(57)【要約】  マグネトロンスパッタリング反応空間（Ｉ）において、マグネトロン磁界（Ｂｍ）が発生させられる。さらなる磁界（Ｂａ）が反応空間（Ｉ）において発生させられ、それによって、合成磁界（Ｂｒ）は、反応空間（Ｉ）において、ターゲット平面（９）と平行なマグネトロン磁界（Ｂｍ）の方向成分より大きい、ターゲット平面（９）と平行な方向成分を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネトロンスパッタ堆積の方法、または、マグネトロンスパッタで堆積された層で被覆された基板を製造する方法であって、
スパッタ面（１１）を有し、ターゲット平面（９）に沿って延びるターゲット（１）を、真空筐体（４、４０、６０）に提供するステップと、
スパッタ被覆される面（１５）を有する基板（１３）を提供するステップと、
前記スパッタ面（１１）と、スパッタ被覆される前記面（１５）との間に、反応空間（Ｉ）を提供するステップと、
前記反応空間（Ｉ）においてマグネトロン磁界（Ｂｍ）を発生させるステップであって、前記マグネトロン磁界（Ｂｍ）の磁力線が前記スパッタ面（１１）の第１の外側極面（２０）と第１の内側極面（２２）との間で弧を描き、前記第１の外側極面（２０）は、前記スパッタ面（１１）を向く方向（Ｓ１）において見たとき、前記スパッタ面（１１）において前記第１の内側極面（２２）の周りに閉ループを形成する、ステップと、
前記反応空間（Ｉ）において、少なくとも１つの第２の外側極面（３２）と少なくとも１つの第２の内側極面（３０）との間に、さらなる磁界（Ｂａ）を発生させるステップと、
前記反応空間（Ｉ）において、前記マグネトロン磁界（Ｂｍ）と前記さらなる磁界（Ｂａ）との重畳によって、合成磁界（Ｂｒ）を発生させるステップであって、前記反応空間（Ｉ）における軌跡において前記ターゲット平面（９）と平行な前記合成磁界（Ｂｒ）の方向成分が、少なくとも前記反応空間（Ｉ）の支配的な体積−面積において、前記軌跡において前記ターゲット平面（９）と平行な前記マグネトロン磁界（Ｂｍ）の方向成分より大きい、ステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記合成磁界を、前記スパッタ面の支配的な表面領域に沿って発生させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記合成磁界を、スパッタ被覆される前記基板の前記面の支配的な表面領域に沿って発生させるステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記反応空間における前記マグネトロン磁界と前記さらなる磁界とを、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記さらなる磁界の力線が前記閉ループの少なくとも一部に沿う前記マグネトロン磁界の力線と平行になるように調整されるステップを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記第１の外側極面の外側に前記少なくとも１つの第２の外側極面を提供する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の外側極面の磁極性と前記少なくとも１つの第２の外側極面の磁極性とを等しくなるように選択し、前記第１の内側極面の磁極性と前記少なくとも１つの第２の内側極面の磁極性とを等しくなるように選択する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第２の内側極面を前記スパッタ面の一部として提供する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第２の内側極面を、前記スパッタ面から離れて前記スパッタ面の反対に提供する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの第２の内側極面を、前記基板に対して前記スパッタ面の反対に提供する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ターゲット平面と平行に見たとき、前記少なくとも１つの第２の外側極面を、以下の位置、すなわち、
前記基板に対して前記スパッタ面の反対の位置、
前記基板と整列させられた位置、
前記ターゲット平面と前記基板との間で、前記ターゲット平面より前記基板に近い位置、
前記ターゲット平面と前記基板との間で、前記ターゲット平面より前記基板から離れた位置、
前記ターゲット平面と前記基板との間で、前記基板と前記ターゲット平面とから等距離の位置、
前記ターゲット平面と整列させられた位置、
前記ターゲット平面に対して前記基板の反対の位置
のうちの少なくとも１つにおいて提供する、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
強磁性材料となるように前記ターゲットの材料を選択し、前記合成磁界によって、前記基板にスパッタ堆積させられる前記層における磁気異方性の方向を、一方向性となるように、スパッタ被覆される前記基板の前記面の少なくとも支配的な部分に沿って制御する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記合成磁界を、スパッタ被覆され、好ましくは一様とされる前記基板の前記面の支配的な表面領域に沿って発生させるステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記反応空間における前記マグネトロン磁界と前記さらなる磁界とを、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記さらなる磁界の力線が前記閉ループの少なくとも一部に沿う前記マグネトロン磁界の力線と平行になるように調整されるステップを含む、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記第１の外側極面の外側に前記少なくとも１つの第２の外側極面を提供する、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の外側極面の磁極性と前記少なくとも１つの第２の外側極面の磁極性とを等しくなるように選択し、前記第１の内側極面の磁極性と前記少なくとも１つの第２の内側極面の磁極性とを等しくなるように選択する、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの第２の内側極面を、前記基板に対して前記スパッタ面の反対に提供する、請求項１１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの第２の外側極面を、前記ターゲット平面と平行に見たとき、以下の位置、すなわち、
前記基板に対して前記スパッタ面の反対の位置、
前記基板と整列させられた位置、
前記ターゲット平面と前記基板との間で、前記ターゲット平面より前記基板に近い位置、
前記ターゲット平面と前記基板との間で、前記ターゲット平面より前記基板から離れた位置、
前記ターゲット平面と前記基板との間で、前記基板と前記ターゲット平面とから等距離の位置、
前記ターゲット平面と整列させられた位置、
前記ターゲット平面に対して前記基板の反対の位置
のうちの少なくとも１つにおいて提供する、請求項１１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの第２の外側極面を、前記ターゲット平面と平行に見たとき、前記基板に対して前記スパッタ面の反対に提供する、請求項１１から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記ループに最大ループ直径を提供するステップであって、前記少なくとも１つの第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記最大直径の一方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度の一の配置と、前記最大直径の他方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度のさらなる配置とを含む、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記最大直径の一方の側において第１の直線的な軌跡に沿って延びる前記第１の外側極面の第１の脚部を提供するステップと、前記最大直径の他方の側において第２の直線的な軌跡に沿って延びる前記第１の外側極面の第２の脚部を提供するステップとを含み、前記一の配置は前記第１の脚部に沿って延び、前記さらなる配置は前記第２の脚部に沿って延びる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の脚部および前記第２の脚部は直線的に延びる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
互いと平行な前記第１の脚部および前記第２の脚部を提供するステップを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、それぞれの直線的な軌跡に沿って延びる前記一の配置および前記さらなる配置を提供する、請求項１９から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
直線的に延ばすように前記一の配置および前記さらなる配置を選択する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記一の配置および前記さらなる配置は、それぞれの前記脚部の傍らにそれぞれの一定の間隔を伴って延びる、請求項１９から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記真空筐体の真空に曝される面の一部を前記少なくとも１つの第２の外側極面として選択する、または、前記真空筐体に装着される部品の真空に曝される面を選択するステップを含む、請求項１から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記基板が前記ターゲットにわたって通過するように前記基板と前記ターゲットとを相対的に移動させるステップを含む、請求項１から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記基板のうちの２つ以上を提供するステップと、請求項１から２７のいずれか一項に記載の前記方法を、前記基板のうちの前記２つ以上に続けて実施するステップとを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
請求項１から２７のいずれか一項に記載の前記方法を、基板において２回以上続けて実施するステップを含む、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記マグネトロン磁界と前記さらなる磁界とを、前記スパッタ面に向かって見たとき、前記合成磁界の力線が前記スパッタ面の支配的な部分にわたって方向の軸と平行に延びるように定めるステップと、
前記基板を前記ターゲットに対して、前記方向の軸に対して一定の基板の配向の角度で移動させるステップと
を含む、請求項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記基板から遠くにある回転軸の周りに前記基板を前記ターゲットに対して回転させるステップを含む、請求項２７から３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記回転軸は、前記基板のスパッタ被覆される前記面における法線と、両方の限度を含む０°から４５°の間の角度で交差し、好ましくは０°の角度で交差し、したがって前記法線と平行である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記回転軸は、前記基板のスパッタ被覆される前記面における法線と、両方の限度を含む４５°から９０°の間の角度で交差し、好ましくは９０°の角度で交差し、したがって前記法線に対して垂直である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
スパッタ被覆される前記面のより近くで、前記マグネトロン磁界の強度より大きくなるように前記さらなる磁界の強度を発生させ、スパッタ被覆される前記面からより遠くで、前記マグネトロン磁界の強度より小さくなるように前記さらなる磁界の強度を発生させるステップを含む、請求項１から３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記ターゲットは強磁性材料のものである、請求項１から３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１の外側極面と、前記第２の外側極面と、前記第１の内側極面と、前記第２の内側極面とは少なくとも互いに対して不動である、請求項１から３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
真空筐体と、その中に、
基板平面を定め、スパッタ被覆される面を有する二次元で延ばされた基板を保持するように調整される基板保持体と、
ターゲット保持体に搭載され、ターゲット平面に沿って延び、スパッタ面および後面を有するターゲットと、
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、第１の外側極面と第１の内側極面とを備え、前記第１の外側極面は前記第１の内側極面の周りに前記スパッタ面に沿って閉ループを形成し、前記第１の外側極面は一方の磁極性のものであり、前記第１の内側極面は他方の磁極性のものである、マグネトロン磁石−ダイポールの配置と、
少なくとも１つの第２の外側極面および少なくとも１つの第２の内側極面を有するさらなる磁石−ダイポールの配置であって、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記少なくとも１つの第２の内側極面は、前記第１の外側極面の前記ループ内にあり、前記少なくとも１つの第２の外側極面は前記第２の内側極面から離れており、前記第２の外側極面は前記一方の磁極性を有し、前記第２の内側極面は前記他方の磁極性を有する、さらなるマグネトロン磁石−ダイポールの配置と
を備えるスパッタリング装置。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記第１の外側極面の外側に位置付けられる、請求項３７に記載のスパッタリング装置。
【請求項３９】
前記第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記基板保持体において基板の周囲の外側に位置付けられる、請求項３７または３８に記載のスパッタ装置。
【請求項４０】
前記第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記ターゲットの周囲の外側に位置付けられる、請求項３７から３９のいずれか一項に記載のスパッタ装置。
【請求項４１】
前記マグネトロン磁石−ダイポールの配置および前記さらなる磁石−ダイポールの配置は、前記マグネトロン磁石−ダイポールの配置によって発生させられるマグネトロン磁界の力線および前記さらなる磁石−ダイポールの配置によって発生させられるさらなる磁界の力線が、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記閉ループの少なくとも一部に沿って相互に平行となるように調整される、請求項３７から４０のいずれか一項に記載のスパッタ装置。
【請求項４２】
前記ターゲットは強磁性材料のものである、請求項４１に記載のスパッタ装置。
【請求項４３】
前記第１の外側極面は前記スパッタ面の一部である、請求項３７から４２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４４】
前記少なくとも１つの第２の内側極面は前記スパッタ面の一部である、請求項３７から４３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４５】
前記少なくとも１つの第２の内側極面は前記スパッタ面から離れている、請求項３７から４３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４６】
前記少なくとも１つの第２の内側極面は前記基板平面に対して前記スパッタ面の反対に位置付けられる、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記少なくとも１つの第２の外側極面は、前記ターゲット平面と平行に見たとき、以下の位置、すなわち、
