(57)【要約】  スパッタリングソースは、２つの対向する板状のターゲット（５、７）と、前記ターゲットの各々に沿った磁石構成（１８５、１８７）とを含む。ターゲット間の反応空間からの開放コーティング出口領域（１２）は、２つの板状ターゲットの対向する縁部（９、１０）によって制限される。縁部の各々に沿ったキャッチャープレート（２０７、２０５）は、それぞれ、互いに対向する縁部から開放コーティング出口領域（１２）に向かって突出しており、それにより、開放コーティング出口領域（１２）を、互いに対向する２つの板状ターゲットの縁部によって制限されるように制限する。
2019533762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−それぞれのプレート平面に沿って延びる２つの板状ターゲットであって、前記ターゲットのスパッタリング面が、互いに対向し、それによって、それらの間に反応空間を画定し、前記プレート平面が、互いに平行であり、又は、最大で９０°だけ互いに傾斜している、２つの板状ターゲットと、
−アノード構成と、
−前記ターゲットの各々に沿って前記それぞれのスパッタリング面と反対側にある磁石構成であって、前記それぞれのスパッタリング面の少なくとも大部分に衝突し、及び／又は、前記それぞれのスパッタリング面の少なくとも大部分から発散し、前記それぞれのスパッタリング面の少なくとも大部分に沿って分布される磁場を、前記反応空間に発生させる磁石構成と、
−前記２つの板状ターゲットの互いに向かい合う縁部のそれぞれの領域によって制限される、前記反応空間からの開放コーティング出口領域と、
−前記ターゲットのそれぞれの移行面領域によって前記互いに対向する縁部に沿って前記ターゲットのそれぞれの側面領域に移行する前記ターゲットの前記スパッタリング面であって、前記移行面領域が、前記それぞれのスパッタリング面の前記隣接する領域よりも小さい曲率半径を有する、スパッタリング面と、
−前記縁部の各々に沿って、前記ターゲットのそれぞれ１つから離れ、互いに向かい合う前記縁部から前記開放コーティング出口領域内にそれぞれ突出し、それによって、前記２つの板状ターゲットの互いに対向する縁部によって制限されるように前記開放コーティング出口領域を制限する、キャッチャープレート構成と、
を備える、基板をスパッタコーティングすることを目的としたスパッタリングソース。
【請求項２】
その少なくとも１つの成分がスパッタリングプラズマ中にイオンとして存在する材料で前記基板をスパッタコーティングするように構成された、請求項１に記載のスパッタリングソース。
【請求項３】
その少なくとも１つの成分がスパッタリングプラズマ中に負イオンとして存在する材料で前記基板をスパッタコーティングするように構成された、請求項１又は２に記載のスパッタリングソース。
【請求項４】
前記基板を酸化物でスパッタコーティングするように構成された、請求項１から３の何れか一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項５】
前記突出するキャッチャープレート構成が、主に第１の表面領域及び第２の表面領域からなる全面を有し、
前記第１の表面領域が、独占的に前記反応空間に晒されている一方で、
前記第２の表面領域が、前記開放コーティング出口領域に関して前記反応空間の反対側の空間に独占的に晒されている、請求項１から４のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項６】
各キャッチャープレート構成が、最も突出している縁部を有し、前記それぞれのプレート平面に平行で、前記最も突出している縁部の長さの範囲に対して垂直である平面内で測定された、前記最も突出している縁部から前記それぞれのターゲットの側面までの距離が、前記それぞれのプレート平面に平行で、前記最も突出している縁部の長さの範囲に対して垂直である平面内で測定された、前記最も突出している縁部と前記それぞれのターゲットの表面との間の距離より小さい、請求項１から５のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項７】
前記プレート平面が、中心平面に対して対称的である、請求項１から６のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項８】
前記プレート平面が平行である、請求項１から７のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項９】
前記互いに対向する縁部が、直線状で平行である、請求項１から８のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項１０】
前記板状ターゲットが、長方形又は正方形である、請求項１から９のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項１１】
前記プレート平面が、中心平面に対して対称的であり、前記開放コーティング出口領域が、前記中心平面に対して垂直な平面に沿って延びる、請求項１から１０のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項１２】
前記ターゲットの少なくとも１つが、単一材料からなる、請求項１から１１の少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項１３】
前記ターゲットの少なくとも１つが、酸化物を含み、又は、酸化物からなる、請求項１から１２のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項１４】
前記ターゲットの少なくとも１つが、スパッタリングプラズマ中にイオンとして存在する材料成分を含む、請求項１から１３のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項１５】
前記ターゲットの少なくとも１つが、スパッタリングプラズマ中に負イオンとして存在する材料成分を含む、請求項１から１４のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項１６】
前記キャッチャープレート構成によって制限された、前記反応空間内に、及び／又は、前記制限された開放コーティング出口領域の下流に排出する酸素ガス供給装置を備える、請求項１から１５のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項１７】
前記キャッチャープレート構成によって制限された、前記反応空間内に、及び／又は、前記制限された開放コーティング出口領域の下流に排出するガス供給装置を備える、請求項１から１６のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項１８】
前記キャッチャープレート構成が、以下の形状：平面形状、前記反応空間に向かって湾曲した形状、前記反応空間から離れて湾曲した形状のうちの少なくとも１つのキャッチャープレートを含む、請求項１から１７のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項１９】
前記キャッチャープレート構成のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの金属プレートを含み、又は、少なくとも１つの金属プレートからなる、請求項１から１８のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項２０】
前記キャッチャープレート構成のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのセラミック材料プレートを含み、又は、少なくとも１つのセラミック材料プレートからなる、請求項１から１９のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項２１】
前記アノード構成が、前記２つのターゲットによる前記反応空間の２方向の境界を前記反応空間の３方向の境界に補完する横方向のアノードプレートを含む、請求項１から２０のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項２２】
前記２つのターゲットによる前記反応空間の２方向の境界を前記反応空間の４方向の境界に補完する２つの前記横方向のアノードプレートを含む、請求項２１に記載のスパッタリングソース。
【請求項２３】
前記アノード構成が、前記２つのターゲットによる前記開放コーティング出口領域の２方向の境界を前記開放コーティング出口領域の３方向の境界に補完する横方向のアノードプレートを含む、請求項１から２２のうちの少なくとも１つに記載のスパッタリングソース。
【請求項２４】
前記アノード構成が、前記２つのターゲットによる前記開放コーティング出口領域の２方向の境界を前記開放コーティング出口領域の４方向の境界に補完する２つの前記横方向のアノードプレートを含む、請求項２３に記載のスパッタリングソース。
【請求項２５】
前記アノード構成が、前記反応空間に関して前記開放コーティング出口領域と反対側のアノードプレートを含む、請求項１から２４のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項２６】
前記アノード構成が、前記開放コーティング出口領域の周りにアノードフレームを備える、請求項１から２５のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項２７】
前記アノード構成が、前記ターゲットの境界に沿って、前記互いに対向する縁部に沿って独占的に配置されたアノードストリップの構成を含む、請求項１から２６のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項２８】
前記アノード構成が、前記互いに対向する縁部に沿ったアノードストリップの構成を含み、前記キャッチャープレート構成が、前記アノードストリップに電気的及び機械的に接続された、突出している金属プレートを含む、請求項１から２７のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項２９】
前記キャッチャープレート構成が、前記アノード構成に電気的に接続された、突出している金属プレートを含む、請求項１から２８のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項３０】
前記キャッチャープレート構成が、前記開放コーティング出口領域を制限し、その周囲を囲むフレームの２本の脚である、請求項１から２９のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項３１】
前記磁場が、一方のスパッタリング面から他方のスパッタリング面まで一方向に発生する、請求項１から３０のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項３２】
前記開放コーティング出口領域の反対側の前記反応空間を覆う第３のターゲットを備える、請求項１から３１のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項３３】
前記第３のターゲットが、前記第３のターゲットのスパッタ面に沿ってマグネトロン磁場を発生させる磁石構成と関連している、請求項３２に記載のスパッタリングソース。
【請求項３４】
