KR20210075178A - 모니터링 및 제어를 위한 제어기를 갖는 마그네트론 - Google Patents

Abstract

스퍼터링 장치에 사용하기 위한 마그네트론 구조가 설명된다. 마그네트론 구조는 마그네트론(100, 200, 300, 401) 및 마그네트론(100, 200, 300, 401)에 견고하게 연결된 제어기(106, 206, 301, 402)를 포함한다. 제어기(106, 206, 301, 402)는 스퍼터링 유닛의 상태 및/또는 기능을 적어도 부분적으로 제어하도록 되어 있다.

Description

모니터링 및 제어를 위한 제어기를 갖는 마그네트론

본 발명은 기판을 덮기 위해 타겟으로부터 재료를 스퍼터링하기 위한 스퍼터링 유닛에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 스퍼터링 유닛의 기능 또는 상태를 모니터링하고 제어할 수 있는 마그네트론 구조 또는 그러한 마그네트론 구조를 포함하는 스퍼터링 유닛에 관한 것이다.

기판을 덮기 위해 타겟으로부터 재료를 스퍼터링하는 것은 집적 회로 제조, 대형 면적 유리 코팅과 같은 광범위한 기술 분야에서 그리고 오늘날에는 평판 패널 디스플레이의 코팅을 위해 더욱 더 일반적인 실시가 되고 있다. 그러한 스퍼터링은 스퍼터링 또는 반응성 가스 또는 양자의 혼합물이 제어된 방식으로 허용되는 감압 분위기 하에 발생한다. 자기적으로 국한된 레이스트랙에서 도약하는 자유 전자는 타겟 표면 근방에서 가스 원자 또는 분자를 이온화시킨다. 이들 이온은 이후에 음으로 편향된 타겟을 향해 가속됨으로써, 타겟 원자를 제거하고, 기판에 도달하여 기판을 코팅하기에 충분한 운동 에너지를 제공한다. 레이스트랙의 형상은 스퍼터링되는 표면에 대향하는 타겟 표면에 가까운 정적 자기 어레이에 의해 규정된다. 그러한 퇴적 프로세스는 자기 어레이의 존재로 인해 일반적으로 "마그네트론 스퍼터링"이라고 명명된다.

특정 용례를 염두에 두고 과다한 장치가 개발, 설계 및 구축되었다. 제1, 더 작은 마그네트론 스퍼터링 유닛은 처음에는 대체로 원형(즉, 스퍼터링된 실리콘 웨이퍼와 같은) 형태의 고정 평면형 타겟을 사용하였다. 나중에는 또한 타겟 아래를 통과하는 더 큰 기판의 코팅을 위한 세장형, 직사각형 형상이 이용 가능해졌다(예를 들어, 미국 특허 제3,878,085호에 설명됨). 그러한 세장형 평면형 타겟은 현재 액정 디스플레이(liquid crystal display)(LCD) 및 플라즈마 스크린과 같은 평판 패널 디스플레이의 제조를 위한 전용 '디스플레이 코팅기'에서 일반적으로 사용된다. 이들 평면형 타겟은 일반적으로 장치의 액세스 도어에 장착되고; 타겟 표면은 쉽게 액세스할 수 있고(도어가 개방된 상태에서) 기판 폭의 길이에 걸쳐 있고 심지어 기판 폭에 걸쳐 연장된다. 디스플레이 코팅기에서, 코팅될 기판은 수직으로부터 경사진 각도(7°내지 15°) 하에 유지되고 운반 시스템에 기대져 있다. 균일한 코팅을 획득하기 위해서는 타겟이 기판과 평행해야 하기 때문에, 타겟은 실질적으로 동일한 각도로 장착되어야 한다.

고정 타겟은 쉽게 냉각되고 여기되지만(장치에 대해 정적이기 때문에), 타겟 재료가 레이스트랙 아래에서만 침식된다는 단점이 있다. 따라서, 타겟의 사용 가능한 수명은 타겟이 처음 천공되기 직전의 시점으로 제한된다. 불균일 침식의 문제는 타겟 표면에 대해 회전하거나(예를 들어, 원형 평면형 마그네트론에 대한 미국 특허 제4,995,958호에 도입된 바와 같이) 또는 타겟 표면에 대해 병진하는(예를 들어, 세장형 평면형 마그네트론에 대한 미국 특허 제6,322,679호에 설명된 바와 같이) 자석 어레이를 도입함으로써 처리될 수 있다. 그러한 구성은 불균일 침식 문제를 크게 완화시키지만 시스템을 더 복잡하게 만든다.

예를 들어, 모든 종류의 기능성 코팅 스택이 있는 윈도우 유리를 코팅하는 대형 면적 코팅기는 일반적으로 회전하는 원통형 스퍼터링 타겟을 갖추고 있다. 이 용례에서, 경제적 동인은 낮은 재료 비용과 우수한 품질의 처리량이다. 회전하는 원통형 타겟은 넓은 폭에 걸쳐 있을 수 있고 장기간 사용될 수 있기 때문에 이상적인 선택이다. 트레이드오프는, 타겟 자체가 장치에 대해 회전하므로 복잡한 공간 점유 '엔드 블록'이, 내측의 자석 어레이를 유지하거나, 고정되거나 가능하게는 회전식으로 구성되면서, 회전 타겟을 지지, 회전, 여기, 냉각 및 격리(냉각제, 공기 및 전기)하는 것이 요구된다. 예를 들어, 이중 직각 엔드 블록, 단일 직통 엔드 블록 또는 단일 각형성 엔드 블록과 같은 여러 유형의 배열이 존재한다.

지지, 회전, 여기, 냉각 및 격리(공기, 냉각제 및 전기)를 위한 수단이 2개의 블록 사이에서 분할되는, 미국 특허 제5,096,562호(도 2, 도 6) 및 미국 공개 출원 제2003/0136672 A1호에 개시된 것과 같은 이중 직각 엔드 블록이 타겟의 양단부에 위치된다. 직각이란 엔드 블록이 타겟의 회전축에 평행한 벽에 장착됨을 의미한다. 이들 엔드 블록은 일반적으로 보조 장비를 수용한 톱-박스(top-box)의 하단에 장착된다. 엔드 블록 및 장착된 타겟이 있는 톱-박스는 타겟 교체 및 정비를 용이하게 하도록 그 전체가 대형 면적 코팅기로부터 들어올려질 수 있다.

미국 특허 제5,200,049호(도 1)에 개시된 바와 같은 단일 직통 엔드 블록에서, 지지, 회전, 여기, 냉각 및 격리를 위한 수단은 모두 하나의 엔드 블록에 통합되고 타겟은 대형 면적 코팅기 내부에 외팔보식으로 유지된다. '직통(straight-through)'이란 타겟의 회전축이 엔드 블록이 장착된 벽에 직교함을 의미한다. '반-외팔보식' 배열이 또한 설명되어 있는데(미국 특허 제5,620,577호), 엔드 블록으로부터 가장 먼 타겟의 단부는 (해당 지지부에 통합된 임의의 다른 기능 없이) 기계적 지지부에 의해 유지된다.

마그네트론(평면형 또는 원통형 타겟과 함께 사용하기 위한)에 의해 제공되는 다양한 기능 또는 현재 스퍼터링 유닛의 다양한 기능의 제어는 통상적으로 스퍼터링 유닛 외부의 제어기를 사용하여 수행된다. 따라서, 제어는 제어 신호를 스퍼터링 유닛 외부의 제어기로부터 신호 전송 케이블을 통해 진공 상태의 마그네트론으로 전송함으로써 수행된다.

더욱이, 스퍼터링 유닛의 특성을 감지하기 위한 센서의 사용이 공지되어 있지만, 스퍼터링 유닛의 모니터링을 개선할 여지가 여전히 남아 있다.

본 발명의 실시예의 목적은, 마그네트론 구조를 제공하고, 및/또는 스퍼터링 유닛 또는 그러한 유닛에 의해 수행되는 스퍼터링 프로세스의 양호한 모니터링 및/또는 기능 및/또는 상태의 제어를 허용하는 그러한 마그네트론 구조를 포함하는 스퍼터링 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예의 이점은 마그네트론 구조를 제공하고 및/또는 스퍼터링 유닛의 모니터링 및/또는 제어 기능의 적어도 일부가 마그네트론을 설치할 때 자동으로 설치되기 때문에 용이한 설치를 허용하는 그러한 마그네트론 구조를 포함하는 스퍼터링 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예의 이점은, 마그네트론 구조를 제공하고 및/또는 정상 작동의 편차를 비롯하여 작동에 관한 정보가, 스퍼터링 유닛으로부터 장착 해제된 경우에도 마그네트론 구조로부터 이용 가능할 수 있기 때문에 유지 보수 동안 마그네트론 구조를 보다 쉽게 개정할 수 있는 그러한 마그네트론 구조를 포함하는 스퍼터링 유닛을 제공하는 것이다. 이 방식으로, 예를 들어 잘못된 작동을 더 쉽게 검출할 수 있다.

본 발명의 실시예의 이점은 마그네트론의 구성요소의 잘못된 상태가, 예를 들어 마그네트론의 개정 동안 쉽게 검출될 수 있다는 것이다. 후자는 마그네트론 또는 스퍼터링 유닛의 기능 및/또는 상태의 모니터링 데이터가 시간이 지남에 따라 이용 가능한 실시예에서 유리하게 수행될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 그러한 데이터는 마그네트론 자체에서 유리하게 이용 가능하여, 마그네트론의 개정 동안 데이터에 쉽게 액세스할 수 있다. 이를 통해 구성요소의 실제 사용 시간을 모니터링할 수 있기 때문에, 다른 것들 중에서 또한 구성요소를 사전 예방적으로 교체하거나 구성요소를 더 오래 작동하게 유지할 수 있다.

