(57)【要約】  スパッタ堆積装置用のカソードアセンブリ（１３０、２００、３００、４００）、および基板をコーティングする方法が提供される。カソードアセンブリは、基板上のコーティングのためのコーティング側を有する。さらに、カソードアセンブリは、回転軸（２２０、３２０、４２０）の周りでターゲット材料（２１０、３１０、４１０）を回転させるように適合された回転ターゲットアセンブリと、内側磁極および少なくとも１つの外側磁極を有し、１つまたは複数のプラズマ領域（２４０、２５０、３４０、３５０、４４０、４４１、４４２、４４３）を生成するように適合された少なくとも１つの第１の磁石アセンブリ（２３０、３３０、３４０、４３０、４３１、４３２、４３３）とを含む。カソードアセンブリ（１３０、２００、３００、４００）は、コーティング側に対して設けられた磁極に対する第１の角座標と、コーティング側に対して設けられたさらなる磁極に対する第２の角座標とを有し、第１の角座標（２６０、３６０、４６０）および第２の角座標（２７０、３７０、４６１）は、約２０度より大きく約１６０度より小さい角度αを画定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（２８０、４８０、４８１）上のコーティングのためのコーティング側を有するスパッタ堆積装置用のカソードアセンブリ（１３０、２００、３００、４００）であって、前記カソードアセンブリは、
回転軸（２２０、３２０、４２０）の周りでターゲット材料（２１０、３１０、４１０）を回転させるように適合された回転ターゲットアセンブリと、
前記回転軸に対して固定の位置で保持され、内側磁極（２３６、３３２、３３７）および少なくとも１つの外側磁極（２３６、３３１、３３６）を有し、１つまたは複数のプラズマ領域（２４０、２５０、３４０、３４１、３５０、３５１、４４０、４４１、４４２、４４３、４４４、４４５、４４６、４４７）を生成するように適合された少なくとも１つの第１の磁石アセンブリ（２３０、３３０、３４０、４３０、４３１、４３２、４３３）とを備え、
前記カソードアセンブリ（１３０、２００、３００、４００）は、前記コーティング側に対して設けられた磁極に対する第１の角座標（２６０、３６０、４６０、４６２）と、前記コーティング側に対して設けられたさらなる磁極に対する第２の角座標（２７０、３７０、４６１、４６３）とを有し、
前記第１の角座標（２６０、３６０、４６０、４６２）および前記第２の角座標（２７０、３７０、４６１）が約２０度より大きく約１６０度より小さい角度αを画定する、カソードアセンブリ。
【請求項２】
前記第１の磁石アセンブリ（２３０）の前記内側磁極（２３６）が、前記第１の角座標（２６０）に設けられ、前記第１の磁石アセンブリ（２３０）の前記少なくとも１つの外側磁極（２３５）が、前記第２の角座標（２７０）に設けられる、請求項１に記載のカソードアセンブリ。
【請求項３】
内側磁極（３３７、４７３、４７５、４７７）および少なくとも１つの外側磁極（３３６、４７２、４７４、４７６）を有し、１つまたは複数のプラズマ領域（３５０、３５１、４４２、４４３、４４４、４４５、４４６、４４７）を生成するように適合された第２の磁石アセンブリ（３３５、４３１、４３２、４３３）をさらに備え、前記第１の磁石アセンブリ（３３０、４３０）の前記内側磁極（３３２、４７１）が、前記第１の角座標（３６０、４６０）に設けられ、前記第２の磁石アセンブリ（３３５、４３１、４３２、４３３）の前記内側磁極（３３７、４７３、４７５、４７７）が、前記第２の角座標（３７０、４６１、４６２、４６３）に設けられる、請求項１に記載のカソードアセンブリ。
【請求項４】
前記第１の磁石アセンブリ（３３０、４３０）および／または前記第２の磁石アセンブリ（３３５、４３１、４３２、４３３）がそれぞれ、２つのプラズマ領域（３４０、３４１、４４０、４４１、４４２、４４３、４４４、４４５、４４６、４４７）を提供する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のカソードアセンブリ。
【請求項５】
前記第１の角座標（２６０、３６０、４６０）および前記第２の角座標（２７０、３７０、４６１、４６２、４６３）が、約３０度より大きく約８０度より小さい角度αを形成する、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のカソードアセンブリ。
【請求項６】
前記磁石アセンブリ（２３０、３３０、３４０、４３０、４３１、４３２、４３３）が、前記ターゲットアセンブリ内に配置づけされる、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のカソードアセンブリ。
【請求項７】
前記磁石アセンブリ（２３０、３３０、３４０、４３０、４３１、４３２、４３３）が、２つ以上のプラズマ領域（３４０、３４１、４４０、４４１、４４２、４４３、４４４、４４５、４４６、４４７）を同時に生成するように適合される、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のカソードアセンブリ。
【請求項８】
前記カソードアセンブリ（１３０、２００、３００、４００）が、２つ以上の磁石アセンブリ（２３０、３３０、３４０、４３０、４３１、４３２、４３３）を備え、前記カソードアセンブリ（１３０、２００、３００、４００）内の前記磁石アセンブリ（２３０、３３０、３４０、４３０、４３１、４３２、４３３）の配置が実質上対称である、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のカソードアセンブリ。
【請求項９】
前記第１の磁石アセンブリおよび／または第２の磁石アセンブリ（２３０、３３０、３４０、４３０、４３１、４３２、４３３）の磁極が、閉ループを形成するように配置された磁石要素（５２０、６２０、６３０）を備える、請求項１ないし８のいずれか一項に記載のカソードアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の磁石アセンブリおよび／または第２の磁石アセンブリ（２３０、３３０、３４０、４３０、４３１、４３２、４３３）の磁極が、閉ループ内に構造を形成するように配置された磁石要素（５３０、６３０）を備える、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のカソードアセンブリ。
【請求項１１】
前記磁石要素（５２０、５３０、６２０、６３０）の磁極が、前記閉ループによって画定された平面の外側の方向を向いている、請求項９または１０に記載のカソードアセンブリ。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの磁石アセンブリ（３３０、３４０、４３０、４３１、４３２、４３３）が、互いに堅く接続される、請求項３ないし１１のいずれか一項に記載のカソードアセンブリ。
【請求項１３】
前記少なくとも２つの磁石アセンブリ（３３０、３３５、４３０、４３１、４３２、４３３）が、同じ基板を同時にコーティングするように適合される、請求項３ないし１２のいずれか一項に記載のカソードアセンブリ。
【請求項１４】
回転ターゲットアセンブリを有し、基板上のコーティングのためのコーティング側を有するスパッタ堆積装置（１００）内で、基板（１１０、２８０、４８０、４８１）上に膜を堆積させる方法であって、前記ターゲットアセンブリが、回転軸（２２０、３２０、４２０）の周りでターゲット材料（２１０、３１０、４１０）を回転させるように適合され、
