(57)【要約】  本開示は、基板（１０）上にスパッタ堆積を行うように構成された装置（１００）を提供する。装置（１００）は、回転軸（１）の周りで回転可能な円筒形スパッタカソード（１００）と、円筒形スパッタカソード（１１０）の対向する側に第１のプラズマレーストラック（１３０）と第２のプラズマレーストラック（１４０）とを提供するように構成され、各々が２つの磁極と一または複数の副磁石とを有し、且つ第１のプラズマレーストラック（１３０）と第２のプラズマレーストラック（１４０）の両方を生成するように構成された２、３、又は４つの磁石を含む磁石アセンブリ（１２０）とを含む。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置であって、
回転軸の周りで回転可能な円筒形スパッタカソードと、
前記円筒形スパッタカソード内部の磁石アセンブリであって、第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックとを提供するように構成され、各々が２つの磁極と一または複数の副磁石とを有し、且つ前記第１のプラズマレーストラックと前記第２のプラズマレーストラックの両方を生成するように構成された２、３、又は４つの磁石を含む磁石アセンブリと
を備える装置。
【請求項２】
前記２、３、又は４つの磁石は、一または複数の第１の副磁石を有する第１の磁石と、各々が一または複数の第２の副磁石を有する第２のペアの磁石とを含む３つの磁石であり、前記第１の磁石と前記第２のペアの磁石は、前記第１のプラズマレーストラックと前記第２のプラズマレーストラックの両方を生成するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記磁気アセンブリは、前記円筒形スパッタカソード内で固定されている、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の磁石は、前記円筒形スパッタカソードの中心に位置している、請求項２又は３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の磁石と前記第２のペアの磁石は、前記円筒形スパッタカソードの前記回転軸に対して対称である、請求項２から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記磁石アセンブリは、前記回転軸に対してほぼ対称の前記第１のプラズマレーストラックと前記第２のプラズマレーストラックとを提供するように構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
スパッタ堆積プロセスの間に、前記第１のプラズマレーストラックと前記第２のプラズマレーストラックとが連結して単一のプラズマレーストラックが形成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記第２のペアの磁石の各第２の磁石は、第１の磁極と、前記第１の磁極の反対の第２の磁極とを含み、前記第２のペアの磁石の前記第１の磁極は、前記第１のプラズマレーストラックの方へ配向され、前記第２のペアの磁石の前記第２の磁極は、前記第２のプラズマレーストラックの方へ配向される、請求項２から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の磁石は、第１の磁極と、前記第１の磁極の反対の第２の磁極とを含み、前記第１の磁石の前記第１の磁極は、前記第２のプラズマレーストラックの方へ配向され、前記第１の磁石の前記第２の磁極は、前記第１のプラズマレーストラックの方へ配向される、請求項２から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の磁極は南磁極であり、前記第２の磁極は北磁極である、又は前記第１の磁極は北磁極であり、前記第２の磁極は南磁極である、請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
前記円筒形スパッタカソードの前記回転軸は、垂直回転軸である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記磁石アセンブリは、材料が堆積される基板表面に対して垂直でない前記第１のプラズマレーストラックと前記第２のプラズマレーストラックのうちの少なくとも１つを提供するように構成される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記磁石アセンブリの前記２、３、又は４つの磁石のうちの２つの磁石の端部を連結させるように構成される一または複数の磁石連結デバイスを更に含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
基板上にスパッタ堆積を行うように構成されたシステムであって、
真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に、請求項１から１３のいずれか一項に記載の一または複数の装置と
を備えるシステム。
【請求項１５】
前記真空チャンバは、第１の堆積領域と第２の堆積領域とを含み、前記一または複数の装置は、前記第１の堆積領域と前記第２の堆積領域との間に配置される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記システムは、前記基板上に動的スパッタ堆積を行うように構成されたインライン処理システムである、請求項１４又は１５に記載のシステム。
【請求項１７】
基板上にスパッタ堆積を行う方法であって、