前記基板平面に対して前記ターゲット平面の反対の位置、
前記基板平面と整列させられた位置、
前記ターゲット平面と前記基板平面との間で、前記ターゲット平面より前記基板平面に近い位置、
前記ターゲット平面と前記基板平面との間で、前記ターゲット平面より前記基板平面から離れた位置、
前記ターゲット平面と前記基板平面との間で、前記基板平面と前記ターゲット平面とから等距離の位置、
前記ターゲット平面と整列させられた位置、
前記ターゲット平面に対して前記基板平面の反対の位置
のうちの少なくとも１つにある、請求項３７から４６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４８】
前記第１の内側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、さらなる閉ループである、請求項３７から４７のいずれか一項に記載のスパッタ装置。
【請求項４９】
前記第２の内側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記さらなる閉ループ内にある、請求項４８に記載のスパッタ装置。
【請求項５０】
前記第１の内側極面の少なくとも一部と前記第２の内側極面の少なくとも一部とは、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、重なり合う、請求項３７から４９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５１】
前記第１の外側極面の前記ループは最大ループ直径を有し、前記少なくとも１つの第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記最大直径の一方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度の一の配置と、前記最大直径の他方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度のさらなる配置とを含む、請求項３７から５０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５２】
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記最大直径の一方の側において第１の直線的な軌跡に沿って延びる前記第１の外側極面の第１の脚部と、前記最大直径の他方の側において第２の直線的な軌跡に沿って延びる前記第１の外側極面の第２の脚部とを備え、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記一の配置は前記第１の脚部に沿って延び、前記さらなる配置は前記第２の脚部に沿って延びる、請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記第１の脚部および前記第２の脚部は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、直線的に延びる、請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
前記第１の脚部および前記第２の脚部は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、互いに対して平行である、請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
前記一の配置および前記さらなる配置は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、それぞれの直線的な軌跡に沿って延びる、請求項５１から５４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５６】
前記一の配置および前記さらなる配置は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、直線的に延びる、請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記一の配置および前記さらなる配置は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、それぞれの前記脚部の傍らにそれぞれの一定の間隔を伴って延びる、請求項５２から５６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５８】
前記真空筐体の真空に曝される面の一部が前記少なくとも１つの第２の外側極面である、または、前記真空筐体に装着される部品の真空に曝される面が前記少なくとも１つの第２の外側極面である、請求項３７から５７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５９】
少なくとも１つのさらなる真空処理装置を備え、一方における前記基板保持体と、他方における前記ターゲット保持体および前記少なくとも１つのさらなる真空処理装置とは、互いに対して駆動して移動可能であり、前記基板保持体を前記スパッタ面にわたって通過させ、前記基板保持体を、前記少なくとも１つのさらなる真空処理装置へと、または、前記少なくとも１つのさらなる真空処理装置から通過させる、請求項３７から５８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６０】
前記スパッタ面および前記少なくとも１つのさらなる真空処理装置に対して移動可能である２つ以上の前記基板保持体を備える、請求項５９に記載の装置。
【請求項６１】
前記さらなる真空処理装置のうちの少なくとも１つが請求項３７から５７のいずれか一項に記載のスパッタリング装置である、請求項５９または６０に記載の装置。
【請求項６２】
前記スパッタリング装置のうちの少なくとも１つで、その前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記マグネトロン磁石−ダイポールの配置と前記さらなる磁石−ダイポールの配置とは、前記マグネトロン磁石−ダイポールの配置によって発生させられるマグネトロン磁界と、前記さらなる磁石−ダイポールの配置によって発生させられるさらなる磁界との重畳から生じる合成磁界の力線が、前記スパッタ面の支配的な部分にわたって方向の軸の方向において平行に延びるように構築され、前記少なくとも１つの基板保持体の相対移動は、前記方向の軸に対して一定の角度の配向で前記スパッタ面を通過するような様態で制御される、請求項５９から６１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６３】
前記基板保持体は、前記基板保持体から遠くにある回転軸の周りに駆動して相対的に回転可能である、請求項５９から６２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６４】
前記回転軸は、前記基板平面における法線と、０°以上４５°以下の角度で交差し、好ましくは０°の角度で交差し、したがって前記基板平面に対して垂直である、請求項６３に記載の装置。
【請求項６５】
前記回転軸は、前記基板平面における法線と、４５°以上９０°以下の角度で交差し、好ましくは９０°の角度で交差し、したがって前記基板平面と平行である、請求項６３に記載の装置。
【請求項６６】
前記ターゲットは強磁性材料のものである、請求項３７から６５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６７】
前記マグネトロンダイポール配置と前記さらなる磁石−ダイポールの配置とは、少なくとも互いに対して不動である、請求項３７から６６のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネトロンスパッタリングを対象にしており、その一部の変形および実施形態では、一方向性となるように強磁性層における磁気異方性の方向を同時に制御することを対象にしている。
【背景技術】
【０００２】
材料の磁気特性における当業者にはよく知られているが、我々は、「magnetic anisotropy」に関して、非特許文献１を参照し、特には20.8章「Magnetic Anisotropy」を参照する。
【０００３】
したがって、我々が一方向となるように強磁性材料のスパッタ堆積された層の磁気異方性を制御することについて話すとき、我々は、このような層の少なくとも支配的な領域の強磁性材料を通じて、「容易な磁化」、延いては、「容易な磁化」の方向に対して垂直な「困難な結晶学的方向」が、一方向性となり、層の対処される領域に沿う１つの方向の軸に対して定められることになることに対処する。
【０００４】
マグネトロンスパッタリングの技術において当業者にはさらによく知られているように、マグネトロンスパッタリングにおいて、ターゲットのスパッタ面に沿ってループするマグネトロン磁界は、いわゆる電子捕獲効果によって、増加したプラズマ密度のループを構築する。この効果は、スパッタ面と平行なマグネトロン磁界の成分と、スパッタ面に対して垂直な電界の成分とによって引き起こされる。ターゲットにおける腐食プロフィールは、マグネトロン磁界のループに従うループになる。結果生じる局所的な腐食プロフィールは、ターゲットの不十分な利用と、例えば腐食プロフィールの増加した深さによる、時間と共に変化するスパッタされたターゲット材料の角度の空間分布とをもたらす。ターゲットのスパッタ面に沿ってのより一様な摩耗によってターゲットの利用を向上するように、マグネトロン磁界のループをスパッタ面に沿って移動させることが知られている。これは、ターゲットの下方でターゲットに対して移動する磁石ダイポール配置を必要とする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】William D. Callister, Jr.、Department of Metallurgical Engineering、The University of Utah、「Material Science and Engineering, an Introduction」、Seventh Edition、John Wiley & Sons, Inc.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
代替のマグネトロンスパッタリングの方法および装置を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これは、マグネトロンスパッタ堆積の方法、または、マグネトロンスパッタで堆積された層で被覆された基板を製造する方法であって、
・  スパッタ面を有し、ターゲット平面に沿って延びるターゲットを、真空筐体に提供するステップと、
・  スパッタ被覆される面を有する基板を提供するステップと、
・  スパッタ面と、スパッタ被覆される面との間に、反応空間を提供するステップと、
・  反応空間においてマグネトロン磁界を発生させるステップであって、マグネトロン磁界の磁力線がスパッタ面の第１の外側極面と第１の内側極面との間で弧を描き、第１の外側極面は、スパッタ面を向く方向において見たとき、スパッタ面において第１の内側極面の周りに閉ループを形成する、ステップと、
・  反応空間において、少なくとも１つの第２の外側極面と少なくとも１つの第２の内側極面との間に、さらなる磁界を発生させるステップと、
・  反応空間において、マグネトロン磁界とさらなる磁界との重畳によって、合成磁界を発生させるステップであって、反応空間における軌跡においてターゲット平面と平行な合成磁界の方向成分が、少なくとも反応空間の支配的な体積−面積において、この軌跡においてターゲット平面と平行なマグネトロン磁界の方向成分より大きい、ステップと
を含む方法によって達成される。
【０００８】
定義
１）  我々は、本明細書および特許請求の範囲を通じて、図１を用いて説明されているように、スパッタリング装置、基板をスパッタ被覆する方法、または、スパッタ被覆された基板を製造する方法の文脈において、「極面」において、以下のことを理解している。
真空筐体４の空の容積Ｖが、筐体４の壁２の内側面２ｉと、１以上のターゲット１のスパッタされるスパッタ面１１とによって囲まれている。真空筐体４の壁２は、汲み上げる目的、フィードスルーなどのための開口を有してもよく、そのため、それ自体では必ずしも真空気密ではない。面２ｉおよび１１の表面領域８であって、この表面領域に沿って磁界Ｂの支配的な部分が固体材料から容積Ｖの気体の雰囲気へと伝わる、または、反対に伝わる、表面領域を「極面」と称する。表面領域８は、磁極性ＮまたはＳの一方を有する。
【０００９】
２）  磁界Ｂが「磁気ダイポール配置」によって発生させられる（図１では示されていない）。このような磁気ダイポール配置は、並列または直列に連結される１以上の永久磁石または電磁石を備え、スパッタリング技術では、通常は永久磁石を備える。磁気ダイポール配置は、１以上の磁気ヨークの構造をさらに備え得る。実際、磁気ダイポール配置は、磁極性Ｎ、Ｓの極面８と、空の容積Ｖの一部とを含む磁気回路を完成させる。
【００１０】
３）  我々は、本明細書および特許請求の範囲を通じて、「支配的」において、５０％超と理解している。
【００１１】
４）  我々は、本明細書および特許請求の範囲を通じて、「基板配向」において、以下のことを理解している。基板平面におけるｘ／ｙ直交座標系と、ｘ／ｙ平面と平行な基板においてその基板にわたる直線とを定める場合、基板の角度の配向は、座標系のｘ軸またはｙ軸に対するこのような直線の角度である。直線は、基板において物理的に記されてもよいし記されなくてもよい。
【００１２】
５）  我々は、本明細書および特許請求の範囲を通じて、「基板平面」において、基板保持体によって定められ、基板保持体に保持された基板が沿って延びる平面と理解している。それによって、基板は必ずしも平面でなくてもよい。基板は、基板平面に沿って前後に平面状、弧状、または曲面状などであってもよい。
【００１３】
６）  我々は、本明細書および特許請求の範囲を通じて、「ターゲット平面」において、ほとんどの場合でターゲット保持体によって定められ、ターゲット保持体に搭載されたターゲットが沿って延びる平面と理解している。それによって、スパッタ面は、そのなおも腐食されていない状態において、必ずしも平面状ではなく、前後に平面状、場合によっては弧状、またはさらには曲面状などであってもよい。
【００１４】
ターゲットが駆動して回転可能な中空の円筒によって実現される場合、マグネトロン磁石配置は、例えば、中空の円筒の中で不動であり、基板を向く方向を指し、ターゲット平面は、ターゲットの円筒の回転軸と平行な断面の平面として理解され、ターゲットの円筒の区分がターゲットの円筒の残りの部分から基板に瞬間的に曝される範囲を定める。
【００１５】
さらなる磁界によって、ターゲットにおける腐食プロフィールループは拡大され、向上したターゲット材料の利用と、時間と共に変化しにくいスパッタされたターゲット材料の角度の分布とをもたらす。これは、ターゲットに対して磁気ダイポール配置を移動させることなく達成され得る。
【００１６】
さらに、対処されたような重畳は、マグネトロン磁界強度に対する反応空間における磁界の増加した強度をもたらし、増加したプラズマ密度と、延いては増加したスパッタ速度とをもたらす。
【００１７】
本発明による方法の一変形は、合成磁界を、スパッタ面の支配的な表面領域に沿って発生させるステップを含む。
【００１８】
本発明による方法の一変形は、合成磁界を、スパッタ被覆される基板の面の支配的な表面領域に沿って発生させるステップを含む。
【００１９】
マグネトロン磁界のループの伝搬軸に関して、スパッタ面と平行で、マグネトロン磁界のループの伝搬軸に対して垂直なマグネトロン磁界の成分に曝されるスパッタ面の領域がより大きくなると、レーストラックとも呼ばれるターゲットにおける腐食プロフィールを拡げるときにさらなる磁界の効果がより大きくなる。
【００２０】
これは、反応空間におけるマグネトロン磁界およびさらなる磁界の調整が、スパッタ面に向かう方向において見たとき、つまり、ターゲットにおける上面図で見たとき、さらなる磁界の力線が閉ループの少なくとも一部に沿うマグネトロン磁界の力線と平行になるように実施される。
【００２１】
本発明による方法の一変形によれば、少なくとも１つの第２の外側極面は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、つまり、ターゲットにおける上面図で見たとき、第１の外側極面の外側に提供される。
【００２２】
本発明による方法の一変形は、第１の外側極面の磁極性と少なくとも１つの第２の外側極面の磁極性とを等しくなるように選択するステップと、第１の内側極面の磁極性と少なくとも１つの第２の内側極面の磁極性とを等しくなるように選択するステップとを含む。
