(57)【要約】  少なくとも２個の回転カソードを含むカソード配列を用いて基板をコーティングするための方法が、開示される。前記方法は、少なくとも二つの回転カソードのうち少なくとも一つを第一の方向に回転させ、且つ、同時に、少なくとも二つの回転カソードのうち少なくとも一つを第二の方向に回転させることを含む。第一の方向は、第二の方向と逆である。更に、コーティングプロセスを制御するためのコントローラが開示される。更に、基板をコーティングするためのコーターが開示される。コーターは、本明細書で開示されるように、少なくとも２個の回転カソードを有するカソード配列、及び、１個のコントローラを含む。【選択図】図６
2015524022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２個の回転カソードを含むカソード配列を用いて基板をコーティングする方法であって、
ａ）前記少なくとも２個の回転カソードのうち少なくとも１個を第一の方向に回転させること、及び
ｂ）同時に、前記少なくとも２個の回転カソードのうち少なくとも１個を第二の方向に回転させること、
を含み、前記第一の方向は、前記第二の方向と逆である、方法。
【請求項２】
前記カソード配列は、少なくとも４個の回転カソードを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記カソード配列は、偶数個の回転カソードを含み、前記少なくとも２個の回転カソードの第一の半分が前記第一の方向に回転し、且つ前記少なくとも２個の回転カソードの第二の半分が前記第二の方向に回転する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも４個の回転カソードが、交互に逆方向に回転する、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも２個の隣接する回転カソード間の距離が、少なくとも２個の他の隣接する回転カソード間の距離と異なる、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも２個の回転カソードが、２個の隣接する回転カソードから成る回転カソードの第一のペア、及び、２個の隣接する回転カソードから成る回転カソードの隣接する第二のペアを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
回転カソードの前記第一のペアの前記２個の回転カソードのうちの１個の回転方向が、回転カソードの前記第一のペアの前記２個の回転カソードのうちの他の１個の回転方向と逆であり、任意選択的に、回転カソードの前記第二のペアの前記２個の回転カソードのうちの１個の回転方向が、回転カソードの前記第二のペアの前記２個の回転カソードのうちの他の１個の回転方向と逆である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
回転カソードの前記第一のペアの前記２個の回転カソードの距離、及び任意選択的に、回転カソードの前記第二のペアの前記２個の回転カソードの距離が、回転カソードの前記第一のペアと回転カソードの前記第二のペアとの間の距離と異なる、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
回転カソードの前記第一のペアの前記２個の回転カソードの距離、及び回転カソードの前記第二のペアの前記２個の回転カソードの距離が、同一である、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも２個の回転カソードが、第一の半径を含む弧の円周線上に配置される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも２個の回転カソードの各々が、その内部に配置される少なくとも１個の磁石アセンブリを含み、方法が、
ａ）前記磁石アセンブリが、既定の第一の時間間隔の間、前記基板から前記回転カソードの軸へと垂直に伸びる平面に対して非対称に配置されるように、前記磁石アセンブリを前記回転カソードに対して第一の位置で配置すること、及び
ｂ）前記磁石アセンブリを、前記平面に対してまた非対称に配置される第二の位置へ移動させ、そして、前記磁石アセンブリを既定の第二の時間間隔の間、前記第二の位置で保持すること、
を更に含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
回転カソードの前記第一のペア及び／又は回転カソードの前記第二のペアの各回転カソードにおける磁石アセンブリが、同期的に配置され且つ移動する、請求項６に直接的又は間接的に従属する請求項１１に記載の方法。 
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実行するように適合される、コーティングプロセスを制御するためのコントローラ。
【請求項１４】
基板をコーティングするためのコーターであって、
ａ）少なくとも２個の回転カソードを含むカソード配列、及び
ｂ）請求項１４に記載のコントローラ、
を備えるコーター。
【請求項１５】
前記カソード配列は、少なくとも４個の回転カソードを含み、且つ、前記少なくとも４個の回転カソードのうちの少なくとも２個の間の距離が、前記少なくとも４個の回転カソードのうちの少なくともさらなる２個の間の距離と異なる、請求項１４に記載の基板をコーティングするためのコーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板をコーティングするための方法、基板をコーティングするためのコーター、及びコーティングプロセスを制御するためのコントローラに関する。より詳細には、それは、具体的にはスパッタリングにより、基板をコーティングするための方法、及び基板をコーティングするためのコーターに関する。より詳細には、本開示は、カソードが一般に、回転ターゲットを含む回転カソードであるような、マグネトロンスパッタリングに向けられている。さらにより詳細には、本方法及びコーターは、静的スパッタリング堆積に向けられている。本開示は、詳細には、堆積、パターニング、並びに、基板及びコーティングの処理に用いられる設備、プロセス、及び材料を伴う基板コーティング技術ソリューションに関し、代表例は、限定されないが、以下に関係する応用形態を含む：半導体及び誘電体材料及び装置、シリコンベースのウエハ、フラットパネルディスプレイ（ＴＦＴなど）、マスク及びフィルター、エネルギー変換及び貯蔵（太陽電池、燃料電池、及びバッテリーなど）、ソリッドステート照明（ＬＥＤ及びＯＬＥＤなど）、磁気及び光記憶装置、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）及びナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ）、微小光及び光電気機械システム（ＮＥＭＳ）、微小光及び光電子装置、透明基板、建築用及び自動車用ガラス、金属箔及びポリマー箔並びにパッケージングのためのメタライゼーションシステム、並びに、マイクロ及びナノモールディング。
【背景技術】
【０００２】
多くの応用形態において、基板上にコーティング材料の薄い層を堆積することが望まれる。層を堆積するための既知の技術は、具体的には、蒸発及びスパッタリングである。
【０００３】
スパッタリングは、基板の表面上に種々の材料の薄膜を堆積するために用いられる真空コーティングプロセスである。例えば、スパッタリングは、アルミニウム若しくはセラミックスの薄い層などの金属層又は酸化物層を堆積するために用いることができる。スパッタリングプロセスの間、高電圧により加速される不活性ガス又は反応性ガスのイオンをターゲットの表面に衝突させることにより、コーティング材料が、前記材料から成るターゲットからコーティングされるべき基板へと輸送される。ガスイオンがターゲットの外部表面に衝突するとき、それらの運動量が材料の原子へと移動し、その結果、それらの幾つかは、ターゲット表面から脱出し、基板上に堆積するために、結合エネルギーに打ち勝つのに十分なエネルギーを獲得することができる。その上に、それらは所望の材料の膜を形成する。堆積される膜の厚さは、基板をスパッタリングプロセスにさらす継続時間に、特に依存する。
【０００４】