제1 양태에서, 스퍼터링 장치에 사용하기 위한 마그네트론 구조가 제공된다. 마그네트론 구조는 마그네트론 및 제어기를 포함하며, 제어기는 집적 회로로서 구현될 수 있고, 제어기는 마그네트론에 견고하게 연결된다. 집적 회로로서 구현될 수 있는 제어기는 스퍼터링 장치의 상태 및/또는 기능을 적어도 부분적으로 제어하도록 구성(예를 들어, 프로그래밍)된다. 제어기는 마이크로컨트롤러일 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기는 저전압 마이크로컨트롤러일 수 있다. 본 발명의 실시예의 이점은, 스퍼터링 장치의 상태 또는 기능이 제어기에 의해 제어될 수 있도록, 제어기가 실제로 데이터 처리를 수행할 수 있다는 것이다.

제어기는 또한 스퍼터링 장치의 상태 및/또는 기능의 모니터링을 추가로 적어도 부분적으로 수행하도록 될 수 있다.

본 발명의 실시예의 이점은, 데이터 처리의 적어도 일부가 마그네트론 내에 통합될 수 있다는 것이다. 본 발명의 실시예의 이점은, 데이터를 처리하기 위해 인간 상호 작용이 필요 없다는 것이다.

본 발명의 일부 실시예에서, 마그네트론 구조의 제어기, 예를 들어 집적 회로는 신호를 데이터로 또는 그 반대로 처리하기 위한 데이터 프로세서를 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 제어기, 예를 들어 집적 회로는 스퍼터링 장치의 상태 및/또는 기능의 적어도 부분적으로 모니터링 및/또는 제어와 관련된 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장 장치를 더 포함한다.

실시예의 이점은, 시간 경과에 따른 스퍼터링 장치의 상태 및/또는 기능의 모니터링 및/또는 제어에 관한 데이터가 국소적으로 저장될 수 있다는 것이다. 본 발명의 실시예의 이점은, 스퍼터링 장치의 상태 또는 기능에 관한 정보가 마그네트론에 저장되어, 개정 동안 또는 오작동시, 스퍼터링 장치의 상태 또는 기능이 평가될 수 있다는 것이다. 본 발명의 실시예의 이점은, 데이터가 저장되고 상이한 시점에 획득된 데이터와 비교되어, 스퍼터링 장치의 상태의 동적 모니터링을 획득하여, 장기 추적 관리 및 악화된 상태(예를 들어, 밀봉의 에이징 등)의 조기 검출이 가능할 수 있다는 것이다.

본 발명의 일부 실시예에서, 마그네트론은 관형(예를 들어, 원통형) 자석 바아 및 스퍼터 타겟을 지지하도록 된 엔드 블록이다.

일부 실시예에서, 마그네트론은 평면형 타겟을 장착하고 평면형 타겟으로부터 스퍼터링하도록 될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 마그네트론 구조는 스퍼터링 장치 또는 스퍼터링 프로세스와 관련된 센서 신호를 감지하기 위한 센서를 더 포함한다. 제어기, 예를 들어, 집적 회로는 센서로부터 신호를 수신하고 처리하도록 되어 있다.

본 발명의 실시예의 이점은, 프로세스, 타겟, 또는 임의의 다른 서브 시스템(베어링 또는 냉각 시스템 등)의 상태가 현장에서 그리고 스퍼터링 장치의 사용 동안 모니터링될 수 있다는 것이다.

본 발명의 일부 실시예에서, 제어기, 예를 들어 집적 회로는 스퍼터링 장치의 진공 부분 외부의 제어기와 데이터를 교환하기 위한 통신 구성요소를 더 포함한다. 특정 실시예에서, 통신 구성요소는 무선 통신(WIFI 통신, 블루투스 통신, 광 통신 또는 임의의 다른 유형의 EM 복사 중 임의의 것을 사용)을 수행하거나 유선 통신(광섬유 통신 또는 전기 통신 중 임의의 것을 사용)을 수행하도록 되어 있다.

통신 구성요소는 스퍼터링 장치의 외부 비진공 부분과 제어기, 예를 들어 집적 회로 사이에 데이터를 교환하기 위한 커넥터를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예의 이점은, 데이터를 읽거나 경보를 활성화하기 위한 판독 및/또는 명령 입력이 마그네트론과 조합하여 사용될 수 있다는 것이다.

본 발명의 일부 실시예에서, 마그네트론은 스퍼터링 장치에서 스퍼터링 프로세스와 관련된 파라미터를 조절하기 위한 적어도 하나의 액추에이터를 제어하기 위한 제어기를 더 포함한다.

본 발명의 실시예의 이점은, 프로세스의 자동화가 획득될 수 있다는 것이다.

또한, 제어기는 바람직한 윈도우 내에서 파라미터를 조절하기 위해 적어도 하나의 액추에이터를 제어하도록 되어 있을 수 있다.

본 발명의 실시예의 이점은, 프로세서가 범위 내에서 그리고 인간 상호 작용의 필요성을 감소시키면서 파라미터를 자동으로 제어할 수 있어, 외부와의 고도의 독립성이 달성될 수 있다는 것이다.

본 발명의 일부 실시예에서, 마그네트론 구조는 제어기, 예를 들어 집적 회로에 전력을 공급하기 위한 전원을 더 포함한다. 전원은 배터리, 또는 냉각 유체 유동 또는 타겟 튜브의 전력 공급으로부터 전력을 획득하도록 된 전력 추출기일 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 제어기, 예를 들어 집적 회로의 전력 공급은 스퍼터링 장치의 외부 비진공 부분으로부터의 유선 연결에 기초한다.

본 발명의 일부 실시예의 이점은, 배터리의 사용을 피하여, 유지 보수의 필요성이 적다는 것이다.

본 발명의 일부 실시예에서, 마그네트론은 타겟을 유지하기 위한 상단 부분, 및 상단 부분에 부착 가능한 하단 부분을 포함한다. 제어기, 예를 들어 집적 회로는 하단 부분에 견고하게 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예의 이점은, 제어기, 예를 들어 집적 회로가 유닛의 외부로부터 쉽게 액세스 가능하여 설치 및 유지 보수가 용이하다는 것이다.

본 발명의 일부 실시예에서, 마그네트론 구조는 시스템 외부로 데이터를 전송하기 위한 안테나를 포함하는 무선 커넥터를 포함한다.

본 발명의 실시예의 이점은, 외부 제어 시스템(컴퓨터 등)에 유선 연결이 요구되지 않으므로, 유닛 내부 또는 외부로 데이터 전송을 위한 추가 배선이 필요 없는 매우 콤팩트한 엔드 블록을 획득할 수 있다는 것이다.

본 발명의 실시예의 이점은, 단일 연결(예를 들어, 단일 유선 연결, 또는 심지어는 단일 무선 연결)이 사용되어, 제어기, 예를 들어 집적 회로에 전력을 공급하고 제어기, 예를 들어 집적 회로 내외로 데이터를 교환하므로, 외부 제어 및/또는 전원에 대한 연결의 양을 감소시킴으로써 엔드 블록 시스템을 단순화한다는 것이다. 대안적으로, 상이한 연결 또는 다중 배선 연결이 사용될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 데이터는 냉각 액체 관련 정보, 스퍼터 전력 관련 정보, 자기 관련 정보, 마그네트론 상태 관련 정보 또는 타겟 구동 관련 정보 중 임의의 것 또는 조합이다.

냉각 액체 관련 정보는 냉각 액체의 유입 온도, 냉각 액체의 유출 온도, 냉각 액체의 압력, 냉각 액체의 유량 또는 냉각 액체의 저항률 중 임의의 것 또는 조합일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 스퍼터 전력 관련 정보는 타겟을 향한 전압, 예를 들어 유도에 의한 것과 같은 특정 부품의 전압, 시스템을 통한 전류, 스펙트럼 함량 또는 임피던스 중 임의의 것 또는 조합일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 자기 관련 정보는 자석 구성의 유형, 병진 또는 회전 위치 또는 이동 속도와 같은 전역 위치 설정과 같은 자석 구성의 위치 설정, 국소적인 위치 설정, 온도 또는 자기 강도 중 임의의 것 또는 조합일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 마그네트론 상태 관련 정보는 타겟에 가까운 온도, 마그네트론의 특정 부분에 대한 온도, 시스템 내부 압력, 습도 또는 냉각 액체 중 임의의 것 또는 조합일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 타겟 구동 관련 정보는 회전 또는 이동 속도, 작동 수명, 구동 유닛 전류 또는 시간 또는 온도에 따른 토크 레벨 중 임의의 것 또는 조합일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.

제어기, 예를 들어 집적 회로는 사용시 그 상태 및 필요한 예방 유지 보수의 예상 순간에 관한 정보를 제공하면서 유지 관리를 용이하게 하기 위한 정보를 제공할 수 있다.

제어기, 예를 들어 집적 회로는 이력 데이터를 이해하여 적절한 개정 및 유지 보수를 용이하게 하도록 개정 중에 유지 보수를 용이하게 하는 정보를 제공할 수 있다.

제2 양태에서, 스퍼터링 장치가 제공되고, 장치는 제1 양태의 임의의 실시예에 따른 마그네트론 구조, 및 자석 구성을 포함한다.

