(57)【要約】材料を標的から蒸着する一方、早過ぎる溶け落ち問題を低減させるための回転式マグネトロンスパッタリング装置を説明する。回転式マグネトロンスパッタリング装置は、マグネトロン磁気アセンブリの端部において、磁場を変調させるために、磁極片上に巻かれた電気コイルを含む。電流の方向を変化させることによって、その通常中心位置の周囲において、スパッタリング領域を交互に移動させ、標的材料の端部における侵食深度の割合を減少させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形回転式マグネトロンにおいて使用するための磁気アセンブリであって、
前記磁気アセンブリの中心部分に向かって配置されている第１の磁石であって、前記第１の磁石は、第１の磁気配向を有する、第１の磁石と、
前記磁気アセンブリの外側部分に向かって配置されている第２の磁石であって、前記第２の磁石は、前記第１の磁気配向と反対の第２の磁気配向を有する、第２の磁石と、
前記第１の磁石と前記第２の磁石との間における１つ以上の電磁コイルと
を備え、
前記１つ以上の電磁コイルは、１つ以上の磁極片の周囲に巻かれ、前記１つ以上の電磁コイルは、前記第１および第２の磁気配向の一方と平行であり、かつ、前記第１および第２の磁気配向のうちの他方と反対である第３の磁気配向を有する磁場を提供するように構成されている、磁気アセンブリ。
【請求項２】
前記１つ以上の電磁コイルは、前記磁気アセンブリの端部部分に配置されている、請求項１に記載の磁気アセンブリ。
【請求項３】
前記１つ以上の電磁コイルは、前記磁気アセンブリの各端部において、スパッタリング経路に沿って略湾曲様式で配置されている、請求項１に記載の磁気アセンブリ。
【請求項４】
前記第１の磁気配向と前記第３の磁気配向とは、平行である、請求項１に記載の磁気アセンブリ。
【請求項５】
前記第２の磁気配向と前記第３の磁気配向とは、平行である、請求項１に記載の磁気アセンブリ。
【請求項６】
前記第１の磁石は、複数の磁石を備えている、請求項１に記載の磁気アセンブリ。
【請求項７】
前記第２の磁石は、複数の磁石を備えている、請求項１に記載の磁気アセンブリ。
【請求項８】
前記１つ以上の磁極片の上部に配置されている１つ以上の磁場成形磁極片をさらに備えている、請求項１に記載の磁気アセンブリ。
【請求項９】
前記第１および第２の磁石のうちの１つ以上は、永久磁石である、請求項１に記載の磁気アセンブリ。
【請求項１０】
前記第２の磁石は、前記第１の磁石の少なくとも一部を囲む、請求項１に記載の磁気アセンブリ。
【請求項１１】
前記第１の磁石は、前記第１の磁石の幅より大きい長さを有する、請求項１に記載の磁気アセンブリ。
【請求項１２】
前記第２の磁石は、前記第２の磁石の幅より大きい長さを有する、請求項１に記載の磁気アセンブリ。
【請求項１３】
前記磁気アセンブリは、前記磁気アセンブリの各端部に５つ以上の電磁コイルを備えている、請求項１に記載の磁気アセンブリ。
【請求項１４】
円筒形回転式マグネトロンスパッタリング装置であって、
第１の磁石と第２の磁石との間に１つ以上の電磁コイルを有する磁気アセンブリであって、前記１つ以上の電磁コイルは、前記第１および第２の磁石のうちの一方の磁気配向に平行であって、前記第１および第２の磁石のうちの他方の磁気配向と反対の磁気配向を有する磁場を提供するように構成されている、磁気アセンブリと、
前記１つ以上の電磁コイルと電気接触している１つ以上の絶縁ワイヤであって、前記１つ以上の絶縁ワイヤは、電流を前記１つ以上の電磁コイルに提供するように構成されている、１つ以上の絶縁ワイヤと、
前記磁気アセンブリを格納するための支持管と
を備え、
前記支持管は、標的材料を保持するように構成され、前記支持管は、前記磁気アセンブリが静止したままで回転するように構成されている、装置。
【請求項１５】
円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイスであって、
第１のセットの電磁コイルおよび第２のセットの電磁コイルを有している磁気アセンブリであって、前記第１および第２のセットの電磁コイルの各々は、第１の磁石と第２の磁石との間に配置され、前記第１および第２のセットの電磁コイルの各々は、前記第１および第２の磁石のうちの一方の磁気配向に平行であり、かつ、前記第１および第２の磁石のうちの他方の磁気配向と反対の磁気配向を有する磁場を提供するように構成されている、磁気アセンブリと、
前記第１および第２のセットの電磁コイルと電気接触している１つ以上の絶縁ワイヤであって、前記１つ以上の絶縁ワイヤは、電流を前記第１および第２のセットの電磁コイルの各々に提供するように構成されている、１つ以上の絶縁ワイヤと、
前記磁気アセンブリを格納するための支持管と
を備え、前記支持管は、標的材料を保持するように構成されている、デバイス。
【請求項１６】
前記支持管は、前記磁気アセンブリが静止したままで回転するように構成されている、請求項１５に記載の円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイス。
【請求項１７】
複数の絶縁ワイヤをさらに備え、第１のサブセットの複数の絶縁ワイヤは、前記第１のセットの電磁コイルと電気接触し、第２のサブセットの複数の絶縁ワイヤは、前記第２のセットの電磁コイルと電気接触している、請求項１５に記載の円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイス。
【請求項１８】
前記第１のサブセットおよび前記第２のサブセットの複数の絶縁ワイヤの各々は、別個の電源と電気接触している、請求項１７に記載の円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイス。
【請求項１９】
前記１つ以上の絶縁ワイヤは、前記第１および第２のセットの電磁コイルに並列に別個に接続されている一対のワイヤを含む、請求項１５に記載の円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイス。
【請求項２０】
前記１つ以上の絶縁ワイヤは、対のワイヤを含み、前記対のワイヤの各々は、前記第１のセットおよび第２のセットの電磁コイルのうちの１つに接続されている、請求項１５に記載の円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイス。
【請求項２１】
