KR20140108672A - 반응성 스퍼터링 공정 - Google Patents

반응성 스퍼터링 공정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반응성 스퍼터링 방법에 관한 것으로, 이온 충격에 의해 물질이 제 1 타겟의 표면으로부터 토출되고 가스 페이즈로의 전이를 거치며, 여기서 음 전압이 펄스 방식으로 타겟으로 인가됨으로써, 0.5A/cm2 보다 큰 전류 밀도를 갖는 전류가 타겟 표면에서 발생하도록 하고, 가스 페이즈로의 전이를 거치는 물질은 적어도 부분적으로 이온화되며, 반응성 가스 유량이 설정되어 반응성 가스가 타겟 표면의 물질과 반응하도록 한다. 전압 펄스 동안에 전류가 흐르는 지점(들)에서 대부분의 시간에, 타겟 표면은 반응성 가스와 타겟 물질로 이루어지는 화합물로 적어도 부분적으로 덮이며, 따라서 타겟 표면은 제 1 중간상태에 있고, 이 덮인 상태는 전압 펄스의 시작에서보다 전압 펄스의 말미에서 더 작으며, 따라서 타겟 표면은 전압 펄스의 말미에서 제 2 중간 상태에 있도록, 전압 펄스의 지속시간이 선택된다.

Description

반응성 스퍼터링 공정{REACTIVE SPUTTERING PROCESS}
본 발명은 반응성 스퍼터링에 대한 방법에 관한 것이다.
캐소드 스퍼터링으로 알려져 있는 스퍼터링 시에, 물질은 이온 충격에 의해 캐소드를 형성하는 강체(타겟) 표면으로부터 토출되고 기체 상태로의 전이를 거친다. 여기에 제공된 이온들의 가속화를 위해 음 전위가 캐소드에 인가된다. 스퍼터링은 보통 기판 코팅에 사용된다. 기판은 타겟 근방으로 반입되거나 또는 타겟 앞에 놓인다. 그런 다음 캐소드로부터 녹아웃된(=스퍼터링된) 가스 물질이 기판 상에 증착된다. 이러한 경우는 기체 상태로부터의 증착으로써, PVD(=물리적 기상증착)라는 이름으로 알려진 코팅 공정에 속한다. 스퍼터링된 물질이 방해받지 않고, 즉 다른 입자와 충돌하지 않고 기판에 도달하기 위해서는, 단지 낮은 주변 가스 압력만 유지해 주면 된다. 평균 자유 경로 길이는 적어도 캐소드로부터 기판까지의 길이만큼은 되어야 한다. 따라서 스퍼터 코팅은 진공처리가 가능한 공정 챔버에서 수행되며 일반적인 공정 압력은 5*10-3mbar 이하이다.
캐소드 충격에 필요한 이온을 생성하기 위하여, 공정 챔버 내로 불활성 가스가 도입되며, 작동가스로는 주로 아르곤이 사용된다. 충돌 이온화(impact ionization)에 의해 작동 가스의 원자들이 이온화되도록 유발한다. 충돌 이온화 시, 자유 전자들은 필수적으로 원자들과 충돌함으로써 원자들을 이온화시킨다. 이러한 방법으로 플라즈마가 생성되며, 그 안에서 이온은 캐소드에 의해 끌어 당겨질 수 있다. 따라서 높은 전자 밀도가 공정에 유리하다. 이른바 마그네트론 스퍼터링인 경우에, 자기 시스템이 캐소드의 뒤쪽으로 배치되며, 그 자기장은 타겟 표면 위쪽의 영역으로 확장된다. 이러한 자기장의 돌출 부분은, 보통 터널로 실행되며 직사각형 캐소드인 경우, 보통 레이스트랙(racetrack)의 모양을 연상시키는데, 전자들을 나선형 경로로 움직이게 한다. 이에 따라 경로 길이가 증가됨으로써, 전자당 충돌 횟수가 증가하고 작동 가스의 원자들이 보다 효과적으로 이온화된다.
