(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタシステム（６００）に用いるための装置（６０２）であって、前記装置（６０２）は、
少なくとも第１及び第２の端ブロック（６３１、６３２）であって、前記スパッタシステム（６００）のそれぞれ反対側に配置された第１及び第２の端ブロック（６３１、６３２）を備え、
前記装置（６０２）は、少なくとも１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンを備えるターゲットアセンブリが、前記第１及び第２の端ブロック（６３１、６３２）に装着されたときに、前記ターゲットアセンブリの両側でＲＦ電力構成要素により能動的に電力供給され得るように適合され、かつ
前記装置（６０２）は、前記ターゲットアセンブリが、装着されたときに、前記少なくとも１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンのうちの単一のターゲット管またはスパッタマグネトロンの両端で同時にＲＦ電源により連続的に能動的に電力供給されないように、適合される、前記装置（６０２）。
【請求項２】
前記第１の端ブロック（６３１）及び前記第２の端ブロック（６３２）は、互いに対向するようにされ、かつ、前記ターゲット管またはスパッタマグネトロンをそれらの間に保持するために互いに所定の距離をおいて配置され、
前記第１の端ブロックは、前記ターゲット管またはスパッタマグネトロンの第１の端若しくは第１の側を前記第１の端ブロックの電気的インターフェース（６６１）に連結するための第１の連結手段（６７１）を有し、この電気的インターフェースがＲＦ電源（６９７）及び／または少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）に接続可能であり、
前記第２の端ブロックは、前記第１の端若しくは第１の側とは反対側の、前記ターゲット管またはスパッタマグネトロンの第２の端若しくは第２の側を前記第２の端ブロックの電気的インターフェース（６６２）に連結するための第２の連結手段（６７２）を有し、この電気的インターフェースが前記ＲＦ電源（６９７）及び／または少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）に接続可能である、請求項１に記載の装置（６０２、１１０２）。
【請求項３】
前記第１の端ブロックの前記電気的インターフェース（６６１）が、第１のＲＦ電源（６９７）及び少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）に接続可能であり、前記装置が、前記第１のＲＦ電源から発生する第１のＲＦ電力信号を第１の瞬間に前記ターゲット管またはスパッタマグネトロンの前記第１の端若しくは第１の側に選択的に転送するように、かつ前記第１の瞬間とは異なる、第２の瞬間に前記少なくとも１つの終端インピーダンスを含む前記ターゲット管またはスパッタマグネトロンの前記第１の端または第１の側を電気的に終端するように、適合され、
前記第２の端ブロックの前記電気的インターフェース（６６２）が、第２のＲＦ電源（６９７）及び少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）に接続可能であり、前記装置が、第３の瞬間に前記第２のＲＦ電源から発生する第２のＲＦ電力信号を前記ターゲット管またはスパッタマグネトロンの前記第２の端若しくは第２の側に選択的に転送するように、かつ前記第３の瞬間とは異なる、第４の瞬間に前記少なくとも１つの終端インピーダンスを含む前記ターゲット管またはスパッタマグネトロンの前記第２の端または第２の側を電気的に終端するように、適合される、請求項２に記載の装置（６０２、１１０２）。
【請求項４】
装着されたターゲット管またはスパッタマグネトロン（１１７０）を備える、請求項１〜３のいずれかに記載の装置（６０２、１１０２）。
【請求項５】
前記ターゲット管またはスパッタマグネトロン（１１７０）が、電気的に非導電材料であるスパッタターゲット材料を含む、請求項４に記載の装置（６０２、１１０２）。
【請求項６】
前記第１及び第２の端ブロック（６３１、６３２）の各々は、前記ターゲット管またはスパッタマグネトロンがその縦軸の周りを回転している間に、前記ターゲット管またはスパッタマグネトロン（１１７０）に前記ＲＦ電力構成要素を転送することまたはそれに経路をつくることができる、請求項１〜５のいずれかに記載の装置（６０２、１１０２）。
【請求項７】
前記第１及び第２の端ブロック（６３１、６３２、１１３１、１１３２）のうちの少なくとも１つは、前記ターゲット管またはスパッタマグネトロン（１１７０）内に管状マグネットホルダ構造（１４１６、１５１６、１６１６、１７１６）を支持するように適合され、前記管状マグネットホルダ構造はＲＦ電力信号を転送することができる、請求項１〜６のいずれかに記載の装置（６０２、１１０２）。
【請求項８】
アセンブリであって、
請求項１〜７のいずれかに記載の装置（６０２、１１０２）と、
ターゲットアセンブリが、装着されたときに、少なくとも１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンのうちの単一のターゲット管またはスパッタマグネトロンの両端で同時にＲＦ電源により連続的に能動的に電力供給されないように、ＲＦ電源による前記ターゲットアセンブリのそれぞれ反対側への電力供給を制御する制御ユニットと、を備える、前記アセンブリ。
【請求項９】
アセンブリであって、
請求項１に記載の装置（６０２、１１０２）と、
ターゲットアセンブリが、装着されたときに、少なくとも１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンのうちの単一のターゲット管またはスパッタマグネトロンの両端で同時にＲＦ電源により連続的に能動的に電力供給されないように、ＲＦ電源による前記ターゲットアセンブリのそれぞれ反対側への電力供給を制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、ＲＦ電力信号を提供するＲＦ電源（６９７）及び少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）に接続可能なスイッチングユニット（６８０）を備え、前記スイッチングユニットは、前記ＲＦ電源（６９７）を前記第１の端ブロックの電気的インターフェース（６６１）に選択的に接続するように、かつ前記ＲＦ電源（６９７）を前記第２の端ブロックの電気的インターフェース（６６２）に選択的に接続するように、かつ前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記第１の端ブロックの前記電気的インターフェースに選択的に接続するように、かつ前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記第２の端ブロックの前記電気的インターフェースに選択的に接続するように、適合された、スイッチング手段を備える、アセンブリ（６０１）。
【請求項１０】
前記ＲＦ電源（６９７）をさらに備え、前記ＲＦ電源は、０．５ｋＷ〜１００ｋＷの電力信号を提供するように、かつ０．３ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数を有するように適合される、請求項９に記載のアセンブリ（６０１）。
【請求項１１】
前記ＲＦ電源（６９７）と前記スイッチングユニット（６８０）との間に配置される第１の整合回路（６９６）をさらに備える、請求項９〜１０のいずれかに記載のアセンブリ（６０１）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）をさらに備える、請求項９〜１１のいずれかに記載のアセンブリ（６０１）。
【請求項１３】
前記ＲＦ電力信号から第１の電力部分及び第２の電力部分を発生する手段と、
ある期間の第１の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）が前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に連結されている間に、前記第１の電力部分が前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に適用されるように、
ある期間の第２の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）が前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に連結されている間に、前記第２の電力部分が前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に適用されるように、
前記スイッチング手段を構成する制御器（６８２）と、をさらに備える、請求項９〜１２のいずれかに記載のアセンブリ（６０１）。
【請求項１４】
前記ＲＦ電力信号から第１の電力部分及び第２の電力部分を発生するＲＦ電力分割器（６８１）と、
ある期間の第１の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンスが前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に連結されている間に、前記第１の電力部分が前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に適用されるように、
ある期間の第２の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンスが前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に連結されている間に、前記第２の電力部分が前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に適用されるように、
ある期間の第３の時間部分中に、前記第１の電力部分が前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に適用され、前記第２の電力部分が前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に適用されるように、前記スイッチング手段を構成する制御器（６８２）と、をさらに備える、請求項９〜１２のいずれかに記載のアセンブリ（６０１）。
【請求項１５】
前記スパッタシステム（６００）のそれぞれ反対側に配置された少なくとも第１及び第２の端ブロック（６３１、６３２）上に装着された少なくとも１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンを備えるターゲットアセンブリにＲＦ電力を供給する方法であって、
前記ターゲットアセンブリが前記ターゲットアセンブリの両側でＲＦ電源により能動的に電力供給されるように、かつ、前記ターゲットアセンブリが前記少なくとも１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンのうちの単一つのターゲット管またはスパッタマグネトロンの両端で同時にＲＦ電源により連続的に能動的に電力供給されないように、ＲＦ電源により前記ターゲットアセンブリのそれぞれ反対側に電力供給する、前記方法。
【請求項１６】
請求項９〜１４のいずれかに記載のアセンブリ（６０１）を用いて、請求項１５に記載のＲＦ電力を供給する方法であって、
ＲＦ電力信号を受信するために前記スイッチングユニット（６８０）の第１のポートをＲＦ電源（６９７）の出力に接続するステップ、
前記スイッチングユニット（６８０）の第２のポートを少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）に接続するステップ、
前記ＲＦ電力信号の第１の部分を、前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に接続可能な前記スイッチングユニットの第３のポートに選択的に転送するように、前記スイッチングユニットを構成するステップ、及び／または
前記ＲＦ電力信号の第２の部分を、前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に接続可能な前記スイッチングユニットの第４のポートに選択的に転送するように、前記スイッチングユニットを構成するステップ、及び／または
前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記スイッチングユニットの前記第３のポートに選択的に連結するように、前記スイッチングユニットを構成するステップ、及び／または
前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記スイッチングユニットの前記第４のポートに選択的に連結するように、前記スイッチングユニットを構成するステップ、を含む、前記方法。
【請求項１７】
ある期間の第１の時間部分中に、前記少なくとも１の終端インピーダンス（６９５）を前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に連結している間に、前記ＲＦ電力信号またはその第１の部分を前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に転送するように、前記スイッチングユニットを構成するステップと、
ある期間の第２の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に連結している間に、前記ＲＦ電力信号またはその第２の部分を前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に転送するように、前記スイッチングユニットを構成するステップと、を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記スイッチングユニットは、第１の電力部分及び第２の電力部分を供給するためのＲＦ電力分割器（６８１）をさらに備え、前記方法は、
ある期間の第１の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に連結している間に、前記第１の電力部分を前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に適用するように、前記スイッチングユニットを構成するステップと、
ある期間の第２の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に連結している間に、前記第２の電力部分を前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に適用するように、前記スイッチングユニットを構成するステップと、
ある期間の第３の時間部分に前記第１の電力部分を前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に適用すると同時に、前記第２の電力部分を前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に適用するように、前記スイッチングユニットを構成するステップと、を含む、請求項９〜１３のいずれかに記載のアセンブリを用いる請求項１６に記載の方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはスパッタリングの分野に関する。より詳しくは、本発明は、ＲＦスパッタリングのための装置に関し、その装置は２つの端ブロックを備える。本発明はまた、そのような装置を備えるアセンブリ、及びそのようなアセンブリを備えるスパッタシステム、並びにそのようなアセンブリを使用するＲＦスパッタリングの方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリングによる材料堆積の技術は、何十年間、既に知られているので、ここで詳細に説明する必要はない。通常、アルゴンなどの不活性ガス、または酸素若しくは窒素などの活性ガスが存在する低圧チャンバの中でプラズマが発生されること、並びに（堆積される材料を含む）いわゆる「スパッタターゲット」と堆積されるスパッタ材料の層が上にある「基板」との間に高電圧が印加されること、を言うだけにとどめる。アルゴン原子はイオン化され、かつスパッタターゲットはアルゴンイオンによってボンバードされるので、その結果、原子はスパッタターゲットから離れて、それらが堆積される基板に移動する。