堆積層の品質をさらに改善することが、現在望まれている。基板を層でコーティングするとき、基板上で層の高い同質性を有することが望まれる。詳細には、基板上の堆積層の厚さが、基板全体にわたって可能な限り均一であることが望まれる。成長した結晶構造、比抵抗、層の応力、及び光学的特性などの特性に関して高度の同質性を有することが、更に望まれる。例えば、メタライズ層の製造において、信号遅延は層の厚さに依存するので、例えば、ディスプレイの製造において、厚さのばらつきは、わずかに異なった時刻にピクセルがエネルギーを与えられる、という結果をもたらすかもしれない。層をエッチングするときに、異なる位置で同じ結果を達成するためには、均一な層の厚さに依存するということは、更に重要である。更に、堆積プロセスのコストは、可能な限り低くしなければならない。
【０００５】
堆積層のこれらの特性を改善するために、スパッタリングの間、回転カソードの中で磁石を揺らすことが提案された。言い換えると、マグネトロンスパッタカソードの磁石が、零点の周りのある最大外側位置の間を一定の角速度で絶えず運動することが提案された。更に、回転カソードが、ある特定の時間間隔の間、一方向に回転し、その後、同じ時間間隔の間、逆方向に回転することが提案された。
【０００６】
しかしながら、これらの手段の結果の同質性は、応用形態次第で、まだ満足のいくものではなく、まだ改善可能であることが判明している。
【発明の概要】
【０００７】
上記を考慮して、基板をコーティングするための方法及び基板をコーティングするためのコーターが提供される。
【０００８】
一つの態様により、少なくとも２個の回転カソードを含むカソード配列を用いて基板をコーティングするための方法が開示される。前記方法は、少なくとも２個の回転カソードのうち少なくとも１個を第一の方向に回転させ、且つ同時に、少なくとも２個の回転カソードのうち少なくとも１個を第二の方向に回転させることを含む。第一の方向は、第二の方向と逆である。
【０００９】
別の態様により、コーティングプロセスを制御するためのコントローラが開示される。コントローラは、本明細書で開示されるように、カソード配列を用いて基板をコーティングするための方法を実行するために適合される。
【００１０】
別の態様により、基板をコーティングするためのコーターが開示される。コーターは、本明細書で開示されるように、少なくとも２個の回転カソードを有するカソード配列、及びコントローラを含む。
【００１１】
その他の態様、詳細、利点及び特徴は、従属請求項、本明細書の説明及び添付図面から明らかである。
【００１２】
実施形態は、開示された方法の各々を実行するための装置も対象とし、記載された各方法ステップを実行するための装置部分を含む。これらの方法ステップは、ハードウェア構成要素を通して、適当なソフトウェアによるコンピュータプログラムを通して、これら二つの任意の組合せによって、又は任意の他の方法で実行されうる。更に、実施形態は、記載された装置が動作する方法、又は記載された装置が製造される方法にも向けられている。それは、この装置の機能を実行するための又は装置の部分を製造するための方法ステップを含む。
【００１３】
本発明の特徴が得られる方法が詳細に理解できるように、上記で簡潔に要約した本発明のより具体的な説明が、添付の図面に示されている本発明の実施形態を参照することによって得られよう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書に記載される実施形態による基板をコーティングするための方法を説明するための、本明細書で開示される実施形態によるコーターの模式断面図である。
【図２】本明細書に記載される実施形態による基板をコーティングするための方法を説明するための、本明細書で開示される実施形態によるコーターの模式断面図である。
【図３】本明細書に記載される実施形態による基板をコーティングするための方法を説明するための、本明細書で開示される実施形態によるコーターの模式断面図である。
【図４】本明細書で説明される実施形態によるカソードアセンブリの模式断面図である。
【図５】本明細書に記載される実施形態による基板をコーティングするための方法を説明するための、本明細書で開示される実施形態によるコーターの模式断面図である。
【図６】本明細書に記載される実施形態による基板をコーティングするための方法を説明するための、本明細書で開示される実施形態によるコーターの模式断面図である。
【図７】本明細書に記載される実施形態による基板をコーティングするための方法を説明するための、本明細書で開示される実施形態によるコーターの模式断面図である。
【図８】本明細書に記載される実施形態による基板をコーティングするための方法を説明するための、本明細書で開示される実施形態によるコーターの模式断面図である。
【図９】本明細書に記載される実施形態による基板をコーティングするための方法を説明するための、本明細書で開示される実施形態によるコーターの模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面についての以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指す。一般に、個々の実施形態に関して相違点のみが説明される。
【００１６】
本明細書で説明される、基板を材料でコーティングするプロセスは、通常、薄膜の応用形態を指す。用語「コーティング」及び用語「堆積」は、本明細書において同義に用いられる。本明細書で用いられる用語「基板」は、フレキシブルでない基板、例えば、ウエハ又はガラスプレート、並びに、ウエブ及び箔などのフレキシブル基板の両方を含むものとする。ほとんどの場合において、基板は、例えば、ディスプレイの生産において用いられるガラスプレートなどの、フレキシブルでない基板である。本明細書で説明される実施形態において用いられる通常のコーティングプロセスは、スパッタリングである。
【００１７】
一般に、スパッタリングは、ダイオードスパッタリング又はマグネトロンスパッタリングとして行なうことができる。マグネトロンスパッタリングは、堆積速度がやや速いという点で特に有利である。通常、少なくとも一つの磁石、例えば、一つの磁石又は二つの磁石が、回転カソードの中に配置される。実施形態によれば、磁石は、移動可能なように回転カソードの中に配置される。本明細書中で用いられる回転カソードは、通常、曲線状の回転ターゲットを含む曲線状の回転カソードである。ターゲット表面の直下に生成される磁場の中に自由電子を閉じ込めるために、回転カソードの場合にカソードの中に磁石を配置することにより、これらの電子は磁場の範囲内で運動することを強いられ、脱出することができない。このことは、ガス分子をイオン化する確率を通常数桁高める。このことは、次に、堆積速度を著しく増大させる。
【００１８】
一般に、基板は、コーティングの間、連続的に動かされるかもしれないし（「動的コーティング」）、又は、コーティングされるべき基板は、コーティングの間、静止している（「静的コーティング」）。動的コーティングの場合には基板ホルダもまたしばしばコーティングされるので、静的コーティングは、コーティングのために使い果たされるターゲット材料の量が動的コーティングと比べて少ない、という点で有利である。静的コーティングは、詳細には、大面積基板のコーティングを可能にする。基板がコーティングエリアに入れられ、コーティングが行われ、そして、基板は再びコーティングエリアから取出される。本開示は、具体的には、静的コーティングに関する。
【００１９】
スパッタリングは、ディスプレイの生産において使用することができる。より詳細には、スパッタリングは、電極又はバスの生成などのメタライゼーションのために使用されうる。それはまた、ＬＣＤの応用形態などにおける薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の生成のために使用される。それはまた、特に、カラーフィルタ応用形態及び／又はピクセルＩＴＯ応用形態のための、ＩＴＯ（インジウムすず酸化物）層などの透明導電層の生成のために、使用されうる。例えば、堆積層は、ＴＦＴスタックの下部電極を形成するように構成されうる。
【００２０】
スパッタリングはまた、薄膜太陽電池の生産においても使用することができる。一般に、薄膜太陽電池は、バックコンタクト、吸収層、及び透明導電酸化膜層（ＴＣＯ）を備える。通常、バックコンタクト及びＴＣＯ層は、スパッタリングにより製造されるが、吸収層は通常、化学気相堆積プロセスにおいて、製造される。