前記対のワイヤの各々は、別個の電源と電気接触している、請求項２０に記載の円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国特許出願第１２／７５３，８１４号（２０１０年４月２日出願、名称「ＴＡＲＧＥＴ  ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＩＭＰＲＯＶＥＭＥＮＴ  ＦＯＲ  ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ  ＭＡＧＮＥＴＲＯＮＳ」）を基礎とする優先権を主張する。該出願の全体は、参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、真空コーティングシステムにおいて使用するための物理気相成長（ＰＶＤ）デバイスに関し、より具体的には、本発明は、大面積真空コーティング用途において使用される、円筒形回転式マグネトロンに関する。
【背景技術】
【０００３】
スパッタ蒸着は、「標的」（または、源）から、シリコンウエハ等の「基板」上に、材料をスパッタリング、すなわち、噴出することによって、薄膜を蒸着するための物理気相成長（「ＰＶＤ」）法である。スパッタリング源は、強力な電気および磁場を使用して、マグネトロンの表面に近接する電子を捕捉する、マグネトロンであることができる。電子は、磁力線の周囲に螺旋経路を辿り、別様に生じるであろうものより、標的表面近傍のガス状中性種とのより多くのイオン化衝突を被る。アルゴン（Ａｒ）等のスパッタガスは、不活性である。これらの衝突の結果として生成される余剰Ａｒイオンは、より高い蒸着率をもたらす。プラズマは、より低い圧力に維持することができる。
【０００４】
ＭｃＫｅｌｖｅｙの特許文献１（「ＭｃＫｅｌｖｅｙ’０７３」）（参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる）は、回転式マグネトロンスパッタリング装置について教示している。ＭｃＫｅｌｖｅｙ’０７３は、一定直径の直線円筒形である、支持／標的管について教示している。ＭｃＫｅｌｖｅｙの特許文献２（「ＭｃＫｅｌｖｅｙ’９９７」）（参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる）は、中心領域の一部にわたって、より大きな直径を有する、幾分樽形状である、非円筒形支持／標的管を伴う、回転式マグネトロンについて教示している。ＭｃＫｅｌｖｅｙ’９９７の教示は、自動車のフロントガラスのような湾曲基板をコーティングすることに適用することができる。ＭｃＫｅｌｖｅｙの特許文献３（「ＭｃＫｅｌｖｅｙ’８８７」）（参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる）は、相互に近接して搭載され、同時に、給電される、一対の単一円筒形マグネトロンとして、二重回転式マグネトロンについて教示している。本配置によって、２つの異なる金属（すなわち、各マグネトロン上に１つ）が、「同時にスパッタリング」され、基板上に、金属の合金である、コーティングを形成することができる。
【０００５】
当技術分野では、構築内容およびスパッタリングプロセスへの組み込み方法の両方において、改良が行われてきた。例えば、Ｈｏｌｌａｒｓの特許文献４（「Ｈｏｌｌａｒｓ」）（参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる）は、誘電コーティングの蒸着用の二重回転式マグネトロンの使用のための構築方法およびプロセス実施形態について教示している。
【０００６】
現在の単一回転式マグネトロンおよび二重回転式マグネトロンに関する問題の１つは、標的材料の利用が、標的の端部における過剰な材料侵食によって制限され、早過ぎる標的寿命の終了と、多くの場合、高価な標的材料の非効率的利用をもたらすことである。
【０００７】
次に、図を参照するが、同一数字は、全体を通して、同一部品を指す。図は、必ずしも、正確な縮尺で描かれていないことを理解されるであろう。
【０００８】
図１は、典型的回転式マグネトロンの設計を例証する、斜視切取図１ａと、デバイスの各端部における磁気閉鎖の上部平面図１ｂを示す。図１の図１ａでは、標的材料１は、担持管２に接合され、管は、通常、同一または異なる標的材料とともに、数回、再使用することができる。一対の同心パイプまたは管３ａおよび３ｂは、マグネトロン内外に加圧された冷却水を提供し、磁気アセンブリ４を支持するために使用される。その基本形態では、磁気アセンブリは、Ｎ極およびＳ極ラベルによって示されるように、各側のものと反対の磁気極性を有する、中央列を伴う、直線列に配置されている、一式の永久磁石５から成る。デバイスは、図における配向に対して反転された磁石すべてによって機能することができる。磁石は、高透過性細長板または棒６上に着座し、アセンブリの裏側における磁束に対して、閉鎖経路を提供する。軟鋼および鉄／ニッケル合金を、本目的のために使用することができる。搭載棒７は、磁石および透過性板を支持し、管３ｂへの取り付けの手段を提供する。薄い封入カバー８は、磁石を水の損傷から保護する。動作時、管および磁気アセンブリは、固定して保持することができる一方、標的材料および支持管は、矢印によって示されるように、磁気アセンブリを越えて回転することができる。負の直流（「ＤＣ」）電圧または交流電圧を標的に印加することができ、磁極間のアーチ状磁場（図示せず）が、電子捕捉増加領域を提供し、デバイスは、ダイオードスパッタリングと比較して、比較的に低い圧力において、標的材料をスパッタリング可能となる。
【０００９】
磁気アセンブリは、標的の各端部の近傍で終端しなければならない。図１の図１ｂは、外側の磁石セットが、端部の付近に近接して保存された直線区画の間の空間「Ｗ」を有し、同じ向きに配向された磁石９の略円形区画によって接続される、最も一般的構造の上部平面図を示す。図１ｂはまた、磁気アセンブリが、概して、個々の磁石を使用して構築されることを例証する。多くの場合、透過性の連続磁極片が、個々の磁石上のキャップとして使用され、磁束集結させ、通常、幾分、一様でない強度を有する、個々の磁石から発生される磁束の規模を平滑化する。磁極片は、個々の磁石間の小間隙もまた、容認することができるように、磁束を平滑化するのに有効であり得る。これは、磁場強度を調節する付加的方法を可能にする。これらの随意の磁極片は、本図には示されていない。破線１０は、アーチ状磁場の中心領域の経路を示しており、そこでは、標的材料のスパッタリングは、最も高速で進められる。標的材料は、磁場の折り返し領域が、直線区分よりも、標的管の回転の方向に対して、幾分、より長いスパッタリング経路長を呈するので、各端部において、より高速で侵食を受ける。本効果は、図２の図２ａおよび２ｂに例証される。図２ａは、スパッタリング開始前に、支持管２上の標的材料１が、均一厚を有することを示す。図２ｂは、スパッタリング後の寿命終了時の標的を示す。一般的問題は、材料が、標的の端部上の領域１１における支持管２へと向かって消耗される一方、材料の有意な厚さ（ある場合には、約２５から３０％）が、管長の大部分にわたって、未使用のままである。本早過ぎる「溶け落ち」は、多くの場合、非常に高価である、標的材料の正味利用不良をもたらす。