【０００３】
基本的には、３種類のスパッタターゲットである、平面円板ターゲット、平面矩形ターゲット、及び回転円柱ターゲットが使用されている。
【０００４】
通常、３種類の電源である、ＤＣ電源、（例えば、１〜１００ｋＨｚの周波数の）ＡＣ電源及び（例えば、０．３〜１００ＭＨｚの周波数の）ＲＦ電源が使用されている。スパッタターゲットが電気的に導電性のスパッタ材料を含んでいる場合、ＤＣ電源が通常使用される。堆積される層がそれほど伝導性でない場合、ＡＣ電源が通常使用される。過去において、低い導電率を有する材料がスパッタされていた場合には、通常、ドーピング原子を加えてターゲット材料の導電率を増加させていた。
【０００５】
しかしながら、添加不純物を加えることができない例えば１０ｋ  ｏｈｍ．ｃｍより高い抵抗率を有する絶縁材料が堆積される場合、例えば、少ない量の導電性粒子であっても内部漏れまたは回路短絡を引き起こし得るエレクトロクロミック・ウィンドウ、薄膜バッテリー及び太陽電池の応用分野などのように、例えば、少ない汚染度であっても基板上に堆積される層の性能または寿命について有害である応用分野では、上記技術はもはや機能しない。
【０００６】
米国特許出願公開第ＵＳ２０１３／０００８７７７Ａ１号において、Ｃｈｏｑｕｅｔｔｅらは、金属ドーピングを必要とすることなく、ＲＦ電源を使用することによってａ．ｏ．酸化物を堆積する装置を開示して、汚染問題に対処している。Ｃｈｏｑｕｅｔｔｅらは、図１として本明細書に再現される、該公報の図１において見ることができるように、静止型管状電極がそれに取り付けられたマグネットとともに挿入される（ステンレス鋼などの）非磁性体で作成された（「マグネトロン」とも称される）円筒形回転スパッタリングカソードを提案する。しかしながら、（例えば、１〜１００ＭＨｚ、またはそれを超える）ＲＦ周波数と併用して（例えば、２〜４メートル、またはそれを超える）比較的大きな寸法を有する（円板または矩形または円筒形の）スパッタターゲットを使用する場合、定在波の影響（ＳＷＥ）が及ぼし始め、非均一な電界を生じ、そのため非均一の堆積された層も生じる。Ｃｈｏｑｕｅｔｔｅらは、（不純物が添加されていないスパッタ材料と併用してＲＦ電源を使用することによる）汚染の問題及び（冷却液及び非磁性体を電極及び軸用に使用することによる）熱の問題に対処しているが、「定在波の影響」の問題には、言及も対処もされていない。Ｃｈｏｑｕｅｔｔｅは、電磁気の態様ではなく、機械的な問題に専念しているように見える。
【０００７】
米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／０１８３０３７号は、単一の電源２０２及び４０ＭＨｚの周波数の２つの（同じ）ＲＦ電源部分をターゲットの金属支持体管の両端部に適用するのに使用される電力分割器（power splitter）２０３がある回転型ターゲット２０１を含む（図２として本明細書に再現された）ＲＦスパッタリングシステム２００について記述する。そうすることによって、それがなければ端から約１ｍの距離で発生する電圧ノードを除去することができ、より均一な電界が発生されることが主張されている。この公報はまた、他の端が可変終端インピーダンスによって終端されている間に、ＲＦ電源がスパッタターゲットの単一の端に適用される別の実施形態（本明細書に示されない）について記述する。インピーダンスは、より均一な電界を得るように経時的に変化される。支持体管の両端でＲＦ電力を供給する一般的なアイデアが記述されているが、どのようにこれを達成することができるかについて特定の詳細は与えられていない。したがって、このシステムの代替及び／または改良の余地がまだある。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、円筒形スパッタターゲットにＲＦに電源を適用するのに適した構造または配列または装置、及びそのような装置を備えるアセンブリを提供することである。
【０００９】
本発明の特定の実施形態の目的は、そのような構造または配置または装置またはアセンブリを提供して、それにより、より均一な層が基板上に堆積され、及び／またはより均一な電界が発生され、及び／またはより均一な侵食が得られること、及び好ましくはそれらのすべてが得られることである。
【００１０】
また、本発明の目的は、そのようなアセンブリを使用して、ターゲット管にＲＦ電力を供給する方法を提供することである。
【００１１】
この目的は、本発明による装置及びアセンブリ及び方法によって達成される。
【００１２】
第１の態様では、本発明は、スパッタシステムで使用する装置を提供する。その装置は、少なくとも第１及び第２の端ブロックであって、スパッタシステムのそれぞれ反対側に配置された、第１及び第２の端ブロックを備える。その装置は、少なくとも１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンを備えるターゲットアセンブリが、第１及び第２の端ブロックに装着されたときに、アセンブリの両側でＲＦ電源により能動的に電力供給され得るように適合される。その装置は、ターゲットアセンブリが、装着されたときに、該ターゲットアセンブリのターゲット管またはスパッタマグネトロンの両端で同時にＲＦ電力構成要素により連続的に能動的に電力供給されないようにさらに適合される。「ＲＦ電力構成要素」は、送出された電力が純粋なＲＦ電力であり得ること、または送出された電力がＤＣ、パルス化されたＤＣ若しくはＭＦ  ＡＣとＲＦとの組み合わせであり得ることを意味する。
【００１３】
スパッタリングに対して（ＤＣ電力信号または低周波若しくは中間周波のＡＣ電力信号またはパルス化されたＤＣ電力信号ではなく）ＲＦ電力信号を使用する利点は、例えば、セラミック材料または酸化物などの非導電材料がスパッタできるからである。
【００１４】
上記したように、ターゲットアセンブリは、少なくとも１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンを備えている。
【００１５】
本発明の特定の実施形態では、ターゲットアセンブリは、１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンを正確に備え、その場合、このターゲット管またはスパッタマグネトロンは、第１及び第２の端ブロックの間に設けられるように意図される。第１及び第２の端ブロックの各々は、例えば、適切な電気的接続の準備によって、ＲＦ電源に接続されるように適合される。装置は、ターゲット管またはスパッタマグネトロンが装着されたときに、その両端に同時にＲＦ電力により能動的に電力供給されないようにさらに適合される。これは例えば、本発明はそれに制限されないが、ＲＦ電源とターゲット管またはスパッタマグネトロンの端との間のスイッチの準備によって得られることができ、この結果、いつでも随時に、ＲＦ電源がターゲット管またはスパッタマグネトロンの端の１つだけに適用され、一方、時間とともに、ＲＦ電源は両端に連続して適用され、例えば、第１及び第２の端に交互に適用される。
【００１６】
本発明の代替の実施形態では、ターゲットアセンブリは、複数のターゲット管またはスパッタマグネトロンを備えることができ、各ターゲット管またはスパッタマグネトロンは１つの端ブロックに装着されている。少なくとも２つの端ブロックは、スパッタシステムのそれぞれ反対側に位置している。端ブロックの各々は、例えば、適切な電気的接続の準備によって、少なくともＲＦ電源に接続されるように適合される。このようにして、異なるターゲット管またはスパッタマグネトロンがスパッタシステムに対して反対側から電力供給される。装置は、ターゲット管またはスパッタマグネトロンが装着されたときに、その両端で同時にＲＦ電力構成要素により能動的に電力供給されないようにさらに適合される。このことは、単純に、ターゲット管またはスパッタマグネトロンの各々の第２の端でＲＦ電源への電気的接続が設けられないようにできるからであり、またはこのことが起きないように、システムを制御するために制御器及び関連するハードウェア、例えば、スイッチが設けられるからである。しかしながら、第２の端では、終端インピーダンスを接続するために能動的な電気的接続（図示せず）が設けられ得る。
【００１７】
本発明の実施形態の利点は、スパッタシステムにおいてそのような装置を使用することにより得られるスパッタされるコーティングの均一性が、ＲＦ電力構成要素により反対側から少なくとも１つの円筒形ターゲットに電力供給することによって増加され得ることである。
【００１８】
特定の実施形態では、本発明はスパッタシステムで使用する装置を提供し、その装置は、第１の端ブロック及び第２の端ブロックを備え、その第１の端ブロック及び第２の端ブロックは、互いに対向するようにされ（例えば、反対方向で向き合うターゲット固定フランジを含み）、かつ、ターゲットアセンブリ、例えば、円筒形スパッタターゲット管またはスパッタマグネトロンをそれらの間に保持するために互いに所定の距離をおいて配置され、第１の端ブロックは、スパッタマグネトロンまたはターゲット管の第１の端若しくは第１の側を第１の端ブロックの電気的インターフェースに連結するための第１の連結手段を含み、この電気的インターフェースがＲＦ電源及び／または少なくとも１つの終端インピーダンスに接続可能であり、第２の端ブロックは、第１の端若しくは第１の側とは反対側の、スパッタマグネトロンまたはターゲット管の第２の端若しくは第２の側を第２の端ブロックの電気的インターフェースに連結するための第２の連結手段を含み、この電気的インターフェースがＲＦ電源及び／または少なくとも１つの終端インピーダンスに接続可能である。その装置は、ターゲット管またはスパッタマグネトロンが装着されたときに、ターゲット管またはスパッタマグネトロンの両方の端または側に同時に、動作サイクルの少なくとも一部において、好ましくはその大部分において、及びさらに好ましくはその全体において、ＲＦ電力構成要素により能動的に電力供給されないように適合される。
【００１９】
特定の実施形態では、ＲＦ電力構成要素は、例えば、導電性フランジ及び導電性ブラケットを介して、（１つ以上のスパッタターゲットの）金属支持体管に直接適用されることができる。他の実施形態では、ＲＦ電力構成要素を内部管構造に対してかつ冷却液を通って適用することによって、間接的に金属支持体管に適用されることができる。第１の実施例では、そのフランジ及びブラケットは、連結手段として作用することができる。第２の実施例では、その管状マグネットホルダ構造及び冷却液は、連結手段として作用することができる。
【００２０】
本発明の実施形態で使用される第１の端ブロック及び第２の端ブロックは、したがって、理想的には、ターゲット管の端にＲＦ信号を転送するのに適し、または、ターゲット管の端を終端インピーダンスに（直接的に若しくは間接的に）接続若しくは連結するのに適している。
【００２１】
ターゲットアセンブリが単一のターゲット管またはスパッタマグネトロンだけを備える装置の実施形態では、第１の端ブロックの電気的インターフェースは、第１のＲＦ電源及び少なくとも１つの終端インピーダンスに接続可能であり、その装置は、第１のＲＦ電源から発生する第１のＲＦ電力信号を第１の瞬間にスパッタマグネトロンまたはターゲット管の第１の端若しくは第１の側に選択的に転送するように、かつ第１の瞬間とは異なる、第２の瞬間に少なくとも１つの終端インピーダンスを含むスパッタマグネトロンまたはターゲット管の第１の端または第１の側を電気的に終端するように、適合され、第２の端ブロックの電気的インターフェースは、第２のＲＦ電源及び少なくとも１つの終端インピーダンスに接続可能であり、及びそこにおいて、その装置は、第３の瞬間に第２のＲＦ電源から発生する第２のＲＦ電力信号をスパッタマグネトロンまたはターゲット管の第２の端若しくは第２の側に選択的に転送するように、かつ第３の瞬間とは異なる、第４の瞬間に少なくとも１つの終端インピーダンスを含むスパッタマグネトロンまたはターゲット管の第２の端若しくは第２の側を電気的に終端するように、適合される。
【００２２】
ターゲットアセンブリが少なくとも２つのターゲット管またはスパッタマグネトロンを備える本発明の代替の実施形態では、第１の端ブロック及び第２の端ブロックの電気的インターフェースはＲＦ電源に接続可能であり、それは両方の端ブロックに対して同じＲＦ電源であり得るか、または異なるＲＦ電源であり得る。その装置は、ＲＦ電力信号を第１及び第２の端ブロックに転送するように適合される。このような実施形態では、単一のターゲット管またはスパッタマグネトロンの両端に能動的に電力供給することを意味しないので、ＲＦ電力信号は、第１及び第２の端ブロックに同時に適用され得る。あるいは、ＲＦ電力信号は、第１及び第２の端ブロックに交互に適用され得る。ターゲット管またはスパッタマグネトロンは、ＲＦ電力信号により電力供給される端と反対側のそれらの端で電気的に終端されることが望ましい。
【００２３】
「に接続可能な」の表現は、「直接的に接続可能な」及び、例えば、整合回路を介して、若しくは整合回路及びスイッチングユニットを介して、または任意の他の方法で「間接的に接続可能な」を含む。
【００２４】
本発明の実施形態の利点は、ＲＦ電力構成要素がターゲット管またはスパッタマグネトロンの端または側のいずれかに適用できること、同時にターゲット管またはスパッタマグネトロンの両端または両側が終端インピーダンスに接続され得ることであるが、それはこの方法において、より均一な電界及び／またはスパッタ材料のより均一な侵食及び／またはより均一な堆積が、及び好ましくはこれらのすべてが得られることができるからである。より均一な侵食によって、ＲＦ電源がターゲット管の単一の端だけに供給される従来技術の装置に比べて、スパッタターゲット管の寿命が長くなる。このことはまた、交換と交換の間の時間を長くするので、スパッタシステムが使用できない中断時間を短くし、及びしたがって生産ラインの効率も向上する。
【００２５】
電気的インターフェースは選択されなければならず、かつ端ブロックはＲＦ電力信号構成要素を、好ましくは大きな電力損失なく、伝導できるように設計されなければならない。
【００２６】
本発明の主要な焦点は、ＲＦ電力構成要素がターゲット管に送出され得る手段及び方法であり、及びターゲット管が終端インピーダンスに連結され得る手段及び方法である。本発明の実施形態によれば、このことは上記されたような装置または配置によって達成される。
【００２７】
端ブロックは、装着表面、例えば、スパッタ装置の蓋部品またはドア部品または壁部品に固定してまたは取り外し可能に装着されることが可能であり、装着表面は、装置の一部とすることができる。取り外し可能な装着によって、スパッタ材料のある量が腐食した場合に、ターゲット管の交換が容易になる。
【００２８】
装置は、ターゲットアセンブリのすべてのターゲット管またはスパッタマグネトロンに対して同時に、単一の終端インピーダンスだけに接続することができ、または複数の終端インピーダンスに接続することができる。その接続は、自動的なスイッチング手段を介してなされることが望ましいが、絶対的に必要ではなく、本発明の有利な効果は手動の接続またはスイッチングによっても得ることができる。
【００２９】
第１のＲＦ電源及び第２のＲＦ電源は、１つの同じ単一のＲＦ電源であることができる。第１／第２のＲＦ電力信号は、第１／第２のＲＦ電源から得られることができ、または、例えばＲＦ分割器（RF splitter）を介して若しくはインピーダンスを介してそこから送出されることができる。ターゲット管の第１の端に接続可能な終端インピーダンスは、ターゲット管の第２の端に接続可能な終端インピーダンスと同じまたは異なる終端インピーダンスであることができる。
【００３０】
第１の瞬間は第４の瞬間と同じでもよく、第２の瞬間は第３の瞬間と同じでもよい。
【００３１】
ターゲットアセンブリが２つの端ブロックに対して１つだけのターゲット管またはスパッタマグネトロンを備える実施形態では、装置は、第１の端ブロックと第２の端ブロックとの間に配置されたスパッタターゲット管またはスパッタマグネトロンをさらに備える。ターゲットアセンブリが複数のターゲット管またはスパッタマグネトロンを備える代替の実施形態では、装置は、第１のブロック上に装着された第１のターゲット管またはスパッタマグネトロン、及び第２の端ブロック上に装着された第２のターゲット管またはスパッタマグネトロンをさらに備える。
