(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁石（５０２）と、
前記複数の磁石（５０２）を少なくとも４つの線形アレイ又は列（５０６）に保持するように構成されるヨーク（３０４）と、を備えるマグネトロンアセンブリであって、
前記複数の磁石（５０２）は、少なくとも一対の内側部（５０８）および少なくとも一対の外側部（５１０）を備えるパターンを形成するように配置構成され、前記外側部（５１０）は前記内側部（５０８）の外周を囲み、
前記内側部（５０８）を形成するために使用される前記磁石（５０２）は、第１の極性を有し、前記外側部（５１０）を形成するために使用される前記磁石は、第２の極性を有し、
前記内側部（５０８）および外側部（５１０）は夫々、互いに対して平行な状態で横方向に伸びていると共に、少なくとも片側の内側部（５０８）が反対側の内側部（５０８）に対して横方向にずれて配置され、これにより前記少なくとも一対の内側部（５０８）の両端部にそれぞれ方向転換部分（５１４）が形成され、
該各方向転換部分（５１４）が、少なくとも一対の組の端部磁石（５１４ａ、５１４ｂ）を備え、該各端部磁石（５１４ａ、５１４ｂ）は第２の極性を有し、且つ前記各方向転換部分（５１４）の少なくとも二つの組の前記端部磁石（５１４ａ、５１４ｂ）は段付きの磁気パターンを形成するように互いに横方向に位置ずれしている、マグネトロンアセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載のマグネトロンアセンブリであって、前記パターンは、レーストラック形状を備える、マグネトロンアセンブリ。
【請求項３】
請求項１に記載のマグネトロンアセンブリであって、前記複数の磁石（５０２）のそれぞれが、長方形形状を備える、マグネトロンアセンブリ。
【請求項４】
請求項１に記載のマグネトロンアセンブリであって、前記複数の磁石（５０２）のうちの少なくとも１つは、その他の磁石のうちの少なくとも１つとは異なる幾何学的形状、大きさ、または磁気の強度を有する、マグネトロンアセンブリ。
【請求項５】
請求項１に記載のマグネトロンアセンブリであって、前記ヨーク（３０４）は、前記複数の磁石（５０２）によって形成される前記パターンを再構成することができるように構成される、マグネトロンアセンブリ。
【請求項６】
請求項１に記載のマグネトロンアセンブリであって、前記磁石（５０２）のうちの少なくともいくつかは、磁力を使用して前記ヨーク（３０４）内の定位置に少なくとも部分
的に保持される、マグネトロンアセンブリ。
【請求項７】
請求項１に記載のマグネトロンアセンブリであって、前記ヨーク（３０４）は、前記複数の磁石（５０２）のうちの少なくとも１つが挿入される、少なくとも１つのチャネルを備える、マグネトロンアセンブリ。
【請求項８】
請求項７に記載のマグネトロンアセンブリであって、前記ヨーク（３０４）は、少なくとも４つのチャネルを備え、前記独立した線形アレイのそれぞれが、前記ヨーク（３０４）において、前記チャネルのそれぞれの１つの中に保持される、マグネトロンアセンブリ。
【請求項９】
請求項７に記載のマグネトロンアセンブリであって、前記独立した線形アレイのうちの少なくとも２つは、前記ヨーク（３０４）において、単一のチャネル内に保持される、マグネトロンアセンブリ。
【請求項１０】
基板（１２）が通って移動する、チャンバ（１０）と、
カソードアセンブリ（１４）であって、
前記チャンバ（１０）内に載置され、ターゲット表面（２０）を有する、回転可能な円筒形の細長い管（１６）と、
前記回転可能な円筒形の細長い管（１６）内に位置付けられるマグネトロンアセンブリ（１８）と、を備え、前記マグネトロンアセンブリ（１８）が、
複数の磁石（５０２）と、
前記複数の磁石（５０２）を少なくとも４つの線形アレイ又は列（５０６）に保持するように構成されるヨーク（３０４）と、を備える、カソードアセンブリ（１４）と、を備え、
前記複数の磁石（５０２）は、内側部（５０８）および外側部（５１０）を備えるパターンを形成するように前記ヨーク（３０４）に配置構成され、前記外側部（５１０）は前記内側部（５０８）の外周を囲み、
前記内側部（５０８）を形成するために使用される前記磁石は、第１の極性を有し、前記外側部（５１０）を形成するために使用される前記磁石は、第２の極性を有し、
前記内側部（５０８）および外側部（５１０）は夫々、互いに対して平行な状態で横方向に伸びていると共に、少なくとも片側の内側部（５０８）が反対側の内側部（５０８）に対して横方向にずれて配置され、これにより前記少なくとも一対の内側部（５０８）の両端部にそれぞれ方向転換部分（５１４）が形成され、
