(57)【要約】  基板を真空処理し、または、真空処理された基板を製造する方法であって、方法は、  −  真空チャンバー（１）を提供するステップと、  −  前記真空チャンバーの中に少なくとも１つの基板（３０）を提供するステップと、  −  前記真空チャンバーの中にプラズマ環境（２）を発生させ、前記少なくとも１つの基板を前記プラズマ環境に露出させるステップであって、前記プラズマ環境は、材料堆積供給源の第１のプラズマ（１１）および非堆積供給源の第２のプラズマ（２１）を含む、ステップと、  −  第１の状態と第２の状態との間で、前記プラズマ環境を繰り返して動作させるステップとを含み、  前記第１の状態（Ｓ１）は、  高位材料堆積速度を引き起こす、前記第１のプラズマへの高位プラズマ供給パワーと、前記第２のプラズマに送達される低位プラズマ供給パワーとによって定義され、  前記第２の状態（Ｓ２）は、  前記第１のプラズマへの前記高位プラズマ供給パワーと比較され、低位材料堆積速度を引き起こす、前記第１のプラズマへの低位プラズマ供給パワーと、前記第２のプラズマへの前記低位プラズマ供給パワーと比較される、前記第２のプラズマへの高位プラズマ供給パワーとによって定義される、方法。  本発明は、さらに、その方法を実施するように適合されている真空堆積装置に関する。
2021524542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を真空処理し、または、真空処理された基板を製造する方法であって、前記方法は、
−  真空チャンバー（１）を提供するステップと、
−  前記真空チャンバーの中に少なくとも１つの基板（３０）を提供するステップと、
−  前記真空チャンバーの中にプラズマ環境（２）を発生させ、前記少なくとも１つの基板を前記プラズマ環境に露出させるステップであって、前記プラズマ環境は、材料堆積供給源の第１のプラズマ（１１）および非堆積供給源の第２のプラズマ（２１）を含む、ステップと、
−  第１の状態と第２の状態との間で、前記プラズマ環境（２）を繰り返して動作させるステップと
を含み、
前記第１の状態（Ｓ１）は、
高位材料堆積速度を引き起こす、前記第１のプラズマへの高位プラズマ供給パワーと、前記第２のプラズマに送達される低位プラズマ供給パワーと
によって定義され、
前記第２の状態（Ｓ２）は、
前記第１のプラズマへの前記高位プラズマ供給パワーと比較され、低位材料堆積速度を引き起こす、前記第１のプラズマへの低位プラズマ供給パワーと、前記第２のプラズマへの前記低位プラズマ供給パワーと比較される、前記第２のプラズマへの高位プラズマ供給パワーと
によって定義される、方法。
【請求項２】
前記第１の状態（Ｓ１）と前記第２の状態（Ｓ２）との間で、可変の期間または一定の期間によって、前記プラズマ環境（２）を周期的に繰り返して動作させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
処理タイムスパンを確立するステップを含み、前記処理タイムスパンの間に、前記少なくとも１つの基板は、前記プラズマ環境（２）に露出されており、前記処理タイムスパンの少なくとも９０％の間に、好ましくは、前記処理タイムスパンの少なくとも９９％の間に、前記第１の状態および前記第２の状態のうちの１つだけが成立している、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記プラズマ環境に対して前記少なくとも１つの基板を移動させている間に、前記プラズマ環境（２）の中に前記少なくとも１つの基板の少なくとも一部を維持するステップを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の状態と前記第２の状態との間で、可変の期間または一定の期間によって、前記プラズマ環境（２）を周期的に繰り返して動作させるステップを含み、前記期間Ｔは、２μｓｅｃ≦Ｔ≦５０μｓｅｃになるように選択される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
追加的に第３の状態で前記プラズマ環境（２）を動作させるステップを含み、前記第３の状態は、前記高位プラズマ供給パワーを前記第１のプラズマに、および、前記高位プラズマ供給パワーを前記第２のプラズマに同時に送達することによって定義される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記プラズマ環境（２）の中の前記基板のための第１の処理エリア（１０）を少なくとも主に前記第１のプラズマに露出させるステップと、前記プラズマ環境の中の前記基板のための第２の処理エリア（２０）を少なくとも主に前記第２のプラズマに露出させるステップとを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
−  前記第１の処理エリア（１０）が前記第２の処理エリア（２０）と一致しているか、または、
−  前記第１の処理エリア（１０）および前記第２の処理エリア（２０）が重複しているか、または、
−  前記第１の処理エリア（１０）が前記第２の処理エリア（２０）の中にあるか、または、
−  前記第２の処理エリア（２０）が前記第１の処理エリア（１０）の中にあるか、または、
−  前記第１および第２の処理エリアが一般に前記プラズマ環境に露出されている
ということがさらに成立している、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
−  前記動作させるステップの２つ以上の繰り返しの間に、前記少なくとも１つの基板の少なくとも一部を前記第１の処理エリア（１０）に露出させるステップと、
−  次いで、前記基板の少なくとも前記一部を前記第２の処理エリア（２０）の中へ移動させるステップと
を含む、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
−  前記繰り返しの２つ以上の間に、少なくとも前記一部を前記第２の処理エリア（２０）に露出させるステップ
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のプラズマ（２１）によって少なくとも強化された前記第２の処理エリア（２０）の中で前記少なくとも１つの基板をエッチングするステップを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のプラズマ（１１）によってＰＶＤおよびＰＥＣＶＤのうちの１つを実施するステップを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のプラズマ（１１）は、スパッタリング供給源のプラズマであり、好ましくは、マグネトロンスパッタリング供給源のプラズマである、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のプラズマ（１１）および前記第２のプラズマ（２１）のうちの少なくとも１つは、反応性ガスを含む雰囲気の中で動作させられる、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のプラズマ（１１）への前記低位プラズマ供給パワーは、最大でも消えゆく供給パワーを備えた前記第１のプラズマを供給することによって確立される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２のプラズマ（２１）への前記低位プラズマ供給パワーは、最大でも消えゆく供給パワーを備えた前記第２のプラズマを供給することによって確立される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の状態（Ｓ１）と前記第２の状態（Ｓ２）との間で、可変の期間または一定の期間Ｔによって、前記プラズマ環境（２）を周期的に繰り返して動作させ、それによって、前記動作させるステップの前記期間Ｔよりも短いタイムスパンΔの間に、前記第１のプラズマへの前記高位プラズマ供給パワーと同時に、前記第２のプラズマへの前記高位プラズマ供給パワーを確立するステップを含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記プラズマ環境（２）を繰り返して前記動作させるステップの可変の期間または一定の期間Ｔは、２μｓｅｃ≦Ｔ≦５０μｓｅｃになるように選択されており、
前記動作させるステップの第３の状態は、第３のタイムスパンｔ３にわたって有効化されており、前記第３のタイムスパンｔ３に関して、０μｓｅｃ＜ｔ３≦２μｓｅｃが有効である、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
追加的に第３の状態で前記プラズマ環境を動作させるステップを含み、前記第３の状態は、前記高位プラズマ供給パワーを前記第１のプラズマに、および、前記高位プラズマ供給パワーを前記第２のプラズマに同時に送達することによって定義され、前記方法は、さらに追加的に第４の状態で前記プラズマ環境を動作させるステップを含み、前記第４の状態は、前記第１の低位プラズマ供給パワーを前記第１のプラズマに、および、前記第２の低位プラズマ供給パワーを前記第２のプラズマに同時に送達することによって定義される、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の状態と前記第２の状態との間で、前記プラズマ環境（２）を周期的に繰り返して動作させ、それによって、前記動作させるステップの前記期間Ｔよりも短いタイムスパンΔの間に、前記第１のプラズマへの前記高位プラズマ供給パワーと同時に、前記第２のプラズマへの前記高位プラズマ供給パワーを確立するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