캐소드에 음전압이 인가되므로, 작동 가스 이온은 캐소드 방향으로 가속된다. 스퍼터링 시, 강력한 제너레이터에 의해 유지되어야 하는 전류 흐름이 생성된다. 고전적인 스퍼터링 공정에서는, 타겟으로부터 방출된 물질의 이온화 정도가 매우 낮다. 그러나 0.5A/cm2 보다 큰 전류 밀도를 사용하는 경우, 이온화의 정도는 극적으로 증가한다. 이러한 스퍼터링된 물질의 이온화는 박막 조성에 있어 유용하게 사용 가능하다. 그러나 타겟에서의 높은 전류 밀도는, 타겟 안으로 상당한 양의 에너지를 유발함에 따라 타겟의 과열을 초래하게 된다. 이러한 이유로 이러한 전류 밀도에서는, 타겟을 냉각할 시간을 주기 위한 펄스만이 사용된다. 이러한 공정을 고전력 임펄스 마그네트론 스퍼터링(HiPIMS)이라 한다.
공정 중 타겟 표면을 통해 불가피하게 흐르는 전류로 인해, 스퍼터링 법은 전기적 전도성 물질에 한정된다. 그럼에도 불구하고 스퍼터링 시, 반응성 가스를 공정 챔버 내로 도입할 수 있으며, 이에따라 스퍼터링된 물질과의 결합(bond)을 형성한다. 그러나 반응성 가스의 지속적인 특정 유량에 의해 급격한 속도 저하가 발생한다. 이는, 타겟 물질과 반응성 가스의 반응에 대한 결과로, 타겟 표면이 비전도성 또는 약전도성 층으로 덮인다는 신호이다. 이러한 경우를 중독 타겟(poisoned target)이라고 부르며, 이른바 금속성 상태는 반응성 가스 공급의 급격한 감소에 의해서만 재설정될 수 있다.
도 1은 짧은 임펄스 지속시간(70㎲)을 가진 HiPIMS 방전의 알루미늄 및 크롬에 대한 광 신호의 예를 사용한 전형적인 히스테리시스(hysteresis)를 도시한다. 이 경우의 임펄스 전력은 500W/cm2, 시간당 평균 출력은 2.5kW였다. 실선은 크롬에 대한 광신호(520nm)를 나타내고, 점선은 알루미늄에 대한 광신호(396nm)를 나타낸다. 상단 선들은 상승하는 산소 유량과 연결되어 있고, 하단 선들은 하강하는 산소 유량과 연결되어 있으며, 특정 산소 유량에서 속도 저하가 명확히 발생함을 확인할 수 있다. 이 때 중독 모드에서의 속도는 매우 낮은 값으로 강하되며, 즉 금속성 모드의 속도보다 약 100배 이하로 작아진다. 상기 중독 모드에서 타겟 표면은 산화되며, 산소 유량의 급격 감소에 의해서만 타겟 표면을 다시 금속성 모드로 환원 가능하다.
이러한 히스테리시스를 방지하기 위한 다양한 시도가 있었다. 국제특허 WO 03/006703에서, 나이버그 등은, 플라즈마 레이스트랙에 공간적 제한을 가함으로써 스퍼터 타겟에 높은 전류 밀도를 생성하는 반응성 스퍼터링 방법을 제안하고 있다. 이러한 방식으로, 플라즈마는 타겟 표면의 작은 영역으로 한정된다. 나이버그 등은, 이러한 영역의 이동이 중요하며 영역의 이동은, 스퍼터링이 주로 금속성 모드에서 발생하는 것을 충분히 보장하도록, 한편으로는 느리게 수행되어야 하고, 반면 타겟 표면이 용융되는 것을 충분히 방지하도록, 다른 한편으로는 빠르게 수행되어야 한다고 기술하고 있다.
