(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングシステムであって、該スパッタリングシステムは、
少なくとも一つの二重マグネトロン対であって、該少なくとも一つの二重マグネトロン対は、第一エンドブースト期間と第一ターンオフ期間との間に測定される第一平均電圧を有する第一マグネトロンと、第二エンドブースト期間と第二ターンオフ期間との間に測定される第二平均電圧を有する第二マグネトロンとを備え、該二重マグネトロン対の各マグネトロンはターゲット材料を支持するように構成されている、少なくとも一つの二重マグネトロン対と、
二重マグネトロンスパッタリング（ＤＭＳ）構成要素であって、該二重マグネトロンスパッタリング構成要素は、複数のスイッチング構成要素および複数の電圧センサに接続されたＤＣ電源を備え、該ＤＭＳ構成要素は、該マグネトロンの各々への電力の印加を独立して制御し、かつ該第一平均電圧および該第二平均電圧の測定値を提供するように構成されている、二重マグネトロンスパッタリング（ＤＭＳ）構成要素と、
一つ以上のアクチュエータであって、該一つ以上のアクチュエータは、該ＤＭＳ構成要素によって提供される該測定値を用いて該第一平均電圧および該第二平均電圧を均衡させるように構成されている、一つ以上のアクチュエータと、
を備え、
該ＤＭＳ構成要素および該一つ以上のアクチュエータは、該第一平均電圧および該第二平均電圧の該測定値に応答して、該第一平均電圧および該第二平均電圧を均衡させ、かつ、該マグネトロンの各々へ印加される該電力を制御することによって、該ターゲット材料の消費を均衡させるように構成されている、スパッタリングシステム。
【請求項２】
前記一つ以上のアクチュエータは、
一方のマグネトロンへの反応性ガスの流れを他方のマグネトロンに対して制御するガスフロー制御手段と、
各マグネトロンの回転速度を制御する回転構成要素と
のうちの一つ以上を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
少なくとも一つの静止した基質を備えている、請求項１に記載のスパッタリングシステム。
【請求項４】
少なくとも一つの二次ガスマニホールドと、
少なくとも一つのガスフローコントローラと、
を備え、
該少なくとも一つの二次ガスマニホールドおよび該少なくとも一つのガスフローコントローラは、前記第一平均電圧および前記第二平均電圧を均衡させるために一方のマグネトロンへの反応性ガスの流れを修正するように構成されている、請求項１に記載のスパッタリングシステム。
【請求項５】
前記ＤＭＳ構成要素は、前記第一平均電圧を計算するように構成され、
前記ＤＭＳ構成要素は、前記第二平均電圧を計算するように構成されている、
請求項１に記載のスパッタリングシステム。
【請求項６】
前記ＤＭＳ構成要素は、プロセス電圧を計算するように構成されている、請求項１に記載のスパッタリングシステム。
【請求項７】
前記ＤＭＳ構成要素は、前記第二マグネトロンへの反応性ガスの流れを修正するように構成されている、請求項１に記載のスパッタリングシステム。
【請求項８】
前記ＤＭＳ構成要素は、前記第一マグネトロンおよび前記第二マグネトロンのうちの少なくとも一つの回転速度を調節するように構成されている、請求項１に記載のスパッタリングシステム。
【請求項９】
ＤＣ電力を受け取り、パルスＤＣ電力を前記第一マグネトロンおよび前記第二マグネトロンの各々に印加するように構成されているスイッチング構成要素と、
前記マグネトロンの各々における前記第一平均電圧および前記第二平均電圧の測定値を提供することによって前記アクチュエータが該第一平均電圧および該第二平均電圧を均衡させることを可能にする電圧測定構成要素と、
を備え、
前記ＤＭＳ構成要素は、該スイッチング構成要素を制御することによって前記少なくとも二つのマグネトロンの各々への電力の印加を均衡させるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
スパッタリングのための方法であって、該方法は、
少なくとも二つのマグネトロンを配置することによって少なくとも一つの二重マグネトロン対を形成することと、
該少なくとも二つのマグネトロンの各々にターゲット材料を取り付けることと、
該ターゲット材料を基質上にスパッタすることと、
該少なくとも二つのマグネトロンのうちの一方の、第一エンドブースト期間と第一ターンオフ期間との間に測定される第一平均電圧、および、該少なくとも二つのマグネトロンのうちの他方の、第二エンドブースト期間と第二ターンオフ期間との間に測定される第二平均電圧を均衡させ、かつ、該少なくとも二つのマグネトロンの各々に印加される電力を均衡させることによって該ターゲット材料の消費を均衡させることと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記第一平均電圧および前記第二平均電圧を均衡させることは、