２、３、又は４つの磁石を含む、円筒形スパッタカソード内の磁気アセンブリを使用して第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックとを生成することであって、前記２、３、又は４つの磁石は、前記第１のプラズマレーストラックと前記第２のプラズマレーストラックの両方を生成するように構成される、生成することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本開示の実施形態は、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置、基板上にスパッタ堆積を行うように構成されたシステム、及び基板にスパッタ堆積を行うための方法に関する。本開示の実施形態は特に、双方向スパッタ堆積源と、動的スパッタ堆積システムに関する。
【０００２】
［０００２］基板上に層を堆積させる技法には、例えば、スパッタ堆積、熱蒸着、及び化学気相堆積が含まれる。例えば導電性材料又は絶縁材料の層等の材料層を基板上に堆積させるためには、スパッタ堆積プロセスが使用されうる。スパッタ堆積プロセスの間、基板上に堆積させるターゲット材料を有するターゲットに、プラズマ領域内で生成されたイオンを当てて、ターゲットの表面からターゲット材料の原子を離脱させる。離脱した原子により、基板上に材料層が形成される。反応性スパッタ堆積プロセスでは、離脱した原子がプラズマ領域内の例えば窒素又は酸素等のガスと反応して、基板上にターゲット材料の酸化物、窒化物又は酸素窒化物が形成される。
【０００３】
［０００３］幾つかの用途および幾つかの技術分野では、コーティングされた材料が使用されうる。例えば、用途は、半導体デバイスの製造などマイクロエレクトロニクス分野である。また、ディスプレイ用基板もスパッタ堆積プロセスによってコーティングされることが多い。更なる用途は、絶縁パネル、ＴＦＴ付き基板、カラーフィルタなどを含む。
【０００４】
［０００４］一例として、ディスプレイの製造においては、例えば携帯電話、タブレット型コンピュータ、テレビスクリーン等のディスプレイの製造コストを削減することが有益である。製造コストの削減は例えば、スパッタ堆積システム等の処理システムのスループットを上げることによって、又はシステムの資本コストを削減するためにターゲットの数を削減することによって達成することができる。更に、スパッタ処理システムのために利用可能な空間が限られている場合がある。また更に、基板上に堆積された材料層の層が均一であることは有益である。
【０００５】
［０００５］以上のことを考慮すると、当該技術の問題点の少なくとも幾つかを克服する、基板上にスパッタ堆積を行う装置、システム及び方法は有用である。本開示は特に、スループットの向上、より少ないターゲット、スパッタ堆積システムのための設置空間の削減、及び／又は層の均一性の改善のうちの少なくとも１つを提供する装置、システム及び方法を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【０００６】
［０００６］以上の観点から、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置、基板上にスパッタ堆積を行うように構成されたシステム、及び基板上にスパッタ堆積を行うための方法が提供される。本開示の更なる態様、利点、及び特徴は、特許請求の範囲、明細書、及び添付図面から明らかになる。
【０００７】
［０００７］本開示の一態様によれば、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置が提供される。本装置は、回転軸の周りで回転可能な円筒形スパッタカソードと、円筒形スパッタカソード内の磁石アセンブリであって、円筒形スパッタカソードの対向する側に第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックとを提供するように構成され、各々が２つの磁極と一または複数の副磁石とを有し、且つ第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックの両方を生成するように構成された２、３、又は４つの磁石を含む磁石アセンブリとを含む。
【０００８】
［０００８］本開示の別の態様によれば、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置が提供される。本装置は、回転軸の周りで回転可能な円筒形スパッタカソードと、円筒形スパッタカソード内の磁石アセンブリであって、円筒形スパッタカソードの対向する側に第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックとを提供するように構成され、一または複数の第１の副磁石を有する第１の磁石と、各々が一または複数の第２の副磁石を有する第２のペアの磁石とを含み、第１の磁石と第２のペアの磁石は、第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックの両方を生成するように構成される、磁石アセンブリとを含む。
【０００９】
［０００９］本開示の別の態様によれば、基板上にスパッタ堆積を行うように構成されたシステムが提供される。本システムは、真空チャンバと、真空チャンバ内に、本書に記載の実施形態による一または複数の装置を含む。
【００１０】
［００１０］本開示の別の態様によれば、基板上にスパッタ堆積を行うための方法が提供される。本方法は、２、３、又は４つの磁石を有する、円筒形スパッタカソード内の磁石アセンブリを使用して、第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックとを生成することを含み、２、３、又は４つの磁石は、第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックの両方を生成するように構成される。
【００１１】
［００１１］本開示の更に別の態様によれば、基板上にスパッタ堆積を行うための方法が提供される。本方法は、一または複数の第１の副磁石を有する第１の磁石と、各々が一または複数の第２の副磁石を含む第２のペアの磁石とを有する円筒形スパッタカソード内の磁石アセンブリを使用して、円筒形スパッタカソードの対向する側に第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックとを生成することを含み、第１の磁石と第２のペアの磁石は、第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックの両方を生成するように構成される。