이에 반해 월린 등은 국제특허 WO 2009/01330에서, 2㎲ 내지 200㎲ 사이의 임펄스 길이를 갖는 펄스가 사용되는 HiPIMS 방법에 대해 기술하고 있다. 200V 내지 2000V 사이의 전압이 사용되며, 전력 밀도는 200Wcm-2 이상이다. 펄스 유닛을 포함하는 제너레이터는 해당되는 전력 임펄스를 공급한다. 이러한 방식으로 각각의 임펄스 동안, 마그네트론 스퍼터링 글로우 방전은, 증가하는 전류가 최대로 상승하도록 트리거되며, 그 사이에 최대의 전력 임펄스가 달성된다. 두개의 연속적인 임펄스 사이에, 코팅 시스템으로 어떤 전력도 공급되지 않는다. 200sccm 내지 2000sccm 사이의 산소 유량이 사용된다. 월린 등은, 반응 조건들은 결국 코팅될 기판 상에서 달성되며, 동시에 타겟은 반드시 금속 상태에 있으며, 즉 타겟 표면은 반응성 가스로 많이 덮혀 있지 않다고 기술하고 있다.
본 발명의 목적은 0.5A/cm2 이상의 높은 전류 밀도로 스퍼터 방전(HiPIMS)을 동작시키기 위한 방법을 제시하는 것이다.
나이버그 등과 월린 등은 모두, 스퍼터링이 금속성 모드에서 타겟으로부터 발생하도록 공정 파라메터들을 선택하고 있다. 본 발명은 이와는 다른 접근 방식을 사용하고 있다. 본 발명에서는 0.5A/cm2 이상의 높은 전류 밀도로 스퍼터 방전(HiPIMS)을 동작시키기 위한 방법을 설명한다. 전력 임펄스의 시작부에서 중독 및 금속성 상태 사이의 중간 상태에 있는 타겟에서 출발하여, 본 발명에서의 임펄스 지속시간과 결합하여 달성된 전류 밀도, 스퍼터 전력 밀도는, 전력 임펄스의 말미에서 반응성 스퍼터링 공정이 중독 및 금속성 상태 사이의 제 2 중간 상태에 있도록 채택되며, 상기 제 2 중간 상태는 제 1 중간 상태보다 보다 명확히 금속적 특성을 갖는다. 이 때 제 1 중간 상태는 또한 완전히 중독 상태일 수 있으며, 제 2 중간 상태는 또한 금속성 상태일 수 있다. 그러나 제 1 중간 상태는 바람직하게는 명확하게 절대적으로 중독 상태인 것이 아니며 및/또는 제 2 중간 상태도 역시 명확하게 필수적으로 금속성 상태인 것이 아니다. 그러나 본 발명에서는 종래기술과 달리, 스퍼터링이 보통 금속성 상태의 타겟으로부터 수행되지 않고, 사전설정된 에너지 임펄스를 적용함으로써, 펄스 동안 거의 중독된 타겟으로부터 보다 금속성 타겟으로 상태가 진전된다. 이 때 HiPIMS 공정의 타겟에 존재하는 높은 전류 밀도는 한편으로는 부양 효과를 가지나, 다른 한편으로는, 타겟을 효과적으로 적어도 부분적으로 덜 중독되도록 만들기 위해서는 임펄스를 충분히 오래 지속시켜야 한다. 따라서 타겟의 중독이 제 1 중간 상태에 해당되도록 길게 또는 짧게, 임펄스 휴지기(impulse pause)가 선정된다. 후속 임펄스에 의해, 타겟은 제 2 중간 상태까지 다시 덜 중독되도록 만들어진다. 본 발명의 임펄스 지속 시간은 50㎲ 내지 100ms 사이이다. 그러나 공정 안정화를 위한 실제 효과는 약 500㎲ 이상에서 발생한다. 따라서 본 발명에 따른 바람직한 임펄스 지속시간은 500㎲ 내지 100ms 사이, 특히 바람직하게는 1ms 내지 10ms 사이, 보다 더 바람직하게는 1ms 내지 5ms 사이이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 정해진 에너지 임펄스가 인가된다. 이는 예컨대, 상기 언급된 종래기술과는 반대로, 한 타겟에서 두개의 연속적인 임펄스 사이에 코팅 시스템의 전력 공급이 중단되는 것이 아니라, 전력이 다수의 타겟들에 연속적으로 인가되도록 함으로써, 다수의 임펄스 시퀀스들에 대한 코팅 시스템의 출력이 기본적으로 중단되지 않고 일정하게 유지된다. 이러한 임펄스 시퀀스들 동안에 전력 공급의 중단이 없으므로, 추가의 전력 증대 간격(power buildup intervals) 역시 필요하지 않다. 따라서 제너레이터의 전력을 다수의 임펄스에 대해 코팅 시스템에 일정하게 공급할 수 있는 단순한 DC 제너레이터의 사용이 가능하다. 결과적으로, 매우 잘 정의되고 재현 가능한 전력 임펄스를 개별 타겟마다 구현할 수 있다. 이러한 순차적 전력 펄스를 제공하기 위한 방법은 예컨대 동 출원인에 의해 국제특허 WO2012/143091에 기술되어 있다. 국제특허 WO2012/143091의 목적은 본 명세서에 참조로 통합된다.