一方のマグネトロンへの反応性ガスの流れを修正することと、
前記マグネトロンの各々の回転速度を調節することと
のうちの一つ以上を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ターゲット消費における不一致を予測することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
不一致を予測することは、前記第一平均電圧および前記第二平均電圧を計算することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第一ターゲットのターゲット表面のスパッタ収率を計算することと、
第二ターゲットのターゲット表面のスパッタ収率を計算することと、
を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
スパッタリングのための方法を行うためのプロセッサ読み取り可能な命令でコードされている、非一時的なプロセッサ読み取り可能な有形記憶媒体であって、該方法は、
二重マグネトロンスパッタリングシステムに、第一マグネトロンからの第一ターゲット材料を基質上にスパッタさせ、第二マグネトロンからの第二ターゲット材料を該基質上にスパッタさせることと、
該第一マグネトロンの、第一エンドブースト期間と第一ターンオフ期間との間に測定される第一平均電圧、および、該第二マグネトロンの、第二エンドブースト期間と第二ターンオフ期間との間に測定される第二平均電圧、ならびに、該少なくとも二つのマグネトロンの各々に印加される電力を均衡させることによって該第一ターゲット材料の消費を該第二ターゲット材料の消費に均衡させることと、
を含む、
非一時的なプロセッサ読み取り可能な有形記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権
本願は、２０１７年７月１７日に出願された、「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｂａｌａｎｃｉｎｇ  Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔａｒｇｅｔｓ  ｉｎ  Ｐｕｌｓｅｄ  Ｄｕａｌ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ  （ＤＭＳ）  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」と題する米国仮特許出願第６１／８４７，４９８号に対する優先権を主張する。
【０００２】
著作権
本特許文献の開示の一部は、著作権保護の対象となる資料を含む。本特許開示は特許商標局の包帯または特許記録に掲載されており、著作権の所有者は、いかなる者による特許開示の完全複写に対しても異議はないが、その他の場合においてはあらゆる全ての著作権の権利を有する。
【０００３】
発明の分野
本発明は、概してプラズマベースのスパッタリング、より詳細には反応性スパッタリングに関する。
【背景技術】
【０００４】
発明の背景
反応性スパッタリングは、マグネトロンスパッタリングシステムにおいて行われる。マグネトロンからスパッタされる材料は、基質（コーティングされるアイテム）において反応性ガスと結合され、その表面において化合物を形成する。反応性ガスは、ターゲット表面とも反応し、そこに化合物を形成する。これらのシステムは、ターゲットのほんの一部が化合物で覆われる金属モード、またはターゲットの大部分が化合物で覆われる汚染モード（ｐｏｉｓｏｎｅｄ  ｍｏｄｅ）において、開ループで動作し得る。一部の場合において、該化合物は、天然ターゲット材料よりもはるかに低いスパッタ収率を有する。実際は、反応性化合物（汚染）によって完全に被覆されたターゲットに対するスパッタ収率は、天然ターゲット材料のスパッタ収率の１０％以下となり得る。このために、これらのプロセスを遷移モードにて実行し、より高い堆積速度を達成することが望ましい。遷移モードは、通常本質的に不安定であり、そのために、そこでのプロセスを安定化するために、通常はフィードバック制御が必要とされる。フィードバックは、例えば、プロセス電圧、反応性ガス分圧、およびターゲットからの光学発光であり得る。
【０００５】
反応性スパッタリングの一般的な実行には、図１に示される二重マグネトロンスパッタリング（ＤＭＳ）がある。重要な利点としては、はっきりとしたアノード、およびそれらアノードに付帯する難題の不在である。二つのマグネトロンが、カソードおよびアノードとしての役割を交互に行う。専用の双極パルス電源がプロセスを進めるために用いられる場合、各マグネトロンへの電力は個別に調節され得る。各マグネトロンに対する電力、電圧および電流の高速リードバックが、プロセスの監視および制御における使用のためにユーザーに提供される。２０１２年３月１３日に発行された共有の米国特許第８，１３３，３５９号において、ＤＭＳシステムが開示されており、該システムにおいてパルス変調が実行されることによって特定のターゲット利用（例えばターゲット材料の利用の最適化）を実現している。より詳細には、マグネトロンから不要な材料を除去することなく利用されるターゲット材料の量が最大化されるように、マグネトロン上に残っているターゲット材料の量が測定され得、残っているターゲット材料の量に基づいてそのマグネトロンに印加される電力が変調され得る。