前記ターゲットのうちの少なくとも１つが、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ａｌの金属のうちの少なくとも１つを含み、又は、それらの金属のうちの少なくとも１つからなる、請求項１から３３のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項３５】
前記ターゲットの少なくとも１つが、スパッタリングプラズマ中にイオンとして存在する材料成分を含む、請求項１から３４のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項３６】
前記ターゲットの少なくとも１つが、スパッタリングプラズマ中に負イオンとして存在する材料成分を含む、請求項１から３５のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項３７】
前記ターゲットの少なくとも１つが、酸化物を含み、又は、酸化物からなる、請求項１から３６のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項３８】
前記プレート平面が、互いに最大５°だけ傾斜している、請求項１から３７のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングソース。
【請求項３９】
請求項１から３８のうちの少なくとも一項に記載の少なくとも１つのスパッタリングソースを備え、その延長面のうちの１つを周囲雰囲気に晒して基板を保持するように構成された基板ホルダをさらに備えるスパッタコーティングチャンバであって、前記延長された面が、前記制限された開放コーティング出口領域に面し、前記延長された面の少なくとも大部分からの前記移行面領域の視認性が、前記キャッチャー構成によって晒される位置の前記スパッタコーティングチャンバに前記基板ホルダが載置される、スパッタコーティングチャンバ。
【請求項４０】
前記基板ホルダが、保持平面に沿って基板を保持するように構成され、前記互いに対向する縁部が、平行で直線的であり、前記保持平面が、前記平行で直線的な縁部によって画定される平面に対して平行又は傾斜している、請求項３９に記載のスパッタコーティングチャンバ。
【請求項４１】
前記保持平面と前記縁部によって画定される前記平面とが、最大で４５°傾斜している、請求項４０に記載のスパッタコーティングチャンバ。
【請求項４２】
前記基板ホルダ上の前記基板が、電気的に浮遊するように動作し、又は、ＤＣ基準電位、好ましくは接地電位に接続可能である、請求項３９から４１のうちの少なくとも一項に記載のスパッタコーティングチャンバ。
【請求項４３】
前記基板ホルダが、円形基板を保持するように構成され、中心軸を中心として前記基板ホルダを回転させる回転駆動装置に動作可能に接続されている、請求項３９から４２のうちの少なくとも一項に記載のスパッタコーティングチャンバ。
【請求項４４】
少なくとも２つの前記基板ホルダを有する基板ホルダ支持体を備え、設けられる前記スパッタリングソースの数が、前記支持体上の前記少なくとも２つの基板の数と等しい、又は、異なる、請求項３９から４３のうちの少なくとも一項に記載のスパッタコーティングチャンバ。
【請求項４５】
請求項１から３８のうちの少なくとも一項に記載の少なくとも１つのスパッタソース、又は、請求項３９から４４のうちの少なくとも１つに記載の少なくとも１つのスパッタチャンバを備え、前記少なくとも１つのスパッタリングソースの前記反応空間、及び／又は、前記スパッタリングソースの開放コーティング材料出口領域と前記基板ホルダとの間の前記反応空間にガスを運ぶガス供給装置をさらに備える、スパッタリングシステム。
【請求項４６】
前記ガス供給装置が、ガスを含むガス貯蔵装置と動作上流路接続されており、前記ガス又はその少なくとも１つの成分が、スパッタリングプラズマ中にイオンとして存在する、請求項４５に記載のシステム。
【請求項４７】
前記ガス供給装置が、ガスを含むガス貯蔵装置と動作上流路接続されており、前記ガス又はその少なくとも１つの成分が、スパッタリングプラズマ中に負イオンとして存在する、請求項４５又は４６のうちの少なくとも一項に記載のシステム。
【請求項４８】
前記ガス供給装置が、ガスを含むガス貯蔵装置と動作上流路接続されており、前記ガス又はその少なくとも１つの成分が、酸素である、請求項４５から４７のうちの少なくとも一項に記載のシステム。
【請求項４９】
前記ターゲットのうちの少なくとも１つが、ＤＣ、パルスＤＣ、ＲＦのうちの少なくとも１つを生成する少なくとも１つの供給源によって電気的に供給される、請求項４５から４８のうちの少なくとも一項に記載のスパッタリングシステム。
【請求項５０】
の少なくとも１つの成分がスパッタリングプラズマ中にイオンとして存在する材料で基板をスパッタコーティングする方法、又は、前記材料でコーティングされた基板を製造する方法であって、請求項１から３８のうちの少なくとも一項に記載の少なくとも１つのスパッタリングソースを用いて、又は、請求項３９から４４のうちの少なくとも一項に記載のスパッタチャンバを用いて、又は、請求項４５から４９のうちの少なくとも一項に記載のシステムを用いて、前記コーティングを付ける段階を含む、方法。
【請求項５１】
それによって、その少なくとも１つの成分がスパッタリングプラズマ中に負イオンとして存在する材料で前記基板をコーティングする、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
それによって、前記基材を酸化物でコーティングする、請求項５０又は５１のうちの少なくとも一項に記載の方法。
【請求項５３】
前記スパッタリングソースの前記キャッチャー構成によって、少なくとも０．５ＵＡＣ×ｅ−のエネルギーを有するイオンが前記基板に衝突することを妨げる段階を含み、ＵＡＣが、前記アノード／ターゲット電圧の絶対値の時間平均である、請求項５０から５２のうちの少なくとも一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ある種の電子デバイス、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造するという枠組みの中で、基板上に酸化物層を堆積させ、それによって、できる限り基板全体への損傷を少なくすることが非常に重要である。このような被覆酸化物層は、多くの場合、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）で作られる。
【背景技術】
【０００２】
これらの検討事項は、多くの場合、層を堆積しなければならず、それによって、可能な限り損傷を少なくするという点で一般化することができる。
【０００３】
本明細書及び特許請求の範囲を通じて、「基板」とは以下のものであると理解される：
（ａ）酸化物層がその上に堆積される、単一の、平面の、又は、湾曲した、板状の、単一層又は多層の加工物；
（ｂ）平面又は湾曲した板状の構成を一般的に規定するように配置された、（ａ）による複数の加工物のバッチ。
【０００４】
本明細書および特許請求の範囲を通じて、特に損傷の発生に関連して「基板全体」とは、（ａ）又は（ｂ）による「基板」だけでなく、そのような「基板」と酸化物層との間の界面、より一般的には、その上に堆積され又は堆積されるようとする材料層、並びに、酸化物層、より一般的には、それ自体がその上に成長され又は成長されている材料層であると理解される。
【０００５】
ここで、「損傷」とは、主に、酸化物層、より一般的には材料層の堆積プロセスによる、基板全体内の原子構造、又は、原子及び／又は分子の秩序におけるあらゆる変化であると理解する。これには、原子間の結合及び隣接原子の並び順の変更も含まれる。そのような損傷は、例えば、結晶構造の喪失、イオンの貫通転位、又は、構造内のイオンの導入である。
【０００６】
非特許文献１に注目が集まっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌｏｗ−Ｄａｍａｇｅ  Ｓｐｕｔｔｅｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ＩＴＯ  Ｆｉｌｍｓ  ｏｎ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ”，  ｂｙ  Ｈａｏ  Ｌｅｉ，  Ｋｅｉｓｕｋｅ  ＩＣＨＩＫＡＷＡ  ｅｔ．，  ＩＥＩＣＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，  Ｖｏｌ．Ｅ９１−Ｃ，Ｎｏ．１０  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００８，ｐａｇｅ  １６５８  ｆｆ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、酸化物層で、より一般的には、その少なくとも１つの成分がスパッタリングプラズマ中に負イオンとして、より一般的にはイオンとして存在する材料の層で、基板をスパッタコーティングするスパッタリングソース、並びに、このようなスパッタリングソースを有するスパッタリングチャンバ、このようなスパッタリングソース及び／又はこのようなスパッタチャンバを有するスパッタリングシステム、より一般的には、酸化物層で、より一般的には、その少なくとも１つの成分がスパッタリングプラズマ中に負イオンとして、より一般的にはイオンとして存在する材料の層で、基板をコーティングする方法、又は、基板全体への損傷の発生が実質的に低減される、このようなコーティングされた基板を製造する方法を提供することであり、ソース、スパッタチャンバ、スパッタシステム及び方法は、工業的規模で適用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、基板をスパッタコートすることを目的としたスパッタリングソースが提案されている。スパッタリングソースは、以下を備える。
【００１０】
これらのターゲットのスパッタリング面が互いに対向しており、それによって、その間に反応空間を画定している、それぞれのプレート平面に沿って延びる２つの板状ターゲット。プレート平面は、互いに平行であり、又は、互いに最大９０°傾いている。一実施形態では、傾斜は、最大で５°である。
【００１１】
スパッタリングソースは、アノード構成と、ターゲットの各々に沿って、ターゲットのそれぞれのスパッタリング面と反対側に配置された磁石構成をさらに備える。各磁石構成は、反応空間内に磁場を発生させ、それによって、磁場は、それぞれのスパッタリング面の少なくとも大部分に衝突し、及び／又は、それぞれのスパッタリング面の少なくとも大部分から発散し、それぞれのスパッタリング面の少なくとも大部分に沿って分布される。
【００１２】
反応空間からの開放コーティング出口領域は、２つの板状ターゲットの互いに対向する縁部のそれぞれの領域によって制限される。
【００１３】
ターゲットのスパッタリング面は、ターゲットのそれぞれの移行面領域によって、又は、それを介して、指定された相互に対向する縁部に沿ってターゲットのそれぞれの側面領域に移行する。移行面領域は、スパッタリング面の隣接する領域よりも曲率半径が小さくなる。それによって、指定された曲率半径は、それぞれのスパッタリング面に対して垂直であり、それぞれの延長された縁部に対して垂直な平面において考慮される。移行領域は、例えば、鋭い又はより安定して湾曲している角部として形成される場合があり、実際にはアノード構成とそれぞれのターゲットとの間に発生する電界が極大の強度を有する指定された縁部に沿った表面領域である。
【００１４】