第４のタイムスパンｔ４の間に前記第４の状態を確立するステップを含み、前記第４のタイムスパンｔ４に関して、０μｓｅｃ＜ｔ４≦２μｓｅｃが有効である、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記プラズマ環境（２）の中の前記基板のための第１の処理エリア（１０）を少なくとも主に前記第１のプラズマに露出させるステップと、前記プラズマ環境の中の前記基板のための第２の処理エリア（２０）を少なくとも主に前記第２のプラズマに露出させるステップと、前記少なくとも１つの基板の第１の一部を前記第１の処理エリア（１０）の中だけに、および、前記少なくとも１つの基板の異なる第２の一部を前記第２の処理エリア（２０）の中だけに同時に位置決めするステップとを含む、請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの基板のさらに異なる一部を、前記第１の処理エリア（１０）および第２の処理エリア（２０）の重複エリアの中に位置決めするステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記プラズマ環境（２）の中の前記基板のための第１の処理エリア（１０）を少なくとも主に前記第１のプラズマに露出させるステップと、前記プラズマ環境の中の前記基板のための第２の処理エリア（２０）を少なくとも主に前記第２のプラズマに露出させるステップと、第１の基板の一部を前記第１の処理エリアの中だけに、および、第２の基板の一部を前記第２の処理エリアの中だけに同時に位置決めするステップとを含む、請求項１から２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の基板の前記一部を前記第１の処理エリアの中だけに位置決めするステップと同時に、前記第１の基板のさらなる一部を、前記第１の処理エリア（１０）および前記第２の処理エリア（２０）の重複エリアの中に位置決めするステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第２の基板の前記一部を前記第１の処理エリアの中だけに位置決めするステップと同時に、前記第２の基板のさらなる一部を、前記第１の処理エリア（１０）および前記第２の処理エリア（２０）の重複エリアの中に位置決めするステップを含む、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の状態（Ｓ１）と前記第２の状態（Ｓ２）との間で、可変の期間または一定の期間Ｔによって、前記プラズマ環境（２）を周期的に繰り返して動作させるステップを含み、前記第１の状態が有効化されているタイムスパンと前記動作させるステップの前記期間との比率として定義される第１のデューティーサイクルＤＣ１は、２５％≦ＤＣ１≦９０％の範囲の中に維持されている、請求項１から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の状態（Ｓ１）と前記第２の状態（Ｓ２）との間で、可変の期間または一定の期間Ｔによって、前記プラズマ環境（２）を周期的に繰り返して動作させるステップを含み、前記第２の状態が有効化されているタイムスパンと前記動作させるステップの前記期間との比率として定義される第２のデューティーサイクルＤＣ２は、２５％≦ＤＣ２≦９５％の範囲の中に維持されている、請求項１から２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記プラズマ環境（２）の中の前記基板のための第１の処理エリア（１０）を少なくとも主に前記第１のプラズマに露出させるステップと、前記プラズマ環境の中の前記基板のための第２の処理エリア（２０）を少なくとも主に前記第２のプラズマに露出させるステップと、１つもしくは複数の等しいガスを含む、または、１つもしくは複数の等しいガスからなる、ガス雰囲気を前記第１および第２の処理エリアの中に確立するステップとを含む、請求項１から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
それによって、前記少なくとも１つの基板の上に材料を堆積させるように適合されているさらなるプラズマ、および、前記少なくとも１つの基板の上に材料を堆積させないように適合されているさらなるプラズマのうちの少なくとも１つを提供するステップを含む、請求項１から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
真空堆積装置であって、前記真空堆積装置は、
−  真空チャンバー（１）であって、前記真空チャンバーの中には、材料堆積第１の処理エリア（１０）および材料非堆積第２の処理エリア（２０）がある、真空チャンバー（１）と、
−  前記第１の処理エリアと前記第２の処理エリアとの間で移動可能、ならびに、前記第１の処理エリアおよび前記第２の処理エリアのうちの少なくとも１つの中で移動可能のうちの少なくとも１つである、駆動式に移動可能な基板ホルダー（３１）と、
−  少なくとも主に前記第１の処理エリアの中に第１のプラズマ（１１）を発生させる第１のプラズマ供給源（１２）と、
−  少なくとも主に前記第２の処理エリアの中に第２のプラズマ（２１）を発生させる第２のプラズマ供給源（２２）と、
−  前記第１のプラズマ供給源に動作可能に接続されており、異なる供給パワーレベルを制御するための第１の制御入力を含む、制御可能な第１の電気プラズマ供給構成体（１３）と、
−  前記第２のプラズマ供給源に動作可能に接続されており、異なる供給パワーレベルを制御するための第２の制御入力を含む、制御可能な第２の電気プラズマ供給構成体（２３）と、
−  前記制御入力に動作可能に接続されている制御構成体と
を含み、
前記制御構成体は、前記第１の制御入力を介して前記第１の電気プラズマ供給の第１の制御を行い、第１の高位プラズマ持続パワーレベルおよび第１の低位パワーレベルを繰り返して供給するように構築されており、
前記制御構成体は、前記第２の制御入力を介して前記第２の電気プラズマ供給の第２の制御を行い、第２の高位プラズマ持続パワーレベルおよび第２の低位パワーレベルを繰り返して供給するように構築されており、
前記制御構成体は、前記第１の制御および前記第２の制御を時間同期させるようにさらに構築されている、真空堆積装置。
【請求項３２】
前記第１の処理エリア（１０）および前記第２の処理エリア（２０）は共通のエリアであるか、または、前記第１および第２の処理エリアは重複しているか、または、前記第１および第２の処理エリアは開放連通状態になっている、請求項３１に記載の真空堆積装置。
【請求項３３】
−  前記第１の電気プラズマ供給構成体が、制御されるＤＣパワー供給構成体であること、
−  前記第２のパワー供給部が、制御されるＲＦパワー供給部であること
のうちの少なくとも１つが有効である、請求項３１または３２に記載の真空堆積装置。
【請求項３４】
前記制御構成体は、前記第１の高位パワーレベルおよび前記第２の低位パワーレベルの時間的な重複、ならびに、前記第１の低位パワーレベルおよび前記第２の高位パワーレベルの時間的な重複を制御する、請求項３１から３３のいずれか一項に記載の真空堆積装置。
【請求項３５】
前記制御構成体は、請求項１から３０のいずれか一項に記載の方法の第１の状態と第２の状態との間の動作を同期させるように適合および構成されている、請求項３１から３４のいずれか一項に記載の真空堆積装置。
【請求項３６】
前記第１のプラズマ供給源は、パルス状のＤＣマグネトロン供給源であり、とりわけ、重ね合わせられたＲＦを備えたパルス状のＤＣマグネトロン供給源である、請求項３１から３５のいずれか一項に記載の真空堆積装置。
【請求項３７】
前記第１のプラズマ供給源は、回転可能な磁石構成体および／または回転可能なターゲットを含む、請求項３１から３６のいずれか一項に記載の真空堆積装置。
【請求項３８】
前記基板ホルダー（３１）は、複数の基板を保持するように適合されており、とりわけ、前記基板ホルダーは、テーブルとして、または、それぞれの中心軸線の周りに回転可能なドラムとして設計されている、請求項３１から３７のいずれか一項に記載の真空堆積装置。
【請求項３９】
前記基板ホルダー（３１）は、前記複数の基板の中の２つの近隣の基板を互いから所定の距離に保持するように適合されており、前記距離は、前記第１の処理エリア（１０）と前記第２の処理エリア（２０）との間の距離よりも小さいかまたはそれに等しい、請求項３８に記載の真空堆積装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で取り組まれている本発明は、真空環境の中で基板を処理する方法に関し、その方法は、基板の上の材料堆積を含む。さらなる態様の下で、本発明は、その方法を実施するように適合されている真空堆積装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の上の薄い層の堆積のためのプロセスは、たとえば、光学的なコーティングの生産において適用されている。そのようなプロセスは、典型的に、真空環境の中で実施される。基板の上の材料堆積は、たとえば、スパッター堆積のケースなど、プラズマの発生を伴う場合がある。実際の堆積ステップに加えて、成長する層は、同じ真空環境の中の第２のプラズマ供給源のプラズマの中で処理され得、たとえば、表面処理プラズマ供給源とも称される、いわゆるエッチング供給源のプラズマの中で処理され得る。基板は、２つのプラズマ供給源のうちの１つに繰り返して交互に露出され得る。
【０００３】
しかし、同じ真空環境の中の２つのプラズマ供給源の動作は、いくつかの欠点を有する。一方のプラズマのイオンエネルギーまたは電流密度などのようなプロセスパラメーターは、他方のプラズマの存在または不存在および実際の特性に依存する場合がある。２つのプラズマ供給源の同時の動作は、プロセスドリフトを誘発させる可能性があり、プロセスドリフトは、個々の供給源の単独での動作の間には起こらない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、これらの欠点のうちの少なくとも１つを克服する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１による方法によって実現される。
【０００６】
本発明による方法は、基板を真空処理し、または、真空処理された基板を製造する方法である。方法は、
−  真空チャンバーを提供するステップと、
−  真空チャンバーの中に少なくとも１つの基板を提供するステップと、
−  真空チャンバーの中にプラズマ環境を発生させ、少なくとも１つの基板をプラズマ環境に露出させるステップであって、プラズマ環境は、少なくとも１つの基板の上の材料堆積供給源の第１のプラズマおよび非堆積供給源の第２のプラズマを含む、ステップと、
−  第１の状態と第２の状態との間で、プラズマ環境を繰り返して動作させるステップと
を含み、
第１の状態は、
高位材料堆積速度を引き起こす、第１のプラズマへの高位プラズマ供給パワーと、第２のプラズマに送達される低位プラズマ供給パワーと
によって定義され、
第２の状態は、
第１のプラズマへの高位供給パワーと比較され、低位材料堆積速度を引き起こす、第１のプラズマへの低位供給パワーと、第２のプラズマへの低位供給パワーと比較される、第２のプラズマへの高位供給パワーと
によって定義される。
【０００７】
本発明者は、この方法によって、プロセスドリフトが低減されるということを認識した。これは、所望のプロセスパラメーターに近い条件で費やされる時間が増加されるにつれて、基板の処理がより効果的になるという効果を有している。本発明者は、とりわけ、イオンエネルギーおよびイオン電流密度に関して、実行可能なプロセスウィンドウが、本発明の方法にしたがってプラズマ環境を動作させることによって広げられるということを認識した。本発明者は、材料堆積エリアの中の第１のプラズマと非堆積プラズマ処理エリアの中の第２のプラズマとの間の望ましくない相互作用が、この方法を適用することによって上手く低減され得るということをさらに認識した。
【０００８】
方法の基本原理は、両方のプラズマを伴う２つのパワー供給状態の間で繰り返して交互になり、その交互になることを同期させることによって、上記に定義されている第１および第２の状態が、プラズマ環境を動作させる間に繰り返して実現化されるようになっているということにある。第１の状態において、第１の高位プラズマ供給パワーが、第１のプラズマに送達され、第２の低位プラズマ供給パワーが、第２のプラズマに送達される。第２の状態において、状況は逆にされ、すなわち、第１の低位プラズマ供給パワーが、第１のプラズマに送達され、第２の高位プラズマ供給パワーが、第２のプラズマに送達される。第１の／第２の低位および第１の／第２の高位プラズマ供給パワーは、それぞれのケースにおいて、それぞれ、第１のプラズマへの高位プラズマ供給パワーおよび第２のプラズマへの高位プラズマ供給パワーに関して定義されている。第１および第２の低位プラズマ供給パワーは、それぞれのプラズマを持続するために必要とされるパワーよりも低くなっていることが可能である。第１のプラズマへの低位プラズマ供給パワー、および／または、第２のプラズマへの低位プラズマ供給パワーは、ゼロパワーであることが可能である。