【０００６】
この文献に開示されたシステムは大きな利益を達成したが、米国特許第８，１３３，３５９号に記載のデバイスを超える明確な利点を有する二重マグネトロンスパッタリングのためのシステムおよび／または方法を提供することが、本発明の目的として存在する。より詳細には、一対のマグネトロンの作用点間の差異の縮小を提供することが、本発明の目的の一つである。もう一つの目的は、基質上に均一な堆積層を提供することであり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
図面に示される本発明の例示的な実施形態が、以下に要約される。これらおよび他の実施形態は、詳細な説明の欄においてより完全に記載される。しかし、本発明を本発明の概要または詳細な説明に記載の形式に限定するような如何なる意図も無いということを理解されたい。当業者は、特許請求の範囲に表される発明の精神および範囲内にある、多数の修正、等価物および代替構成が存在することを認識し得る。
【０００８】
本発明は、二重マグネトロンスパッタリングのためのシステムおよび方法を提供し得る。一つの局面によると、本発明は、スパッタリングシステムを含み得、該スパッタリングシステムは、少なくとも一つの二重マグネトロン対であって、第一マグネトロンと第二マグネトロンとを備え、該二重マグネトロン対の各マグネトロンはターゲット材料を支持するように構成される、少なくとも一つの二重マグネトロン対を有する。該システムは、複数のスイッチング構成要素および複数の電圧センサに接続されたＤＣ電源を有するＤＭＳ構成要素をも含み得、該ＤＭＳ構成要素は、マグネトロンの各々への電力の印加を独立して制御し、かつマグネトロンの各々における電圧の測定値を提供するように構成される。該システムは、ＤＭＳ構成要素によって提供される測定値を用いてマグネトロンの各々における電圧を制御するように構成される、一つ以上のアクチュエータをも含み得る。該ＤＭＳ構成要素および該一つ以上のアクチュエータは、マグネトロンの各々における電圧の測定値に応えて、マグネトロンの各々へ印加される電力および電圧を制御することによって、ターゲット材料の消費を均衡させる。
【０００９】
別の局面によると、スパッタリングの方法が開示される。該方法は、少なくとも二つのマグネトロンを配置することによって少なくとも一つの二重マグネトロン対を形成することと、該少なくとも二つのマグネトロンの各々にターゲット材料を添えることとを含み得る。ターゲット材料は基質上にスパッタされ、該少なくとも二つのマグネトロンの各々に印加される電力および電圧を均衡にすることによって、ターゲット材料の消費が均衡される。
【００１０】
別の局面によると、ＤＣ電力を受け取り、パルスＤＣ電力を少なくとも二つのマグネトロンの各々に印加するように構成されるスイッチング構成要素を有するＤＭＳサプライが開示される。制御部分は、スイッチング構成要素を制御することによって該少なくとも二つのマグネトロンの各々への電力の印加を均衡させ、電圧測定構成要素は、該マグネトロンの各々における電圧の測定値を提供することによってアクチュエータがマグネトロンへの電圧の印加を制御することを可能にする。
【００１１】
前述のように、上記実施形態および実行は、例証のみを目的とする。本発明の他の多数の実施形態、実行および詳細が、当業者によって以下の記述および特許請求の範囲より容易に理解される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
スパッタリングシステムであって、該スパッタリングシステムは、
少なくとも一つの二重マグネトロン対であって、該少なくとも一つの二重マグネトロン対は、第一マグネトロンと第二マグネトロンとを備え、該二重マグネトロン対の各マグネトロンはターゲット材料を支持するように構成されている、少なくとも一つの二重マグネトロン対と、
二重マグネトロンスパッタリング（ＤＭＳ）構成要素であって、該二重マグネトロンスパッタリング構成要素は、複数のスイッチング構成要素および複数の電圧センサに接続されたＤＣ電源を備え、該ＤＭＳ構成要素は、該マグネトロンの各々への電力の印加を独立して制御し、かつ該マグネトロンの各々における電圧の測定値を提供するように構成されている、二重マグネトロンスパッタリング（ＤＭＳ）構成要素と、