さらに、本発明によるスパッタリングソースには、指定された縁部の各々に沿ってターゲットのそれぞれの１つから離れたキャッチャープレート構成が設けられている。各キャッチャープレート構成は、指定された縁部から他の縁部に向かう方向において、開放コーティング出口領域に向かって突出し、それによって、２つの板状ターゲットの互いに対向する縁部によってのみ制限されるその範囲の真下に開放コーティング出口領域の有効開口を制限する。この制限された開放コーティング出口領域は、基材上に堆積されるべきコーティング材料のための「ソースアウトプット」として利用される。
【００１５】
本発明者らは、イオンとして移行面領域内のスパッタリングから生じるか、又は、移行面領域の近くでイオンとして通過する粒子が、反応空間外の他の粒子よりも実質的により高いエネルギーで基板全体に衝突することを認識した。この現象について考えられる説明を以下に示す。キャッチャープレート構成は、このような高エネルギー粒子の少なくともかなりの部分が基板全体に衝突するのを防ぐ。
【００１６】
キャッチャープレート構成が一方の指定されたターゲットの縁部から他方のターゲットの縁部に向かって開放コーティング出口領域に向かって突出し、それによって、開放コーティング出口領域の有効開口を制限するという事実により、開放コーティング出口領域又は「ソースアウトプット」に対して反応空間と反対側の空間に晒されているキャッチャープレート構成の表面が、スパッタ除去され、おそらく反応材料の堆積によって台無しになることが実質的に回避される。それによって、キャッチャープレート構成から剥離又は剥がれ落ちるそのような材料が、スパッタリングソースによって処理されるべき加工物又は基板上に堆積することが実質的に回避される。
【００１７】
それにより、スパッタリングソースのクリーニング維持までの稼働時間は、かなり長くなる。
【００１８】
一実施形態では、本発明によるスパッタリングソースは、その少なくとも１つの成分がスパッタリングプラズマ中にイオンとして存在する材料で基板をスパッタコーティングするように構成されている。
【００１９】
一実施形態では、本発明によるスパッタリングソースは、その少なくとも１つの成分がスパッタリングプラズマ中に負イオンとして存在する材料で基板をスパッタコーティングするように構成されている。
【００２０】
一実施形態では、本発明によるスパッタリングソースは、基板を酸化物でスパッタコーティングするように構成されている。
【００２１】
スパッタリングソースの一実施形態では、指定された剥離又は剥がれ落ちの問題は、実質的に排除されている。それによって、突出するキャッチャープレート構成は、表面を有する。この表面は、主に第１の表面領域と第２の表面領域とからなる。第１の表面領域は、反応空間に独占的に晒されており、従って、開放コーティング出口領域又は「ソースアウトプット」に関して反応空間の反対側の空間には晒されていない。第２の表面領域は、開放コーティング出口領域、又は、「ソースアウトプット」に関して反応空間の反対側の空間に独占的に晒され、従って、反応空間には晒されない。突出したキャッチャープレート構成の全表面は、指定されたように両方の空間に晒されたとしても、無視できる追加の表面領域を含んでもよい。
【００２２】
スパッタリングソースの一実施形態では、各キャッチャープレート構成は、最も突出した縁部を有する。最も突出している縁部と、それぞれのプレート平面に平行で、最も突出している縁部の長さの範囲に対して垂直である平面内で測定された、最も突出している縁部からそれぞれのターゲットの側面までの距離は、それぞれのプレート平面に平行で、最も突出している縁部の長さの範囲に対して垂直である平面内で測定された、最も突出している縁部とそれぞれのターゲットの表面との間の距離より小さい。
【００２３】
それによって、ターゲットの移行面は、制限された開放コーティング出口領域に関して、反応空間の反対側の広い領域又は体積から見て隠される。
【００２４】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、プレート平面は、中心平面に対して対称的に延びる。これにより、コーティングされる基板に対するスパッタリングソースの相互配置及びスパッタリングソースの全体構造が容易になる。
【００２５】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、プレート平面は、平行であり、これは、スパッタリングソースの全体的な構造をさらに単純化する。
【００２６】
２つのターゲットの２つの互いに対向する縁部が異なる形状の曲線又は等しい形状の曲線に沿って延びることができるという事実にもかかわらず、本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、互いに対向する縁部は、直線に沿って延び、従って、直線形であり、さらに、平行である。これにより、開放コーティング出口領域は、スリットとなり、平面に沿って広がる。これにより、特に同様に基板が平面に沿って延びている場合、基板に対する比較的簡単で正確な位置決めが可能になる。
【００２７】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、板状ターゲットは、長方形または正方形であり、これもまた、特に磁石構成の複雑さを考慮して、スパッタリングソースの全体構造を単純化する。
【００２８】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、プレート平面は、中心平面に対して対称的であり、開放コーティング出口領域は、中心平面に対して垂直な面に沿って延びる。
【００２９】
両方のターゲットが１つの等しい材料から作られてもよく、又は、ターゲットの各々がそれぞれ１つの材料から作られるが、材料が異なる材料であってもよく、又は、ターゲットの少なくとも１つが１つの材料の領域と異なる材料の他の領域とを含んでもよいという事実にもかかわらず、スパッタリングソースの一実施形態では、少なくとも１つのターゲットは、単一の材料である。
【００３０】
本発明によるスパッタリングソースからの酸化物層のスパッタリング堆積は、スパッタ除去された金属を反応させることによって独占的に実行されてもよい。この場合、スパッタリングプラズマ中にイオンとして、すなわち負イオンとして存在する堆積層材料の成分は酸素である。
【００３１】
スパッタ除去された金属を基板上に堆積させ、そこで酸素と、より一般的には少なくとも１つの成分がスパッタリングプラズマ中に負イオンとして、さらにより一般的にはイオンとして存在するガスと反応させることができ、又は、反応空間内及び／又は制限された開放コーティング出口領域と基板との間の空間内でそのようなガスと反応させることができる。
【００３２】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態において、ターゲットの少なくとも１つは、酸化物を含み、又は、酸化物からなる。
【００３３】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、ターゲットの少なくとも１つは、スパッタリングプラズマ中にイオンとして存在する材料成分を含む。
【００３４】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、ターゲットの少なくとも１つは、スパッタリングプラズマ中に負イオンとして存在する材料成分を含む。
【００３５】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、キャッチャープレート構成によって制限された、反応空間内に、及び／又は、制限された開放コーティング出口領域の下流に排出する酸素ガス供給装置が提供される。
【００３６】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態は、キャッチャープレート構成によって制限された、反応空間内に、及び／又は、制限された開放コーティング出口領域の下流に放出するガス供給装置を含む。このようなガス供給により、イオン、特に負イオンとして、例えば、例えば指定された酸素として、スパッタリングプラズマ中に存在する、その少なくとも１つの成分であるガスが、ソースに供給される。スパッタリング用の動作不活性ガス、例えば、アルゴンは、反応空間に供給される。
【００３７】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、キャッチャープレート構成は、以下の形状：平面形状、反応空間に向かって湾曲した形状、反応空間から離れて湾曲した形状のうちの少なくとも１つのキャッチャープレートを含む。
【００３８】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態において、キャッチャープレート構成のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの金属プレートを含み、又は、少なくとも１つの金属プレートからなる。
【００３９】
複数の金属プレートを含むキャッチャープレート構成では、キャッチャープレート構成に沿って選択された電位分布を実現することができる。
【００４０】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、キャッチャープレート構成のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つのセラミック材料プレートを含み、又は、少なくとも１つのセラミック材料プレートからなる。
【００４１】
そのような実施形態は、酸化物材料としてのコーティング材料が電気絶縁材料である場合に有利であり得る。
【００４２】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、アノード構成は、２つのターゲットによる反応空間を通る断面の２方向の境界を反応空間の３方向の境界のある断面に補完する横方向のアノードプレートを含む。
【００４３】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、アノード構成は、２つの直前に指定された横方向のアノードプレートを含み、それによって、反応空間を通る断面の２方向の境界を、２つのターゲットによって反応空間の４方向の区切られた断面に補完する。
【００４４】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、アノード構成は、２つのターゲットによる開放コーティング出口領域の２方向の境界を開放コーティング出口領域の３方向の境界に補完する横方向のアノードプレートを含む。この実施形態では、横方向のアノードプレートは、開放コーティング出口開口領域まで、又は、それに隣接して延びる。
【００４５】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、アノード構成は、２つのターゲットによる開放コーティング出口領域の２方向の境界を開放コーティング出口領域の４方向の境界に補完する、直前で指定された２つの横方向のアノードプレートを含む。
【００４６】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、アノード構成は、反応空間に関して開放コーティング出口領域の反対側にアノードプレートを含む。
【００４７】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、アノード構成は、開放コーティング出口領域の周りにアノードフレームを含む。
【００４８】