前記カソードアセンブリが、前記回転軸に対して固定の位置で保持され、内側磁極（２３６、３３２、３３７）および少なくとも１つの外側磁極（２３６、３３１、３３６）を有し、１つまたは複数のプラズマ領域（２４０、２５０、３４０、３４１、３５０、３５１、４４０、４４１、４４２、４４３、４４４、４４５、４４６、４４７）を生成するように適合された少なくとも１つの磁石アセンブリ（２３０、３３０、３４０、４３０、４３１、４３２、４３３）を備え、
前記カソードアセンブリ（１３０、２００、３００、４００）が、前記コーティング側に対して設けられた磁極に対する第１の角座標（２６０、３６０、４６０、４６２）と、前記コーティング側に対して設けられたさらなる磁極に対する第２の角座標（２７０、３７０、４６１、４６３）とをさらに備え、前記方法が、
前記コーティング側で前記基板（１１０、２８０、４８０、４８１）をコーティングするために、前記第１の角座標（２６０、３６０）に配置される磁極（２３６）によって生成される磁場を有する少なくとも１つの第１のプラズマ領域（２４０、３４０、３４１）と、前記第２の角座標（２７０、３７０）に配置される磁極（２３５、３３７）によって生成される磁場を有する少なくとも１つの第２のプラズマ領域（２５０、３５０、３５１）とを生成することを含み、
前記第１の角座標および前記第２の角座標が、約２０度より大きく約１６０度より小さい角度αを画定する、方法。
【請求項１５】
前記第１の角座標（２６０、３６０）および前記第２の角座標（２７０、３７０）が、約３０度より大きく約８０度より小さい角度αを形成する、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、堆積装置用のカソードアセンブリ、および基板上に膜を堆積させる方法に関する。本発明の実施形態は、特に、スパッタ堆積装置用のカソードアセンブリ、およびスパッタ堆積装置内で基板上に膜を堆積させる方法に関する。詳細には、実施形態は、磁石アセンブリを有するカソードアセンブリ、および磁場を使用して膜を堆積させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの用途およびいくつかの技術分野では、コーティングされた材料を使用することがある。たとえば、ディスプレイ用の基板は、物理的気相堆積（ＰＶＤ）プロセスによってコーティングされることが多い。コーティングされた材料のさらなる用途には、絶縁パネル、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネル、ならびにハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤなどが含まれる。
【０００３】
基板をコーティングするために、いくつかの方法が知られている。たとえば、ＰＶＤプロセス、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス、またはプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセスなどによって、基板をコーティングすることができる。通常、このプロセスは、コーティングされるべき基板が配置されるプロセス装置またはプロセスチャンバ内で実行される。この装置内に、堆積材料が供給される。ＰＶＤプロセスが使用される場合、堆積材料は、ターゲット内に固相で存在する。ターゲットにエネルギー粒子を衝突させることによって、ターゲット材料、すなわち堆積させるべき材料の原子が、ターゲットから放出される。ターゲット材料の原子は、コーティングされるべき基板上に堆積する。通常、ＰＶＤプロセスは、薄膜コーティングに適している。
【０００４】
ＰＶＤプロセスでは、ターゲットは、カソードとして働くように使用される。どちらも、真空の堆積チャンバ内に配置される。プロセスチャンバ内には、プロセスガスが低圧（たとえば、約１０−２ミリバール）で充填される。ターゲットおよび基板に電圧が印加されるとき、電子がアノードの方へ加速され、それにより、プロセスガスのイオンが電子とガス原子の衝突によって生成される。正に帯電したイオンは、カソードの方向に加速される。イオンの衝突によって、ターゲット材料の原子がターゲットから放出される。
【０００５】
前述のプロセスの効率を増大させるために、磁場を使用するカソードが知られている。磁場を印加することによって、電子はより多くの時間をターゲット付近で費やし、より多くのイオンがターゲット付近で生成される。知られているカソードアセンブリでは、イオンの生成、したがって堆積プロセスを改善するために、１つまたは複数の磁石ヨークまたは磁石の棒が配置される。いくつかのカソード配置は、高い効率で均一な層の堆積に達するために、カソード内に可動磁石アセンブリを提供する。
【０００６】
しかし、磁石の棒の（回転など）の動きは時間がかかり、磁石アセンブリを駆動するには相当なハードウェアならびにソフトウェア上の取組みが必要とされるため、可動の磁石の棒または磁石ヨークは費用がかかり、また誤りを起こしやすい。
【０００７】
上記の観点から、本発明の目的は、当技術分野の問題の少なくともいくつかを克服するカソードアセンブリ、および基板上に膜を堆積させる方法を提供することである。
【発明の概要】
【０００８】
上記に照らして、独立請求項１によるスパッタ堆積装置用のカソードアセンブリ、および独立請求項１４によるスパッタ堆積装置内で基板上に膜を堆積させる方法が提供される。本発明のさらなる態様、利点、および特徴は、従属請求項、説明、および添付の図面から明らかである。
【０００９】
本発明の第１の実施形態によれば、基板上のコーティングのためのコーティング側を有するスパッタ堆積装置用のカソードアセンブリが提供される。カソードアセンブリは、回転軸の周りでターゲット材料を回転させるように適合された回転ターゲットアセンブリと、少なくとも１つの第１の磁石アセンブリとを含む。少なくとも１つの磁石アセンブリは典型的には、内側磁極および少なくとも１つの外側磁極を有し、１つまたは複数のプラズマ領域を生成するように適合される。さらに、カソードアセンブリは、磁極に対する第１の角座標と、さらなる磁極に対する第２の角座標とを有する。典型的には、これらの磁極は、コーティング側に対して設けられる。第１の角座標および第２の角座標は、約２０度より大きく約１６０度より小さい角度αを画定する。
【００１０】
本発明のさらなる実施形態によれば、スパッタ堆積装置内で基板上に膜を堆積させる方法が提供される。スパッタ堆積装置は、回転ターゲットアセンブリと、基板上のコーティングのためのコーティング側とを含むことができる。典型的には、ターゲットアセンブリは、回転軸の周りでターゲット材料を回転させるように適合される。さらに、カソードアセンブリは、回転軸に対して固定の位置で保持された少なくとも１つの磁石アセンブリを含むことができる。磁石アセンブリは、内側磁極および少なくとも１つの外側磁極を含み、１つまたは複数のプラズマ領域を生成するように適合される。典型的には、カソードアセンブリは、コーティング側に対して設けられた磁極に対する第１の角座標と、コーティング側に対して設けられたさらなる磁極に対する第２の角座標とをさらに有する。基板上に膜を堆積させる方法は、コーティング側で基板をコーティングするために、第１の角座標に配置された磁極によって生成された磁場で少なくとも１つの第１のプラズマ領域を生成し、第２の角座標に配置された磁極によって生成された磁場で少なくとも１つの第２のプラズマ領域を生成することを含む。典型的には、第１の角座標および第２の角座標は、約２０度より大きく約１６０度より小さい角度αを画定する。