該各方向転換部分（５１４）が、少なくとも一対の組の端部磁石（５１４ａ、５１４ｂ）を備え、該各端部磁石（５１４ａ、５１４ｂ）は第２の極性を有し、且つ前記各方向転換部分の少なくとも二つの組の前記端部磁石（５１４ａ、５１４ｂ）は段付きの磁気パターンを形成するように互いに横方向に位置ずれしている、スパッタリングシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムであって、前記回転可能な円筒形の細長い管（１６）を支持および回転するための駆動システム（２２）をさらに備える、システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のシステムであって、前記基板（１２）が前記チャンバ（１０）内を通って移動するときに、前記基板（１２）上に薄膜を堆積することに関連して、前記チャンバ（１０）内にプラズマを形成するように構成される、システム。
【請求項１３】
請求項１０に記載のシステムであって、前記パターンは、レーストラック形状を備える、システム。
【請求項１４】
請求項１０に記載のシステムであって、前記複数の磁石（５０２）のそれぞれが、長方形形状を備える、システム。
【請求項１５】
請求項１０に記載のシステムであって、前記複数の磁石（５０２）のうちの少なくとも１つは、その他の磁石のうちの少なくとも１つとは異なる幾何学的形状、大きさ、または磁気の強度を有する、システム。
【請求項１６】
請求項１０に記載のシステムであって、前記ヨーク（３０４）は、前記複数の磁石（５０２）によって形成される前記パターンを再構成することができるように構成される、システム。
【請求項１７】
請求項１０に記載のシステムであって、前記磁石のうちの少なくともいくつかは、磁力を使用して前記ヨーク（３０４）内の定位置に少なくとも部分的に保持される、システム。
【請求項１８】
請求項１０に記載のシステムであって、前記ヨーク（３０４）は、前記複数の磁石（５０２）のうちの少なくとも１つがその中に挿入される、少なくとも１つのチャネルを備える、システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムであって、前記ヨーク（３０４）は、少なくとも４つのチャネルを備え、前記独立した線形アレイのそれぞれが、前記ヨーク（３０４）において、前記チャネルのうちのそれぞれの１つの中に保持される、システム。
【請求項２０】
請求項１８に記載のシステムであって、前記独立した線形アレイのうちの少なくとも２つは、前記ヨーク（３０４）において、単一のチャネルの中に保持される、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１１年１月６日に出願された、米国仮特許出願整理番号第６１／４３０，３６１号の利益を主張するものであり、これは、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
この記載は、一般に、回転カソードのマグネトロンスパッタリングに関する。具体的には、ターゲット材料が、標準的なマグネトロンアセンブリがマグネトロンスパッタリングに好適な、適した磁束を供給することのできる程度を超えて増大する際に引き起こされる特定の問題を解決する。さらに、本発明のいくつかの実施形態によって、透明導電酸化物（ＴＣＯ）のような材料の堆積のためのプロセスの状態が改善される。
【背景技術】
【０００３】
回転ターゲットのマグネトロンスパッタリングは、当技術分野では知られており、種々多様の基板上に種々多様の薄膜を作り出すために広く使用されている。回転カソードを用いたスパッタリングの、妥当である概略は、一例として、米国特許第５，０９６，５６２号（これは、参照により本明細書に組み込まれる）において見ることができる。
【０００４】
回転ターゲットのマグネトロンスパッタリングの最も基本的な形式において、スパッタする対象の材料は、管の形状に形成されるか、または剛性の材料で作られた支持管の外表面に接着されるかのどちらかである。マグネトロンアセンブリは、管内に配設され、ターゲットの外表面に適当な磁束が存在するようにターゲットに広がる磁束を供給する。磁界は、ターゲットから放出された電子を保つように設計され、それにより、作動ガスとの電離衝突が起こる可能性が高まり、ひいてはスパッタリングプロセスの効率が向上される。
【０００５】
何らかの材料、特にセラミックＴＣＯ材料におけるターゲットのための作製コストは、未加工品のコストに比べて比較的高い。これらのターゲットの経済性を改善するために、ターゲットの材料の厚さを増加することが望ましい。このようにして、ターゲットの全体的なコストに最小限に追加されるだけでありながら、ターゲットは大いに、より有用な材料を有することとなる。これは、作製コストが著しく変わらないためである。著しい増加は、使用される追加の原料に起因するものだけである。より厚いターゲットは、ターゲットが変更される間のより長い生産キャンペーンを可能にするという追加の利益を有することとなる。