【００１０】
本問題を解決するためのアプローチは、Ｈａｒｔｉｇらの特許文献５（「Ｈａｒｔｉｇ」）「Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｃａｔｈｏｄｅ  ｆｏｒ  ａ  Ｒｏｔａｔｉｎｇ  Ｔａｒｇｅｔ」によって教示されている。図３ａおよび図３ｂは、Ｈａｒｔｉｇのある教示を例証する。図３ａは、反対の向きの磁極間に存在する、アーチ状磁場を示す。電圧が印加されると、スパッタリングは、アーチ状磁場の中央点において、最も高速で進められる。結果として生じる、スパッタリング溝１２の形状は、図３ａによって含意されるように、アーチ状磁場の形状の略反転である。より正確には、スパッタリングは、標的材料１の局所表面に垂直な磁場の成分が、ゼロになる場所で最も高速で進められる。これは、一般に、磁場の垂直成分と称される。湾曲またはアーチ状磁場の場合、本点はまた、磁力線アーチに対する接線が、局所標的材料表面に平行となる場所である。図３ｂは、改良を示す。磁気分路１３は、磁石の片側にわたって設置される。これは、図１（図１ｂ）の９として示される折り返しにおける磁石の外側アレイに対応するであろう。分路は、示されるように、アーチ状磁場を歪ませる。標的材料１が、全厚を有する時、スパッタリングは、幾分、分路に向かって偏移されて、最も高速で進められる。しかしながら、標的材料が、薄くなるのに伴って、最大スパッタリング領域は、磁石の中心に向かって移行し、したがって、より大きな面積にわたって、スパッタリング領域を拡大または塗着させる。これは、標的の残りに対する溶け落ち領域における侵食を効果的に減速させる。本配置によって、スパッタリング開始時のスパッタリング溝の長さはスパッタリング完了時より、幾分、長い。結果として、基板上に蒸着されたコーティングの均一性は、標的の寿命にわたって、若干、変化する。
【００１１】
磁気アセンブリの端部周囲における他の磁気配置を使用して、早過ぎる溶け落ち問題を最小限にすることができる。１つは、強度に変動を伴う磁石とともに、磁場を再成形するために、主要磁石間に設置された（通常）より小さい磁石および／または高透過性要素を利用するものである。これらの方法を使用して、アーチ状磁場の上部を平坦化させることが可能であり、それは、標的端部上により広範かつより平坦な侵食溝をもたらす。また、磁石配置によって、端部溝をある距離だけ離間された２つの溝に「分割」することが可能である。これはまた、溶け落ち問題を緩和するのに有用である。
【００１２】
Ａｒａｇｏｎの特許文献６（「Ａｒａｇｏｎ」）「Ｉｎｖｅｒｔｅｄ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｉｒｃｕｌａｒ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ」（参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる）は、可動機械部品を伴わない反転磁場の円形マグネトロンスパッタリングデバイスについて教示している。図４は、Ａｒａｇｏｎの反転磁場の円形平面マグネトロンの等角切取図を示す。Ａｒａｇｏｎのマグネトロンの特徴は、軸対称であって、半分に切断される場合、各半部は、前述のように、典型的円筒形回転式マグネトロンの端部領域に類似するであろう。図５は、Ａｒａｇｏｎの対称断面レイアウトをより詳細に例証する。中心極１４ａにおける主要永久磁石と周囲外側極１４ｂとは、矢印によって示されるように、同一磁気向きに配向される。「通常の」マグネトロンでは、内側および外側磁石は、反対の向きを有する。Ａｒａｇｏｎのマグネトロンの内側および外側極は、同一向きを有する。すなわち、極の一方は、「通常の」向きに対して、反転されている。Ａｒａｇｏｎのマグネトロンは、「反転磁場」マグネトロンと称することができる。永久磁石に加え、Ａｒａｇｏｎは、主要極間に位置する、一対の独立円形コイル４３および４４の使用を教示している。各コイルは、それぞれ、関連付けられた透過性磁極片４１および４２を有する。永久磁石は、透過性磁極片１６ａおよび１６ｂによって冠着され、磁石からの磁束を集結させ、非均一磁石からの磁束を平滑化させるのに有用となり得る。これは、大部分のマグネトロンの一般的特徴であり得る。
【００１３】
コイルを通るＤＣ電流の適切な選択によって、主要極に反対の向きの磁極を、２つの磁気電子捕捉場１７ａおよび１７ｂの形成を生じさせるように生成することができる。したがって、通常の単一溝の代わりに、２つの同心スパッタリング溝を生成することができる。コイル内の電流を変動させ、それらに交互に給電することによって、誘発される磁極の磁気強度および方向を変化させることができる。これは、スパッタリング溝を、内方または外方に、小半径方向距離だけ移動させ、標的利用および静止円形基板上に蒸着されるコーティングの均一性の両方を改善するであろう。
【００１４】
溶け落ち問題を解決するためのアプローチが存在するが、そのようなアプローチは、その制限を有し得る。例えば、溶け落ち問題を克服するための磁気配置は、正確に構築することが非常に困難である。個々の磁石は、全く同一強度を有することはなく、したがって、各設定は、個々にその最終構成に「微調整」される必要がある。また、磁石は、特に、マグネトロンが、不適切に冷却される場合、または冷却が、動作中に中断される場合、過熱から、経時的に磁気強度が弱まり得る。ニッケル等の磁気材料が、スパッタリングのために使用される場合、標的材料は、スパッタリングを支持するために、十分な磁束を漏出させるように比較的に薄くなければならない。この場合、図３ｂにおける分路解決策は、溶け落ち問題を回避するために、十分なスパッタリング溝の移動をもたらさず、他の磁気「応急的処置」は、標的材料が薄くなるのに伴って、経時的に変化する。ある解決策は、スパッタリング動作の間、約０．５インチずつ、標的管の内方および外方に磁気アセンブリ全体を移動させる。しかしながら、本解決策は、真空チャンバの壁を通して、線形運動を連結することは、非常に複雑であるため、非実践的である。最も密閉する配置は、漏出をもたらし得、軸受表面は、その運動に対応するように、細長である必要がある。概念上は望ましいが、本方法は、実際は、達成が困難である。
【００１５】
故に、当技術分野において、現在のスパッタリングデバイスおよび方法の溶け落ち問題を克服する、マグネトロンスパッタリングデバイスおよび方法の必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第４，３５６，０７３号明細書