【００２３】
本発明による方法の一変形では、少なくとも１つの第２の内側極面はスパッタ面の一部として提供される。
【００２４】
本発明による方法の一変形では、少なくとも１つの第２の内側極面は、前記スパッタ面から離れて前記スパッタ面の反対に提供される。
【００２５】
本発明による方法の一変形では、少なくとも１つの第２の内側極面は、例えば基板の後といった、基板に対してスパッタ面の反対に提供される。
【００２６】
本発明による方法の一変形では、少なくとも１つの第２の外側極面を、ターゲット平面と平行に見たとき、つまり、側面図において見たとき、以下の位置、すなわち、
・  基板に対してスパッタ面の反対の位置、
・  基板と整列させられた位置、
・  ターゲット平面と基板との間で、ターゲット平面より基板に近い位置、
・  ターゲット平面と基板との間で、ターゲット平面より基板から離れた位置、
・  ターゲット平面と基板との間で、基板とターゲット平面とから等距離の位置、
・  ターゲット平面と整列させられた位置、
・  ターゲット平面に対して基板の反対の位置
のうちの少なくとも１つにおいて実施される。
【００２７】
基板が平面ではなく、したがってこのような基板への距離を場合によっては明確に定めることができない場合、このような基板がそれぞれの基板保持体によって保持されるのに沿う代わりのこのような距離が、基板平面に対して定められることは、留意されたい。
【００２８】
本発明による方法の一変形では、ターゲットの材料は強磁性材料となるように選択され、基板にスパッタ堆積させられる層における、スパッタ被覆される基板の面の少なくとも支配的な部分に沿っての磁気異方性の方向は、一方向性であるように、または、一方向性となるように、合成磁界によって制御される。
【００２９】
ターゲットが、対処されたような強磁性材料から選択される本発明による方法の一変形は、合成磁界を、スパッタ被覆される基板の面の支配的な表面領域に沿って発生させるステップを含む。
【００３０】
一変形では、このような合成磁界は、対処された表面領域に沿って一様である。
【００３１】
ターゲットが、対処されたような強磁性材料から選択される本発明による方法の一変形は、反応空間におけるマグネトロン磁界およびさらなる磁界を、スパッタ面に向かう方向において見たとき、つまり、ターゲットに向かう上面図で見たとき、さらなる磁界の力線が閉ループの少なくとも一部に沿うマグネトロン磁界の力線と平行になるように調整するステップを含む。
【００３２】
ターゲットが、対処されたような強磁性材料から選択される本発明による方法の一変形では、少なくとも１つの第２の外側極面は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、つまり、ターゲットに向かう上面図で見たとき、第１の外側極面の外側に提供される。
【００３３】
ターゲットが、対処されたような強磁性材料から選択される本発明による方法の一変形では、第１の外側極面の磁極性と少なくとも１つの第２の外側極面の磁極性とは等しくなるように選択され、第１の内側極面の磁極性と少なくとも１つの第２の内側極面の磁極性とは等しくなるように選択される。
【００３４】
ターゲットが、対処されたような強磁性材料から選択される本発明による方法の一変形では、少なくとも１つの第２の内側極面は、例えば基板の後といった、基板に対してスパッタ面の反対に提供される。
【００３５】
ターゲットが、対処されたような強磁性材料から選択される本発明による方法の一変形では、少なくとも１つの第２の外側極面は、前記ターゲット平面と平行に見たとき、以下の位置、すなわち、
・  基板に対してスパッタ面の反対の位置、
・  基板と整列させられた位置、
・  ターゲット平面と基板との間で、ターゲット平面より基板に近い位置、
・  ターゲット平面と基板との間で、ターゲット平面より基板から離れた位置、
・  ターゲット平面と基板との間で、基板とターゲット平面とから等距離の位置、
・  ターゲット平面と整列させられた位置、
・  ターゲット平面に対して基板の反対の位置
のうちの少なくとも１つにおいて提供される。
【００３６】
ターゲットが、対処されたような強磁性材料から選択される本発明による方法の一変形では、少なくとも１つの第２の外側極面を、前記ターゲット平面と平行に見たとき、基板に対してスパッタ面の反対に提供される。
【００３７】
本発明による方法の一変形は、ループに最大ループ直径を提供するステップであって、少なくとも１つの第２の外側極面は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、つまり、ターゲットに向かう上面図において見たとき、最大直径の一方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度の配置と、最大直径の他方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度のさらなる配置とを含む。
【００３８】
本発明による方法の対処されたような変形の一変形は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、最大直径の一方の側において第１の直線的な軌跡、つまり真っ直ぐな軌跡に沿って延びる第１の外側極面の第１の脚部を提供するステップと、最大直径の他方の側において第２の直線的な軌跡、つまり真っ直ぐな軌跡に沿って延びる第１の外側極面の第２の脚部を提供するステップとを含み、一の配置は第１の脚部に沿って延び、さらなる配置は第２の脚部に沿って延びる。
【００３９】
「直線的または真っ直ぐな軌跡に沿って延びる」部分または面は、それ自体で真っ直ぐであってもよいし、例えば、このような軌跡について蛇行してもよいし、このような軌跡について弧状になってもよいことは、留意されたい。
【００４０】
本発明による方法の対処されたような変形の一変形では、第１の脚部および第２の脚部は直線的に延び、つまり、真っ直ぐな脚部である。
【００４１】
本発明による方法の対処されたような変形の一変形では、第１の脚部および第２の脚部は互いと平行になるように選択される。
【００４２】
本発明による方法の一変形では、一の配置およびさらなる配置は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、つまり、ターゲットに向かう上面図において見たとき、それぞれの直線的な軌跡、つまり真っ直ぐな軌跡に沿って延びる。
【００４３】
本発明による方法の対処された変形の一変形では、一の配置およびさらなる配置は、直線的に延びるように選択され、つまり、真っ直ぐである。
【００４４】
本発明による方法の一変形では、一の配置およびさらなる配置は、それぞれの脚部の傍らにそれぞれの一定の間隔を伴って延びる。
【００４５】
本発明による方法の一変形は、真空筐体の真空に曝される面の一部を少なくとも１つの第２の外側極面として選択する、または、真空筐体に装着される部品の真空に曝される面を選択するステップを含む。
【００４６】
本発明による方法の一変形は、基板がターゲットにわたって通過するように基板とターゲットとを相対的に移動させるステップを含む。
【００４７】
本発明による方法の対処された変形の一変形は、基板のうちの２つ以上を提供するステップと、本発明による方法または本発明の変形のうちの少なくとも１つによる方法を前記２つ以上の基板に続けて実施するステップとを含む。
【００４８】
本発明による方法の一変形は、本発明による方法または本発明の変形のうちの少なくとも１つによる方法を、基板において２回以上続けて実施するステップを含む。
【００４９】
本発明による方法の一変形は、マグネトロン磁界とさらなる磁界とを、スパッタ面に向かって見たとき、つまり、ターゲットに向かう上面図において見たとき、合成磁界の力線がスパッタ面の支配的な部分にわたって方向の軸と平行に延びるように定めるステップと、基板をターゲットに対して、方向の軸に対して一定の基板の配向の角度で移動させるステップとを含む。
【００５０】
本発明による方法の一変形では、基板は、基板から遠くにある回転軸の周りでターゲットに対して回転させられる。
【００５１】
本発明による方法の一変形では、回転軸は、ターゲット平面における法線と、両方の限度を含む４５°から０°の間の角度で交差する。回転軸が、対処された法線と０°の角度で「交差」する変形では、回転軸は、対処された法線と実際には平行であり、つまり、ターゲット平面に対して垂直である。
【００５２】
本発明による方法の一変形では、回転軸は、ターゲット平面における法線と、両方の限度を含む４５°から９０°の間の角度で交差する。回転軸が、対処された法線と９０°の角度で「交差」する変形では、回転軸は、対処された法線に対して実際には垂直であり、つまり、ターゲット平面と平行である。
【００５３】
本発明による方法の一変形では、回転軸は、基板のスパッタ被覆される面における法線と、両方の限度を含む０°から４５°の間の角度で交差し、一変形では０°の角度で交差する。この場合、回転軸は、基板のスパッタ被覆される面における法線と、または、それぞれの基板保持体によって定められたそれぞれの基板平面における法線と平行である。
【００５４】
本発明による方法の一変形では、回転軸は、基板のスパッタ被覆される面における法線と、両方の限度を含む４５°から９０°の間の角度で交差し、一変形では９０°の角度で交差する。この場合、回転軸は、基板のスパッタ被覆される面における法線に対して、または、それぞれの基板保持体によって定められたそれぞれの基板平面における法線に対して垂直である。
【００５５】
本発明による方法の一変形は、スパッタ被覆される前記面のより近くで、マグネトロン磁界の強度より大きくなるようにさらなる磁界の強度を発生させ、スパッタ被覆される面からより遠くで、マグネトロン磁界の強度より小さくなるようにさらなる磁界の強度を発生させるステップを含む。
【００５６】
第１の外側極面と、一般的には少なくとも１つの第１の内側極面とが、それぞれスパッタリング面の一部であることは、マグネトロンスパッタリングにおける当業者には完全に明らかである。
【００５７】
本発明による方法の一変形では、第１の外側極面と、第２の外側極面と、第１の内側極面と、第２の内側極面とは少なくとも互いに対して不動である。それらの極面は、絶対的に不動である場合、１つの実体として一緒に移動させられる。
【００５８】
本発明による方法の一変形では、ターゲット平面と基板平面とは平行な平面である。
【００５９】
対処された方法の発明、または、対処されたような方法の一つ一つの変形は、矛盾していない場合、変形のうちの１以上、または、対処されたような他の変形の１以上と組み合わされてもよい。
【００６０】
本発明の対処された目的は、
・  真空筐体と、その中に、
・  基板平面を定め、スパッタ被覆される面を有する二次元で延ばされた基板を保持するように調整される基板保持体と、
・  ターゲット保持体に搭載され、ターゲット平面に沿って延び、スパッタ面および後面を有するターゲットと、
・  スパッタ面に向かう方向において見たとき、つまり、ターゲットに向かう上面図において見たとき、第１の外側極面と第１の内側極面とを備え、第１の外側極面は第１の内側極面の周りにスパッタ面に沿って閉ループを形成し、第１の外側極面は一方の磁極性のものであり、第１の内側極面は他方の磁極性のものである、マグネトロン磁石−ダイポールの配置と、
・  少なくとも１つの第２の外側極面および少なくとも１つの第２の内側極面を有するさらなるマグネトロン磁石−ダイポールの配置であって、スパッタ面に向かう方向において見たとき、つまり、ターゲットに向かう上面図において見たとき、少なくとも１つの第２の内側極面は、第１の外側極面および少なくとも１つの第２の外側極面のループ内にあり、少なくとも１つの第２の外側極面は第２の内側極面から離れており、第２の外側極面は、対処されたような一方の磁極性を有し、第２の内側極面は、対処されたような他方の磁極性を有する、さらなる磁石−ダイポールの配置と
を備えるスパッタリング装置によってさらに解決される。
【００６１】
本発明による装置の一実施形態では、少なくとも１つの第２の外側極面は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、つまり、ターゲットに向かう上面図において見たとき、第１の外側極面の外側に位置付けられる。
【００６２】
本発明による装置の一実施形態では、第２の外側極面は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、基板保持体において基板の周囲の外側に位置付けられる。
【００６３】
本発明による装置の一実施形態では、第２の外側極面は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、ターゲットの周囲の外側に位置付けられる。
【００６４】
本発明による装置の一実施形態では、マグネトロン磁石−ダイポールの配置およびさらなる磁石−ダイポールの配置は、マグネトロン磁石−ダイポールの配置によって発生させられるマグネトロン磁界の力線およびさらなる磁石−ダイポールの配置によって発生させられるさらなる磁界の力線が、スパッタ面に向かう方向において見たとき、閉ループの少なくとも一部に沿って相互に平行となるように調整される。
【００６５】
本発明の実施形態による装置の一実施形態では、ターゲットは強磁性材料のものである。
【００６６】
本発明による装置の一実施形態では、第１の外側極面はスパッタ面の一部である。
【００６７】
本発明による方法の一変形では、少なくとも１つの第２の内側極面はスパッタ面の一部である。
【００６８】
本発明による装置の一実施形態では、少なくとも１つの第２の内側極面は、スパッタ面から離れている。
【００６９】
本発明による装置の一実施形態では、少なくとも１つの第２の内側極面は、例えば基板の後といった、基板平面に対してスパッタ面の反対に位置付けられる。
【００７０】
本発明による装置の一実施形態では、少なくとも１つの第２の外側極面は、ターゲット平面と平行に見たとき、つまり、側面図において見たとき、以下の位置、すなわち、
・  基板平面に対してターゲット平面の反対の位置、
・  基板平面と整列させられた位置、
・  ターゲット平面と基板平面との間で、ターゲット平面より基板に近い位置、
・  ターゲット平面と基板平面との間で、ターゲット平面より基板平面から離れた位置、
・  ターゲット平面と基板平面との間で、基板平面とターゲット平面とから等距離の位置、
・  ターゲット平面と整列させられた位置、
・  ターゲット平面に対して基板平面の反対の位置
のうちの少なくとも１つにある。
【００７１】
本発明による装置の一実施形態では、第１の内側極面は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、さらなる閉ループである。
【００７２】
本発明の対処された実施形態による装置の一実施形態では、第２の内側極面は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記さらなる閉ループ内にある。
【００７３】
本発明による装置の一実施形態では、第１の内側極面の少なくとも一部と前記第２の内側極面の少なくとも一部とは、スパッタ面に向かう方向において見たとき、重なり合う。
【００７４】
本発明による装置の一実施形態では、第１の外側極面のループは最大ループ直径を有し、少なくとも１つの第２の外側極面は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、最大直径の一方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度の配置と、最大直径の他方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度のさらなる配置とを含む。
【００７５】
本発明の対処された実施形態による装置の一実施形態は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、最大直径の一方の側において第１の直線的な軌跡に沿って延びる第１の外側極面の第１の脚部と、最大直径の他方の側において第２の直線的な軌跡に沿って延びる第１の外側極面の第２の脚部とを備え、スパッタ面に向かう方向においてなおも見たとき、一の配置は第１の脚部に沿って延び、さらなる配置は第２の脚部に沿って延びる。
【００７６】
本発明の対処された実施形態による装置の一実施形態では、第１の脚部および第２の脚部は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、直線的であり、つまり、真っ直ぐである。
【００７７】