一つ以上のアクチュエータであって、該アクチュエータは、該ＤＭＳ構成要素によって提供される該測定値を用いて該マグネトロンの各々における該電圧を制御するように構成されている、一つ以上のアクチュエータと、
を備え、
該ＤＭＳ構成要素および該一つ以上のアクチュエータは、該マグネトロンの各々における該電圧の測定値に応答して、該マグネトロンの各々へ印加される該電力および該電圧を制御することによって、該ターゲット材料の消費を均衡させるように構成されている、スパッタリングシステム。
（項目２）
前記一つ以上のアクチュエータは、
一方のマグネトロンへの反応性ガスの流れを他方のマグネトロンに対して制御するガスフロー制御手段と、
各マグネトロンの回転速度を制御する回転構成要素と
のうちの一つ以上を含む、項目１に記載のシステム。
（項目３）
少なくとも一つの静止した基質を備えている、項目１に記載のスパッタリングシステム。
（項目４）
少なくとも一つの二次ガスマニホールドと、
少なくとも一つのガスフローコントローラと、
を備え、
該少なくとも一つの二次ガスマニホールドおよび該少なくとも一つのガスフローコントローラは、他方のマグネトロンの反応性ガスの流れに関連して一方のマグネトロンへの反応性ガスの流れを修正するように構成されている、項目１に記載のスパッタリングシステム。
（項目５）
前記ＤＭＳ構成要素は、前記第一マグネトロンの第一バーニング電圧を前記第二マグネトロンの第二バーニング電圧に一致させるように構成されている、項目１に記載のスパッタリングシステム。
（項目６）
前記ＤＭＳ構成要素は、第一エンドブースト期間と第一ターンオフ期間との間に測定される前記第一マグネトロンの平均電圧に基づいて、前記第一バーニング電圧を計算するように構成され、
前記ＤＭＳ構成要素は、第二エンドブースト期間と第二ターンオフ期間との間に測定される前記第二マグネトロンの平均電圧に基づいて、前記第二バーニング電圧を計算するように構成されている、
項目５に記載のスパッタリングシステム。
（項目７）
前記ＤＭＳ構成要素は、プロセス電圧を計算するように構成されている、項目５に記載のスパッタリングシステム。
（項目８）
前記ＤＭＳ構成要素は、前記第一マグネトロンに関連した前記第二マグネトロンへの前記反応性ガスの流れを修正するように構成されている、項目１に記載のスパッタリングシステム。
（項目９）
前記ＤＭＳ構成要素は、前記第一マグネトロンおよび前記第二マグネトロンのうちの少なくとも一つの回転速度を調節するように構成されている、項目１に記載のスパッタリングシステム。
（項目１０）
ＤＣ電力を受け取り、パルスＤＣ電力を前記第一マグネトロンおよび前記第二マグネトロンの各々に印加するように構成されているスイッチング構成要素と、
前記マグネトロンの各々における電圧の測定値を提供することによって前記アクチュエータが前記マグネトロンへの電圧の印加を制御することを可能にする電圧測定構成要素と、
を備え、
前記ＤＭＳ構成要素は、該スイッチング構成要素を制御することによって前記少なくとも二つのマグネトロンの各々への電力の印加の均衡を保たせるように構成されている、項目１に記載のシステム。
（項目１１）
スパッタリングのための方法であって、該方法は、
少なくとも二つのマグネトロンを配置することによって少なくとも一つの二重マグネトロン対を形成することと、
該少なくとも二つのマグネトロンの各々にターゲット材料を取り付けることと、
該ターゲット材料を基質上にスパッタすることと、
該少なくとも二つのマグネトロンの各々に印加される電力および電圧の均衡を保たせることによって該ターゲット材料の消費の均衡を保たせることと、
を備える、方法。
（項目１２）
各マグネトロンに印加される前記電圧の均衡を保たせることは、
他方のマグネトロンに関連した一方のマグネトロンへの反応性ガスの流れを修正することと、
前記マグネトロンの各々の回転速度を調節することと
のうちの一つ以上を含む、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
ターゲット消費における不一致を予測することを含む、項目１１に記載の方法。
（項目１４）
不一致を予測することは、前記第一マグネトロンおよび前記第二マグネトロンの各々の擬似ＤＣバーニング電圧を計算することを含む、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記第一ターゲットのターゲット表面のスパッタ収率を計算することと、
前記第二ターゲットのターゲット表面のスパッタ収率を計算することと、
を含む、項目１４に記載の方法。
（項目１６）
スパッタリングのための方法を行うためのプロセッサ読み取り可能な命令でコードされている、非一時的な有形プロセッサ読み取り可能な記憶媒体であって、該方法は、
二重マグネトロンスパッタリングシステムに、第一マグネトロンからの第一ターゲット材料を基質上にスパッタさせ、第二マグネトロンからの第二ターゲット材料を該基質上にスパッタさせることと、