【００１１】
さらなる実施形態によれば、スパッタ堆積装置用のカソードアセンブリが提供される。典型的には、カソードアセンブリは、基板上のコーティングのためのコーティング側を有する。さらに、カソードアセンブリは、回転軸の周りでターゲット材料を回転させるように適合された回転ターゲットアセンブリと、少なくとも１つの第１の磁石アセンブリとを含む。磁石アセンブリは、内側磁極および少なくとも１つの外側磁極を含み、１つまたは複数のプラズマ領域を生成するように適合される。典型的には、少なくとも１つの磁極の内側磁極および外側磁極は、約２０度より大きく約１６０度より小さい角度αを画定する。さらなる実施形態によれば、従属請求項または従属請求項の組合せからの特徴を、任意に追加することができる。
【００１２】
さらなる実施形態によれば、スパッタ堆積装置用のカソードアセンブリが提供される。カソードアセンブリは、基板上のコーティングのためのコーティング側と、回転軸の周りでターゲット材料を回転させるように適合された回転ターゲットアセンブリとを有する。さらに、カソードアセンブリは、内側磁極および少なくとも１つの外側磁極を有し、１つまたは複数のプラズマ領域を生成するように適合された少なくとも１つの第１の磁石アセンブリと、第２の内側磁極および少なくとも１つの第２の外側磁極を有し、１つまたは複数のプラズマ領域を生成するように適合された少なくとも１つの第２の磁石アセンブリとを含む。典型的には、内側磁極および第２の内側磁極は、約２０度より大きく約１６０度より小さい角度αを画定する。さらなる実施形態によれば、従属請求項または従属請求項の組合せからの特徴を、任意に追加することができる。
【００１３】
実施形態はまた、開示する方法を実施するための装置を対象とし、記載する各方法ステップを実行する装置部品を含む。これらの方法ステップは、ハードウェア構成要素によって、適当なソフトウェアによってプログラムされたコンピュータによって、これら２つの任意の組合せによって、または任意の他の方法で、実行することができる。さらに、本発明による実施形態はまた、記載する装置が動作する方法を対象とする。本発明は、装置のすべての機能を実施する方法ステップを含む。
【００１４】
本発明の上記の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本発明のより詳細な説明は、実施形態を参照することによって得ることができる。添付の図面は本発明の実施形態に関し、これらの図面について以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本明細書に記載する実施形態によるＰＶＤプロセスに適した堆積チャンバの概略図である。
【図２】本明細書に記載する実施形態によるカソードアセンブリの概略横断面図である。
【図３】本明細書に記載する実施形態によるカソードアセンブリの概略横断面図である。
【図４】本明細書に記載する実施形態によるカソードアセンブリを含むカソードの概略横断面図である。
【図５ａ】本明細書に記載する実施形態による磁石アセンブリの概略横断面図である。
【図５ｂ】本明細書に記載する実施形態による図５ａに示す磁石アセンブリの概略上面図である。
【図６ａ】本明細書に記載する実施形態による磁石アセンブリの概略横断面図である。
【図６ｂ】本明細書に記載する実施形態による図６ａに示す磁石アセンブリの概略上面図である。
【図７】本明細書に記載する実施形態による膜を堆積させる方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の様々な実施形態について、次に詳細に参照する。これらの実施形態の１つまたは複数の例を図に示す。以下の図面の説明では、同じ参照番号が同じ構成要素を指す。全体として、個々の実施形態に関する違いのみについて説明する。各例は、本発明の説明を目的として提供されるものであり、本発明の限定を意味するものではない。さらに、一実施形態の一部として図示または説明する特徴を、他の実施形態で、または他の実施形態とともに使用して、さらなる実施形態をもたらすことができる。この説明は、そのような修正形態および変形形態を含むことが意図される。
【００１７】
図１は、本明細書に記載する実施形態によるＰＶＤプロセスに適した堆積チャンバを示す。典型的には、チャンバ１００は、基板１１０を支えるように適合された基板支持体１０５を含む。さらに、チャンバ１００は、カソードアセンブリ１３０を受け取って保持するためのデバイス１２０を含む。カソードアセンブリ１３０は、基板１１０上に堆積させるべき材料を供給するターゲットを含むことができる。いくつかの実施形態によれば、カソードアセンブリ１３０、ならびに受け取って保持するためのデバイス１２０は、カソードアセンブリ１３０を回転させるように適合される。
【００１８】
本明細書では、「カソードアセンブリ」という用語は、スパッタ堆積プロセスなどの堆積プロセスでカソードとして使用されるように適合され、そのような使用に適したアセンブリとして理解されるべきである。たとえば、カソードアセンブリは、基礎として本体を含むことができる。典型的には、カソードアセンブリの本体は、たとえば冷却液が本体を流れることによって冷却されるように適合されることができる。カソードアセンブリは、ターゲット材料をさらに含むことができ、ターゲット材料は、固体の形状で本体に取り付けることができる。典型的には、ターゲット材料は、堆積プロセス中に堆積させるべき材料を含有することができる。カソードアセンブリは、堆積チャンバ内に取り付けられるように適合されることができ、それぞれの接続を含むことができる。たとえば、カソードアセンブリは、カソードアセンブリの回転軸の周りで回転可能とすることができ、堆積チャンバ内に回転可能に取り付けられるように適合されることができる。さらに、カソードアセンブリは、磁場を生成するために１つまたは複数の磁石アセンブリを含むことができる。
【００１９】
本明細書では、「磁石アセンブリ」という用語は、１つまたは複数の磁場を生成するための１つまたは複数の磁極を含むアセンブリとして理解されるべきである。たとえば、磁石アセンブリは、２つの磁場を生成するように配置された２つの磁石要素など、逆の極性を有する２つの磁極を含むことができる。典型的には、磁石アセンブリ内の磁極の配置が、磁場が実質上トンネル形状に生成されることを可能にすることができる。閉ループ形状のトンネルの形状を有する磁場を提供する磁石アセンブリを、レーストラックとして表すことができる。典型的には、磁石アセンブリは、上記のカソードアセンブリ内に配置されるように適合されることができる。
【００２０】
典型的には、本明細書に記載する実施形態によるカソードアセンブリは、磁石アセンブリを含む。磁石アセンブリは、カソードアセンブリ内に配置されることができ、磁石の棒、磁気材料などの２つの磁極を含むことができる。ターゲット付近ではプロセスガスのイオン（上記）の量がより多いため、１つまたは複数の磁石アセンブリを含むカソードアセンブリで、より速い堆積速度が可能である。さらに、ＰＶＤ堆積プロセスチャンバのカソード内の磁石アセンブリが、磁石アセンブリをもたないカソードアセンブリより、カソードとアノードとの間でより低い電圧差を使用することを可能にする。
【００２１】