【０００９】
この方法によれば、少なくとも１つの基板が、プラズマ環境の中に提供される。多数の基板がプラズマ環境の中に存在することが可能である。後者のケースでは、個々の基板は、第１のプラズマによって引き起こされる材料堆積を同時にまたは連続して受け入れることが可能である。
【００１０】
方法は、交互の供給源動作スキームによる表面堆積および処理の方法として説明され得る。
【００１１】
交互の供給源動作スキームは、少なくとも２つのプラズマ供給源の共通のプラズマ環境に影響を与える。プラズマ環境という用語によって、１つまたは複数のプラズマ供給源が動作させられているときに影響を及ぼすかまたは衝撃を与えるスペースを表している。
【００１２】
方法の変形例は、請求項２から３０の特徴によって定義されている。
【００１３】
本発明による方法の１つの実施形態において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、プラズマ環境は、第１の状態と第２の状態との間で、可変の期間または一定の期間によって、周期的に繰り返して動作させられる。
【００１４】
第１の状態と第２の状態との間の周期的な動作は、簡単な手段によって実現され得、少数のパラメーターによって制御され得る。
【００１５】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、処理タイムスパンを確立するステップを含み、処理タイムスパンの間に、少なくとも１つの基板は、プラズマ環境に露出されており、処理タイムスパンの少なくとも９０％の間に、好ましくは、処理タイムスパンの少なくとも９９％の間に、第１の状態および第２の状態のうちの１つだけが成立している。
【００１６】
このように、処理タイムスパンの支配的な部分において、第１のプラズマの高位パワープラズマ供給状態は、第２のプラズマの高位パワープラズマ供給状態と時間的な重複を有していない。本発明者は、２つのプラズマの効率的な切り離しがこのように実現され得るということを認識した。一方のプラズマの動作条件は、他方のプラズマの動作条件への依存度が低くなっている。これは、同じ真空チャンバーの中でだけでなく、空間的に近接して、第１および第２のプラズマを動作させるための道を開く。
【００１７】
本発明による方法の１つの変形例（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）は、プラズマ環境に対して少なくとも１つの基板を移動させている間に、プラズマ環境の中に少なくとも１つの基板の少なくとも一部を維持するステップを含む。
【００１８】
本発明者は、この変形例の方法を適用することによって、均質な厚さおよび低い粗さの層が基板の上に堆積され得るということを認識した。移動させることは、少なくとも１つの基板を軸線の周りに回転させることを含むことが可能である。移動させることは、プラズマ環境を横切る並進移動または回転移動、および、そのような移動の組み合わせを含むことが可能である。移動させることは、第１のプラズマが高い材料堆積を引き起こす位置から、第２のプラズマが高い強度を有する位置へ、少なくとも１つの基板を移動させることを含むことが可能である。移動させることは、１つまたはいくつかの基板を保持する基板ホルダーを移動させることによって実施され得る。基板ホルダーは、たとえば、毎分回転数１０から２４０の回転速度によって回転軸線の周りに回転することが可能であり、それぞれの基板が０．２５秒から６秒の時間間隔で同じ位置を繰り返して通るようになっている。プラズマ環境に対する基板の移動は、代替的に、基板以外の一部、とりわけ、プラズマ供給源の一部を移動させることによって実現され得、プラズマ環境の場所が基板に対して相対運動するようになっている。
【００１９】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、プラズマ環境は、第１の状態と第２の状態との間で、可変の期間または一定の期間によって、周期的に繰り返して動作させられ、期間Ｔは、２μｓｅｃ≦Ｔ≦５０μｓｅｃになるように選択される。
【００２０】
２０ｋＨｚから５００ｋＨｚの範囲の中の繰り返し率に対応する、そのような短い期間Ｔによって、第１の状態と第２の状態との間で交互にすることを他のより遅いプロセス（たとえば、基板を移動させることなど）と同期させることは必要ない。運動中の基板に関しても、プラズマ環境の第１および第２の状態の両方が、その軌道に沿ったすべての位置に関して効果的である。
【００２１】
本発明による方法の１つの変形例（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）は、追加的に第３の状態でプラズマ環境を動作させるステップを含み、第３の状態は、高位プラズマ供給パワーを第１のプラズマに、および、高位プラズマ供給パワーを第２のプラズマに同時に送達することによって定義される。
【００２２】
第２のプラズマへの低位プラズマ供給パワーが第１の状態の間に第２のプラズマを持続しなかった場合、第１の状態から第２の状態へ第３の状態を介して行くことは、第２のプラズマを点火することを助けることが可能である。したがって、第１のプラズマへの低位プラズマ供給パワーが第２の状態の間に第１のプラズマを持続しなかった場合、第２の状態から第１の状態へ第３の状態を介して行くことは、第１のプラズマを点火することを助けることが可能である。第１のまたは第２のプラズマの点火局面の間に、第３の状態が少なくとも短いタイムスパンにわたって確立されるときには、それぞれのイオン電流のより速い上昇が実現され得る。そのうえ、プラズマの点火の時折起こる失敗のリスクは、本変形例によって低減され得る。プラズマの再点火が必要ない場合でも、第１の状態と第２の状態との間に第３の状態が存在することは、状態の変化の後に安定した動作条件により速く到達することを助けることが可能である。第３の状態が成立しているタイムスパンは、第１の状態が成立しているタイムスパンよりも短くなっているか、または、第２の状態が成立しているタイムスパンよりも短くなっていることが可能である。
【００２３】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、プラズマ環境の中の基板のための第１の処理エリアを少なくとも主に第１のプラズマに露出させるステップと、プラズマ環境の中の基板のための第２の処理エリアを少なくとも主に第２のプラズマに露出させるステップとを含む。
【００２４】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、
−  第１の処理エリアが第２の処理エリアと一致しているか、または、
−  第１の処理エリアおよび第２の処理エリアが重複しているか、または、
−  第１の処理エリアが第２の処理エリアの中にあるか、または、
−  第２の処理エリアが第１の処理エリアの中にあるか、または、
−  前記第１および第２の処理エリアが一般にプラズマ環境に露出されている
ということがさらに成立している。
【００２５】
本発明の方法によって、第１の処理エリアおよび第２の処理エリアのさまざまな空間的配置が可能である。本発明の方法に起因して、時間の経過に伴う第１および第２のプラズマの重大な切り離しは、空間における第１および第２の処理エリアの重複を可能にし、または、第１および第２の処理エリアの一致さえも可能にする。
【００２６】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、
−  動作させるステップの２つ以上の繰り返しの間に、少なくとも１つの基板の少なくとも一部を第１の処理エリアに露出させるステップと、
−  次いで、基板の少なくとも一部を第２の処理エリアの中へ移動させるステップと
をさらに含む。
【００２７】
本発明者は、本変形例が、効率的な方式での基板の処理を可能にし、プラズマ堆積および非堆積プラズマ処理の連続が必要とされるということを認識した。少なくとも１つの基板の一部は、第１の処理エリアの中に（すなわち、プラズマ堆積エリアの中に）十分に長く維持され、それが第２の処理エリアの中での非堆積プラズマ処理のステップを受ける前に、第１の状態の間の第１のプラズマによって引き起こされる高位材料堆積速度に、それが少なくとも１回露出される。
【００２８】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、
−  ２つ以上の繰り返しの間に、少なくとも一部を第２の処理エリアに露出させるステップ
をさらに含む。
【００２９】
少なくとも１つの基板の一部は、第２の処理エリア（すなわち、非堆積プラズマ処理エリア）の中に十分に長く維持され、それがプラズマ堆積のステップを再び受ける前に、高位プラズマ供給パワーを第２のプラズマに送達する間に、それが第２のプラズマに少なくとも１回露出される。
【００３０】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、第２のプラズマによって少なくとも強化された第２の処理エリアの中で少なくとも１つの基板をエッチングするステップを含む。
【００３１】
プラズマエッチングまたはプラズマ表面処理は、非堆積プロセスステップであり、すなわち、プラズマエッチングは、基板の上の材料の堆積を確立しないように適合されているプラズマを利用する。いわゆるプラズマ支援堆積プロセスにおいて、第２のプラズマによって引き起こされるプラズマエッチング、または、プラズマ強化エッチングは、堆積ステップとともに交互に適用されるときに、層の品質を改善することが可能である。とりわけ、エッチングプロセスと組み合わせられた堆積プロセスによって作り出される層の非常に低い粗さが実現され得る。本変形例による方法は、プラズマエッチングに関する動作条件を非常に安定した状態に維持する。本変形例による方法は、第１の処理エリアに近いエリアにおいて、すなわち、材料堆積エリアに近いエリアにおいて、または、第１の処理エリアと重複するエリアにおいても、すなわち、材料堆積エリアと重複するエリアにおいても、プラズマエッチングを実施することを可能にする。プラズマを伴う材料堆積プロセスおよびプラズマエッチングプロセスは、本方法を適用することによって、時間的に切り離され得る。
【００３２】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、第１のプラズマによって物理蒸着（ＰＶＤ）およびプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）のうちの１つを実施するステップを含む。
【００３３】
ＰＶＤおよびＰＥＣＶＤプロセスは、少なくとも１つの基板の上に材料を堆積させるのに適している。両方のタイプのプロセスは、基板の上に光学的なコーティングを作り出すのに適しており、とりわけ、非常に滑らかな多層コーティングを作り出すのに適している。両方のタイプのプロセスの結果として生じる製品の品質は、以前の変形例の中に定義されているように、非堆積プラズマ処理との組み合わせから、とりわけ、プラズマエッチング処理から利益を得る。