본 발명에 따라, 스퍼터 방전, 반응성 가스 압력의 히스테리시스가 없는 안정적인 공정의 구현은 물론, 높은 코팅 속도도 달성 가능하다. 이 방법은 예컨대 산화 알루미늄의 제조와 같은, 산화 스퍼터링 공정의 경우에 특히 적용된다. 본 발명의 추가의 장점으로 스퍼터 방전의 높은 전류 밀도를 들 수 있으며, 이는 스퍼터링된 입자들의 이온화를 증가시킨다.
본 발명은 이제 실시예에 의해 도면에 기초하여 상세히 설명된다.
도 1은 종래기술에 따른 전형적인 히스테리시스(hysteresis)를 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 스퍼터 캐소드의 전력 임펄스에 대한 스크린 샷을 보여준다.
도 3은 긴 HiPIMS 임펄스를 사용시, 반응성 가스로 산소를 사용한 반응성 공정에 있어서의 속도 저하를 보여준다.
도 4는 5시간 동안의 긴 코팅 공정에서 광 신호의 변화를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5d는 상이한 동작 포인트들에서의 전압 및 전류 펄스의 변화를 나타낸다.
도 6은 전압 값에 기초하여 반응성 스퍼터링 공정의 조절에 대한 가능성을 나타내고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 스퍼터 캐소드에서의 전력 임펄스를 도시한다. 본 실시예에서, 타겟 물질로 AlCr(70:30) 타겟이 사용되었으며 산소 유량은 40 sccm로 유지되었다. 본 도면은 방전 전압이 아래의 지점에서, 스퍼터링 레이스트랙(racetrack)의 타겟 표면 중독에 매우 민감하게 반응하고 있음을 보여준다:
- 전력 임펄스의 시작에서, 전압 레벨 U1 = 400V. 이는 중독 (실시예에서는 산화) 타겟으로 지칭될 수 있다.
- 전력 임펄스의 말미에서, 전력 밀도는 500W/cm2로 일정하게 유지되며, 전압 레벨 U2 = 680V는 부분적으로 산화된 상태의 타겟 표면에 대응된다.
이로부터, 플라즈마 레이스트랙에 대응되는 타겟 표면 부분은 임펄스의 지속시간 동안, 초기의 산화 상태에서 중간 상태인 부분적 산화, 금속의 상태로 전이를 거친다는 결론을 얻을 수 있다.
예컨대 재차 500W의 임펄스 전력을 가진 5ms와 같은, 긴 HiPIMS 임펄스가 사용되는 경우, 반응성 가스(예를 들어 산소)의 유량이 증가함에 따라 속도 저하가 지속적으로 나타난다(도 3 참조). 놀랍게도 상기 속도 저하는 단조롭고 히스테리시스 현상이 없다. 이는 본 발명의 방법을 사용하여 타겟의 상태에서 자유로이 동작 포인트를 조정할 수 있는 가능성을 제시한다.
본 발명에 따른 방법은 특별히 안정적인 것으로 증명된다. 이를 입증하기 위해, 본 코팅 공정은 상기 언급한 파라메터들로 5시간 유지되었으며, 이 시간동안 상이한 산소 유량과 동작 포인트들이 선택되었다. 금속 상태에서 출발하여, 상이한 유량에 따라 상이한 상태의 섹션들이 나타났다. 도 4는 시간의 요소로, 알루미늄과 크롬의 방사 라인에 기초한 HiPIMS 플라즈마 방사의 광 신호에 대한 변화를 나타낸다. 여기에서 본 코팅 공정이 전 시간에 걸쳐 매우 안정한 방식으로 이루어지고 있음을 명확히 알 수 있다.