제3 양태에서, 스퍼터링 장치의 상태 및/또는 기능을 적어도 부분적으로 제어하기 위해, 마그네트론 구조에서 제어기, 예를 들어 집적 회로의 용도가 제공된다. 제어기는 또한 스퍼터링 장치의 상태 및/또는 기능을 적어도 부분적으로 모니터링하도록 추가로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예의 이점은, 처리 능력을 갖는 회로가 마그네트론과 조합하여 사용될 수 있다는 것이다. 이는 소프트웨어 설치, 외부 컴퓨팅 시스템과 스퍼터링 유닛의 센서로부터의 복수의 커넥터 사이의 연결 등과 같은 설정 장애물을 감소시킴으로써 용이한 제어 및/또는 판독 인터페이스를 가능하게 한다. 매우 콤팩트하고 "스마트한" 마그네트론을 획득할 수 있다.

본 발명의 특정하고 바람직한 양태는 첨부된 독립 및 종속 청구항에 기재되어 있다. 종속 청구항의 특징은 독립 청구항의 특징 및 다른 종속 청구항의 특징과 적절하게 결합될 수 있으며, 단지 청구범위에 명시적으로 기재된 바와 같지 않다.

본 발명의 이들 및 다른 양태는 이후에 설명되는 실시예(들)를 참조하여 명백해지고 설명될 것이다.

도 1은 모터를 포함하는, 분해도로 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론 구조를 예시한다.
도 2는 냉각 (서브) 시스템을 포함하는, 분해도로 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론 구조를 예시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 집적 회로와 함께, 타겟이 부착될 수 있는 링을 향한 엔드 블록의 정면도를 예시한다.
도 4는 더 양호한 시각화를 위해 일부가 제거된 엔드 블록의 사시도를 예시하는 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른, 집적 회로를 포함하는 집적 모듈의 예시적인 배치를 도시한다.
도면은 개략적일 뿐이고 비제한적이다. 도면에서, 일부 요소의 크기는 과장될 수 있으며 예시를 위해 실척으로 작성되지 않을 수 있다.
청구범위의 임의의 참조 부호는 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
다양한 도면에서, 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 요소를 지칭한다.

본 발명은 특정 실시예와 관련하여 그리고 특정 도면을 참조하여 설명되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 청구범위에 의해서만 제한된다. 치수 및 상대적 치수는 본 발명의 실시에 대한 실제 축소에 대응하지 않는다.

더욱이, 설명 및 청구범위에서 제1, 제2 등의 용어는 유사한 요소를 구별하기 위해 사용되며, 시간적으로, 공간적으로, 등급으로 또는 임의의 다른 방식으로 순서를 설명하기 위해 반드시 필요한 것은 아니다. 그렇게 사용된 용어는 적절한 상황에서 상호 교환 가능하고, 본 명세서에 설명된 본 발명의 실시예는 본 명세서에 설명되거나 예시된 것과 다른 순서로 작동할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

더욱이, 설명 및 청구범위에서 상단, 아래 등과 같은 용어는 설명을 위해 사용되며 상대 위치를 설명하기 위해 반드시 필요한 것은 아니다. 그렇게 사용된 용어는 적절한 상황에서 상호 교환 가능하고, 본 명세서에 설명된 본 발명의 실시예는 본 명세서에 설명되거나 예시된 것과 다른 배향으로 작동할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

청구범위에 사용된 "포함하는"이라는 용어는 이전에 나열된 수단으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다는 점에 주목해야 하고; 다른 요소나 단계를 배제하지 않는다. 따라서, 언급된 특징, 정수, 단계 또는 구성요소의 존재를 지칭된 바와 같이 특정하는 것으로 해석되어야 하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계 또는 구성요소, 또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 따라서, "포함하는"이라는 용어는 언급된 특징만이 존재하는 상황과 이들 특징 및 하나 이상의 다른 특징이 존재하는 상황을 포함한다. 따라서, "수단 A와 B를 포함하는 디바이스"라는 표현의 범위는 구성요소 A와 B로만 구성된 디바이스로 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다. 이는, 본 발명과 관련하여, 디바이스의 유일한 관련 구성요소가 A와 B임을 의미한다.

본 명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 문구의 출현은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니지만, 그럴 수도 있다. 더욱이, 특정한 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 본 개시내용으로부터 본 기술 분야의 숙련자에게 명백한 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.

유사하게, 본 발명의 예시적인 실시예의 설명에서, 본 발명의 다양한 특징은 본 개시내용을 간소화하고 다양한 발명의 양태 중 하나 이상의 이해를 돕기 위해 단일 실시예, 도면 또는 그 설명에서 때때로 함께 그룹화된다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 이 개시 방법은 청구된 발명이 각각의 청구항에 명시적으로 기재된 것보다 더 많은 특징을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 다음의 청구범위가 반영하는 바와 같이, 발명의 양태는 단일의 전술한 개시된 실시예의 모든 특징보다 적다. 따라서, 상세한 설명 이후의 청구범위는 이 상세한 설명에 명시적으로 통합되며, 각각의 청구범위는 본 발명의 개별 실시예로서 그 자체로 존재한다.

더욱이, 본 명세서에 설명된 일부 실시예는 다른 실시예에 포함된 일부 특징을 포함하되 다른 특징은 포함하지 않지만, 상이한 실시예의 특징의 조합은 본 발명의 범위 내에 있도록 의도되고, 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이 상이한 실시예를 형성한다. 예를 들어, 다음 청구범위에서, 청구된 실시예 중 임의의 것이 임의의 조합으로 사용될 수 있다.

본 명세서에 제공된 설명에서, 수많은 특정 세부 사항이 기재된다. 그러나, 본 발명의 실시예는 이들 특정 세부 사항 없이도 실시될 수 있음이 이해된다. 다른 경우에, 널리 공지된 방법, 구조 및 기술은 본 설명의 이해를 모호하게 하지 않도록 상세히 도시되지 않았다.

본 발명의 실시예에서 마그네트론 구조가 참조되는 경우, 마그네트론 및 이에 견고하게 연결된 제어기, 예를 들어 집적 회로가 참조된다. 집적 회로는 마그네트론 내부에 위치 설정될 수 있거나 마그네트론, 그 특정 부분 또는 그 하우징에 부착될 수 있다. 마그네트론은 그 위에 타겟을 장착하기 위한 상단 부분, 하우징 및 마그네트론을 스퍼터링 유닛의 나머지에 장착하기 위한 하단 부분을 포함할 수 있다. 제어기, 예를 들어 집적 회로는 상단 부분, 하우징 또는 하단 부분에 견고하게 부착되거나, 이들 구성요소 중 임의의 것의 내부에 위치될 수 있다.

더욱이, 마그네트론 구조가 참조되는 경우, 평면형 타겟과 함께 사용하기 위한 시스템 뿐만 아니라 원통형 타겟과 함께 사용하기 위한 시스템이 참조될 수 있다. 후자의 경우, 마그네트론 구조는 또한 엔드 블록 구조로서 지칭될 수 있고 마그네트론은 엔드 블록으로서 지칭될 수 있다. 일부 특정 실시예에서, 상단 부분은 원통형 타겟 및/또는 대응하는 자석 바아를 장착하기 위한 엔드 블록 헤드와 대응할 수 있다. 그러한 실시예에서, 하단 부분은 또한 스퍼터링 장치의 나머지에 엔드 블록을 장착하기 위해 통상적으로 사용되는 베이스 판과 대응할 수 있다.

마그네트론 구조의 상단 부분은 가혹한 플라즈마 환경(예를 들어, 가열, 충격, ...)에 노출될 수 있으며 주기적인 검사 또는 유지 보수가 필요한; 예를 들어, 마모 부분(예를 들어, 동적 밀봉부, 신호 또는 전력을 전달하는 브러시, 활주 및 롤링 부분, ...)을 포함하거나, 세정 또는 윤활, 또는 임의의 다른 개입이 필요한 마그네트론 구조의 모든 중요 구성요소를 포함할 수 있다. 상단 부분은 개정 및 빠른 교환을 위해 쉽게 제거하거나 교체할 수 있는 서브 조립체로 구성되거나 이를 포함할 수 있다. 이는 스퍼터링 장치의 최소 정지 시간을 허용하고, 서브 조립체의 개정 또는 업데이트는 스퍼터링 장치의 기능에 영향을 주지 않고 별개로 수행될 수 있다(현장외에서 또는 스퍼터링 장치와 반드시 연관될 필요가 없는 영역에서).

하단 부분은 스퍼터링 장치에 더 견고하게 연결될 수 있고; 예를 들어, 벽, 덮개, 뚜껑 또는 스퍼터링 장치의 일부, 예를 들어 진공 챔버의 일부에 볼트 체결될 수 있다. 하단 부분은 에이징에 덜 민감할 수 있으며, 가혹한 환경에 덜 노출될 수 있고 우선적으로 임의의 주기적인 검사 또는 개정이 필요하지 않을 수 있다. 하단 부분은 스퍼터링 프로세스가 작동하게 하도록 상단 부분과 접경하는 부분일 수 있지만, 대부분의 경우 스퍼터링 장치에 속하는 것으로 고려된다. 따라서, 마그네트론 구조는 상단 부분 및 하단 부분을 갖는 본 명세서에 설명된 바와 같은 단일 대형 구조 또는 다중 구조로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 스퍼터링 유닛이 참조되는 경우, 마그네트론 구조 및 자석 구성(즉, 원통형 타겟용 시스템의 경우 자석 바아)을 포함하는 시스템이 참조된다. 스퍼터링 유닛은 통상적으로 진공 챔버에 위치 설정되어 스퍼터링 장치의 일부를 형성할 수 있다. 그러한 스퍼터링 장치의 다른 구성요소는 진공 펌핑 시스템, 기판 홀더 등일 수 있으며, 본 기술 분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있다.