【００３４】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、第１のプラズマは、スパッタリング供給源のプラズマであり、好ましくは、マグネトロンスパッタリング供給源のプラズマである。
【００３５】
方法の変形例によるプラズマスパッター堆積プロセスは、少なくとも１つの基板の上に材料を堆積させるのに適している。それらは、基板の上に光学的なコーティングを作り出すのに適しており、とりわけ、非常に滑らかな多層コーティングを作り出すのに適している。結果として生じる製品の品質は、また、以前の変形例の中に定義されているように、非堆積プラズマ処理との組み合わせから、とりわけ、プラズマエッチング処理から利益を得る。
【００３６】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、第１のプラズマおよび第２のプラズマのうちの少なくとも１つは、反応性ガスを含む雰囲気の中で動作させられる。
【００３７】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、第１のプラズマへの低位プラズマ供給パワーは、最大でも消えゆく（ａｔ  ｍｏｓｔ  ｖａｎｉｓｈｉｎｇ）供給パワーを備えた第１のプラズマを供給することによって確立される。
【００３８】
この変形例において、第１のプラズマへの低位プラズマ供給パワーは、第２の状態の間に、本質的にゼロパワーに設定される。これは、第２の状態の間に高位プラズマ供給パワーを受け取る第２のプラズマに対して起こり得る影響を最小にまで低減させる。この変形例によれば、第１のプラズマへのプラズマ供給パワーは、「オン」と「オフ」との間で切り替えられる。方法のこの変形例は、所定のタイムスパンにわたって第１のプラズマを供給する発生器の間の接続を中断することによって（たとえば、発生器のパワー出力におけるスイッチを作動させることによって）実装され得る。それは、所定のタイムスパンの間に第１のプラズマを供給する発生器を停止させることによって（たとえば、制御スイッチを作動させることによって）実装され得る。また、それは、第１のプラズマを供給する発生器の出力パワーレベルを非常に低い値まで低減させることによって実装され得る。また、それは、第１のプラズマを供給する発生器の出力パワーの極性を逆にすることによって実装され得る。極性を逆にすることは、ターゲット表面への帯電の影響が最小化されるという効果がある。
【００３９】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、第２のプラズマへの低位プラズマ供給パワーは、最大でも消えゆく供給パワーを備えた第２のプラズマを供給することによって確立される。
【００４０】
この変形例において、第２のプラズマへの低位プラズマ供給パワーは、第１の状態の間に、本質的にゼロパワーに設定される。これは、第１の状態の間に高位プラズマ供給パワーを受け取る第１のプラズマに対して起こり得る影響を最小にまで低減させる。この変形例によれば、第２のプラズマへのプラズマ供給パワーは、「オン」と「オフ」との間で切り替えられる。方法のこの変形例は、所定のタイムスパンにわたって第２のプラズマを供給する発生器の間の接続を中断することによって（たとえば、発生器のパワー出力におけるスイッチを作動させることによって）実装され得る。それは、所定のタイムスパンの間に第２のプラズマを供給する発生器を停止させることによって（たとえば、制御スイッチを作動させることによって）実装され得る。また、それは、第２のプラズマを供給する発生器の出力パワーレベルを非常に低い値まで低減させることによって実装され得る。
【００４１】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、第１の状態と第２の状態との間で、可変の期間または一定の期間によって、プラズマ環境を周期的に繰り返して動作させ、それによって、動作させるステップの期間Ｔよりも短いタイムスパンΔの間に、第１のプラズマへの高位プラズマ供給パワーと同時に、第２のプラズマへの高位プラズマ供給パワーを確立するステップを含む。
【００４２】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、プラズマ環境を繰り返して動作させるステップの可変の期間または一定の期間Ｔは、２μｓｅｃ≦Ｔ≦５０μｓｅｃになるように選択されており、
動作させるステップの第３の状態は、第３のタイムスパンｔ３にわたって有効化されており、第３のタイムスパンｔ３に関して、０μｓｅｃ＜ｔ３≦２μｓｅｃが有効である。
【００４３】
本発明による方法の１つの変形例において、方法は、追加的に第３の状態でプラズマ環境を動作させるステップを含み、第３の状態は、高位プラズマ供給パワーを第１のプラズマに、および、高位プラズマ供給パワーを第２のプラズマに同時に送達することによって定義され、方法は、さらに追加的に第４の状態でプラズマ環境を動作させるステップを含み、第４の状態は、第１の低位プラズマ供給パワーを第１のプラズマに、および、第２の低位プラズマ供給パワーを第２のプラズマに同時に送達することによって定義される。
【００４４】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、第１の状態と第２の状態との間で、プラズマ環境を周期的に繰り返して動作させ、それによって、動作させるステップの期間Ｔよりも短いタイムスパンΔの間に、第１のプラズマへの高位プラズマ供給パワーと同時に、第２のプラズマへの高位プラズマ供給パワーを確立するステップを含む。
【００４５】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、第４のタイムスパンｔ４の間に第４の状態を確立するステップを含み、第４のタイムスパンｔ４に関して、０μｓｅｃ＜ｔ４≦２μｓｅｃが有効である。
【００４６】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、プラズマ環境の中の基板のための第１の処理エリアを少なくとも主に第１のプラズマに露出させるステップと、プラズマ環境の中の基板のための第２の処理エリアを少なくとも主に第２のプラズマに露出させるステップと、少なくとも１つの基板の第１の一部を第１の処理エリアの中だけに、および、少なくとも１つの基板の異なる第２の一部を第２の処理エリアの中だけに同時に位置決めするステップとを含む。
【００４７】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、少なくとも１つの基板のさらに異なる一部を、第１の処理エリアおよび第２の処理エリアの重複エリアの中に位置決めするステップを含む。
【００４８】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、プラズマ環境の中の基板のための第１の処理エリアを少なくとも主に第１のプラズマに露出させるステップと、プラズマ環境の中の基板のための第２の処理エリアを少なくとも主に第２のプラズマに露出させるステップと、第１の基板の一部を第１の処理エリアの中だけに、および、第２の基板の一部を第２の処理エリアの中だけに同時に位置決めするステップとを含む。
【００４９】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、第１の基板の一部を第１の処理エリアの中だけに位置決めするステップと同時に、第１の基板のさらなる一部を、第１の処理エリアおよび第２の処理エリアの重複エリアの中に位置決めするステップを含む。
【００５０】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、第２の基板の一部を第１の処理エリアの中だけに位置決めするステップと同時に、第２の基板のさらなる一部を、第１の処理エリアおよび第２の処理エリアの重複エリアの中に位置決めするステップを含む。
【００５１】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、第１の状態と第２の状態との間で、可変の期間または一定の期間Ｔによって、プラズマ環境を周期的に繰り返して動作させるステップを含み、第１の状態が有効化されているタイムスパンと動作させるステップの期間との比率として定義される第１のデューティーサイクルＤＣ１は、２５％≦ＤＣ１≦９０％の範囲の中に維持されている。
【００５２】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、第１の状態と第２の状態との間で、可変の期間または一定の期間Ｔによって、プラズマ環境を周期的に繰り返して動作させるステップを含み、第２の状態が有効化されているタイムスパンと動作させるステップの期間との比率として定義される第２のデューティーサイクルＤＣ２は、２５％≦ＤＣ２≦９５％の範囲の中に維持されている。
【００５３】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、方法は、プラズマ環境の中の基板のための第１の処理エリアを少なくとも主に第１のプラズマに露出させるステップと、プラズマ環境の中の基板のための第２の処理エリアを少なくとも主に第２のプラズマに露出させるステップと、１つもしくは複数の等しいガスを含む、または、１つもしくは複数の等しいガスからなる、ガス雰囲気を第１および第２の処理エリアの中に確立するステップとを含む。
【００５４】
本発明による方法の１つの変形例において（それは、事前に対処された変形例のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる変形例のいずれかと組み合わせられ得る）、少なくとも１つの基板の上に材料を堆積させるように適合されているさらなるプラズマ、および、少なくとも１つの基板の上に材料を堆積させないように適合されているさらなるプラズマのうちの少なくとも１つが提供されている。
【００５５】
本発明は、さらに、請求項３１による真空堆積装置に関する。
【００５６】
本発明による真空堆積装置は、
−  真空チャンバーであって、真空チャンバーの中には、材料堆積第１の処理エリアおよび材料非堆積第２の処理エリアがある、真空チャンバーと、
−  第１の処理エリアと第２の処理エリアとの間で移動可能、ならびに、第１の処理エリアおよび第２の処理エリアのうちの少なくとも１つの中で移動可能のうちの少なくとも１つである、駆動式に移動可能な基板ホルダーと、
−  少なくとも主に第１の処理エリアの中に第１のプラズマを発生させる第１のプラズマ供給源と、
−  少なくとも主に第２の処理エリアの中に第２のプラズマを発生させる第２のプラズマ供給源と、
−  第１のプラズマ供給源に動作可能に接続されており、異なる供給パワーレベルを制御するための第１の制御入力を含む、制御可能な第１の電気プラズマ供給構成体と、
−  第２のプラズマ供給源に動作可能に接続されており、異なる供給パワーレベルを制御するための第２の制御入力を含む、制御可能な第２の電気プラズマ供給構成体と、
−  制御入力に動作可能に接続されている制御構成体と
を含み、
制御構成体は、第１の制御入力を介して第１の電気プラズマ供給の第１の制御を行い、第１の高位プラズマ持続パワーレベルおよび第１の低位パワーレベルを繰り返して供給するように構築されており、
制御構成体は、第２の制御入力を介して第２の電気プラズマ供給の第２の制御を行い、第２の高位プラズマ持続パワーレベルおよび第２の低位パワーレベルを繰り返して供給するように構築されており、