보완적으로, 도 5는 도 4에 도시된 다이아그램의 상이한 동작 포인트들에서 전압 및 전류 펄스의 변화를 나타낸다. 도 5a는 어떤 반응성 가스도 챔버 안으로 도입되지 않는 공정을 도시하고 있다. 순수 금속 모드가 구현되며, 전압은 비교적 일정하게 유지되고 동일한 전류가 적용된다. 도 5b에서, 반응성 가스의 유량은 50sccm이고, 방전 전압은 380V에서 시작하여 560V에서 종료된다. 따라서 금속 상태의 타겟 표면은 전혀 구현되지 않는다. 도 5c에서, 반응성 가스의 유량은 처음에 45sccm과 나중에 40sccm이고, 방전 전압은 임펄스의 말미에서 이제 580V로 증가하였으나, 금속 표면으로 주어진 값에는 아직 도달하지 못하였다. 마지막으로 도 5d에서, 반응성 가스의 유량은 30sccm이다. 이 반응성 가스 유량의 값에서, 방전 전압은 초기에 400V이고 임펄스의 말미에 700V이며, 즉 임펄스의 말미에서 아마도 금속 상태의 타겟 표면이 반드시 도달된다. 이와 관련하여, 타겟 표면의 산화가 증가함에 따라 전력 임펄스의 초기 방전 전압의 값은 강하한다. 고전력 임펄스의 지속시간에 의해, 전력 임펄스의 말미에서, 타겟은 산화와 금속 사이의 전이영역에 있거나 또는 금속 상태일 것을 보장받는데, 왜냐하면 타겟 표면의 전체가 산화하는 경우 전압은 낮은 초기 값으로 일정하게 유지되기 때문이다. 그러나 종래기술과 비교하여 대조적으로, 본 발명에 따른 방법은 임펄스 동안 대부분의 금속 표면 타겟이 스퍼터링된다는 점에서 상이하게 진행된다.
본 발명에 따른 방법은 새롭고 독창적으로 조절 가능한 반응성 공정에 대해 추가로 개시한다.
현재까지 알려진 종래 기술에 따르면, 반응성 공정은 광 방출에 의해서 조절되거나 또는 일정하게 유지되는 스퍼터 전압에 의해서 조절되는 등 사실상 2가지 방법으로 조절된다. 이 두가지 방법은 반응성 공정의 전이 영역에서 안정적인 방식으로 작업을 가능하게 한다. 특히 전압 조절은 일반적으로 단순하고 안정적이고 매우 중요한 공정이다.
예컨대 알루미늄 산화물 또는 AlCrOx 에 대한 산화 타겟 표면의 방전 전압은 300V 내지 400V의 범위이다. 부분 산화인 경우의 전압은 따라서 더 높으며 금속 스퍼터링을 위한 전압은 약 600V 내지 800V이다. 본 발명에 따르면 이는, 전력 임펄스 동안에 기본적으로 일정하게 전력 공급이 이루어지는 경우, 반응성 공정의 조절에 유용하게 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면 상기 공정은, 전력 임펄스의전압의 초기 값 및 전압의 말미 값에 의해 실제로 조절 가능하다. 이는 스퍼터링 공정이, HiPIMS 전력 임펄스의 시작에서의 전압 값 및 전력 임펄스의 말미에서의 각 전압 값에 기초하여 조절되는 것을 의미한다. 이에 대한 내용이 도 5에 도식적으로 나타나 있다.
따라서 본 발명에 따라 반응성 HiPIMS 스퍼터링 공정의 임펄스 전력 및 임펄스 지속시간은, 임펄스의 시작에서 특정한, 더 강하게 산화된 타겟 상태가 발생하는 반면, 임펄스의 말미에서 특정한, 적어도 덜 강하게 산화된 타겟 상태가 발생하도록 선택될 수 있으며, 이는 전압의 변화에서 관찰 가능하다.