【００２１】
化学気相堆積などの蒸発プロセスと比較して、スパッタリングは、スパッタはできるが蒸発させることはできない材料が存在する、という点で有利である。更に、製造された層の基板への付着力は、蒸発プロセスにおけるより、スパッタリングプロセスにおける方が、通常強い。更に、スパッタリングは、方向性のあるプロセスなので、材料の大部分が基板へ運ばれ、（蒸発の応用形態におけるように）堆積装置の内側をコーティングする、ということはない。本開示は、具体的には、スパッタリングに関する。
【００２２】
従って、本明細書に記載されるコーターは、通常、スパッタ装置であり、回転カソードは回転スパッタカソードである。本開示の態様により提供される複数の回転カソードは、本明細書中で「カソード配列」と呼ぶものとする。用語「カソード」及び「カソードアセンブリ」は、本明細書中で同義に用いられるものとする。
【００２３】
本明細書で用いられる用語「磁石アセンブリ」又は「磁石」は、磁場を発生させることができるユニットである。通常、磁石アセンブリは、永久磁石から成る。この永久磁石は、回転カソードの中に、通常、配置される。多くの実施形態において、磁石アセンブリは磁石ヨークを備える。磁石アセンブリをカソード内で動かすことにより、より詳細には、回転中心として回転カソードの軸に沿って磁石アセンブリを回転させることにより、スパッタされる材料を様々な方向に向けることができる。詳細には、磁石アセンブリの運動と結合して、回転カソードに印加される電圧又は電力が時間とともに変動しうる。すなわち、一定でない電圧又は一定でない電力が、実施形態により、回転カソードに印加されうる。
【００２４】
図１は、基板ホルダ１１０上に配置されている基板１００を図式的に説明する。カソード配列１が、回転カソードの配列、つまり、基板１００に近接して順番に配置される６個の回転カソード１０、１１、１２、１３、１４、及び１５、を含むものとして図示される。基板の電位と比べて負の電位が、回転カソードに印加されうる。代替方法として、ハウジングがアノードとして働く。
【００２５】
本開示内で、図は、例示的に示される基板とともにコーターの断面概略図を示す。通常、回転カソードは、円柱の形を有する。言い換えると、図面を見る場合、カソードは、紙の中へ、且つ、紙の外へ伸びる。同じことが、後で論じられ、また断面の要素として図式的にのみ示される、磁石アセンブリに関して当てはまる。磁石アセンブリは、円柱の全長に沿って伸びうる。技術的な理由のため、それらは円柱の長さの少なくとも８０％に沿って伸びるのが一般的であり、より一般的には、回転カソードの長さの少なくとも９０％に沿って伸びる。
【００２６】
本明細書に記載される実施形態によれば、回転カソードの配列における回転カソードの数は、偶数、例えば、２、４、６、８、１０、１２、１４、等である。以下でより詳細に説明されるように、全ての２個の近接する回転カソードは、言語的に結合させることができ、「回転カソードのペア」と呼ぶことができる。本明細書で用いられる回転カソードのペアを参照すると、回転カソードのペアの２個の回転カソードが互いに近接して配置されることが、理解される。ゆえに、時々、それらは、「近接する回転カソードのペア」とも呼ばれうる。
【００２７】
回転カソードの回転を参照すると、回転カソードの外側部分、すなわち、ターゲットが回転可能であることが理解されるであろう。以下でより詳細に論じられるように、これは、バッキングチューブなどの、回転カソードの他の部分が回転可能である、ということをも含みうる。しかしながら、回転カソードの幾つかの部分は、回転するように、通常、適合されていない。これらの部分は、回転ターゲットの「内側部分」と呼ぶものとする。
【００２８】
回転カソードは、その縦軸に沿って回転可能である。現在記載されている実施形態によれば、回転カソードの各々が、第一の方向（時計方向など）又は第二の方向（反時計方向など）に回転することができる。第一の方向は、第二の方向と逆の回転方向である。本明細書に記載される態様によれば、少なくとも一つの回転カソードが第一の方向に回転し、一方で、少なくとも一つの回転カソードが第二の方向に回転する。通常、もし偶数の回転カソードが提供されるならば、第一の方向に回転する回転カソードの数は、第二の方向に回転する回転カソードの数と等しい。
【００２９】
代替方法として、配列における回転カソードの数は、９、１１、１３又は１５などの奇数であるかもしれない。もし、２ｎ＋１個の回転カソードなどの奇数の回転カソードが提供されるならば、ｎ個の回転カソードが第一の方向に回転し、一方、ｎ＋１個の回転カソードが第二の方向に回転するのが、一般的である。基板の同質性及び均一性に対する最も外側の回転カソード（通常、２ｎ＋１番目の回転カソードである）の影響は、基板の中心により近く配置された回転カソードに比べて小さい。何故なら、実施形態によれば、最も外側の１個又は２個の回転カソードは、スパッタリングの間のエッジ効果を減少させるため、基板に近接して突き出る仕方で配置されうるからである。
【００３０】
もし本明細書で複数の回転カソードが逆方向に回転すると記載されるならば、それらは同時に（従って、続いて、ではなく）そのように回転すると解釈されるものとする。
【００３１】
例えば、図１に図示されるコーターは、６個の回転カソード１０から１５を含む。これは例示目的のためであることが理解されるべきであり、コーターは、１０個等の、６個より多い又は少ない回転カソードをも含みうる。実施形態によれば、回転カソードの各々が、１個の隣接する回転カソード（図１における回転カソード１０及び１５等）又は２個の隣接する回転カソード（図１における回転カソード１１、１２、１３、及び１４等）を有する。用語「隣接する（ｎｅｉｇｈｂｏｕｒｉｎｇ）」は、本明細書において、「近接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」を意味するために使用されるものとする。それは、検討中の回転カソードの隣の回転カソードを指すものとする。例えば、回転カソード１２の隣接するカソードは、回転カソード１１及び１３である。
【００３２】
図１の図解に限定されない代表的な実施形態によれば、各回転カソードは、それの１個又は２個の隣接するカソードの回転方向と逆の方向に回転する。例えば、図１の図解において、回転カソードは交互の仕方で回転しうる、すなわち、回転カソード１０、１２及び１４は第一の方向に回転することができるのに対して、同時に、回転カソード１１、１３及び１５は第二の方向、つまり第一の方向と逆の方向に回転しうる。代替方法として、幾つかの隣接する回転カソードは第一の方向に回転し、同時に、カソード配列の残りが逆方向に回転することが可能である。例えば、回転カソード１０、１１、及び１２が第一の方向に回転しうるのに対し、同時に回転カソード１３、１４、及び１５は第二の方向に回転する。代替方法として、回転カソード１０、１１、及び１４が第一の方向に回転し、一方、同時に、回転カソード１２、１３、及び１５が第二の方向に回転することが可能である。
【００３３】
代表的な実施形態によれば、少なくとも一つの回転カソードの回転方向が、コーティングプロセスの間、変更されない。通常、全ての回転カソードの回転方向が、コーティングプロセスの間、変更されない。本明細書で理解されるコーティングプロセスは、一つの基板のコーティングを含みうる、又はそれから成りうる。
【００３４】
回転カソードの回転速度は、例えば全スパッタリングプロセスの間、一定でありうる。代替方法として、一つ又は複数の回転カソードの回転速度が、一定でなくともよい。どちらにしても、通常、カソード配列の全ての回転カソードの回転速度は、回転方向にかかわらず、同一である。
【００３５】
更に、本明細書で説明される様々な図において示され、且つ本明細書に記載されるすべての実施形態に当てはまるように、回転カソードの基板への距離は様々でありうる。通常、本明細書で理解されるカソード間の「距離」という用語は、カソードの中心軸と中心軸との間の距離を指す。
【００３６】
例えば、基板のエッジにより近く配置される回転カソードの基板への距離は、基板のエッジからより遠く離れて（すなわち、基板の中心の方へ、又は中心に）配置される回転カソードの距離より小さいこともありうる。この文脈で理解される距離とは、回転カソードの軸から基板に至る仮想線の長さであり、仮想線は垂直に基板の表面に達する。
