다 더 우수한 재현성 및 보다 큰 안정성이 달성된다는 것을 알아야 한다.

본 발명은 상기한 실행 실시예, 특히 전원 및 마그네트론에 대하여 상기한 전기적 파라메터에 제한되지 않는다. 경우에 따라서, 오실로스코프로 전류(I)와 전압(U) 곡선을 관찰하고, 특히 전류 펄스 등의 지연시간 및/또는 진폭 및/또는 안정성의 면에서 소정의 효과를 얻거나 기판에 도달하는 증기의 소정 정도의 이온화를 얻기 위해 선전리를 변화시키므로서 주어진 마그네트론에 대한 전원을 설계 및 조절하는 것이 당업자에게는 명백하다. 선전리는 또한 반응성 개스에서 작동될 경우에 표적 오염 효과를 제한하도록 조정될 수 있다.

보다 일반적으로, 각 전압 펄스(VP)의 인가 전의 개스의 선전리는 당 업자에게 알려진 어떤 수단에 의해 달성될 수 있다. 더욱 상세하게는, 선전리가 두개의 연속적인 펄스 사이의 잔류 전자 밀도를 사용하기에 충분히 높은 펄스 반복 주파수에 의해 얻어질 수 있다.

비 제한적인 실시예에 의해 주 펄스 플라즈마 이외에 충분한 선전리 전자 밀도(코로나 방전, UV 선전리)를 얻기 위해 RF 여기 또는 이차 마이크로파 또는 어떤 다른 수단으로 플라즈마를 생성시키므로서 선전리가 얻어질 수 있다. 예를 들면, 도 18에 도시된 구체예를 참고로 하면, 개스는 마그네트론 양극 근처의 증착 챔버 내부에 위치된 구리 루프(14)에 의해 그리고 미리 한정된 주파수의 RF 전류로 발생기(15)에 의해 공급된 RF 여기를 겪는다. 도 18에서, 블록(16)은 발생기(15)와 루프(14) 사이에 공지의 방법으로 내재된 임피던스 매칭 회로를 개략적으로 도시한 것이다.

상기한 것과 유사한 결과가 13.56 MHz의 RF 여기로 얻어질 수 있는데 마그네트론 양극(MC)과 구리 루프(14) 사이의 거리는 약 4cm이다. RF여기의 결합이 반드시 유도 형태일 필요는 없다-전기 용량성(capacitive) 형태일 수도 있다.

또 다른 구체예(도시되지 않음)에서, 선전리는 예를 들면, 2.45GHz의 주파수로 증착 챔버에서 인가된 마이크로파에 의해 얻어질 수 있다.

도 1-17의 실시예에서, 선전리는 DC 선전리 전류에 의해 얻어졌다. 이것이 본 발명을 제한하지는 않는다. 또 다른 구체예에서, 선전리 전류는 펄스 전류일 수 있는데 중요한 점은 개스의 선전리가 전압 펄스의 인가보다 앞선다는 것이다. 이 경우에 선전리 전류 펄스는 주 전압 펄스(VP)보다 앞서야 한다. 이러한 코멘트는 RF 또는 마이크로파 여기 또는 어떤 다른 이온화 여기의 경우에도 유효한데 그러한 여기들이 DC 모드 또는 펄스 모드에서도 동일하게 수행되도록 하는 것이 가능하다.

Claims

마그네트론 양극(MC)이 구비된 마그네트론 반응기(1)에서 기판(11a) 상에 적어도 하나의 물질을 증착시키기 위한 방법에 있어서, 상기 물질은 주 전압 펄스(VP)를 마그네트론 양극(MC)에 인가하므로서 펄스 모드에서 이온화되는 개스를 사용하여 마그네트론 스퍼터링으로 기화되며, 각각의 주 전압 펄스에 앞서, 그 감소 시간(T_d)이 주전압 펄스(VP)의 컷-오프 후 5μs보다 짧은 전류 펄스(CP)를 발생시키도록 선전리되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 주전압 펄스(VP)의 컷-오프 후 전류 펄스(CP)의 감소 시간(T_d)이 1μs보다 짧은 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 기판 근처에서 측정된 증기 이온화의 정도가 10% 이상, 바람직하게는 70% 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 개스가 선전리 전압을 마그네트론 양극(MC)에 인가하므로서 선전리되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 4항에 있어서, 선전리 전압이 DC전압인 방법.
제 1항 내지 제 5항에 있어서, 마그네트론 양그에서의 선전리 전류 밀도가 0.05 mA/㎠ - 100 mA/㎠ 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 선전리가 각 전압 펄스에서 안정한 전류 펄스를 형성하기에 충분히 높은 펄스 반복 주파수에 의해 보장되는 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 개스가 개스의 RF 여기에 의해 선전리되는 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 개스가 개스의 마이크로파 여기에 의해 선전리되는 방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 주 전압 펄스가 적어도 두개의 밀접하게 공간진 펄스(VP)의 연속적인 열에 의해 발생되는 방법.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 주 전압 펄스(VP)의 지속시간(t_p)이 50㎲, 특히 20㎲ 보다 짧으며, 바람직하게는 1-10㎲ 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 펄스들(단일-펄스 모드에서의) 또는 밀접하게 공간진 펄스 열의 주파수(f)가 100kHz를 초과하지 않으며, 바람직하게는 50 Hz이상인 것을 특징으로 하는 방법.
마그네트론 반응기의 양극(MC)에 접속되도록 의도된 출력부(Out)를 포함하는, 마그네트론 반응기(1)용의 펄스 전원(2)에 있어서, 출력부(Out) 상에 주 전압 펄스(VP)를 발생시키기 위한 제 1 수단 및 주 전압 펄스(VP)와 동시에 출력부(Out) 상에 선전리 전압을 발생시키기 위한 제 2 수단을 포함하고, 주 전압 펄스를 발생시키기 위한 제 1 수단이:

- DC 전압 원(1);

- 제어 펄스를 발생시키기 위한 수단(S0, PG, PT);

- DC 전압 원(S1)과 출력부(Out) 사이에 설치되며, 제어 펄스를 발생시키기 위한 수단(S0, PG, PT)에 의해 제어되는 스위칭 수단(T); 및

- 스위칭 수단(T) 및 출력부(Out) 사이에 직렬로 접속되며, 스위칭 수단(T)과의 접합부(J)가 그라운딩 되는 저항(R1)

을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서, 저항(R1)은 L/R1이 2.5㎲ 이하, 바람직하게는 0.5 ㎲ 이 하인 것을 특징으로 하는, 등가의 유도자(L)를 갖는 마그네트론 반응기(1)용 전원.
제 13항 또는 제 14항에 있어서, 접합부(J)와 그라운드 사이에 다이오드(D3)를 포함하여 출력부(Out)와 그라운드 사이에 방전 전류가 통과하도록 하여 과전압에 대하여 스위칭 수단(T)을 보호하는 것을 특징으로 하는 전원.
제 13항 내지 제 15항에 있어서, 선전리 전압을 발생시키기 위한 제 2 수단이 저항(R)과 분리 다이오드(D)를 거쳐 출력부(Out)에 직렬 접속되는 DC 전압 원을 포함하는 전원.
전원(2)의 출력부(Out)가 마그네트론의 양극(MC)에 접속되는, 제 13항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 따른 펄스 전원이 구비된 마그네트론 반응기(1).