본 발명에 따른 반응성 가스로는 예컨대, 산소, 질소, C2H2, CH4 및 이들의 혼합물들이 고려될 수 있다는 것을 주목해야 한다.
따라서 본 발명에 따른 스퍼터링에서는 산소와 함께 제 2 반응성 가스로 예컨대 질소를 추가하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 스퍼터링에서는 질소와 함께 제 2 반응성 가스로 예컨대 C2H2 또는 CH4가 추가될 수 있다.
이온 충격에 의해 물질이 제 1 타겟의 표면으로부터 토출되고 가스 페이즈로의 전이를 거치는 반응성 스퍼터링에 대한 방법이 개시되었으며, 여기서 음 전압이 펄스 방식으로 타겟으로 인가됨으로써, 0.5A/cm2 보다 큰 전류 밀도를 갖는 전류가 타겟 표면에서 발생하도록 하고, 가스 페이즈로의 전이를 거치는 물질은 적어도 부분적으로 이온화되며, 반응성 가스 유량이 설정되어 반응성 가스가 타겟 표면의 물질과 반응하도록 한다. 전압 펄스 동안에 전류가 흐르는 지점(들)에서 대부분의 시간에, 타겟 표면은 반응성 가스와 타겟 물질로 이루어지는 화합물로 적어도 부분적으로 덮이며, 따라서 타겟 표면은 제 1 중간상태에 있고, 이 덮인 상태는 전압 펄스의 시작에서보다 전압 펄스의 말미에서 더 작으며, 따라서 타겟 표면은 전압 펄스의 말미에서 제 2 중간 상태에 있도록, 전압 펄스의 지속시간이 선택된다.
전압 및 전류에 의해 생성된 전력 임펄스는 대부분의 임펄스 지속시간 동안, 바람직하게는 기본적으로 전체 임펄스 지속시간 동안, 기본적으로 일정한 전력 진폭으로 유지될 수 있다.
임펄스 지속시간은 500㎲ 및 100ms 사이, 바람직하게는 1ms 및 10ms 사이, 더 바람직하게는 1ms 및 5ms 사이일 수 있다.
첫번째 임펄스와 후속 임펄스 사이의 차단 시간(들)은, 이 시간에 반응성 가스가, 타겟 표면이 후속 임펄스의 시작에서 커버리지(coverage) 측면에서 기본적으로 첫번째 임펄스의 시작에서와 동일한 중간 상태를 갖는 지점으로 타겟 표면과 반응하도록, 선택될 수 있다. 후속 임펄스는 첫번째 임펄스의 바로 다음 임펄스일 수 있으며, 즉 중간에 추가의 임펄스가 발생하지 않는다.
적어도 제 2 타겟이 펄스 방식의 전압 인가에 사용될 수 있으며, 전력 입력(power input)은 제 1 타겟에서 제 2 타겟으로 순차적으로, 필요시 추가의 타겟들로 순차적으로 전환 가능함으로써, 적어도 하나의 이러한 시퀀스동안, 바람직하게는 DC 제너레이터인, 전력을 공급하는 제네레이터의 전력 입력이 중단되지 않게 한다.
반응성 스퍼터링 방법은, 타겟 표면의 제 2 중간 상태와 관련된 사전 설정된 전압이 도달시에, 전압 펄스가 종료되는 방식으로 조절될 수 있다.
조절 공정은, 임펄스의 시작에서 사전 설정된 전압이 도달하지 못한 경우에는 중단 시간이 이전의 중단 시간보다 짧도록 선택되고, 임펄스의 시작에서 사전 설정된 전압이 초과한 경우에는 중단 시간이 이전의 중단 시간보다 길도록 선택되는 방식으로 디자인될 수 있다.
제 2 중간 상태는 기본적으로 타겟 표면이 금속 상태일 수 있거나 또는 금속 상태가 아닐 수도 있다.
상기 언급된 스퍼터링 방법은 바람직하게는 코팅 기판에 사용된다. 그러나 상기 방법은 높은 이온 밀도에 의해, 예컨대 스퍼터 에칭, 표면 세정 또는 이온 주입 등과 같은 다른 공정에서도 사용 가능하다.