본 발명의 실시예에서 신호 처리 또는 데이터 처리가 참조되는 경우, 미리 결정된 알고리즘을 변화, 변경, 계산, 적용하는 것 등이 참조된다. 실시예에서 통신이 참조되는 경우, 이는 전송, 저장, 리트리빙 등을 포함할 수 있다.

제1 양태에서, 본 발명은 스퍼터링 장치에 사용하기 위한 마그네트론 구조에 관한 것이다. 마그네트론 구조는 마그네트론 및 제어기를 포함하며, 제어기는 집적 회로로서 구현될 수 있고, 제어기는 마그네트론에 견고하게 연결된다. 제어기는 스퍼터링 장치의 상태 및/또는 기능을 제어하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 제어기는 또한 스퍼터링 장치의 상태 및/또는 기능을 적어도 부분적으로 모니터링하도록 구성될 수 있다. 일부 특정 실시예에서, 제어기는 신호를 데이터로 또는 그 반대로 처리하기 위한 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 그러한 데이터는 스퍼터링 장치의 모니터링 또는 제어를 위해 저장 및/또는 사용될 수 있다. 제어기는, 예를 들어 저전압 마이크로컨트롤러와 같은 마이크로컨트롤러일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 마그네트론 구조는 평탄한 타겟과 함께 사용하는 것 뿐만 아니라 원통형 타겟과 함께 사용하기 위한 것일 수 있음에 주목해야 한다. 다음에서, 원통형 타겟과 함께 사용하기 위한 마그네트론 구조를 흔히 참조하게 되는데(그러한 경우에, 엔드 블록 구조 및 엔드 블록을 참조함으로써), 이는, 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 및 제어가 유리하게 사용될 수 있는 경우, 진공 상태에서 진공 시스템에 사용되는 타겟의 이동을 고려하여 일부 추가 문제를 예시하기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 유사한 교시가, 따라서 또한 예상되는 평탄한 타겟을 위한 구조에 준용하여 적용될 수 있다.

엔드 블록은 바람직하게는 스퍼터링 장치 상에 단일 유닛으로서 장착될 수 있지만, 벽에 통합된 엔드 블록도 고려될 수 있다. 타겟 튜브와 함께 제거 가능한 부분 또는 제거 가능한 자석 바아 조립체는 때때로 엔드 블록에 속하지 않는 것으로 고려될 수 있다. 엔드 블록의 주요 기능은 타겟을 지지하는 것이다. 엔드 블록은 또한 회전축을 둘레에서 타겟을 회전하도록 구성될 수 있다. 스퍼터링은 낮은 가스 압력에서 수행되므로, 엔드 블록은 항상 그리고 회전 중일 때 확실히 기밀 상태이어야 한다. 타겟의 스퍼터링은 타겟 표면에 많은 열을 발생시키므로, 타겟은 냉각되어야 하며, 이는 일반적으로 물이나 다른 적절한 냉각제 또는 냉각 유체로 수행된다. 이 냉각제는 엔드 블록을 통해 공급되고 배출되어야 한다. 또한, 타겟을 특정 전위 이상으로 유지하기 위해 타겟에 전류가 공급되어야 한다. 다시 이 전류는 엔드 블록을 통과해야 한다. 이들 모든 기능을 통합하기 위해, 엔드 블록은 다양한 수단을 포함할 수 있다.

A.) 타겟을 회전시키는 구동 수단(예를 들어, 구동 장치), 예를 들어 웜-기어 시스템, 원통형 기어-기어 시스템, 원추형 기어-기어 교차 축 시스템, 풀리-벨트 시스템, 또는 타겟을 회전시키도록 본 기술 분야에 공지된 임의의 다른 수단.

B.) 타겟에 전류를 제공하기 위한 전기 접촉 수단(예를 들어, 회전 가능한 접점, 커넥터). 이는 정류자 링과 활주 접촉하는 브러시가 장착된 전기 정류자를 통해 달성될 수 있다. 브러시 및 링 배열 대신에, 또한 서로에 대해 활주하는 2개의 링이 사용될 수 있거나, 금속 벨트와 같은 전도성 벨트 유형의 연결이 사용될 수 있다. 후자의 해결책은 구동 수단을 전기 접촉 수단에 반경방향으로 편리하게 결합한다.

C.) 베어링 수단, 예를 들어 베어링. 타겟의 중량에 따라, 하나 초과의 베어링이 필요할 수 있다. 본 기술 분야의 숙련자는 볼 베어링, 롤러 베어링, 플레인 베어링, 축방향 베어링 또는 본 기술 분야에 공지된 임의의 다른 유형과 같이 공지된 다양한 유형으로부터 적절한 유형의 베어링을 쉽게 선택할 것이다.

D.) 적어도 하나의 냉각제 밀봉부, 예를 들어, 회전 가능한 냉각제 밀봉부. 이들 냉각제 밀봉부는, 엔드 블록의 고정 및 회전 가능한 부분이 서로에 대해 회전하는 동안, 냉각제가 엔드 블록으로 또는 - 더 나쁜 경우에 - 진공 장치 또는 스퍼터링 챔버로 누설되지 않는 것을 보장한다. 이 위험을 감소시키기 위해, 많은 냉각제 밀봉부가 캐스케이드에 도입된다. 통상적으로, 립 밀봉부는 본 기술 분야에 널리 공지된 냉각제 밀봉부로서 사용된다. 그러나, 기계적 페이스 밀봉부 또는 래비린스 밀봉부와 같은 다른 유형 - 총망라하는 일 없이 - 의 밀봉부가 배제되지 않는다.

E.) 마지막으로, 회전 가능한 진공 밀봉부와 같은 적어도 하나의 진공 밀봉부가 포함될 수 있다. 이들 진공 밀봉부는 엔드 블록의 고정 및 회전 부분이 서로에 대해 회전하는 동안 진공의 무결성을 보장한다. 진공 누설 위험을 감소시키기 위해서는 연속적인 시리즈의 진공 밀봉부 - 진공을 점진적으로 보호 - 가 바람직하다. 다시, 상이한 밀봉부가 공지되어 있으며, 그중 립 밀봉부가 가장 인기가 있지만, 다른 유형의 밀봉부 - 자성 유체 밀봉부와 같은 - 도 물론 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 마그네트론은 통상적으로 전술한 다양한 수단을 호스팅하는 마그네트론 상단 부분, 시스템에 마그네트론을 장착하고 스퍼터링 장치의 진공측과 비진공측 사이를 연결하기 위한 마그네트론 하단 부분을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제어기, 예를 들어 집적 회로는 마그네트론, 즉 상단 부분, 하단 부분 또는 하우징에 견고하게 부착된다. 일부 실시예에서, 제어기는 마그네트론의 상단 부분 또는 마그네트론의 하단 부분 내에 위치 설정될 수 있다. 본 발명의 적어도 일부 실시예에 따르면, 신호로부터 데이터로 또는 그 반대로의 처리의 적어도 일부가 제어기에서 수행된다.

본 발명의 일부 실시예에서, 신호, 예를 들어 센서로부터의 신호(센서 신호)는 제어기에서 수신될 수 있고, 스퍼터링 장치 또는 그 구성요소의 상태 또는 스퍼터링 프로세스의 상태를 모니터링 또는 제어하기 위한 데이터로 처리될 수 있다. 데이터는 추가로 사용, 저장 또는, 예를 들어 진공 챔버 외부의 추가 디바이스에 전달될 수 있다. 따라서, 마그네트론 구조는 또한 데이터 저장 수단 및/또는 데이터 통신 수단을 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 임의로 스퍼터링 장치의 진공 부분 외부로부터 유래된 제어 데이터는 또한 마그네트론 또는 스퍼터링 장치의 구성요소를 제어하도록 마그네트론에서 제어 신호를 생성하기 위해 제어기로 전송되고 처리될 수 있다. 예를 들어, 입력 명령 콘솔(예를 들어, 스퍼터링 장치의 진공 부분 외부)로부터 제어 신호를 수신하여 처리할 수 있다. 이들도 저장될 수 있다. 유닛 또는 스퍼터링 프로세스의 상태를 제어하는 것과 관련된 제어 데이터는 스퍼터링 장치의 진공 부분 내의, 예를 들어 마그네트론 내의 액추에이터를 제어하기 위해 제어기에 의해 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 모니터 데이터 및 제어 데이터 모두는 마그네트론의 제어기에 의해 처리될 수 있다.

일부 실시예에서, 제어기는 센서로부터 신호를 수신하고, 처리된 모니터 데이터를 제공하며, 그러한 정보를 사용하여 제어 데이터를 생성할 수 있으며, 제어 데이터는 그러한 제어 데이터를 인간 상호 작용의 필요성이 더 적게 액추에이터에 전송함으로써 스퍼터링 장치 또는 스퍼터링 프로세스를 제어, 조절 또는 미세 조정하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 자동화된 스퍼터링 프로세스가 제공될 수 있으며, 이에 의해 진공 챔버 외부 공간과의 통신이 거의 또는 전혀 필요하지 않다.

예시로서, 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않고, 이제 도면을 참조하여 표준 및 임의적인 특징을 추가로 설명할 것이다. 다시, 원통형 타겟을 위한 마그네트론 구조에 대한 참조가 이루어지지만, 특징은 평면형 타겟을 위한 마그네트론 구조에 준용하여 적용될 수 있다.