【００３２】
ターゲットアセンブリ自体は、実際に使用中の装置の動作を必要とするが、上記に記載されたように装置は、必ずしもそのようなターゲットアセンブリを備えて生産または販売される必要はない。事実、ターゲットアセンブリは、通常、装置の存続期間中に何回も交換される必要がある。
【００３３】
ターゲットアセンブリは、所定の周波数のＲＦ電力構成要素とともに使用されるように特に適合され得る。例えば、ターゲットアセンブリ（例えば、一定でない外径または内径を含む少なくとも１つのターゲット管）は、より均一な電界を発生するように及び／またはスパッタ材料のより均一な侵食を生じるように特に成形され得る。または、ターゲットアセンブリは、ＲＦ信号を転送するために、支持体管の内径の少なくとも８５％の外径を含む少なくとも１つの導電性管状マグネットホルダバーを備えることができる。
【００３４】
装置の実施形態では、ターゲットアセンブリは、電気的に非導電性の材料であるスパッタターゲット材料を含む。
【００３５】
装置は、例えば、セラミック材料または酸化物または炭化物または有機材料または成形材料などの電気的に非導電性の材料をスパッタリングするのに特に適している。
【００３６】
装置の実施形態では、第１及び第２の端ブロックの各々は、このアセンブリの少なくとも１つの円筒形スパッタターゲット管またはスパッタマグネトロンが縦軸の周りを回転している間に、ＲＦ電力信号構成要素をターゲットアセンブリに転送することまたは経路をつくることができる。
【００３７】
そのような端ブロックは、共通の軸の周りを互いに対して回転できる２つの部品を含む連結手段を設けることができるが、残りは電気的に接続または（例えば、抵抗的に、容量的に、誘導的に、またはこれらの任意の組み合わせで）連結される。部品の１つは、静止型にすることができ、他の部品は支持体管とともに回転することができる。いくつかの特定の実施形態では、そのような端ブロックは、静止型電気的連結を含む連結手段を設けることができる。
【００３８】
ターゲットアセンブリが単一のターゲット管またはスパッタマグネトロンを備える実施形態では、少なくとも１つの第１及び第２の端ブロックが、それらの縦軸の周りで円筒形スパッタターゲット管を回転する回転手段を含む。ターゲットアセンブリが少なくとも第１及び第２のターゲット管またはスパッタマグネトロンを備える実施形態では、第１及び第２のターゲット管またはスパッタマグネトロンをそれぞれ装着する、両方の第１及び第２の端ブロックがそれらの軸の周りで円筒形スパッタターゲット管を回転する回転手段を含む。さらに、回転手段を含むまたは含まない端ブロックは、第１及び第２のターゲット管またはスパッタマグネトロンの他の端をそれぞれ支持するために提供され得る。
【００３９】
装置の実施形態では、少なくとも１つの第１及び第２の端ブロックは、スパッタターゲット管またはスパッタマグネトロンに冷却液を供給するように適合され、少なくとも第１及び第２の端ブロックは、その冷却液を徐々に排出するように適合される。
【００４０】
ＲＦ電源が内部管状構造を介してまたは通って送出される場合には、その内部管状構造の外径は、冷却液による電力損失を制限するために、スパッタターゲットの支持体管の内径の少なくとも８５％または少なくとも９０％であることが有利である。
【００４１】
装置の実施形態では、少なくとも１つの第１及び第２の端ブロックは、スパッタターゲット管またはマグネトロン内の管状マグネットホルダ構造を支持するように適合され、管状マグネットホルダ構造はＲＦ電力信号を転送することができる。
【００４２】
そのような装置は、理想的には、スパッタターゲット管を保持するように、ＲＦ電力信号構成要素をその端の各々に選択的に供給するように適合されるだけでなく、管状マグネットホルダ構造を保持するように適合されることが有利である。後者は、例えば、冷却液による衝突に対するマグネットの保護、マグネットのオン・ライン制御、冷却の向上など、いくつかの利益を付与することができ、及び本発明の特定の実施形態では、そのハウジングがＲＦ電源を転送するのに使用されることさえできる。
【００４３】
さらに、連結手段は互いに対して回転できる２つの部品を含み得るが、いくつかの実施形態では、１つの側からまたは両側からのその連結は同じように静的である。例えば、静止型管状マグネットホルダ構造は、ＲＦ電源を単一の側または両側で転送するのに使用されることができる。
【００４４】
第２の態様では、本発明は、本発明の第１の態様の実施形態のいずれかによる装置と、制御ユニットと、を備えるターゲットアセンブリを提供し、該制御ユニットは、ターゲットアセンブリが、装着されたときに、少なくとも動作時間の大部分の間にターゲット管またはスパッタマグネトロンの両端で同時にＲＦ電力構成要素により連続的に能動的に電力供給されないように、ＲＦ電力構成要素によるターゲットアセンブリのそれぞれ反対側への電力供給を制御する。ＲＦ電力構成要素による電源供給は、ターゲットアセンブリが１つ以上のターゲット管またはスパッタマグネトロンを備えているかどうかで、ターゲットアセンブリの第１及び第２の端で交互に起こるように制御され得るか、またはその電源供給は、第１及び第２の端ブロックで同時に起こるように制御され得る。電源供給は、ＲＦ電力構成要素が大部分の時間の間に単一のスパッタターゲットの両端に同時に適用されないように制御する。
【００４５】
本発明の実施形態では、制御ユニットは、ＲＦ電源及び少なくとも１つの終端インピーダンスに接続可能なスイッチングユニットを備え、そのスイッチングユニットは、ＲＦ電源を第１の端ブロックの電気的インターフェースに選択的に接続するように、かつＲＦ電源を第２の端ブロックの電気的インターフェースに選択的に接続するように、かつ少なくとも１つの終端インピーダンスを第１の端ブロックの電気的インターフェースに選択的に接続するように、かつ少なくとも１つの終端インピーダンスを第２の端ブロックの電気的インターフェースに選択的に接続するように、適合された、スイッチング手段を備える。この実施は、特に、ターゲットアセンブリが単一のターゲット管またはスパッタマグネトロンを備える実施形態に使用され得るが、ターゲットアセンブリが複数のターゲット管またはスパッタマグネトロンを備える実施形態でも有用である。
【００４６】
「接続可能な」の表現は、「直接的に接続可能な」または整合回路を介して、または任意の他の方法で「間接的に接続可能な」を意味し得る。
【００４７】
そのようなスイッチングユニットの利点は、（少なくとも１つの）ＲＦ電源及び（少なくとも１つの）終端インピーダンス及び１つ以上のターゲット管の間の電気的な相互接続が、スパッタチャンバから装置を外さずに動的に調整され得ることである。この特別の自由度は、基板上のスパッタ材料のより均一な堆積を得るために有利に使用されることができる。ターゲットアセンブリが単一のターゲット管またはスパッタマグネトロンを備える特定の実施形態では、より均一な電界及び／またはターゲット材料のより均一な堆積、及び好ましくはこれらのすべても得られることが可能である。
【００４８】
複数の異なる終端インピーダンスと組み合わせたスイッチング手段を使用する利点は、この方法においては、可変インピーダンスの必要性を回避することができ、及び可変インピーダンスが異なるインピーダンスに徐々に接続することによってエミュレートされることができるからである。
【００４９】
特定の実施形態では、少なくとも１つのＲＦ電源は、スイッチングの瞬間にその出力電力を一時的に低減してスイッチに対する破損を防止するように、及び／またはスイッチの寿命を増加するように、適合され得る。そのような実施形態では、スイッチングユニットとＲＦ電源との間に１つ以上の制御線または通信バスがあり、例えば、スイッチングの瞬間を示すように、及び／または出力電力を増加または減少または設定するように、適合され得る。
【００５０】
特定の実施形態では、「ターゲット管の第１の端に接続すること」は、「第１の端ブロックの電気的インターフェースに接続すること及びこの電気的インターフェースをターゲット管の第１の端に接続または連結すること」を含むことができ、並びに「ターゲット管の第２の端に接続すること」は、「第２の端ブロックの電気的インターフェースを接続すること及びこの電気的インターフェースをターゲット管の第２の端に接続または連結すること」を含むことができる。
【００５１】
実施形態では、アセンブリはＲＦ電源をさらに備え、ＲＦ電源は０．３ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの周波数を有する０．５ｋＷ〜１００ｋＷの電力信号を提供するように適合される。この設定は、ＤＣ電源と併用で使用されることができ、ＲＦが重畳されたＤＣ電源は通常の技術である。このようにして、ＲＦが多い信号またはＲＦが少ない信号を得ることができる。そのような実施形態の場合には、ＤＣは、ターゲットアセンブリに連続的に接続されることができ、またはＲＦ電源と同期して若しくは非同期でスイッチングできる。
【００５２】
実施形態では、アセンブリは、ＲＦ電源及びスイッチングユニットの間に配置された第１の整合回路をさらに備える。
【００５３】
実施形態では、アセンブリは、少なくとも１つの終端インピーダンスをさらに備える。
【００５４】
ある実施形態では、少なくとも１つの終端インピーダンスは、単一の終端インピーダンスであり得る。他の実施形態では、少なくとも１つの終端インピーダンスは、少なくとも２つの終端インピーダンスであり、例えば、厳密には２つの終端インピーダンスであり得る。
【００５５】
実施形態では、アセンブリは、第１の電力部分及び第２の電力部分を発生する手段と、ある期間の第１の時間部分中に、少なくとも１つの終端インピーダンスが第２の端ブロックの電気的インターフェースに連結されている間に、ＲＦ電力信号構成要素または第１の電力部分が第１の端ブロックの電気的インターフェースに適用されるように、ある期間の第２の時間部分中に、少なくとも１つの終端インピーダンスが第１の端ブロックの電気的インターフェースに連結されている間に、ＲＦ電力信号構成要素または第２の電力部分が第２の端ブロックの電気的インターフェースに適用されるように、スイッチング手段を構成する制御器と、をさらに備える。
【００５６】
アセンブリが、示されるようなスイッチング手段を自動的に制御する制御器を備える場合には有利である。制御器は、プログラマブル制御器若しくはプログラマブル・ロジックに実装され、または任意の他の適切な方法であり得る。制御器は、通常はスイッチングユニットの一部として実装される。
【００５７】
第１及び第２の時間期間は、両側からのターゲット管の電力供給が回避されるべきである場合には、連続的であり得るとともに、約５０％、または５０％より小さいデューティサイクルを含むことができる。そのような場合には、ＲＦ電力信号はターゲット管の各端に交互に適用され得るが、両端に連続的に同時に適用されることはない。適切なスイッチング周波数を選択することにより、各個別の第１の期間中及び各個別の第２の期間中に電界が極めて不均一であるという事実にもかかわらず、時間平均の侵食は極めて均一である。
【００５８】
第１の電源部分及び第２の電源部分を発生する手段は、第１及び第２のインピーダンス、例えば第１及び第２の抵抗であり得る。
【００５９】
実施形態では、アセンブリは、第１の電力部分及び第２の電力部分を発生するＲＦ電力分割器と、ある期間の第１の時間部分中に、少なくとも１つの終端インピーダンスが第２の端ブロックの電気的インターフェースに連結されている間に、ＲＦ電力信号構成要素または第１の電力部分が第１の端ブロックの電気的インターフェースに適用されるように、ある期間の第２の時間部分中に、少なくとも１つの終端インピーダンスが第１の端ブロックの電気的インターフェースに連結されている間に、ＲＦ電力信号構成要素または第２の電力部分が第２の端ブロックの電気的インターフェースに適用されるように、ある期間の第３の時間部分中に、第１の電力部分が第１の端ブロックの電気的インターフェースに適用され、第２の電力部分が第２の端ブロックの電気的インターフェースに適用されるように、スイッチング手段を構成する制御器と、をさらに備える。したがって、第３の時間部分中は、おそらく異なる電力部分ではあるが、両方の端ブロックがＲＦ電力構成要素により同時に電力供給される。
【００６０】
ＲＦ電力分割器を使用する利点は、ＲＦ電力構成要素がターゲットアセンブリの両端に同時に適用されることが可能で、複数のターゲット管またはスパッタマグネトロンを備えるターゲットアセンブリがある実施形態で特に有用であるからである。
【００６１】
２つの独立したＲＦ電源を使用するのではなく、２つの電力部分を発生するＲＦ電力分割器を使用する利点は、同相の２つの電力信号を提供でき、及び１つのＲＦ電源が省略でき、かなりのコスト節約になるからである。
【００６２】
本発明にとってターゲット管の両端にＲＦ電力構成要素を同時に適用することは必須のことではなく、純粋にオプションである。それはターゲットアセンブリが複数のターゲット管またはスパッタマグネトロンを備える実施形態では特に有用である。いくつかの時間部分においてＲＦ構成要素により同じターゲット管の両端に電力供給することは、特定の均一性の形状が組み合わされたすべての時間部分の包括的な均一性の形状に貢献することができるいくつかの場合に有益であり得る。
【００６３】
第３の態様では、スパッタシステムのそれぞれ反対側に位置する少なくとも第１及び第２の端ブロック上に装着された少なくとも１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンを備えるターゲットアセンブリにＲＦ電力構成要素を提供する方法を提供する。その方法は、ターゲットアセンブリがアセンブリの両側でＲＦ電力構成要素により能動的に電力供給されるように、かつ、ターゲットアセンブリがターゲット管またはスパッタマグネトロンの両端で同時にＲＦ電力構成要素により連続的に能動的に電力供給されないように、ＲＦ電力構成要素によりターゲットアセンブリのそれぞれ反対側に電力供給することを含む。
【００６４】
特定の実施形態では、本発明は、第２の態様の実施形態によるアセンブリを使用してターゲットアセンブリにＲＦ電力構成要素を提供する方法を提供する。その方法は、ＲＦ電力信号構成要素を受信するためにスイッチングユニットの第１のポートをＲＦ電源の出力に接続するステップ、スイッチングユニットの第２のポートを少なくとも１つの終端インピーダンスに接続するステップ、ＲＦ電力信号またはその第１の部分を、第１の端ブロックの電気的インターフェースに接続可能なスイッチング手段の第３のポートに選択的に転送するように、スイッチング手段を構成するステップ、及び／またはＲＦ電力信号構成要素またはその第２の部分を、第２の端ブロックの電気的インターフェースに接続可能なスイッチング手段の第４のポートに選択的に転送するように、スイッチング手段を構成するステップ、及び／または少なくとも１つの終端インピーダンスをスイッチング手段の第３のポートに選択的に連結するように、スイッチング手段を構成するステップ、及び／または少なくとも１つの終端インピーダンスをスイッチング手段の第４のポートに選択的に連結するように、スイッチング手段を構成するステップ、を含む。
【００６５】
この方法は、ターゲットアセンブリの両端にＲＦ電力構成要素を同時に適用する可能性を含むが、それは絶対的に必要ではなく、ＲＦ電力構成要素を両端または両側に同時に適用することがなくても、時間の異なる瞬間にターゲットアセンブリのいずれかの端または側にＲＦ電力構成要素を適用する可能性もある。
【００６６】
実施形態では、その方法は、ある期間の第１の時間部分中に、少なくとも１の終端インピーダンスを第２の端ブロックの電気的インターフェースに連結している間に、ＲＦ電力信号構成要素またはその第１の部分を第１の端ブロックの電気的インターフェースに転送するように、スイッチング手段を構成するステップと、ある期間の第２の時間部分中に、少なくとも１つの終端インピーダンスを第１の端ブロックの電気的インターフェースに連結している間に、ＲＦ電力信号構成要素またはその第２の部分を第２の端ブロックの電気的インターフェースに転送するように、スイッチング手段を構成するステップと、を含む。