【０００６】
上述のようにターゲットの厚さを増加させすぎると、一般的なマグネトロンアセンブリを使用した際に、ターゲット表面に不適当な磁束をもたらす可能性がある。より高い磁束を伴うマグネトロンの設計が必要であることは明白である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、磁束を増加させるための取り組みは、通常、方向転換の幅が広げられるという、新たな問題を引き起こす。これは、今度は、ターゲット端部の増大された相対腐食率をもたらし、そのため、ターゲットの「溶け落ち」に起因してターゲットの寿命を短くする。これは、ターゲットの厚さを増加する目的に反する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
典型的なマグネトロンアセンブリ１００（図１Ａ０に示される、カソードを回転するための、鋼などの、磁気回路を完成するのに役立つ磁気伝導性材料のヨーク１０４に取り付け
られた、磁石の、３つの実質的に平行な列１０２を備える。磁石の磁化の方向は、スパッタするターゲットの主軸に対して放射状となる。中心の列１０６は、２つの外側の列１０８と反対の極性を有する。（図１Ｂを参照）このタイプのマグネトロンの追加の説明は、米国特許第５，０４７，１３１号（これは、参照により本明細書に組み込まれる）において見ることができる。磁石の内側の列１０６および外側の列１０８の磁束は、磁石の片側で、磁気伝導性のヨーク１０４を通じて連結される。ヨーク１０４の反対側の、磁石のもう一方の側では、磁気伝導性材料に磁束が含まれていないため、実質的に非磁性のターゲットを実質的に妨げられずに透過する。このようにして、２つの弧状の磁界が、ターゲットの作業面およびその上にもたらされる。この磁界には、電子が保たれ、電子は磁石の列１０２に平行である磁力線に対して垂直方向にドリフトされる。このことは、ＥｘＢドリフトとして知られており、あらゆる基礎のプラズマ物理学の教科書に記載されている。通常の配置構成において、ドリフト経路もまた、ターゲットの主軸に対して平行である。
【０００９】
加えて、外側の列１０８は、内側の列１０６よりもわずかに長く、外側の列１０８と同じ極性である、（図１Ｂに示されている）追加の磁石１１０は、アセンブリの端部に、２つの外側の列１０８の間に配置され、ドリフト経路のいわゆる「方向転換」領域を作り出している。これは、２つのドリフト経路を接続する効果を有し、したがって、１つの継続的な楕円形の「レーストラック」ドリフト経路を形成する。これにより、電子の保持が最適化され、そのためスパッタリングプロセスの効率が最適化される。
【００１０】
磁界の強度を増加させるための直感的な手段は、単に磁石の寸法または強度を増加させることである。磁気の強度を増加させることは、より強い磁石の利用の可能性によって制限される。非常に高い強度の磁石はまた、非常に高価でもあり、扱うのが困難である。さらに、より強い磁石はまた、本発明の実施形態のもの等のような、追加の利益のためのあらゆる優れた設計にも適用される可能性がある。
【００１１】
より大きな断面の磁石を考慮するときに問題は発生する。半径方向に寸法を増加することは、ターゲット表面における束の比例的な増加をもたらさない。したがって、これは自己限定的な手法である。ターゲット表面に対して接線方向に寸法を増加することもまた、その幾何学的形状が磁性材料の大半をターゲット表面からさらに離れるように移動させることを必要とするため、ターゲット表面における磁界を弱めるように機能することから自己限定的である。これは、所望の効果を達成するのに不利である。（そのような設計の一例は、図２を参照されたい）
【００１２】
磁石の大きさを増加させる手法に対する別の悪影響は、レーストラックが拡大されることである。つまり、レーストラックの２つの長い部分が、互いから遠く離される。これは、レーストラックの方向転換部分を広げ、ターゲットの端部における相対腐食率の増加につながる。結果として、ターゲットのこれらの部分は、ターゲット材料のより多くの部分が使用される前に費やされる。したがって、ターゲットは、ターゲット材料が完全に使用される前に操業を中止されなければならない。
【００１３】
端部における増加した腐食率を理解するために、回転ターゲットの表面上の２つの点を考察することができる。１つの点は、レーストラックの２つの脚部（長い部分）を通って回転する。もう１つの点は、方向転換部を通って回転する。方向転換部を通る点は、レーストラックにおいてより長い時間を費やすため、より激しく腐食されることが分かる。この問題のさらなる考察は、米国特許第５，３６４，５１８号（これは、参照により本明細書に組み込まれる）において見ることができる。