도 1 및 도 2는 상단 부분(101, 201) 및 하단 부분(102, 202)를 포함하는 상이한 유형의 마그네트론 구조(100, 200)의 2개의 분해도를 도시한다. 상단 부분(101, 201)은 타겟을 장착하는 데 사용되고, 하단 부분은 상단 부분과 모터, 냉각 시스템 등과 같은 외부 서브 시스템(통상적으로 진공 시스템 외부에 위치 설정됨) 사이의 링크 역할을 한다. 도 1의 마그네트론(100)은 원통형 타겟이 구동될 수 있도록 구동 기능을 제공하는 마그네트론이다. 도 2의 마그네트론(200)은 타겟을 냉각시키기 위한 냉각 유체를 도입하고 타겟을 스퍼터링 전압에 놓기 위한 냉각 및 전력 공급 기능을 제공한다. 그러나, 본 발명은 이들 유형의 마그네트론에 제한되지 않는다. 전술한 기능은 모두 단일 마그네트론에 집중되거나 다양한 마그네트론에 걸쳐 상이하게 분할될 수 있다. 더욱이, 하단 부분과 상단 부분은 일체형 피스일 수 있다.

도 1에 도시된 마그네트론은, 예를 들어 상단 부분(101)의 나사식 넥(103)을 하단 부분(102)의 대응하는 피스(104)에 나사 체결함으로써 하단 부분(102)에 부착될 수 있는 상단 부분(101)을 포함한다. 임의의 다른 적절한 연결 시스템을 사용할 수 있다. 도 1의 예에서, 모터 세트(105)는 모터(105)의 구동력을 마그네트론(100)의 상단 부분(101)에 전달할 수 있는 하단 부분(102)에 연결될 수 있다. 이어서, 상단 부분(101)은 그에 부착된 회전 가능한 타겟을 회전시킨다. 본 발명의 일부 실시예에서, 모터 세트는 또한 상단 부분과 단일 피스로 통합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 프로세서(예를 들어, 처리 유닛)를 임의로 포함하는 제어기(106)는 마그네트론의 상단 부분(101)에 포함될 수 있다(예를 들어, 정적 부분에 부착됨). 그러나, 제어기는 또한, 예를 들어 하단 부분에 포함, 예를 들어 하단 부분에 부착될 수 있다.

도 2의 경우에, 냉각 회로(203)는 하단 부분(202)에 포함되어 입구(204)를 거쳐 상단 부분(201)을 통해 타겟에 냉각 유체(예를 들어, 물, 처리된 물, 임의의 다른 적절한 액체, 또는 가스)를 도입하고 사용된 냉각 유체를 출구(205)를 거쳐 배출한다. 이 특정 예에서, 전력은 입구 및 출구 위의 볼트(208)에 연결되고, 전력은 바닥판의 핀을 통해 상단 부분(201)으로 전달된다. 프로세서를 포함하는 제어기(206)는 엔드 블록의 상단 부분 또는 하단 부분에 부착될 수 있다.

일부 실시예에서, 제어기(206)는 마그네트론 구조의 진공측에 위치 설정될 수 있으며, 따라서 유닛 내부로부터 임의의 신호를 직접 전송할 수 있다. 본 발명은 이 구성으로 제한되지 않고, 예를 들어 외팔보식 마그네트론의 기능과 관련된 데이터를 처리하기 위해 적분 회로가 마그네트론 구조의 대기측에 배치될 수 있다.

임의의 경우에, 제어기가 부착되는 곳마다, 스퍼터링 프로세스로부터 퇴적된 재료, 플라즈마, 냉각 유체 등으로부터 제어기를 보호하는 것이 유리하다.

본 발명의 일부 실시예에서, 적어도 하나의 센서 또는 액추에이터(207)가 마그네트론 자체에 포함되고, 이에 따라 고집적 마그네트론을 획득할 수 있다. 예를 들어, 센서 또는 액추에이터는 마그네트론의 제어기의 일부일 수 있다. 예를 들어, 스퍼터링 중에 추가 설치 또는 연결을 수행하는 데 사용할 필요 없이 콤팩트한 방식으로 현장 모니터링을 획득할 수 있다.

예시로서, 이에 제한되지 않는 실시예, 마그네트론 구조의 제어기에서 특정 파라미터의 모니터링 및/또는 제어의 예가 추가로 설명될 것이다.

모니터링의 예.

전력 모니터링

예를 들어, 스퍼터 전력과 관련된 파라미터, 예를 들어 타겟에 제공된 전압, 시스템을 통한 전류, 신호의 스펙트럼 함량(예를 들어, AC 형상, 주파수 등의 변화), 임피던스 등을 감지할 수 있는 적어도 하나의 센서(도시되지 않음)로부터 신호가 제어기(206)에 제공될 수 있다. 이는 서지, 프로세스의 안정성, 전력 전달 상태, 아크와 같은 타겟과 관련된 문제 등에 관한 정보를 제공할 수 있다. 그러한 신호를 생성하는 센서는, 예를 들어 제어기의 일부로서 마그네트론에 포함될 수 있다. 예를 들어, 센서는 전력 전달 상태를 검출할 수 있다. 예를 들어, (마그네트론의 정적 부분으로부터 마그네트론의 회전 부분으로 전력을 전달하는 데 사용된) 브러시의 상태가 감지되어 (예를 들어, 저항을 모니터링함으로써) 마모 등을 검출할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 센서 신호는 마그네트론 구조 외부로부터 제공될 수 있지만, 예를 들어 진공 시스템 내부에서 제공될 수 있다.

저항 센서, 전압계, 전류 센서, 파동 검출기 등과 같은 전기 파라미터를 감지하는 센서가 사용될 수 있다. 이들 센서는 이들 파라미터를 타겟 상에서 또는 마그네트론에서, 또는 유닛으로의 전기 신호를 위한 입력 포트 등에서 국소적으로 측정할 수 있다. 평소와 같이 전력 공급원이 아닌 마그네트론 구조에서 직접 측정하면 더 정확한 정보를 획득할 수 있는 더 풍부한 신호가 제공된다. 기존 설정에서는, 측정값을 얻기 위해 긴 케이블을 사용해야 하고, 이에 의해 전력 공급원에서의 신호가 타겟에 가까운 정확한 신호를 반영하지 못하게 된다. 케이블에는 임피던스 손실이 있을 수 있으므로, 플라즈마의 실제 임피던스는 전력 공급원에서 쉽게 측정될 수 없다. 더욱이, 고주파 신호는 연결선에 의해 감쇠될 수 있다. 이 효과는 신호 방해의 조사를 어렵게 만든다. 이들 방해는 플라즈마 진동, 또는 타겟 마감에서 또는 마그네트론의 전력 전달 수단에서 물리적 제한에 의해 유발될 수 있으므로 중요한 정보 소스이다. 본 발명의 실시예에서, 타겟에서의 측정은 케이블 및/또는 마그네트론 연결 시스템으로부터의 용량성 또는 유도성 손실 없이 더 빠르고 더 정확한 신호를 제공한다.

제어기(206)는 신호를 수집하고 그로부터 처리된 데이터를 제공함으로써, 스퍼터링 프로세스의 모니터링과 관련된 정보(예를 들어, 전력 공급의 안정성)를 제공한다.

냉각 유체 모니터링.

다른 예에서, 신호는 예를 들어 적어도 하나의 센서(207)로부터 도 2의 제어기(206)에 제공될 수 있으며, 상기 센서는 냉각 유체와 관련된 파라미터, 예를 들어 입구(204)를 통한 유체의 온도, 냉각 프로세스의 효율성을 평가하는 데 사용될 수 있는 출구(205)를 통한 유체의 온도(및 그 차이)를 감지할 수 있고; 대안적으로 또는 거기에 추가하여, 압력 서지 강하를 검출하는 데, 심지어는 누설을 검출하는 데 사용될 수 있는 압력 또는 유량과 관련된 파라미터를 감지할 수도 있다. 또 다른 파라미터는 냉각 유체의 염 및 다른 첨가제의 양을 모니터링하는 데 유용할 수 있는 냉각 유체의 저항률일 수 있다.

이전과 같이, 제어기(206)는 신호를 수집하고 유리하게는 그로부터 처리된 데이터를 제공함으로써, 냉각 프로세스의 모니터링과 관련된 정보를 제공한다.

센서는 다시, 예를 들어 마그네트론에, 예를 들어 상단 부분에 또는 하단 부분에 존재하는 냉각 시스템의 구성요소의 일부로서 마그네트론에 포함될 수 있다. 예를 들어, 입구 및 출구의 유동 센서를 사용하여 냉각 유체 유동을 측정할 수 있으며, 제어기는 차동 유동을 처리하고 모니터링할 수 있고, 이는 예를 들어 누설의 검출을 가능하게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 센서 신호는 다른 어딘가로부터, 예를 들어 냉각 유체를 받는 타겟 튜브의 부분으로부터 제공될 수 있다.

자기 구성의 모니터링

일부 실시예에서, 제어기는 센서 신호를 캡처 및 처리하여, 자기 구성과 관련된 정보, 예를 들어 자기와 관련된 센서 신호의 다음의 비포괄적인 예들 중 하나 이상을 획득할 수 있다:

- 자석 구성의 유형, 및/또는 예를 들어 전체적으로(병진 또는 회전 위치, 이동 속도 등의 감지) 및/또는 국소적으로(예를 들어, 광학 센서, 홀 센서와 같은 자기 센서 등으로부터) 자석 구성의 위치 설정.

- 예를 들어 열전쌍, 서모 파일 등으로부터 자기장의 강도에 영향을 미칠 수 있는 자기 소스의 온도.

- 예를 들어, 마그네트론을 따른 여러 지점에서 자기 강도.

제어기는 센서 신호를 수집하고 유리하게는 자기장과 관련된 처리된 데이터를 제공하며, 이 데이터는 플라즈마 레이스트랙, 이온 충격, 프로세스 효율 등과 관련된 문제를 모니터링하는 데 사용될 수 있고 따라서 보다 일반적으로는 스퍼터링 프로세스 또는 스퍼터링 장치에 관련된 문제를 모니터링하는 데 사용될 수 있다.