【００６７】
実施形態では、制御器のスケジューラは、第１及び第２の時間期間だけに発生するように設計され得る。好ましくは、第１及び第２の時間期間のデューティサイクルは、それぞれ５０％であるが、絶対的に必要ではなく、例えば、ある期間の第１の部分に対しては３０％及びある期間の第２の部分に対しては７０％のデューティサイクルの比でも動作する。このスケジュールにおいては、ターゲットアセンブリの両端または両側に同時にＲＦ電力構成要素が適用されるタイムスロットは存在しない。
【００６８】
方法の実施形態では、スイッチングユニットは、第１の電力部分及び第２の電力部分を供給するためのＲＦ電力分割器をさらに備え、その方法は、ある期間の第１の時間部分中に、少なくとも１つの終端インピーダンスを第２の端ブロックの電気的インターフェースに連結している間に、ＲＦ電力信号構成要素または第１の電力部分を第１の端ブロックの電気的インターフェースに適用するように、スイッチング手段を構成するステップと、ある期間の第２の時間部分中に、少なくとも１つの終端インピーダンスを第１の端ブロックの電気的インターフェースに連結している間に、ＲＦ電力信号構成要素または第２の電力部分を第２の端ブロックの電気的インターフェースに適用するように、スイッチング手段を構成するステップと、ある期間の第３の時間部分中に、第１の電力部分を第１の端ブロックの電気的インターフェースに適用すると同時に、第２の電力部分を第２の端ブロックの電気的インターフェースに適用するように、スイッチング手段を構成するステップと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本技術分野で既知のスパッタ装置を（分解された図で）示し、それによれば円筒形スパッタターゲットの回転可能な支持体管の１つの端に静止型管状電極が挿入され、またそれによればＲＦ信号は電極の１つの側に適用される。
【図２】本技術分野で既知の回転可能な円筒形スパッタターゲットの概略図であり、それによればＲＦ電力信号は支持体管の両端で同時に適用される。
【図３】図１の構成を表すブロック図である。
【図４】米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／０１８３０３７号に記載された実施形態を表すブロック図であり、それによれば円筒形スパッタターゲットは、１つの側からＲＦ電力信号により電力が供給され、一方、他の端は可変の終端インピーダンスに接続される。
【図５】図２に示された先行技術の実施形態を表すブロック図であり、それによれば２つの等しいＲＦ電源部分がスパッタターゲットの両端に同時に適用される。
【図６（ａ）】本発明による実施形態を表すブロック図であり、第１の期間中に円筒形スパッタターゲットの第１の端に単一のＲＦ電力信号を適用することができると同時に、スパッタターゲットの第２の、反対側の端を終端インピーダンスに連結または接続することができ、かつ、第２の期間中に円筒形スパッタターゲットの第２の端に単一のＲＦ電力信号を適用することができると同時に、スパッタターゲットの第１の、反対側の端を終端インピーダンスに連結することができるシステムを示す。必要に応じて、システムは、ＲＦ電源から出力された２つのＲＦ電力信号をスパッタターゲット管にその第１の端及び第２の端で同時に適用するように適合されることもできる。
【図６（ｂ）−（ｄ）】ターゲット管の第１及び第２の端でＲＦ電源と終端インピーダンスとを相互接続するいくつかの可能なスイッチング構成を示す。
【図７】（例えば、ＲＦ電力分割器から来る）１３．５６ＭＨｚの同じＲＦ電力信号によって両端から同時に電力が供給されて、中間に電圧波節がある定在波パターンを生じた場合の、長さが１．５ｍの適切に終端されたスパッタターゲットの長さにわたる電圧動作（電圧振幅の時間平均絶対値）のシミュレーションを表すグラフである。
【図８】長さが３．５ｍのスパッタターゲットに関する図７と同様のグラフである。
【図９】本発明の実施形態によって得られるもので、これによれば１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力信号が円筒形スパッタターゲットの１つの端に交互に適用され、同時に反対側の端がインピーダンスによって終端されて、逆も同様に、ほぼ均一の電圧パターンを生じた場合の、長さが１．５ｍの適切に終端されたスパッタターゲットの長さにわたる電圧動作（電圧振幅の時間平均絶対値）のシミュレーションを表すグラフである。
【図１０】長さが３．５ｍであるスパッタターゲットに関する図９と同様のグラフである。
【図１１（ａ）】図６に示されるシステムで使用できる場合と同様の２つの端ブロックを含む装置の例である（ターゲット管はそれ自体、装置のオプションの部品である）。
【図１１（ｂ）−（ｄ）】ターゲット管の第１及び第２の端をＲＦ電源及び１つまたは２つの終端インピーダンスに相互接続させるいくつかの可能なスイッチング構成及び対応する方法を示す。
【図１２（ａ）−（ｃ）】本発明による装置で使用できるような、軸の周りで互いに回転可能な２つの部品の間の容量結合の３つの実施例を示す。
【図１３（ａ）−（ｂ）】本発明による装置で使用できるような、軸の周りで互いに対して回転可能な２つの部品の間の誘導結合の２つの実施例を示す。
【図１４】図６のシステムで使用できるような装置の実施例を表す概略図である。
【図１５】本発明の実施形態による第１の特定の装置の概略図であり、それによればＲＦ電源は（例えば、フランジを介して）支持体管に直接適用され、かつ、それによれば支持体管は可変外径である（しかし、これらの特徴は両方とも必ずしも存在する必要はない）。
【図１６】本発明の実施形態による第２の特定の装置の概略図であり、それによればＲＦ電源は静止型管状マグネットホルダ構造に適用され、かつそこから冷却液を介して間接的に支持体管に適用される。
【図１７】図１６の装置の変形を示し、それによれば支持体管は可変外径である。
【図１８】本発明の実施形態を表すブロック図であり、スパッタシステムの反対側で１つの端ブロックに対するターゲット及び別の端ブロックに対する別のターゲットを装着することが可能な装置を示し、それによって、１つのターゲットは１つの側からＲＦにより電力が供給されかつ他のターゲットは反対側からＲＦにより電力が供給される。各ターゲットは、ＲＦにより電力が供給される端ブロックと対照に装着されないその端で終端インピーダンスによって終端され得る。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
図中の矢印の方向は電流が流れる実際の方向として解釈されるべきでなく、単に説明のために使用されるにすぎないことに留意されたい。
【００７１】
本発明は、特定の実施例に関してかつ特定の図面を参照して記述されるが本発明はそれに限定されず特許請求の範囲のみに限定される。記述された図面は単なる概要であり限定されない。図面では、部品のうちのいくつかのサイズは説明の目的のために誇張されており縮尺通りに描かれていないことがあり得る。寸法及び相対的な寸法は発明の実際の縮小に対応しない。
【００７２】
明細書及び特許請求の範囲における第１、第２などの用語は、類似の部品を区別するために使用され、必ずしも時間的、空間的、順位付けのいずれかで順序を記述するためではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書に記載された本発明の実施形態は、本明細書に記載または図示されている以外の順序で動作可能であることを理解されたい。
【００７３】
さらに、明細書及び特許請求の範囲における用語上、下などは、説明の目的で使用され、必ずしも相対的な位置を説明するためではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であること、及び本明細書に記載された本発明の実施形態は、本明細書に記載または図示されている以外の方向で動作可能であることを理解されたい。
【００７４】
特許請求の範囲で使用される用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、その後列挙される手段に限定されるものとして解釈されるべきではないことに留意されたい。他の部品またはステップを排除するものではない。したがって、記載された特徴、整数、ステップまたは構成要素の存在を特定するものとして解釈されるが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ若しくは構成要素、またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。したがって、「手段Ａ及びＢを備える装置」という表現の範囲は、構成要素Ａ及びＢのみからなる装置に限定されるべきではない。それは、本発明に関して、装置の関連する構成要素がＡ及びＢにすぎないことを意味する。
【００７５】
本明細書を通して、「１つの実施形態」または「ある実施形態」は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の様々な箇所における「１つの実施形態では」または「ある実施形態では」というフレーズの出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指しているとは限らないが、同じ実施形態を指していることもあり得る。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つ以上の実施形態において、本開示から当業者に明らかであるように、任意の適切な方法で組み合わせることができる。
【００７６】
同様に、本発明の例示的な実施形態の説明において、本発明の様々な特徴は、開示を合理化し、１つ以上の様々な発明の態様の理解を助ける目的で、単一の実施形態、図、またはその記述において時には一緒にグループ化されることを評価されたい。しかしながら、この開示の方法は、特許請求に係る発明が各請求項に明示的に記載されたよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものと解釈されるべきではない。むしろ、下記の特許請求の範囲が反映するように、発明の態様は、単一の前述の開示された実施形態のすべての特徴よりも少ないものである。したがって、詳細な説明に続く特許請求の範囲は、本発明の別個の実施形態として独立している各請求項とともに、この詳細な説明に明確に組み込まれる。
【００７７】
さらに、本明細書に記載されたいくつかの実施形態は、他の実施形態に含まれるいくつかの他の特徴を含まないが、異なる実施形態の特徴の組み合わせは本発明の範囲内にあることを意味し、かつ当業者によって理解されるように、異なる実施形態を形成する。例えば、下記の特許請求の範囲では、特許請求に係る実施形態のうちのいずれも任意の組み合わせで使用することができる。
【００７８】
本明細書で提供される説明では、多数の特定の詳細が記載される。しかしながら、本発明の実施形態は、これらの特定の詳細がなくても実施され得ることに留意されたい。他の例では、周知の方法、構造及び技術は、この説明の理解を不明瞭にしないように詳細には示されていない。
【００７９】
本発明において「ＲＦ信号」が参照される場合、０．３ＭＨｚから１００ＭＨｚの範囲の周波数を有する信号を意味する。「ＲＦ電力構成要素」とは、供給される電源が純粋なＲＦ電源であってもよいし、または、供給される電源がＤＣ、パルス化ＤＣ若しくはＭＦ  ＡＣとＲＦとの組み合わせであってもよいことを意味する。以下の詳細な説明では、「ＲＦ電源」が参照されるが、非ＲＦ電気信号と組み合わされたそのような「ＲＦ電力構成要素」が含まれることを意図する。
【００８０】
本発明において、「端ブロック」が参照される場合、支持体管の端に配置されて支持体管を保持するように構成された部品または構成要素が参照され、端ブロックはまた、例えば冷却などの他の機能を含む。
【００８１】
本発明を説明する前に、次のわずかな段落では、まず、「端ブロック」が何であるかをより詳細に説明する。
【００８２】
被覆するための大きなコーター例えばすべての種類の機能性コーティングの層を含むガラスの多くは、回転する管状スパッタリングターゲットを含む。ターゲット自体がスパッタリングシステムに対して回転しているので、内部に固定されたマグネットアレイを保持した状態で、回転しているターゲットを支え、回転し、励磁し、冷却しかつ絶縁するために複雑で空間を占める「端ブロック」（冷却材、空気及び電気）が必要である。例えば、いくつかの配置が本技術分野に存在する。
【００８３】
−例えば、支持し、回転し、励磁し、冷却しかつ絶縁する手段（空気、冷却材及び電気）がある米国特許第ＵＳ５０９６５６２号（その図２、図６）及び米国特許出願公開第ＵＳ２００３／０１３６６７２Ａ１号などに開示された「２つの直角の端ブロック」は、２つのブロックに分割されて、ターゲットのいずれかの端に位置していている。直角であることは、端ブロックがターゲットの回転軸と平行な壁に装着されることを意味する。
【００８４】
−例えば、支え、回転し、励磁し、冷却しかつ絶縁する手段がある米国特許第ＵＳ５２０００４９号（その図１）などに開示されている「単一の直線端ブロック」は、すべて１つの端ブロックに組み込まれ、ターゲットが大面積コーター内で片持ち支持されている。「直線」であることは、端ブロックが装着される壁にターゲットの回転軸が垂直であることを意味する。「セミカンチレバー」配置もまた、端ブロックと反対側のターゲットの端が機械的支持部によって保持されている点で（米国特許第ＵＳ５６２０５７７号）に記載されている。
【００８５】
端ブロックは、スパッタリングシステム内のスパッタリングターゲットをスパッタリングシステムの外部にリンクする。そのような端ブロックは、通常、スパッタリングシステム上の単一ユニットとして装着可能であるが、壁一体化端ブロックも同様に想定することができる。端ブロックの一部の中では圧力はスパッタリングシステム内よりも高くてもよいが、内部圧力は大気圧に近いほうが望ましい。ターゲット管とともに着脱可能な手段または着脱可能なマグネットバーアセンブリは、通常、端ブロックに属するとはみなされない。端ブロックの主要な機能は、ターゲットを担持しかつ回転軸の周りで回転させることである。低ガス圧でスパッタリングが行われるので、端ブロックは常に回転中も気密性がなければならない。ターゲットのスパッタリングはターゲット表面上に多くの熱を発生させることがあるので、ターゲットは冷却されなければならず、それは通常水または別の適切な冷却材で行われる。この冷却材は、端ブロックを通して供給及び排出することができる。ターゲットには、ターゲットを特定の電位に維持するために、電流を供給することもできる。これらの機能のいずれかまたはすべてを組み込むために、各端ブロックは、（ｉ）ターゲットを回転する手段、（ｉｉ）ターゲットに電流を提供する回転可能な電気的接触手段、（ｉｉｉ）その軸の周りを回転させながら機械的に支持する１つ以上の軸受受手段、（ｉｖ）１つ以上の回転可能な冷却材封止手段、（ｖ）１つ以上の回転可能な真空封止手段、（ｖｉ）マグネットまたは磁気アレイを保持する手段の１つまたは複数の手段を含むことができる。
【００８６】
２つの端ブロックが存在する場合、それらは同じ機能を含むことができるが、同じである必要はない。例えば、一方だけがターゲットを回転させるための駆動手段を含んでいれば十分である。
【００８７】
本発明の文脈では、少なくとも２つの端ブロックが設けられ、少なくとも２つの端ブロックがスパッタシステムのそれぞれ反対側に配置される。少なくとも２つの端部ブロックは、単一のターゲット管若しくはスパッタマグネトロンがそれらの間に装着可能なように、スパッタシステムに装着することができ、または、少なくとも２つの端ブロックは、少なくとも２つのターゲット管若しくはスパッタマグネトロンがスパッタシステムに装着可能なように、各々が端ブロックの別の１つに装着することができる。少なくとも第１及び第２の端ブロックは、ＲＦ電力信号がターゲットアセンブリの１つの端に、または各端に個別に、または両端に同時に、例えば、スパッタターゲット管の１つの端に、または各端に個別に、適用できるように、及び、スパッタアセンブリの１つの端を、または各端を個別に、または両端を同時に、例えばスパッタターゲット管の１つの端を、または各端を個別に、終端インピーダンスに接続するように、特に適合される。より詳細については後述する。端ブロックの１つ、２つまたはそれ以上は、必要な真空の完全性を維持しながら、例えば、その縦軸の周りで管を回転させること、ＤＣ電力を供給すること、及び／または冷却液体により冷却すること、及び／または回転している管内で磁気構造を支持することなどの他の機能も必要に応じて実現することができる。