２つの横方向のアノードプレートと開放コーティング出口領域の反対側にあるアノードプレートとを組み合わせることによって、全体的なアノード構成は、開放コーティング出口開口領域に沿って開いたアノードボックスのようになる。
【００４９】
一方の横方向のアノードプレートと開放コーティング出口領域の反対側のアノードプレートとを組み合わせることによって、全体的なアノード構成は、Ｌ字形になる。
【００５０】
本発明によるスパッタリングソースの更なる実施形態では、全体的なアノード構成は、ターゲットの境界に沿って、互いに対向する縁部に沿って独占的に配置されたアノードストリップの構成を含む。従って、ターゲットの周囲にフレームを形成する通常のアノード構成とは反対に、ターゲットの残りの境界に沿ってアノードストリップが設けられない。
【００５１】
本発明によるスパッタリングソースのさらなる実施形態では、全体的なアノード構成は、互いに対向する縁部に沿ったアノードストリップの構成を含み、キャッチャープレート構成は、アノードストリップに電気的及び機械的に接続された、突出している金属板を含む。
【００５２】
本発明によるスパッタリングソースのさらなる実施形態において、キャッチャープレート構成は、全体的なアノード構成に電気的に接続された、突出している金属プレートを含む。
【００５３】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、キャッチャープレート構成は、開放コーティング出口領域を制限し、その周囲を囲むフレームの２本の脚である。
【００５４】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、磁場は、一方のスパッタリング面から、それぞれのターゲットの他方のスパッタリング面まで一方向に発生する。
【００５５】
それにもかかわらず、指定された磁場はまた、一方又は両方のターゲットからの少なくとも部分的に不均衡な磁場として、又は、それぞれのスパッタリング面間の双方向磁場として、又は、マグネトロンタイプの磁場を含むようにさえ調整され得る。
【００５６】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態は、開放コーティング出口領域の反対側の反応空間を覆う第３のターゲットを備える。
【００５７】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、第３のターゲットは、第３のターゲットのスパッタ面に沿ってマグネトロン型の磁場を発生させる磁石構成と関連している。
【００５８】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、ターゲットのうちの少なくとも１つは、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ａｌの金属のうちの少なくとも１つを含み、又は、それらの金属のうちの少なくとも１つからなる。
【００５９】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、ターゲットの少なくとも１つは、スパッタリングプラズマ中にイオンとして存在する材料成分を含む。
【００６０】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、ターゲットは、スパッタリングプラズマ中に負イオンとして存在する材料成分を含む。
【００６１】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、ターゲットの少なくとも１つは、酸化物を含み、又は、酸化物からなる。
【００６２】
本発明によるスパッタリングソースの一実施形態では、プレート平面は、互いに最大５°だけ傾斜している。
【００６３】
上記のようなスパッタリングソースの全ての実施形態は、そのような組み合わせが矛盾しない限り、他の１つ以上の実施形態と組み合わせることができる。
【００６４】
本発明はさらに、本発明又はその実施形態の少なくとも１つによる少なくとも１つのスパッタリングソースを含むスパッタコーティングチャンバに関する。
【００６５】
スパッタコーティングチャンバはさらに、その延長面の一方が周囲のガス雰囲気に晒された状態で基板を保持するように構成された基板ホルダを備える。基板ホルダは、基板の延長面がスパッタリングソースの制限された開放コーティング出口領域に面する位置でスパッタチャンバ内に取り付けられる。少なくとも支配的な部分、すなわち、延長された表面の５０％以上からの移行面領域の可視性は、スパッタリングソースのキャッチャープレート構成に晒され、又は、遮蔽される。
【００６６】
スパッタコーティングチャンバの一実施形態では、基板ホルダは、保持平面に沿って基板を保持するように構成されている。スパッタリングソースの互いに対向する縁部は、平行で直線的であり、保持面は、平行で直線的な縁部によって画定される平面に対して平行であり、又は、傾斜している。
【００６７】
それによって、また別の実施形態では、保持平面と、ターゲットの２つの縁部によって画定される面とは、最大で４５°傾斜している。
【００６８】
基板ホルダ上の基板を任意の所望のバイアス電位で動作させることができるにもかかわらず、スパッタコーティングチャンバの一実施形態では、基板ホルダ上の基板は、電気的に浮遊するように動作し、又は、ＤＣ基準電位に、それによって、さらなる実施形態では、接地電位に接続可能である。
【００６９】
スパッタリングコーティングチャンバの一実施形態では、基板ホルダは、円形基板を保持するように構成され、回転駆動装置に動作可能に接続されている。この回転駆動装置によってホルダが回転し、基板は、中心軸を中心に回転する。これにより、基材上へのコーティング堆積の均一性が向上する。
【００７０】
スパッタコーティングチャンバの直前に示した実施形態のさらなる実施形態では、少なくとも２つの指定された基板ホルダを有する基板ホルダ支持体が提供される。それにより、スパッタコーティングチャンバに設けられたスパッタリングソースの数は、基板ホルダ支持体の少なくとも２つの基板ホルダの数と等しく、又は、異なる。スパッタコーティングチャンバは、インラインスパッタチャンバ又はバッチスパッタチャンバとして考えることができる。
【００７１】
上述のスパッタコーティングチャンバの各実施形態は、そのような組み合わせが矛盾しない限り、チャンバの他の実施形態のうちの１つ又は複数と組み合わせることができる。
【００７２】
本発明はさらに、本発明による少なくとも１つのスパッタソースを、場合によってはそれぞれ指定されたソースの実施形態の１つ以上に従って、又は、本発明による少なくとも１つのスパッタチャンバを、場合によっては、１つ又は複数のチャンバの実施形態に従って含むスパッタリングシステムを対象とする。このシステムは、少なくとも１つのスパッタリングソースの反応空間内、及び／又は、スパッタリングソースの開放コーティング材料出口領域と基板ホルダとの間にガスを供給するガス供給装置をさらに備える。
【００７３】
本発明によるスパッタリングシステムの一実施形態では、ガス供給装置は、ガスを含むガス貯蔵装置と動作上流路接続されており、ガス又はその少なくとも１つの成分は、スパッタリングプラズマ中にイオンとして存在する。
【００７４】
本発明によるスパッタリングシステムの一実施形態では、ガス供給装置は、ガスを含むガス貯蔵装置と動作上流路接続されており、ガス又はその少なくとも１つの成分は、スパッタリングプラズマ中に負イオンとして存在する。
【００７５】
本発明によるスパッタリングシステムの一実施形態では、ガス供給装置は、ガスを含むガス貯蔵装置と動作上流路接続されており、ガス又はその少なくとも１つの成分は、酸素である。
【００７６】
本発明によるスパッタリングシステムの一実施形態では、ターゲットのうちの少なくとも１つは、ＤＣ電源、パルスＤＣ電源、ＲＦ電源のうちの少なくとも１つを生成する少なくとも１つの電源によって給電される。両方のターゲットに１つの電源から共通に給電することも、各ターゲットに別々に等しく又は異なって給電することもできる。
【００７７】
本発明はさらに、少なくとも１つの成分がスパッタリングプラズマ中にイオンとして存在する材料で基板をスパッタコーティングする方法、及び／又は、指定された材料でコーティングされた基板を製造する方法に関する。本方法は、本発明による少なくとも１つのスパッタリングソースによって、場合によっては、１つ又は複数のソースの実施形態に従って、又は、本発明によるスパッタチャンバによって、場合によっては、１つ又は複数のチャンバの実施形態に従って、又は、本発明によるシステムによって、場合によっては、以上に指定された１つ又は複数のシステムの実施形態に従って、コーティングを施すことを含む。
【００７８】
本発明による方法の一変形例は、その少なくとも１つの成分が、負イオンとしてスパッタリングプラズマ内に存在する材料で基板をコーティングする段階を含む。
【００７９】
本発明による方法の一変形例では、基板は、酸化物でコーティングされている。
【００８０】
この方法の一変形形態では、少なくとも０．５ＵＡＣ×ｅ−のエネルギーを有するイオンは、スパッタリングソースのキャッチャー構成によって基板に衝突するのを阻止される。これにより、両方のターゲットが必ずしも同じＵＡＣ電圧で動作する必要はないため、ＵＡＣは、それぞれのターゲットに印加されるアノード／ターゲット（カソード）電圧の絶対値の時間平均である。指定されるエネルギー限度は、両方のターゲットに対して別々に優先するものとする。ｅ−は、電子の電荷である。
【００８１】
以下に、本発明を実施例によって、図面を用いてさらに説明する。
【００８２】
以下の説明では、スパッタ堆積材料の成分の一例として酸素を参照し、この成分はイオンとして、より具体的には負イオンとしてスパッタリングプラズマ中に存在することに留意されたい。従って、酸化物層に言及する。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の製造方法を実施するために、本発明によるスパッタリングチャンバ内、並びに、本発明によるシステム内に構築することができる、本発明によるスパッタリングソースの一実施形態を断面図で最も一般的かつ単純化して示す図である。
【図２ａ】本発明によるスパッタリングソースのターゲットの様々な縁部形状を概略的に示す図である。
【図２ｂ】本発明によるスパッタリングソースのターゲットの様々な縁部形状を概略的に示す図である。
【図２ｃ】本発明によるスパッタリングソースのターゲットの様々な縁部形状を概略的に示す図である。
【図２ｄ】本発明によるスパッタリングソースのターゲットの様々な縁部形状を概略的に示す図である。
【図２ｅ】本発明によるスパッタリングソースのターゲットの様々な縁部形状を概略的に示す図である。
【図３】本発明によるスパッタリングソースの一実施形態の、様々なプレート形状の２つのターゲットの概略図である。
【図４】ライナーと平行に隣接する縁部を有する、本発明によるスパッタリングソースの一実施形態の種々のプレート形状の２つのターゲットの概略図である。
【図５】本発明によるスパッタリングソースの一実施形態の２つのターゲットの概略図である。
【図６】ターゲットがそれぞれ相互に位置決めされた、本発明によるスパッタリングソースの４つの実施形態のうちの２つのターゲットを概略的に示す図である。
【図７】ターゲットがそれぞれ相互に位置決めされた、本発明によるスパッタリングソースの４つの実施形態のうちの２つのターゲットを概略的に示す図である。
【図８】ターゲットがそれぞれ相互に位置決めされた、本発明によるスパッタリングソースの４つの実施形態のうちの２つのターゲットを概略的に示す図である。