当技術分野で知られているカソードアセンブリは、カソードアセンブリの回転軸の周りで回転可能な磁石アセンブリを含む。カソードアセンブリの回転軸の周りで磁石アセンブリが回転する結果、回転しない磁石アセンブリと比較すると、基板上の材料の堆積がより均一になる。材料堆積の均一性は、たとえば、層の厚さおよび層の抵抗に関連する。回転軸の周りの回転を、揺れモードまたは分割スパッタモードで提供することができる。ターゲット内で磁石アセンブリを動かすことは、たとえば、静的堆積で大面積ＰＶＤシステムに使用される。
【００２２】
本明細書に記載する実施形態によれば、カソードアセンブリの回転軸に対して固定の位置で保持された１つまたは複数の磁石アセンブリを含むカソードアセンブリが提供される。典型的には、磁石アセンブリは、磁極および／または磁石を含む。磁石アセンブリの実施形態を、図５ａ、図５ｂ、図６ａ、および図６ｂに関して詳細に説明する。典型的には、カソードアセンブリ内には、少なくとも１つの磁石アセンブリが設けられる。磁石アセンブリは典型的には、内側磁極および少なくとも１つの外側磁極など、少なくとも３つの磁極を含む。いくつかの実施形態によれば、これらの磁極は、レーストラック形状で配置され、レーストラック形状を有する磁場を生成するように適合される。
【００２３】
典型的には、１つまたは複数の磁石アセンブリによって磁場が生成される。これらの磁場は、磁場付近に形成されるプラズマ領域を引き起こす。本明細書に記載する典型的な実施形態によれば、磁場によって引き起こされるプラズマ領域は、多方向に蓄積される。典型的には、多方向を、カソードアセンブリ内の１つまたは複数の磁石アセンブリおよび磁極の異なる配置または設計によって実現することができる。たとえば、１つおよび／または複数の磁石アセンブリを、カソードアセンブリのコーティング側で、典型的にはカソードアセンブリの単一のコーティング側で、多方向に配置することができる。概して、カソードアセンブリは、磁極に対する第１の角座標およびさらなる磁極に対する第２の角座標が提供されるように適合される。カソードアセンブリの第１の角座標および第２の角座標は典型的には、１つの基板をコーティングするためのコーティング側に配置される。
【００２４】
いくつかの実施形態によれば、第１の角座標と第２の角座標との間の角度αは、約２０度より大きく約１６０度より小さい。第１の角座標と第２の角座標との間の角度αは、より典型的には約３０度〜１２０度であり、さらにより典型的には約５０〜約１００度である。一実施形態によれば、第１の角座標と第２の角座標との間の角度は、約３０度より大きく約８０度より小さい。一例では、第１の角座標と第２の角座標との間の角度は約６０度である。
【００２５】
いくつかの実施形態によれば、第１の磁石アセンブリの内側の極は、カソードアセンブリの第１の角座標に配置され、第１の磁石アセンブリの外側の極のうちの１つは、第２の角座標に配置される。いくつかのさらなる実施形態によれば、第１の磁石アセンブリの内側の極は、第１の角座標に配置され、第２の磁石アセンブリの内側の極は、第２の角座標に配置される。典型的には、第１の角座標と第２の角座標との間の角度は、上記の角度αである。典型的には、上記で画定された角度は、１つ／複数の磁石アセンブリによって生成されるプラズマ領域の角度に本質的に対応する。これは特に、プラズマ領域が磁石アセンブリ構成要素に対して本質的に対称に形成される対称の磁石アセンブリに対して当てはまることがある。たとえば、プラズマ領域を、磁極の配置に対応して形成することができる。したがって、本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、本明細書でプラズマ領域に対する位置および角度を画定することは、それに対応して、磁極、磁石要素など、１つまたは複数の磁石アセンブリのそれぞれの構成要素に適用することができる。
【００２６】
典型的には、磁極間および／または第１のプラズマ領域と第２のプラズマ領域との間の角度を、カソードアセンブリ内で固定の位置に配置される１つまたは複数の磁石アセンブリを使用して提供することができる。本明細書に記載する実施形態による１つの回転カソード内に多方向のレーストラックを有することは、時間と機器コストの両方を節約する。
【００２７】
概して、第１の角座標と第２の角座標との間の角度は、実質上１つの平面内で測定される。いくつかの実施形態によれば、第１の角座標および第２の角座標を含む平面は、画定された長手方向位置におけるカソードアセンブリの横断面である。典型的には、第１の角座標および第２の角座標が配置される平面を、カソードアセンブリの長手方向軸（回転軸など）に対して実質上垂直にすることができる。図２〜４に見られるように、角度αは、カソードアセンブリの横断面内で測定される。一例として、この横断面は、カソードアセンブリの長手方向（または回転）軸に沿った長さの約５０％のところに位置する平面とすることができる。
【００２８】
図２は、本明細書に記載するいくつかの実施形態によるカソードアセンブリの横断面図を示す。典型的には、図２〜４に関して本明細書に記載するカソードアセンブリは、図１に関して記載するＰＶＤチャンバ内で使用することができる。カソードアセンブリ２００は、ターゲット材料２１０を供給する回転ターゲットアセンブリを提供する。ターゲット材料を、図２の実施形態に示すように、一枚で配置することができ、またはいくつかのターゲットタイルで配置することができる。カソードアセンブリ２００は、回転軸２２０を含み、カソードアセンブリは、回転軸２２０の周りを回転可能である。
【００２９】
図２に示す実施形態では、１つの磁石アセンブリ２３０が設けられている。典型的には、磁石アセンブリは、カソードアセンブリ内に設けられる。いくつかの実施形態によれば、磁石アセンブリ２３０は、カソードアセンブリに対して固定の位置で保持されるように適合される。言い換えれば、磁石アセンブリ２３０は、カソードアセンブリ２００とともに基板２８０に対して回転することができるが、磁石アセンブリは、カソードアセンブリ２００の回転軸２２０に対して固定の位置にある。典型的には、磁石アセンブリが配置されるカソードの側を、コーティング側と呼ぶことができる。図２では、コーティング側は、カソードアセンブリ２００のコーティング側に配置されている基板２８０から見ることができる。
【００３０】
いくつかの実施形態によれば、磁石アセンブリ２３０は、基礎と、逆の極性を有する２つ以上の磁極とを含む。図２に示す実施形態では、逆の極性を有する２つの永久磁石２３５および２３６が示されている。本発明の実施形態で使用されるいくつかの磁石アセンブリについては、図５ａ、図５ｂ、図６ａ、および図６ｂに関してより詳細に説明する。
【００３１】
典型的には、図２〜４に関して説明する磁極は、横断面図で示されている。たとえば、図２の横断面図では、磁石要素２３５を２つの外側の磁石要素によって提供することができるが、これらの磁石要素は、図２の横断面図に２つの要素として示されている磁石要素２３５が１つのみ存在することができるように、ループ形状を有することもできる。同じことが、図３および図４の磁石アセンブリおよび磁石要素にも当てはまる。
【００３２】
いくつかの実施形態によれば、磁石２３５および２３６などの２つの磁極は、堆積チャンバ内に配置されると２つの磁場を生成し、それによって動作中にこれらの磁場付近にプラズマ領域の形成を引き起こす。図２では、これらのプラズマ領域を参照符号２４０および２５０で表す。
【００３３】
以下、磁気アセンブリを、プラズマ領域を提供するものとして説明するが、これは、堆積チャンバ内で動作されるとき、磁場を生成することが可能であり、それによってカソードアセンブリ付近にプラズマ領域の形成を引き起こすことを意味する。たとえば、本明細書に記載する磁気アセンブリは、プラズマ領域を提供するものとして説明する堆積プロセス中のプラズマ領域の生成および位置に影響する。