【００１４】
上記に説明された問題は、磁石の４つ（もしくはそれ以上）の列または他の独立した線形アレイを、通常の３つの列の代わりに使用することによって克服することができる。これ
により、上記に考察した大きすぎる磁石の問題を克服することが可能となる。しかし、より重要なことには、電子の保持に対して悪影響を及ぼすことなく（または、少なくとも悪影響を低減して）ターゲットの端部における過度な腐食を最小限にする、方向転換部に対する独特の修正を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】カソードを回転するための、典型的なマグネトロンアセンブリの図である。
【図１Ｂ】図２Ａのマグネトロンアセンブリにおける磁石の磁化の方向を示す図である。
【図２】カソードを回転するための、マグネトロンアセンブリの代替的な設計の図である。
【図３Ａ】マグネトロンアセンブリの例示的な一実施形態の図である。
【図３Ｂ】図３Ａのマグネトロンアセンブリで使用されるヨークの例示的な一実施形態の図である。
【図４】図３Ａのマグネトロンアセンブリで使用するのに好適な、１つの例示的な磁石の配置構成を例示する図である。
【図５】図３Ａのマグネトロンアセンブリで使用するのに好適な、別の例示的な磁石の配置構成を例示する図である。
【図６】図３Ａのマグネトロンアセンブリで使用するのに好適な、さらなる別の例示的な磁石の配置構成６００を例示する図である。
【図７】マグネトロンアセンブリの別の例示的な実施形態の図である。
【図８】図３Ａおよび図７のマグネトロンアセンブリを使用することのできるスパッタリングシステムの、１つの例示的な実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図３Ａを参照すると、本発明の例示的な一実施形態において、マグネトロンアセンブリ３００は、複数の磁石３０２と、複数の磁石３０４を少なくとも４つの独立した線形アレイ３０６に保持するように構成されたヨーク３０４とを備える。図３Ａに示されている例示的な実施形態では、マグネトロンアセンブリ３００は、４つの列３０６に配置構成された、磁石３０４の、４つの独立した線形アレイ３０６を備える。
【００１７】
この例示的な実施形態において、磁石の列３０６は、ある極性の２つの内側の列３０８と、反対の極性の２つの外側の列３１０とを備える。磁石３０２の列３０６は、ヨーク３０４に取り付けられている。ヨーク３０４は、鋼または磁性ステンレス鋼等のような、磁気伝導性材料製である。この構成により、磁石３０２をターゲット表面に対して実現可能な最も近い位置に残したまま、追加の磁気質量を許容する。このようにして、追加の磁気質量の十分な利点が利用される。
【００１８】
図３Ｂに示されているように、一実施形態において、ヨーク３０４は、磁石３０２の列３０６のそれぞれにつき１つである、複数のスリットまたはチャネル３１２を備える。（簡略化のために、特定の磁石の配置構成に関する詳細は図３Ｂには示されておらず、代わりに、図４〜６に関連して、後段でより詳細に考察されることに留意されたい。）チャネル３１２は、ここで説明および示されている磁石３０２の列３０６を形成するために、対応する磁石３０２の一部分が、チャネル３１２内に挿入することができるように大きさが決められる。磁石３０２は、磁力、摩擦ばめ、または接着剤の使用を含むがこれに限らないいくつかの方法で定位置に保持することができる。本明細書において説明される磁気パターンを形成するための、このようなチャネル３１２の使用は、マグネトロンアセンブリ３００全体を再構成可能にする。
【００１９】
好ましい実施形態において、磁石３０２の内側の列３０８および外側の列３１０は、アセンブリが「均衡マグネトロン」であるように、同一の強度および同一の断面寸法を有する。しかし、任意選択で、「不均衡」マグネトロンにするために、異なる磁石を内側の列３０８および外側の列３１０に、配置してもよい。
【００２０】
図４は、図３Ａのマグネトロンアセンブリ３００で使用するのに好適な一例示的な磁石の配置構成４００を例示している。この例示的な磁石の配置構成４００では、標準的な３列設計と同様に、外側の列４１０は、内側の列４０８よりも長く、それにより、レーストラックの方向転換部分を作り出すために使用される端部磁石４１４のための空間をもたらしている。示されているように、方向転換部を形成する磁石４１４は、内側の列４０８の磁石の横断寸法と同一の横断寸法のものであり、内側の列４０８と同一線上にずらされて配置されている。しかしながら、方向転換部を形成する磁石４１４は、外側の列４１０と同一の極性のものである。この設計は、方向転換領域の容易な修正のために役立ち、これは、より好ましい実施形態をもたらす。