【特許文献２】米国特許第４，４４５，９９７号明細書
【特許文献３】米国特許第４，４６６，８７７号明細書
【特許文献４】米国特許第６，３６５，０１０号明細書
【特許文献５】米国特許第５，３６４，５１８号明細書
【特許文献６】米国特許第６，１４６，５０９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一側面では、標的材料の早過ぎる溶け落ちを防止する回転式マグネトロンスパッタリングデバイスおよび方法が、提供される。実施形態では、任意の物理的可動部品を利用しない回転式マグネトロンスパッタリングデバイスが、提供される。
【００１８】
本発明のある側面では、円筒形回転式マグネトロンにおいて使用するための磁気アセンブリが提供される。磁気アセンブリは、磁気アセンブリの中心部分に向かって配置され、第１の磁気配向を有する第１の磁石を備えている。磁気アセンブリはさらに、磁気アセンブリの外側部分に向かって配置され、第１の磁気配向と反対の第２の磁気配向を有する第２の磁石を備えている。磁気アセンブリはさらに、第１の磁石と第２の磁石との間にあり、１つ以上の磁極片の周囲に巻かれている１つ以上の電磁コイルを備えている。１つ以上の電磁コイルは、第１および第２の磁気配向のうちの一方に平行であり、第１および第２の磁気配向のうちの他方に反対の第３の磁気配向を有する磁場を提供するように構成されている。
【００１９】
本発明の別の側面では、円筒形回転式マグネトロンスパッタリング装置が提供される。円筒形回転式マグネトロンスパッタリング装置は、第１の磁石と第２の磁石との間に、第１および第２の磁石の一方の磁気配向に平行であり、かつ、第１および第２の磁石の他方の磁気配向と反対の磁気配向を有する磁場を提供するように構成されている１つ以上の電磁コイルを有する磁気アセンブリを備えている。円筒形回転式マグネトロンスパッタリング装置はさらに、１つ以上の電磁コイルと電気接触し、電流を１つ以上の電磁コイルに提供するように構成されている１つ以上の絶縁ワイヤを備えている。円筒形回転式マグネトロンスパッタリング装置はさらに、磁気アセンブリを格納し、標的材料を保持するように構成されている支持管を備えている。支持管は、磁気アセンブリが静止したままで回転するように構成されている。
【００２０】
本発明の別の側面では、円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイスが、提供される。円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイスは、磁気アセンブリを備え、磁気アセンブリは、第１のセットの電磁コイルおよび第２のセットの電磁コイルを有し、第１および第２のセットの電磁コイルの各々は、第１の磁石と第２の磁石との間に配置され、第１および第２のセットの電磁コイルの各々は、第１および第２の磁石の一方の磁気配向に平行であり、かつ、第１および第２の磁石の他方の磁気配向と反対の磁気配向を有する磁場を提供するように構成されている。円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイスはさらに、第１および第２のセットの電磁コイルと電気接触し、電流を第１および第２のセットの電磁コイルそれぞれに提供するように構成されている１つ以上の絶縁ワイヤを備えている。円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイスはさらに、磁気アセンブリを格納し、標的材料を保持するように構成されている支持管を備えている。
【００２１】
本発明の種々の目的、特徴、および利点は、図面のいくつかの図中に例証される、好ましい実施形態の以下の発明を実施するための形態を熟読後、当業者に明白となるであろう。
【００２２】
（参照による引用）
本明細書に記載されるすべての刊行物、特許、および特許出願は、各個々の刊行物、特許、または特許出願が、参照することによって組み込まれるように具体的かつ個々に示される場合と同様に、参照することによって、本明細書に組み込まれる。
【００２３】
本発明の新規特徴は、添付の請求項において、特異点とともに記載される。本発明の特徴および利点のさらなる理解は、本発明の原理が利用される、例証的実施形態を記載する、以下の発明を実施するための形態と、必ずしも、正確な縮尺で描かれていない、付随の図面を参照することによって得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、円筒形回転式マグネトロンの斜視切取図と、マグネトロンの端部における典型的磁気アセンブリの平面図である。
【図２】図２は、標的の端部における早過ぎる溶け落ちを例証する、支持管上の円筒形回転式標的の断面図である。
【図３ａ】図３ａは、円筒形回転式マグネトロンに対する典型的磁場幾何学形状のスパッタリング侵食パターンを示す、従来技術の概略図である。
【図３ｂ】図３ｂは、円筒形回転式マグネトロンの端部における溶け落ちを最小限にする磁気分路方法の従来技術の例証である。
【図４】図４は、従来技術の反転磁場の円形平面マグネトロンの構造およびレイアウトを示す、等角切取図である。
【図５】図５は、中心線を中心として対称である、従来技術の反転磁場の円形平面マグネトロンの詳細な断面図である。
【図６】図６は、本発明のある実施形態による、円筒形回転式マグネトロンの端部への適用のために適切となる、修正された従来技術の反転磁場の円形平面マグネトロンの詳細な断面図である。
【図７】図７は、本発明のある実施形態による、修正された円形平面マグネトロンの半体を円筒形回転式マグネトロンの任意に長い直線磁気アセンブリの端部に接合する原理を示す、略図である。
【図８】図８は、本発明のある実施形態による、円筒形回転式マグネトロンの磁気アセンブリの端部のための本発明の実践的実施形態を示す。
【図９】図９は、本発明のある実施形態による、本発明の実施形態のコイルを通るＤＣ電流の対向する方向に対する最大スパッタリングの位置変化を例証する。
【図１０】図１０は、本発明のある実施形態による、一対のワイヤが、円筒形回転式マグネトロンの端部の各々において、コイルに平行なＤＣ電流を供給する、ある実施形態を描写する。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の好ましい実施形態が、本明細書に図示および説明されるが、そのような実施形態は、一例として提供されているに過ぎないことは、当業者には明白となるであろう。ここで、多数の変形例、変更、および代用が、本発明から逸脱することなく、当業者に想起されるであろう。本発明を実践する際、本明細書に説明される本発明の実施形態の種々の代替を採用することができることを理解されたい。