本発明の対処された実施形態による装置の一実施形態では、第１の脚部および第２の脚部は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、互いに対して平行である。
【００７８】
本発明による装置の一実施形態では、上記で対処されたような配置、および、上記で対処されたようなさらなる配置は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、それぞれの直線的な軌跡に沿って延びる。
【００７９】
本発明の対処された実施形態による装置の一実施形態では、一の配置およびさらなる配置は、スパッタ面に向かう方向において見たとき、直線的に延び、つまり、真っ直ぐである。
【００８０】
本発明による装置の一実施形態では、一の配置およびさらなる配置は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、それぞれの脚部の傍らにそれぞれの一定の間隔を伴って延びる。
【００８１】
本発明による装置の一実施形態では、真空筐体の真空に曝される面の一部が少なくとも１つの第２の外側極面である、または、真空筐体に装着される部品の真空に曝される面が少なくとも１つの第２の外側極面である。
【００８２】
本発明による装置の一実施形態は、少なくとも１つのさらなる真空処理装置を備え、一方における基板保持体と、他方におけるターゲット保持体および少なくとも１つのさらなる真空処理装置とは、互いに対して駆動して移動可能であり、基板保持体をスパッタ面にわたって通過させ、基板保持体を、少なくとも１つのさらなる真空処理装置へと、または、少なくとも１つのさらなる真空処理装置から通過させる。
【００８３】
対処された実施形態による装置の一実施形態は、スパッタ面および少なくとも１つのさらなる真空処理装置に対して、移動可能であり、一実施形態では共通して移動可能である２つ以上の対処された基板保持体を備える。
【００８４】
本発明による装置の一実施形態では、対処されたさらなる真空処理装置の少なくとも１つは、本発明による、または、少なくとも本発明の実施形態による、対処されたようなスパッタリング室である。
【００８５】
本発明による装置の一実施形態において、提供されているようなスパッタリング装置のうちの少なくとも１つでは、そのスパッタ面に向かう方向において見たとき、マグネトロン磁石−ダイポールの配置とさらなる磁石−ダイポールの配置とは、マグネトロン磁石−ダイポールの配置によって発生させられるマグネトロン磁界と、さらなる磁石−ダイポールの配置によって発生させられるさらなる磁界との重畳から生じる合成磁界の力線が、スパッタ面と整列させられると、スパッタ面または基板保持体の支配的な部分にわたって方向の軸の方向において平行に延びるように構築され、少なくとも１つの基板保持体の相対移動は、方向の軸に対して一定の角度の配向でスパッタ面を通過するような様態で制御される。
【００８６】
本発明による装置の一実施形態では、基板保持体は、スパッタ面から遠くにある回転軸の周りに駆動して相対的に回転可能である。
【００８７】
本発明による装置の一実施形態では、回転軸は、基板平面における法線と、両方の限度を含む０°から４５°の間の角度で交差する。一実施形態では、交差する角度は０°であり、したがって回転軸は、対処された法線と平行である。
【００８８】
本発明による装置の一変形では、回転軸は、基板平面における法線と、両方の限界を含む４５°から９０°の間の角度で交差する。一実施形態では、この角度は９０°であり、したがって回転軸は、対処された法線に対して垂直である。
【００８９】
本発明による装置の一実施形態では、回転軸は、ターゲット平面における法線と、両方の限度を含む４５°から０°の間の角度で交差する。回転軸が、対処された法線と０°の角度で「交差」する変形では、回転軸は、対処された法線と実際には平行であり、つまり、ターゲット平面に対して垂直である。
【００９０】
本発明による装置の一変形では、回転軸は、ターゲット平面における法線と、両方の限度を含む４５°から９０°の間の角度で交差する。回転軸が、対処された法線と９０°の角度で「交差」する変形では、回転軸は、対処された法線に対して実際には垂直であり、つまり、ターゲット平面と平行である。
【００９１】
本発明による装置の一実施形態では、ターゲットは強磁性材料のものである。
【００９２】
本発明による装置の一実施形態では、マグネトロンダイポール配置とさらなるマグネトロン磁石−ダイポールの配置とは、少なくとも互いに対して不動である。それらは、移動可能である場合、一群として一緒に移動可能である。
【００９３】
本発明による装置の一実施形態では、ターゲット平面と基板平面とは平行な平面である。
【００９４】
対処された装置の発明、または、対処されたような装置の一つ一つの実施形態は、矛盾していない場合、実施形態のうちの１以上、または、対処されたような他の実施形態の１以上と組み合わされてもよい。
【００９５】
本発明は、図を用いてさらに例示されている。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】「極面」という用語を定義するように、ターゲットと極面とを伴う最も単純化された真空筐体の図である。
【図２】本発明の方法および装置による一般的な手法を概略的および発見的に示す側面図である。
【図３】図２のさらなる磁界を発生させる点に関する、概略的に単純化された本発明による装置の異なる実施形態または方法の異なる変形の図２の描写と類似の描写の図である。
【図４】基板に隣接してさらなる磁界を発生させる点に関する、本発明による実施形態または変形の、ターゲットを示していない図３の描写と類似の描写の図である。
【図５】本発明による装置の実施形態または方法の変形における極面の相互の位置決めを示す概略的で単純化された上面図である。
【図６】本発明による装置の実施形態または方法の変形における極面の相互の位置決めを示す、図５の上面図と類似の概略的で単純化された上面図である。
【図７】合成磁界によって層堆積に影響することを特に考慮して、本発明による装置の実施形態または方法の変形における極面の相互の位置決めを示す、図５または図６の上面図と類似の概略的で単純化された上面図である。
【図８】合成磁界を整列磁界として利用するために、スパッタ面から基板に向かう間隔からの依存における磁界強度の分布を定性的に示す図である。
【図９】本発明の実施形態および変形によって実現されるような、強磁性層の磁気異方性を概略的および発見的に整列している上面図である。
【図１０】本発明による実施形態および変形の極面の概略的に単純化された相互の位置および形の上面図である。
【図１１】本発明による実施形態および変形の極面の概略的に単純化された相互の位置および形の、図１０の描写と類似の描写の図である。
【図１２】本発明の実施形態および変形の単純化された概略の側面図である。
【図１３】図１２の実施形態および変形の極面の相互の位置および形を単純化して概略的に示した上面図である。
【図１４】本発明による少なくとも１つのスパッタリング装置を通過する複数の基板が移動させられる本発明の実施形態または変形の図である。
【図１５】本発明による少なくとも１つのスパッタリング装置を通過する複数の基板が移動させられる本発明の実施形態または変形の図である。
【図１６】本発明による少なくとも１つのスパッタリング装置を備え、本発明による方法を実施する真空処理装置を概略的に単純化して示した上面図である。
【図１７】本発明による少なくとも１つのスパッタリング装置を備え、本発明による方法を実施する真空処理装置を概略的に単純化して示した側面図である。
【図１８】磁気異方性を一様に整列させるように、合成磁界に対して維持される基板の空間配向を概略的に示す図である。
【図１９】図１７による装置における基板のための配向制御を機能的なブロック図で示す概略的に単純化された上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００９７】
図２は、本発明の方法および装置による一般的な手法を、概略的および発見的に、つまり、非科学的な手法で示している。真空筐体または受容器（図２では示されていない）の中に、ターゲット保持体３に装着されたターゲット１が提供されている。電気供給源５および陽極７によって概略的に示されているように、ターゲット１は陰極として電気的に動作させられる。ターゲット保持体３は、ターゲット保持体３に装着されたターゲット１が延びるのに沿う軌跡としてターゲット平面９を定めている。スパッタされたターゲット１の面はスパッタ面１１である。
【００９８】
基板１３が、ターゲット１からのスパッタされた材料を含む材料でスパッタ被覆される面１５を有する。基板１３は、基板保持体１７によって保持された基板１３が延びるのに沿う軌跡として基板平面１９を定める基板保持体１７に装着されている。
【００９９】
マグネトロンスパッタリングに精通している当業者にはよく知られているように、スパッタ面１１に沿って、反応空間Ｉでは、マグネトロン磁界Ｂｍが生成される。マグネトロン磁界Ｂｍは、その磁力線によって示されているように、太線によって示された第１の外側極面２０から発する。第１の外側極面は、スパッタ面１１に向かう方向Ｓ１において見たとき、つまり、ターゲット１に向かう上面図において見たとき、スパッタ面１１に沿ってループになる。
【０１００】
マグネトロン磁界Ｂｍは、図２において太線によって示されてもいる１以上の第１の内側極面２２に衝突する。第１の内側極面２２は、点線によって示されてもいる単一の極面であり得る。
【０１０１】
図２では、不動の磁気ダイポール配置２４が、明確性の目的のために、マグネトロン磁界Ｂｍのループの右手側のみにおいて概略的に示されている。
【０１０２】
方向Ｓ１において見たとき、つまり、スパッタ面１１またはターゲット平面９に向かって、第１の外側極面２０は、１以上の第１の内側極面２２の周りに閉ループを形成する。図２では、第１の外側極面２０は磁気的なＮ極性を有し、少なくとも１つの第１の内側極面２２はＳの磁極性を有する。これらの極性は逆にされてもよい。
【０１０３】
マグネトロン磁界Ｂｍの方向は、ターゲット平面９と平行な成分Ｂｍｘと、ターゲット平面９に対して垂直な成分Ｂｍｚと見なされてもよい。
【０１０４】
成分Ｂｍｘがマグネトロンの電子捕獲効果を支配し、したがって、スパッタ面１１に隣接するそれぞれのプラズマ密度と、それぞれ形成されたレーストラック、つまり、スパッタ面１１における腐食プロフィールとを支配することは、当業者にはよく知られている。より明白には、これらの成分Ｂｍｘはスパッタ面１１に沿っており、レーストラックがより大きくなると、ターゲット材料の利用はより良好になる。
【０１０５】
マグネトロン磁界Ｂｍの効果を向上させるために、本発明によれば、さらなる磁界Ｂａが発生させられる。図２において概略的に示されているように、このさらなる磁界Ｂａは、反応空間Ｉにおける軌跡において見なされ、前記軌跡におけるＢｍおよびＢａの重畳から生じる合成磁界Ｂｒが、その軌跡における成分Ｂｍｘより大きいターゲット平面９と平行な成分Ｂｒｘを有するように、反応空間Ｉにおいて発生させられる。図２から完全に明確であるように、さらなる磁界Ｂａは、対処された向上を達成するために、方向ｘにおけるマグネトロン磁界Ｂｍの極性の方向と等しい方向において極性を持たされる。Ｂａが消滅しない方向成分Ｂａｘを有する反応空間Ｉの軌跡ごとにおいて、このような向上はスパッタ面１１の支配的な領域に沿って達成される。
【０１０６】
図２に負担を掛け過ぎないように、図３および図４は、図２の描写と類似の描写で、さらなる磁界Ｂａを発生させるための異なる可能性を示している。
【０１０７】
対処されるすべての極面の磁極性は、図２によるマグネトロン磁界Ｂｍのための極面２０および２２の極性に基づかれている。すべてのこれらの磁極性は、一般的に逆にされてもよい。
【０１０８】
図３によれば、さらなる磁界Ｂａは第２の内側極面３０と第２の外側極面３２との間で発生させられる。
【０１０９】
第２の内側極面３０は、例えば基板１３の後といった、基板平面１９に関してスパッタ面１１の反対に位置付けられる。第２の内側極面３０は、後で検討されているように、いずれの場合でも、ターゲット１に向かう上面視Ｓ１において見られる第１の外側極面２０のループ（図２参照）の内側において、基板保持体１７の中心領域とさらに整列させられる。第１の内側極面２２と類似して、第２の内側極面３０は、複数のそれぞれの極面領域で分割されてもよい。
【０１１０】
第２の外側極面３２は、ここでも方向Ｓ１において見たとき、第１の外側極面２０（図２参照）のループの外側に位置付けられている。図３によれば、Ｓ２によって示されているように、ターゲット平面９と平行な方向ｙにおいて、延いては、マグネトロン磁界ループの伝播の方向において見たとき、第２の外側極面または面３２は、
（ａ）  基板平面１９に対してスパッタ面１１またはターゲット平面９の反対の位置、
（ｂ）  基板平面１９と整列させられた位置、
（ｃ）  基板平面１９とターゲット平面９との間で、ターゲット平面９より基板１９に近い位置、
（ｄ）  基板平面１９およびターゲット平面９に対して中央とされ、したがって、基板１９とターゲット平面９とから等距離の位置、
（ｅ）  基板平面１９とターゲット平面９との間で、基板平面１９よりターゲット平面９に近い位置、
（ｆ）  ターゲット平面９と整列させられた位置、
（ｇ）  スパッタ面１１に対して基板平面１９の反対の位置
に位置付けられる。
【０１１１】
それでもなお、１以上の第２の外側極面３２は、方向Ｓ１において見たとき、第１の外側極面２０のループの外側にある。
【０１１２】
なおもこの方向Ｓ１において見たとき、第２の外側極面３２は、第１のループする外側極面２０（図２参照）に沿ってループを形成できる。この場合、単一の第２の外側極面３２が提供される。
【０１１３】
代替で、または、場合によっては追加で、２つ以上の異なる第２の外側極面３２が第１の外側極面２０のループに沿って提供されてもよい。
【０１１４】
図３において、異なる可能性のある場所（ａ）〜（ｇ）における第２の外側極面３２は、さらなる磁界Ｂａの右手側の部分について示されていないことは、留意されたい。さらに、大まかな態様において、単一の第２の外側極面３２または２つ以上の第２の外側極面３２の（ａ）〜（ｇ）によって示されているような位置は、第１の外側極面２０のループに沿って変化してもよく、つまり、異なる位置（ａ）〜（ｇ）において、複数の第２の外側極面または単一の第２の外側極面が設けられてもよい。
【０１１５】
図３では、さらなる磁界Ｂａを発生させる磁気ダイポール配置が符号３４で示されている。
【０１１６】
極面３２および３０はここでも、以下の図における極面の描写についても有効である太線によって、図３において概略的に示されている。
【０１１７】
さらなる磁界Ｂａを調整するための代替の可能性が、図３において点線でのＢａ’で示されている。ここで、第２の内側極面３０’はスパッタ面１１の一部として提供されている。ＢａおよびＢａ’によってさらなる磁界を発生させる組み合わせも可能であることは、留意されたい。いずれの場合でも、第２の１以上の第２の外側極面３２についての様々な可能性（ａ）〜（ｇ）が、Ｂａおよび／またはＢａ’を発生させることに関係なく有効である。
【０１１８】
明らかであるように、本発明は、それ自体は一般的に知られているマグネトロン磁界Ｂｍに加えて、さらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’を使用する。これは、図３における符号３４の追加の磁気ダイポール配置を必要とする。本発明の１つの変形および実施形態では、このような追加の磁気ダイポール配置は、真空筐体４の壁２（図１参照）の外側に位置付けられる。
【０１１９】
図４は、図２または図３の描写と類似の描写において、例としてこのような変形および実施形態を示しており、それによって、図３の（ａ）に従う位置において、１以上の第２の外側極面３２で、変形でのさらなる磁界Ｂａを発生させている。磁気ダイポール配置３４は、真空筐体４の壁２の外側に設けられている。ターゲット保持体、ターゲット、および、それぞれの極面によるマグネトロン磁界は、図４では示されていない。
【０１２０】
真空筐体４の壁２は、スパッタ処理真空を、特には環境雰囲気である異なる気体の雰囲気Ｕから分離する。１以上の第２の外側極面３２は、壁２の内側の処理真空に曝される面２ｉに位置する。その面２ｉにおける第２の内側極面３０も同様である。さらなる磁気ダイポール配置３４は、例えば環境雰囲気にといった、反応空間Ｉにおいて広がる真空スパッタ雰囲気の外側に位置付けられる。
【０１２１】
さらなる磁界Ｂａおよび／またはＢａ’のための磁気ダイポール配置３４を、反応空間Ｉにおける真空スパッタリング雰囲気から離して提供する一般的な概念は、図３およびその記載に従ってさらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’を発生させる任意の変形から理解できる。
【０１２２】