【００３４】
典型的には、本明細書に記載し、図に示すプラズマ領域は、横断面で示されている。図２〜４に説明および図示するカソードアセンブリは、横断面図で示されている。さらに、この横断面図に示すプラズマ領域は、実質上円形または長円形の形状を有することができるが、これはプラズマ領域の概略図にすぎないことを理解されたい。プラズマ領域は、概略的に示す形状から逸脱して任意の形状を有する横断面形状を有することができ、この横断面形状は、本明細書に記載する磁気アセンブリの磁場によって引き起こされうる。典型的には、図２のプラズマ領域２４０および２５０など、図に示す２つのプラズマ領域は、図２〜４に示す平面とは異なる横断面内に重複部分を有することがあり、またはさらには、別の平面内で一体になることがある。たとえば、プラズマ領域がレーストラック形状を有する場合、横断面図に示す２つのプラズマ領域は、閉ループ形状を形成する１つのプラズマ領域とすることができる。それにもかかわらず、本明細書に記載するプラズマ領域は、図に示すように横断面図内に記載されているため、２つのプラズマ領域と呼ばれる。
【００３５】
この文脈で「実質上」という用語は、「実質上」とともに表す特性からの特定の逸脱がありうることを意味する。たとえば、「実質上円形」という用語は、一方向の全体的な長さの約１〜１０％の逸脱など、正確な円形の形状からの特定の逸脱を有することができる形状を指す。さらなる例によれば、「実質上対称」という用語は、「対称」で表される要素の形状の中心点の対称性を指すことができる。典型的には、「実質上対称」という用語は、要素が正確には対称に配置されておらず、対称の配置からある程度、たとえば要素の全長の数パーセント逸脱していることを意味する場合もある。
【００３６】
図２に示す実施形態では、磁極に対するカソードアセンブリ２００の第１の角座標を、参照符号２６０で表し、さらなる磁極に対するカソードアセンブリ２００の第２の角座標を、参照符号２７０で表す。典型的には、第１の角座標２６０および第２の角座標２７０は、カソードアセンブリ２００の回転軸２２０から、磁石アセンブリ２３０の内側の極２３６および磁石アセンブリ２３０の１つの外側の極２３５へそれぞれ延びる。第１の角座標２６０と第２の角座標２７０との間の角度αは、上記のように、約２０度〜約１６０度とすることができる。
【００３７】
典型的には、磁石アセンブリは、２つの磁場を同時に生成するように適合され、それによってカソードアセンブリ付近にプラズマ領域の形成を引き起こす。そのようにして、磁石アセンブリの磁極によって、第１のプラズマ領域と第２のプラズマ領域が同時に形成され、大きな基板面積を高度な均一性で同時に堆積させることが可能になる。
【００３８】
図３は、本明細書に記載する実施形態による回転可能なカソードアセンブリ３００の横断面図を示す。カソードアセンブリ３００は、材料３１０および回転軸３２０を提供する回転ターゲットアセンブリを有し、ターゲットアセンブリは、回転軸３２０の周りを回転することができる。典型的には、カソードアセンブリ３００は、第１の磁石アセンブリ３３０および第２の磁石アセンブリ３３５を提供する。典型的には、磁石アセンブリ３３０および３３５はそれぞれ、カソードアセンブリ３００内に配置される。さらに、磁石アセンブリ３３０は典型的には、外側磁極３３１および内側磁極３３２を含み、磁石アセンブリ３３５は典型的には、外側磁極３３６および内側磁極３３７を含む。磁極の実施形態に対する例については、図５ａ、図５ｂ、図６ａ、および図６ｂに関して詳細に説明する。これらの磁石アセンブリの磁極を、磁石アセンブリが１つまたは複数の磁場を生成するように配置することができ、それによって、カソードアセンブリが堆積チャンバ内で動作されたとき、カソードアセンブリ付近に１つまたは複数のプラズマ領域の形成を引き起こす。たとえば、プラズマ領域３４０、３４１は、磁石アセンブリ３３０の磁極３３１および３３２によって生成される磁場に関連し、プラズマ領域３５０、３５１は、磁石アセンブリ３３５の磁極３３６、３３７によって生成される磁場に関連する。典型的には、磁石アセンブリ３３０の内側磁極３３２は、カソードアセンブリ３００の第１の角座標３６０に配向され、磁石アセンブリ３３５の内側磁極３３７は、カソードアセンブリ３００の第２の角座標３７０に配向される。いくつかの実施形態によれば、第１の角座標３６０および第２の角座標３７０は、上記で詳細に説明したように、カソードアセンブリ３００の回転軸３２０から、カソードアセンブリの２つ以上の磁石アセンブリの内側磁極へ延びる。
【００３９】
典型的には、磁石アセンブリ３３０および３３５は、カソードアセンブリ３００に対して固定の位置に配置される。特に、磁石アセンブリ３３０および３３５は、互いに対して固定の位置で保持される。いくつかの実施形態によれば、２つの磁石アセンブリを、これらの磁石アセンブリが互いに対して固定の位置で保持されるように、互いに堅く接続させることができる。概して、磁石アセンブリ３３０および３３５が配置されるカソードの側を、コーティング側と呼ぶ。
【００４０】
典型的には、磁極に対する第１の角座標とさらなる磁極に対する第２の角座標との間に角度αが提供される。いくつかの実施形態によれば、第１の角座標と第２の角座標との間の角度αは、典型的には約２０度〜約１６０度であり、より典型的には約３０度〜１２０度であり、さらにより典型的には約５０〜約１００度である。一実施形態によれば、第１の角座標と第２の角座標との間の角度は、約３０度より大きく約８０度より小さい。一例では、第１の角座標と第２の角座標との間の角度は約６０度である。
【００４１】
図３の実施形態に示すように、カソードアセンブリ内の２つ以上の磁石アセンブリはそれぞれ、２つのプラズマ領域を提供する。しかし、図３はカソードアセンブリの横断面図であり、したがってプラズマ領域も横断面図で示されている。上記のように、１つの磁石アセンブリの２つのプラズマ領域は、図３に示す平面とは異なる平面内で重複し、または一体になることがある。
【００４２】
いくつかの実施形態によれば、２つ以上の磁石アセンブリを有するカソードアセンブリ（図３に示すカソードアセンブリなど）が、１つの基板をコーティングするために堆積チャンバ内で使用される。それは、２つ以上の磁石アセンブリが同じ基板を同時にコーティングするために使用されることを意味する。典型的には、２つの磁石アセンブリはどちらも、１つの基板をコーティングするために固定の位置で使用される。
【００４３】
図４では、本明細書に記載する実施形態によるカソードアセンブリ４００の横断面図が示されている。カソードアセンブリ４００内では、回転ターゲットアセンブリがターゲット材料４１０を提供する。例示として、カソードアセンブリ４００内に４つの磁石アセンブリ４３０、４３１、４３２、および４３３が配置される。典型的には、ターゲットアセンブリは、回転軸４２０の周りで回転可能であり、磁石アセンブリは、カソードアセンブリ４００内で、回転軸４２０に対して固定される。いくつかの実施形態によれば、磁石アセンブリは、互いに対して固定の位置にある。
【００４４】