制御構成体は、第１の制御および第２の制御を時間同期させるようにさらに構築されている。
【００５７】
本発明による真空堆積装置は、本発明による方法を実施するように適合されている。とりわけ、制御構成体は、第１および第２の電気プラズマ供給構成体のパワーレベル同士の間の切り替えのタイミングを同期した方式で制御するように適合されており、方法の中に定義されているような第１および第２の状態が実現化され得るようになっている。制御構成体は、スタート信号およびストップ信号などのような、制御信号を送信するためのネットワークを含むことが可能である。そのような制御信号は、電気信号、ラジオ周波数信号、または光信号として送信され得る。制御構成体は、中央制御ユニットを含むことが可能である。
【００５８】
要するに、装置は、交互の供給源動作スキームを実施するように適合されている真空堆積装置として説明され得る。
【００５９】
装置の実施形態が、請求項３２から３９の特徴によって定義されている。
【００６０】
本発明による装置の１つの実施形態において（それは、事前に対処された実施形態のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる実施形態のいずれかと組み合わせられ得る）、第１の処理エリアおよび第２の処理エリアは共通のエリアであるか、または、第１および第２の処理エリアは重複しているか、または、第１および第２の処理エリアは開放連通状態（オープンコミュニケーション）になっている。
【００６１】
本実施形態では、第１および第２の処理は、相互の空間的配向を有しており、それは、それらが第１のプラズマおよび第２のプラズマの共通のプラズマ環境の中にあることを可能にする。
【００６２】
本発明による装置の１つの実施形態において（それは、事前に対処された実施形態のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる実施形態のいずれかと組み合わせられ得る）、
−  第１の電気プラズマ供給構成体が、制御されるＤＣパワー供給構成体であること、
−  第２のパワー供給部が、制御されるＲＦパワー供給部であること
のうちの少なくとも１つが有効である。
【００６３】
本発明による装置の１つの実施形態において（それは、事前に対処された実施形態のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる実施形態のいずれかと組み合わせられ得る）、制御構成体は、第１の高位パワーレベルおよび第２の低位パワーレベルの時間的な重複、ならびに、第１の低位パワーレベルおよび第２の高位パワーレベルの時間的な重複を制御する。
【００６４】
本発明による装置の１つの実施形態において（それは、事前に対処された実施形態のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる実施形態のいずれかと組み合わせられ得る）、制御構成体は、本発明による方法に定義されているような第１の状態と第２の状態との間の動作を同期させるように適合および構成されている。
【００６５】
本発明による装置の１つの実施形態において（それは、事前に対処された実施形態のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる実施形態のいずれかと組み合わせられ得る）、第１のプラズマ供給源は、パルス状のＤＣマグネトロン供給源であり、とりわけ、重ね合わせられたＲＦを備えたパルス状のＤＣマグネトロン供給源である。
【００６６】
本発明による装置の１つの実施形態において（それは、事前に対処された実施形態のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる実施形態のいずれかと組み合わせられ得る）、第１のプラズマ供給源は、回転可能な磁石構成体および／または回転可能なターゲットを含む。
【００６７】
第１のプラズマ供給源は、回転式磁石を適用することが可能であり、回転式磁石構成体は、第１のプラズマを横断する磁場を提供する。第１のプラズマ供給源は、ターゲットから材料をスパッタリングするために使用され得、ターゲットは、スパッタリングゾーンに対して回転する。
【００６８】
本発明による装置の１つの実施形態において（それは、事前に対処された実施形態のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる実施形態のいずれかと組み合わせられ得る）、基板ホルダーは、複数の基板を保持するように適合されており、とりわけ、基板ホルダーは、テーブルとして、または、それぞれの中心軸線の周りに回転可能なドラムとして設計されている。
【００６９】
この実施形態は、複数の基板をコーティングするのに有用である。いくつかの基板は、回転式テーブルとして設計されている基板ホルダーの中心回転軸線の周りに共通の円形に沿って配置され得る。複数の基板が、ドラムの円筒形状の表面に取り付けられ、その円筒軸線の周りに回転することが可能である。それぞれの個々の基板は、テーブル表面に沿った共通の円形に沿ってまたはドラムの周りに配置されている１つまたはいくつかの材料堆積ステーション、および、１つまたはいくつかの非堆積プラズマ処理ステーションの中で、シーケンシャルに処理を受けることが可能である。加えて、それぞれの基板は、層の均質性を改善するために、その自身の軸線の周りに個別に回転することが可能である。
【００７０】
本発明による装置の１つの実施形態において（それは、事前に対処された実施形態のいずれか、および、矛盾しない限り、依然として対処されることとなる実施形態のいずれかと組み合わせられ得る）、基板ホルダーは、複数の基板の中の２つの近隣の基板を互いから所定の距離に保持するように適合されており、距離は、第１の処理エリアと第２の処理エリアとの間の距離よりも小さいかまたはそれに等しい。
【００７１】
ここで、本発明は、図の助けによってさらに例示されるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明による方法において実現化される２つの異なる状態における真空チャンバーおよび基板の概略断面図である。
【図２】第１の状態と第２の状態との間でのプラズマ環境の動作を図示する状態ダイアグラムである。
【図３ａ】第１の状態と第２の状態との間でのプラズマ環境の動作の変形例を図示し、第３のおよび／または第４の状態を伴う、６つの個々の状態ダイアグラムである。
【図３ｂ】第１の状態と第２の状態との間でのプラズマ環境の動作の変形例を図示し、第３のおよび／または第４の状態を伴う、６つの個々の状態ダイアグラムである。
【図３ｃ】第１の状態と第２の状態との間でのプラズマ環境の動作の変形例を図示し、第３のおよび／または第４の状態を伴う、６つの個々の状態ダイアグラムである。
【図３ｄ】第１の状態と第２の状態との間でのプラズマ環境の動作の変形例を図示し、第３のおよび／または第４の状態を伴う、６つの個々の状態ダイアグラムである。
【図３ｅ】第１の状態と第２の状態との間でのプラズマ環境の動作の変形例を図示し、第３のおよび／または第４の状態を伴う、６つの個々の状態ダイアグラムである。
【図３ｆ】第１の状態と第２の状態との間でのプラズマ環境の動作の変形例を図示し、第３のおよび／または第４の状態を伴う、６つの個々の状態ダイアグラムである。
【図４】方法のある実施形態において実現化される４つの異なる状態における真空チャンバーおよび基板の概略断面図である。
【図５】方法のある実施形態において、第１のプラズマに送達されるパワーおよび第２のプラズマに送達されるパワーの時間的経過を示すタイミングダイアグラムである。
【図６】方法のさらなる実施形態において、第１のプラズマに送達されるパワーおよび第２のプラズマに送達されるパワーの時間的経過を示すタイミングダイアグラムである。
【図７】方法のさらなる実施形態において、第１のプラズマに送達されるパワーおよび第２のプラズマに送達されるパワーの時間的経過を示すタイミングダイアグラムである。
【図８】本発明による装置の実施形態の概略ダイアグラムである。
【図９ａ】本発明による方法の２つの変形例の間の第１および第２の供給源において測定される電圧の時間依存性を示す図である。
【図９ｂ】本発明による方法の２つの変形例の間の第１および第２の供給源において測定される電圧の時間依存性を示す図である。
【図１０】従来技術による方法の間の第１および第２の供給源において測定される電圧の時間依存性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
図１は、２つの異なる状態の真空チャンバーおよび基板の概略的に簡単化された断面を示しており、１つは、図の上側部にあり、１つは、図の下側部にある。両方の状態において、基板３０は、真空チャンバー１の中に位置決めされており、プラズマ環境２に露出されている。第１のプラズマ１１は、材料を基板の上に堆積させるように適合されている。第２のプラズマ２１は、材料を少なくとも１つの基板の上に堆積させないように適合されており、すなわち、材料の堆積につながらない方式で基板を処理するように適合されている。第１のプラズマ１１は、象徴的に示されている第１のプラズマ供給源１２の中に、高位パワーに関して「Ｐ１：高」によって示され、低位パワーに関して「Ｐ１：低」によって示されているように、高位プラズマパワーまたは低位プラズマパワーによって動作させられ得る。同様に、第２のプラズマ２１は、象徴的に示されている第２のプラズマ供給源２２の中に、高位パワーに関して「Ｐ２：高」によって示され、低位パワーに関して「Ｐ２：低」によって示されているように、高位プラズマパワーまたは低位プラズマパワーによって動作させられ得る。本発明の方法によれば、プラズマ環境２は、図の上側部に示されているような第１の状態Ｓ１と図の下側部に示されているような第２の状態Ｓ２との間で、繰り返して動作させられる。図の左側および右側の湾曲した矢印は、２つの状態の間で繰り返されて交互になることを示している。
【００７４】
第１の状態Ｓ１において、高位プラズマ供給パワーが、第１のプラズマに送達される。これは、高密度のドットによって象徴的に示されているように、高位材料堆積速度を引き起こす。同時に、低位プラズマ供給パワーは、低密度のドットによって示されているように、第２のプラズマに送達される。第２の状態Ｓ２において、高位プラズマ供給パワーが（すなわち、第１の状態の中に送達される、低位プラズマ供給パワーと比較して高い）、第２のプラズマに送達される。同時に、低位プラズマ供給パワーが、第１のプラズマに送達される。パワーは、第１の状態の間に第１のプラズマに送達されるような高位プラズマ供給パワーと比較して低くなっている。第１のプラズマに送達される低位プラズマ供給パワーは、低位材料堆積速度を引き起こす。これは、第１のプラズマ１１の領域の中に、低位密度のドットによって象徴的に示されている。
【００７５】
プラズマ環境２は、一点鎖線によって取り囲まれた領域によって概略的に示されている。その境界は、明瞭に定義されていない可能性がある。とにかく、プラズマ環境２は、真空チャンバーの内側の連続的な領域を形成している。
【００７６】