図４による例、つまり、少なくとも１つの第２の外側極面３２と、少なくとも１つの第２の内側極面３０とを基板平面１９に隣接する真空筐体４の壁２の部分の内側面２ｉに沿って有することは、それぞれの基板保持体１７を伴う１以上の基板１３が、図４において双方向または単方向の矢印Ｍによって概略的に示されているように、ターゲット１を通過するように移動させられる場合、特に適している。
【０１２３】
ここまで、我々は、方向Ｓ１において見たとき、マグネトロン磁界Ｂｍについて、および、さらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’について、極面の相互の位置決めを最終的に検討してこなかった。実際、この位置決めは、図３による方向Ｓ２において見たとき、極面の複数の位置から実質的に独立して選択され得る。方向Ｓ１において見られる対処された相互の位置決めに関して、我々は、１以上の第２の内側極面３０（図３）が、ループする第１の外側極面２０（図２）の内側に配置されるべきことと、少なくとも１つの第２の外側極面３２（図３）が、ループする第１の外側極面２０の外側に配置されるべきこととを記載してきただけである。
【０１２４】
図５は、方向Ｓ１において見たとき、極面同士の相互の位置決めの概略的な実施形態を例示している。ループする第１の外側極面２０は、例として、磁極性Ｎの円形のループを形成している。第１の外側極面２０のループの内側には、磁極性Ｓを伴う内側極面２２（図２参照）が設けられている。図５の例では、１つの第１の内側極面２２が、第１の外側極面２０のループと同心の円形のループを形成している。第２の外側極面３２は、この例においても、第１の外側極面２０と同心で、第１の外側極面２０のループの外側でループしており、したがってこの例では、第１の外側極面２０のループから一定の間隔にある。
【０１２５】
少なくとも１つの第２の内側極面３０または３０’（図３参照）であって、ここでは１つだけの第２の内側極面が、第１の外側極面２０のループの内側に位置決めされているが、ここでは任意に選択された位置にある。
【０１２６】
マグネトロン磁界Ｂｍの方向とさらなる磁界ＢａまたはＢａ’の方向とは、方向Ｓ１において見たとき、それらの磁力線によって発見的に描写されている。見られるように、マグネトロン磁界Ｂｍの方向と、さらなる磁界ＢａまたはＢａ’の方向とは、方向Ｓ１において見たとき、それぞれの可変角度αで反応空間Ｉにおける多くの軌跡と交差する。このような変形または実施形態は、本発明による一般的な手法に該当するが、合成磁界Ｂｒは、マグネトロンレーストラックの伝播方向ＰＲに対して傾斜させられる方向を有する。
【０１２７】
したがって、マグネトロン効果は、一方では、ターゲット平面と平行な磁界成分を増加させることで向上させられるが、他方では、マグネトロン電子捕獲を逃れたマグネトロン伝播方向ＰＲから離れる電子を加速させることで阻害されてしまう。
【０１２８】
図６による本発明のさらなる変形および実施形態では、マグネトロン磁界Ｂｍの方向とさらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’の方向とは、方向Ｓ１において見たときに相互に平行である。図６の変形または実施形態は、少なくとも１つの第２の内側極面３０、３０’が第１の内側極面２２のループの内側にある点においてのみ、図５の変形または実施形態とは異なる。代替の実施形態または変形では、第１の内側極面２２と第２の内側極面３０、３０’とは相互に重なり合う。
【０１２９】
図５を考慮して、我々はαを限度内とするように実現することを提案する。
０≦α≦２°
【０１３０】
例えば図２、図３、図４から分かるように、マグネトロン磁界Ｂｍとさらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’との重畳から合成磁界Ｂｒは、基板１３のスパッタ被覆される面１５に沿っても存在する。したがって、追加的にターゲット１からのマグネトロンスパッタリングを向上させるために、本発明による方法および装置は、スパッタ被覆される基板１３の面１５における層堆積に明確に影響を与えるように調整され得る。
【０１３１】
例えば図３からすでに明らかなように、合成磁界Ｂｒにおけるさらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’の影響は、ターゲット平面９に隣接するよりも基板平面１９に隣接することでより顕著になるように調整され得る。
【０１３２】
１つの変形および実施形態では、マグネトロン磁界Ｂｍとさらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’との重畳から生じる合成磁界Ｂｒは、少なくとも層の広がりの主要な部分において、一方向性となるようにスパッタ堆積されるような強磁性層における磁気異方性の方向を定めるように、つまり、強磁性層における磁気異方性の方向を制御するように、利用される。この変形および実施形態では、ターゲット保持体３に装着されたターゲット１、または、ターゲット保持体３に装着されるターゲット１は、強磁性材料のものである。
【０１３３】
本発明による方法の変形および装置の実施形態の一般的な手法は、図７に示されている。この図は、方向Ｓ１において見たとき、極面同士の相互の位置を示している。図７に示されているような極面の形は、実際に利用された形ではほとんどないが、特定の用途に従って、それぞれの形を大きくは自由に調整されることを示している。
【０１３４】
それぞれの極面について、ここまでの記載を通じて使用されたのと同じ符号が図７において使用されている。
【０１３５】
一般的には、ループする第１の外側極面２０は、例えばターゲット１の特定の形といった、基板１３などの必要とされるようなループの形を有し得る。したがって、第１の内側極面または面２２は、ループとして、または、単一または複数の極面として、第１の外側極面２０のループの特定の形に適合される。
【０１３６】
第１の外側極面２０のループは最大直径Ｄｍａｘを有する。
【０１３７】
最大直径Ｄｍａｘの両側および第１の外側極面２０のループの外側には、第２の外側極面３２が、最大直径Ｄｍａｘに沿ってそれぞれの距離に沿って延びる２つ以上の異なる極面３２ａおよび３２ｂによって実現されている。異なる第２の外側極面３２ａおよび３２ｂの形およびそれぞれの位置は、マグネトロン磁界Ｂｍおよびさらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’の重畳から所望の合成磁界Ｂｒを達成するようにここでも選択され、合成磁界Ｂｒは、ここでは「整列磁界」ということができる。
【０１３８】
図３を考慮すると、磁気異方性の方向を、基板１３におけるスパッタリグによって堆積させられた強磁性層に沿って整列させるための合成磁界Ｂｒの利用について、基板１３および特には、スパッタ被覆されるその面１５は、マグネトロン磁界Ｂｍに対してどちらかと言えば遠い磁界領域と、どちらかと言えばさらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’の近くの磁界領域とに位置付けられている。これは、図８において概略的および定性的に表されている。座標ｄは、ターゲット１のスパッタ面１１から、鉛直方向において、スパッタ被覆される面１５の位置に従う値ｄ０までの距離で対処している。基板平面１９およびターゲット平面９と平行なマグネトロン磁界Ｂｍの磁界成分の強度はｄ０に向けて減少する一方で、さらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’の成分のそれぞれの強度はｄ０に向けて上昇する。これは、図３を考慮して、特に変形（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のうちの１つに従って、第２の外側極面３２の位置を適切に選択することで達成できる。
【０１３９】
それによって、さらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’がマグネトロンスパッタリングを向上させることをなおも達成するが、追加的に、基板１３の面１５に堆積させられるスパッタである強磁性材料層に沿って、方向の軸と平行な、磁気異方性の一方向性の整列を提供する。
【０１４０】
同じく図３を考慮して、（ａ）に従って第２の外側極面３２を位置決めする実施形態または変形は、一方で、図８に従って磁界強度の所望の分布を達成し、他方で、壁２を伴う真空筐体４の外側にダイポール配置３４（図４参照）を提供することができることは、留意されたい。
【０１４１】
図５および図６の検討から明らかなように、さらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’は、方向Ｓ１において見たとき、マグネトロン磁界Ｂｍとできるだけ平行になるべきである。これは、さらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’が、整列磁界として利用される場合、つまり、所定の基準方向に対して、または、基板にわたって、つまり、堆積させられるような層の面での広がりにわたって、配向軸に対して、磁気異方性の方向を、スパッタ堆積されるような強磁性材料層においてその強磁性材料層に沿って整列させる目的で利用される場合にも広がる。
【０１４２】
図９では、スパッタ堆積されるような強磁性層における磁気異方性における合成磁界Ｂｒの効果が発見的に示されている。整列磁界Ｂｒを適用することなく、堆積させられている、または、堆積させられるような層１４の強磁性材料では、磁気異方性は、容易軸ｅ１および困難軸ｈ１によって概略的に示されているように、不均一に分布させられる。
【０１４３】
本発明による合成磁界Ｂｒを、軸ｒに沿って、スパッタ堆積された層材料の支配的な領域にわたって均一に適用することで、層１４の材料における磁気異方性は、一方向性に作られ、つまり、容易軸と、それぞれの困難軸とは、ｅ２およびｈ２によって示されているように、それぞれの単一の方向ｅ２ｄにおいて整列されることになる。それによって、適用された合成磁界Ｂｒの方向ｒに対する、例えば容易軸の一方向性に整列された異方性の交差する角度βは、０°に非常に近くなる。
【０１４４】
図１０は、図７の描写と類似の描写で、本発明のさらなる実施形態および変形を示している。この変形および実施形態によれば、第１の外側極面２０は、最大直径Ｄｍａｘの一方側における第１の脚部２１ａと、最大直径Ｄｍａｘの他方側における第２の脚部２１ｂとを有する。脚部２１ａおよび２１ｂはそれぞれの直線的な軌跡ＬａおよびＬｂに沿って延びている。脚部は、それ自体で必ずしも直線的、つまり真っ直ぐである必要はなく、前後に湾曲させられてもよい、または、それぞれの直線的な軌跡Ｌａ、Ｌｂに対して曲げられてもよい。最大直径は直線的な軌跡ＬＤに沿って延びている。
【０１４５】
ＬａはＬＤと角度αａで交差し、ＬｂはＬＤと、図１０では約０°である角度αｂで交差する。
【０１４６】
異なるさらなる形が以下のように可能である。
（１）  αａ＝αｂであり、２つの脚部２１ａおよび２１ｂが平行な軌跡Ｌａ、Ｌｂに沿って延びる。
（２）  αａ＝αｂ＝０°であり、脚部がそれ自体で追加的に直線的であり、Ｄｍａｘにおいて鏡像とされる場合、結果的に、図１１に示されているような第１の外側極面２０のループの形になる。
【０１４７】
図１１の実施形態では、マグネトロン磁界Ｂｍは、方向Ｓ１において見たとき、Ｄｍａｘの支配的な長さの範囲に沿って、直径Ｄｍａｘに対して垂直に現れる。
【０１４８】
図１０によれば、第２の外側極面３２の２つの部分３２ａおよび３２ｂは、それぞれの直線的な軌跡ＬｃおよびＬｄに沿って延びている。これらの部品は、それ自体で必ずしも直線的である必要はなく、前後に湾曲させられてもよい、または、それぞれの直線的な軌跡Ｌｃ、Ｌｄに対して曲げられてもよい。
【０１４９】
ＬｃはＬＤと角度αｃで交差し、ＬｄはＬＤと角度αｄで交差する。
【０１５０】
異なるさらなる形態が以下のように可能である。
（３）  αｃ＝αｄであり、２つの部分３２ａおよび３２ｂが平行な軌跡Ｌａ、Ｌｂに沿って延びる。
（４）  αｃ＝αｄ＝０°であり、部分３２ａおよび３２ｂがそれ自体で追加的に直線的であり、Ｄｍａｘにおいて鏡像とされ、さらに追加的に、（２）において先に対処されたすべての条件が広がる場合、結果的に、図１１に示されているような第１の外側極面２０のループの形と、第２の外側極面３２の部分３２ａおよび３２ｂの形および位置決めとになる。
【０１５１】
本発明のこの変形および実施形態では、特に、図８において概略的に示されているような磁界強度の進路の場合、以下の結果となる。
ａ）  マグネトロン効果がさらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’によって相当に向上させられる。
ｂ）  さらなる磁界Ｂａ、Ｂａ’は、先に対処されているような整列磁界とされ得る、または、そのような整列磁界として使用される。
【０１５２】
図１１では、強磁性材料でスパッタ被覆され、磁気異方性の方向が一方向性で整列されることになるのに沿う基板１３の領域１５ｍが、点線で示されている。
【０１５３】
さらには、図１１に示されているように、第１および第２の内側極面２２、３０、３０’は、一般的には、相互に重なり合う単一の面であり得る、または、単一の共通の極面によって実現され得る。
【０１５４】
例えば図３での文脈において検討してきたように、（ａ）に従っての第２の外側極面３２と、符号３０において示されているような第２の内側極面とを提供することは、ターゲット１と、マグネトロン磁界Ｂｍを発生させるダイポール配置とを備えるマグネトロンから遠くにさらなる磁界Ｂａを発生されるためにダイポール配置３４を柔軟に位置決めする能力を開く。ダイポール配置３４は、スパッタ被覆される基板１３の一方の側に位置付けられ、マグネトロンは他方の側に位置付けられ得る。特には、ダイポール配置３４は、基板１３がスパッタ被覆される反応空間Ｉの外側に位置決めされ得る。
【０１５５】
これは、図１２において単純化された手法で概略的に示されているように、本発明による変形および実施形態をもたらす。
【０１５６】
真空筐体４０が、反応空間Ｉを画定する２つの相対する壁４２および４３を有する。
【０１５７】
真空ポンプ４６によって概略的に示されているように、反応空間Ｉは、スパッタリング雰囲気条件において動作させられる。基板１３は、スパッタリング動作において、基板保持体１７に保持される。ターゲット１と、ターゲット１のスパッタ面に沿ってマグネトロン磁界Ｂｍを発生させるためのマグネトロンダイポール配置（図示せず）とを含むマグネトロン４８が、壁４２に沿って装着されている。
【０１５８】
磁気ダイポール配置３４は、反応空間Ｉにおける真空処理雰囲気と、特には環境雰囲気Ｕである非真空の処理雰囲気との間の境界面を形成する内側面４３ｉの後に、または、内側面４３ｉに沿って、装着される。図３に従って、符号３２はここでも第２の外側極面に対処しており、符号３０は第２の内側極面に対処している。この配置は、それぞれの基板保持体１７を伴う１以上の基板１３が、後で対処されているように、直線的な移動で、または、円形の移動でといった、反応空間Ｉに沿って、ターゲット１にわたって、二重矢印Ｍで示されているように駆動して移動可能である場合に特に適している。
【０１５９】
図１３は、図１２に示されているような本発明の実施形態または変形において実現される極面の相互の位置決めおよび形をここでも概略的に単純化して示している。図１１に提供された説明を考慮して、図１３における極面の位置決めおよび形は、さらなる説明を必要としない。
【０１６０】
１以上の基板１３の移動Ｍが、座標ｚ方向と一致する方向Ｓ１において見たとき、さらなる磁界Ｂａおよびマグネトロン磁界Ｂｍと平行であり、そのためこの配置は、１以上の基板１３にスパッタ堆積させられた強磁性材料層において、１以上の基板１３の面全体にわたって対処されたような一方向性の磁気異方性を定めるのに完全に適していることは、留意され得る。
【０１６１】
図１４は、本発明の方法の変形による、または、本発明の装置の実施形態による最も概略的な基板１３を示しており、基板１３は回転軸Ａｒの周りに駆動して回転可能になっている。それによって、それぞれの基板保持体（図示せず）の基板平面における法線ｎは、軸Ａｒと、両方の限度を含む４５°から０°の間である角度φで交差する。角度φが０°である場合、法線ｎは軸Ａｒと平行であり、回転軸Ａｒは、平面の軌跡ＬＰに沿って配置されているそれぞれの基板平面に対して垂直である。
【０１６２】
図１５は、本発明の方法の変形による、または、本発明の装置の実施形態による最も概略的な基板１３を示しており、基板１３は回転軸Ａｒの周りに駆動して回転可能になっている。それによって、それぞれの基板保持体（図示せず）の基板平面における法線ｎは、軸Ａｒと、両方の限度を含む４５°から９０°の間である角度φで交差する。角度φが９０°である場合、法線ｎは軸Ａｒに対して垂直であり、回転軸Ａｒは、円筒の軌跡ＬＣに沿って配置されているそれぞれの基板平面と平行である。