典型的には、磁石アセンブリ４３０、４３１、４３２、および４３３はそれぞれ、内側磁極４７１、４７３、４７５、および４７７、ならびに外側磁極４７０、４７２、４７４、および４７６を含む。これらの磁極は典型的には、１つまたは複数の磁場を提供するように適合される。磁石アセンブリ４３０、４３１、４３２、および４３３の磁極４７０、４７１、４７２、４７３、４７４、４７５、４７６、および４７７によって生成される磁場が、カソードアセンブリ付近に１つまたは複数のプラズマ領域の形成を引き起こすことができる。たとえば、磁極４７０、４７１、４７２、４７３、４７４、４７５、４７６、および４７７は、プラズマ領域４４０、４４１、４４２、４４３、４４４、４４５、４４６、および４４７を形成するための磁場を提供する。典型的には、磁石アセンブリ４３０の内側磁極４７１は、カソードアセンブリ４００の第１の角座標４６０に配置され、磁石アセンブリ４３１の内側磁極４７３は、カソードアセンブリ４００の第２の角座標４６１に配置され、磁石アセンブリ４３２の内側磁極４７５は、カソードアセンブリ４００の第３の角座標４６２に配置され、磁石アセンブリ４３３の内側磁極４７７は、カソードアセンブリ４００の第４の角座標に配置される。
【００４５】
いくつかの実施形態によれば、これらの磁石アセンブリを、カソードアセンブリ内で対称に配置することができる。一例として、カソードアセンブリ４００の磁石アセンブリ４３０、４３１、４３２、および４３３は、カソードアセンブリ４００内で実質上対称に配置される。一実施形態では、これらの磁石アセンブリを、互いに実質上同じ角距離で配置することができる。このとき、それぞれの磁石アセンブリの内側磁極間の角度αを、例示として約９０度とすることができる。
【００４６】
さらなる実施形態によれば、磁石アセンブリを、部分的に対称に配置することができる。たとえば、カソードアセンブリの半分に２つの磁石アセンブリを有する配置を、カソードアセンブリの他方の半分に反映することができる。そのような例を、図４に示す。磁石アセンブリ４３０および４３１は、アセンブリ４３２および４３３に対して対称である。典型的には、図４に示すカソードアセンブリは、２つのコーティング側を有するものとして説明することができ、磁石アセンブリ４３０および４３１は第１のコーティング側に配置され、磁石アセンブリ４３２および４３３は第２のコーティング側に配置される。これらの２つのコーティング側はまた、基板４８０および４８１によって図４に示されており、各基板は、２つのコーティング側のそれぞれに配置される。
【００４７】
いくつかの実施形態によれば、カソードアセンブリの各コーティング側は、１つまたは複数の磁石アセンブリを有することができる。典型的には、カソードアセンブリの各コーティング側は、磁極に対する第１の角座標と、さらなる磁極に対する第２の角座標とを提供することができる。
【００４８】
典型的には、第１の磁石アセンブリおよび第２の磁石アセンブリの配置は、カソードアセンブリ内に２度、たとえば対称形に置くことができる。いくつかの実施形態によれば、第１の磁石アセンブリの内側磁極の第１の角座標と第２の磁石アセンブリの内側磁極の第２の角座標との間には、約６０度の角度を提供することができる。この配置を用いると、カソードアセンブリの前面に配置される１つの基板を一度にコーティングできるだけでなく、カソードアセンブリの後ろに配置される別の基板も対称にかつ同時にコーティングすることができる。
【００４９】
図４に示す実施形態は、４つの磁石アセンブリ４３０、４３１、４３２、および４３３を例示として示し、各磁石アセンブリは、２つのプラズマ領域のための磁場を提供する。典型的には、第１の角座標４６０と第２の角座標４６１との間の角度αは、約２０度〜約１６０度、より典型的には約３０度〜１２０度、さらにより典型的には約５０度〜約１００度とすることができる。一実施形態によれば、第１の角座標と第２の角座標との間の角度は、約３０度より大きく約８０度より小さい。図４では、分かりやすくするために、第１の角座標４６０と第２の角座標４６１との間の角度のみを示す。しかし、角度αに対する前述の値はまた、角座標４６１と角座標４６２との間、角座標４６２と角座標４６３との間、および角座標４６３と角座標４６０との間の角度に対しても適用することができる。
【００５０】
図５ａは、本明細書に記載する実施形態によるカソードアセンブリ内で使用できる磁石アセンブリの一例の横断面図を示す。典型的には、磁石アセンブリ５００は、ヨーク５１０を含む。いくつかの実施形態によれば、磁石アセンブリ５００は、内側磁極５３０および逆の極性を有する外側磁極５２０を含む。図５ａおよび図５ｂに示す実施形態では、磁極５２０および５３０は、ヨーク５１０上に配置された磁石要素５２０および５３０として示されている。いくつかの実施形態によれば、これらの磁石要素を永久磁石とすることができる。
【００５１】
いくつかの実施形態によれば、本明細書に記載する磁極は、カソードアセンブリ付近にプラズマ領域を形成するための磁場を生成するのに適した任意の要素とすることができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載する磁極を永久磁石とすることができ、さらなる実施形態によれば、これらの磁極の１つを、鉄を含有する材料から作られたヨークなどの磁気材料によって提供することができる。
【００５２】
典型的には、図５ａに見ることができるように、磁石要素５２０および５３０は、２つの磁場を生成することが可能になるような方法で配置される。これらの２つの磁場の一部を、磁力線５６０および５４０によって示す。図５ａでは、永久磁石から一方向に、すなわちヨーク５１０から離れる方向に延びる磁力線のみが示されている。
【００５３】
図５ａに示す磁場は、上記のようにカソードアセンブリ内で使用されるとき、２つのプラズマ領域の形成を引き起こすことができる。図５ａの磁石アセンブリ５００によって形成されるプラズマ領域を、図５ａ内に参照符号５５０および５５１で表す。典型的には、図５ａは、磁石アセンブリの横断面図を示す。したがって、２つのプラズマ領域５５０、５５１もまた、横断面図に示されている。しかし、同じく上述したように、これらのプラズマ領域は、図示の平面とは異なる横断面内で重複部分を有することがあり、またはさらには別の平面内で一体になることがある。たとえば、プラズマ領域がレーストラック形状を有する場合、横断面図に示す２つのプラズマ領域は、閉ループ形状を形成する１つのプラズマ領域とすることができる。
【００５４】
図５ｂは、図５ａの磁石アセンブリ５００の上面図を示す。典型的には、２つの磁石要素５２０および５３０をヨーク５１０上に見ることができる。これらの磁石要素を、磁石要素の少なくとも１つが閉ループを形成するように配置することができる。図５ｂでは、磁石要素５２０が閉ループを形成し、その中に磁石要素５３０が配置されることを見ることができる。
【００５５】
いくつかの実施形態によれば、ループ状に形成された磁石要素内に配置されている磁石要素を、内側磁石として表すことができ、そのループを形成する磁石要素を、外側磁石として表すことができる。典型的には、内側磁石は、外側磁石要素内に構造を形成することができる。
【００５６】
典型的には、本明細書で参照する外側磁極を、図５ａおよび図６ａに示す横断面面内で２つの外側の極として示すことができる。しかし、図５ｂおよび図６ｂの例の上面図に見ることができるように、外側磁極を、横断面図に２つの外側の極を提供する閉ループ形状の１つの磁石要素によって提供することができる。
【００５７】
図６ａは、図２〜４に関して上記で説明したカソードアセンブリ内で使用できる磁石アセンブリの一例の横断面図を示す。磁石アセンブリ６００は典型的には、ヨーク６１０を含み、ヨーク６１０上には、磁気要素６２０および６３０などの磁極を配置することができる。いくつかの実施形態によれば、磁石要素６２０および６３０を永久磁石とすることができる。図６ａでは、磁石アセンブリ６００によって提供されうる２つのプラズマ領域６５０、６５１を示し、すなわちプラズマ領域６５０、６５１は、上記のようにカソードアセンブリ内で磁石アセンブリの動作中に形成され、配置されることができる。