【図９】ターゲットがそれぞれ相互に位置決めされた、本発明によるスパッタリングソースの４つの実施形態のうちの２つのターゲットを概略的に示す図である。
【図１０】本発明によるスパッタチャンバ内の基板と協働する、本発明によるスパッタリングソースの一実施形態のターゲットの縁部を概略的に示す図である。
【図１１】アノード構成を有する、本発明によるスパッタリングソースの一実施形態の上面図である。
【図１２】アノード構成を有する、本発明によるスパッタリングソースの一実施形態の側面図である。
【図１３】アノード構成を有する、本発明によるスパッタリングソースの一実施形態の概略斜視図である。
【図１４】アノード構成を有する、本発明によるスパッタリングソースの一実施形態を概略的に示す図である。
【図１５】本発明によるスパッタリングソースの一実施形態を概略的に示す図である。
【図１６】本発明によるスパッタリングソースの一実施形態を概略的に示す図である。
【図１７】本発明によるスパッタリングソースの一実施形態をより詳細に概略的に示す図である。
【図１８】追加のターゲットを有する本発明によるスパッタリングソースの一実施形態を概略的に示す図である。
【図１９】本発明によるスパッタチャンバの一実施形態の一部の側面図である。
【図２０】本発明によるスパッタチャンバの一実施形態の一部の上面図である。
【図２１】本発明によるスパッタチャンバの一実施形態を概略的に示す図であって、図１９に示すものに類似した図である。
【図２２】本発明によるスパッタチャンバの一実施形態を概略的に示す図であって、図２０に示すものに類似した図である。
【図２３】本発明によるスパッタチャンバの一実施形態を概略的に示す図であって、図２１に示すものに類似した図である。
【図２４】本発明によるスパッタチャンバの一実施形態を概略的に示す図であって、図２２に示すものに類似した図である。
【図２５】本発明によるスパッタチャンバの一実施形態を概略的に示す図であって、図２３に示すものに類似した図である。
【図２６】本発明によるスパッタチャンバの一実施形態を概略的に示す図であって、図２４に示すものに類似した図である。
【図２７】本発明によるスパッタチャンバの一実施形態及び電気供給の様々な可能性の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００８４】
図１に最も概略的に示されるように、本実施形態のスパッタリングソース１は、真空気密容器３内に第１のターゲット５及び第２のターゲット７を備える。ターゲットの各々は、板状で、それぞれのプレート面Ｅ５、Ｅ７に沿って延びる。スパッタリング面Ｓ５及びＳ７は、互いに対向している。図１に示す実施形態では、プレート平面Ｅ５、Ｅ７は、互いに傾斜しており、それによって、相互傾斜角αは、最大９０°である。別の実施形態では、プレート平面Ｅ５及びＥ７は、平行である。スパッタリング面Ｓ５及びＳ７は、それらの間に反応空間Ｒの２つの側面を画定する。
【００８５】
ターゲット５及び７はそれぞれ、縁部９及び１０を有し、それらは、互いに隣接し、互いに対向している。これら２つの縁部９及び１０は、斜線によって図１に示されている開放コーティング材料出口領域１２を両側で区切っている。スパッタリングソース１の開放コーティング材料出口領域１２を画定するこれらの縁部に沿って、それぞれのスパッタリング面Ｓ５及びＳ７は、円形の破線によって図１において強調されたそれぞれの移行面領域Ｔ５及びＴ７によって側面Ｌ５及びＬ７に移行する。
【００８６】
ターゲット５及び７の側面Ｌ５及びＬ７の形状及び配向に応じて、移行領域Ｔ５及びＴ７は、異なる曲率半径ｒを示すことがある。それにもかかわらず、そのような半径ｒは、それぞれのスパッタリング面Ｓ５及びＳ７の隣接領域の曲率半径よりも常に小さく、それは、この隣接領域が平面である場合、無限大である。曲率半径ｒは、ターゲット５及び７のそれぞれの細長い縁部９及び１０を通って垂直で、スパッタリング面Ｓ５及びＳ７に垂直な断面図において考慮される。
【００８７】
図２ａから図２ｅは、ターゲット５、７の縁部９、１０の異なる例を示す。
【００８８】
図２ａによると、スパッタリング面Ｓ５，７は、曲率半径ｒａを有する縁部として実現された移行面領域Ｔ５，７を介してスパッタリング面Ｓ５，７に対して垂直に延びる側面Ｌ５，７を移行する。
【００８９】
図２ｂによると、スパッタリング面Ｓ５，７は、側面Ｌ５，７に移行し、側面Ｌ５，７は、曲率半径ｒｂを有する緩やかに曲げられた表面領域として実現される移行面領域Ｔ５，７を介して９０°より小さい角度βだけスパッタリング面に対して傾斜している。
【００９０】
図２ｃによると、スパッタリング面Ｓ５，７は、側面Ｌ５，７に移行し、それは、曲率半径ｒｃを有する緩やかに曲げられた表面領域として実現されている移動面領域Ｔ５，７を介して側面Ｌ５，７から向きを変えられる。
【００９１】
図２ｄによると、スパッタリング面Ｓ５，７は、側面Ｌ５，７に移行し、側面Ｌ５，７は、それぞれの小さい曲率半径ｒ１，２，３の縁部によって実現される複数の移行面領域Ｔ１，５，７からＴ３，５，７を介して多角形の外形を有する。
【００９２】
図２ｅによると、スパッタリング面Ｓ５，７は、側面Ｌ５，７に移行し、側面Ｌ５，７は、スパッタリング面から円の弧として形成される。この場合、移行面と側面Ｌ５，７は、同一で、１つの曲率半径ｒｅで実現される。
【００９３】
見て分かるように、縁部９、１０に沿ってそれに隣接するスパッタリング面の曲率未満である、以上に定義されるような曲率を有し、開放コーティング材料出口領域１２を定める少なくとも１つの移行表領域Ｔが存在する。
【００９４】
本発明によるスパッタリングソース１の一般的な態様の下で、図１の実施形態に示されるように、板状ターゲット５、７は、等しい板形状である必要はない。そのうちの1つは、例えば、円形であり、他方は、楕円形であり得る。それにもかかわらず、今日実現されている実施形態では、後に説明されるように、両方の板状ターゲットは、等しい形状、すなわち長方形又は正方形の形状である。さらに、板状ターゲット５、７が異なる形状のものであっても、一実施形態では、実際には長方形又は正方形のターゲットを用いて実際に実現されても、少なくとも縁部９及び１０は、図１に示されるｙ方向に直線的に延び、さらなる実施形態において、平行である。
【００９５】
さらに、それらの延長されたスパッタ面Ｓ５，７に沿った板状ターゲット５、７の形状とは無関係に、一方のターゲット５の縁部９は、例えば、図２に示されるように、断面で考慮して、ターゲット７の縁部１０とは異なる形状にすることができる。
【００９６】
スパッタリングソース１は、それぞれのターゲット５及び７のために動作可能な１つの単一のアノード構成１４に組み合わせることができるそれぞれのアノード構成１４５及び１４７をさらに含む。
【００９７】
図１に示す「アノード」ブロックが、スパッタリングソース１内の陽極作用部材の位置及び形状を表すものではなく、単にそれぞれのアノードの存在を表すものであることに留意すべきである。図１に示すように、アノード構成１４５及び１４７又は１４は、フィードトラフ１６５，７を介して給電されることができる。代替的に又は追加的に、筐体３は、カソードに対して動作する、ターゲットに対してアノードとして作用することができる。
【００９８】
いずれにせよ、アノード構成１４、１４５、１４７及び板状ターゲット５、７をカソードとして電気的に操作すると、スパッタリング面Ｓ５及びＳ７に電界ＥＦが生じる。
【００９９】
上述したように、本発明者らは、移行面領域内でスパッタリングに起因してイオンとして生じる粒子、又は、移行面領域の近くでイオンとして通過する粒子が、反応空間の他の粒子より、基板全体に実質的により高いエネルギーで衝突する。
【０１００】
この現象の一つの可能な説明では、この電界ＥＦは、縁部９及び１０に沿って、より緊密に考慮されるべきである。図２ａに示すように、スパッタリング面Ｓ５，７に垂直に衝突し、通常は磁力線の密度で表される電界強度ＥＦは、それらの曲率半径ｒが小さいために移行面領域Ｔ５，７に沿って極大値を有する。当業者に知られているように、電場の強さＥＦのこの極大値ＥＦＴは、移行面領域に隣接するスパッタリング面の領域の曲率半径に対して移行面領域の曲率半径ｒが小さければ小さいほど、より顕著になる。指定されたスパッタリング面が平面の場合、この半径は、実際には無限大である。
【０１０１】
このようにして、開放コーティング材料出口領域１２を制限する縁部９及び１０に沿って、縁部９、１０に沿ったスパッタリング面の曲率半径より小さい曲率半径を有する少なくとも１つの移行面領域Ｔが常に存在するので、指定された縁部９、１０に沿った電解強度の極大値が常に存在する。
【０１０２】
電解強度のこの極大値は、指定されたこの現象の原因の１つになる可能性がある。
【０１０３】
別の理由又は追加の理由として、高エネルギーイオンが反応空間内で加速されることが考えられる。通常の操作では、最も強い電界は、ターゲットの近くにある。電界は、ターゲットに対して垂直である。従って、基板に到達する可能性があるこれらの高エネルギーイオンの大部分は、それらが最初に加速された付近のターゲット表面に対して垂直に軌跡を描く。これらのイオンは、その軌道を逸らされ、他のターゲットなどのように負の電位によってはね返される可能性がある。従って、これらのイオンの殆どは、反応領域を離れるまで、両方のターゲット間で複数回跳ね返る可能性がある。しかしながら、移行領域の近傍で生成された高エネルギーイオン、又は、移行領域内で偏向された高エネルギーイオンについては、移行領域の局所的な曲率は、それらの高エネルギーイオンの軌跡が基板に直接向く可能性があり、従って、それに到達しやすい可能性がある。
【０１０４】
この説明の下でも、この移行領域のターゲットの形状は、エネルギーイオンの基板への経路、ひいては最終的には基板に達するエネルギーイオンの量に影響を与える。
【０１０５】
ターゲット５、７は、スパッタリング面Ｓ５及びＳ７の少なくとも主要部分に沿って反応空間Ｒを介して磁場Ｂを発生させるそれぞれの磁石構成１８５及び１８７に動作可能に連結されている。図１による一般的な手法の下では、この磁場Ｂは、１つの又は各ターゲット５、７に対して不平衡Ｂｕｂであり得、ターゲットの各々で双方向であり得、一方のターゲットから他方のターゲットへ双方向に延び得、又は、一方のターゲットから他方のターゲットへの一方向に延び得る。後者は、今日実践されている具体例において実現される。
【０１０６】
スパッタリングソースによって、基板１０４は、酸化物層でコーティングされるものとする。そのため、ターゲット５、７の少なくとも１つは、金属酸化物のものであり、及び／又は、スパッタリングチャンバ１００内でコーティングされるべき基板１０４に沿って酸素ガスを反応空間Ｒ及び／又は開放コーティング材料出口領域１２の下流に供給するガス供給装置（図１には示されていない）が設けられる。図１に符号１０２で概略的に示すように、本発明によるスパッタリングソース１は、スパッタリングチャンバ１００に取り付けられる。
【０１０７】
スパッタリングソース１はさらに、それぞれのターゲット７、５の縁部１０、９の各々に沿ってそれらから離れたキャッチャープレート構成２０７及び２０５を備える。
【０１０８】
キャッチャープレート構成２０５及び２０７は、それぞれ縁部９及び１０に沿って全て延びており、それぞれのターゲット又はそれらのプレート平面Ｅ５，７から互いに向かって突出している。反応空間Ｒに関して、それらは、開放コーティング材料出口領域１２の反対側に配置され、従って、実際には、基板１０４に向かって開放している開放コーティング材料出口領域１２の開放領域を制限又は縮小する。
【０１０９】