該少なくとも二つのマグネトロンの各々に印加される電力および電圧の均衡を保たせることによって該第一ターゲット材料の消費を該第二ターゲット材料の消費に均衡させることと、
を含む、
非一時的な有形プロセッサ読み取り可能な記憶媒体。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
添付図面と併せて以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を参照することによって、本発明の様々な目的および利点、ならびにより完全は理解が明らかとなり、より容易に認識される。
【図１】図１は、一実施形態に従ったスパッタリングシステムの一般的な配置を例示する。
【図２】図２は、二つのマグネトロンに対する電圧と反応性ガスとの関係を、グラフをもって例示する。
【図３】図３は、ある期間に亘る電圧と電流との関係を例示する。
【図４】図４は、ＤＭＳシステムの一実施形態の概略図を例示する。
【図５】図５は、ＤＭＳ構成要素およびシステムインターフェースの一実施形態の概略図を例示する。
【図６】図６は、例示的なコンピューティングデバイスの物理的構成要素を描写するブロック図である。
【図７】図７は、例示的な方法を描写する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ＤＭＳシステムにおいて、反応性スパッタリングの作用点間の差異および一対の各マグネトロンに供給される電力における差異に起因して、ターゲットには最終的には消費ムラが起こる。この問題を解決するために、ここで図１を参照すると、本開示のＤＭＳシステムは、第一反応性ガス１０３および／または第二反応性ガス１０４にさらされる、第一金属を有するターゲットＡ１０１、および第二金属を有するターゲットＢ１０２を含み、故に、基質１０５上の材料堆積へと導く反応を引き起こす。電源１０６は、双極パルス電源であり得るが、交流電力をターゲット１０１および１０２の各々に印加する。完全に均衡なターゲット消費を達成するために、両方のターゲット１０１および１０２が実質的に同一の作用点に位置し、各ターゲットに同等の電力を供給することが有益であることが発見された。その結果、多くの実施形態において、二つのターゲットの作用点およびターゲット１０１および１０２の各々に供給される電力の両方が均衡する。
【００１４】
パルス二重マグネトロンシステムにおいて、ターゲット１０１および１０２の各々に供給される電力を個別に制御することが可能である。多くの実際の反応的にスパッタされた化合物に対して、電圧は、反応性化合物によって被覆されたターゲット表面の割合の優れたインジケータであり、プロセスを制御するためのフィードバック信号として用いられ得る。
【００１５】
次に図２を参照すると、図２は、二重マグネトロンシステムの電圧対反応性ガスフロー制御空間を示す。重要な点は、各マグネトロンはそれ自身の制御曲線を有し、それら制御曲線は、ハードウェアにおける不可避の非対称性に起因して異なるということである。図２に見られるように、曲線２０１は、例えばターゲットＡ１０１に関連付けられたマグネトロンに対する制御曲線に関連し、制御曲線２０２は、例えばターゲットＢ１０２に関連した別のマグネトロンに対する制御曲線に関係付けられる。所与の反応性ガスフローに関し、各マグネトロンには同一の電力が供給されているとして、電圧は異なっている。これは、化合物で被覆されたターゲットの異なる割合、および各ターゲットの異なるターゲット材料除去率を示す。
【００１６】
各マグネトロンに対するターゲット材料除去率を一致させる最高のパフォーマンス方策は、各マグネトロンに対するバーニング電圧を一致させ、かつ各マグネトロンへの電力をも一致させるであろう。この場合、制御するものが二つあるため、二つのアクチュエータが必要となる。電力の均衡は、パルス電力電源によって明確に達成され得る。電圧の均衡は、例えば二次ガスマニホールドおよび／またはガスフローを制御する手段（例えば、質量流量を制御する手段）を用いることによって、他方に対して一方のマグネトロンへの反応性ガスの流れを修正することによって達成され得る。回転可能マグネトロンが用いられる場合は、図２に示されるように、回転速度を増加させることによって遷移曲線を左へと移動させることも可能である（例えば、Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｓｐｕｔｔｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，回転マグネトロンに関するＳｅｃｔｉｏｎ  ５．５．３，ＤｅｐｌａおよびＭａｈｉｅｕ編集，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，２００８を参照されたい）。
【００１７】