【００８８】
本発明において、「ＲＦ信号をマグネトロンに適用する」が参照される場合、ＲＦ信号がターゲット管、支持体管、内部管、マグネットバーホルダ、またはターゲット内の冷却水の構成要素の少なくとも１つに適用されることを意味する。
【００８９】
本発明において、「入力」または「出力」が参照される場合、これは電流が流れる方向（実際にはＡＣまたはＲＦ電流に対しては双方向性であり得る）を示すものとして厳密に解釈されるべきではなく、「ポート」または「終端」として解釈される。例えば、スイッチングユニットの「第１のポート」も「スイッチングユニットの第１の入力」とこの明細書では称され、第２のポートもこの明細書では「第２の入力」と称され、第３のポートもこの明細書では「第１の出力」と称され、第４のポートもこの明細書では「第２の出力」と称され、説明を容易にするためであるが、これは単なる慣例にすぎない。
【００９０】
図１及び図２は背景の箇所で既に説明した。
【００９１】
図３は、図１の構成を表すブロック図であるが、例えば、ディスクの中央に位置する単一のＲＦ給電によって電力が供給される平坦なディスクターゲットを含むスパッタ構成などの他のＲＦスパッタターゲット構成に対しても適用できる。この抽象的な表示の目的は、本発明との相違を明白に識別することである。特に、このブロック図では、ＲＦ電源は１つの場所だけでスパッタターゲットに適用され、かつスパッタターゲットは終端インピーダンスによって終端されない。
【００９２】
図４は、米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／０１８３０３７号に記載されている実施形態を表すブロック図であり、それによれば、円筒形スパッタターゲットは１つの端からＲＦ電力信号により電力供給され、他の端は終端インピーダンスに接続され、その値は時間とともに変化する。上記の公報では、終端インピーダンスを適切に変化させることによって、ターゲット材料のより均一な侵食が得られることが主張されている。
【００９３】
図５は、図２に示す実施形態を表すブロック図であり、これによれば円筒形のスパッタターゲット（またはマグネトロン）は、単一のＲＦ電源及びＲＦ電力分割器によって発生された２つのＲＦ電力信号によってその両端から同時に電力供給される。
【００９４】
図６（ａ）は、本発明による実施形態のブロック図であり、２つの端ブロック及び単一のスパッタターゲットまたはマグネトロンを備えるシステム６００を示し、そのシステム６００は、第１の動作モードで（例えば、第１の期間中に）、単一のＲＦ電力信号を円筒形スパッタターゲットまたはマグネトロンの第１の端または側に適用する間と同時にスパッタターゲットまたはマグネトロの第２の、反対側の端または側が終端インピーダンス６９５に接続または連結されるように適合され、かつ、第２の動作モードで（例えば、第１の期間とは異なる第２の期間中に）、単一のＲＦ電力信号を円筒形スパッタターゲットまたはマグネトロンの第２の端または側に適用する間と同時にスパッタターゲットまたはマグネトロンの第１の、反対側の端または側が終端インピーダンス６９５に接続または連結されるように適合される。
【００９５】
この動作は、例えば、スイッチングユニット６８０の使用により得られることができる。スイッチングユニット６８０の基本的な機能は、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示される。これは、先行技術で知られている回路、例えば、電源スイッチを使用して、容易に達成することができるので、ここでさらに説明する必要はない。スイッチング手段は、制御器、例えば、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示される相互接続を得るような電力スイッチ（図示せず）を制御するプログラマブル・ロジックまたはプログラムされたプログラム可能なマイクロコントローラを含むことができるが、他のモードも可能であり、例えば、図６（ｄ）に示されるように、例えば、スイッチングユニット６８０の場合には、電力分割器６８１をさらに含む。
【００９６】
スイッチングユニット６８０は、好ましくは、ＲＦ電源６９７を第１の端ブロック６３１の電気的インターフェース６６１及び／または第２の端ブロック６３２の電気的インターフェース６６２に選択的に接続または連結するように適合された第１のスイッチ手段（図示せず）、並びに、終端インピーダンス６９５を第１の端ブロック６３１の電気的インターフェース６６１に、及び／または第２の端ブロック６３２の電気的インターフェース６６２に選択的に連結するように適合された第２のスイッチング手段（図示せず）を含む。第１及び第２のスイッチング手段は、例えばパワーエレクトロニクスの分野において、当技術分野で知られているＲＦ電力をスイッチングする任意の適切なスイッチング手段であり得る。
【００９７】
ＲＦ周波数は高い周波数、例えば、約１３．５６ＭＨｚまたは約４０ＭＨｚである一方、スイッチングユニット６８０のスイッチング周波数は、通常、非常に低く、例えば０．０１Ｈｚ〜約１００ｋＨｚの範囲内、例えば０．１Ｈｚ〜１０ｋＨｚの範囲内、例えば１Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲内の周波数である。スイッチング周波数が、スパッタチャンバを通って基板が移動する速度に対して低すぎる場合、基板上の堆積された層の均一性が低下する可能性がある。スイッチング周波数が高すぎる場合、スイッチング手段、例えば、電源スイッチの寿命が減少し、及び生産停止のリスクが増大する可能性がある。また、スイッチング中にＲＦ電源の電力が一時的に低減されるかまたはそれどころかスイッチオフされるには、（所定の最大ＲＦ電力を仮定して）スイッチング周波数が増加すると平均電力が低減される。円筒形スパッタターゲットの外周上のスパッタ材料のより均一な侵食を得るために、スイッチング周波数は、例えば、スパッタリングターゲットの回転周波数よりもはるかに大きく選択することができ、または回転周波数とは非同期若しくは無関係の回転周波数から選択することができる。当業者は、これら及び他の考察を考慮に入れて適切なトレードオフを見つけることができる。
【００９８】
いくつかの実施形態では、スイッチング周波数は、０．３〜１００ＭＨｚの範囲のＲＦ周波数に対して１００ｋＨｚまで可能である。特定の実施形態では、スイッチング周波数は、ＲＦ周波数と同じオーダーの大きさ、例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦ周波数に対して、約１．００ＭＨｚまたは約３．３９ＭＨｚまたは１３．５６ＭＨｚのスイッチング周波数でさえも可能である。さらに、ＲＦ電源及びスイッチングユニットの周波数は、独立していることも可能であり、正確な倍数である可能性もあるが、おそらくは位相が同期する必要はなくまたは特定の位相ずれでもよい。
【００９９】
あるいは、いくつかの実施形態では、スイッチングユニット６８０は、以前に示唆されたような（すなわち、０．３ＭＨｚ未満の）通常のＲＦ値よりも低い周波数を有する一次電源にも接続できる。特定の実施形態では、スイッチングユニット６８０に接続された一次電源は、例えば、通常のＡＣまたはＤＣ電源も可能であり、ＲＦ電源６９７に代わるものも可能である。
【０１００】
スイッチングユニット６８０は、必要な場合には、第１及び第２の電源部分を発生する電力分割器６８１、並びに図６（ｄ）のブロック図によって概略的に示されるように、ある特定の時間期間中に第１の電源部分を第１の端ブロック６３１に第２の電源部分を第２の端ブロック６３２に同時に適用する手段をさらに備える。
【０１０１】
スイッチングユニット６８０の一時的な動作のいくつかの例を、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に関連して説明するが、本発明はそれに限定されるものではなく、他のスイッチング方式、例えば非同期スイッチング方式、または擬似ランダムスイッチング方式を用いることもできる。
【０１０２】
図６に示されたシステムでは、ターゲット管の第１及び第２の端とＲＦ電源６９７及び／または終端インピーダンス６９５との間の電気的若しくは磁気的若しくは電磁的連結または接続は、図６（ａ）のブロック図において矩形によって概略的に表された第１及び第２の端ブロック６３１、６３２を介して達成される。いくつかの特定の実装は図１４〜図１７に関連して記述される。本発明に関連するのは、第１の端ブロック６３１が（例えば、スイッチングユニット６８０及び／若しくは整合回路６９６を介して、または他の方法で）例えば、ＲＦ電源６９７または終端インピーダンス６９５に接続されることが可能な電気的インターフェース６６１を含むことである。第１の端ブロック６３１はまた、第１の端ブロックの電気的インターフェースをターゲット管またはマグネトロンの第１の端または側、例えばマグネットバーホルダに電気的または磁気的または電磁的に連結するための連結手段６７１を含む。このようにして、ＲＦ電力信号は、ある１つの瞬間にターゲット管またはマグネトロンの第１の端または側に転送されることができ、ターゲット管またはマグネトロンの第１の端または側は、別の瞬間に終端インピーダンスに接続されることができる。同様に、第２の端ブロック６３２は、ＲＦ電源及び／または終端インピーダンス６９５の（直接的若しくは間接的）連結または相互接続のための電気的インターフェース６６２、並びにターゲット管またはマグネトロンの第２の端または側との連結若しくは相互接続のための連結手段６７２を含む。
【０１０３】
連結６７１、６７２は、例えば、純粋な抵抗性、または純粋な誘導性、または純粋な容量性、または抵抗性と容量性との組み合わせ、または抵抗性と誘導性との組み合わせ、または容量性と誘導性との組み合わせ、容量性及び誘導性及び容量性の組み合わせである。連結は、回転可能であることが望ましいが、いくつかの実施形態では静止型であることもできる。通常、円筒形スパッタターゲットはその縦軸の周りを回転する。互いに対して回転する２つの部品間の抵抗性の連結は、本技術分野、例えば、ブラシを含むＤＣモータの分野から知られている電気的なブラシで知られているが、もちろん本発明はそれに制限されず、他の抵抗性の連結、例えば、導電性液体も可能である。
【０１０４】
互いに対して回転可能な２つの部品間の容量結合のいくつかの例は、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）に示されるが、本発明はこれらの実施例に制限されず、さらに、他の容量結合も可能である。互いに対して回転可能な２つの部品間の電磁結合のいくつかの例は、図１３（ａ）〜図１３（ｂ）に示されるが、発明はこれらの実施例に制限されず、さらに、他の電磁結合も可能である。
【０１０５】
システム６００の残りの部分、すなわちＲＦ電源６９７、整合回路６９６及び終端インピーダンス６９５は、本技術分野において知られているので、さらにここで説明の必要はない。
【０１０６】
システム６００の変形（図示せず）では、そのシステムは少なくとも２つのＲＦ電源６９７、例えば２つのＲＦ電源を含み得る。これらのＲＦ電源は、同じかまたは異なる周波数を持っておりかつ同じかまたは異なる電源レベルで動作し得る。各ＲＦ電源は、それぞれそれ自体の整合回路６９６を含み得る。そのようなシステムのスイッチングユニット６８０は、各ＲＦ電源について１つの端子（またはポート）を含み得る。
【０１０７】
これらのシステムまたは他の変形のシステム（図示せず）では、そのシステムは少なくとも２つの終端インピーダンス６９５、例えば少なくとも３つの異なる終端インピーダンスを備えることができ、各々は異なる電気的インピーダンスを持ち得る。ＲＦ電力信号を含むターゲット管の１つの端に電力供給することによって、かつスパッタターゲットの反対側の端に複数の終端インピーダンスを連続して適用することによって、たとえインピーダンスの各々が実際は固定のインピーダンスであっても、スパッタターゲットの可変終端はエミュレートすることができる。当業者は、より均一な電圧形状、及び／またはスパッタ材料のより均一な侵食、及び／または基板上のスパッタ材料のより均一な堆積を得るように終端インピーダンス６９５の適切な個数及び適切な値を選択し得る。
【０１０８】
図６のこれらのシステムまたは他の変形のシステムでは、スイッチングユニット６８０は、３つの「入力」（または端子）、１つはＲＦ電源の接続用、１つはＤＣ電源の接続用、及び１つは終端インピーダンスの接続用を含むことができ、かつスイッチングユニット６８０は、これらの入力の１つをスパッタターゲットまたはマグネトロンの第１の端若しくは側に接続または連結するように、かつ残りの２つの入力の１つをスパッタターゲットまたはマグネトロンの第２の端若しくは側に接続または連結するように、適合され得る。
【０１０９】
図６（ａ）は、さらにシステム６００の別の変形を表し得るが、そこでは、第１及び第２の端ブロック６３１、６３２の電気的インターフェース６６１、６６２を介して、及び静止型内部管に接続された６７１、６７２を介して、ＲＦ電力信号がスパッタマグネトロンまたはスパッタターゲットの端若しくは側の１つまたはどちらか１つに提供されるが、それらはマグネットバーホルダ構造６１４の一部、または拡張であり得る。この実施形態では、端ブロック６３１、６３２は、ＲＦ信号の通路を可能にするために、内部管から電気的に絶縁され得ることが望ましい。この内部管と支持体管との間の電気的な連結が、どのように生じ得るかは、図１６及び図１７に関連してさらに検討される。
【０１１０】
図７において、曲線７９３は、ＲＦ電力分割器から来る１３．５６ＭＨｚの２つの同じＲＦ電力信号により両端から同時に電力供給がされた場合に、適切に終端された単一の長さが１．５ｍのスパッタターゲットの長さにわたってシミュレーションされた電圧動作（電圧振幅の時間平均絶対値）のグラフ表示であり、中間に電圧波節を持つ定在波パターンを生じている。「適切に終端された」という意味は、ターゲットがその特性インピーダンスと等しい値のインピーダンスに接続されることであり、その結果、電波の反射は生じない。点線の曲線７９１は、第２の端が終端インピーダンスで終端されている間に、ＲＦ電力信号がスパッタターゲットの第１の端にのみ適用される場合に生じる電圧波形（電圧信号のエンベロープ）を表わす。見て分かるように、振幅は第２の端に向かって減少し、また、波形は極めて非均一である。同様に、点線の曲線７９２は、第１の端が終端インピーダンスで終端されている間に、単一のＲＦ電力信号がターゲット管の第２の端に適用される場合に生じる電圧波形のエンベロープを表わし、波形７９１のミラーバージョンを生じる。
【０１１１】
発明者は、先行技術の発見物に（米国特許出願公開第ＵＳ２０１４／０１８３０３７号の特定の図３に）本発明に記述されていたほど予期された電圧エンベロープ曲線が完全には相当しないことに気づいた。特に、両端で同時にＲＦ電源を適用することで、非常に均一な電圧波形を実現しているようには見えないが、定在波形７９３の中間に電圧波節がある。さらに、先行技術の中で述べられるような波長は、本発明の図７及び図８に示される波長よりもはるかに大きい。本発明のグラフが１３．５６ＭＨｚでシミュレーションされるのに対して、先行技術は４０ＭＨｚのＲＦ周波数を使用するので、これはさらに驚きでさえある。この違いの起点は、ターゲット及びプラズマのシミュレーションのために仮定された特定のインピーダンスの値で発見されてもよい。１３．５６ＭＨｚ以外のＲＦ周波数が使用される場合、図７に示されるものと同様のグラフが得られるだろう。
【０１１２】
図８は、長さ３．５ｍを持つスパッタターゲットに対する同様のグラフを示す。曲線８９３は、ＲＦ電力信号がターゲット管の両端に同時に適用される場合のスパッタターゲットの長さにわたる電圧動作を示し、曲線８９１は、第２の端が適切なインピーダンスによって終端されている間に、ＲＦ電力信号が第１の端にのみ適用される場合の電圧動作を示し、及び曲線８９２は、第１の端が適切なインピーダンスによって終端されている間に、ＲＦ電力信号が第２の端にのみ適用される場合の電圧動作を示す。見て分かるように、両端に同時にＲＦ電源を適用することで、非常に均一な電圧波形を実現しているようには見えないが、ターゲットの中間に電圧波節がある。