【００２１】
図５は、別の例示的な磁石の配置構成５００を例示しており、図４の実施例に比して、ここでは、磁石５０２の列５０６のうち図中上側の２列５１０及び５０８が下側の２列５１０及び５０８に対して横方向（図中左方）へずれている。それにより、レーストラックの方向転換部分を作り出すために使用される、長さの異なる端部磁石５１４ａ及び５１４ｂのための空間をもたらしている。これにより、段の付けられた磁石形状である方向転換部５１４がもたらされ、実際の方向転換部は、標準的な３列のマグネトロン設計のそれに比べて、半径が低減される。そのため、ターゲット端部の腐食率は、より大きな磁石を用いた３列設計の場合になるように、標準的な設計のそれを超えて増加することはない。方向転換部と同様に、この構成によって作り出される、ドリフト経路において残された段は、別の高腐食率の領域を生じさせる。しかしながら、この領域は方向転換部からずれているため、方向転換領域以上には早く腐食せず、早すぎるターゲットの溶け落ちには寄与しない。
【００２２】
図５は、好ましい一例示的な配置構成を示しているが、設計は、他の状況において有用となり得る任意の数の透過のために役立つことが明らかであろう。例えば、異なる磁気の強度、形状、構造、寸法、および列間の異なるギャップ間隔を有する磁石もまた実装することができる。そのような１つの例示的な磁石の配置構成６００が図６に示されているが、他の配置構成も可能であることを理解されたい。
【００２３】
さらに、図３Ａ、３Ｂ、および４〜６に示されている実施形態において、磁石のそれぞれの列は、ヨーク内に形成されている異なる個々のチャネル内に挿入される。しかし、他の実施形態では、磁石の２つ以上の列（または他の独立した線形アレイ）を単一のチャネル内に収容することができる。そのような実施形態の一例は、図７に示されている。図７に示されている例では、磁石７０２の２つの内側の列７０８の両方が、共通の単一のチャネル７１２内に収容されており、一方で磁石７０２の２つの外側の列７１０のそれぞれは、個別の、個々のチャネル７１２内に収容されている。
【００２４】
本発明の実施形態は、ターゲット材料をより厚くさせることによって、ターゲットの経済性を改善することを意図しているものの、より普通の材料の厚さのターゲットに対しても有益である可能性がある。磁界の強度が増加されるため、電子の旋回の半径を低減することによって、およびプラズマにおいてより大きな電子密度をもたらすことによって、電子のイオン化ポテンシャルは増加され、これは電子の保持を向上させる。これにより、より低いターゲット電圧がもたらされ、これは、ＴＣＯ等のような何らかの材料を堆積する際に有利である。当技術分野では、ＴＣＯのスパッタ堆積プロセスにおいて、より低いターゲット電圧は、堆積された薄膜の改善された性能をもたらすことがよく知られている。
【００２５】
別の４列マグネトロン設計が、米国特許第５，３６４，５１８号に開示されている。しかしながら、‘５１８号特許における設計の意図は、別の様式における方向転換のより容易な操作を可能とすることである。‘５１８号特許において、その意図は、磁石間の距離を
増加することによって、磁界をレーストラックの長い脚部に対して広げることにより方向転換部を修正することであった。米国特許第５，３６４，５１８号に開示されている発明が実現可能であるかどうか、あるいは、それが現実の世界で組み立てられて試験されたことがあるかどうかは不明である。米国特許第６，３７５，８１４号（これは、参照により本明細書に組み込まれる）では、‘５１８号特許の発明は、スパッタリングプロセスにおいて、不安定性をもたらすことが示唆されている。
【００２６】
米国特許第６，３７５，８１４号はまた、４列設計についても言及している。しかしながら、示されているように、２つの内側の列は、単に便宜上単一の中心の列に置き換えられ、これは、楕円形状の方向転換部の形成の目的のため、またはスパッタする方向を操作するために、レーストラックの２つの長い脚部を離すのに役立つ。実際面で、‘８１４号特許の設計は、アセンブリの長さの大半について、磁石の単一の列を使用することができる。
【００２７】
本発明の実施形態は、同一の単純な長方形の形状を有する磁石の異なる長さ、および非常に単純なヨークの設計から、完全に組み立てることができることにおいて、‘８１４号特許よりも、さらに有利な点を有する。‘８１４号特許の楕円形のアセンブリは、複雑なヨークを必要とするが、好ましい実施形態では、特別に設計されて製造された磁石を必要とする。さらに、一旦組み立てられると、本発明の少なくともいくつかの実施形態の設計は、容易に修正することができるが、‘８１４号特許の設計は固定であり、完全な再製造なしには修正することができない。