【００５８】
典型的には、図６ａの磁石アセンブリは、プラズマ領域を形成することを可能にする磁場を提供する。図６ａでは、磁力線６４０および６６０が例示として示されており、生成される磁場の一部を提示する。
【００５９】
図６ｂは、図６ａの磁石アセンブリ６００の上面図を提供する。外側磁石要素６２０が設けられ、内側磁石要素６３０を取り囲む。図６ｂに示す実施形態では、内側磁石要素ならびに外側磁石要素は、ループ形状に配置される。磁石要素６２０と磁石要素６３０はどちらも、ヨーク６１０上に配置される。典型的には、磁石アセンブリ６００がカソードアセンブリ内に取り付けられる場合、内側磁石要素６３０を、カソードアセンブリの第１の角座標または第２の角座標に配置することができる。ループ形状の内側磁石が使用されるいくつかの実施形態によれば、磁石アセンブリを、カソードアセンブリの角座標がループ形状の内側磁石要素の中心線の方を向くように配置することができる。
【００６０】
典型的には、本明細書に記載する磁石アセンブリの第１の極は、少なくとも１つの磁石要素の閉ループによって画定される平面の外側の方向を向く。言い換えれば、磁石アセンブリの極は、ヨークによって画定される平面の外側を向き、図２〜４に例示として示すカソードアセンブリのターゲット材料の方向を向く。
【００６１】
いくつかの実施形態によれば、本明細書に記載するカソードアセンブリおよび磁石アセンブリは、静的堆積中に回転可能なカソードアセンブリとして使用することができる。それは、基板は、堆積プロセス中に固定の位置で保持することができる一方で、カソードアセンブリは、その回転軸の周りを回転することができることを意味する。典型的には、本明細書に示すカソードアセンブリは、大面積の基板をコーティングするために使用することができる。
【００６２】
いくつかの実施形態によれば、大面積の基板は、少なくとも０．１７４ｍ２の寸法を有することができる。典型的には、この寸法は、約１．４ｍ２〜約８ｍ２、より典型的には約２ｍ２〜約９ｍ２、またはさらには最高１２ｍ２までとすることができる。典型的には、本明細書に記載する実施形態による構造、カソードアセンブリなどの装置、および方法が提供される基板は、本明細書に記載する大面積の基板である。たとえば、大面積の基板は、約１．４ｍ２の基板（１．１ｍ×１．３ｍ）に対応するＧＥＮ５、約４．２９ｍ２の基板（１．９５ｍ×２．２ｍ）に対応するＧＥＮ７．５、約５．７ｍ２の基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に対応するＧＥＮ８．５、またはさらには約８．７ｍ２の基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に対応するＧＥＮ１０とすることができる。ＧＥＮ１１およびＧＥＮ１２などのさらに大きい世代ならびに対応する基板面積も、同様に実施することができる。
【００６３】
典型的には、本明細書に記載する基板を、材料堆積に適した任意の材料から作ることができる。たとえば、基板は、ガラス（たとえば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、金属、ポリマー、セラミック、複合材料、炭素繊維材料、もしくは任意の他の材料、または材料の組合せからなる群から選択される材料から作ることができ、この材料を、堆積プロセスによってコーティングすることができる。
【００６４】
いくつかの実施形態によれば、堆積材料を、堆積プロセスおよびコーティングされた基板の後の用途に従って選択することができる。たとえば、ターゲットの堆積材料を、アルミニウム、モリブデン、チタン、銅などの金属、シリコン、インジウムスズ酸化物、および他の透明酸化物からなる群から選択される材料とすることができる。典型的には、ターゲット材料を、セラミック酸化物とすることができ、より典型的には、材料を、インジウム含有セラミック、スズ含有セラミック、亜鉛含有セラミック、およびこれらの組合せからなる群から選択されるセラミックとすることができる。たとえば、堆積材料をＩＧＺＯとすることができる。
【００６５】
いくつかの実施形態によれば、基板上に膜を堆積させる方法が提供される。そのような方法の一例を、図７の概略的な流れ図に見ることができる。典型的には、方法７００は、ブロック７１０によって示すように、少なくとも２つのプラズマ領域を生成することを含む。典型的には、プラズマ領域は、ＰＶＤプロセスに適した堆積チャンバなどの堆積チャンバ内で生成される。プロセスチャンバ内では、方法７００に対する第１の条件として７２０によって示すように、１つまたは複数の磁石アセンブリを有するカソードアセンブリを配置することができる。典型的には、カソードアセンブリは、図２〜４に関して上記で説明したカソードアセンブリとすることができ、カソードアセンブリ内の１つまたは複数の磁石アセンブリは、図５ａ、図５ｂ、図６ａ、および図６ｂに関して上記で説明した磁石アセンブリとすることができる。図７では、ブロック７２１は、カソードアセンブリが図２〜４に示すカソードアセンブリのうちの１つである選択肢を表し、選択肢として点線で示されている。
【００６６】
本明細書に記載するいくつかの実施形態によれば、カソードアセンブリ付近にプラズマ領域の形成を引き起こす磁場を生成するために使用されるカソードアセンブリは、回転可能なカソードアセンブリとすることができ、これをブロック７３０によって表す。典型的には、カソードアセンブリは、回転軸の周りで回転可能であり、１つ／複数の磁石アセンブリは、回転軸に対して固定して配置される。
【００６７】
典型的には、本明細書に記載する実施形態によるプラズマ領域を生成するために使用できるカソードアセンブリは、磁極に対する第１の角座標と、さらなる磁極に対する第２の角座標とを提供することができる。カソードアセンブリ内で使用される１つ／複数の磁石アセンブリは概して、内側磁極および少なくとも１つの外側磁極を提供する。一実施形態によれば、２つのプラズマ領域は、１つの磁石アセンブリを有するカソードアセンブリによって生成される。磁石アセンブリの内側磁極は、カソードアセンブリの第１の角座標に配置され、磁石アセンブリの外側磁極は、カソードアセンブリの第２の角座標に配置される。さらなる実施形態によれば、第１の磁石アセンブリの内側磁極は、カソードアセンブリの第１の角座標に配置され、第２の（またはさらなる）磁石アセンブリの内側磁極は、カソードアセンブリの第２の角座標に配置される。たとえば、基板内に膜を堆積させる方法に使用されるカソードアセンブリは、図２または図３に関して説明したカソードアセンブリとすることができる。典型的には、１つ／複数の磁石アセンブリは、基板をコーティングするためにカソードアセンブリのコーティング側に配置される。
【００６８】
いくつかの実施形態によれば、ブロック７４０は、第１の角座標および第２の角座標の配置に関連し、具体的には、第１の角座標と第２の角座標との間の角度に関連する。典型的には、この角度は、約２０度〜約１６０度、より典型的には約３０度〜１２０度、さらにより典型的には約５０〜約１００度である。一実施形態によれば、第１の角座標と第２の角座標との間の角度は、約３０度より大きく約８０度より小さい。一例では、第１の角座標と第２の角座標との間の角度は約６０度である。
【００６９】