【００３７】
基板１１０とカソードの間の様々な距離を有するそのような配列が、図１から図５及び図７に図示されている。特に、図１において、回転軸の中心軸が、参照番号２１で示される。最も外側の回転カソード１０が、基板に最も近く、すなわち、点線２２で示される距離で、配置される。それと比べて、回転カソード１１は、基板からより遠く離れて配置され、回転カソード１２は、基板から最も遠く離れて、すなわち、点線２３で示される距離で、配置される。
【００３８】
一般に、且つ、いかなる実施形態にも限定されないが、基板から最も遠く離れて配置される一つ又は複数のターゲット（例えば、図１におけるターゲット１２及び１３）の距離に対する、基板に最も近く配置される一つ又は複数のターゲット（例えば、図１におけるターゲット１０及び１５）の距離の比率は、０．６から０．８までの範囲でありうる。例えば、基板から最も遠く離れたカソードは、１７０ｍｍから２５０ｍｍの間の距離で配列されうる。付加的に、又は代替的に、基板に最も近いカソードは、１１０ｍｍから２００ｍｍの間の距離で配列されうる。
【００３９】
すでに手短に論じられたように、既知の堆積技術は、特に垂直方向において、厚さにおける非均一性に部分的に帰着する。これは、時々、「左から右へのドリフト」と呼ばれる。更に、非均一性は、基板上の広範な抵抗分布に帰着する。基板上に厚さの傾斜さえも存在しうる。
【００４０】
堆積の同質性を改善するために、スパッタリングの間にターゲットの堆積方向を変更することが、提案された。これは、同質性の改善という結果をもたらしたが、回転方向を変化させるときのスパッタリングプロセスの中断により、全堆積時間の増加も招いた。更に、ターゲット回転ドライバの摩耗が増加し、メンテナンスコストの上昇をもたらし、停止時間を増加させた。
【００４１】
本開示の態様によれば、コーティングプロセスは中断されない。その代わりに、堆積の間中、選択可能な数の回転カソードが一方向に回転し、一方で、選択可能な数の回転カソードが逆方向に回転する。通常、回転カソードは交互に逆方向に回転する。例えば、一つおきに回転カソードが第一の方向に回転し、一つおきの回転カソードの間にある回転カソードが第二の方向に回転する。全ての図に示されているように、回転カソードは、基板に面するような配列で、通常、配列される。しかしながら、すでに論じたように、各回転カソードと基板との間の距離は、異なりうる。
【００４２】
提案されたコーティング方法は、基板上の同質性の改善、従って抵抗分布の改善をもたらすことを、本応用形態の発明者は見出した。代表的なスパッタ材料は、ＩＯ（インジウム酸化物）、ＩＴＯ（インジウムすず酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＩＧＺＯ（インジウムガリウム亜鉛酸化物）である。それらの材料は、部分的反応性の仕方でスパッタされうる。更に、ターゲットは、Ｃｕ（銅）、モリブデン（Ｍｏ）及びチタン（Ｔｉ）等の金属から構成されうる。それらの材料は、非反応性の仕方でスパッタされうる。
【００４３】
反応性スパッタプロセスは、リストアップされたターゲット材料などの、ターゲット材料の堆積された酸化物を提供しうる。しかしながら、窒化物又は酸素窒化物もまた、堆積されうる。更に別の実施形態によれば、ターゲット材料は、アルミニウム（例えば、それによりＡｌ２Ｏ３を生成する）、シリコン、タンタル、及びニオブから成る群からも選択することができる。
【００４４】
図２は、アノード３５を含む実施形態を図示する。正電位がアノードに印加され、それらは回転カソードの間に配置される。示されているように、且つ図２の実施形態に限定されないが、アノードは、隣接する回転カソードの各々の間に提供されうる。そのようなアノードは、棒の形状を一般に有することができ、棒の軸は、角型チューブの軸と平行に一般に配置されている。他の実施形態において、別のバイアス電圧が基板に印加されうる。アノードの提供及び使用は、本明細書に記載される全ての実施形態で可能であるが、明確さのため、アノードは、図２及び図３に関してのみ明示的に描かれている。詳細には、アノードは、後でより詳細に論じられるカソードのペアの間に提供されうる。
【００４５】
図３は、磁石アセンブリ２５が、回転カソード１０から１５の中に置かれていることが図式的に示されている、実施形態を図示する。本明細書に記載される実施形態で使用される代表的な永久磁石は、二つのＮ磁極と一つのＳ磁極を持つ。これらの磁極はそれぞれ、磁石アセンブリの一つの面に関連する。前記面は、一般に、内側から回転カソードに向く。図示されている例によれば、カソードは、基板表面に対して同じ距離で配列される。更に、カソードは、お互いへ同一の距離を有するものとして、例示的に図示される。本明細書に記載される実施形態によれば、これらの特徴の任意の組合せが可能である。
【００４６】
図３には明示的に示されていないけれども、図１、図２、図６、図７及び図９に関して例示的に記載されているように、図３の実施形態のカソードはまた、弧上に配列されうる。カソードの数は、６以外の任意の他の数、例えば、１０であってよい。図３に示される磁石の記載はまた、本明細書に記載される他の全ての実施形態、特に、カソードのペアを持つ実施形態に関しても当てはまる。更に、図３に示されるアノード３５は必須ではなく、他の種類のアノードが一般に使用されうる。
【００４７】
多くの場合において、一つの磁極が中央に配置され、二つの反対磁極がそれに近接して配置される。図３において、そのような位置状況を図示するために、磁石アセンブリ２５の拡大図が示される。示されているように、Ｓ極が中央に配置され、一方で、Ｎ極がＳ極を囲む。磁極面の形状は、それらが配置されている曲線状の回転ターゲットの曲率に適合させうる。
【００４８】
基板の表面は平面を定義し、その断面が図に示されている。基板の方向は、空間的に水平又は垂直でありうる。詳細には、大面積コーティングの点から見て、もし基板が垂直に方向付けられるならば、それは基板の輸送及びハンドリングを単純化及び容易化しうる。それゆえ、本明細書において、用語「垂直」は、基板の平面を参照する。他の実施形態において、基板を水平方向と垂直方向との間のどこかに配置することさえ可能である。
【００４９】
本開示は、大面積基板コーティングに特に向けられている。本明細書に記載される実施形態は、ディスプレイＰＶＤ、すなわち、ディスプレイ市場用の大面積基板上のスパッタ堆積のために利用することができる。幾つかの実施形態によれば、大面積基板は、又は、複数の基板を持つそれぞれのキャリアは、少なくとも０．６７ｍ２のサイズを持ちうる。一般に、サイズは、約０．６７ｍ２（０．７３×０．９２ｍ−Ｇｅｎ４．５）から約８ｍ２までであることができ、より一般には約２ｍ２から約９ｍ２まで、又は１２ｍ２に及ぶことさえありうる。一般には、本明細書に記載された実施形態により、構造、カソードアセンブリなどの装置及び方法が提供される基板又はキャリアは、本明細書に記載された大面積基板である。例えば、大面積基板又はキャリアは、約０．６７ｍ２の基板（０．７３×０．９２ｍ）に対応するＧＥＮ４．５、約１．４ｍ２の基板（１．１ｍ×１．３ｍ）に対応するＧＥＮ５、約４．２９ｍ２の基板（１．９５ｍ×２．２ｍ）に対応するＧＥＮ７．５、約５．７ｍ２の基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に対応するＧＥＮ８．５、又は約８．７ｍ２の基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に対応するＧＥＮ１０とさえすることができる。ＧＥＮ１１及びＧＥＮ１２などのよりいっそう大きな世代、並びに対応する基板面積が、同様に実現されうる。
【００５０】
回転カソードを回転させる記載の方法に追加して、磁石アセンブリ２５は、回転カソード内で動くことができる。このことは図３に示されており、ここで、回転カソード１０、１１、１２、１３及び１５における各磁石アセンブリ２５が、例示目的のため、回転カソード内の外側の位置に描かれており、且つ、回転カソード１４における磁石アセンブリ２５が、例示目的のため、ゼロ角度位置に描かれている。磁石アセンブリの運動は、例えば、二つの外側位置の間（図３に図示されたカソードの中にそのうちの一つが示されているような二つの外側位置の間など）で振動する定常運動であってもよいし、又は、運動は、磁石アセンブリの静止時間を含んでもよい。