【００２８】
米国特許第６，２６４，８０３号（これは、参照により本明細書に組み込まれる）には、２つの完全な、平行するレーストラックを形成する、磁石の、５つの平行である列を用いるマグネトロンが開示されている。これは、本発明の実施形態のより強い磁界の利点を有しない。しかし、‘８０３号特許の発明は、本発明の実施形態と同様の段の付けられた方向転換部と類似の利点を達成するように２つのレーストラックをずらしている。
【００２９】
本発明の実施形態の、単一の継続的なレーストラックは、‘８０３号特許の二重レーストラック設計に比べて、重要な利点を有する。二重レーストラック設計では、最も外側の脚部の間の空間は、単一のレーストラックの設計に比べて、ターゲットの外周で、互いにより遠く間隔が空けられる。これは、基板の面に対してスパッタされる材料の排出間の相対角度を変える。これは、基板上に堆積されている材料の平均入射角を増加させる。これは、多くの場合は許容できない程度にまで分子密度を低下させることなどによって、堆積された薄膜の構造に影響する。ＴＣＯ薄膜の場合、密度は非常に重要である。
【００３０】
‘８０３特許における設計の、別の不利な結果は、スパッタされる材料の実質的により大きい部分がプロセスチャンバの壁に堆積することであり、そのため、所望の薄膜を作成する際により少ない材料が使用される。これは、本発明のいくつかの実施形態を用いて低減または排除することができる。
【００３１】
‘８０３特許の設計のレーストラックの外側の脚部同士の間の角度は、標準的な３列設計のそれのおよそ３倍であるが、本発明のいくつかの実施形態の設計の脚部同士の間の角度は、標準的な設計のそれの２倍未満である。
【００３２】
図８は、上記に説明されたマグネトロンアセンブリ３００および７００を使用することのできる、スパッタリングシステム８００の例示的な一実施形態を示している。図８に示されているスパッタリングシステム８００の例示的な実施形態は、米国特許第５，０９６，５６２号（これは、参照により本明細書に組み込まれる）の図１において示され、かつ、‘５６２特許の第２段の５５行目〜第４段の２３行目において説明されているスパッタリ
ングシステムと実質的に同様であり、主な違いは、上記に説明されたタイプのマグネトロンアセンブリ１８の使用であり、ここでは少なくとも磁石の４つの列（他の独立した線形アレイ）がヨークに取り付けられる、あるいは他の方法でヨークに保持される。
【００３３】
プラズマは、封入型のリアクションチャンバ１０内で形成され、ここでは、基板１２がチャンバ１０を通って移動するときに、基板１２上に材料の薄膜を堆積する目的で真空が維持される。基板１２は、その上に薄膜が堆積されることを受け入れるものであればほとんどいかなるものにもすることができ、通常は、金属、ガラス、および何らかのプラスチックなどの、何らかの真空に対応可能な材料である。薄膜はまた、基板の表面上にすでに形成されている他の薄膜または被膜の上に堆積することもできる。
【００３４】
カソードアセンブリ１４は、概して、リアクションチャンバ１０内に載置される、回転可能な円筒形の細長い管１６を備え、ターゲット表面２０を有する。上記に説明されるタイプのマグネトロンアセンブリ１８は、管１６の下部内に担持され、管１６と一緒に回転しない。管１６の内部は、後段で説明されるように、システムが高い電力レベルで動作することを可能にするために、典型的には水冷式である。管１６は、水平位置に支持され、その長手方向軸を中心として、駆動システム２２によって、一定の速度で回転する。
【００３５】
管１６は、円筒形の表面２０の外側にさらされることになるターゲット材料の特性および組成物に依存して、多くの異なる形式のうちの１つで構成され得る。一構造は、実質的に全体が中実のターゲット材料で作られた壁を有する。別の構造は、例えば、真ちゅうまたはステンレス鋼等のような、適切な非磁性材料の芯で形成され、特定の操作を行うために必要な直径、壁の厚さおよび長さである。芯の外表面に塗布されるのは、被覆されている基板１２上に堆積されることになる、選択されたターゲット材料２０の層である。どちらの場合においても、管１６と、ターゲット材料２０の層は、より従来型の平面的なターゲットの代わりに、管状のターゲットまたはスパッタリング源を構成する。
【００３６】
スパッタリングが生じるために十分なカソード電位は、電源３０から、従来型の電気ブラシによって、管１６との滑り接触３４を有する電力線３２を介して回転カソード１４に供給される。電源３０は、説明されている例においては直流タイプであるが、交流電源もまた、そのような構造において使用することができる。リアクションチャンバ１０のエンクロージャは、伝導性であり、電気的に接地される。これは、スパッタリングプロセスにおいて、アノードの役割を果たす。個別のアノードが任意選択により用いられ、小さい正電圧に維持されてもよい。