【０１６３】
図１４の変形または実施形態では、回転軸Ａｒは、ターゲット１のターゲット平面に対して特に垂直とでき、一方、図１５の変形または実施形態では、回転軸はターゲット１のターゲット平面と特に平行とできる。
【０１６４】
図１６は、本発明によるスパッタリング方法または基板製造方法を実施する本発明による真空処理装置４５を概略的に単純化して示している。主に、真空処理装置４５は、φ＝０°と、それぞれのターゲット平面と平行な軸Ａｒとを伴う図１５の変形または実施形態に従って構築されている。真空処理装置４５は、本発明により、図１１〜図１３の変形または実施形態により、場合によっては、図１０の変形または実施形態にもよる、整列ステーション５０とも呼ばれる少なくとも１つのスパッタリングおよび整列の装置を備える。真空処理装置４５は、軸ＡＣを伴い、内側円筒面５２ｉを伴う外側の不動の円筒５２と、軸ＡＣと同軸に、外側面５４ｏを伴う内側の不動の円筒５４とを備える。内側面５２ｉと外側面５４ｏとは、汲み上げ構成５６によって汲み上げられる円筒形の反応空間Ｉを共同して定めている。
【０１６５】
円筒形の反応空間Ｉの中において、基板保持体回転コンベア５７が、軸ＡＣの周りに回転可能ωであり、駆動部５８によって制御可能に駆動される。基板保持体回転コンベア５７は、真空処理される複数の基板１３を保持する。スパッタおよび整列のステーション５０を考慮して、マグネトロン４８は、例えば外側円筒５２に装着され、一方、整列磁界Ｂａを発生させるためのダイポール配置３４は、反応空間Ｉの外側で、内側円筒５４に装着される。基板１３のすべての領域は、Ｓ１方向と一致する、ｚ方向において見たときにＢａおよびＢｍと平行である移動方向で、スパッタおよび整列のステーション５０を通過する。したがって、基板１３に堆積された強磁性層における磁気異方性の方向は、１つの基準方向の軸ｒ（図９参照）に対して整列させられる。基板は、例えば円形の板の形、長方形、または正方形といった任意の形のものであり得る。強磁性材料の複数の薄い層が、基板１３をそれぞれのスパッタおよび整列のステーション５０に続いて通過させることで、基板に堆積させることができ、場合によっては、例えばスパッタステーション５１によって、中間の非強磁性の層を堆積させる。
【０１６６】
図１６による装置では、スパッタおよび整列のステーション５０のターゲットが強磁性材料のものであることは、留意されたい。それでもなお、一方もしくは他方、またはすべてのスパッタおよび整列のステーション５０に非強磁性のターゲットを提供し、マグネトロン効果を向上させるだけのために、発明的に適用されたさらなる磁界を利用することも可能である。そのため、これらのステーション５０は、スパッタリングおよび整列のステーションと言うよりは、向上したスパッタリングステーションになる。
【０１６７】
さらに、図１６の実施形態では、マグネトロン４８は内側円筒５４に装着でき、ダイポール配置３４は、外側円筒５２に、または、外側円筒５２に沿って装着できる。これは、内側円筒５４が中空とされ、例えばターゲット１の交換といった、マグネトロン４８の容易な取り扱いを可能にする場合、特にそうである。
【０１６８】
明らかなように、真空処理装置４５は、本発明による１以上のスパッタおよび整列のステーション５０と、本発明による１以上の向上したスパッタリングステーション５０と、エッチングステーション、スパッタリングステーションなどの１以上のさらなる真空処理ステーション５１とを備え得る。
【０１６９】
図１６の実施形態または変形では、基板は、軸ＡＣに対して径方向を指す延長した面における法線ＮＯを伴って、軸ＡＣの周りに回転させられる。
【０１７０】
図１６および図１７は、本発明によるスパッタリング方法または基板製造方法を実施する本発明によるさらなる真空処理装置５５を、概略的に単純化して示している。この変形または実施形態は、ターゲット平面に対して垂直な回転軸Ａｒを伴う図１４の変形または実施形態と一般的に一致する。
【０１７１】
この実施形態または変形では、基板１３は、複数の基板１３のための円板または環に成形された基板回転コンベア６７に置かれる。円板または環に成形された基板回転コンベア６７は、軸ＡＤの周りに回転可能であり、駆動部６８によって制御可能に駆動させられる。真空筐体６０は、円板または環に成形された反応空間Ｉを定め、円板または環に成形された基板回転コンベア６７は回転可能である。軸ＡＤと同軸な円筒の壁６９以外に、真空筐体６０は、内側面７０ｉを伴う上壁７０と、軸ＡＤに対して垂直に延びる内側面７２ｉを伴う下壁７２とを備える。基板１３は、軸ＡＤと平行な延長した面における法線ＮＯを伴って、基板保持体回転コンベア６７の周囲に沿って配置される。
【０１７２】
スパッタリングおよび整列のステーション５０では、磁気ダイポール配置３４は、反応空間Ｉの外側において、下壁７２に沿って、または、下壁７２の外側に装着され、マグネトロン４８は上壁７０に装着される。本発明によるスパッタおよび整列のステーション５０は、軸ＡＤの周りで回転させられるとき、基板１３の移動経路と整列して装着される。
【０１７３】
図１６による変形および実施形態と類似して、図１７の変形および実施形態でも、複数のスパッタおよび整列のステーション５０が、スパッタステーション５１によってスパッタ堆積させられるような非強磁性材料の介在させられた層を場合によっては伴って、複数の薄い強磁性層を基板１３に堆積させるように提供され得る。
【０１７４】
ステーション５０が、強磁性材料のそれぞれ堆積させられた層における方向の軸に沿って磁界を整列させるために利用されないが、向上したマグネトロンスパッタリングステーションとしてのみ利用される場合、基板１３は、図１６の実施形態におけるこのような場合についても広がっているそれらの中心軸Ａ１３の周りで駆動して回転ω１３させることができる。
【０１７５】
スパッタリングステーションを整列ステーションとして利用することを考慮して、基板１３が、軸ｒ（図９参照）に沿って堆積させられるような強磁性の層において磁気異方性を整列させるためにこのようなステーション５０を通過して移動させられる場合、基板は、ステーション５０の合成磁界Ｂｒの方向に対して一定の方向の配向を維持してステーション５０を通過すると見なすべきである。これは、図１８において例示されている。
【０１７６】
不動のステーション５０は、方向Ｓ１において見たとき、直線的な軌跡Ｌ５０に従って、一様な合成磁界Ｂｒを一方向において発生させる。基板１３は、ステーション５０に対して移動Ｍ１３させられ、それによって、基板の完全に延びた面は、磁界Ｂｒの領域を通過する。Ｖ１３は、ｘ／ｙ平面における基板１３の配向を指示している。少なくとも、基板１３がステーション５０の磁界Ｂｒに曝されることになる時間の長さの間、基板１３の配向Ｖ１３と軌跡Ｌ５０との間の角度γは一定に保たれるべきである。
【０１７７】
図１６による変形および実施形態では、これは実現されている。
【０１７８】
図１７による変形および実施形態では、軸ＡＤの周りでの回転移動において通過する基板１３の移動は、スパッタおよび整列のステーションとして作用する１以上のステーション５０が、図１８との文脈で記載されているような条件を満たすために追加的に制御されるものである。
【０１７９】
図１９は、図１７の変形および実施形態において図１８で例示されたような条件を満たす概略的に単純化された１つの可能性を示している。
【０１８０】
スパッタおよび整列のステーションとして作用するステーション５０は、概略的に示されているように、真空受容器６０に対してしっかりと装着されている。選択された角度の基準Ｒに関して、合成磁界Ｂｒの配向の方向の角度βＯは分かっている。
【０１８１】
長方形として示されているが、任意の所望の形のものであり得る基板１３は、基板保持体回転コンベア６７において軸Ａ１３の周りに回転可能である。基板における基準の配向の方向は定められているため分かっている。このような基準の配向は、平坦によるとして基板１３において印され得るが、基板１３において物理的に認識可能である必要はない。基板保持体６６の回転軸Ａ１３に結合された角度センサ７４を用いて、基板の広がる配向の方向Ｖ１３と、磁界Ｂｒの方向Ｖ５０との間の広がる角度γ’が測定される。負のフィードバック制御ループを用いて、角度γ’は、選択された角度の値γＯにおいて一定となるように制御される。広がる測定された角度γ’は、差異形成ユニット７６において、所望の角度γＯと比較され、結果生じる差異Δ、制御差異は、適切な制御装置（図示せず）を介して、負のフィードバック制御ループにおける調節部材としての、軸Ａ１３の周りでの基板保持体６６のための回転駆動部８０の制御入力部へと導かれる。それによって、基板１３は、磁界Ｂｒの方向に対する一定の選択可能な角度γＯにおいて、ステーション５０を通過する。
【符号の説明】
【０１８２】
１  ターゲット、２  壁、２ｉ  内側の処理真空に曝される面、３  ターゲット保持体、４  真空筐体、５  電気供給源、７  陽極、８  表面領域，極面、９  ターゲット平面、１１  スパッタ面、１３  基板、１４  層、１５  スパッタ被覆される面、１５ｍ  領域、２０  第１の外側極面、２１ａ  第１の脚部、２１ｂ  第２の脚部、２２  第１の内側極面、２４  磁気ダイポール配置、３０，３０’  第２の内側極面、３２，３２ａ，３２ｂ  第２の外側極面、３４  磁気ダイポール配置、４０  真空筐体、４２，４３  壁、４３ｉ  内側面、４５  真空処理装置、４８  マグネトロン、５０  スパッタリングおよび整列の装置，整列ステーション、５１  スパッタステーション，真空処理ステーション、５２  外側円筒、５２ｉ  内側円筒面、５４  内側円筒、５４ｏ  外側面、５５  真空処理装置、５６  汲み上げ構成、５７  基板保持体回転コンベア、６０  真空筐体，真空受容器、６７  基板保持体回転コンベア、６８  駆動部、６９  円筒の壁、７０  上壁、７０ｉ  内側面、７２  下壁、７２ｉ  内側面、７４  角度センサ、８０  回転駆動部、Ａ１３  中心軸、ＡＣ，ＡＤ  軸、Ａｒ  回転軸、Ｂａ，Ｂａ’  さらなる磁界、Ｂａｘ  Ｂａが消滅しない方向成分、Ｂｍ  マグネトロン磁界、Ｂｍｘ  ターゲット平面９と平行な成分、Ｂｍｚ  ターゲット平面９に対して垂直な成分、Ｂｒ  合成磁界，整列磁界、Ｂｒｘ  ターゲット平面９と平行な成分、Ｄｍａｘ  最大直径、ｅ１  容易軸、ｅ２ｄ  単一の方向、ｈ１  困難軸、Ｉ  反応空間、Ｌ５０  軌跡、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ，ＬＤ  直線的な軌跡，ＬＣ  円筒の軌跡、ＬＰ  平面の軌跡、Ｍ，Ｍ１３  基板１３の通過する方向，基板１３の移動、ｎ，ＮＯ  法線、ｒ  磁界Ｂｒの方向、基準方向の軸、Ｓ１  スパッタ面１１に向かう方向，上面視、Ｓ２  ターゲット平面９と平行な方向，マグネトロン磁界ループの伝播の方向、Ｕ  気体の雰囲気，環境雰囲気、Ｖ  容積、Ｖ１３  ｘ／ｙ平面における基板１３の配向，基板の広がる配向の方向、Ｖ５０  磁界Ｂｒの方向、α，αａ，αｂ，αｃ，αｄ，β  交差する角度、βＯ  合成磁界Ｂｒの配向の方向の角度、γ’  方向Ｖ１３と方向Ｖ５０との間の広がる角度、γＯ  選択された角度の値、φ  角度、ω  基板保持体回転コンベア５７の回転、ω１３  基板１３の回転
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年4月12日(2021.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネトロンスパッタ堆積の方法、または、マグネトロンスパッタで堆積された層で被覆された基板を製造する方法であって、
強磁性材料のものであるターゲット（１）であって、スパッタ面（１１）を有し、ターゲット平面（９）に沿って延びる、ターゲット（１）を、真空筐体（４、４０、６０）に提供するステップと、
スパッタ被覆される面（１５）を有する基板（１３）を提供するステップと、
前記スパッタ面（１１）と、スパッタ被覆される前記面（１５）との間に、反応空間（Ｉ）を提供するステップと、
前記反応空間（Ｉ）においてマグネトロン磁界（Ｂｍ）を発生させるステップであって、前記マグネトロン磁界（Ｂｍ）の磁力線が前記スパッタ面（１１）の第１の外側極面（２０）と第１の内側極面（２２）との間で弧を描き、前記第１の外側極面（２０）は、前記スパッタ面（１１）を向く方向（Ｓ１）において見たとき、前記スパッタ面（１１）において前記第１の内側極面（２２）の周りに閉ループを形成する、ステップと、
前記反応空間（Ｉ）において、少なくとも１つの第２の外側極面（３２）と少なくとも１つの第２の内側極面（３０）との間に、さらなる磁界（Ｂａ）を発生させるステップと、
前記反応空間（Ｉ）において、前記マグネトロン磁界（Ｂｍ）と前記さらなる磁界（Ｂａ）との重畳によって、合成磁界（Ｂｒ）を発生させるステップであって、前記反応空間（Ｉ）における軌跡において前記ターゲット平面（９）と平行な前記合成磁界（Ｂｒ）の方向成分が、少なくとも前記反応空間（Ｉ）の支配的な体積−面積において、前記軌跡において前記ターゲット平面（９）と平行な前記マグネトロン磁界（Ｂｍ）の方向成分より大きい、ステップと、それにより、
前記合成磁界を、スパッタ被覆される前記基板の前記面の支配的な表面領域に沿って発生させるステップと、
前記第１の外側極面の磁極性と前記少なくとも１つの第２の外側極面の磁極性とを等しくなるように選択し、前記第１の内側極面の磁極性と前記少なくとも１つの第２の内側極面の磁極性とを等しくなるように選択し、前記合成磁界によって、前記基板にスパッタ堆積させられる前記層における磁気異方性の方向を、一方向性となるように、スパッタ被覆される前記基板の前記面の少なくとも支配的な部分に沿って制御するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記反応空間における前記マグネトロン磁界と前記さらなる磁界とを、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記さらなる磁界の力線が前記閉ループの少なくとも一部に沿う前記マグネトロン磁界の力線と平行になるように調整されるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板が前記ターゲットにわたって通過するように前記基板と前記ターゲットとを相対的に移動させるステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記基板のうちの２つ以上を提供するステップと、請求項１から３のいずれか一項に記載の前記方法を、前記基板のうちの前記２つ以上に続けて実施するステップとを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
請求項３から５のいずれか一項に記載の前記方法を、基板において２回以上続けて実施するステップを含む、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記マグネトロン磁界と前記さらなる磁界とを、前記スパッタ面に向かって見たとき、前記合成磁界の力線が前記スパッタ面の支配的な部分にわたって方向の軸と平行に延びるように定めるステップと、
前記基板を前記ターゲットに対して、前記方向の軸に対して一定の基板の配向の角度で移動させるステップと
を含む、請求項３から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記基板から遠くにある回転軸の周りに前記基板を前記ターゲットに対して回転させるステップを含む、請求項３から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
スパッタ被覆される前記面のより近くで、前記マグネトロン磁界の強度より大きくなるように前記さらなる磁界の強度を発生させ、スパッタ被覆される前記面からより遠くで、前記マグネトロン磁界の強度より小さくなるように前記さらなる磁界の強度を発生させるステップを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の外側極面と、前記第２の外側極面と、前記第１の内側極面と、前記第２の内側極面とは少なくとも互いに対して不動である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
真空筐体と、その中に、
基板平面を定め、スパッタ被覆される面を有する二次元で延ばされた基板を保持するように調整される基板保持体と、
強磁性材料のものであるターゲットであって、ターゲット保持体に搭載され、ターゲット平面に沿って延び、スパッタ面および後面を有する、ターゲットと、