スパッタリングチャンバ１００内には、少なくともスパッタリングソース１によるスパッタコーティング動作中に、コーティング位置に基板１０４を保持し位置決めするように構成された基板ホルダ１０６が設けられている。このコーティング位置は、キャッチャープレート構成２０５，７によって制限され、制限された開放コーティング材料出口領域１２から離れて反対側にある。
【０１１０】
移行面領域Ｔ５，７が基板１０４の露出面１０８の任意の点又は少なくとも主要部分から見えないように、キャッチャープレート構成２０５，７、基板ホルダ１０６は、相互に位置決めされる。キャッチャープレート構成は、任意の点から又は少なくとも表面１０８の指定された主要部分から移行面領域Ｔ５，７までの全ての視線を遮断する。
【０１１１】
図１では、それぞれのキャッチャープレート構成によって塞がれた空間は、一点鎖線によってＣで概略的に示されている。
【０１１２】
すでに述べたように、スパッタコーティング中に表面１０８に衝突する高エネルギー粒子は、基板全体に局所的な損傷を引き起こす。このような損傷の発生は、キャッチャープレート構成２０５，７によってこれらの高エネルギー粒子を捕らえることによって避けられる。
【０１１３】
さらに、基板１０４及び／又は表面１０８上の酸化物層に対する局所的な損傷はまた、スパッタリングソース１のスパッタコーティング部材からの粒子の剥がれ落ちによって引き起こされる可能性があり、その厚さは、メンテナンス期間中に増加する。
【０１１４】
従って、図１の実施形態から分かるように、反応空間Ｒからのスパッタコーティングに晒されているキャッチャープレート構成２０５，７のそれらの表面は晒されておらず、基板の表面１０８から隠され、従って基板ホルダ１０４から隠れている。逆に、基板１０４の表面１０８、従って基板ホルダ１０６に露出しているキャッチャープレート構成のそれらの表面は、露出しておらず、従って、反応空間Ｒから隠れている。
【０１１５】
スパッタリングソース１及びスパッタリングチャンバ１００を一般的な用語並びに図１及び図２を用いて説明した後、ソース及び／又はチャンバの特定の特徴に関連して、様々な実施形態を具体的に説明する。
【０１１６】
１．板状ターゲット５、７の形状：
先に述べたように、一方のターゲットのプレート形状は、他方のターゲットのプレート形状とは異なる場合がある。このように、円形のターゲット５は、楕円形のターゲット７と協調して動作する。
【０１１７】
今日実施されている実施形態では、両方のターゲットは、直線状の延長縁部９、１０を有する。このような直線状に延びる縁部は、直線的に延びた縁部９、１０を有する異なる形状のターゲット５及び７を概略的にかつ斜視図で示す図３又は図４に示すように、それぞれのターゲットの全体の板形状に関係なく設けることができる。
【０１１８】
今日実施されている実施形態では、直線的に延びる縁部９及び１０は、さらに平行である。このような平行度は、図４に概略的に示すように、板状ターゲット５、７の板形状に関係なく実施することができる。
【０１１９】
今日実施されている実施形態では、図５の実施形態に示されているように、両方のターゲットは、長方形のプレートであり、さらに等しい範囲である。
【０１２０】
２．板状ターゲット５、７の相互位置：
図１に示し、図６に概略的に示すように、互いに対向するターゲット５、７のプレート平面Ｅ５，７は、角度αだけ互いに傾斜していてもよい。この傾斜角αは、最大９０°である。上記の図に示されているように、この傾斜角のために、反応空間Ｒは、そのような実施形態では、開放コーティング材料出口領域１２に向かってより狭くなる。
【０１２１】
図７の実施形態では、プレート平面Ｅ５，７及びターゲット５、７は、互いに最大でも９０°の傾斜角αだけ傾斜しているが、反応空間は、開放コーティング材料出口領域１２に向かって広がっている。
【０１２２】
図８の実施形態では、プレート平面Ｅ５，７は、平行であり、中心平面ＥＺに平行であり、これは、今日実施されている実施形態と一致する。
【０１２３】
図９の実施形態では、プレート平面Ｅ５，７は、平行であり、中心平面ＥＺに平行であり、縁部９、１０は、中心平面ＥＺに垂直な面Ｅ９，１０内に延びている。
【０１２４】
３．酸化物堆積、ターゲット５、７の材料：
基板１０４上に酸化物層をスパッタ堆積するために、２つの基本的な可能性が優勢である。
【０１２５】
１つ目は、異なる又は等しい酸化物材料のターゲットを利用することである。第２の方法は、同じ又は異なる金属の両方のターゲットを利用し、それぞれスパッタリングされた金属を酸素含有雰囲気中で反応空間Ｒ、及び／又は、開放コーティング材料出口領域１２と基板ホルダ１０６との間のスパッタリングチャンバ１００の空間Ｓ（図１参照）において反応させることである。両方の可能性を組み合わせることができ、１つのターゲットの酸化物材料、２つ目の金属ターゲットを利用し、スパッタされた材料を反応空間Ｒ、及び／又は、開放コーティング材料出口領域１２とスパッタリングチャンバ１００の基板ホルダ１０６上の基板１０４との間の空間Ｓで反応させる。
【０１２６】
さらに検討される１つのターゲットは、異なる材料のものであってもよく、例えば、金属の１つのセクション、酸化物の２つ目のセクションであってもよい。これは、ターゲット５において一点鎖線の部分Ｍ１及びＭ２によって示される。
【０１２７】
できるだけ少ない損傷で酸化物層を堆積させることは、例えば、ＴＣＯ、透明導電性酸化物層を堆積させる際に特に重要であり、例えば、ＬＥＤデバイス又は光起電力デバイスなどの光電気デバイスの製造に関連して使用される。
【０１２８】
特に、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＧＺＯの層は、今日非常に注目されている。従って、スパッタリングソース１のそれぞれの実施形態において酸化物層を堆積させるための指定された可能性に注目して、ターゲット５、７は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ａｌの少なくとも１つの金属、及び／又は、これらの金属の少なくとも１つの少なくとも酸化物を含み、又は、それらの少なくとも１つからなる。純粋に反応性のスパッタコーティングがスパッタされた金属から付けられる場合、酸素ガス又は酸素含有ガスは、反応空間Ｒ上及びチャンバ空間Ｓの少なくとも一方に供給される。混合酸化物堆積の場合、１つのターゲットは、Ｉｎ又はＧａの場合のように１つの金属のターゲットでもよく、他のターゲットは、Ｓｎ又はＺｎのような第２の金属及び／又は酸化物の場合もある。
【０１２９】
また、混合ターゲットタイプが適用される場合もあり、例えば、ターゲットの内部セクションＭ１が、例えばＳｎであり、外側のセクションＭ２が、例えばＺｎ又はＳｎＯである。
【０１３０】
４．キャッチャープレート構成２０５，７：
キャッチャープレート構成２０５，７はそれぞれ、ターゲット５、７の縁部９及び１０に沿って離れて延びている。各々は、単一のプレート部材であってもよいし、又は、それぞれの縁部９、１０に沿って離れて互いに隣接して取り付けられた複数のプレート部材であってもよい。ターゲット５、７の移行面領域Ｔ５，７のスパッタリングに由来する、又は、その近くを迂回することから生じる高エネルギー粒子を捕捉する目的を達成するために、キャッチャープレート構成２０５，７は、スパッタリングプロセスによる熱負荷に耐える任意の所望の材料であり得る。特に、酸化物被覆材料が電気絶縁材料である場合、キャッチャープレート構成２０５，７の少なくとも一部にセラミック材料を使用することができる。それにもかかわらず、一実施形態では、キャッチャープレート構成２０５，７の少なくとも大部分は、金属製である。
【０１３１】
金属製であるキャッチャープレート構成２０５，７は、それぞれ所望の電位、例えば、ＤＣ電位、パルスＤＣ電位、又は、ＲＦ電位の場合のＡＣ電位で操作することができる。キャッチャープレート構成２０５，７に印加される電位は、構成２０５及び２０７の両方に対して等しくてもよく、又は、異なってもよい。キャッチャープレート構成２０５，７のうちの少なくとも１つが別々の金属プレートから作られる場合、所望の電位分布は、そのようなキャッチャープレート構成に沿って印加され得る。それにもかかわらず、しばしば転移面領域Ｔ５，７からの大部分の高エネルギー粒子が、キャッチャープレート構成に到達したときに依然として負イオンであるので、一実施形態では、両方の金属のキャッチャープレート構成２０５，７は、ターゲット５、７に対して正の、すなわち、陽極ＤＣ電位で動作される。一実施形態では、両方のキャッチャープレート構成２０５，７は、共通アノード構成１４の共通アノード電位で動作する。別の実施形態では、１つのキャッチャープレート構成２０５は、関連するアノード構成１４５の電位で作動し、及び／又は、第２のキャッチャープレート構成２０７は、関連するアノード構成１４７の電位で作動する。
【０１３２】
キャッチャープレート構成２０５，７は、キャッチャープレート構成２０７において図１に示されるように、平面プレート、又は、平面プレートのセット、又は、反応空間Ｒに向かって曲げられたプレートのセットであり、及び／又は、反応空間Ｒからチャンバ空間Ｓに向かって離れる、図１０に示されるような曲げられたプレートである。キャッチャープレート構成２０５，７は、互いに向かって突出しており、従って、開放コーティング材料出口領域１２の領域を空間Ｓに向かって、従って、基板ホルダ１０６上の基板１０４に向かって開いたままになるように制限している。キャッチャープレート構成２０５，７は、移行面領域Ｔ５，７と基板ホルダ１０６上の基板１０４の延長面１０８の主要部分との間の指定された視認性、延長面１０８全体に対する視認性さえも妨げ、又は遮断するのに十分な程度だけ、開放コーティング材料出口領域１２を制限する。
【０１３３】
図１０を用いて幾何学的関係を説明する。これは、図１０を用いて行われるが、以下の説明が本発明の全ての実施形態に有効であることを強調しなければならない。キャッチャープレート構成２０７の各々は、拡張された最も突出した縁部又は境界２０ｍｐを有する。
【０１３４】
この最も突出した縁部２０ｍｐからそれぞれのターゲットのそれぞれの側面９、１０までの距離は、ｄで示されている。この距離は、それぞれのプレート平面Ｅ５又はＥ７にそれぞれ平行に、図１０の平面にほぼ垂直な方向に延びる最も突出した縁部２０ｍｐの範囲に垂直に測定される。
【０１３５】
最も突出した縁部２０ｍｐからそれぞれのターゲット７、５までのさらなる距離は、Ｄで示される。この距離は、それぞれのプレート平面Ｅ５、Ｅ７に垂直な平面内で測定され、また定義されたように、最も突出した縁部の範囲に垂直な平面内で測定される。
【０１３６】
本発明の全ての実施形態において有効である：
ｄ≦Ｄ、
及び、良好な実施形態では、
ｄ＜Ｄ。
【０１３７】
それによって、キャッチャープレート配置２０５，７の反応空間Ｒ及び延長面１０８の両方に晒されている表面は、最小限に抑えられるか、又は、消えさえするべきであることに留意するべきである。これは、上述したように、反応空間Ｒに晒されたキャッチャープレート構成の表面がスパッタリングソースの動作時間と共に増加するコーティング厚さでコーティングされるからである。これらの表面が基板１０４の延長面１０８にも晒されていると、剥がれ落ちて基板全体に損傷を与える可能性がある。一実施形態では、キャッチャープレート構成２０５，７は、保守交換部品として構成され装着される。
【０１３８】
５．アノード構成１４、１４５，７：