【０１１３】
図９を参照すると、曲線９９１及び９９２は、（異なる目盛りに示されているが）図７の曲線７９１及び７９２とそれぞれ同一である。２つのＲＦ電力信号が単一のスパッタターゲット（図２に示されたように）の両端に同時に連続的に適用されず、第２の端が終端されている間に偶数時間スロットに第１の端のみに、かつ、第１の端が終端されている間に奇数時間スロットに第２の端のみに、交互に適用される場合（奇数及び偶数時間スロットは同じ長さと仮定する）には、曲線９９３によって示されるより均一な結果が得られることが分かって発明者は驚いた。そのような電圧波形は、（例えば、約１５％未満のスパッタ材料の厚さ公差を持つ）ターゲット管の全長にわたってスパッタ材料のほぼ均一な侵食を生じ、かつ（例えば約１５％未満の厚さ公差を持つ）基板上のスパッタ材料のほぼ均一な堆積を生じる可能性が高い。
【０１１４】
図１０は、長さが３．５ｍのスパッタターゲットに対する図９と同様のグラフを示す。曲線１０９１及び１０９２は、曲線８９１及び８９２と同一であり、曲線１０９３は、ターゲット管の反対側が適切なインピーダンスによって終端されている間に、奇数及び偶数のタイムスロットに対して５０％のデューティサイクル比を使用して、ＲＦ電源が単一のターゲット管のいずれかの側に交互に適用された場合のターゲットの長さにわたる電圧動作を示す。見て分かるように、曲線１０９３によって示された非常に均一な結果が得られる。そのような電圧波形は、（例えば約３０％未満のスパッタ材料の厚さ公差を持つ）ターゲット管の全長にわたってスパッタ材料のほぼ均一な侵食を生じ、及び（例えば約３０％未満の厚さ公差を持つ）基板上のスパッタ材料のほぼ均一な堆積を生じる可能性が高い。
【０１１５】
図７〜図１０に示された曲線は、シミュレーション、及び動作条件（例えば、温度、圧力）の仮定、及びプラズマなどの特性に基づくことに留意されたい。これらの値は、現実に正確に対応しなくてもよく、実際の曲線は測定によってのみ得ることができる。したがって、発明者は、これらの特定の曲線または値に縛られることを望まず、本発明の基本原理にのみ拘束されることを望む。
【０１１６】
図１１（ａ）は、図６に示されたシステム６００の中で使用することができるような、２つの端ブロック１１３１、１１３２、及び２つの端ブロック１１３１、１１３２の間に装着された単一のターゲット管またはスパッタマグネトロンを含むターゲットアセンブリを含む装置１１０２の実施例である。図１１（ａ）は、図６（ａ）に示されたものより抽象的でない装置１１００を表している。本発明の特定の実施形態では、装置１１０２は、互いに一直線で、及び互いにある距離だけ離れて、及び互いに向き合って、例えば、反対方向に面しているターゲット固定フランジを含む２つの端ブロック１１３１、１１３２を備え、その結果、ターゲット管１１７０はそれらの間に装着することができる。
【０１１７】
ターゲット管１１７０はそれ自体、装置１１０２がターゲット管１１７０を含まないで生産されかつ販売されてもよいという意味で、「装置」のオプション部品である。もちろん、ターゲット管１１７０は、スパッタシステム中の装置１１０２の実際の使用中に必要であるが、本発明の基本的な考えは、端ブロック１１３１、１１３２の構成または配置、並びに電気的インターフェース、例えば、電気的接続１１６１、１１６２を介してスパッタターゲットにＲＦ電源を転送するように、及び同じ電気的インターフェース１１６１、１１６２を介してターゲット管の端を（別の瞬間に）終端インピーダンスに接続または連結するように、適合されているという事実にある。
【０１１８】
上に記述されるように、連結１１７１、１１７２は抵抗性結合または容量性結合または誘導性結合、または２つ若しくはすべての３つの組み合わせであり得る。連結１１７１、１１７２は、物理的接続、例えば、静的な接続または制限された角度範囲にわたって前後に回転される同軸ケーブル若しくは絶縁された導体などの弾力的な可撓性接続によって達成できるし、または、例えば、図１２若しくは図１３に示されるような、例えば容量性若しくは誘導性結合などの電磁結合などの非接触の電磁接続を備えることもできる。連結１１７１、１１７２は、電気的または磁気的または電磁的であり得る。
【０１１９】
端ブロック１１３１、１１３２は、取付け表面１１８１、例えば、スパッタ装置の蓋またはドアの上に装着されることが可能であり、それによれば端ブロック１１３１、１１３２は、動作中のスパッタシステムの内部に対応する表面の側に配置され、また、それによれば電気的インターフェース１１６１、１１６２は表面の反対側の上、すなわち動作中のスパッタシステムの外側に対応する側に配置される。取付け表面１１８１、例えば、蓋またはドアは、装置１１０２の一部であり得る。
【０１２０】
端ブロック１１３１、１１３２、電気的インターフェース１１６１、１１６２は、例えば、０．５ｋＷ〜１００ｋＷの範囲内、例えば、１〜３０ｋＷの範囲内、１または２または５または１０または２０または５０ｋＷの範囲内で、及び０．３ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ、例えば、約１３．５６ＭＨｚの範囲の周波数を持つＲＦ電源を転送することができる。端ブロック１１３１、１１３２内部において、例えば、渦電流若しくは磁気損失、または導体及び／若しくは冷却液中のジュール熱による電力損失の量はできる限り制限される。
【０１２１】
端ブロックの少なくとも１つが追加で提供されて、冷却液、例えば冷却水の通路が実現できる。通常、冷却水の入力（供給管）及び出力（排水管）は、単一の端ブロックから組織され、それによれば通路、例えば、図１４（ａ）に示されるような管状マグネットバーホルダのハウジングの壁によって形成される通路がターゲット管内に配置され、それによれば壁の中の開口部または空洞が壁の１つの側から他の側に冷却液を運ぶのに使用される。しかしながら、これは発明にとって必須のものではなく、他の方法も使用され得る。
【０１２２】
端ブロックの少なくとも１つは、追加的に駆動手段、例えば、その縦軸の周りのスパッタターゲット管１１７０を回転させるモータを備えることができる。
【０１２３】
本発明の装置は、非導電性のスパッタ材料、例えばセラミック材料または酸化物を含むターゲット管１１７０によってスパッタリングするのに理想的に適している。
【０１２４】
図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）は、本発明の装置１１０２の可能な使用の場合を示す。さらに、それは、スイッチングユニット６８０の一時的な動作の実施例を示す。
【０１２５】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の装置を使用する第１の方法を示し、それによればターゲット管の各端は、他の端がインピーダンスによって終端されている間に、ＲＦ電力信号が供給される。表の中で示されるように、（２ｎ、ｎは整数である、によって示された）偶数のタイムスロットでは、第２の端ブロック１１３２がインピーダンスＺによって電気的に終端されている間に、第１の端ブロック１１３１にはＲＦ電源が提供される。（２ｎ＋１、ｎは整数である、によって示された）奇数のタイムスロットでは、第１の端ブロック１１３１がインピーダンスＺによって終端されている間に、第２の端ブロック１１３２にはＲＦ電源が供給される。タイムスロットは等しい長さを持つことが好ましく、それによって偶数及び奇数のデューティサイクルが５０％になる。この方法によって得られた結果の電圧波形は、長さが１．５ｍのターゲットに対する図９の曲線９９３、及び長さが３．５ｍのターゲットに対する図１０の曲線１０９３によって示される。
【０１２６】
しかし、もちろん、本発明は正確に５０％のタイムスロットに限定されず、例えば、所定の最小及び極大値の間で選択された擬似ランダム手法でタイムスロットが変化した場合でも、ターゲット管のより均一な侵食の有利な効果が得られ、その結果、偶数のタイムスロットが、奇数のタイムスロットの平均時間と特定の範囲内、例えば±１０％の範囲内でほぼ等しくなる。さらに、本発明は、各部分必ず同じＲＦ電源レベルを要求するタイムスロットに制限されない。各タイムスロット部分内のタイムスロット部分及び電源レベルの両方を変化させると、ターゲット管の侵食の均一性を自由に調整することができる。
【０１２７】
図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）の方法の変形を示し、それによれば時間は３つのタイムスロットのグループに分割される。「３ｎ」及び「３ｎ＋１」（ｎは整数値である）によって示された第１及び第２のタイムスロットは、それらのデューティサイクルが例えば４５％になるように選択されている以外は、図１１（ｂ）の偶数及び奇数のタイムスロットに対応し、「３ｎの＋２」によって示された第３のタイムスロットがある。そこにおいてＲＦ電源は、スパッタターゲットの両端に同時に適用される。後のタイムスロットは、例えば１０％のデューティサイクルを持つことができる。しかし、もちろん、本発明はこれらの値に限定されず、第１、第２及び第３のタイムスロットは、１％〜９９％の範囲のデューティサイクルを持つことができ、それらの合計が１００％である。タイムスロットの異なる順序も、もちろん可能である。各部分内のデューティサイクル及び電源力レベルを時間にわたって変えることさえ可能である。
【０１２８】
図６のシステムが多数のＲＦ電源供給６９７及び／または多数の終端インピーダンス６９５を含んだ場合、さらに多くの変化が可能であることは明白である。例えば、図１１（ｄ）は、単一のＲＦ電源及び２つの異なる終端インピーダンスＺ１、Ｚ２を含むシステムのための可能な時間スケジュールを示す。見ると分かるように、（「４ｎ」によって示された）各期間の第１のタイムスロットでは、ターゲット管の第２の端は第１のインピーダンスＺ１に接続されるが、一方、（「４ｎ＋２」によって示された）各期間の第３のタイムスロットでは、ターゲット管の第２の端は第２のインピーダンスＺ２に接続される。このように、可変インピーダンスはエミュレーションすることができる。もちろん、終端インピーダンスＺ１、Ｚ２の個数は２個よりも多く、例えば、少なくとも５個選択することができ、したがって、スケジュールは、スパッタターゲットの端を終端インピーダンスの各々に接続するように適合され得る。
【０１２９】
本発明の代替の実施形態では、図１８に概略的に説明されるように、スパッタシステム６００で使用される装置６０２は、少なくとも２つのターゲット管またはスパッタマグネトロンを備えるターゲットアセンブリを装着するように構成される。ここで、装置６０２は、スパッタシステムのそれぞれ反対側に配置された少なくとも２つの端ブロック６３１、６３２を備える。少なくとも２つの端ブロック６３１、６３２の各々は、それらが異なるターゲット管またはスパッタマグネトロンを装着することができるように、構成されかつ装着される。これらの実施形態では、ターゲットアセンブリは、アセンブリの両側でＲＦ電源により能動的に電力供給されるが、単一のターゲット管またはスパッタマグネトロンは、両端で同時にＲＦ電源により連続的に能動的に電力供給されない。少なくとも１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンスパッタシステムは、１つの側から能動的に電力供給され得るが、一方、同時にまたは異なるときに、少なくとも別の１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンは、スパッタシステムの他の側から能動的に電力供給され得る。このようにして、ＲＦ電源によるターゲットアセンブリのそれぞれ反対側への電力供給が、特にこの実施形態においては、スパッタシステムのそれぞれ反対側に位置する端ブロック上に装着された複数のターゲット管またはマグネトロンに電力供給することによって、得られる。
【０１３０】
本発明の例示の実施形態では、第１のターゲットは、１つの側の第１の端ブロック６３１を介して電力が供給されることが可能であり、及び、隣接する第２のターゲットは、反対側に位置する第２の端ブロック６３２を介して、電力が供給されることが可能である。スパッタリング中に基板が両方のターゲットに対して相対的に移動する場合、これは両方のターゲットから始まるスパッタされたコーティングを生じることになる。説明した実施形態において、両方のターゲットが１つの側のみから電力が供給されるので、それらは両方とも不均一の方法で侵食する。両方のターゲットの各々からのコーティングも別々に不均一である。しかしながら、両方のターゲットとも、反対側から電源供給されるので、システムの制御は、一緒にされたコーティングが均一になるように行われ得る。この実施形態では、ターゲットは、ターゲットのより均一な侵食を達成するために、所定量の処理時間の後に逆にされ得る。これは、例えば、ターゲットの寿命の半分で行われ得る。特定の実施形態では、システムにセンサが設けられて生じる侵食の量を判断し、そこから寿命を計算できる。ターゲットは物理的に逆にすることができ、または、他方では、端ブロックの動作で逆にすることができる。ターゲットがそれぞれＲＦシグナルを扱うことができる両側で端ブロックを持っている場合、図１８で示されるように、ＲＦ駆動側は一定期間の後に及び同時に少なくともデュアルターゲット構成の両方の端ブロックセットのために変更されることができる。そういうものとして、均一性が悪影響しなので、単一のターゲットについて記述されたような条件は、反対側の端に電力供給するスイッチング周波数がはるかに小さい（同じ条件でより長い）デュアルターゲット構成上で実装されることができる。デュアルターゲット構成の場合であっても、各ターゲットの各側は、電力供給するために、ＲＦ互換性のある端ブロックを含むことが好ましい実施形態であり、それはインピーダンス整合のために使用されることができる。反対側への電力送出のスイッチングは、不規則な時間間隔または規則的な時間間隔、例えば、毎分、毎時間、毎日になされることができ、その間、均一性は、少なくともデュアルターゲット構成のターゲットの各々に反対側の電力供給を含むことによって保証されている。
【０１３１】
本発明の実施形態では、ターゲットは、それぞれ反対側にある２つの端ブロック６３１、６３２間に存在し得る（例えば、図６を参照されたい）。これらの実施形態では、装置６０２は、時間領域においてターゲットアセンブリのそれぞれ反対側に交互に電力供給するように適合され得る。
【０１３２】
本発明の実施形態では、空間領域においてターゲットアセンブリのそれぞれ反対側に交互に電源を供給する（例えば、異なる側から２つのターゲットに電力供給される）ことが、時間領域においても交互に電力供給する（例えば、２つのターゲットに同じ側から電力がともに供給されかつこれを交互に行い得る）ことと組み合わせることもできる。そのために、上述したのと同様に、コーティングの均一性はさらに増加されることができ、かつターゲットを逆にすることは必要でない。
【０１３３】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、断面図の中で、本発明による装置及び／またはアセンブリの実施形態において使用され得るような、軸の周りに互いに回転可能な２つの部品間の容量結合の３つの実施例を示す。図１２（ａ）は並列の円板（ａ）を示し、図１２（ｃ）は複数の同心の円筒を示し、図１２（ｂ）は中間に何かを示す、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）の構造の間における何かを示す。これらの構造のうちのどれでも、本発明による装置において連結手段として使用することができ、２つの部品間の半径方向の距離を変えることによって、容量値のさらに大きな範囲を持つことを可能にする。特定の実施形態、例えば、サイズ及び形状は、システムのニーズに応じて選択することができる。これらの実施形態の変形（図示せず）では、軸の近くの領域は開いていることが可能であり、例えば、図１２（ａ）の場合には、これは２つの環状リングをもたらすであろうし、及び、図１２（ｃ）の場合には、これは結果的に内側の円筒うちのいくつかの移動をもたらすだろう。
【０１３４】
図１３（ａ）〜（ｂ）は、共通の軸の周りに互いに回転可能な２つの部品１３１、１３２及び１３５、１３６の間の誘導結合の２つの実施例を示す。
【０１３５】