【００３７】
被覆動作を行うために必要な低い圧力を得るために、リアクションチャンバ１０は、真空ポンプ３８に通じる排出管３６を備える。
【００３８】
被覆動作のために必要なガスをチャンバ１０に供給するために、ガス供給システムが含まれる。第１のガス供給管４０は、イナートガスの供給源４２から、被覆チャンバ１０内へと延在する。注入管４０に接続されたノズル４４は、回転カソード１４の上の領域にイナートガスを分散させる。ターゲット表面２０と、接地されたチャンバのエンクロージャ１０との間に確立された電場の影響下で、イナートガスは荷電イオンに分解される。正イオンは、ターゲット表面２０の、それらが磁界によって閉じ込められる領域に、磁石アセンブリ１８の反対側の、円筒１６の長さに沿ってその底部において、対向する磁極のそれぞれの間に１つずつ、主として２つの平行な帯状に、引きつけられて衝突する。
【００３９】
第２のガス供給管４６は、反応性ガス供給源４８からチャンバ１０へと延在する。注入管４６に接続されたノズル５０は、被覆されている基板１２に近く、かつ基板１２の幅にわたる領域に反応性ガスを分散させる。イオンの衝撃の結果、反応性ガスの分子は、ターゲ
ット表面からスパッタされた分子と組み合わされて、基板１２の上面上に堆積される所望の分子を形成する。
【００４０】
示されているガス供給システムの、多くの変形態様もまた、実施可能である。供給源４２および４８からのイナートガスおよび反応性ガスは、組み合わされて、共通の管およびノズルの組を通じてチャンバ１０内へ送出することができる。これが終了すると、送出管は、回転ターゲットの管１６の側面に沿って、その長手方向軸に平行に位置付けられることが好ましい。ターゲットの管１６の両側に、その長手方向軸に平行に１つずつ、２つのそのような管を使用することができ、それぞれが、イナートガスと反応性ガスの同一の組み合わせを送出する。また、堆積される薄膜によっては、２つ以上の反応性ガスを同時に供給することもできる。
【００４１】
多くの実施形態が説明されてきた。それでもなお、説明された実施形態に対する種々の修正が、特許請求される発明の趣旨および範囲を逸脱することなくなされ得ることを理解されたい。以下は当初請求項の記載である。
（請求項１）
複数の磁石と、
前記複数の磁石を少なくとも４つの独立した線形アレイに保持するように構成されるヨークと、を備えるマグネトロンアセンブリであって、
前記複数の磁石は、外側部および内側部を備えるパターンを形成するように、前記ヨーク内に配置構成され、前記外側部は前記内側部の外周を実質的に囲み、
前記外側部を形成するために使用される前記磁石は、第１の極性を有し、前記内側部を形成するために使用される前記磁石は、第２の極性を有し、
前記パターンの前記外側部は、互いに対して実質的に平行である一対の細長い部分を備え、
前記パターンの前記外側部は、一対の方向転換部分を備え、それぞれの方向転換部分が、前記一対の細長い部分の各端部にわたって実質的に広がり、それぞれの方向転換部分は、前記第１の極性を有する複数の磁石を備える、マグネトロンアセンブリ。
（請求項２）
前記パターンは、レーストラック形状を備える、請求項１に記載のマグネトロンアセンブリ。
（請求項３）
前記複数の磁石のそれぞれが、長方形形状を備える、請求項１に記載のマグネトロンアセンブリ。
（請求項４）
前記複数の磁石のうちの少なくとも１つは、その他の磁石のうちの少なくとも１つとは異なる幾何学的形状、大きさ、または磁気の強度を有する、請求項１に記載のマグネトロンアセンブリ。
（請求項５）
前記複数の磁石のうちの少なくとも１つは、先細形状を有する、請求項１に記載のマグネトロンアセンブリ。
（請求項６）
前記方向転換部分は、１つ以上の段を備える、請求項１に記載のマグネトロンアセンブリ。
（請求項７）
それぞれの方向転換部分を形成するために使用される前記磁石のうちの少なくとも１つは、その方向転換部分を形成するために使用される少なくとも１つの他の磁石とは異なる長さを有する、請求項６に記載のマグネトロンアセンブリ。
（請求項８）
前記ヨークは、前記複数の磁石によって形成される前記パターンを再構成することができるように構成される、請求項１に記載のマグネトロンアセンブリ。
（請求項９）
前記磁石のうちの少なくともいくつかは、磁力を使用して前記ヨーク内の定位置に少なくとも部分的に保持される、請求項１に記載のマグネトロンアセンブリ。
（請求項１０）
前記ヨークは、前記複数の磁石のうちの少なくとも１つが挿入される、少なくとも１つのチャネルを備える、請求項１に記載のマグネトロンアセンブリ。
（請求項１１）