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、第１の外側極面と第１の内側極面とを備え、前記第１の外側極面は前記第１の内側極面の周りに前記スパッタ面に沿って閉ループを形成し、前記第１の外側極面は一方の磁極性のものであり、前記第１の内側極面は他方の磁極性のものである、マグネトロン磁石−ダイポールの配置と、
少なくとも１つの第２の外側極面および少なくとも１つの第２の内側極面を有するさらなる磁石−ダイポールの配置であって、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記少なくとも１つの第２の内側極面は、前記第１の外側極面の前記ループ内にあり、前記少なくとも１つの第２の外側極面は前記第２の内側極面から離れており、前記第２の外側極面は前記一方の磁極性を有し、前記第２の内側極面は前記他方の磁極性を有する、さらなるマグネトロン磁石−ダイポールの配置と
を備え、
前記第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記基板保持体において基板の周囲の外側に位置付けられるスパッタリング装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記第１の外側極面の外側に位置付けられる、請求項１０に記載のスパッタリング装置。
【請求項１２】
前記第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記ターゲットの周囲の外側に位置付けられる、請求項１０または１１に記載のスパッタリング装置。
【請求項１３】
前記マグネトロン磁石−ダイポールの配置および前記さらなる磁石−ダイポールの配置は、前記マグネトロン磁石−ダイポールの配置によって発生させられるマグネトロン磁界の力線および前記さらなる磁石−ダイポールの配置によって発生させられるさらなる磁界の力線が、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記閉ループの少なくとも一部に沿って相互に平行となるように調整される、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項１４】
前記第１の外側極面は前記スパッタ面の一部である、請求項１０から１３のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの第２の内側極面は前記スパッタ面の一部である、請求項１０から１４のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの第２の内側極面は前記スパッタ面から離れている、請求項１０から１５のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの第２の内側極面は前記基板平面に対して前記スパッタ面の反対に位置付けられる、請求項１６に記載のスパッタリング装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの第２の外側極面は、前記ターゲット平面と平行に見たとき、以下の位置、すなわち、
前記基板平面に対して前記ターゲット平面の反対の位置、
前記基板平面と整列させられた位置、
前記ターゲット平面と前記基板平面との間で、前記ターゲット平面より前記基板平面に近い位置、
前記ターゲット平面と前記基板平面との間で、前記ターゲット平面より前記基板平面から離れた位置、
前記ターゲット平面と前記基板平面との間で、前記基板平面と前記ターゲット平面とから等距離の位置、
前記ターゲット平面と整列させられた位置、
前記ターゲット平面に対して前記基板平面の反対の位置
のうちの少なくとも１つにある、請求項１０から１７のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項１９】
前記第１の内側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、さらなる閉ループである、請求項１０から１８のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項２０】
前記第２の内側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記さらなる閉ループ内にある、請求項１９に記載のスパッタリング装置。
【請求項２１】
前記第１の内側極面の少なくとも一部と前記第２の内側極面の少なくとも一部とは、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、重なり合う、請求項１０から２０のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項２２】
前記第１の外側極面の前記ループは最大ループ直径を有し、前記少なくとも１つの第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記最大直径の一方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度の一の配置と、前記最大直径の他方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度のさらなる配置とを含む、請求項１０から２１のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項２３】
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記最大直径の一方の側において第１の直線的な軌跡に沿って延びる前記第１の外側極面の第１の脚部と、前記最大直径の他方の側において第２の直線的な軌跡に沿って延びる前記第１の外側極面の第２の脚部とを備え、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記一の配置は前記第１の脚部に沿って延び、前記さらなる配置は前記第２の脚部に沿って延びる、請求項２２に記載のスパッタリング装置。
【請求項２４】
前記第１の脚部および前記第２の脚部は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、直線的に延びる、請求項２３に記載のスパッタリング装置。
【請求項２５】
前記第１の脚部および前記第２の脚部は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、互いに対して平行である、請求項２４に記載のスパッタリング装置。
【請求項２６】
前記一の配置および前記さらなる配置は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、それぞれの直線的な軌跡に沿って延びる、請求項２２から２５のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項２７】
前記一の配置および前記さらなる配置は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、直線的に延びる、請求項２６に記載のスパッタリング装置。
【請求項２８】
前記一の配置および前記さらなる配置は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、それぞれの前記脚部の傍らにそれぞれの一定の間隔を伴って延びる、請求項２３から２７のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項２９】
前記真空筐体の真空に曝される面の一部が前記少なくとも１つの第２の外側極面である、または、前記真空筐体に装着される部品の真空に曝される面が前記少なくとも１つの第２の外側極面である、請求項１０から２８のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項３０】
少なくとも１つのさらなる真空処理装置を備え、一方における前記基板保持体と、他方における前記ターゲット保持体および前記少なくとも１つのさらなる真空処理装置とは、互いに対して駆動して移動可能であり、前記基板保持体を前記スパッタ面にわたって通過させ、前記基板保持体を、前記少なくとも１つのさらなる真空処理装置へと、または、前記少なくとも１つのさらなる真空処理装置から通過させる、請求項１０から２９のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項３１】
前記スパッタ面および前記少なくとも１つのさらなる真空処理装置に対して移動可能である２つ以上の前記基板保持体を備える、請求項３０に記載のスパッタリング装置。
【請求項３２】
前記さらなる真空処理装置のうちの少なくとも１つが請求項１に記載のスパッタリング装置である、請求項３０または３１に記載のスパッタリング装置。
【請求項３３】
前記スパッタリング装置のうちの少なくとも１つで、その前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記マグネトロン磁石−ダイポールの配置と前記さらなる磁石−ダイポールの配置とは、前記マグネトロン磁石−ダイポールの配置によって発生させられるマグネトロン磁界と、前記さらなる磁石−ダイポールの配置によって発生させられるさらなる磁界との重畳から生じる合成磁界の力線が、前記スパッタ面の支配的な部分にわたって方向の軸の方向において平行に延びるように構築され、前記少なくとも１つの基板保持体の相対移動は、前記方向の軸に対して一定の角度の配向で前記スパッタ面を通過するような様態で制御される、請求項３０から３２のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項３４】
前記基板保持体は、前記基板保持体から遠くにある回転軸の周りに駆動して相対的に回転可能である、請求項３０から３３のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項３５】
前記回転軸は、前記基板平面における法線と、０°以上４５°以下の角度で交差し、好ましくは０°の角度で交差し、したがって前記基板平面に対して垂直である、請求項３４に記載のスパッタリング装置。
【請求項３６】
前記回転軸は、前記基板平面における法線と、４５°以上９０°以下の角度で交差し、好ましくは９０°の角度で交差し、したがって前記基板平面と平行である、請求項３４に記載のスパッタリング装置。
【請求項３７】
前記マグネトロンダイポール配置と前記さらなる磁石−ダイポールの配置とは、少なくとも互いに対して不動である、請求項１０から３６のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８１】
長方形として示されているが、任意の所望の形のものであり得る基板１３は、基板保持体回転コンベア６７において軸Ａ１３の周りに回転可能である。基板における基準の配向の方向は定められているため分かっている。このような基準の配向は、平坦によるとして基板１３において印され得るが、基板１３において物理的に認識可能である必要はない。基板保持体６６の回転軸Ａ１３に結合された角度センサ７４を用いて、基板の広がる配向の方向Ｖ１３と、磁界Ｂｒの方向Ｖ５０との間の広がる角度γ’が測定される。負のフィードバック制御ループを用いて、角度γ’は、選択された角度の値γＯにおいて一定となるように制御される。広がる測定された角度γ’は、差異形成ユニット７６において、所望の角度γＯと比較され、結果生じる差異Δ、制御差異は、適切な制御装置（図示せず）を介して、負のフィードバック制御ループにおける調節部材としての、軸Ａ１３の周りでの基板保持体６６のための回転駆動部８０の制御入力部へと導かれる。それによって、基板１３は、磁界Ｂｒの方向に対する一定の選択可能な角度γＯにおいて、ステーション５０を通過する。
［付記項１］
マグネトロンスパッタ堆積の方法、または、マグネトロンスパッタで堆積された層で被覆された基板を製造する方法であって、
スパッタ面（１１）を有し、ターゲット平面（９）に沿って延びるターゲット（１）を、真空筐体（４、４０、６０）に提供するステップと、
スパッタ被覆される面（１５）を有する基板（１３）を提供するステップと、
前記スパッタ面（１１）と、スパッタ被覆される前記面（１５）との間に、反応空間（Ｉ）を提供するステップと、
前記反応空間（Ｉ）においてマグネトロン磁界（Ｂｍ）を発生させるステップであって、前記マグネトロン磁界（Ｂｍ）の磁力線が前記スパッタ面（１１）の第１の外側極面（２０）と第１の内側極面（２２）との間で弧を描き、前記第１の外側極面（２０）は、前記スパッタ面（１１）を向く方向（Ｓ１）において見たとき、前記スパッタ面（１１）において前記第１の内側極面（２２）の周りに閉ループを形成する、ステップと、
前記反応空間（Ｉ）において、少なくとも１つの第２の外側極面（３２）と少なくとも１つの第２の内側極面（３０）との間に、さらなる磁界（Ｂａ）を発生させるステップと、
前記反応空間（Ｉ）において、前記マグネトロン磁界（Ｂｍ）と前記さらなる磁界（Ｂａ）との重畳によって、合成磁界（Ｂｒ）を発生させるステップであって、前記反応空間（Ｉ）における軌跡において前記ターゲット平面（９）と平行な前記合成磁界（Ｂｒ）の方向成分が、少なくとも前記反応空間（Ｉ）の支配的な体積−面積において、前記軌跡において前記ターゲット平面（９）と平行な前記マグネトロン磁界（Ｂｍ）の方向成分より大きい、ステップと
を含む方法。
［付記項２］
前記合成磁界を、前記スパッタ面の支配的な表面領域に沿って発生させるステップを含む、付記項１に記載の方法。
［付記項３］
前記合成磁界を、スパッタ被覆される前記基板の前記面の支配的な表面領域に沿って発生させるステップを含む、付記項１または２に記載の方法。
［付記項４］
前記反応空間における前記マグネトロン磁界と前記さらなる磁界とを、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記さらなる磁界の力線が前記閉ループの少なくとも一部に沿う前記マグネトロン磁界の力線と平行になるように調整されるステップを含む、付記項１から３のいずれか一項に記載の方法。
［付記項５］
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記第１の外側極面の外側に前記少なくとも１つの第２の外側極面を提供する、付記項１から４のいずれか一項に記載の方法。
［付記項６］
前記第１の外側極面の磁極性と前記少なくとも１つの第２の外側極面の磁極性とを等しくなるように選択し、前記第１の内側極面の磁極性と前記少なくとも１つの第２の内側極面の磁極性とを等しくなるように選択する、付記項１から５のいずれか一項に記載の方法。
［付記項７］
前記少なくとも１つの第２の内側極面を前記スパッタ面の一部として提供する、付記項１から６のいずれか一項に記載の方法。
［付記項８］
前記少なくとも１つの第２の内側極面を、前記スパッタ面から離れて前記スパッタ面の反対に提供する、付記項１から６のいずれか一項に記載の方法。
［付記項９］
前記少なくとも１つの第２の内側極面を、前記基板に対して前記スパッタ面の反対に提供する、付記項８に記載の方法。
［付記項１０］
前記ターゲット平面と平行に見たとき、前記少なくとも１つの第２の外側極面を、以下の位置、すなわち、
前記基板に対して前記スパッタ面の反対の位置、
前記基板と整列させられた位置、
前記ターゲット平面と前記基板との間で、前記ターゲット平面より前記基板に近い位置、
前記ターゲット平面と前記基板との間で、前記ターゲット平面より前記基板から離れた位置、
前記ターゲット平面と前記基板との間で、前記基板と前記ターゲット平面とから等距離の位置、
前記ターゲット平面と整列させられた位置、
前記ターゲット平面に対して前記基板の反対の位置
のうちの少なくとも１つにおいて提供する、付記項１から９のいずれか一項に記載の方法。
［付記項１１］
強磁性材料となるように前記ターゲットの材料を選択し、前記合成磁界によって、前記基板にスパッタ堆積させられる前記層における磁気異方性の方向を、一方向性となるように、スパッタ被覆される前記基板の前記面の少なくとも支配的な部分に沿って制御する、付記項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
［付記項１２］
前記合成磁界を、スパッタ被覆され、好ましくは一様とされる前記基板の前記面の支配的な表面領域に沿って発生させるステップを含む、付記項１１に記載の方法。
［付記項１３］
前記反応空間における前記マグネトロン磁界と前記さらなる磁界とを、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記さらなる磁界の力線が前記閉ループの少なくとも一部に沿う前記マグネトロン磁界の力線と平行になるように調整されるステップを含む、付記項１１または１２に記載の方法。