다른 스퍼터링 장치 특성의 모니터링

일부 실시예에서, 제어기(106, 206)는 스퍼터링 시스템의 상태 또는 기능과 관련된, 심지어는 스퍼터링 장치의 나머지(예를 들어, 진공 챔버)로부터의 센서 신호 또는 액추에이터 설정의 다음의 비포괄적인 예를 캡처할 수 있다:

- 타겟(예를 들어, 타겟의 지지 구조)에 가까운 온도.

- 마그네트론의 특정 부분(하우징, 연결부, 밀봉부 등)의 온도.

- 시스템 내부의 압력; 예를 들어, 일부 부분은 대기이거나 대기와 진공 시스템 내의 압력 사이의 차압을 가지며 잠재적으로 가스 누설을 검출할 수 있다.

- 습도 또는 예를 들어, 액체 누설을 체크하고 잠재적으로 검출하기 위해 냉각 시스템 외부 또는 타겟 외부의 냉각 유체를 특별히 검출하도록 된 센서.

제어기는 센서 신호를 수집하고 유리하게는 그로부터 마그네트론의 상태와 관련된 처리된 데이터를 제공하며, 이 데이터는 밀봉 등과 관련된 문제를 모니터링하는 데 사용될 수 있다.

원통형 타겟과 함께 사용하기 위한 마그네트론의 경우, 제어기는 또한 타겟 구동과 관련된, 예를 들어 타겟 이동(예를 들어, 타겟 회전)의 속도, 누적 회전량과 관련된 정보를 처리할 수 있으며, 이 정보는 작동 수명의 모니터링을 제공하도록 처리될 수 있다. 전자 회로에 의해 수행되는 처리 덕분에, 다른 특성(예를 들어, 제어기에 의해 또한 모니터링되는 다른 특성)이 하중 레벨, 온도 등과 같이 작동 수명의 처리에 대한 가중치 요인으로서 고려될 수 있음이 유의된다.

전류, 토크 레벨, 및 그 이력 정보(예를 들어, 시간 경과에 따라 또는 1 회전 이내)에 관한 정보 뿐만 아니라 구동 유닛의 온도가 또한 모니터링될 수 있다.

또한, 마그네트론의 구동 수단의 상태, 뿐만 아니라 베어링의 상태(예를 들어, 베어링의 압력)가 감지되어, 제어기로 전송되고 모니터 데이터로 처리될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 처리된 데이터는, 추가 처리, 예를 들어 데이터 분석 등을 위해, 스퍼터링 장치의 진공 부분의 외부, 예를 들어 판독(스크린, 모니터, 컬러 코딩된 조명 패널 등), 또는 외부 메모리, 또는 심지어는 외부 데이터 처리 유닛으로 전송될 수 있다.

데이터 교환을 위해, 마그네트론 구조는 통신을 위해 외부 장비에 대한 인터페이스를 가질 수 있고; 이는 무선(예를 들어, WIFI, 블루투스, 광학, 또는 임의의 다른 유형의 EM 복사, ...) 또는 데이터 전송을 위한 커넥터(전기, 광학, ...)를 갖는 유선일 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 처리된 데이터는 제어기에 포함된 메모리에 저장될 수 있다. 예를 들어, 모니터 데이터의 이력 기록을 구축하여, 장기 모니터링 및 스퍼터링 장치의 추후 관리를 허용할 수 있으며, 이는 본 발명의 실시예에 따라 제어기에 의해 식별될 수도 있다.

유닛의 악화된 상태(밀봉 또는 베어링의 에이징, 접촉 브러시의 마모, 더 높은 마찰 또는 토크, 증가된 온도, 타겟 소비 또는 손상 또는 임의의 다른 특성)는 손상이 다른 부분으로 확장되거나 스퍼터링 프로세스를 악화시키기 전에 그러한 이력 데이터를 기반으로 조기에 검출될 수 있다.

본 발명의 대안적인 또는 추가적인 실시예에서, 제어 데이터는 마그네트론의 제어기에 의해 처리될 수 있다.

예를 들어, 제어 신호는 마그네트론으로 전송될 수 있고, 제어기는 신호의 처리를 제공할 수 있으며, 처리된 제어 데이터는 제어기에 연결된 액추에이터를 제어하는 데 사용될 수 있다. 마그네트론 구조, 또는 그 안의 전자 회로는 프로세서에 의해 처리되는 제어 데이터에 따라 액추에이터를 제어하도록 될 수 있다. 따라서, 이들 액추에이터를 제어하기 위해 스퍼터링 장치의 진공 부분 외부의 처리 전력(컴퓨터)의 필요성 없이 상기 액추에이터를 제어하는 데 입력 콘솔만이 요구된다. 액추에이터는 스퍼터링 장치의 진공 부분 외부에 있을 수 있거나(예를 들어, 전원 또는 냉각 시스템의 액추에이터), 액추에이터는 스퍼터링 장치 내에 있을 수 있거나(예를 들어, 마그네트론 상에, 또는 가스 입구의 밸브에, 또는 구동 시스템에 대해), 또는 심지어는 마그네트론 내에 있을 수 있다(예를 들어, 냉각 시스템의 입구를 위한 밸브에, 또는 구동 시스템에 대해).

이전과 같이, 제어 데이터를 전송하기 위한 인터페이스가 제공될 수 있으며, 이 인터페이스는 모니터 데이터를 전송하기 위한 인터페이스와 동일하거나 상이한 유형일 수 있다.

제어의 예

총망라하는 일 없이, 제어 데이터로서 마그네트론 구조에 의해 처리될 수 있는 프로세스 제어 수단 및 그 대응하는 프로세스 파라미터의 예가 이하에 열거된다:

- 전력 공급원: 전력 공급원과 관련된 프로세스 파라미터는, 예를 들어 파동 또는 전력 레벨, 예를 들어 시스템에 인가된 에너지와 관련된 전압 레벨 또는 전류 레벨이다. 전력 공급원 레벨은 통상적으로 전역 프로세스 파라미터이고, 즉 전력 공급원 레벨은 한 위치에서만 변경될 수 없다. 다른 일정한 퇴적 파라미터를 갖는 더 높은 전력 공급원 레벨은, 예를 들어 더 높은 두께를 초래할 수 있다. 스퍼터링 프로세스에서, 전력 공급원은 통상적으로 타겟에 전력을 공급하기 위해 마그네트론에 연결된다. 그러나, 병렬로, 예를 들어 활성 애노드 시스템에 전력을 공급하거나, 예를 들어 이온 소스에 전력을 공급하기 위해 추가 전력 공급원이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제어 데이터는 이온 소스 및/또는 마그네트론의 전력 제어를 비롯하여, 전력 공급원 및 전력 공급원 레벨과 관련하여 처리될 수 있다.

- 메인 가스 공급원: 메인 가스 공급원과 관련된 프로세스 파라미터는 가스 유동이다. 가스 분포는 프로세스 챔버에서 위치 종속 부분 압력을 결정한다. 가스 분포는 복잡한 파라미터이고, 다양한 기체가 작용하게 될 수 있기 때문에, 순수하거나 다양한 혼합 비율을 가질 수 있다. 메인 가스 공급원의 영향은 프로세스 챔버 내부의 전달 시스템의 크기 이상으로 확장되도록 제한될 수 있다.

- 반응성 가스 공급원: 반응성 가스 공급원과 관련된 프로세스 파라미터는 가스 분포 및 수반된 부분 압력, 또는 가스 유량이다. 반응성 가스 유동이 높을수록, 통상적으로 스퍼터링 속도가 낮아진다. 반응성 가스 유동을 변경함으로써, 퇴적되는 층의 두께를 제어할 수 있다; 그러나, 또한 그 조성과 성능이 영향을 받을 수 있다.

- 타겟(예를 들어, 회전 속도). 예를 들어, 구동 시스템을 조정하거나 모터를 직접 조정함으로써, 회전 속도를 조정하기 위해 액추에이터가 마그네트론 구조에 배치할 수 있다.

- 자기 구성: 마그네트론과 관련된 프로세스 파라미터는, 예를 들어 자기장 강도, 자석 이동, 또는 회전 속도이다. 자석 이동은 자석 바아 배향 및 자석 바아 위치를 포함한다. 자석 바아 위치는 플라즈마 밀도, 이에 따라 스퍼터 속도를 결정한다. 자석 바아가 섹션을 포함하면, 자석 바아의 영향은 국소적일 수 있다. 더 강한 국소적 자기장은 더 높은 국소적 스퍼터 속도를 초래한다.

- 애노드: 애노드와 관련된 프로세스 파라미터는 애노드 조정 레벨; 예를 들어 접지 레벨에 대한 저항이다.

- 가열: 가열과 관련된 프로세스 파라미터는 온도 레벨이다. 상이한 위치에 다른 온도가 적용될 수 있다.

- 냉각 유체: 냉각 유체와 관련된 프로세스 파라미터는 유동, 온도일 수 있지만, 또한 전도도, 순도, 부스러기(마모될 수 있는 유체의 입자, 예를 들어 동적 밀봉부)의 양일 수 있다. 예를 들어, 제어기는 또한 냉각 유체 특성(예를 들어, 유량 등)을 제어(예를 들어, 최적화)하기 위해 마그네트론 구조 내부에 장착된 밸브를 조종 및/또는 제어하는 데 사용될 수 있다.