【００２６】
本発明の側面では、マグネトロンスパッタリングデバイスおよび方法が、提供される。本発明の実施形態のマグネトロンスパッタリングデバイスは、特定の標的材料の蒸着が所望される材料を有する超高真空（「ＵＨＶ」）チャンバを含む物理気相成長（「ＰＶＤ」）システムと動作するように構成されている。実施形態では、標的材料の早過ぎる溶け落ちを防止するための円筒形回転式マグネトロンが提供される。種々の実施形態では、任意の物理的可動部品を利用しない、早過ぎる溶け落ちに対する解決策が提供される。
【００２７】
本発明の実施形態の方法およびデバイスは、標的にわたって、均一スパッタリング速度を提供することによって、標的溶け落ちを排除しないまでも、低減させる。ある実施形態では、これは、他よりある場所において高速であるスパッタリング速度を提供することによって、達成される。例えば、標的の端部から離れたスパッタリング速度は、より高速であり、したがって、標的にわたって、略均一または実質的に均一スパッタリングを提供することができる。
【００２８】
本発明の実施形態の方法およびシステムは、現在のマグネトロンスパッタリングシステムおよび方法と関連付けられた問題が存在するという認識に基づく。現在のシステムおよび方法に関する問題の１つは、スパッタリングの間、標的が、他よりある点（例えば、端部）において、より急速に枯渇し、いわゆる「溶け落ち」問題をもたらすことである。これは、高処理コストをもたらし得る。
【００２９】
実施形態では、非機械的マグネトロンスパッタリング装置および方法が、提供される。本発明の実施形態の装置および方法は、現在のマグネトロンスパッタリング装置および方法と関連付けられた溶け落ち問題を排除しないまでも、低減させる。
【００３０】
（マグネトロンスパッタリング装置）
本発明のある側面では、マグネトロンスパッタリング装置が、提供される。実施形態では、マグネトロンスパッタリング装置は、磁気アセンブリを含む。実施形態では、磁気アセンブリは、円筒形回転式マグネトロン等の回転式マグネトロンにおいて使用するために構成されている。ある実施形態では、マグネトロンスパッタリング装置の磁気アセンブリは、磁気アセンブリの中心部分に向かって配置され、第１の磁気配向を有する第１の磁石を備えている。磁気アセンブリはさらに、磁気アセンブリの外側部分に向かって配置され、第１の磁気配向と反対の第２の磁気配向を有する第２の磁石を備えている。磁気アセンブリはさらに、第１と第２の磁石との間に１つ以上の電磁コイル（また、本明細書では、「電気コイル」と称される）を備えている。実施形態では、１つ以上の電磁コイルが、１つ以上の磁極片の周囲に巻かれている。１つ以上の電磁コイルは、好ましくは、第１および第２の磁気配向のうちの一方に平行であり、第１および第２の磁気配向のうちの他方に反対（または、逆平行または反転平行）の第３の磁気配向を有する磁場を提供するように構成されている。
【００３１】
実施形態では、電磁コイル（また、本明細書では、「コイル」と称される）は、導体から形成することができる。実施形態では、コイルは、銅（Ｃｕ）等の１つ以上の電気的に伝導性金属から形成することができる。ある実施形態では、コイルは、絶縁されたＣｕワイヤから形成することができる。実施形態では、伝導性ワイヤを磁極片（または、コア）の周囲に巻くことは、伝導性ワイヤを通る電流（例えば、ＤＣ電流）に応じて、磁（または、電磁）場を産生するように構成されている誘導子または電磁石を提供する。
【００３２】
ある実施形態では、磁気アセンブリはさらに、１つ以上の磁極片の上部に配置されている１つ以上の磁場成形磁極片を備えている。磁場成形磁極片は、所定の形状を有する、正味磁場を産生するように構成することができる。
【００３３】
ある実施形態では、１つ以上の電磁コイルは、磁気アセンブリの端部部分に配置されている。ある実施形態では、１つ以上の電磁コイルは、磁気アセンブリの各端部において、スパッタリング経路に沿って、略湾曲様式に配置されている。別の実施形態では、１つ以上の電磁コイルは、磁気アセンブリの各端部において、スパッタリング経路に沿って、実質的に湾曲様式に配置されている。
【００３４】
ある実施形態では、磁気アセンブリは、磁気アセンブリの幅より長い長さを有する。そのような場合、磁気アセンブリは、円筒形または略円筒形である。
【００３５】
ある実施形態では、磁気アセンブリの第１および第３の磁気配向は、平行である。別の実施形態では、第２および第３の磁気配向は、平行である。
【００３６】
ある実施形態では、磁気アセンブリの第１の磁石は、複数の磁石を備えている。そのような場合、複数の磁石は、所定の磁場を産生するように配置することができる。別の実施形態では、磁気アセンブリの第２の磁石は、複数の磁石を備えている。実施形態では、第１および第２の磁石のうちの１つ以上は、永久磁石である。
【００３７】
ある実施形態では、第２の磁石は、第１の磁石の少なくとも一部を囲む。好ましい実施形態では、第２の磁石は、第１の磁石全体を囲む。ある実施形態では、第１の磁石は、第１の磁石の幅より大きい長さを有する。実施形態では、第１および第２の磁石は、個々のより小さい磁石から成ることができる。ある実施形態では、個々の磁石は、長さ約０．５インチから２インチ、幅約０．１インチから１インチであることができる。ある実施形態では、個々の磁石は、長さ約１インチおよび幅約０．５インチ未満を有することができる。
【００３８】
ある実施形態では、磁気アセンブリは、各端部に、１つ以上の電磁コイル、２つ以上の電磁コイル、３つ以上の電磁コイル、４つ以上の電磁コイル、５つ以上の電磁コイル、６つ以上の電磁コイル、７つ以上の電磁コイル、８つ以上の電磁コイル、９つ以上の電磁コイル、１０以上の電磁コイル、１１以上の電磁コイル、１２以上の電磁コイル、１３以上の電磁コイル、１４以上の電磁コイル、１５以上の電磁コイル、１６以上の電磁コイル、１７以上の電磁コイル、１８以上の電磁コイル、１９以上の電磁コイル、２０以上の電磁コイル、または３０以上の電磁コイルを備えている。
【００３９】