【００５１】
例えば、磁石アセンブリは、所定の時間間隔の間、ゼロ角度位置以外の位置にとどまってよい。「選択可能な時間間隔の間、磁石アセンブリをゼロ角度位置から離して配置する」という表現は、磁石アセンブリをゼロ角度位置から離して配置し、ある時間の間、正確にこの位置にそれを保つ、と解釈されるものとする、ということに注意すべきである。本開示内では、ゼロ角度位置は、基板に最も近い回転カソード内の位置と定義されることとする。一般的に、この所定の時間間隔は、０．１秒より長く、より一般的には、１秒より長く、より一般的には、１０秒より長く、よりいっそう一般的には３０秒より長い。磁石アセンブリのゼロ角度位置は、基板に最も近い回転カソード内の位置と定義されることとする。図３の実施形態において、ゼロ角度位置は、回転カソード１４に配置された磁石アセンブリによって図示される。
【００５２】
少なくとも２個の回転カソードをスパッタリングプロセスの間、逆方向に回転させ、且つ、磁石アセンブリをスパッタリングの間、回転カソード内で振動させる（揺らす）など、磁石アセンブリをゼロ角度位置から離して配置するという、組み合された方法は、その結果生じる層の特性にとって有益であることがわかった。
【００５３】
本開示の態様によれば、磁石アセンブリは、所定の時間間隔の間、回転カソード内の非ゼロ角度位置に配置される。例えば、磁石アセンブリ２５は、選択可能な時間間隔の間、ゼロ角度位置に対して、−αの角度に配置されてもよいし、その後、それは、選択可能な時間間隔の間、ゼロ角度位置に対して＋αの角度などの、第二の非ゼロ角度位置へと移動される。＋α及び−αの値は、磁石アセンブリの第一の位置が、カソードの軸及びゼロ角度位置を通る仮想平面で鏡映される第二の位置に一般に対応する、ということを示すものとする。本明細書に記載されているように、負の角度は左への偏差を指し、一方、正の角度は右への偏差を指すものとする。角度αの一般的な絶対値は、３５°までであり、より一般的には２５°まで、又はわずかに１５°までである。
【００５４】
磁石アセンブリを非ゼロ角度位置に配置することは、プラズマが、ターゲット表面上の、基板に最も近い領域ではなく、側方に配置された領域に生成されることに、帰結する。従って、スパッタのばらつきが増えるため、磁石アセンブリの位置が傾いていることは、基板ホルダ又はコーティング室内の壁などの、コーティングされることが想定されていない領域のより高いコーティング速度を、結果として生じうる。言い換えると、それは、従って、効率の減少に帰着しうる。この状況にもかかわらず、回転カソードを逆方向に回転させると同時に、磁石をゼロ角度位置から離して配置することにより、基板上の堆積層の同質性が増加しうることが、見出された。層の同質性について話すときに、これは、基板上のコーティングされる領域の至る所の層の厚さ、結晶構造、比抵抗、及び層の応力の均一性として、主に解釈されるものとする。
【００５５】
すでに述べたように、磁石アセンブリを第一の位置及び第二の位置に配置することが一般的であり、ここで、第二の位置は角度の同一の絶対値を持つが、基板−ターゲット相互接続平面で鏡映される。
【００５６】
本明細書で理解されるように、回転カソードの回転ターゲットは、回転ターゲットが据え付けられるバッキングチューブにより支持されうる。回転ターゲットの材料は、スパッタリングプロセスの間、取り除かれるように構成され、コーティングされる基板上に堆積される。スパッタリングプロセスから生ずるターゲット上の高温度を低下させるために、多くの実施形態において、回転カソードは、その内部に冷却材料チューブが備え付けられる。一般に、水が冷却材料として使われる。一般的に数キロワットの桁である、スパッタリングプロセスに投入される電力の大部分が、ターゲットの熱へと伝達されるので、冷却が必要である。例えば、ターゲットチューブの内側部分全部が、水などの冷却材料で満たされる。
【００５７】
図４は、本明細書に記載される実施形態で用いられる回転カソードを、より詳しく例示的に図示する。図４に示されている全要素が、本明細書に記載される全ての実施形態において適用されうる、ということが理解されるべきである。図４に示されているように、回転カソードは、以下の要素を含む。回転ターゲット２０が、バッキングチューブ３０の上に置かれる。通常、回転ターゲット２０は、チューブである。バッキングチューブ３０は、主に、接合又は接着などにより回転ターゲット２０を据え付けるためであり、ターゲット材料は、スパッタリングの間、取り除かれるものと想定されている。バッキングチューブ３０は、幾つかの実施形態において省略されうる。
【００５８】
スパッタリングプロセスから生ずるターゲットの高温度を低下させるために、多くの実施形態において、回転ターゲット２０は、その内部に冷却材料チューブ４０を含む。冷却材料チューブは、一般に、ターゲットチューブと同軸に配置される。一般に、水が冷却材料として使われる。スパッタリングプロセスに投入されるエネルギーの大部分が、ターゲットの熱へと伝達されるので、冷却が必要である。図４の概略図に示されているように、磁石アセンブリ２５は、所望によりその中で様々な角度位置に動くことができるように、バッキングチューブ３０及び冷却材料チューブ４０の内部に配置される。他の実施形態によれば、ターゲットチューブの内側部分全部が、水などの冷却材料で満たされる。
【００５９】
一般に、且つ図４の実施形態に限定されないが、磁石アセンブリ２５は、回転カソード１０の軸２１に据え付けられうる。本明細書に記載されている磁石アセンブリ２５のピボット運動は、必要な回転力を供給するモータによって引き起こされうる。一般的な実施形態において、カソードアセンブリは、二つのシャフト（図４に示されていない）を備える。回転ターゲット２０が据え付けられる第一のシャフト；第一のシャフトは、本明細書に記載されるカソードアセンブリの動作中に回転する。可動性の磁石アセンブリ２５は、一般に、第二のシャフトに据え付けられる。第二のシャフトは、一般に、本明細書に記載された磁石アセンブリ２５の運動を可能にするような仕方で、第一のシャフトとは独立に動く。
【００６０】
実施形態によれば、磁石アセンブリの運動は、全運動時間が１秒未満の範囲で、より一般的には０．５秒未満の範囲であるような高速で行なわれる。ターゲットに印加される電圧を、運動しているときにスイッチオフすることが、更に可能であり、このことは幾つかの実施形態において均一性を更に増加させうる。それ故、通常、印加される電位は、磁石アセンブリの配置と同期される。例えば、電位は、磁石アセンブリの運動の間、最大電位値の最大限３５％、より一般的には最大限２０％の値に低下しうる。
【００６１】
本明細書に記載された態様によれば、隣接する回転カソード間の距離は様々でありうる。詳細には、隣接する回転カソードは、お互いまで第一の距離を有するものもありうるし、一方、お互いまで第二の距離を有するものもありえ、ここで、第一の距離は第二の距離より大きい。回転カソードの集まりのこの配列は、以下で論じられる幾つかの利益を提供する。それは、本明細書中で、「回転カソードの非等距離配置」と呼ぶこととし、且つ、図５から図８に描かれている例示的な実施形態の観点で更に図示されるであろう。
【００６２】
記載された回転カソードの異なる回転方向の有利な効果に加え、コーティングされた基板の幅にわたっての電気的及び光学的特性（例えば、層の抵抗、伝導特性、他）などの基本的な層特性における勾配は、以下のスパッタリングの配列及び方法により、更に減少させることができる、ということが発明者により見出された。本明細書で、基板の「幅」という用語は、回転カソードの軸の延長と直角をなすと解釈される。
【００６３】
スパッタリングのための開示される配列と方法は、以下の図の観点において例示的に記載されるであろう。図５において、６個の回転カソード１０から１５までが描かれているが、これまで説明された図と対照的に、図５の実施形態において、それらは非等距離の仕方で配置される。より詳細には、図５の実施形態に限定されないが、各々２個の隣接する回転カソードが、互いにより接近して配置されることが可能であり、従って、本明細書において、回転カソードの「ペア」として解釈されるものとする。しかしながら、回転カソードの各ペアは、ペア内のカソード間の距離と比較して、回転カソードの次の隣接するペアからより遠く離れて配置される。一般的な実施形態によれば、隣接する回転カソードの各ペアにつき、回転カソードのうちの１個が一方向に回転し、他の１個の回転カソードが逆方向に回転する。