Claims (9)

  1. 이온 충격에 의해 물질이 제 1 타겟의 표면으로부터 토출되고 가스 페이즈로의 전이를 거치며, 음 전압이 펄스 방식으로 타겟으로 인가됨으로써, 0.5A/cm2 보다 큰 전류 밀도를 갖는 전류가 타겟 표면에서 발생하도록 하고, 가스 페이즈로의 전이를 거치는 물질은 적어도 부분적으로 이온화되며, 반응성 가스 유량이 설정되어 반응성 가스가 타겟 표면의 물질과 반응하도록 하는, 반응성 스퍼터링 방법에 있어서,
    전압 펄스 동안에 전류가 흐르는 지점(들)에서 대부분의 시간에, 타겟 표면은 반응성 가스와 타겟 물질로 이루어지는 화합물로 적어도 부분적으로 덮이며, 따라서 타겟 표면은 제 1 중간 상태에 있고, 이 덮인 상태는 전압 펄스의 시작에서보다 전압 펄스의 말미에서 더 작으며, 따라서 타겟 표면은 전압 펄스의 말미에서 제 2 중간 상태에 있도록, 전압 펄스의 지속시간이 선택되는 것을 특징으로 하는 반응성 스퍼터링 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    전압 및 전류에 의해 생성된 전력 임펄스는 대부분의 임펄스 지속시간 동안, 바람직하게는 기본적으로 전체 임펄스 지속시간 동안, 기본적으로 일정한 전력 진폭으로 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 반응성 스퍼터링 방법.
  3. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
    임펄스 지속시간은 500㎲와 100ms 사이, 바람직하게는 1ms와 10ms 사이, 더 바람직하게는 1ms와 5ms 사이인 것을 특징으로 하는 반응성 스퍼터링 방법.
  4. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
    첫번째 임펄스와 후속 임펄스 사이의 차단 시간(들)은, 이 시간에 반응성 가스가, 타겟 표면이 후속 임펄스의 시작에서 커버리지(coverage) 측면에서 기본적으로 첫번째 임펄스의 시작에서와 동일한 중간 상태를 갖는 지점으로 타겟 표면과 반응하도록, 선택되는 것을 특징으로 하는 반응성 스퍼터링 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 후속 임펄스는 첫번째 임펄스의 바로 다음 임펄스일 수 있으며, 즉 중간에 추가의 임펄스가 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 반응성 스퍼터링 방법.
  6. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 제 2 타겟이 펄스 방식의 전압 인가에 사용될 수 있으며, 전력 입력은 제 1 타겟에서 제 2 타겟으로 순차적으로, 필요시 추가의 타겟들로 순차적으로 전환 가능함으로써, 적어도 하나의 이러한 시퀀스동안, 바림직하게는 DC 제너레이터인, 전력을 공급하는 제네레이터의 전력 입력이 중단되지 않게 하는 것을 특징으로 하는 반응성 스퍼터링 방법.
  7. 전술한 항 중 어느 한 항에 따른 반응성 스퍼터링 공정을 조절하기 위한 방법에 있어서,
    타겟 표면의 제 2 중간 상태와 관련된 사전 설정된 전압이 도달시에, 전압 펄스가 종료되는 것을 특징으로 하는 반응성 스퍼터링 공정을 조절하기 위한 방법.
  8. 전술한 항 중 어느 한 항에 따른 반응성 스퍼터링 공정을 조절하기 위한 방법에 있어서,
    임펄스의 시작에서 사전 설정된 전압이 도달하지 못한 경우에는 중단 시간이 이전의 중단 시간보다 짧도록 선택되고, 임펄스의 시작에서 사전 설정된 전압이 초과한 경우에는 중단 시간이 이전의 중단 시간보다 길도록 선택되는 것을 특징으로 하는 반응성 스퍼터링 공정을 조절하기 위한 방법.
  9. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 중간 상태는 기본적으로 타겟 표면이 금속 상태일 수 있거나 또는 금속 상태가 아닐 수도 있는 것을 특징으로 하는 반응성 스퍼터링 방법.
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