第二のアクチュエータが利用できない場合は、二つの明確な可能性がある。第一に、各マグネトロンに供給される電力を単純に均衡にすることである。第二に、二つのマグネトロンの電圧を一致させ、電力の不均衡を受け入れることである。これは、ターゲット材料除去率において最小の差異を実際にはもたらし得る。なぜなら、ターゲット材料除去率が電圧の強力な相関的要素であり得るからである。各マグネトロンへ供給される電力の高速リードバックを用いると、電力の不均衡を測定し、ターゲット消費における不整合を予測することが可能である。
【００１８】
パルスＤＭＳ配列を駆動するための波形が図３に示される。ここで、高速電圧フィードバックのために平均化されるべき波形間隔が定義される。より詳細には、丸で囲まれた平坦線の間隔３０１ａにおける電圧３０１は、マグネトロンの擬似ＤＣバーニング電圧を反映する。電圧３０１は、従って、反応性化合物で被覆されたターゲット１０１および１０２のターゲット表面の割合、故にターゲット表面のスパッタ収率、に対する好適なインジケータである。
【００１９】
図３に見られるように、電流における変化も追跡および制御される点にも留意すべきである。まず、サイクルの最初における高速電力スルーレートおよび高次スタートアップ閾値が望まれる。これは、電流源の近似を提供し、それは擬似ＤＣモードにおけるマグネトロンスパッタリングプロセスを駆動ために有益である。
【００２０】
次に図４を参照すると、該図は、スパッタリングシステム４００を例示する概略ブロック図であり、一実施形態に従い、スパッタリングシステム４００は、ＤＭＳ構成要素４３０によって印加されるＤＣパルスを受け取るように構成されるプラズマスパッタリングチャンバ４１０を有し、スパッタリングシステム４００は、基質４２０の表面において形成される化合物４２２を基質４２０に受け取らせる。多くの実行において、ＤＭＳ構成要素４３０は、マグネトロン４５２および４５４に独立して供給されるＤＣ電力パルス（例えば、図３と一致のもの）を修正することによってマグネトロン４５２および４５４への電力の印加を均衡にするように構成される。加えて、ＤＭＳ構成要素４３０は、マグネトロン４５２および４５４の各々における電圧を計測することによって、１つ以上のアクチュエータ（例えば、質量流量コントローラ４５６ａおよび４５６ｂ、ならびに回転コントローラ４５８ａおよび４５８ｂ）を用いてマグネトロン４５２および４５４の各々に印加される電圧が制御されることを可能にする。マグネトロン４５２および４５４の各々において（一つ以上のアクチュエータ４５６ａ、４５６ｂ、４５８ａおよび４５８ｂを用いて）電圧および（ＤＭＳ構成要素４３０のスイッチされた電力を用いて）電力の印加を独立して制御することによって、各マグネトロン上のターゲット材料の消費が均衡し得る。本実施形態においては回転コントローラ４５８ａおよび４５８ｂが図示されているが、必ず必要なものではない。先に述べたように、全てのマグネトロンが回転性能を与えられているわけではなく、マグネトロン４５２および４５４の各々の動作電圧は、反応性ガスフローの制御によって変わり得る。
【００２１】
ＤＭＳ構成要素４３０は、先に述べたように、マグネトロン４５２および４５４の各々に電力を印加するスイッチング構成要素と接続されたＤＣ動力源によって実現され得、当業者に既知の電圧センサが、アクチュエータの制御におけるフィードバックを提供するために利用され得る。「Ｐｕｌｓｅｄ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  Ｐｌａｓｍａｓ」と題する米国特許第５，９１７，２８６号および「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ａｐｐｌｙｉｎｇ  Ｐｅｒｉｏｄｉｃ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ」と題する米国特許出願第２０１１０２４８６３３号は、いずれも参照することにより本書に組み込まれるが、部分的に、ＤＭＳ構成要素４３０を実現するために用いられ得る例示的な構成要素を開示する。加えて、（ハードウェアによって実現され得る）制御ロジック、またはハードウェアと関連するソフトウェアが、電圧センサからのフィードバックに基づいてスイッチング構成要素を制御し制御信号を発生させるために利用され得る。
【００２２】
図４に図示される実施形態の幾つかの変形例において、ＤＭＳ構成要素４３０は、アクチュエータ４５６ａ、４５６ｂ、４５８ａおよび４５８ｂを制御する制御信号４６０ａ〜ｄを提供し得る。しかし、他の実施形態において、ＤＭＳ構成要素４３０は、制御信号４６０ａ〜ｄを発生させるために外部コントローラによって用いられ得る電圧測定情報を含む、一つ以上の出力４６２を提供する。
【００２３】
先に述べたように、電圧均衡は、二次ガスマニホールドおよびガスフローを制御する（当業者に既知の）ガスフロー制御手段を用いることによって、他方に対して一方のマグネトロンへの反応性ガス４５６ａおよび４５６ｂの流れを修正することによって達成され得る。回転可能マグネトロンが用いられる場合、図２に示されるように、回転速度を増加させることによって遷移曲線を左に移動させることも可能である。