【００６４】
一般的に、カソードのペア内の２個のカソード間の距離の差の、２個の隣接するペア間の距離に対する比率は、０．８０と０．９８の間であり、より一般的には、０．８５と０．９６の間である。例えば、ペアのカソード間の距離は、例えば２４０ｍｍと２７０ｍｍの間などの、２３０ｍｍと２８０ｍｍの間の範囲でありうる。カソードのペア内の２個の隣接するカソード間の距離は、例えば２２０ｍｍと２５０ｍｍの間などの、２１０ｍｍと２６０ｍｍの範囲でありうる（全ての距離は、中心軸から中心軸まで測定される）。
【００６５】
回転カソードを配置するこの方法は、スパッタされた層の一様性の改善及び抵抗のばらつきの減少に関する上記の効果から利益を得る、ということが、発明者により見出された。加えて、カソードのペア間の距離の増加のため、カソードの全体的必要は等距離配置と比べて低下するので、提供されるカソードの数を減少させることができ、そのため生産コストを下げることができる。
【００６６】
６個の回転ターゲットを含む、３つのペアの例が、図５の観点で説明される。そこにおいて、回転カソード１０及び１１、１２及び１３、１４及び１５が、それぞれ回転カソードの一つのペアを形成する。一般に、ｎ個の回転カソードについて、回転カソードのｎ／２個のペアがあることが一般的である。隣接する回転カソードのみが、本開示中で、ペアとして解釈されることができる。一つのペアは、通常、２個の回転カソードを含む。
【００６７】
図５の例示的な配列に更に加えて、図６の実施形態が、磁石アセンブリ２５を更に図示する。磁石アセンブリは、以前に記載されたように、揺らされうる、又はゼロ角度から離れて配置されうる。
【００６８】
例示目的のため、回転カソードの例示的な回転方向が、図６において矢印で図示されている。どの回転カソードが時計方向又は反時計方向に回転するかは重要でないが、各ペアの２個の回転カソードが、それぞれ、同じペアのもう片方のカソードの回転方向と逆方向に回転するということが、論じられている実施形態にとって重要である。図６の例示的な実施形態において、回転カソードの配列の回転カソードは、交互の仕方で回転する、すなわち、各回転カソードは、それの隣接する回転カソードと逆方向に回転する。
【００６９】
図７は、図６の実施形態と同じコーターを図示する。矢印で描かれているように、コーターは、回転方向が図６で図示されている回転方向と逆であるという点で、異なった動作をする。しかしながら、本明細書に記載される多くの実施形態におけるように、そして、詳細には図６に図示されるように、カソード配列は、回転カソードの複数のペアを含み、各ペアの各回転カソードは、同じペアのもう片方の回転カソードと逆方向に回転する。
【００７０】
図８は、１０個の回転カソード１０１から１０９、１１１が、記載のように、ペアで提供されている実施形態を示す。それらは、図８の実施形態において、基板に対し同じ距離で全て配列されるが、ペアの仕方で配列される１０個の回転カソード１０１から１０９、１１１は、基板に対し様々な距離で配置される。一つのペア内の回転カソードは基板に対し同じ距離を有する、又は、一つのペア内の回転カソードは基板に対し異なる距離を有する、ということが可能である。
【００７１】
一般的な実施形態によれば、回転カソードの第一のペアにおける２個の回転カソード間の距離と、回転カソードの第二のペアにおける２個の回転カソード間の距離とは、同一である。これはまた、図５から図９に図示されており、ここで、回転カソードの各ペアは、２個の回転カソードが同一の距離で互いから離れて配置されている。代替方法として又は追加的に、カソードの隣接するペア間の距離は、カソード配列全体にわたって同一でありうる。
【００７２】
回転カソードの長さはコーティングされる基板の長さよりわずかに長い、ということが、更に一般的である。更に、回転カソードの配列（すなわち、回転カソードの集まり）は、基板の幅よりわずかに広くてもよい。「わずかに」とは、通常、１００％から１１０％の間の範囲を含む。わずかに大きいコーティングの長さ／幅の提供は、境界効果を回避することに役立つ。
【００７３】
様々な図に示されているように、回転カソードの集まりは、基板に対し異なる距離で配列される。それらは、弧の形に添って配列されうる。弧の形は、内側の回転カソードが外側のカソードアセンブリより基板により近く置かれるようであってもよい。そのような状況が、図１、図２、図３、図５、図６、図７、及び図９に図式的に示されている。代替方法として、カソードアセンブリの集まりの位置を定義する弧の形は、外側のカソードアセンブリが内側のアソードアセンブリより基板により近く置かれるようであることもまた可能である。散乱の挙動は、スパッタされる材料に依存する。従って、応用形態、すなわち、スパッタされる材料に応じて、カソードアセンブリを弧形に提供することは、同質性を更に増加させるであろう。弧形は、代表的な半径が少なくとも１０ｍ、例えば１５ｍの仮想円に、通常、属している。
【００７４】
本明細書に記載された実施形態に加えて、基板を揺らすことが、代替方法として又は追加的に可能である。基板を「揺らす」という用語は、限定された距離の範囲内で基板を前後に動かすことと解釈されるものとする。通常、基板は、既定の時間間隔の間、第一の位置に配置され、そして、既定の時間間隔の間、第二の位置に配置される。別の実施形態において、基板は、第三の位置及び第四の位置に追加的に配置されうる。
【００７５】
本開示は、層の均一性の増加、並びに、従って堆積層の電気的及び光学的特性の同質化の観点で、コーティング品質の改善を可能にする。
【００７６】
更に、本明細書に記載される幾つかの実施形態によれば、すでに言及されたように、回転カソードの非等距離配列は、スパッタターゲットを節約することを可能にし、このことは、例えば、アノード、ドライバ、水冷、電源のためのハードウェアコスト及びコーターの運転コストを減少させる。例えば、等距離に配列される１２個のカソードを伴うカソード配列が、非等距離に配列される１０個のカソードと同等に提供されうる。シート抵抗及び光伝送のような電気的及び光学的な層特性の勾配が、更に減少又は回避さえできる。加えて、堆積時間を減らすことができ、回転カソードドライバの摩耗を減少させることができる。更に、回転カソードのペア間の距離の増加により、クロスコーナー効果として知られる、ターゲット間の電子のクロストークを減少させることができ、これはその配列においてターゲットの寿命を増加させる。
【００７７】
以上の説明は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく本発明の他の追加の実施形態を考案することができ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められる。
【００７８】
本明細書は、最良の形態を含む本発明を開示し、且つ任意の当業者が本発明を実施し、利用できるようにするために、複数の例を用いる。本発明は種々の具体的な実施形態に関して説明されてきたが、特許請求の範囲の精神及び範囲内で、変更を加えて本発明を実施できることは、当業者には認識されよう。特に、上述の実施形態の互いに非排他的な特徴は、互いに組み合わせることができる。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲に定義されており、また当業者に想到される他の例を含むことができる。このような他の例は、それが特許請求の範囲の文字通りの言葉と相違しない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文字通りの言葉とは実質的な違いがない等価の構造要素を有する場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。
【図１】
2015524022.tif 000003
【図２】
2015524022.tif 000004
【図３】
2015524022.tif 000005
【図４】
2015524022.tif 000006
【図５】
2015524022.tif 000007
【図６】
2015524022.tif 000008
【図７】