実施形態では、回転式マグネトロンスパッタリング装置（または、デバイス）は、第１の磁石と第２の磁石との間に１つ以上の電磁コイルを備えている磁気アセンブリを有するように提供される。ある実施形態では、回転式マグネトロンスパッタリング装置は、回転式マグネトロンスパッタリング装置の少なくとも１つの断面に沿って円筒形であり、その場合、回転式マグネトロンスパッタリング装置は、円筒形回転式マグネトロンスパッタリング装置と称される。ある実施形態では、第１および第２の磁石の一方または両方とも、永久磁石であることができる。実施形態では、１つ以上の電磁コイルは、好ましくは、第１および第２の磁石の一方の磁気配向に平行であり、第１および第２の磁石の他方の磁気配向と反対の磁気配向を有する磁場を提供するように構成されている。実施形態では、磁気アセンブリはさらに、１つ以上の電磁コイルと電気接触（また、本明細書では、「電気的接触」と称される）する１つ以上の絶縁ワイヤを備えている。１つ以上の絶縁ワイヤは、電流を１つ以上の電磁コイルに提供するように構成されている。ある実施形態では、１つ以上の絶縁ワイヤは、直流（「ＤＣ」）電源等の１つ以上の電源と電気連通する。ある実施形態では、磁気アセンブリはさらに、磁気アセンブリを格納し、標的材料を保持するように構成されている支持管を備えている。ある実施形態では、支持管は、磁気アセンブリが静止したまま回転するように構成されている。
【００４０】
実施形態では、円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイスは、第１のセットの電磁コイルおよび第２のセットの電磁コイルを有する、磁気アセンブリを備えている。第１および第２のセットの電磁コイルの各々は、第１の磁石と第２の磁石との間に配置されている。ある実施形態では、第１および第２の磁石の一方または両方とも、永久磁石であることができる。実施形態では、第１および第２のセットの電磁コイルの各々は、第１および第２の磁石の一方の磁気配向に平行であり、第１および第２の磁石の他方の磁気配向と反対の磁気配向を有する磁場を提供するように構成されている。円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイスはさらに、第１および第２のセットの電磁コイルと電気接触する１つ以上の絶縁ワイヤを備えている。１つ以上の絶縁ワイヤは、電流を第１および第２のセットの電磁コイルの各々に提供するように構成されている。ある実施形態では、円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイスはさらに、磁気アセンブリを格納するための支持管を備えている。支持管は、標的材料を保持するように構成されている。ある実施形態では、支持管は、磁気アセンブリが静止したまま回転するように構成されている。
【００４１】
ある実施形態では、円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイスはさらに、複数の絶縁ワイヤを備えている。第１のサブセットの複数の絶縁ワイヤは、第１のセットの電磁コイルと電気接触することができる。第２のサブセットの複数の絶縁ワイヤは、第２のセットの電磁コイルと電気接触することができる。ある実施形態では、第１のサブセットおよび第２のサブセットの複数の絶縁ワイヤの各々は、別個の電源と電気接触することができる。代替実施形態では、第１のサブセットおよび第２のサブセットの複数の絶縁ワイヤは、同一電源と電気接触することができる。
【００４２】
ある実施形態では、円筒形回転式マグネトロンスパッタリングデバイスの１つ以上の絶縁ワイヤは、第１および第２のセットの電磁コイルに並列に、別個に接続されている一対のワイヤを含むことができる。別の実施形態では、１つ以上の絶縁ワイヤは、対のワイヤを含むことができ、対のワイヤの各々は、第１のセットおよび第２のセットの電磁コイルのうちの１つに接続される。ある実施形態では、対のワイヤの各々は、別個の電源と電気接触することができる。
【００４３】
図６を参照すると、ある実施形態では、マグネトロンスパッタリング装置（または、デバイス）が、示される。マグネトロンスパッタリング装置は、それぞれ、透過性磁極片１６ａおよび１６ｂで冠着される、永久磁石１４ａおよび１４ｂ、すなわち、中心極および外側極を含む。実施形態では、スパッタリング装置は、高透過性磁極片１７の周囲に円周方向に巻かれている、単一電磁コイル（また、本明細書では、「コイル」と称される）１５を含む。中心極１４ａおよび外側極１４ｂの磁気配向は、矢印によって示されるように、反対の磁気向きに配向される。図６の例証される実施形態では、Ａｒａｇｏｎの２つの中心コイル４３および４４ならびにその関連付けられた磁極片は、単一コイル１５で置換される。
【００４４】
図６を継続して参照すると、ある実施形態では、磁極片１７は、単一コイル１５を通る電流（例えば、直流）に応じて産生される、磁場を集結するのに有用である。ある実施形態では、磁極片１７の高さは、総磁場強度を調節するように可変であることができる。ある実施形態では、磁極片１７の高さは、所望（または、所定）の磁場強度を提供するように、選択することができる。ある実施形態では、該高さは、利用可能な磁場強度を最も効率的に利用するために、永久磁石１４ａおよび１４ｂならびに磁極片と略同一であることができる。
【００４５】
図６を継続して参照すると、ある実施形態では、永久磁石１４ａに対して、反対の向き（または、配向）を有するように、永久磁石１４ｂを配向することは、永久磁石１４ａからの磁力線１７ａを外側極１４ｂを通る閉鎖経路へと向かわせる。しかしながら、コイル１５を通るＤＣ電流の方向に応じて、磁極片１７内の組み合わせられた磁場およびコイル１５自体からの磁場の誘発される方向は、極１４ａおよび極１４ｂの一方の磁場の方向に一致し、極１４ａおよび極１４ｂの他方に反対となるように、変更することができる。例証される実施形態では、磁極片１７内の磁場の方向は、（磁極片１７から広がる）磁力線１７ｂも１４ｂにおける閉鎖に向かい得るように、中心極１４ａ内のものと一致する（かつ、外側極１４ｂ内の磁力線と反対となる）。これは、磁場の中心が、その中心位置から離れ、最大スパッタリング速度が生じ得る新しい位置１８へと歪められるようにする。代替実施形態では（図示せず）、コイル１５内の電流の方向は、磁極片１７内の組み合わせられた磁場の誘発された方向が、外側極１４ｂのものと平行であり、極１４ａの磁場方向と反対となるように、逆にすることができる。そのような場合、最大スパッタリング速度の位置は、磁極片１７の他側に移動することができる。実施形態では、コイル１５を通る電流の方向を変更することによって、最大スパッタリングの位置は、任意に選択することができる、印加されるＤＣ電流の交互する頻度に等しい速度において、磁極片１７およびコイル１５のいずれの側にも掃引することができる。ある実施形態では、ＤＣ電流は、基板が蒸着チャンバを通過する時間にわたって、蒸着を平均化するように選択される頻度において、交互にされる。本新しい配置もまた、通常の円形平面マグネトロンの標的利用を改善するであろうが、静止円形基板上に蒸着されるコーティングの均一性は、もとの反転磁場の実施形態ほど良好ではないであろう。
【００４６】