【００２４】
ここで図５に移ると、ＤＭＳ構成要素４３０を実現するために利用され得る構成要素が示される。示されるように、コントローラ５０１は、制御信号５０６によって動力源５０２と、かつスイッチング制御信号５０４によって複数のスイッチング構成要素５０３とに動作可能に結合される。本実施形態におけるコントローラ５０１は、スイッチング制御信号５０４を発生することによってスイッチング構成要素５０３（Ｈブリッジ構成において実行され得る）を動作させる。コントローラは、（質量流量コントローラ４５６ａおよび４５６ｂを制御する）質量流量制御信号４６０ａおよび４６０ｂ、ならびに（回転コントローラ４５８ａおよび４５８ｂを制御する）回転制御信号４６０ｃおよび４６０ｄをも提供する。示されるように、コントローラ５０１は、少なくとも一つの電流トランスデューサ５０７および電圧ピックアップ５０８からフィードバックを受け取ることによって、電極またはマグネトロン４５２および４５４における電流および電圧の表示を受け取る。信号５０４、４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃ、４６０ｄおよび５０６は、感知された電流および感知された電圧からのフィードバックに応答して発生される。幾つかの実施形態において、スイッチング構成要素５０３は、米国特許出願第１３／１０４，９４２号または米国特許第８，３９１，０２５号に開示されるように構成および制御され得る。該米国特許出願および米国特許の開示は、参照することにより本書に組み込まれる。
【００２５】
ここで図５と並行して図３を参照すると、コントローラ５０１は、信号５０４および５０６を発生させ、該信号は、合わせると印加される電圧３０１および電流３０２を制御し、エンドブーストとターンオフとの間の間隔３０１ａの間の平均電圧リードバックは、擬似ＤＣバーニング電圧を表す。述べたように、間隔３０１ａならびに電圧３０１および電流３０２は、ターゲット材料の消費を均衡させるために制御され得る。
【００２６】
コントローラ５０１は、一部分において、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア要素、あるいは上記の機能を遂行するように設計されたあらゆる組合せによって実行または遂行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代替的には、該プロセッサはあらゆる従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えばＤＳＰおよびマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動した一つ以上のマイクロプロセッサ、または他のあらゆるそのような構成の組み合わせ、としても実行され得る。
【００２７】
本明細書に開示の実施形態に関連して記載される方法またはアルゴリズムの工程は、直接的に、ハードウェア、非一時的プロセッサ読み取り可能な媒体においてコードされたプロセッサ実行可能命令、またはそれら二つの組み合わせにおいて具体化され得る。ソフトウェアモジュール（非一時的プロセッサ実行可能命令を含む）が、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で周知の他のあらゆる形式の記憶媒体に存在し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサと結合することによって、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取りかつ記憶媒体に情報を書き込み得る。代替的に、記憶媒体は、プロセッサと一体型であり得る。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣに存在し得る。ＡＳＩＣは、ユーザーターミナルに存在し得る。代替的に、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザーターミナルにおける個別の構成要素として存在し得る。
【００２８】
次に図６を参照すると、例示的な実施形態に従ったコントローラ５０１を実現するために用いられ得る物理的構成要素を描写するブロック図が示される。示されるように、本実施形態において、ディスプレイ部分６１２および不揮発性メモリ６２０は、バス６２２と結合しており、該バスはまた、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）６２４、プロセッシング部分（Ｎ数のプロセッシング構成要素を含む）６２６、およびＮ数のトランシーバを含むトランシーバ構成要素６２８と結合している。図６に描写される構成要素は物理的構成要素を表すが、図６は詳細なハードウェア図を意図していない。故に、図６に描写される多くの構成要素は、共通構成によって実現され得るか、または追加的な物理的構成要素間に分配され得る。さらに、他の既存の、およびこれから開発される、物理的構成要素やアーキテクチャが、図６を参照して記載される機能的構成要素を実行するために用いられ得ることが考えられる。