제어는 외부에서, 예를 들어 처리되는 신호를 제어기에 전송함으로써 제공되어, 제어 데이터를 획득할 수 있다. 본 발명은 이에 제한되지 않고 제어가 내부에서 제공될 수 있다. 예를 들어, 타겟 및/또는 자기 구성의 제어는 내부에서, 예를 들어 모니터링된 데이터에 기초하여, 예를 들어 마그네트론 구조에 포함된 제어기를 사용하여 수행될 수 있다.

제어 데이터는 이들 열거된 파라미터 중 임의의 것, 또는 심지어는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 파라미터는 상이한 시스템의 상이한 액추에이터를 변경함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 자석 이동과 관련된 제어 데이터는, 예를 들어 마그네트론 구조의 전자 회로에서 처리될 수 있으며 제어기와 연관된 액추에이터를 통해 상기 이동, 예를 들어 바아의 배향에 영향을 미치는 데 사용될 수 있다.

일부 추가적 또는 대안적인 실시예에서, 제어기는 스퍼터링 장치(또는 스퍼터링 프로세스)의 상태를 모니터링하고 스퍼터링 장치(또는 스퍼터링 프로세스)를 제어하도록 되어 있다.

일 예에서, 마그네트론 구조의 제어기는 센서 신호를 수신하거나 캡처할 수 있다. 신호는 모니터 데이터로 처리된다. 모니터 데이터로부터의 응답으로서, 제어기는 스퍼터링 프로세스 또는 스퍼터링 장치의 부분을 제어하는 데 사용될 수 있는 제어 데이터를 생성한다. 따라서, 피드백 루프가 프로세스 또는 스퍼터링 장치의 우수한 자기 조절로 확립될 수 있다. 이는 스퍼터링에 높은 안정성을 제공하고, 인간의 피드백이나 개입의 필요성을 적게 할 수 있다. 일반적으로, 인간 상호 작용이 덜 요구될 수 있으므로, 유리하게는 고도로 자동화된 유닛을 획득할 수 있다.

이 실시예에서는 내부의 제어기로부터 제어될 수 있는 액추에이터를 연결할 엄격한 필요성이 없다. 스퍼터링 장치를 설치하는 동안, 액추에이터 및 센서를 마그네트론 구조의 회로에 연결하기만 하면 되며, 액추에이터 및/또는 센서를 임의의 외부 컴퓨터 또는 제어 시스템에 연결하고 구성할 필요가 없다. 따라서, 외부에 대한 적은 수의 연결로, 콤팩트하고 안정적인 모듈형 유닛이 획득된다. 원하는 경우, 초기 설정 또는 외부 제어(예를 들어, 피드백 제어를 중단시키기 위한)를 도입하기 위해, 또는 모니터 데이터 또는 모니터 데이터를 기반으로 제어기에서 생성된 경보 신호를 출력하기 위한 연결이 계속 제공될 수 있다. 이는 여전히 인간 상호 작용을 허용하지만 덜 강렬하다. 예를 들어, 스퍼터링 장치는 작동 지점의 범위 내에서 독립적일 수 있다. 예를 들어, 높은 레벨의 데이터만이 외부로 전송될 수 있는 자립형 마그네트론 구조를 갖는 시스템이 제공될 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 코팅 프로세스 중에, 예를 들어 코팅기의 정지시에 유지 보수가 요구된다. 본 발명은 내부에서 나머지 변형의 해결을 가능하게 한다. 이를 통해 중간 고장 없이 다음 코팅기 정지가 매끄럽게 달성될 수 있다.

결합된 모니터링 및 제어의 특정 예

스퍼터링 프로세스 및 스퍼터링 장치의 상태를 제어 및/또는 모니터링하기 위한 제어기를 포함하는 마그네트론의 여러 구성이 제공될 수 있다. 모니터링된 데이터와 제어 데이터의 임의의 적절한 조합은, 예를 들어 전력 레벨이 떨어질 때 전력의 제어, 모니터 데이터가 전력 레벨 또는 온도 또는 둘 모두의 조합의 증가를 나타내는 경우에 냉각 유체 유동의 증가, 레이스트랙이 불안정해지는 경우에 스퍼터 가스 유동의 변형, 및 다른 조합에 사용될 수 있다.

이 피드백 구성의 특정 예에서, 마그네트론 구조의 제어기는 스퍼터링 프로세스 및/또는 전력을 모니터링할 수 있다. 모니터 데이터가 안정적인 스퍼터링 및 낮은 전력을 나타내면, 이 정보를 기반으로, 제어기는 제어 데이터를 생성시키고 냉각 시스템의 액추에이터를 제어하여 냉각 유체의 유동을 감소시킴으로써, 유체(예를 들어, 물) 소비를 감소시킬 수 있다. 그러나, 프로세서는 안전 작동 지점으로부터 미리 결정된 범위 내에서만 냉각 유체 유동을 감소시키도록 프로그래밍될 수 있다. 그렇지 않으면, 이 범위를 넘어서(예를 들어, 제어 데이터가 유동이 미리 결정된 임계값 아래로 감소됨을 나타내는 경우), 제어기는 검증을 위해 조작자에게 통지하도록 프로그래밍될 수 있다.

일부 용례에서, 마그네트론이 가열되어 에너지 손실, 열 팽창 및 에이징을 유발할 수 있고, 이는 진공 밀봉부, 냉각 유체 밀봉부 등을 손상시킬 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 하우징 또는 마그네트론의 센서는 온도 및/또는 열 팽창을 검출할 수 있으며 신호는 처리를 위해 제어기로 직접 전송될 수 있다. 하나 이상의 센서 신호가 해석되고, 데이터가 신호가 미리 결정된 임계값을 초과함을 나타내면, 처리된 데이터는 마그네트론 유닛 외부의 경보를 제어하기 위한 제어 데이터, 또는 전력 공급 및/또는 주파수 및/또는 회전 속도를 감소시키기 위한 제어 데이터, 또는 임의의 다수의 파라미터를 생성하는 데 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 마그네트론 구조의 상태를 모니터링하기 위한 센서는 제어기의 일부가 되어, 매우 콤팩트한 배열을 획득할 수 있다.

특정 예에서, 센서는 토크를 감지하는 마그네트론 구조에 포함될 수 있다. 제어기는 센서 신호를 캡처할 수 있으며(예를 들어, 센서 신호는 처리를 위해 제어기로 전송될 수 있음), 프로세서는 신호를 모니터 데이터로 해석하여, 타겟의 토크를 모니터링할 수 있다. 프로세서는, 예를 들어 토크가 미리 결정된 범위 내에 있지 않은 경우, 신호를 경보 시스템에 전송함으로써 경보를 울리도록 프로그래밍될 수 있고, 이는 타겟이 마그네트론에 제대로 부착되지 않았거나 마찰이 너무 많음을 의미할 수 있다. 모니터 데이터는 또한 토크의 주기적인 변화를 나타낼 수 있는 데, 이는 타겟이 변형을 갖고(예를 들어, 만곡되고) 스퍼터링 장치의 일부 구성요소를 긁는다는 것을 의미할 수 있다. 토크 데이터는 또한 데이터 인터페이스를 통해 직접 도입될 수 있거나 또한 감지될 수 있는 타겟의 속도와 연관될 수 있다.

제어기의 예

제어기는 처리된 데이터를 제공하기 위해 프로세서를 포함할 수 있다. 제어기는 센서 신호(예를 들어, 센서에 의해 생성되고 센서로부터 캡처된 신호)를 처리하도록 프로그래밍되어, 모니터 데이터를 제공할 수 있다. 그러한 경우에, 제어기는 신호 입력, 예를 들어 광학 입력, 전자 입력(유선 또는 예를 들어 무선 주파수(RF)를 통한 무선 입력), 압력 입력 등을 포함할 수 있다. 아날로그-디지털 및/또는 디지털-아날로그 변환기가 회로에 포함될 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 프로세서는 명령으로부터 제어 데이터를 생성하도록 프로그래밍될 수 있다. 그러한 경우에, 외부 명령에 대한 입력이 포함될 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어 모니터 데이터로부터, 예를 들어 전자 유닛 자체에 의해 처리된 모니터 데이터로부터, 센서 신호로부터 제어 데이터를 생성하도록 프로그래밍될 수 있다. 제어기는 마그네트론 구조의, 일반적으로 스퍼터링 장치의, 또는 스퍼터링 장치의 진공 부분의 내부 또는 외부에 있을 수 있는 그와 관련된 서브 시스템(냉각 시스템, 전원 등)의 액추에이터를 구동 및 제어하도록 될 수 있다.

제어기는 장기 모니터링 등을 제공하기 위해 프로세서 및/또는 외부 시스템에 의해 액세스될 수 있는 데이터, 룩업 테이블, 알고리즘 등을 저장하기 위한 데이터 저장 장치(예를 들어, 메모리)를 포함할 수 있다. 저장된 정보는 모니터 데이터(이력 기록 등), 제어 데이터(액추에이터 제어용), 또는 스퍼터링 프로세스 또는 스퍼터링 장치의 모니터링 및/또는 제어와 관련된 데이터와 관련될 수 있다.

제어기는, 예를 들어 처리된 모니터 데이터에 응답하여, 및/또는 모니터 데이터와 메모리 상의 미리 결정된 데이터로부터의 값의 비교에 응답하여 액추에이터를 제어하기 위해 피드백을 제공하도록 될 수 있다.

마그네트론은 외부 장비와 통신하고 데이터를 교환하기 위해 외부 장비에 대한 인터페이스를 가질 수 있고; 인터페이스는 무선(예를 들어, WIFI, 블루투스, 광학, 또는 임의의 다른 유형의 EM 복사 ...) 또는 제어기 내외로 데이터를 전송하기 위한 커넥터(전기, 광학 ...)를 갖는 유선일 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어 유선 연결을 통해 외부 장비에 연결될 수 있는, 스퍼터링 장치의 진공 부분 외부에서 마그네트론 및/또는 그 하우징을 통해 연장되는 커넥터를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 인터페이스(108) 또는 그 커넥터는 외부 장비와 신호를 교환하기 위한 안테나(109)를 포함한다.