図１３（ａ）は、第１の部品１３１、例えば第１のコイル１３３を含む静止型部品、及び第２の部品１３２、例えば第２のコイル１３４を含む回転可能な部品を示す。部品及びコイルは、第１のコイル１３３によって発生された磁束線が、第２のコイル１３４を介して可能な限り多く通過して、高い連結を得るように成形されかつ配置される。「誘導結合」の基本原理は、本技術分野において周知であるので、さらにここで説明する必要はない。両方の巻線１３３、１３４は、磁性材料の周りに適用されることが好ましく、磁力線が、それらはクローズであるが、（鉄などの）磁性材料を通ってできるだけ多く移動できるように、かつできるだけ小さいギャップになるように成形されることが好ましいことを言うにとどめる。ギャップは、部品１３１、１３２が互いに回転できるようにする。
【０１３６】
図１３（ｂ）は、２つの部品１３５、１３６を含む別の実施形態を示し、第１の、内部部品１３５は静止型にすることができ、第２の外部部品１３６は第１の部品の周りを回転することができる。第１のコイル１３７は、第１の部品１３５の一部に巻きつけることができ、第２のコイル１３９は、内部部品１３５に回転可能に装着された軸受１３８に巻きつけることができ、その結果、第２のコイル１３９は、外部部品１３６に固定的に接続されてともに回転することができる。
【０１３７】
図１４〜図１７は、どのようにしてＲＦ電力信号がパッタターゲットの端若しくは側に適用されることができるかについて、及び／または、どのようにしてこれらの端または側が終端インピーダンスに接続若しくは連結されることできるかについて、いくつかの実施例をより詳細に開示することを意図している。図６または図１８に示されるシステム６００の他の部品、例えば、ＲＦ電源、整合回路、スイッチングユニットなどは、これらの図面から省略されているが、当業者によって容易に適用されることができる。図１４〜図１７は、ターゲットアセンブリが単一のターゲット管またはスパッタマグネトロンを備える実施形態を示すが、しかし、説明は行わないけれども、それらはターゲットアセンブリが複数のターゲット管またはスパッタマグネトロンで、それぞれが一直線にない端ブロックに装着されるものを備える実施形態に等しく適用できる。
【０１３８】
１４（ａ）は、本発明の実施形態による装置またはアセンブリ１４０２の概略図である。図１４（ａ）は、スパッタターゲット（またはマグネトロン）の中心軸を含む平面における断面を示す。図１４（ｂ）は、軸に垂直な平面における断面を示す。
【０１３９】
示された装置１４０２は、スパッタターゲット１４７０、（一部のみが示されている）第１の端ブロック１４３１及び（一部のみが示さてい）第２の端ブロック１４３２を含む。端ブロックは、機械的にスパッタターゲットを支持するのに適合している。スパッタターゲット１４７０は、外側表面に適用されたスパッタ材料１４０８を含む円筒形金属支持体管１４０３を備えている。好ましくは、少なくとも１つの端ブロックは、支持体管をその軸の周りに回転させるモータまたはアクチュエータを備えている。
【０１４０】
本発明の有利な態様によれば、端ブロックは、１つ以上の外部の電源（図示せず）からのＲＦ電力信号（ＲＦ電流は実際には双方向であっても、概略的に矢印１４４１及び１４４２によって示される）を、第１及び第２の端ブロック１４３１、１４３２を介して若しくは通って、支持体管１４０３の第１及び第２の端に／第１及び第２の端から転送するように、及び、支持体１４０３の第１及び第２の端を、第１及び第２の端ブロックを介して若しくは通って、１つ以上の外部の終端インピーダンス（図示せず）に連結するように、さらに適合される。
【０１４１】
この図面は、ＲＦ電力信号１４４１、１４４２が両端に必ず同時に適用されると解釈されるべきでなく、それらが適用されると解釈されてもよいということに留意されたい。ＲＦ電源が適用されことができる２つの端ブロック間の単一のターゲット管を含む実施形態では、ＲＦ電力信号が、動作サイクルの少なくとも大部分に対して、端ブロックのいずれか１つに交互に適用され得る。ＲＦ電源を適用することができる異なる端ブロックに少なくとも２つのターゲット管の各々が装着された実施形態では、端ブロックは今度は、スパッタシステムのそれぞれ反対側に位置して、ＲＦ電力信号は両方の端ブロックに同時に適用することができる。それは、この方法は両端で同時にＲＦ電力により単一のターゲット管に能動的に電力供給をしないからである。これは、場合によっては（連続的ではないが）しばらくの間、すべての端ブロックが同じまたは異なる電力部分で同時にＲＦ電力により電力供給されることを除外するものではない。これは、端ブロックの各々に同様に適用される連続的またはパルス化されたＤＣと組み合わせることができる。
【０１４２】
端ブロック１４３１、１４３２の少なくとも１つは、スパッタチャンバ内での実際の使用中に、支持体管１４０３を冷却する冷却液１４２６、例えば冷却水を供給するかまたは排水するようにさらに適合されることができる。
【０１４３】
この明細書では、連結器１４７１，１４７２を形成する端部ブロックの一部、特にフランジ１４１７及びそのブラケット１４１８のみが示されているが、興味のある読者は、例えば、米国特許出願公開第ＵＳ２０１３／０００８７７７Ａ１号を参照して、そのような端ブロック他の部分のさらに詳細な記述を調べることができる。実際に、さらに説明するように、ＲＦ電力信号１４４１及び１４４２は、スパッタ装置内での使用中に、スパッタターゲットの近傍のプラズマと連動する電界を発生するために、少なくとも２つの原理的に異なる方法で支持体管１４０３に適用されることができる。すなわち、
（ｉ）直接的には、ＲＦ電源を直接（例えば、抵抗結合を介して）支持体管１４０３に、（例えば、図１４に示されているような）支持体管１４０３に電気的に接触して装着された、例えば、導電性フランジ１４１７及び／または導電性ブラケット１４１８を介して直接適用することによるものである。これは、内部電極、例えば、（いくつかの先行技術応用で行われるような）管状のマグネットホルダ構造１４１６にＲＦシグナル１４４１、１４４２を適用する必要はないことを意味し、その場合には、ＲＦ電源の実質的な部分は冷却液１４２６を流れない。
（ｉｉ）間接的には、ＲＦ電源１４４１、１４４２を内部電極、（例えば、図１６及び図１７に示されているような）例えば、管状マグネットホルダ構造１４１６に適用することによるものであり、それによってＲＦ電流の大部分は、冷却液１４２６を通って内部電極（例えば、マグネットホルダ構造１４１６）の外側表面から支持体管１４０３に流れる。
しかし、この相違の抽象概念は図１４（ａ）でなされる。図１４（ａ）は、第１の原理（ｉ）による連結の実施例を示し、図１６及び図１７は、第２の原理（ｉｉ）による連結の実施例を示す。
【０１４４】
装置１４０２を備えるシステムかアセンブリは、さらに図６（ａ）に示される他の構成要素のうちのいずれかを特に含んでもよい。スイッチングユニット、１つ以上のＲＦ電源、１つ以上の整合回路、及び１つ以上の終端インピーダンスであるが、各々のうちの１つだけが図６に示される。
【０１４５】
図１４（ｂ）は、半径方向に垂直な平面中の断面における図１４（ａ）のスパッタターゲットを示す。管状マグネットホルダ構造１４１６は、支持体管１４０３内に配置され、冷却液１４２６、例えば冷却水によって囲まれることがはっきり目に見える。本発明は、図１４（ｂ）に示される管状マグネットホルダ構造１４１６を含む装置、またはアセンブリ、またはシステムに限定されないが、そのような実施形態は、マグネット１４０７またはマグネットアレイの正確な位置決めを可能にすること、及び冷却液１４２６を流れさせる特定の通路の形成、及び液体が流れることができない区画の形成などの特定の利点を提供することができる。管状マグネットホルダ構造１４１６の外壁と支持体管１４０３との間の空間も通路とみなすことができる。
【０１４６】
支持体管１４０３の材料は、比較的よい電気的及び熱的なコンダクタンスを含む非磁性体が好適である。高いＲＦ周波数、例えば１３．５６ＭＨｚを考慮して、表皮効果は必然的に重要な役割を果たすことになる。そのような周波数では、銅若しくはアルミニウムなどの金属または非磁性体若しくは弱磁性体のステンレス鋼の表面厚さは、約１ミクロン〜１ｍｍ、例えば約１０ミクロンのオーダーである。この理由のために、支持体管１４０４及び／または管状マグネットホルダ構造１４１６は（存在する場合には）、銅またはアルミニウムまたは銀または金などの電気的に高い導電材料の外層を有利に含むことができ、一方、支持体管及び管状マグネットバーホルダ１４１６のコアは、例えば「ステンレス鋼４１０」若しくは「ステンレス鋼３０４」または銅若しくはアルミニウム、またはアルミニウム合金、または他の適切な材料で構成することができるかまたは含んでもよい。
【０１４７】
比較的大きな外径、例えば支持体管の内径の少なくとも８０％、例えば少なくとも８５％、または少なくとも９０％または少なくとも９５％を持つマグネットホルダ構造１４１６の提供によって、機械的安定性が増加されるだけでなく、支持体管１４０３内の全空間が通路で細分され、その結果、冷却は一層よく制御された方法で管理することができる。さらに、上記の（ｉｉ）の場合には、それによってＲＦ電流は主として薄い層のマグネットホルダ構造１４１６の外側表面を通って流れ、マグネットホルダ構造１４１６の外径が増加するほど電気抵抗が減少するので、管状マグネットホルダ構造１４１６の材料の中で損失される電力が少なくなる。最終的には、管状マグネットホルダ構造の外径が増加することによって、管状マグネットホルダ構造１４１６の外壁と支持体管の内壁との間の距離が減少するで、冷却液を通る電気抵抗が小さくなり、よりよい電力効率をもたらす。
【０１４８】
冷却液が流れることができない独立した区画にマグネット１４０７を装着することによって、マグネット１４０７の腐食は、冷却液とマグネットとの間の直接接触を回避することによって、回避することができる。
【０１４９】
マグネットの位置は、手動（オフ・ライン、例えば、ねじの使用）でまたは動的に（オン・ライン、例えば、アクチュエータ手段及び制御回路の使用）のいずれかで調整可能であることが望ましい。
【０１５０】
支持体管１４０３の外部上には、スパッタ材料を含む犠牲層１４０８が存在する。スパッタ材料は、電気的に非電導の材料、例えばセラミックまたは酸化物で構成されることができる。ＲＦ電力信号の使用によってそのような材料をスパッタすることは可能である。
【０１５１】
図１５は本発明の実施例によって装置またはアセンブリの１５０２を示す。この実施形態は、第１及び第２の端ブロックの間に装着されている単一のターゲット管またはスパッタマグネトロンの特定の実施形態に関して、図１４に示される総括的な装置またはアセンブリの特定なケースと見なすことができる。これらの端ブロック１５３１、１５３２（それらのうちフランジ１５１７及びブラケット１５１８だけが示されている）は、支持体管１５０３にＲＦ電源１５４１、１５４２信号を主として直接それぞれ転送するように適合されており、ＲＦ電流が、主としてマグネットホルダ構造１５１６及び冷却液１５２６を通って流れずに、例えば、導電性のフランジ１５１７及び導電性のブラケット１５１８を通って流れることを意味している。
【０１５２】
図１５の図面では、支持体管１５０３はさらに可変の外径を含むが、この特徴はＲＦ電源が支持体管に適用される方法とは無関係であり、そのうえ必須ではない。他方、存在する場合には、それはＲＦ信号によって発生された電界の均一性を向上することをさらに支援できるので、それらは相乗効果を実現する。図１５で示された支持体管の形状は、支持体管がその末端よりも中間のほうが薄い。複数のターゲット管またはスパッタマグネトロンがＲＦ電源をそれに適用することができる端ブロックに各々装着された実施形態については、支持体管の厚さは、例えばＲＦ電源が他の末端の方に適用される側から次第に小さくなり得る。厚さのこの減少が徐々に生じることが望ましい。
【０１５３】
図１５の例では、誘電体１５２５は、金属の支持体管１５０３に適用され、及びその上に、スパッタ材料１５０８が設けられる。電気的に導通する支持体管１５０３の外側表面とプラズマ（図示せず）との間の距離を適切に変えることによって、言いかえれば、管の長さにわたる支持体管の外径の適切な形状を選択することが、例えば、シミュレーションまたは試行錯誤によって得ることができるので、それによって支持体管１５０３とプラズマとの間の静電容量が支持体管１５０３の長さの間にわったて変えられることができ、及び、特に一定の直径を含む支持体管によるよりも可能であるターゲット材１５０８の均一な侵食を得るように特に選択することができる。言いかえれば、適切な形状を選択することによって、（１．５ｍまたは３．５ｍのターゲット管における）曲線９９３及び１０９３は、さらに平らにされ得る。この原理は、例えば１．０ｍ〜５．０ｍの範囲の別の長さを含むターゲット管に対しても働き、１３．５６ＭＨｚよりも高いかまたは低く、例えば、３００ｋＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲の他の周波数に対しても働く。
【０１５４】
図１５の実施形態の変形（図示せず）では、誘電体１５２５の外径は一定ではなく、ターゲットの長さにわたって変化する。また、その形状は、より均一な電圧形状を（例えばシミュレーションによって）得るように設計されることができる。
【０１５５】
図１５の実施形態の変形（図示せず）では、支持体管１５０３は、外径は一定であるが同じ効果を得る可変の内径を有する。
【０１５６】
図１５の実施形態の変形（図示せず）では、支持体管１５０３は一定の内径及び外径を有するが、誘電体層１５２５を含まない。
【０１５７】
図１５の描写は単なる概要であること、及びフランジ１５１７及びブラケット１５１８などの特定の部品は、異なる部品を明確に示す説明の目的のために、それらの間の開口部と共に、故意に離れて描かれていることに留意されたい。Ｏ−リング及びその他などの他の構成要素も、図面から省略されている。
【０１５８】
第１及び第２の端ブロック１５３１及び１５３２の正確な形状及び寸法はあまり重要ではないが、図１５の実施形態では、端ブロック１５３１、１５３２の材料の少なくとも一部をＲＦ電流（概略的に黒い矢印によって表わされている）が、例えば、電気的に導電性のフランジ１５１７及び／または電気的に導電性の支持体管１５０３を通って、そこに直接電気的に接触している電気的に導電性のブラケット１５１８に／ブラケットから流れることができることは有利である。しかし、もちろん、本発明はフランジ及びブラケットを含む端ブロックに限定されず例えば、雌ねじを持つ端ブロックが雄ねじを持つ支持体管１５０３を含むターゲット管１５７０を実装するような他の実装技術も、端ブロックと支持体管との間に直接の電気的接触がある限り可能である。
【０１５９】
フランジ１５１７及びブラケット１５１８及び支持体管１５０３との間のよい電気的接触を保証するために、必要ならば銅リング（図示せず）及び／または金属バネなどがブラケット１５１８と支持体管１５０３との間に追加されることができる。
【０１６０】
図面では、ラベル「ＲＦ」のみが使用されて第１及び第２の端ブロックを介するまたは通るＲＦ電流経路を示しているが、１つの端ブロックがＲＦ電源に連結され、及び他の端ブロックが終端インピーダンスに連結される場合も、または図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に関して上記検討されたような任意の他のシナリオの場合も、フランジ及びブラケットを介した同じ電流経路が使用されることは明らかである。
【０１６１】
スイッチユニットへの接続のための端ブロック１５３１、１５３２の電気的インターフェースは明示的に示されないが、例えば、導電体として実装されることが可能であり、例えばＤＣモータにより知られているような、回転するフランジ１５１７と物理的に接続するブラシ、例えばカーボンブラシ（図示せず）に接続される、例えば同軸ケーブルも、他の電気的インターフェースも可能である。
【０１６２】
図１６は、本発明の第３の実施形態による装置またはアセンブリ１６０２を示し、それも図１４に示されたより一般的な実施形態の特定のケースである。図１６の実施形態では、第１及び第２の端ブロック１６３１、１６３２（そのフランジ１６１７だけが示されている）は、内部の管状マグネットホルダ構造１６１６を介して第１及び第２のＲＦ電力信号１６４１、１６４２の経路を可能にするように適合され、そこからＲＦ電源が、冷却液１６２６を通って支持体管１６０３にさらに転送される。フランジ１６１７の材料を通ってＲＦ電流が流れるのを防止するために、絶縁材１６２１によって概略的に示されるように、フランジは管状マグネットホルダ構造１６１６に対して電気的に絶縁される。また、この実施形態は、ターゲット管またはスパッタマグネトロンごとの端ブロックに転送する単一のＲＦを備えるシステムに適用することができる。