図２は、第１の状態と第２の状態との間のプラズマ環境の動作を図示する状態ダイアグラムを示している。関与する状態は、それぞれ、第１のプラズマおよび第２のプラズマに送達されるパワーの量によって定義される。水平方向の列において、第１のプラズマへのプラズマ供給パワーが示されており、一方、垂直方向の列において、第２のプラズマへのプラズマ供給パワーが示されている。ダイアグラムは、３つの水平方向の列および３つの垂直方向の列を示している。上部の水平方向の列は、「Ｐ１：低」によってマークされているように、第１のプラズマに送達される低位プラズマ供給パワーに対応している。下部の水平方向の列は、「Ｐ１：高」によってマークされているように、第１のプラズマに送達される高位プラズマ供給パワーに対応している。中間の水平方向の列は、第１のプラズマに送達されるパワーの過渡的な状態に対応している。左の垂直方向の列は、「Ｐ２：低」によってマークされているように、第２のプラズマに送達される低位プラズマ供給パワーに対応している。右の垂直方向の列は、「Ｐ２：高」によってマークされているように、第２のプラズマに送達される高位プラズマ供給パワーに対応している。中間の垂直方向の列は、第２のプラズマに送達されるパワーの過渡的な状態に対応している。ダイアグラムの中の５つのフィールドは、ハッチングによってマークされている。これらの５つのフィールドは、過渡的なパワー状態ＳＴに対応している。したがって、第１の状態Ｓ１は、ダイアグラムの左下のフィールドに対応しており、プラズマ環境の第２の状態Ｓ２は、したがって、ダイアグラムの右上のフィールドに対応している。本発明によれば、第１のプラズマおよび第２のプラズマを含むプラズマ環境は、両方の方向への矢印によって示されているように、第１の状態と第２の状態との間で、繰り返して動作させられる。ダイアグラムは、到達される状態の連続を示しているが、それは、第１の状態Ｓ１または第２の状態Ｓ２において費やされる時間についての情報を暗示しておらず、過渡的な状態ＳＴの領域を横切るためにどの程度の時間がかかるかということについての情報も暗示していない。
【００７７】
図３は、図２に関係して説明されているものと同様の状態ダイアグラムを示している。方法の実施形態が図示されている。実施形態は、状態の連続において、追加的な状態を伴っている。
【００７８】
図３ａは、実施形態を示しており、そこでは、プラズマ環境の動作が第３の状態Ｓ３を伴っており、第３の状態Ｓ３は、高位プラズマ供給パワーを第１のプラズマに、および、高位プラズマ供給パワーを第２のプラズマに同時に送達することによって定義されている。したがって、第３の状態は、ダイアグラムの右下のフィールドの中にある。図３ａに図示されている方法の実施形態において、第１の状態から第２の状態への移行のときに、第１のプラズマへのプラズマ供給パワーは、第２のプラズマへのプラズマ供給パワーをその低位レベルからその高位レベルへ切り替えている間に、その高位レベルに維持されており、それによって、第３の状態に到達する。第３の状態において、第２のプラズマは、迅速に再現可能に点火することが可能であり、または、すでに点火されている場合には、安定した動作条件に迅速に到達することが可能である。次のステップにおいて、第１のプラズマへのプラズマ供給パワーが、その低位レベルに低減され、したがって、第２の状態に到達する。示されている実施形態において、第２の状態Ｓ２から第１の状態Ｓ１へ戻るステップは、直接的に行われる。
【００７９】
図３ｂは、図３ａと同様の方法の実施形態を示しているが、このケースでは、第３の状態は、第２の状態Ｓ２から第１の状態Ｓ１への移行のときに確立される。
【００８０】
図３ｃは、同様の方法の実施形態を再び示している。このケースでは、第３の状態は、第１の状態と第２の状態との間の両方向において確立される。
【００８１】
図３ｄは、実施形態を示しており、そこでは、プラズマ環境の動作が第４の状態Ｓ４を伴っており、その第４の状態は、第１の低位プラズマ供給パワーを第１のプラズマに、および、第２の低位プラズマ供給パワーを第２のプラズマに同時に送達することによって定義されている。この第４の状態において、第１および第２のプラズマは、両方ともそれぞれの低位パワーレベルで稼働し、相互作用がとりわけ低くなるようになっている。本実施形態では、第４の状態は、第２の状態と第１の状態との間に確立される。
【００８２】
図３ｅは、実施形態を示しており、そこでは、第４の状態は、第１の状態と第２の状態との間で行ったり来たりするときに、両方向において確立される。
【００８３】
図３ｆは、さらなる例として、上記に定義されているような第１の、第２の、第３の、および第４の状態を伴う方法の実施形態を示している。示されている実施形態において、第１の状態Ｓ１、第３の状態Ｓ３、第２の状態Ｓ２、第４の状態Ｓ４、および（再び）第１の状態Ｓ１のシーケンスが確立されている。ここで、第３の状態の間に、第１のプラズマに送達される高位パワーレベルは、第２のプラズマの高速上昇を誘発させることを助けることが可能であり、一方、第１の状態へ戻る途中で、中間タイムスパンに両方のプラズマをそれらの低位パワーレベルに切り替えることによって、クリーンな切り離しが実現され得、中間タイムスパンの間に、第１の状態に再び到達する前に、第４の状態が確立される。
【００８４】
図４は、図１と同様に、プラズマ環境の中で少なくとも１つの基板の少なくとも一部を移動させることを含む方法の実施形態を簡単化された様式で示している。具体的には、基板３０は、基板ホルダー３１の上に位置決めされており、基板ホルダー３１は、軸線の周りに回転可能になっており、したがって、第１のプラズマ１１の領域の中の位置から第２のプラズマ２１の領域の中の位置の中へ基板を輸送することができる。真空チャンバー１の中のプラズマ環境は、上部の部分的な図と第２の部分的な図との間で両矢印によって示されているように、第１の状態Ｓ１と第２の状態Ｓ２との間で行ったり来たり切り替えられる。移動させるプロセスは、プラズマ環境の第１の状態と第２の状態との間で交互になることと比較して遅くなっていることが可能である。より長いタイムスパンにわたって、第２の部分的な図から第３の部分的な図への湾曲した矢印によって示されているように、移動させることに起因して、基板は、第２のプラズマ２１の領域に到着する。基板の位置に関係なく、プラズマ環境の第１の状態と第２の状態との間で交互になることは、下部の部分的な図に示されているように連続的であり、そこでは、第２の状態Ｓ２が再び確立されている。より長いタイムスパンにわたって、下部の部分的な図において開始する長い湾曲した矢印によって示されているように、移動させることに起因して、基板は、上部の部分的な図に示されているように元の位置に再び到着する。それぞれの位置において完全な基板３０を有する代わりに、大きい基板の一部が、ここで示されている基板の役割を果たすことが可能である。いくつかの基板が、基板ホルダーのさまざまな位置に設置され得、それぞれの個々の基板が、この図に示されている１つの基板と同様の手順を受けるようになっている。
【００８５】
図５は、プラズマ環境の動作に関するタイミングダイアグラムを示している。時間軸は、左から右へ伸びている。第１のプラズマに送達される第１のパワーＰ１および第２のプラズマに送達される第２のパワーＰ２の時間的経過は、細線としてマークされているその自身のゼロパワー基準の上方にそれぞれ表示されている。第１および第２のパワーは、高位レベルと低位レベルとの間で繰り返して交互になっている。より容易な識別のために、それぞれのタイムスパンは、第１のパワーおよび第２のパワーの両方に関して、「高」および「低」によって示されている。ダイアグラムは、概略的であり、正しい縮尺ではない。とりわけ、第１のパワー（材料堆積に関係している）および第２のパワー（非堆積の処理プラズマパワーに関係している）の絶対的なパワーレベルは、桁違いに異なる可能性がある。一方の状態から他方の状態へ切り替わるためにいくらかの時間が必要とされ、それは、このケースでは、パワーレベルの台形的な時間的経過につながる。時間軸の下方にマークされているように、プラズマ環境の第１の状態および第２の状態が交互に確立される。交互になることは、周期的になっていることが可能である。期間Ｔ、すなわち、１回の繰り返しの時間は、たとえば、２マイクロ秒から５０マイクロ秒の範囲の中にあることが可能である。
【００８６】
図６は、図５に示されている時間ダイアグラムと同様のタイミングダイアグラムを示している。本ケースにおいて、第１のプラズマおよび第２のプラズマに送達される低位パワーレベルは、ゼロパワーに対応している。したがって、交互になることは、高位パワーおよび低位パワーの代わりに、「オン」値と「オフ」値との間で切り替わることが見られ得る。とりわけ、ここで示されているケースにおいて、第１のプラズマに送達されるパワーは、パルス状のＤＣ電流の形態で適用され得、パルシングは、「オン」／「オフ」パワーレベルＰ１に対応している。第２のプラズマは、ＲＦパワーの形態で、たとえば、１３．５６ＭＨｚの周波数を有するＲＦの形態で適用され得る。第１の状態Ｓ１および第２の状態Ｓ２の連続が実現化される。２つの状態の同期化は、たとえば、以下の通りに実現され得る。第１のパワー供給部（それは、ＤＣパワー供給部である可能性がある）および第２のパワー供給部（それは、ＲＦパワー供給部であることが可能である）は、トリガー信号に応答して長方形の出力パワーパルスを作り出す。タイムスパンＴＤＣｏｎの間に、第１のパワーＰ１は、「オン」になっており、後続の時間ＴＤＣｏｆｆの間に、パワーＰ１は、「オフ」になっている。タイムスパンＴＲＦｏｆｆの間に、第２のパワーＰ２は、「オフ」になっており、タイムスパンＴＲｆｏｎの間に、第２のパワーＰ２は、「オン」になっている。第２のパワー供給部に送られるトリガー信号は、第１のパワー供給部に送られるトリガー信号に対して、Ｔｄｅｌａｙだけ遅延され得る。次いで、図６によるタイミングダイアグラムに図示されているようなタイミングは、タイムスパンＴＤＣｏｎ、ＴＲＦｏｆｆ、およびＴｄｅｌａｙを等しい値に設定することによって実現され得る。同様に、ＴＤＣｏｆｆおよびＴＲＦｏｎは、互いに等しくなるように設定されているが、ＴＲＦｏｎは、ＴＤＣｏｎなどとは異なっていてもよい。このようにして、パワーが第１のプラズマに送達されるタイムスパンは、パワーが第２のプラズマに送達されるタイムスパンと重複しない。
【００８７】
図７は、図６と同様のタイミングダイアグラムを示している。タイムスパンに関して同じ表記法が使用されている。しかし、この実施形態では、タイムスパンＴＤＣｏｎは、ＴＲＦｏｆｆよりもわずかに長くなるように選択されている。そのうえ、Ｔｄｅｌａｙは、第１のプラズマへの高位プラズマ供給パワーを伴うタイムスパンの始まりにおいて、および、このタイムスパンの終わりにおいて、第２のプラズマへの高位プラズマ供給パワーを伴うタイムスパンとの重複が生成されるように選択されている。すなわち、プラズマ環境の第３の状態Ｓ３が、第１の状態Ｓ１の発生と第２の状態Ｓ２の発生との間に確立されている。シーケンスが周期的にされる場合には、期間Ｔ（それは、このケースでは、総和ＴＤＣｏｎ＋ＴＤＣｏｆｆとして定義される）は、２マイクロ秒から５０マイクロ秒の範囲の中にあることが可能である。ＴＤＣｏｎは、１マイクロ秒から４８マイクロ秒の範囲の中にあることが可能である。ＴＲＦｏｎは、２マイクロ秒から４８マイクロ秒の範囲の中にあることが可能である。総和ＴＤＣｏｎ＋ＴＲＦｏｎは、状態Ｓ３が確立されるタイムスパン、すなわち、両方の「オン」状態が重複するタイムスパンに起因して、期間Ｔよりも大きくなっていることが可能である。
【００８８】