【００２９】
本ディスプレイ部分６１２は、概して、ユーザーにユーザーインターフェースを提供するために動作し、幾つかの実行において、該ディスプレイはタッチスクリーンディスプレイによって実現される。概して、不揮発性メモリ６２０は、データおよびプロセッサ実行可能コード（本明細書に記載の方法の実践に関連した実行可能コードを含む）を記憶（例えば、持続的に記憶）するために機能する、非一時的メモリである。幾つかの実施形態において、例えば、不揮発性メモリ６２０は、ブートローダーコード、オペレーティングシステムコード、ファイルシステムコード、および非一時的プロセッサ実行可能コードを含むことによって、本明細書にさらに記載される、図７を参照に記載される方法の実施を容易にする。
【００３０】
多くの実行において、不揮発性メモリ６２０は、フラッシュメモリ（例えば、ＮＡＮＤまたはＯＮＥＮＡＮＤメモリ）によって実現されるが、他のメモリタイプも用いられ得ることが考えられる。不揮発性メモリ６２０からコードを実行することが可能ではあるが、不揮発性メモリ６２０における実行可能コードは、通常はＲＡＭ６２４へとロードされ、プロセッシング部分６２６におけるＮ数のプロセッシング構成要素のうちの一つ以上によって実行される。
【００３１】
ＲＡＭ６２４に接続されたＮ数のプロセッシング構成要素は、概して不揮発性メモリ６２０において記憶された命令を実行するために動作することによって、ターゲット材料の均衡な消費が達成される。例えば、図１から４および６を参照して記載される方法を実践する非一時的プロセッサ実行可能命令は、不揮発性メモリ６２０に持続的に記憶され、ＲＡＭ６２４に接続されたＮ数のプロセッシング構成要素によって実行され得る。当業者が認識するように、プロセッシング部分６２６は、ビデオプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）グラフィックプロセッシングユニット（ＧＰＵ）および他のプロセッシング構成要素を含み得る。
【００３２】
入力構成要素は、第一ターゲット材料および第二ターゲット材料の消費を示す信号を受信するように動作し、該消費は、二重マグネトロンシステムにおける各マグネトロンの電圧の測定値を含み得る。入力構成要素は、マグネトロン４５２および４５４に提供される電流を示す（例えば、電流トランスデューサ１０７からの）信号も受信し得る。出力構成要素は、先に述べたように、信号４６０ａ，４６０ｂ，４６０ｃ，４６０ｄ，５０４および５０６を提供するために動作し得る。
【００３３】
描写されるトランシーバ構成要素６２８は、Ｎ数のトランシーバのチェーン（ｃｈａｉｎｓ）を含み、該チェーンは、ワイヤレスネットワークを介した外部デバイスとの通信のために用いられ得る。Ｎ数のトランシーバの繋がりの各々は、特定の通信スキームと関連したトランシーバを表し得る。
【００３４】
ここで図７を参照すると、一実施形態に従った方法７００が記載される。方法７００は、少なくとも二つのマグネトロンを配置すること７０２によって少なくとも一つの二重マグネトロン対を形成することと、該少なくとも二つのマグネトロンの各々にターゲット材料を取り付けること７０４と、該ターゲット材料を基質上にスパッタすること７０６と、該少なくとも二つのマグネトロンの各々に印加される電力および電圧の両方を均衡にすることによって該ターゲット材料の消費を均衡にすること７０８と、を含む。方法７００は、図１〜６を参照して本明細書に記載される実施形態を用いて達成され得る。本開示の実施形態の先の記載は、いかなる当業者もが本発明を作成または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態への様々な修正が、当業者にとって容易に分かり、本明細書に定義の一般的原理は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。故に、本発明は、本明細書に示される実施形態に限定されることを意図せず、本明細書に開示される原理および新規の特徴に整合しつつ最も広い範囲と一致するものである。
【図１】
0006375375.tif 000002
【図２】
0006375375.tif 000003
【図３】
0006375375.tif 000004
【図４】
0006375375.tif 000005
【図５】
0006375375.tif 000006
【図６】
0006375375.tif 000007
【図７】
0006375375.tif 000008