【０１６３】
図１７は、図１６の実施形態の変形であり、それにより金属の支持体管１７０３は可変の外径、及び、図１５に関して上記で検討されたように、金属の支持体管１７０３とスパッタ材料１７０８との間に適用された誘電体１７２５を含む。（図１４〜図１６の実施形態において）他のシステム構成要素に関して上記に言及されたもの（例えば、スイッチングユニット、ＲＦ電源／供給、終端インピーダンス）もここで適用可能である。ＲＦ電力信号は、例えば、物理的なコネクタを介して静止型内部管上に装着された電気的インターフェースに適用されることができる。この場合、カーボンブラシは必要ではないが、ＲＦ電力信号は、例えば、スイッチングユニットと静止型管状マグネットホルダ構造１７１６との間の同軸ケーブルによって、または、１〜１００ｋＷ及び３００ｋＨｚ〜１００ＭＨｚの間の周波数を持つＲＦ電力信号、例えば、１ｋＷ〜１００ｋＷ及び約１３．５６ＭＨｚの周波数の電力信号を転送するのに適した任意の他の方法で接続され得ることに留意されたい。また、この実施形態は、単一のＲＦを転送するターゲット管またはスパッタマグネトロンごとの端ブロックを備えるシステムに適用することができる。
【０１６４】
図１６及び図１７の表現が略図だけであること、及びフランジ１７１７及び絶縁材１７２１などの構成要素は、明白に異なる要素を示す説明の目的のために、支持体管１７０３から離れて描かれていることに留意されたい。また、Ｏリングなどの他の構成要素は、図面から省略されている。
なお、出願当初の特許請求の範囲の記載は以下の通りである。
請求項１：
スパッタシステム（６００）に用いるための装置（６０２）であって、前記装置（６０２）は、
少なくとも第１及び第２の端ブロック（６３１、６３２）であって、前記スパッタシステム（６００）のそれぞれ反対側に配置された第１及び第２の端ブロック（６３１、６３２）を備え、
前記装置（６０２）は、少なくとも１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンを備えるターゲットアセンブリが、前記第１及び第２の端ブロック（６３１、６３２）に装着されたときに、前記アセンブリの両側でＲＦ電力構成要素により能動的に電力供給され得るように適合され、かつ
前記装置（６０２）は、前記ターゲットアセンブリが、装着されたときに、前記ターゲット管またはスパッタマグネトロンの両端で同時にＲＦ電源により連続的に能動的に電力供給されないように、適合される、前記装置（６０２）。
請求項２：
前記第１の端ブロック（６３１）及び前記第２の端ブロック（６３２）は、互いに対向するようにされ、かつ、円筒形スパッタターゲット管またはスパッタマグネトロンをそれらの間に保持するために互いに所定の距離をおいて配置され、
前記第１の端ブロックは、前記スパッタマグネトロンまたはターゲット管の第１の端若しくは第１の側を前記第１の端ブロックの電気的インターフェース（６６１）に連結するための第１の連結手段（６７１）を有し、この電気的インターフェースがＲＦ電源（６９７）及び／または少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）に接続可能であり、
前記第２の端ブロックは、前記第１の端若しくは第１の側とは反対側の、前記スパッタマグネトロンまたはターゲット管の第２の端若しくは第２の側を前記第２の端ブロックの電気的インターフェース（６６２）に連結するための第２の連結手段（６７２）を有し、この電気的インターフェースが前記ＲＦ電源（６９７）及び／または少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）に接続可能である、請求項１に記載の装置（６０２、１１０２）。
請求項３：
前記第１の端ブロックの前記電気的インターフェース（６６１）が、第１のＲＦ電源（６９７）及び少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）に接続可能であり、前記装置が、前記第１のＲＦ電源から発生する第１のＲＦ電力信号を第１の瞬間に前記スパッタマグネトロンまたはターゲット管の前記第１の端若しくは第１の側に選択的に転送するように、かつ前記第１の瞬間とは異なる、第２の瞬間に前記少なくとも１つの終端インピーダンスを含む前記スパッタマグネトロンまたはターゲット管の前記第１の端または第１の側を電気的に終端するように、適合され、
前記第２の端ブロックの前記電気的インターフェース（６６２）が、第２のＲＦ電源（６９７）及び少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）に接続可能であり、前記装置が、第３の瞬間に前記第２のＲＦ電源から発生する第２のＲＦ電力信号を前記スパッタマグネトロンまたはターゲット管の前記第２の端若しくは第２の側に選択的に転送するように、かつ前記第３の瞬間とは異なる、第４の瞬間に前記少なくとも１つの終端インピーダンスを含む前記スパッタマグネトロンまたはターゲット管の前記第２の端または第２の側を電気的に終端するように、適合される、請求項２に記載の装置（６０２、１１０２）。
請求項４：
前記装着されたスパッタターゲット管（１１７０）をさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の装置（６０２、１１０２）。
請求項５：
前記スパッタターゲット管（１１７０）が、電気的に非導電材料であるスパッタターゲット材料を含む、請求項４に記載の装置（６０２、１１０２）。
請求項６：
前記第１及び第２の端ブロック（６３１、６３２）の各々は、前記円筒形スパッタターゲット管がその縦軸の周りを回転している間に、前記円筒形スパッタターゲット管（１１７０）にＲＦ電力信号を転送することまたはそれに通路を与えることができる、請求項１〜５のいずれかに記載の装置（６０２、１１０２）。
請求項７：
前記第１及び第２の端ブロック（６３１、６３２、１１３１、１１３２）のうちの少なくとも１つは、前記スパッタターゲット管（１１７０）内に管状マグネットホルダ構造（１４１６、１５１６、１６１６、１７１６）を支持するように適合され、前記管状マグネットホルダ構造はＲＦ電力信号を転送することができる、請求項１〜６のいずれかに記載の装置（６０２、１１０２）。
請求項８：
アセンブリであって、
請求項１〜７のいずれかに記載の装置（６０２、１１０２）と、
ターゲットアセンブリが、装着されたときに、ターゲット管またはスパッタマグネトロンの両端で同時にＲＦ電源により連続的に能動的に電力供給されないように、ＲＦ電源による前記ターゲットアセンブリのそれぞれ反対側への電力供給を制御する制御ユニットと、を備える、前記アセンブリ。
請求項９：
前記制御ユニットは、前記ＲＦ電源（６９７）及び前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）に接続可能なスイッチングユニット（６８０）を備え、前記スイッチングユニットは、前記ＲＦ電源（６９７）を前記第１の端ブロックの前記電気的インターフェース（６６１）に選択的に接続するように、かつ前記ＲＦ電源（６９７）を前記第２の端ブロックの前記電気的インターフェース（６６２）に選択的に接続するように、かつ前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記第１の端ブロックの前記電気的インターフェースに選択的に接続するように、かつ前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記第２の端ブロックの前記電気的インターフェースに選択的に接続するように、適合された、スイッチング手段を備える、請求項８に記載のアセンブリ（６０１）。
請求項１０：
前記ＲＦ電源（６９７）をさらに備え、前記ＲＦ電源は、０．５ｋＷ〜１００ｋＷの電力信号を提供するように、かつ０．３ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数を有するように適合される、請求項９に記載のアセンブリ（６０１）。
請求項１１：
前記ＲＦ電源（６９７）と前記スイッチングユニット（６８０）との間に配置される第１の整合回路（６９６）をさらに備える、請求項９〜１０のいずれかに記載のアセンブリ（６０１）。
請求項１２：
前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）をさらに備える、請求項９〜１１のいずれかに記載のアセンブリ（６０１）。
請求項１３：
第１の電力部分及び第２の電力部分を発生する手段と、
ある期間の第１の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）が前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に連結されている間に、前記ＲＦ電力信号または前記第１の電力部分が前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に適用されるように、
ある期間の第２の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）が前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に連結されている間に、前記ＲＦ電力信号または前記第２の電力部分が前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に適用されるように、
前記スイッチング手段を構成する制御器（６８２）と、をさらに備える、請求項９〜１２のいずれかに記載のアセンブリ（６０１）。
請求項１４：
第１の電力部分及び第２の電力部分を発生するＲＦ電力分割器（６８１）と、
ある期間の第１の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンスが前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に連結されている間に、前記ＲＦ電力信号または前記第１の電力部分が前記第１の端ブロック（６３１）の前記気的インターフェース（６６１）に適用されるように、
ある期間の第２の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンスが前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に連結されている間に、前記ＲＦ電力信号または前記第２の電力部分が前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に適用されるように、
ある期間の第３の時間部分中に、前記第１の電力部分が前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に適用され、前記第２の電力部分が前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に適用されるように、前記スイッチング手段を構成する制御器（６８２）と、をさらに備える、請求項９〜１２のいずれかに記載のアセンブリ（６０１）。
請求項１５：
前記スパッタシステム（６００）のそれぞれ反対側に配置された少なくとも第１及び第２の端ブロック（６３１、６３２）上に装着された少なくとも１つのターゲット管またはスパッタマグネトロンを備えるターゲットアセンブリにＲＦ電力を供給する方法であって、
前記ターゲットアセンブリが前記アセンブリの両側でＲＦ電源により能動的に電力供給されるように、かつ、前記ターゲットアセンブリがターゲット管またはスパッタマグネトロンの両端で同時にＲＦ電源により連続的に能動的に電力供給されないように、ＲＦ電源により前記ターゲットアセンブリのそれぞれ反対側に電力供給する、前記方法。
請求項１６：
請求項９〜１４のいずれかに記載のアセンブリ（６０１）を用いて、請求項１５に記載のＲＦ電力を供給する方法であって、
ＲＦ電力信号を受信するために前記スイッチングユニット（６８０）の第１のポートをＲＦ電源（６９７）の出力に接続するステップ、
前記スイッチングユニット（６８０）の第２のポートを少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）に接続するステップ、
前記ＲＦ電力信号またはその第１の部分を、前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に接続可能な前記スイッチング手段の第３のポートに選択的に転送するように、前記スイッチング手段を構成するステップ、及び／または
前記ＲＦ電力信号またはその第２の部分を、前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に接続可能な前記スイッチング手段の第４のポートに選択的に転送するように、前記スイッチング手段を構成するステップ、及び／または
前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記スイッチング手段の前記第３のポートに選択的に連結するように、前記スイッチング手段を構成するステップ、及び／または
前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記スイッチング手段の前記第４のポートに選択的に連結するように、前記スイッチング手段を構成するステップ、を含む、前記方法。
請求項１７：
ある期間の第１の時間部分中に、前記少なくとも１の終端インピーダンス（６９５）を前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に連結している間に、前記ＲＦ電力信号またはその第１の部分を前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に転送するように、前記スイッチング手段を構成するステップと、
ある期間の第２の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に連結している間に、前記ＲＦ電力信号またはその第２の部分を前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に転送するように、前記スイッチング手段を構成するステップと、を含む、請求項１６に記載の方法。
請求項１８：
前記スイッチングユニットは、第１の電力部分及び第２の電力部分を供給するためのＲＦ電力分割器（６８１）をさらに備え、前記方法は、
ある期間の第１の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に連結している間に、前記ＲＦ電力信号または前記第１の電力部分を前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に適用するように、前記スイッチング手段を構成するステップと、
ある期間の第２の時間部分中に、前記少なくとも１つの終端インピーダンス（６９５）を前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に連結している間に、前記ＲＦ電力信号または前記第２の電力部分を前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に適用するように、前記スイッチング手段を構成するステップと、
ある期間の第３の時間部分に前記第１の電力部分を前記第１の端ブロック（６３１）の前記電気的インターフェース（６６１）に適用すると同時に、前記第２の電力部分を前記第２の端ブロック（６３２）の前記電気的インターフェース（６６２）に適用するように、前記スイッチング手段を構成するステップと、を含む、請求項１６に記載の方法。
【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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