図１１は、スパッタリングソース１の一実施形態の概略平面図を示す。アノード構成１４は、少なくとも１つ、図１１の実施形態では２つの横方向のアノードプレート１４ａ及び１４ｂを備え、それは、ターゲット５及び７によって２つの側面が画定される反応空間Ｒの境界を４つの側面の境界に補完する。ｚ方向で見た場合、２つのアノードの横方向又は側方のプレート１４ａ及び１４ｂが縁部９及び１０に向かって下に延び、又は、ちょうど隣接して位置する場合、それらは、縁部９及び１０によって２つの側面が確定される開放コーティング材料出口領域１２の範囲を４つの側面の境界に補完する。
【０１３９】
スパッタリングソースの壁がアノードとして動作し、ターゲットの横方向の近く、図１１の横方向のプレート１４ｂの代わりにその位置に配置されている場合、横方向の１つのみのプレート、例えば、プレート１４ａを設けてもよい。
【０１４０】
横方向のプレートが１つだけ設けられている場合には、明らかに、それぞれ反応空間及び開放コーティング材料出口領域は、そのような単一の横方向のプレートによって区切られた３つの側面となる。
【０１４１】
図１２は、スパッタリングソース１の一実施形態について、図１と同様に側面図を概略的かつ単純化して示す。この実施形態では、アノード構成１４は、反応空間Ｒに関して、開放コーティング材料出口領域１２と反対側の上部アノードプレート１４ｃを含む。
【０１４２】
そのような上部プレート１４ｃが単一の横方向のプレート、例えばプレート１４ａと組み合わされるならば、アノード構成は、Ｌ字型になっており、２枚の横方向のプレート１４ａ及び１４ｂと組み合わされるならば、Ｕ字型になっている。
【０１４３】
図１３に概略的かつ単純化して示した実施形態では、図１１及び図１２の実施形態は、組み合わせられて補完される。アノード構成は、片側開放ボックスと同様に、側方プレート１４ａ及び１４ｂ、上部プレート１４ｃを含み、ターゲット５及び７の背後及びそれぞれの磁石構成１８５，７の背後に延びる更なるプレート１４ｄ５及び１４ｄ７を含む。キャッチャープレート構成２０５，７は、明確性のために、図１３には示されていない。
【０１４４】
図１４の側面図によって概略的かつ単純化されて示されるスパッタリングソース１の更なる実施形態において、アノード構成は、縁部９及び１０に沿って独占的に延び、それらから離れているそれぞれのアノードストリップ１４ｅ７及び１４ｅ５を含む。この実施形態では、キャッチャープレート構成２０５，７は、アノードストリップ１４ｅ５及び１４ｅ７に直接取り付けられてもよく、それによって、金属製の場合、アノード電位で作動する。ターゲットの境界の周りを囲うようなアノードストリップフレームが設けられていないことに留意されたい。
【０１４５】
等しい正方形のターゲット５及び７を有する、図１５によるスパッタリングソース１の斜視図に概略的かつ単純化して示される一実施形態では、図１３の実施形態は、図１４の実施形態と組み合わされる。金属製のキャッチャープレート構成２０５，７は、アノードストリップ１４ｅ５及び１４ｅ７に直接取り付けられている。アノードストリップと一体になっていても構わない。
【０１４６】
一点鎖線で図１５に示されるように、ストリップ状のキャッチャープレート構成２０５，７は、キャッチャープレート構成フレーム２０ａの脚部であり得る。このようなキャッチャープレート構成フレーム２０ａは、スパッタリングソース１の全ての実施形態に適用することができる。それによって、そのようなフレームの４本の足は、等しい、又は、異なった材料からなっていてもよい。各脚部は、少なくとも１つの金属プレートを含み、又は、それからなることができ、少なくとも１つのセラミック材料のプレートを含み、又は、それからなることができる。
【０１４７】
６．磁場Ｂ及び磁石構成１８５及び１８７：
反応空間Ｒには異なるパターンの磁場Ｂが生じる可能性がある。
【０１４８】
スパッタリングソース１の一実施形態では、磁場パターンは、唯一のそれぞれのスパッタリング面Ｓ５及び／又はＳ７に衝突し、又は、そこから発する、不均衡な磁場の少なくとも一部を有する。このような不均衡な磁場成分は、Ｂｕｂで図１に模式的に示されている。
【０１４９】
磁場パターンは、不均衡な成分の代わりに、又はそれに加えて、一方のスパッタリング面で発し、第２のスパッタリング面で衝突する成分を含み、又は、その逆でもよく、従って、Ｂ−及びＢ＋で図１に概略的に示されるようにスパッタリング面Ｓ５，７間で二方向に向けられる。
【０１５０】
さらに、磁場は、一方向の磁場成分を含み、又は、それからなっていてもよく、この磁場は、１つの特定のスパッタリング面、例えば、Ｓ７において第２のスパッタリング面に向けられる。
【０１５１】
当業者には完全に知られているように、磁場パターンは、少なくとも１つのスパッタリング面に沿ってマグネトロン磁場として調整することさえでき、このような少なくとも１つのターゲットは、マグネトロンターゲットとして動作する（図示せず）。
【０１５２】
磁場パターンが不均衡成分及び／又は双方向成分及び／又は単方向成分及び／又はマグネトロン型成分からなり、又は、それを含むかにかかわらず、磁場パターンは、二重矢印Ｐによって図１に概略的に示されるように、例えば、スパッタリング面Ｓ５，７の背後でそれに沿ったスパッタリング面に関して制御可能に移動される少なくとも１つの磁気構成を提供することによって、反応空間Ｒで掃引又は揺動されることができる。
【０１５３】
一方のスパッタリング面Ｓ５から他方のスパッタリング面Ｓ７にのみ磁場パターンが一方向であるスパッタリングソース１の実施形態は、概略的かつ単純化されて図１６に示されている。そのような実施形態は、反応空間Ｒ内の磁場Ｂのパターンに関して、非常に効果的で比較的簡単な実現であることを明らかにした。
【０１５４】
ターゲット５、７の各々の背後には、二次元パターンの永久磁石１９５及び１９７が取り付けられている。磁石の双極子Ｄ（ＮからＳ）は、それぞれのプレート平面Ｅ５及びＥ７に垂直に向いていて、一方のターゲットをスパッタリング面ｓ５，７から他方のターゲットに向けている。
【０１５５】
強磁性材料の磁石ジョーク２１は、２つのパターン１９５，７を相互接続し、それに沿って１９２１によって破線で示すように追加の永久磁石を設けることができる。マグネットジョークをさらに利用して、２つのターゲット５及び７に供給接続部Ｓから電力を供給することができる。
【０１５６】
７．今日実現されているスパッタリングソース１の実施形態：
図１７には、今日実現されているスパッタリングソース１の断面図が概略的かつ単純化されて示されている。すでに説明した部品には同じ参照番号を使用する。
【０１５７】
一実施形態では、２つの板状ターゲット５及び７は、同じ形状である。それらは、正方形で平行であり、縁部９及び１０は、平面内に配置されている。スパッタリング面Ｓ５，７の反対側で、各ターゲット５、７は、液体又は気体の冷却媒体用の冷却媒体ライン２５５，７を用いて、それぞれの冷却プレート２３５，７と熱的に接触する。
【０１５８】
ターゲット５、７の反対側には、冷却プレート２３５，７に関して、永久磁石１９５，７のパターンには、符号Ｄで示すように双極子方向が設けられている。永久磁石のパターン１９５，７は、マグネットジョーク２１によって磁気的に接続されている。追加の永久磁石１９２１を図１７の破線で示すように磁石ジョーク２１に沿って設けることができる。
【０１５９】
キャッチャープレート構成２０５，７によって制限された開放コーティング材料出口領域１２を除いて、ターゲット５、７、冷却プレート及びマグネットジョークは、アノードプレート１４ｄ５、１４ｄ７を有するアノード構成１４、上部プレート１４ｃ、横方向のプレート１４ｂ及び１４ａ、並びに、アノードストリップ１４ｅ５及び１４ｅ７によって囲われる。キャッチャープレート構成２０５，７は、アノードストリップ１４ｅ５及び１４ｅ７に機械的及び電気的に接続されている。
【０１６０】
マグネットジョーク２１とアノードプレート１４ｃを介してターゲット５及び７に給電するための給電用フィードトラフ３０５、３０７が設けられている。
【０１６１】
２つのフィードスルー３０５、３０７を用いて、両方のターゲット５、７に互いに独立して電気的に供給することができる。
【０１６２】
両方のターゲットに均等に給電する場合は、１つのフィードトラフで十分であり、さらに磁気ジョークをターゲットへの電気フィードラインとして利用することができる。さらに、作動ガス及び／又は酸素のためのガス供給ライン２４が反応空間Ｒに放出される。
【０１６３】
キャッチャープレート構成２０５，７は、図１５との関連で既に述べられ、図１７に一点鎖線で示されているように、フレーム２０の２つの脚部を形成することができる。
【０１６４】
図１７に一点鎖線で概略的に示すように、第３のターゲット８は、開放コーティング材料出口領域１２の反対側に設けられてもよい。そのような「カバー」ターゲット８を提供することは、スパッタリングソース１の全ての実施形態において実現され得る。
【０１６５】
８．  ３つのターゲット５、７、８のスパッタリングソース１：
図１８には、概略的かつ単純化に、本発明によるスパッタリングソース１の３つのターゲットの実施例が示されている。これまでと同じ要素には同じ参照番号を使用する。開放コーティング材料出口領域１２の反対側に、スパッタリング面Ｓ８を有する第３の「カバー」ターゲット８、冷却プレート２３８、及び、永久磁石のパターン１９８が設けられている。それによって、第３のターゲット８は、マグネトロン磁場Ｂｍａｇを有するマグネトロンとして考えられ得る。
【０１６６】
図１８では、電気及びガス供給トラフは、表示されていない。
【０１６７】
図１８では、マグネットジョーク２１の２つの部分２１５及び２１７は、空隙ＡＧによって分離されていてもよい。
【０１６８】
９．種々の実施形態におけるスパッタリングチャンバ１００：
９．１  単一のソース／単一の基板チャンバ：
図１９及び図２０は、単一のスパッタリングソース１／単一の基板１０４のスパッタリングチャンバ１００を示す。ここで、ターゲット５及び７、キャッチャープレート構成２０５及び２０７、並びに、基板１０４の相互配置のみが示されている。図１９に示すように、円形基板１０４の延在面１０８の少なくとも主要部分は、それぞれの移行面領域Ｔ５，７への視認性に関して晒されている。この支配的な部分は、基板１０４の完全な拡張面領域１０８であり得る。それにもかかわらず、一点鎖線で図１９及び２０に示すように、いくつかの境界領域１０５は依然として、高エネルギー粒子が基板１０４のこのような最も外側の周辺領域１０５に衝突する可能性が低いことを考慮して、指定された移行面領域に晒され得る。
【０１６９】
この実施形態では、スパッタリングソース１は、等しい形状の長方形のターゲット５及び７を有するように例示されている。開放コーティング材料出口領域１２は、基板１０４が基板ホルダ１０６上に保持されるホルダ平面と平行な平面に沿って延びる。開放コーティング材料出口領域１２は、基板１０４及び基板ホルダ１０６の中心軸Ａに関して中心にあり、基板１０４の延在面１０８、従って基板ホルダ１０６に面している。基板１０４は、中心軸Ａの周りに基板ホルダ１０６を回転させる駆動装置（図１９、２０には示されていない）によって回転させられる。概略的にＱで示すように、ターゲット５及び７は、静止している。
【０１７０】
９．２  マルチソース／単一の基板チャンバ１００：
図２１及び図２２の両方は、４つのソース１の単一の基板１０４のスパッタリングチャンバ１００における側面部及び上面図を概略的かつ最も単純化して示す。この実施形態では、スパッタリングソース１の開放コーティング材料出口領域１２は、基板１０４が基板ホルダ１０６上に支持される平面に対して角度γだけ傾斜している。ここで、傾斜角は、０°≦γ≦４５°であり、基板１０４の延長面１０８に沿ったコーティング厚の均一性が改善される。繰り返しになるが、駆動部１０７によって概略的に示されるように、基板ホルダ１０６は、その中心軸Ａを中心にし、それと共に基板１０４と共に回転され得る。