図７を参照すると、本発明のある実施形態による、円形平面マグネトロンスパッタリング装置の上面図が、描写されている。円形マグネトロンの別個の半区画が、示されており、各半体は、円筒形回転式マグネトロンの磁気アセンブリの任意に長い直線区分の端部に取り付けられる。図６は、図７の右下に示される半区画の断面側面図である。図７の円形マグネトロンは、磁石５を含む。ある実施形態では、磁石５は、図１の図１ａおよび１ｂに示されるものと同一であることができ、他の要素は、図６のものと一致するように標識される。当業者は、コイル１５が半分に切断された場合、これが電流を防止するであろうため、磁場（および、後続スパッタリング）を生成することができないことを理解するであろう。
【００４７】
図８を参照すると、本発明のある実施形態による、図６の円形平面設計と同一磁場切替機能を達成するであろう、円筒形回転式マグネトロン磁気アセンブリの端部のための構造が、示される。磁気アセンブリ８ａは、図１の図１ｂに説明されるものに類似し得るが、コイル２２を伴う磁極片２１が、折り返し領域内のスパッタリング経路１０に沿って、追加される。ある実施形態では、コイル２２は、磁極片２１の周囲に巻かれている。実施形態では、磁極片２１の各々は、磁場を生成するように構成されている。ある実施形態では、磁極片２１の各々は、図６の磁極片１７のように機能することができる。磁極片およびコイルの数ならびにサイズは、円形平面例から導出された略半円形幾何学形状を達成するために、磁気アセンブリの端部区分の幾何学形状に最良適合するように調節され得る。例えば、アセンブリが、アセンブリ８ｂに示されるように、より広い場合、中心磁極片２４は、他の磁極片に対して、より長く作製され得る。代替として、中心磁極片２４は、２つのより短い磁極片から作製することができる。いずれの場合も、好ましい実施形態では、コイルはすべて、直流の印加に応じて、磁極片２１から結果として生じた磁場ベクトルが、互に平行であるように、矢印２５に示されるものと同一向きに巻かれているべきである。ある実施形態では、磁極片２１は、電流源への配線を簡略化するために、直列に、電気的に接続することができる。ある実施形態では、直列接続によって、全５つのコイルは、単一対のワイヤによって、便利に給電されることができる。コイルが、独立であり、いくつかのセットのワイヤによって給電される場合、全コイルを通る電流は、適切な磁場を産生するように、同一方向にあり得る。ある実施形態では（図示せず）、磁場をさらに平滑化および成形するために、随意の連続湾曲磁極片を、コイルの上部（上部磁極片）、コイルの下（底面磁極片）、または両方に追加することができる。上部および／または底面磁極片は、永久磁場形状を提供することができ、該形状は、正確にコイルの区分的パターンに従う必要はない。
【００４８】
実施形態では、磁気アセンブリは、各端部に、１つ以上、または２つ以上、または３つ以上、または４つ以上、または５つ以上、または６つ以上、または７つ以上、または８つ以上、または９つ以上、または１０以上、または１５以上、または２０以上の磁極片を備えていることができる。図８の例証される実施形態では、磁気アセンブリは、磁気アセンブリの各端部部分に、５つの磁極片２１およびコイル２２を備えている。本発明の実施形態の磁気アセンブリ（および、マグネトロン）は、２つの端部（また、本明細書では、「端部部分」と称される）を有する。ある実施形態では、磁極片２１は、中心磁石５に関連して、円周方向に配置することができる。
【００４９】
図９は、本発明のある実施形態による、磁極片２１のコイルに印加されるＤＣ電流を伴う、円筒形回転式マグネトロン磁気アセンブリを例証する、平面概略図である。反対の端部は、構造上、対称であるため、マグネトロンの一端のみ、描写される。ある実施形態では、ＤＣ電流の方向は、スパッタリング領域が、その通常中心位置の周囲で交互に移動され、それによって、標的材料の端部における侵食深度の速度を減速させるように、変更される（例えば、制御またはコンピュータシステムの支援によって）。図９ａでは、ＤＣ電流の方向は、磁極片２１内でＮ極である、外側セットの磁石に一致する極を産生するように選択される。これは、スパッタリング経路１０によって示されるように、中心Ｓ極に向かって、磁場を内方に歪ませる。電流方向が、逆になると、図９ｂに示されるように、誘発される極は、反転され、Ｓ極になる。これは、磁場を反対の方向に歪ませる。すなわち、磁場は、新しいスパッタリング経路１０によって示されるように、外側極に向かって、外方に押しやられる。ある実施形態では、例証される実施形態（９ａおよび９ｂ）の両方における位置２６での磁場の強度は、定位置のコイルを伴わないのと略同一である。したがって円筒形回転式マグネトロン磁気アセンブリの端部における、スパッタリング速度は、Ｈａｒｔｉｇにおけるように、位置に伴って変化せず、スパッタリング開始時の磁場強度が、侵食に伴って増加するが、標的がスパッタリングされるまでに異なる位置に移動する。
【００５０】
図９を継続して参照すると、永久磁石５の配向は、固定される。すなわち、内側磁石は、外側磁石の配向に対して反転された配向を有する。例証されるように、磁石（外側から内側への）の配向は、Ｎ−Ｎ−Ｓ（図９ａ）およびＮ−Ｓ−Ｓ（図９ｂ）であるが、他の配向も可能である。例えば、磁石は、（外側から内側への）極性が、Ｓ−Ｓ−ＮまたはＳ−Ｎ−Ｎであるように配向することができる。
【００５１】
ある実施形態では、制御システムが、本発明の実施形態の磁気アセンブリの電磁コイルへの電力（例えば、ＤＣ電力）の供給を制御するために提供される。制御システムは、１つ以上のコイルへのＤＣ電力の供給を交互（または、変調）させることができる。加えて、制御システムは、コイルへのＤＣ電流の方向を変化させることができる。制御システムはさらに、回転式マグネトロンの支持管上に配置されている標的が、回転する速度を制御することができる。加えて、制御システムは、コイルに供給される電流および／または電圧を制御することができる。ある実施形態では、制御システムは、コイルと電気接触する１つ以上の電源を「オン」および「オフ」にすることによって、コイルへの電力の供給を制御することができる。
【００５２】
（スパッタリング）
本発明のある側面では、本発明の実施形態の磁気配置を使用するスパッタリング装置が提供される。
【００５３】
ある実施形態では、円筒形回転式マグネトロン磁気アセンブリのコイルが、各端部において、同一向きに巻かれており、かつ、各端部が、１対の入力ワイヤから並列に給電される場合、ＤＣ電流の所与の方向に対して、両スパッタリング溝は、一緒に、同時に（かつ、同じ速度で）、内方または外方のいずれかに移動する。故に、スパッタリング溝の総長は、電流が方向を変化させるのに伴って、幾分、より長く、次いで、より短くなるであろう。別の実施形態では、円筒形回転式マグネトロン磁気アセンブリのコイルが、互に対して反対の向きに巻かれ、かつ、同様に給電される場合、全体のスパッタリング溝は、一定長のままであるが、電流方向が変化するのに伴ってマグネトロンの長さに沿って前後に移動するであろう。溝の運動量は、ワイヤ定格の限界までのコイルを通る電流のレベルに依存する。