일부 특정 실시예에서, 마그네트론의 인터페이스는 데이터(모니터 데이터 및/또는 제어 데이터)를 전송 및/또는 수신할 수 있으며, 예를 들어 단일 커넥터를 사용하여 제어기에 전력을 공급하기 위한 전력을 수신할 수도 있다. 연결부, 배선 등의 수를 감소시킬 수 있다. 데이터 및 전력 신호를 위한 이 이중 커넥터는 유선 또는 무선일 수 있다.

인터페이스는 제어기의 일부일 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기는, 예를 들어 마그네트론의 상이한 위치에서, 회로의 나머지로부터 멀리 떨어진 인터페이스에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어기(106)는 마그네트론의 상단 부분(101)에 있을 수 있고, 제어기는 부착 가능한 하단 부분(102)의 인터페이스(108)와 데이터를 교환할 수 있다. 인터페이스와 제어기 사이의 데이터 교환은 유선 연결을 통해 수행될 수 있다. 또한, 데이터 교환은 무선으로 수행될 수 있으며, 이를 위해 인터페이스(108) 및 제어기(106) 모두가 무선 데이터 송신기/수신기를 포함할 수 있어, 교체 및 교환이 용이한 완전 모듈형 마그네트론 조립체를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상이한 마그네트론 상단 부분이 동일한 하단 부분에 사용될 수 있으며, 이들 사이의 무선 연결만이 페어링되면 된다.

제어기는 일체형 배터리와 같은 국소적 소스에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 회로는 냉각 유체 유동(유압 변환), 타겟 튜브의 전력 공급 등과 같은 이용 가능한 소스로부터 에너지를 추출(예를 들어, 전력 추출기로)함으로써 전력을 공급받을 수 있다. 일부 실시예에서, 회로는, 배터리를 교환하기 위해 스퍼터링 장치의 진공 시스템을 개방하는 것과 같은 유지 보수를 필요로 하지 않는 외부 커넥터에 의해 전력을 공급받을 수 있다.

제어기는 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스퍼터링 장치의 냉각 시스템은 제어기에 냉각을 제공할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 적어도 프로세서는 모놀리식 회로일 수 있지만, 더 많은 요소가 제어기의 일부로서 포함될 수 있다.

일부 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제어기는 프로세서(예를 들어, 모놀리식 프로세서(302))를 포함하고, ADC, DAC, 데이터 커넥터, 센서 신호를 캡처하기 위한 신호 입력, 구동 장치, 심지어는 센서 및/또는 액추에이터를 추가로 포함하는 일체형 모듈(301)이다. 따라서, 마그네트론(300)의 특정 형상에 맞고 맞춤화될 수 있는 고집적 디바이스가 획득된다.

도 4는 내부를 보기 위해 그 일부가 제거된 마그네트론(401)의 사시도를 도시한다. 마그네트론(401) 내에 내장된 프로세서를 포함하는 일체형 모듈(402)의 예시적인 배치가 도시되어 있다. 모듈(402)은 부분(401)의 정적 부분에 부착되어 임의의 필요한 연결을 용이하게 할 수 있다. 모듈(402)의 기하형상은 임의의 필요한 전력 핀, 냉각 시스템 등의 도입을 허용하도록 될 수 있다. 도 4에 도시된 예는 별도의 상단 또는 하단 부분이 없는 단일 피스 마그네트론의 예이다.

제2 양태에서, 본 발명은 본 발명의 제1 양태의 실시예에 따른 적어도 하나의 마그네트론 구조를 포함하는 스퍼터링 장치를 제공한다.

추가 특징 및 특성은 본 발명의 제1 양태에서 설명된 바와 같은 마그네트론 구조의 특정 실시예의 특징과 대응할 수 있다.

제3 양태에서, 본 발명은 스퍼터링 장치에 사용하기 위한 마그네트론 구조에서 제어기의 용도에 관한 것이다. 마그네트론 구조는 관형 타겟과 함께 사용하기 위한 회전 가능한 마그네트론 스퍼터링 소스와 함께 사용될 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 제어기는 스퍼터링 프로세스 및/또는 스퍼터링 장치와 관련된 파라미터를 모니터링하거나, 그 기능을 제어하거나, 둘 모두의 조합을 위해 적응(예를 들어, 프로그래밍)될 수 있다. 제어기는 데이터를 신호로 또는 그 반대로 처리하도록 될 수 있다. 제어기는 마그네트론 구조 내에, 예를 들어 마그네트론의 상단 부분, 마그네트론의 하단 부분 또는 그 하우징 내에 완전히 통합 가능할 수 있다. 예를 들어, 제어기를 형성하는 회로 또는 회로들은 원통형 타겟과 함께 사용하기 위해 마그네트론에(예를 들어, 마그네트론의 베이스 판에 또는 그 헤드에) 부착되거나 통합될 수 있다. 추가 특징은 제1 및 제2 양태에서 설명된 구성요소의 기능과 대응할 수 있다.

Claims (20)

1. 스퍼터링 장치에 사용하기 위한 마그네트론 구조로서, 마그네트론 구조는 마그네트론(100, 200, 300, 401) 및 마그네트론(100, 200, 300, 401)에 견고하게 연결된 제어기(106, 206, 301, 402)를 포함하고, 제어기(106, 206, 301, 402)는 스퍼터링 장치의 상태 및/또는 기능을 적어도 부분적으로 제어하도록 구성되는, 마그네트론 구조.
2. 제1항에 있어서, 제어기는 또한 스퍼터링 장치의 상태 및/또는 기능을 적어도 부분적으로 모니터링하도록 구성되는, 마그네트론 구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제어기(106, 206, 301, 402)는 신호를 데이터로 또는 그 반대로 처리하기 위한 데이터 프로세서(302)를 포함하는, 마그네트론 구조.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기(106, 206, 301, 402)는 스퍼터링 장치의 상태 및/또는 기능의 적어도 부분적으로 모니터링 및/또는 제어와 관련된 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장 장치를 더 포함하는, 마그네트론 구조.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 마그네트론은 원통형 자석 바아 및 스퍼터 타겟을 지지하도록 된 엔드 블록인, 마그네트론 구조.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 마그네트론 구조는 스퍼터링 장치 또는 스퍼터링 프로세스와 관련된 센서 신호를 감지하기 위한 센서(207)를 더 포함하고, 제어기(106, 206, 301, 402)는 센서(207)로부터 신호를 수신하고 처리하도록 되어 있는, 마그네트론 구조.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기(106, 206, 301, 402)는 스퍼터링 장치의 진공 부분 외부의 제어기와 데이터를 교환하기 위한 통신 구성요소를 더 포함하는, 마그네트론 구조.
8. 제7항에 있어서, 통신 구성요소는 WIFI 통신, 블루투스 통신, 광 통신, 또는 임의의 EM 복사 중 임의의 것을 사용하여 무선 통신을 수행하거나 광섬유 통신 또는 전기 통신 중 임의의 것을 사용하여 유선 통신을 수행하도록 되어 있는, 마그네트론 구조.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 마그네트론(100, 200, 300, 401)은 스퍼터링 장치에서 스퍼터링 프로세스와 관련된 파라미터를 조절하기 위해 적어도 하나의 액추에이터를 제어하기 위한 제어기를 더 포함하는, 마그네트론 구조.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 마그네트론 구조는 제어기에 전력을 공급하기 위한 전원을 더 포함하고, 전원은 배터리, 또는 냉각 유체 유동 또는 타겟 튜브의 전력 공급으로부터 전력을 획득하도록 된 전력 추출기 중 하나인, 마그네트론 구조.
11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기의 전력 공급은 스퍼터링 장치의 외부 비진공 부분으로부터의 유선 연결에 기초하는, 마그네트론 구조.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 마그네트론(200)은 타겟을 유지하기 위한 상단 부분(201) 및 상단 부분(201)에 부착 가능한 하단 부분(202)을 포함하고, 제어기(206)는 하단 부분에 견고하게 연결되는, 마그네트론 구조.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 구조는 시스템 외부로 데이터를 전송하기 위한 안테나(109)를 포함하는 무선 커넥터를 포함하는, 마그네트론 구조.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 데이터는 냉각 액체 관련 정보, 스퍼터 전력 관련 정보, 자기 관련 정보, 마그네트론 상태 관련 정보 또는 타겟 구동 관련 정보 중 임의의 것 또는 조합인, 마그네트론 구조.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기(106, 206, 301, 402)는 사용시 그 상태 및 필요한 예방 유지 보수의 예상 순간에 관한 정보를 제공하면서 유지 보수를 용이하게 하기 위한 정보를 제공하는, 마그네트론 구조.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기(106, 206, 301, 402)는 이력 데이터를 이해하여 적절한 개정 및 유지 보수를 용이하게 하도록 개정 중에 유지 보수를 용이하게 하는 정보를 제공하는, 마그네트론 구조.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기는 마이크로컨트롤러인, 마그네트론 구조.
18. 제17항에 있어서, 제어기는 저전압 마이크로컨트롤러인, 마그네트론 구조.
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 마그네트론 구조 및 자석 구성을 포함하는, 스퍼터링 장치.
20. 스퍼터링 장치의 상태 및/또는 기능을 적어도 부분적으로 제어하기 위한 마그네트론 구조에서 제어기의 용도.

Images