【０１７１】
明らかに、１つ又は複数の酸化物層で１つの基板１０４の表面１０８を一般にスパッタコーティングするために、４つより少ない又は４つより多いソース１が提供されてもよい。
【０１７２】
９．３  バッチスパッタチャンバ１００：
図２３及び２４は、図２１及び図２３と同じように表現で、４つのスパッタリングソース１／４つの基板１０４のバッチスパッタリングチャンバ１００を示す。４つの基板１０４は、最初に、ロード／アンロードの二重矢印Ｕ／Ｌによって示されるように、ロード／アンロードの位置Ｉにおいてマルチ基板ホルダ支持体１０６ａにロードされる。複数基板ホルダ支持体１０６ａと共に、基板１０４のバッチは、スパッタリングチャンバ１００内のコーティング位置ＩＩに持ち上げられる。そこには、さまざまな可能性がある。
（ａ）各基板１０４は、スパッタリングソース１のうちの１つと位置合わせされ、ωで示されるように、その中心軸Ａを中心に回転する。従って、実際には、バッチの各基板は、図１９及び図２０に従って単一の基板として扱われる。基板１０４のバッチがコーティングされると、マルチ基板ホルダ支持体１０６ａは、ロード／アンロード位置Ｉにおいてコーティング位置ＩＩから下方に移動する。
（ｂ）マルチ基板ホルダ支持体１０６ａはまた、Ωで示されるように、その中心軸Ｆの周りに回転され、それによって基板１０４上の堆積酸化物層の厚さの均一性が改善される。
（ｃ）基板１０４のコーティング位置にある１つのソース１を複数のスパッタリングソース（図示せず）で置き換えることによって、基板１０４の回転ωが避けられる。
【０１７３】
それにもかかわらず、全ての基板１０４が同時に処理されるので、この実施形態のそれぞれのスパッタリングチャンバは、バッチ式スパッタリングチャンバである。
【０１７４】
明らかに、図２３及び図２４による実施形態は、４つより少ない又は４つより多い基板１０４のバッチ、及び、４つより多い又は４つより少ないスパッタリングソース１を有するバッチの変形例で実現することができる。
【０１７５】
９．４  インラインスパッタチャンバ１００：
図２５及び２６は、図２３及び図２４と同じように表現で、インラインスパッタリングチャンバとして考えられるスパッタリングチャンバ１００を示す。円周上に分布された７つのスパッタリングソース１が設けられている。マルチ基板ホルダ支持体１０６ａは、その周囲に沿って均等に分配されたそれぞれの基板ホルダ上に８つの円形基板１０４を保持するように構成されている。マルチ基板ホルダ支持体１０６ａの第１の位置（ａ）において、図２６に概略的に示すように、基板は、支持体１０６ａ上の基板ホルダ１０６のうちの１つに又は１つから基板をアンロード及びロードする。ロード及びアンロード作業は、それぞれ０．５τ続く。τがインラインクロック周期である場合、１クロック周期において、１つの基板ホルダ１０６は、アンロードされ、再ロードされる。
【０１７６】
クロック周期τに関して、マルチ基板ホルダ支持体１０６ａは、Ωに従って段階的に回転され、位置（ａ）に装填されると、各基板１０４は、続いて７つのスパッタリングソース１によってスパッタコーティングするために７回ステップされる。基板が７つのスパッタリングソース１を通過したら、位置（ａ）でアンロードし、コーティングされていない基板をロードする。７つすべてのスパッタリングソース１が基板１０４を同じ厚さの酸化物層でコーティングする場合を考えると、基板は、最終的にスパッタリングソース１の各々によって堆積された厚さの７倍の酸化物層でコーティングされる。スループットは、それにもかかわらず１／τの割合である。同じ厚さの１つのスパッタリングソースで１つの基板をスパッタコーティングするには、７τのスパッタリング時間が必要である。スループットレートは、１／７τである。従って、そのようなインラインスパッタリングチャンバ１００を使用することによって、スパッタコーティングプロセス全体の持続時間は、インライン装置のステップ速度とはほとんど無関係に調整することができる。
【０１７７】
ここでも、基板１０４のコーティング位置にある単一のスパッタリングソース１を、それぞれの基板を共通にコーティングする複数のスパッタリングソースで置き換えることによって、基板の回転ωを避けることができる。
【０１７８】
１０．スパッタチャンバ１００の給電：
図２７では、スパッタリングソース１の２つのターゲット５及び７、基板１０６を備えたスパッタチャンバ１００の基板ホルダ１０４、キャッチャープレート構成２０５及び２０７、並びに、ターゲット特有のアノード構成１４７及び１４５が最も概略的に示されている。ブロック１２２７において、特定のアノード構成１４７に関してターゲット７に給電する種々の可能性は、少なくとも１つの様式（ａ）、（ｂ）、（ｃ）においてアノード構成１４７に関してターゲット７に給電する可能性を表すスイッチＷを選択する可能性によって概略的に表される。
【０１７９】
選択肢又は方法（ａ）では、ターゲット７／アノード構成１４７は、ＤＣ供給源１２２ａによって給電される。選択肢（ｂ）によれば、ターゲット７は、パルスＤＣ電源１２２ｂによってアノード構成１４７に対して動作させられる。
【０１８０】
選択肢（ｃ）によれば、ターゲット７は、ＲＦ供給源１２２ｃによってアノード構成１４７に対して動作させられる。
【０１８１】
２つ又は３つの供給源を組み合わせることができ、例えば、ＤＣとパルスＤＣ、パルスＤＣとＲＦ等を組み合わせることができる。それによって、オプションブロック１２４によって概略的に表されるように、指定された電源１２２ａから１２２ｃは、浮動的に又は基準電位に関して動作され得、例えば、アノード電位は、接地電位である。
【０１８２】
第２のターゲット５は、アノード構成１４７に対してターゲット７を給電するために丁度述べたのと同じ可能性又は選択肢で、アノード配置１４５に対して給電されてもよい。ターゲット５は、ジョーク又はターゲット７との電気的接続を介して直接接続することもできる。従って、図２７では、アノード構成１４５に対してターゲット５に給電するためのそれぞれの可能性は、示されていない。
【０１８３】
２つのターゲット５及び７は、フローティング方式で、又は、基準電位を参照して、異なる供給可能性（ａ）から（ｃ）によって別々に給電され、又は、２つのターゲット／アノードは、等しく給電されてもよく、すなわち、浮動的に又は基準電位を参照して、選択肢（ａ）及び／又は（ｂ）及び／又は（ｃ）に従って、給電されてもよい。次に、２つのアノード構成１４５及び１４７を１つのアノード構成１４に組み合わせ、２つのターゲット５及び７を両方とも共通の電源によって動作させることができる。
【０１８４】
上述した今日の実施形態では、２つのターゲット５及び７は両方とも、共通のアノード構成１４に関して共通のＤＣ及びＲＦ電源によって動作される。それによって、アノードは、接地基準電位で作動する。
【０１８５】
図２７は、ブロック１２６において、アノード構成に関してターゲット５及び７に給電することの可能性を説明するために使用されたものと同様に、支持体１０６上に堆積され保持された基板ホルダ１０４及び基板１０６を操作するための４つの選択肢（ａ）から（ｄ）をさらに示す。
【０１８６】
第１の選択肢又は方法によれば、基板ホルダ１０４、従って基板１０６は、ＤＣバイアス源１２６ａによってバイアスを掛けられる。第２の選択肢（ｂ）によれば、基板１０６、従って基板ホルダ１０４は、接地電位で動作する。さらなる選択肢（ｃ）によれば、基板１０６は、電気的に浮遊するように動作する。基板１０４は、電気的に絶縁された方法で基板支持体１０６上に保持されるか、又は、支持体１０４の少なくとも直接支持する部分が浮遊式に作動され、すなわち、電位があるスパッタリングチャンバ１００の他の部分から電気的に絶縁されているように作動される。
【０１８７】
選択肢（ｄ）によれば、基板ホルダ１０４、従って基板１０６は、ＲＦバイアス源１２６ｄによってバイアスされる。
【０１８８】
以上に既に説明した今日実施されている実施形態では、基板は、電気的に浮遊する方法又は接地電位で動作する。
【０１８９】
図２７のブロック１２８において、選択肢（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、金属製であるキャッチャープレート構成２０５，７の部分に給電するためのものである。選択肢（ａ）によれば、キャッチャープレート構成のこれらの部分は、ＤＣ電源１２８ａによって給電され得る。第２の選択肢（ｂ）によれば、キャッチャープレート構成２０５，７の指定された金属部分は、ＲＦ電源１２８ｂによって給電される。選択肢（ｃ）によると、指定された部分は、グランド電位で動作し、選択肢（ｄ）によると、それらは、電気的に浮遊状態で動作する。
【０１９０】
片方又は両方のキャッチャープレート構成が相互に絶縁された金属プレートで構成されている場合、特定の要求に応じて、そのようなプレートは、例えば種々のＤＣ電位で異なって給電され得る。本発明の実現された実施形態によれば、言及されたように、各キャッチャープレート構成２０５，７は、金属プレートから作られ、アノード電位で電気的に操作される。
【０１９１】
本発明によるスパッタリングソースを使用することにより、製造された酸化物コーティング基板、基板、コーティング界面及び酸化物コーティングに対する損傷の影響を劇的に減少させることができた。
【符号の説明】
【０１９２】
１  スパッタリングソース
３  真空気密容器
５  ターゲット
７  ターゲット
８  ターゲット
９  縁部
１０  縁部
１２  開放コーティング材料出口領域
１４  アノード構成
２０  フレーム
２１  磁石ジョーク
２４  ガス供給ライン
１００  スパッタリングチャンバ
１０４  基板
１０５  境界領域
１０６  基板ホルダ
１０７  駆動部
１０８  表面
１２４  オプションブロック
【図１】
2019533762.tif 000003
【図２ａ】
2019533762.tif 000004
【図２ｂ】
2019533762.tif 000005
【図２ｃ】
2019533762.tif 000006
【図２ｄ】
2019533762.tif 000007
【図２ｅ】
2019533762.tif 000008
【図３】
2019533762.tif 000009
【図４】
2019533762.tif 000010
【図５】
2019533762.tif 000011
【図６】
2019533762.tif 000012
【図７】
2019533762.tif 000013
【図８】
2019533762.tif 000014
【図９】
2019533762.tif 000015
【図１０】
2019533762.tif 000016
【図１１】
2019533762.tif 000017
【図１２】
2019533762.tif 000018
【図１３】
2019533762.tif 000019
【図１４】
2019533762.tif 000020
【図１５】
2019533762.tif 000021
【図１６】
2019533762.tif 000022
【図１７】
2019533762.tif 000023
【図１８】
2019533762.tif 000024
【図１９】
2019533762.tif 000025
【図２０】
2019533762.tif 000026
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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