前記ヨークは、少なくとも４つのチャネルを備え、前記独立した線形アレイのそれぞれが、前記ヨークにおいて、前記チャネルのそれぞれの１つの中に保持される、請求項１０に記載のマグネトロンアセンブリ。
（請求項１２）
前記独立した線形アレイのうちの少なくとも２つは、前記ヨークにおいて、単一のチャネル内に保持される、請求項１０に記載のマグネトロンアセンブリ。
（請求項１３）
基板が通って移動する、チャンバと、
カソードアセンブリであって、
前記チャンバ内に載置され、ターゲット表面を有する、回転可能な円筒形の細長い管と、
前記回転可能な円筒形の細長い管内に位置付けられるマグネトロンアセンブリと、を備え、前記マグネトロンアセンブリが、
複数の磁石と、
前記複数の磁石を、少なくとも４つの独立した線形アレイに保持するように構成されるヨークと、を備える、カソードアセンブリと、を備え、
前記複数の磁石は、外側部および内側部を備えるパターンを形成するように、前記ヨーク内に配置構成され、前記外側部は前記内側部の外周を実質的に囲み、
前記外側部を形成するために使用される前記磁石は、第１の極性を有し、前記内側部を形成するために使用される前記磁石は、第２の極性を有し、
前記パターンの前記外側部は、互いに対して実質的に平行である一対の細長い部分を備え、
前記パターンの前記外側部は、一対の方向転換部分を備え、それぞれの方向転換部分が、前記一対の細長い部分の各端部の間に実質的にわたり、それぞれの方向転換部分は、前記第１の極性を有する複数の磁石を備える、スパッタリングシステム。
（請求項１４）
前記回転可能な円筒形の細長い管を支持および回転するための駆動システムをさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
（請求項１５）
前記基板が前記チャンバ内を通って移動するときに、前記基板上に薄膜を堆積することに関連して、前記チャンバ内にプラズマを形成するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
（請求項１６）
前記パターンは、レーストラック形状を備える、請求項１３に記載のシステム。
（請求項１７）
前記複数の磁石のそれぞれが、長方形形状を備える、請求項１３に記載のシステム。
（請求項１８）
前記複数の磁石のうちの少なくとも１つは、その他の磁石のうちの少なくとも１つとは異なる幾何学的形状、大きさ、または磁気の強度を有する、請求項１３に記載のシステム。
（請求項１９）
前記複数の磁石のうちの少なくとも１つは、先細形状を有する、請求項１３に記載のシステム。
（請求項２０）
前記方向転換部分は、１つ以上の段を備える、請求項１３に記載のシステム。
（請求項２１）
それぞれの方向転換部分を形成するために使用される前記磁石のうちの少なくとも１つは、その方向転換部分を形成するために使用される少なくとも１つの他の磁石とは異なる長さを有する、請求項２０に記載のシステム。
（請求項２２）
前記ヨークは、前記複数の磁石によって形成される前記パターンを再構成することができるように構成される、請求項１３に記載のシステム。
（請求項２３）
前記磁石のうちの少なくともいくつかは、磁力を使用して前記ヨーク内の定位置に少なくとも部分的に保持される、請求項１３に記載のシステム。
（請求項２４）
前記ヨークは、前記複数の磁石のうちの少なくとも１つがその中に挿入される、少なくとも１つのチャネルを備える、請求項１３に記載のシステム。
（請求項２５）
前記ヨークは、少なくとも４つのチャネルを備え、前記独立した線形アレイのそれぞれが、前記ヨークにおいて、前記チャネルのうちのそれぞれの１つの中に保持される、請求項２４に記載のシステム。
（請求項２６）
前記独立した線形アレイのうちの少なくとも２つは、前記ヨークにおいて、単一のチャネルの中に保持される、請求項２４に記載のシステム。
（請求項２７）
ヨークと、
少なくとも１つの段が付けられた方向転換部分を有する、レーストラックパターンを形成するように前記ヨーク上に再構成可能に位置付けられた複数の磁石と、を備えるマグネトロンアセンブリ。
（請求項２８）
基板が通って移動する、チャンバと、
カソードアセンブリと、を備えるスパッタリングシステムであって、前記カソードアセンブリは、
前記チャンバ内に載置され、ターゲット表面を有する、回転可能な円筒形の細長い管と、
マグネトロンアセンブリと、を備え、前記マグネトロンアセンブリは、ヨークと、少なくとも１つの段が付けられた方向転換部分を有する、レーストラックパターンを形成するように前記ヨーク上に再構成可能に位置付けられた複数の磁石とを備える、スパッタリングシステム。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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