2015524022.tif 000009
【図８】
2015524022.tif 000010
【図９】
2015524022.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月28日(2015.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２個の回転カソード（１０−１５、１０１−１０９、１１１）を含むカソード配列（１）を用いて基板をコーティングする方法であって、
ａ）前記少なくとも２個の回転カソードのうち少なくとも１個を第一の方向に回転させること、及び
ｂ）同時に、前記少なくとも２個の回転カソードのうち少なくとも１個を第二の方向に回転させること、
を含み、前記第一の方向は、前記第二の方向と逆である、方法。
【請求項２】
前記カソード配列は、少なくとも４個の回転カソード（１０−１５、１０１−１０９、１１１）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記カソード配列（１）は、偶数個の回転カソードを含み、前記少なくとも２個の回転カソード（１０−１５、１０１−１０９、１１１）の第一の半分が前記第一の方向に回転し、且つ前記少なくとも２個の回転カソード（１０−１５、１０１−１０９、１１１）の第二の半分が前記第二の方向に回転する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも４個の回転カソード（１０−１５、１０１−１０９、１１１）が、交互に逆方向に回転する、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも２個の隣接する回転カソード（１０−１５、１０１−１０９、１１１）間の距離が、少なくとも２個の他の隣接する回転カソード（１０−１５、１０１−１０９、１１１）間の距離と異なる、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも２個の回転カソード（１０−１５、１０１−１０９、１１１）が、２個の隣接する回転カソードから成る回転カソードの第一のペア、及び、２個の隣接する回転カソードから成る回転カソードの隣接する第二のペアを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
回転カソードの前記第一のペアと回転カソードの前記第二のペアの少なくとも一方の前記２個の回転カソードのうちの１個の回転方向が、それぞれ、回転カソードの前記第一のペアの前記２個の回転カソードのうちの他の１個の回転方向と逆であり、回転カソードの前記第二のペアの前記２個の回転カソードのうちの他の１個の回転方向と逆である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
回転カソードの前記第一のペアの前記２個の回転カソードの距離、及び、回転カソードの前記第二のペアの前記２個の回転カソードの距離の少なくとも一方が、回転カソードの前記第一のペアと回転カソードの前記第二のペアとの間の距離と異なる、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
回転カソードの前記第一のペアの前記２個の回転カソードの距離、及び回転カソードの前記第二のペアの前記２個の回転カソードの距離が、同一である、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも２個の回転カソード（１０−１５、１０１−１０９、１１１）が、第一の半径を含む弧の円周線上に配置される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも２個の回転カソード（１０−１５、１０１−１０９、１１１）の各々が、その内部に配置される少なくとも１個の磁石アセンブリを含み、方法が、
ａ）前記磁石アセンブリ（２５）が、既定の第一の時間間隔の間、前記基板から前記回転カソードの軸へと垂直に伸びる平面に対して非対称に配置されるように、前記磁石アセンブリ（２５）を前記回転カソードに対して第一の位置で配置すること、及び
ｂ）前記磁石アセンブリ（２５）を、前記平面に対してまた非対称に配置される第二の位置へ移動させ、そして、前記磁石アセンブリ（２５）を既定の第二の時間間隔の間、前記第二の位置で保持すること、
を更に含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
回転カソードの前記第一のペア及び回転カソードの前記第二のペアの少なくとも一方の各回転カソードにおける磁石アセンブリ（２５）が、同期的に配置され且つ移動する、請求項６に直接的又は間接的に従属する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実行するように適合される、コーティングプロセスを制御するためのコントローラ。
【請求項１４】
基板をコーティングするためのコーターであって、
ａ）少なくとも２個の回転カソード（１０−１５、１０１−１０９、１１１）を含むカソード配列（１）、及び
ｂ）請求項１３に記載のコントローラ、
を備えるコーター。
【請求項１５】
前記カソード配列（１）は、少なくとも４個の回転カソード（１０−１５、１０１−１０９、１１１）を含み、且つ、前記少なくとも４個の回転カソードのうちの少なくとも２個の間の距離が、前記少なくとも４個の回転カソードのうちの少なくともさらなる２個の間の距離と異なる、請求項１４に記載の基板をコーティングするためのコーター。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本開示は、基板をコーティングするための方法、基板をコーティングするためのコーター、及びコーティングプロセスを制御するためのコントローラに関する。より詳細には、それは、具体的にはスパッタリングにより、基板をコーティングするための方法、及び基板をコーティングするためのコーターに関する。より詳細には、本開示は、カソードが一般に、回転ターゲットを含む回転カソードであるような、マグネトロンスパッタリングに向けられている。さらにより詳細には、本方法及びコーターは、静的スパッタリング堆積に向けられている。本開示は、詳細には、堆積、パターニング、並びに、基板及びコーティングの処理に用いられる設備、プロセス、及び材料を伴う基板コーティング技術ソリューションに関し、代表例は、限定されないが、以下に関係する応用形態を含む：半導体及び誘電体材料及び装置、シリコンベースのウエハ、フラットパネルディスプレイ（ＴＦＴなど）、マスク及びフィルター、エネルギー変換及び貯蔵（太陽電池、燃料電池、及びバッテリーなど）、ソリッドステート照明（ＬＥＤ及びＯＬＥＤなど）、磁気及び光記憶装置、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）及びナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ）、微小光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）、及び光電気機械システム（ＯＥＭＳ）、微小光及び光電子装置、透明基板、建築用及び自動車用ガラス、金属箔及びポリマー箔並びにパッケージングのためのメタライゼーションシステム、並びに、マイクロ及びナノモールディング。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