【００５４】
ある対称溝運動が、説明されたが、そのような対称溝運動は、他の方法でも得ることができることを理解されるであろう。例えば、各セットのコイルは、２つの対称運動を産生するように動作され得る別個の源によって給電され得る。しかしながら、任意の数の非対称運動もまた、達成され得るが、対称なものほど有用ではない場合がある。電流方向の変化の頻度は、幾分、任意であるが、基板が、マグネトロンのコーティング面積を通過するのにかかる時間の間、適切な平均化を保証するように選択されるべきである。
【００５５】
図１０は、本発明のある実施形態による、円筒形マグネトロンスパッタリング装置を例証する。例証される実施形態は、ＤＣ電流源を円筒形マグネトロンのコイルにもたらす、一アプローチを示す。図１０のある要素は、図１および２に照らして前述されている。端部キャップ２７および２８は、支持管２の端部を密閉する。その延長管２７ａを伴うキャップ２７は、真空壁２９を通して、構造上および回転上の支持を提供する一方、端部キャップ２８は、マグネトロンの長さおよび重量に応じて、場所３０における軸受け上に片持固定または支持され得る。標的材料１は、その支持管および端部キャップ（陰影部）とともに、回転する一方、管３ａおよび３ｂならびに磁気アセンブリ４は、静止のままである。分割された図は、コイルへのＤＣ電流の印加前（左）およびその後のある時点（右）における標的材料１を示す。
【００５６】
図１０を継続して参照すると、絶縁ワイヤ３０は、電流をコイルに搬送するために使用される。ある実施形態では、２つの絶縁ワイヤ３０は、電流をコイルに搬送するために使用される。ある実施形態では、ワイヤおよびコイルは、約１０００ボルト（Ｖ）以下であり得る、マグネトロンの動作電圧のレベルまで絶縁される。ある実施形態では、ワイヤは、その典型的パターンが、矢印によって示される、水流に任意の有意な干渉を及ぼすことなく、静止管３ａと３ｂとの間の空洞に容易に嵌入することができる。水（または、任意の他の冷却流体）は、概して、内側管３ａ内から下流へと、そこから、デバイスの遠位端における支持管２へと流動する。管３ｂは、外側管３ｂ内の１つまたはいくつかの開口３１を通して、反対の端部において、水が戻るように、管３ａの端部の周囲で密閉される。ある実施形態では、管間の環帯の断面積は、概して、管３ａの断面積より大きい。そのような場合、本環帯面積におけるワイヤの追加は、デバイスを通る水の流動を制限しない。対のワイヤ３０は、最初に遭遇するセットのコイルにおいて、並列分裂を有することができる。分裂された対のワイヤは、次いで、第１のセットのコイルに接続するために、管３ｂならびに板６および７内に作製された小孔を通過させられる。主ワイヤは、次いで、同様の通路を通って、第２のセットのコイルに接続される、磁気アセンブリの端部までの環帯を通過するであろう。スパッタリング溝の対称運動のいずれもが、コイルが、同一に巻かれているかまたは反対の向きに巻かれているかに関わらず、ワイヤ３０がコイルに取り付けられる方向によって、選択され得る。明らかに、２つの個々の対のワイヤは、管間の環帯内に十分な空間があるため、各セットのコイルに別個に給電するために使用され得る。特定のマグネトロンが機能している方法の慎重な測定に応じて、デバイスの各端部において、溝運動をより精密に等しくするために、各コイル内に若干異なる電流を有することが有利となる場合、これは、いくつかの用途において望ましいであろう。マグネトロンの構造のこの部品は回転しないので、ワイヤは、動作の間、捻じられないであろう。
【００５７】
（実施例）
高エネルギー密度のＳｍＣｏ磁石の２つの反対の極性の列を、軟鋼支持板上に、１．５インチ離して設置した。１００巻コイルが、２４ゲージ銅変圧器ワイヤを使用して、長さ２インチ、高さ０．７５インチ、および厚さ０．１２５インチの鋼鉄磁極片上に構築された。完成したコイルは、厚さ約０．２５インチであり、２列の磁石間に容易に適合した。磁石ならびにコイルおよび磁極片の上部は、略同一平面であった。磁石の上部から０．５インチ上方の平面では、磁場強度は、スパッタリングのための十分な通常範囲内である、約３５０ガウスであった。コイルを通過する３アンペアの低電圧ＤＣ電流が、スパッタリング溝を０．２５インチ移動させるために提供された。電流方向を逆にし、０．５インチの総移動のために、反対の方向に等量だけ溝を移動させた。スパッタリング溝の本程度の移動は、図２に描写される早過ぎる溶け落ち領域１１を完全に除去するために十分であった。
【００５８】
当業者は、より大きなゲージのワイヤで作製されたコイルが、より高い電流を搬送し、したがって、より大きな磁場を生成することを認識するであろう。より多くの巻きを組み込むことによってもまた、同一電流に対して、より高い磁場を生成するであろう。これらの修正は、スパッタリング溝のより大きな移動が、必要または所望される場合、容易に実装することができる。
【００５９】
前述から、特定の実装が、例証および説明されたが、本明細書に種々の修正を行うことができ、本明細書において想定されることを理解されたい。また、本発明は、本明細書内に提供された具体的実施例によって制限されることを意図するものではないない。本発明は、前述の明細書を参照して説明されたが、本明細書の好ましい実施形態の説明および例証は、限定する意味で解釈されることを意図しない。さらに、本発明のすべての側面は、種々の条件および変数に依存する、本明細書に記載される、具体的描写、構成または相対的割合に制限されないことを理解されたい。本発明の実施形態の形態および詳細における種々の修正は、当業者に明白となるであろう。したがって、本発明はまた、いずれのそのような修正、変形例、および均等物も網羅することが想定される。
【００６０】
本発明の好ましい実施形態が、本明細書に図示および説明されたが、そのような実施形態は、一例として提供されているに過ぎないことは、当業者には明白となるであろう。ここで、多数の変形例、変更、および代用が、本発明から逸脱することなく、当業者に想起されるであろう。本発明を実践する際、本明細書に説明される本発明の実施形態の種々の代替を採用することができることを理解されたい。以下の請求項は、発明の範囲を定義し、これらの請求項およびその均等物の範囲内の方法および構造は、本明細書によって網羅されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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