基板上のコーティングのためのコーティング側を有するスパッタ堆積装置用のカソードアセンブリが設けられる。カソードアセンブリは、回転軸の周りでターゲット材料を回転させるように適合された回転ターゲットアセンブリと、少なくとも１つの第１の磁石アセンブリとを含む。少なくとも１つの磁石アセンブリは典型的には、内側磁極および少なくとも１つの外側磁極を有し、１つまたは複数のプラズマ領域を生成するように適合される。さらに、カソードアセンブリは、磁極に対する第１の角座標と、さらなる磁極に対する第２の角座標とを有する。典型的には、これらの磁極は、コーティング側に対して設けられる。第１の角座標および第２の角座標は、約２０度より大きく約１６０度より小さい角度αを画定する。いくつかの実施形態によれば、第１の磁石アセンブリの内側磁極は、第１の角座標に設けられ、第１の磁石アセンブリの外側磁極は、第２の角座標に設けられる。典型的には、カソードアセンブリは、内側磁極および少なくとも１つの外側磁極を有する第２の磁石アセンブリを含むことができる。第２の磁石アセンブリは、１つまたは複数のプラズマ領域を生成するように適合されることができる。第２の磁石アセンブリが設けられる場合、第１の磁石アセンブリの内側磁極は、第１の角座標に設けられ、第２の磁石アセンブリの内側磁極は、第２の角座標に設けられる。いくつかの実施形態によれば、第１の磁石アセンブリおよび／または第２の磁石アセンブリは、カソードアセンブリの回転軸に対して固定の位置で保持される。典型的には、第１の磁石アセンブリおよび／または第２の磁石アセンブリはそれぞれ、２つのプラズマ領域を提供することができる。本明細書に記載する他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１の角座標および第２の角座標は、約３０度より大きく約８０度より小さい角度αを形成することができる。典型的には、磁石アセンブリは、ターゲットアセンブリ内に配置されることができる。１つの典型的な実施形態では、磁石アセンブリは、２つ以上のプラズマ領域を同時に生成するように適合されることができる。さらに、典型的には２つ以上の磁石アセンブリを含むカソードアセンブリを設けることができ、これらの磁石アセンブリは、カソードアセンブリ内で実質上対称に配置される。本明細書に記載するいくつかの実施形態によれば、第１の磁石アセンブリおよび／または第２の磁石アセンブリの磁極は、閉ループを形成するように配置された磁石要素を含むことができる。具体的には、第１の磁石アセンブリおよび／または第２の磁石アセンブリの磁極は典型的には、閉ループ内に構造を形成するように配置された磁石要素を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の磁石アセンブリおよび／または第２の磁石アセンブリの磁極は、閉ループによって画定された平面の外側の方向を向くことができる。典型的には、少なくとも２つの磁石アセンブリを、互いに堅く接続することができる。いくつかの実施形態によれば、少なくとも２つの磁石アセンブリは、同じ基板を同時にコーティングするように適合されることができる。
【００７０】
さらなる態様では、スパッタ堆積装置内で基板上に膜を堆積させる方法が提供される。スパッタ堆積装置は、回転ターゲットアセンブリと、基板上のコーティングのためのコーティング側とを含むことができる。典型的には、ターゲットアセンブリは、回転軸の周りでターゲット材料を回転させるように適合される。さらに、カソードアセンブリは、回転軸に対して固定の位置で保持された少なくとも１つの磁石アセンブリを含むことができる。磁石アセンブリは、内側磁極および少なくとも１つの外側磁極を含み、１つまたは複数のプラズマ領域を生成するように適合される。典型的には、カソードアセンブリは、コーティング側に対して設けられた磁極に対する第１の角座標と、コーティング側に対して設けられたさらなる磁極に対する第２の角座標とをさらに有する。基板上に膜を堆積させる方法は、コーティング側で基板をコーティングするために、第１の角座標に配置される磁極によって生成される磁場で少なくとも１つの第１のプラズマ領域と、第２の角座標に配置される磁極によって生成される磁場で少なくとも１つの第２のプラズマ領域とを生成することを含む。典型的には、第１の角座標および第２の角座標は、約２０度より大きく約１６０度より小さい角度αを画定する。本明細書に記載するいくつかの実施形態によれば、第１の角座標および第２の角座標は、約３０度より大きく約８０度より小さい角度αを形成することができる。
【００７１】
典型的には、前述のカソードアセンブリを、異なる方向に配向された磁石アセンブリの磁極間の角度による多方向のレーストラックカソードとして説明することができる。上記のように、１つまたは複数の磁石アセンブリを１つのカソード内へ配置することによって、分割スパッタモードまたは連続する揺れを提供するカソードアセンブリと同等の膜特性を実現することができる。しかし、本明細書に記載する実施形態によるカソードアセンブリでは、カソード内の部品を調整する必要はない。さらに、本発明の実施形態による１つのカソードアセンブリ内の磁石アセンブリが同時に動作されるという事実のため、膜特性を、分割スパッタモードまたは連続する揺れを有するカソードアセンブリと比較すると、より短時間で実現することができる。また、前述のレーストラックの配置を、カソードアセンブリの両側に配置される基板上で同時コーティングを実現するために、カソードアセンブリの裏側に対して対称に反映することができる。
【００７２】
上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他のおよびさらなる実施形態を考案することもでき、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
2014534341.tif 000003
【図２】
2014534341.tif 000004
【図３】
2014534341.tif 000005
【図４】
2014534341.tif 000006
【図５ａ】
2014534341.tif 000007
【図５ｂ】
2014534341.tif 000008
【図６ａ】
2014534341.tif 000009
【図６ｂ】
2014534341.tif 000010
【図７】
2014534341.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月24日(2014.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
さらなる実施形態によれば、スパッタ堆積装置用のカソードアセンブリが提供される。典型的には、カソードアセンブリは、基板上のコーティングのためのコーティング側を有する。さらに、カソードアセンブリは、回転軸の周りでターゲット材料を回転させるように適合された回転ターゲットアセンブリと、少なくとも１つの第１の磁石アセンブリとを含む。磁石アセンブリは、内側磁極および少なくとも１つの外側磁極を含み、１つまたは複数のプラズマ領域を生成するように適合される。典型的には、少なくとも１つの磁石アセンブリの内側磁極および外側磁極は、約２０度より大きく約１６０度より小さい角度αを画定する。さらなる実施形態によれば、従属請求項または従属請求項の組合せからの特徴を、任意に追加することができる。
【国際調査報告】
2014534341.tif 000012
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2014534341.tif 000014