一般に、スパッタリングは、ダイオードスパッタリング又はマグネトロンスパッタリングとして行なうことができる。マグネトロンスパッタリングは、堆積速度がやや速いという点で特に有利である。通常、少なくとも一つの磁石、例えば、一つの磁石又は二つの磁石が、回転カソードの中に配置される。実施形態によれば、磁石は、移動可能なように回転カソードの中に配置される。本明細書中で用いられる回転カソードは、通常、曲線状の回転ターゲットを含む曲線状の回転カソードである。ターゲット表面の直下に生成される磁場の中に自由電子を閉じ込めるために、回転カソードの場合にカソードの中に磁石を配置することにより、これらの電子は磁場の範囲内で運動することを強いられ、脱出することができない。回転カソードの場合にカソードの中に磁石を配置することは、ガス分子をイオン化する確率を通常数桁高める。このことは、次に、堆積速度を著しく増大させる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本明細書で用いられる用語「磁石アセンブリ」又は「磁石」は、磁場を発生させることができるユニットである。通常、磁石アセンブリは、永久磁石から成る。永久磁石は、回転カソードの中に、通常、配置される。多くの実施形態において、磁石アセンブリは磁石ヨークを備える。磁石アセンブリをカソード内で動かすことにより、より詳細には、回転中心として回転カソードの軸に沿って磁石アセンブリを回転させることにより、スパッタされる材料を様々な方向に向けることができる。詳細には、磁石アセンブリの運動と結合して、回転カソードに印加される電圧又は電力が時間とともに変動しうる。すなわち、一定でない電圧又は一定でない電力が、実施形態により、回転カソードに印加されうる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
回転カソードの回転を参照すると、回転カソードの外側部分、すなわち、ターゲットが回転可能であることが理解されるであろう。以下でより詳細に論じられるように、回転カソードは、バッキングチューブなどの、回転カソードの他の部分が回転可能である、ということをも含みうる。しかしながら、回転カソードの幾つかの部分は、回転するように、通常、適合されていない。これらの部分は、回転ターゲットの「内側部分」と呼ぶものとする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
例えば、基板のエッジにより近く配置される回転カソードの基板への距離は、基板のエッジからより遠く離れて（すなわち、基板の中心の方へ、又は中心に）配置される回転カソードの基板への距離より小さいこともありうる。この文脈で理解される距離とは、回転カソードの軸から基板に至る仮想線の長さであり、仮想線は垂直に基板の表面に達する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
基板１１０とカソードの間の様々な距離を有するそのような配列が、図１、２、５、６、７及び９に図示されている。特に、図１において、回転カソードの中心軸が、参照番号２１で示される。最も外側の回転カソード１０が、基板に最も近く、すなわち、点線２２で示される距離で、配置される。それと比べて、回転カソード１１は、基板からより遠く離れて配置され、回転カソード１２は、基板から最も遠く離れて、すなわち、点線２３で示される距離で、配置される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
一般に、且つ、いかなる実施形態にも限定されないが、基板から最も遠く離れて配置される一つ又は複数の回転カソード（例えば、図１における回転カソード１２及び１３）の距離に対する、基板に最も近く配置される一つ又は複数の回転カソード（例えば、図１における回転カソード１０及び１５）の距離の比率は、０．６から０．８までの範囲でありうる。例えば、基板から最も遠く離れたカソードは、１７０ｍｍから２５０ｍｍの間の距離で配列されうる。付加的に、又は代替的に、基板に最も近いカソードは、１１０ｍｍから２００ｍｍの間の距離で配列されうる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
本明細書で理解されるように、回転カソードの回転ターゲットは、回転ターゲットが据え付けられるバッキングチューブにより支持されうる。回転ターゲットの材料は、スパッタリングプロセスの間、取り除かれるように構成され、コーティングされる基板上に堆積される。スパッタリングプロセスから生ずるターゲット上の高温度を低下させるために、多くの実施形態において、回転カソードは、その内部に冷却材料チューブが備え付けられる。一般に、水が冷却材料として使われる。一般的に数キロワットの桁である、スパッタリングプロセスに投入される電力の大部分が、ターゲットの熱へと伝達されるので、冷却は有益である。例えば、ターゲットチューブの内側部分全部が、水などの冷却材料で満たされる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
スパッタリングプロセスから生ずるターゲットの高温度を低下させるために、多くの実施形態において、回転ターゲット２０は、その内部に冷却材料チューブ４０を含む。冷却材料チューブは、一般に、ターゲットチューブと同軸に配置される。一般に、水が冷却材料として使われる。スパッタリングプロセスに投入されるエネルギーの大部分が、ターゲットの熱へと伝達されるので、冷却は有益である。図４の概略図に示されているように、磁石アセンブリ２５は、所望によりその中で様々な角度位置に動くことができるように、バッキングチューブ３０及び冷却材料チューブ４０の内部に配置される。他の実施形態によれば、ターゲットチューブの内側部分全部が、水などの冷却材料で満たされる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
一般に、且つ図４の実施形態に限定されないが、磁石アセンブリ２５は、回転カソード１０の軸２１に据え付けられうる。本明細書に記載されている磁石アセンブリ２５のピボット運動は、所望の回転力を供給するモータによって引き起こされうる。一般的な実施形態において、カソードアセンブリは、二つのシャフト（図４に示されていない）を備える。回転ターゲット２０が据え付けられる第一のシャフトは、本明細書に記載されるカソードアセンブリの動作中に回転する。可動性の磁石アセンブリ２５は、一般に、第二のシャフトに据え付けられる。第二のシャフトは、一般に、本明細書に記載された磁石アセンブリ２５の運動を可能にするような仕方で、第一のシャフトとは独立に動く。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
一般的に、カソードのペア内の２個のカソード間の距離の、２個の隣接するペア間の距離に対する比率は、０．８０と０．９８の間であり、より一般的には、０．８５と０．９６の間である。例えば、ペアのカソード間の距離は、例えば２４０ｍｍと２７０ｍｍの間などの、２３０ｍｍと２８０ｍｍの間の範囲でありうる。カソードのペア内の２個の隣接するカソード間の距離は、例えば２２０ｍｍと２５０ｍｍの間などの、２１０ｍｍと２６０ｍｍの範囲でありうる（全ての距離は、中心軸から中心軸まで測定される）。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
図８は、１０個の回転カソード１０１から１０９、１１１が、記載のように、ペアで提供されている実施形態を示す。それらは、図８の実施形態において、基板に対し同じ距離で全て配列されるが、図９において、ペアの仕方で配列される１０個の回転カソード１０１から１０９、１１１は、基板に対し様々な距離で配置される。一つのペア内の回転カソードは基板に対し同じ距離を有する、又は、一つのペア内の回転カソードは基板に対し異なる距離を有する、ということが可能である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
様々な図に示されているように、回転カソードの集まりは、基板に対し異なる距離で配列される。それらは、弧の形に添って配列されうる。弧の形は、内側の回転カソードが外側のカソードアセンブリより基板により遠く置かれるようであってもよい。そのような状況が、図１、図２、図３、図５、図６、図７、及び図９に図式的に示されている。代替方法として、カソードアセンブリの集まりの位置を定義する弧の形は、内側のカソードアセンブリが外側のアソードアセンブリより基板により近く置かれるようであることもまた可能である。散乱の挙動は、スパッタされる材料に依存する。従って、応用形態、すなわち、スパッタされる材料に応じて、カソードアセンブリを弧形に提供することは、同質性を更に増加させるであろう。弧形は、代表的な半径が少なくとも１０ｍ、例えば１５ｍの仮想円に、通常、属している。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2015524022.tif 000012
【国際調査報告】
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