図８は、本発明による装置の実施形態を概略的におよび部分的な断面で示している。真空チャンバー１の中に、第１のプラズマ供給源１２および第２のプラズマ供給源２２が提供されている。第１のプラズマ供給源１２は、第１のプラズマ１１を生成させる。第１のプラズマ１１は、材料を基板３０の上に堆積させるように適合されている。示されている実施形態において、第１のプラズマの領域は、ＰＶＤステーションを形成している。第１のプラズマ供給源１２は、マグネトロンとして設計されている。第１の電気プラズマ供給構成体１３（このケースでは、ＤＣパワー供給部）は、第１のプラズマに電力を送達する。高密度プラズマの領域は、高密度のドットによって示されている。第２のプラズマ供給源２２は、ＲＦパワー供給部によって駆動され、ＲＦパワー供給部は、第２の電気プラズマ供給構成体２３を形成している。第２のプラズマ２１は、非堆積方式で、たとえば、プラズマエッチングによって、または、プラズマによるコンパクト化処理を適用することによって、基板を処理するように適合されている。第２のプラズマ２１の中の高密度プラズマ領域も、高密度のドットによって示されている。弱いプラズマ３３は、第１のプラズマおよび第２のプラズマと接触しており、第１のプラズマと第２のプラズマとの間のカップリング効果を確立することが可能である。弱いプラズマは、第１のプラズマ供給源または第２のプラズマ供給源から生じるイオンおよび／または電子を含むことが可能である。本発明者が認識しているように、このカップリングまたはクロストークは、本発明による方法を適用することによって、低減され得るか、完全に停止され得るか、または、選択的に適用され、プロセスパラメーターを制御することが可能である。方法は、本質的に、第１のプラズマおよび第２のプラズマの動作に関する交互のまたは「非同期の」動作スキームを含むことが可能である。ここで図示されている状況において、プラズマ環境は、第１のプラズマ１１、第２のプラズマ２１、および弱いプラズマ３３を含む。
【００８９】
テーブルの形態の基板ホルダー３１は、基板３０を担持している。示されている断面において、２つの基板を見ることができ、１つの基板３０は、第１のプラズマ１１の領域の中のプラズマ堆積エリア１０の中にあり、別の基板３０は、第２のプラズマ２１の領域の中の非堆積プラズマ処理エリア２０の中にある。同期化ユニット３２は、第１の電気プラズマ供給構成体および第２の電気プラズマ供給構成体のパワーレベル制御入力に動作可能に接続されている。接続は、電気的なワイヤー接続またはワイヤレスによって実現化され得る。同期化ユニットおよび電気供給部への接続は、制御構成体を形成している。制御構成体は、第１の高位プラズマ持続パワーレベルおよび第１の低位パワーレベルを交互に供給するように、第１の供給部を制御するように構築されている。制御構成体は、第２の高位プラズマ持続パワーレベルおよび第２の低位パワーレベルを交互に供給するように、第２の電気プラズマ供給構成体を制御するように構築されており、制御構成体は、第１の電気的供給部および第２の電気的供給部の供給を同期させるようにさらに構築されている。
【００９０】
さらに下記に提示される測定結果を説明するために、以下の随意的な測定デバイスが参照される。一方は、第１のプラズマ供給源の側のターゲット電圧Ｕｔａｒｇｅｔを測定するためのものである。他方は、第２のプラズマの側のｒｆ電圧ＵｒｆおよびＤＣ自己バイアス電圧ＵＤＣｓｅｌｆ−ｂｉａｓを測定するためのものである。これらの電圧の時間的安定性は、真空堆積プロセスの安定性にとって重要なインジケーターである。
【００９１】
図９ａおよび図９ｂは、方法の２つの変形例の間の第１および第２の供給源において測定される電圧の時間依存性を示しており、変形例の両方は、図８に示されているような装置の中で実施される。両方の変形例に関して、および、図１０に関して、以下のことが適用される。供給源１電圧が、Ｕｔａｒｇｅｔによって測定された。ボルトでのその値は、破線の曲線として左側の軸に対してプロットされている。供給源２電圧は、Ｕｒｆによって測定された。ボルトでのその値は、連続的な黒い曲線として図の右側の軸に対してプロットされている。供給源２電圧は、急速に振動するｒｆ電圧であり、曲線がその振幅によって境界を定められたエリアをカバーするようになっている。供給源２におけるＤＣ自己バイアスＵＤＣｓｅｌｆ−ｂｉａｓ、すなわち、供給源２におけるｒｆ電圧の時間平均は、連続的なグレーの曲線としてプロットされている。水平方向の軸は、マイクロ秒で時間を表示している。
【００９２】
図９ａは、方法の変形例に関する電圧の時間依存性を示しており、それは、状態の以下のシーケンスを実装する：Ｓ３→Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→．．．。３つの状態のそれぞれは、約４マイクロ秒にわたって成立している。両方の供給源は、パルス状の方式で動作させられる。第１の状態Ｓ１および第３の状態Ｓ３において、ＤＣパワー供給部は、−４００Ｖから−１ｋＶの範囲にあるマイナスの電圧を第１のプラズマに送達し、すなわち、それは、高位プラズマ供給パワーを第１のプラズマに送達する。第２の状態において、ＤＣパワー供給部は、スイッチオフされ、供給源１電圧がおおよそ０Ｖになるようになっている。第２の状態Ｓ２および第３の状態Ｓ３において、ｒｆパワー供給部は、ｒｆパワーを送達し、すなわち、それは、高位プラズマ供給パワーを第２のプラズマに送達する。第１の状態Ｓ１において、ｒｆパワー供給部は、スイッチオフされる。第２の供給源における振幅および平均ｒｆ電圧は、第２の状態Ｓ２の間に成長し、第３の状態Ｓ３において減少する。この時間依存性の変化は、第１の供給源の側における低位パワーから高位パワーへの変化によって引き起こされる。本発明者が認識しているように、第２の供給源における動作パラメーターの系統的なドリフティングアウェイ（ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  ｄｒｉｆｔｉｎｇ  ａｗａｙ）は、第２の供給源のパルス状の動作を第１の供給源のパルス状の動作と同期させることによって、効果的に低減され得る。
【００９３】
図９ｂは、図９ａと比較してわずかに修正されたパルスのタイミングを備えた方法の変形例を示している。ここで、第２の供給源へのｒｆパルスは、ｒｆパルスの始まりおよび終わりにおいて、第１の供給源へのＤＣパルスと重複しており、状態の以下のシーケンスが結果として生じるようになっている：Ｓ３→Ｓ１→Ｓ３→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ１→．．．。このシーケンスによって、ｒｆ振幅および平均ｒｆ電圧は、ｒｆパルスの始まりにおいてはるかに速く上昇し、それらは、ｒｆパルスの終わりにおいてはるかに速く減衰する。要するに、ｒｆ振幅および平均ｒｆ電圧（その両方とも、作り出される層の特性に重大な影響を与える動作パラメーターである）は、ｒｆパルスの持続期間の比較的に大部分にわたって所望の値に近づいた状態に維持され得る。
【００９４】
図１０は、異なるタイミングスキームを除いて、図９の文脈において説明されている方法の変形例と同じ装置の中で実施される、従来技術による方法の間の第１および第２の供給源において測定される電圧の時間依存性を示している。ここで、ｒｆパワーは、恒久的にオンになっており、一方、ＤＣパワー供給は、パルス状になっている。したがって、状態の以下のシーケンスが結果として生じる：Ｓ３→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ２→．．．。ＤＣ自己バイアス電圧の時間的経過は、ＤＣパワー供給の上のパルシングによって強く影響を受ける。ＤＣ自己バイアス電圧は、時間の経過とともに符号も変化させる。この方法において、第２のプラズマ供給源の動作パラメーターは、合計の動作時間の小さい部分のみにわたって、それらの所望の値に近くなっている。
【００９５】
典型的な動作パラメーター
動作パラメーターの典型的な値は（それは、上記に提示されているようなさまざまな実施形態と組み合わせられ得る）、５０〜１００ｋＨｚのパルス繰り返し率であることが可能であり、パルス状のＤＣパワー供給に関してデューティーサイクルは、１ｋＷから１０ｋＷ（または、ターゲット表面積の１ｃｍ２当たり１．５Ｗから１５Ｗ）のパワーレベルにおいて５０％から８０％を供給する。２〜６０ＭＨｚの周波数範囲の中で（最も一般には、１３．５６ＭＨｚで）、および、１〜１０ｋＷのパワーレベルにおいて、５０〜１０００Ｖの電圧レベルにおいて動作するＲＦ供給源に関して。典型的な堆積速度は、０．１〜１０ｎｍ／ｓの範囲にある。堆積ステップ当たりの典型的な時間は、数秒から約６０分の間の範囲にある。
【００９６】
例示的な実施形態
以下では、上述の実施形態のうちのいくつかの特定の特徴を組み合わせた例示的な実施形態が、さらに詳細に議論されている。より具体的な詳細がこの例示的な実施形態に関して与えられているが、参照記号は、図８とマッチしている。
【００９７】
基板３０は、キャリアテーブルの上に設置されており、キャリアテーブルは、基板ホルダー３１を形成しており、キャリアテーブルは、２つの供給源（第１のプラズマ供給源および第２のプラズマ供給源）の下で回転する。このように、基板は、第１のプラズマ供給源１２のコーティング環境、および、第２のプラズマ供給源２２のプラズマ処理環境に繰り返し露出される。第１の供給源の中のキャリアテーブル上部表面とターゲット表面との間の７５ｍｍの典型的な距離が使用される。シリコンターゲットが、第１のプラズマ供給源に据え付けられている。ターゲットが回転し、典型的なマグネトロンタイプ磁場構成が、強化されたプロセス速度およびターゲット材料利用のために、ターゲットの背面の後ろに位置付けされている永久磁石の静的システムによって発生させられる。ここで説明されている方法は、第１のプラズマ供給源１２において、ターゲットが回転し、磁石構成体が回転しないか、または、磁石構成体が回転し、ターゲットが回転しないかに関係なく機能する。アルゴンガスおよび酸素分子ガスの混合物は、第１のプラズマ供給源において真空チャンバーの中へ入れられる。酸素ガスフローは、フィードバックループによって制御され、フィードバックループは、事前設定されたレベルにターゲットの電位を維持するように酸素ガスフローを調整する。典型的なガスフローは、第１のプラズマ供給源において、３５〜４５ｓｃｃｍのＡｒおよび３０〜４５ｓｃｃｍの酸素である。第１のプラズマ供給源は、５〜６ｋＷのＤＣパワーによって動作させられ、８０ｋＨｚの周波数および６８％のデューティーサイクル（１２．５μｓ期間、８．５μｓ「オン時間」、４μｓ「オフ時間」）においてパルス化されている。基板表面において結果として生じる層は、二酸化ケイ素から構成されている。層は、０．２５〜０．５ｎｍ／ｓの典型的な堆積速度で堆積させられる。加えて、１０ｓｃｃｍの酸素ガスが、第２のプラズマ供給源２２において導入される。第２のプラズマ供給源は、１〜２ｋＷ（従来技術状況における比較のために、連続的にオン）または２〜６ｋＷ（本発明にしたがって、８０ｋＨｚにおいて５μｓのオン時間でのパルス状の動作）のパワーレベルによって１３．５６ＭＨｚにおいてＲＦパワーを使用して動作させられる。第１のプラズマ供給源１２におけるＤＣパワー、および、ＲＦパワーによって駆動される第２のプラズマ供給源のパルシングサイクルは同期され、２つの供給源のオン時間の相対的なタイミングが調節され得るようになっている。