［付記項１４］
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記第１の外側極面の外側に前記少なくとも１つの第２の外側極面を提供する、付記項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
［付記項１５］
前記第１の外側極面の磁極性と前記少なくとも１つの第２の外側極面の磁極性とを等しくなるように選択し、前記第１の内側極面の磁極性と前記少なくとも１つの第２の内側極面の磁極性とを等しくなるように選択する、付記項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
［付記項１６］
前記少なくとも１つの第２の内側極面を、前記基板に対して前記スパッタ面の反対に提供する、付記項１１から１５のいずれか一項に記載の方法。
［付記項１７］
前記少なくとも１つの第２の外側極面を、前記ターゲット平面と平行に見たとき、以下の位置、すなわち、
前記基板に対して前記スパッタ面の反対の位置、
前記基板と整列させられた位置、
前記ターゲット平面と前記基板との間で、前記ターゲット平面より前記基板に近い位置、
前記ターゲット平面と前記基板との間で、前記ターゲット平面より前記基板から離れた位置、
前記ターゲット平面と前記基板との間で、前記基板と前記ターゲット平面とから等距離の位置、
前記ターゲット平面と整列させられた位置、
前記ターゲット平面に対して前記基板の反対の位置
のうちの少なくとも１つにおいて提供する、付記項１１から１６のいずれか一項に記載の方法。
［付記項１８］
前記少なくとも１つの第２の外側極面を、前記ターゲット平面と平行に見たとき、前記基板に対して前記スパッタ面の反対に提供する、付記項１１から１７のいずれか一項に記載の方法。
［付記項１９］
前記ループに最大ループ直径を提供するステップであって、前記少なくとも１つの第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記最大直径の一方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度の一の配置と、前記最大直径の他方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度のさらなる配置とを含む、付記項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
［付記項２０］
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記最大直径の一方の側において第１の直線的な軌跡に沿って延びる前記第１の外側極面の第１の脚部を提供するステップと、前記最大直径の他方の側において第２の直線的な軌跡に沿って延びる前記第１の外側極面の第２の脚部を提供するステップとを含み、前記一の配置は前記第１の脚部に沿って延び、前記さらなる配置は前記第２の脚部に沿って延びる、付記項１９に記載の方法。
［付記項２１］
前記第１の脚部および前記第２の脚部は直線的に延びる、付記項２０に記載の方法。
［付記項２２］
互いと平行な前記第１の脚部および前記第２の脚部を提供するステップを含む、付記項２１に記載の方法。
［付記項２３］
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、それぞれの直線的な軌跡に沿って延びる前記一の配置および前記さらなる配置を提供する、付記項１９から２２のいずれか一項に記載の方法。
［付記項２４］
直線的に延ばすように前記一の配置および前記さらなる配置を選択する、付記項２３に記載の方法。
［付記項２５］
前記一の配置および前記さらなる配置は、それぞれの前記脚部の傍らにそれぞれの一定の間隔を伴って延びる、付記項１９から２４のいずれか一項に記載の方法。
［付記項２６］
前記真空筐体の真空に曝される面の一部を前記少なくとも１つの第２の外側極面として選択する、または、前記真空筐体に装着される部品の真空に曝される面を選択するステップを含む、付記項１から２５のいずれか一項に記載の方法。
［付記項２７］
前記基板が前記ターゲットにわたって通過するように前記基板と前記ターゲットとを相対的に移動させるステップを含む、付記項１から２６のいずれか一項に記載の方法。
［付記項２８］
前記基板のうちの２つ以上を提供するステップと、付記項１から２７のいずれか一項に記載の前記方法を、前記基板のうちの前記２つ以上に続けて実施するステップとを含む、付記項２７に記載の方法。
［付記項２９］
付記項１から２７のいずれか一項に記載の前記方法を、基板において２回以上続けて実施するステップを含む、付記項２７または２８に記載の方法。
［付記項３０］
前記マグネトロン磁界と前記さらなる磁界とを、前記スパッタ面に向かって見たとき、前記合成磁界の力線が前記スパッタ面の支配的な部分にわたって方向の軸と平行に延びるように定めるステップと、
前記基板を前記ターゲットに対して、前記方向の軸に対して一定の基板の配向の角度で移動させるステップと
を含む、付記項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
［付記項３１］
前記基板から遠くにある回転軸の周りに前記基板を前記ターゲットに対して回転させるステップを含む、付記項２７から３０のいずれか一項に記載の方法。
［付記項３２］
前記回転軸は、前記基板のスパッタ被覆される前記面における法線と、両方の限度を含む０°から４５°の間の角度で交差し、好ましくは０°の角度で交差し、したがって前記法線と平行である、付記項３１に記載の方法。
［付記項３３］
前記回転軸は、前記基板のスパッタ被覆される前記面における法線と、両方の限度を含む４５°から９０°の間の角度で交差し、好ましくは９０°の角度で交差し、したがって前記法線に対して垂直である、付記項３１に記載の方法。
［付記項３４］
スパッタ被覆される前記面のより近くで、前記マグネトロン磁界の強度より大きくなるように前記さらなる磁界の強度を発生させ、スパッタ被覆される前記面からより遠くで、前記マグネトロン磁界の強度より小さくなるように前記さらなる磁界の強度を発生させるステップを含む、付記項１から３３のいずれか一項に記載の方法。
［付記項３５］
前記ターゲットは強磁性材料のものである、付記項１から３４のいずれか一項に記載の方法。
［付記項３６］
前記第１の外側極面と、前記第２の外側極面と、前記第１の内側極面と、前記第２の内側極面とは少なくとも互いに対して不動である、付記項１から３５のいずれか一項に記載の方法。
［付記項３７］
真空筐体と、その中に、
基板平面を定め、スパッタ被覆される面を有する二次元で延ばされた基板を保持するように調整される基板保持体と、
ターゲット保持体に搭載され、ターゲット平面に沿って延び、スパッタ面および後面を有するターゲットと、
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、第１の外側極面と第１の内側極面とを備え、前記第１の外側極面は前記第１の内側極面の周りに前記スパッタ面に沿って閉ループを形成し、前記第１の外側極面は一方の磁極性のものであり、前記第１の内側極面は他方の磁極性のものである、マグネトロン磁石−ダイポールの配置と、
少なくとも１つの第２の外側極面および少なくとも１つの第２の内側極面を有するさらなる磁石−ダイポールの配置であって、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記少なくとも１つの第２の内側極面は、前記第１の外側極面の前記ループ内にあり、前記少なくとも１つの第２の外側極面は前記第２の内側極面から離れており、前記第２の外側極面は前記一方の磁極性を有し、前記第２の内側極面は前記他方の磁極性を有する、さらなるマグネトロン磁石−ダイポールの配置と
を備えるスパッタリング装置。
［付記項３８］
前記少なくとも１つの第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記第１の外側極面の外側に位置付けられる、付記項３７に記載のスパッタリング装置。
［付記項３９］
前記第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記基板保持体において基板の周囲の外側に位置付けられる、付記項３７または３８に記載のスパッタ装置。
［付記項４０］
前記第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記ターゲットの周囲の外側に位置付けられる、付記項３７から３９のいずれか一項に記載のスパッタ装置。
［付記項４１］
前記マグネトロン磁石−ダイポールの配置および前記さらなる磁石−ダイポールの配置は、前記マグネトロン磁石−ダイポールの配置によって発生させられるマグネトロン磁界の力線および前記さらなる磁石−ダイポールの配置によって発生させられるさらなる磁界の力線が、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記閉ループの少なくとも一部に沿って相互に平行となるように調整される、付記項３７から４０のいずれか一項に記載のスパッタ装置。
［付記項４２］
前記ターゲットは強磁性材料のものである、付記項４１に記載のスパッタ装置。
［付記項４３］
前記第１の外側極面は前記スパッタ面の一部である、付記項３７から４２のいずれか一項に記載の装置。
［付記項４４］
前記少なくとも１つの第２の内側極面は前記スパッタ面の一部である、付記項３７から４３のいずれか一項に記載の装置。
［付記項４５］
前記少なくとも１つの第２の内側極面は前記スパッタ面から離れている、付記項３７から４３のいずれか一項に記載の装置。
［付記項４６］
前記少なくとも１つの第２の内側極面は前記基板平面に対して前記スパッタ面の反対に位置付けられる、付記項４５に記載の装置。
［付記項４７］
前記少なくとも１つの第２の外側極面は、前記ターゲット平面と平行に見たとき、以下の位置、すなわち、
前記基板平面に対して前記ターゲット平面の反対の位置、
前記基板平面と整列させられた位置、
前記ターゲット平面と前記基板平面との間で、前記ターゲット平面より前記基板平面に近い位置、
前記ターゲット平面と前記基板平面との間で、前記ターゲット平面より前記基板平面から離れた位置、
前記ターゲット平面と前記基板平面との間で、前記基板平面と前記ターゲット平面とから等距離の位置、
前記ターゲット平面と整列させられた位置、
前記ターゲット平面に対して前記基板平面の反対の位置
のうちの少なくとも１つにある、付記項３７から４６のいずれか一項に記載の装置。
［付記項４８］
前記第１の内側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、さらなる閉ループである、付記項３７から４７のいずれか一項に記載のスパッタ装置。
［付記項４９］
前記第２の内側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記さらなる閉ループ内にある、付記項４８に記載のスパッタ装置。
［付記項５０］
前記第１の内側極面の少なくとも一部と前記第２の内側極面の少なくとも一部とは、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、重なり合う、付記項３７から４９のいずれか一項に記載の装置。
［付記項５１］
前記第１の外側極面の前記ループは最大ループ直径を有し、前記少なくとも１つの第２の外側極面は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記最大直径の一方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度の一の配置と、前記最大直径の他方の側における少なくとも１つの第２の極面の限定された程度のさらなる配置とを含む、付記項３７から５０のいずれか一項に記載の装置。
［付記項５２］
前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記最大直径の一方の側において第１の直線的な軌跡に沿って延びる前記第１の外側極面の第１の脚部と、前記最大直径の他方の側において第２の直線的な軌跡に沿って延びる前記第１の外側極面の第２の脚部とを備え、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記一の配置は前記第１の脚部に沿って延び、前記さらなる配置は前記第２の脚部に沿って延びる、付記項５１に記載の装置。
［付記項５３］
前記第１の脚部および前記第２の脚部は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、直線的に延びる、付記項５２に記載の装置。
［付記項５４］
前記第１の脚部および前記第２の脚部は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、互いに対して平行である、付記項５３に記載の装置。
［付記項５５］
前記一の配置および前記さらなる配置は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、それぞれの直線的な軌跡に沿って延びる、付記項５１から５４のいずれか一項に記載の装置。
［付記項５６］
前記一の配置および前記さらなる配置は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、直線的に延びる、付記項５５に記載の装置。
［付記項５７］
前記一の配置および前記さらなる配置は、前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、それぞれの前記脚部の傍らにそれぞれの一定の間隔を伴って延びる、付記項５２から５６のいずれか一項に記載の装置。
［付記項５８］
前記真空筐体の真空に曝される面の一部が前記少なくとも１つの第２の外側極面である、または、前記真空筐体に装着される部品の真空に曝される面が前記少なくとも１つの第２の外側極面である、付記項３７から５７のいずれか一項に記載の装置。
［付記項５９］
少なくとも１つのさらなる真空処理装置を備え、一方における前記基板保持体と、他方における前記ターゲット保持体および前記少なくとも１つのさらなる真空処理装置とは、互いに対して駆動して移動可能であり、前記基板保持体を前記スパッタ面にわたって通過させ、前記基板保持体を、前記少なくとも１つのさらなる真空処理装置へと、または、前記少なくとも１つのさらなる真空処理装置から通過させる、付記項３７から５８のいずれか一項に記載の装置。
［付記項６０］
前記スパッタ面および前記少なくとも１つのさらなる真空処理装置に対して移動可能である２つ以上の前記基板保持体を備える、付記項５９に記載の装置。
［付記項６１］
前記さらなる真空処理装置のうちの少なくとも１つが付記項３７から５７のいずれか一項に記載のスパッタリング装置である、付記項５９または６０に記載の装置。
［付記項６２］
前記スパッタリング装置のうちの少なくとも１つで、その前記スパッタ面に向かう方向において見たとき、前記マグネトロン磁石−ダイポールの配置と前記さらなる磁石−ダイポールの配置とは、前記マグネトロン磁石−ダイポールの配置によって発生させられるマグネトロン磁界と、前記さらなる磁石−ダイポールの配置によって発生させられるさらなる磁界との重畳から生じる合成磁界の力線が、前記スパッタ面の支配的な部分にわたって方向の軸の方向において平行に延びるように構築され、前記少なくとも１つの基板保持体の相対移動は、前記方向の軸に対して一定の角度の配向で前記スパッタ面を通過するような様態で制御される、付記項５９から６１のいずれか一項に記載の装置。
［付記項６３］
前記基板保持体は、前記基板保持体から遠くにある回転軸の周りに駆動して相対的に回転可能である、付記項５９から６２のいずれか一項に記載の装置。
［付記項６４］
前記回転軸は、前記基板平面における法線と、０°以上４５°以下の角度で交差し、好ましくは０°の角度で交差し、したがって前記基板平面に対して垂直である、付記項６３に記載の装置。
［付記項６５］
前記回転軸は、前記基板平面における法線と、４５°以上９０°以下の角度で交差し、好ましくは９０°の角度で交差し、したがって前記基板平面と平行である、付記項６３に記載の装置。
［付記項６６］
前記ターゲットは強磁性材料のものである、付記項３７から６５のいずれか一項に記載の装置。
［付記項６７］
前記マグネトロンダイポール配置と前記さらなる磁石−ダイポールの配置とは、少なくとも互いに対して不動である、付記項３７から６６のいずれか一項に記載の装置。
【国際調査報告】
2021513613.tif 000021
2021513613.tif 000022
2021513613.tif 000023