【００９８】
例示的な実施形態によれば、容量的に連結されたプラズマ構成が、第２のプラズマ供給源として使用される。この構成において、セットアップは非対称になっており、すなわち、供給源は、給電される表面積から構成されており、給電される表面積は、抽出グリッド（図８の中のグレーの点線）の接地される表面積と比較して相対的に大きくなっており、そこでは、プラズマが、第２のプラズマ供給源から基板表面に向けて流れる。非対称の構成に起因して、ＤＣ自己バイアス（典型的に１００〜１０００Ｖ）が発達し、プラズマ供給源の内側のプラズマ電位は高く、供給源の下の基板に到達するほんのわずかのイオンの十分に高いエネルギーにつながり、所望の表面処理（たとえば、成長する層を滑らかにすること）を促進させる。プラズマ供給源の周りのＤＣ給電されるコイルによって、または、永久磁石によって発生させられる静的磁場は、プラズマ電位をさらに最適化するために、および、抽出グリッドにおいてプラズマ供給源を離れる活性種の空間的分布をさらに最適化するために使用され得る。
【００９９】
この例示的な実施形態において、第２のプラズマに送達される低位プラズマ供給パワーは、典型的に、第２のプラズマに送達される高位プラズマ供給パワーの＜１０％に対応している。それは、ゼロパワーと同じくらい低くてもよい。第２のプラズマに送達されるこの低位プラズマ供給パワーは、第１のプラズマ供給源におけるパルス状のＤＣパワーの「オン時間」の間に活性化される。比較的に高いパワーレベル（典型的に１〜１０ｋＷ、一定のパワーレベルでのプラズマ供給源の既知の連続的な動作と比較して高い）が、第１のプラズマ供給源におけるパルス状のＤＣパワーの「オフ時間」の間に適用される。
【０１００】
本発明の方法とは対照的に、第１のプラズマ供給源がパルス状になっており、第２のプラズマ供給源が連続的にアクティブになっている場合には、第１のプラズマ供給源の「オン時間」の間に２つの供給源において発生させられるプラズマ同士の間のカップリングは、電位分布を乱す。結果として、第２のプラズマ供給源の給電された電極におけるＲＦ期間平均電位（ＤＣ自己バイアス電圧としても知られる）は、強く低減され（本例では、それはマイナスにまでなる、図１０参照）、プロセスは、所望の条件の下で行われず、すなわち、基板に到達するイオンのエネルギーが不十分であり、第１のプラズマ供給源におけるプラズマの荷電種が、第２のプラズマ供給源に向けて引き寄せられる。しかし、例示的な実施形態によれば、第１の供給源は、パルス状の動作に維持され、第２のプラズマ供給源は、同様に、パルス状の動作に変化させられる（図９ａおよび図９ｂを参照）。
【０１０１】
第１のプラズマ供給源におけるＤＣパルスおよび第２のプラズマ供給源におけるＲＦパルスのタイミングは同期され、第１および第２のプラズマ供給源のオン時間同士の間の、固定されているが調節可能な遅延が定義されるようになっている。同期化は、以下の通りに達成され得る。ＤＣパワー供給部は、ＴＤＣｏｎの始まりにおいてＴＴＬ高信号を発生させ、それは、同期化ユニット３２をトリガーする。同期化ユニットにおいて、長さＴＲＦｏｎを有するＴＴＬ高信号は、調節可能な遅延Ｔｄｅｌａｙの後にＲＦパワー供給部へ送られる。ここで使用される第１のプラズマ供給源（４μｓ）における特定のＤＣ発生器の最大オフ時間、および、ここで使用される第２のプラズマ供給源（５μｓ）における特定のＲＦ発生器の最小オン時間に起因して、重複が存在していなければならない。重複のない図６に示されているようなパワータイミングスキーム、および、重複のある図７に示されているようなパワータイミングスキームが適用され得る。
【０１０２】
第１のプラズマ供給源におけるタイミングおよびパワーレベルに関する典型的な値は、「オン時間」（「ＴＤＣｏｎ」）および「オフ時間」（「ＴＤＣｏｆｆ」）に関して１〜１５μｓ、２〜２０μｓのパルス繰り返しサイクル（「ＴＤＣｏｎ」＋「ＴＤＣｏｆｆ」）（または、５０〜１００ｋＨｚのパルス周波数）、５０〜８０％のデューティーサイクル（「ＴＤＣｏｎ」／（「ＴＤＣｏｎ」＋「ＴＤＣｏｆｆ」））、１〜１０ｋＷのパワーレベル（または、１ｃｍ２のターゲット表面積当たり１．５〜１５Ｗ）である。遅延「Ｔｄｅｌａｙ」は、「ＴＤＣｏｎ」に等しく設定され（ＲＦパルスの始まりにおいて重複がない）、または、「ＴＤＣｏｎ」よりもわずかに（約１μｓ）短く設定される（ＲＦパルスの始まりにおいて重複がある）。ＲＦパルスは、「ＴＤＣｏｆｆ」に等しいまたは非常に類似した時間にわたってオン（「ＴＲＦｏｎ」）になっており、「ＴＤＣｏｎ」に等しいまたは非常に類似した時間にわたってオフ（「ＴＲＦｏｆｆ」）になっている。ここで考慮される方法は、そのような重複を伴っておよび伴わずに機能し、また、それは、重複を伴わずにおよびＴＤＣｏｆｆよりも小さい時間ＴＲＦｏｎを使用して機能し、２つの供給源のいずれも、時間期間のごく小さい部分にわたって給電されないようになっている。パルスの重複は、第２のプラズマ供給源において、より速いプラズマ点火を実際に促進させることが可能である。
【０１０３】
例示的な実施形態による方法によって、以下の改善が観察され得る。本例において堆積されたＳｉＯ２層（６００ｎｍの厚さを有する）に関して、第２のプラズマ供給源がターンオフされた状態での約１．８ｎｍから、プラズマ供給源が最適な条件においてターンオンされた状態での０．５ｎｍの下方への表面粗さ（Ｒｑ値）の低減が観察され、すなわち、２つのパルスの短い重複を伴って６ｋＷ  ＲＦパワーにおいてパルス状になっている。堆積速度は、回転式キャリアテーブルの上に設置されている２００ｍｍ直径の１６ウエハーの上で、０．４ｎｍ／ｓから０．５ｎｍ／ｓの間であった。同時に、光学的損失は、６％超から＜０．１％未満へ低減される（３００ｎｍの波長において測定される）。
【０１０４】
説明されている方法は、（プロセスシーケンスの中で複数のスパッター供給源を使用して）異なる材料の１つまたは複数の層から構成される光学的なコーティングの１つまたは複数のプロセスステップの中で使用され得る。方法は、半導体製造の中での高いアスペクト比に構造化されたウエハーの上へのギャップ充填などのような、さまざまな用途に関して誘電体コーティングの真空堆積に適用され得る。第１のプラズマ供給源が、ＤＣがパルス化されおよび重ね合わせられたＲＦパワーを使用して、または、ＲＦパワーだけを使用して動作させられる場合には、上記に説明されている同じ方法が適用され得る。次いで、第１のプラズマ供給源におけるＲＦパワーのパルシングスキームは、上記に説明されているように、ＤＣパルス状のパワーに関するスキームと同一になっていなければならない。そのようなケースでは、第１のプラズマ供給源のそれぞれのために、および、第２のプラズマ供給源のために、１つのＲＦパワー供給部を使用することが可能である。代替的に、単一のＲＦパワー供給部を使用し、第１のプラズマ供給源と第２のプラズマ供給源との間で出力パワーを繰り返し切り替えることが可能である（このケースでは、「オン」時間同士の間で重複を伴わない）。
【０１０５】
本発明による方法は、ＨｉＰＩＭＳ（高出力インパルスマグネトロンスパッタリング）パワー供給部によって供給される第１のプラズマ供給源とともに使用され得、ここで、ターゲット表面における高出力密度（１ｃｍ２当たりｋＷのオーダー、従来のスパッター堆積よりも２桁上）を伴う短いパルス（典型的に、５０μｓ〜５００μｓ）が、低パルス周波数（典型的に、１００Ｈｚ〜５００Ｈｚ）において適用される。デューティーサイクルが小さいので（典型的に、１０％を下回る）、時間平均パワーは、従来のスパッター堆積と同様に留まり、同じ供給源ハードウェアによってＨｉＰＩＭＳを実現可能にする。ＨｉＰＩＭＳスパッタリングにおいて、スパッタリングされた材料のほとんどがイオン化され、金属ベースのプラズマ、および、動的な金属粒子による基板表面衝撃の改善された制御につながる。これは、滑らかさ、密度、および構造などのような、フィルム特質のチューニングを可能にする。第１のプラズマ供給源において利用されるＨｉＰＩＭＳを用いた動作スキームを使用して、第２のプラズマ供給源におけるデューティーサイクルは、第１のプラズマ供給源の低減されたデューティーサイクルにしたがって増加され得、および／または、両方の供給源に供給される低パワーの時間（状態Ｓ４）が増加され得る。プラズマ供給源２におけるより長いデューティーサイクルと組み合わせたより低いパルス周波数は、デューティーサイクルの大部分にわたって安定したＤＣ自己バイアスにつながり、それによって、より低いピークｒｆパワー値におけるイオンエネルギー分布／イオン電流分布の高度な調整を可能にする。これは、改善された表面処理条件および改善された供給源ハードウェア寿命時間を結果として生じさせることが可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  真空チャンバー
２  プラズマ環境
１０  第１の処理エリア
１１  （材料堆積供給源の）第１のプラズマ
１２  第１のプラズマ供給源
１３  第１の電気プラズマ供給構成体
２０  第２の処理エリア
２１  （非堆積供給源の）第２のプラズマ
２２  第２のプラズマ供給源
２３  第２の電気プラズマ供給構成体
３０  基板
３１  基板ホルダー
３２  同期化ユニット
３３  弱いプラズマ
Ｐ１  第１のプラズマに供給されるパワー
Ｐ２  第２のプラズマに供給されるパワー
Ｓ１  第１の状態
Ｓ２  第２の状態
Ｓ３  第３の状態
Ｓ４  第４の状態
ＳＴ  過渡的なパワー状態
Ｔ  期間
ＴＤＣｏｎ  ＤＣパワー供給部がオンになっている時間
ＴＤＣｏｆｆ  ＤＣパワー供給部がオフになっている時間
ＴＲＦｏｎ  ＲＦパワー供給部がオンになっている時間
ＴＲＦｏｆｆ  ＲＦパワー供給部がオフになっている時間
ｔ１  第１の状態が成立している第１のタイムスパン
ｔ２  第２の状態が成立している第２のタイムスパン
ｔ３  第３の状態が成立している第３のタイムスパン
ｔ４  第４の状態が成立している第４のタイムスパン
Δ  タイムラグ
高／低  プラズマ供給パワー状態のインディケーション
オン／オフ  プラズマ供給パワー状態のインディケーション
Ｕｔａｒｇｅｔ  ターゲット電圧
Ｕｒｆ  ｒｆ電圧
ＵＤＣｓｅｌｆ−ｂｉａｓ  自己バイアス電圧
【図１】
2021524542.tif 000003
【図２】
2021524542.tif 000004
【図３ａ】
2021524542.tif 000005
【図３ｂ】
2021524542.tif 000006
【図３ｃ】
2021524542.tif 000007
【図３ｄ】
2021524542.tif 000008
【図３ｅ】
2021524542.tif 000009
【図３ｆ】
2021524542.tif 000010
【図４】
2021524542.tif 000011
【図５】
2021524542.tif 000012
【図６】
2021524542.tif 000013
【図７】
2021524542.tif 000014
【図８】
2021524542.tif 000015
【図９ａ】
2021524542.tif 000016
【図９ｂ】
2021524542.tif 000017
【図１０】
2021524542.tif 000018
【国際調査報告】
2021524542.tif 000019
2021524542.tif 000020
2021524542.tif 000021