【００１２】
［００１２］実施形態は、開示の方法を実行するための装置も対象としており、説明されている各方法の態様を実施するための装置部分を含む。これらの方法の態様は、ハードウェア構成要素、適切なソフトウェアによってプログラミングされたコンピュータを用いて、これらの２つの任意の組合せによって、又はそれ以外の任意の方法で実施されうる。更に、本開示による実施形態は、記載される装置を操作する方法も対象とする。記載された装置を操作する方法は、装置のあらゆる機能を実施するための方法の態様を含む。
【００１３】
［００１３］本開示の上述の特徴を細部まで理解しうるように、実施形態を参照することによって、上記で簡単に要約された本開示の、より詳細な説明を得ることができる。添付の図面は本開示の実施形態に関するものであり、下記でそれらについて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本書に記載の実施形態に係る、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置を示す概略上面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの装置の磁石アセンブリを示す概略図である。
【図２Ａ】本書に記載の別の実施形態に係る、磁気アセンブリを示す概略図である。
【図２Ｂ】本書に記載の別の実施形態に係る、磁気アセンブリを示す概略図である。
【図２Ｃ】本書に記載の別の実施形態に係る、磁気アセンブリを示す概略図である。
【図３Ａ】図１Ａの装置を示す断面側面図である。
【図３Ｂ】側面にプラズマレーストラックを有する、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置を示す概略側面図である。
【図３Ｃ】本書に記載の別の実施形態に係る、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置を示す断面側面図である。
【図３Ｄ】本書に記載のさらに別の実施形態に係る、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置を示す断面側面図である。
【図３Ｅ】本書に記載の実施形態に係る、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置を示す断面側面図である。
【図４】Ａ〜Ｃは、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置を示す概略側面断面図である。
【図５】本書に記載の実施形態に係る、２つの基板の同時処理に使用される双方向スパッタ堆積源を示す概略上面図である。
【図６】本書に記載の実施形態に係る、基板上にスパッタ堆積を行うように構成されたシステムを示す概略水平断面図である。
【図７】本書に記載の実施形態に係る、基板上にスパッタ堆積を行うための方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［００１４］本開示の様々な実施形態をこれより詳細に参照する。これらの実施形態の一又は複数の例が、図中に示されている。図面についての以下の説明の中で、同じ参照番号は、同じ構成要素を表している。個々の実施形態に関しては、相違点についてのみ説明する。本開示の説明として各例が提供されているが、例は本開示を限定することを意図するものではない。更に、１つの実施形態の一部として図示又は説明されている特徴は、更に別の実施形態を創出するために、他の実施形態で使用されることも、他の実施形態と併用されることも可能である。本記載には、このような修正例及び変形例が含まれることが意図されている。
【００１６】
［００１５］本開示は、ターゲット面の２つの対向する側に磁場を発生させるように構成された単一の統合マグネトロンを有する円筒形スパッタカソードを提供するものである。具体的にいうと、同じ個々の磁石により、ターゲット面の対向する側に同じ磁場が発生するということである。これにより、同じターゲット面上に、２つの独立したマグネトロンによって生成される２つの独立したプラズマレーストラックを有する不利点が克服される。特に、２つの磁場がまったく同じ強さを有するようにするのは困難である。より強い磁場はより高いスパッタ率を有するようになり、これが原因で左右の、すなわち基板から基板への厚さが非均一になる。本開示の実施形態により、円筒形スパッタカソードの両側でほぼ同じスパッタ率が得られうる。
【００１７】
［００１６］更に、円筒形ターゲットの両側を同時にスパッタリングするための統合磁石アセンブリにより、円筒形ターゲットの温度勾配に起因する円筒形ターゲットの曲がりを低減する又は防止さえすることが可能である。基板上に堆積された層の厚さの均一性が改善されうる。双方向スパッタ堆積源を使用して、スパッタ堆積源の対向する側に配置された２つの基板を同時にコーティングすることができる。例えばスパッタ堆積システム等の処理システムのスループットが上がりうる。また更に、双方向スパッタ堆積源が使用する真空チャンバ内及び工場内での設置空間は、例えば２つの基板を同時処理するのに使用される２つの別々のスパッタ堆積源と比べて小さくなる。
【００１８】
［００１７］図１Ａは、本書に記載の実施形態に係る、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置１００を示す概略上面図である。装置１００は、「スパッタ堆積源」又は「双方向スパッタ堆積源」と称されうる。
【００１９】
［００１８］装置１００は、回転軸の周りで回転可能な円筒形スパッタカソード１１０と、特に円筒形スパッタカソード１１０の対向する側に第１のプラズマレーストラック１３０と第２のプラズマレーストラック１４０とを提供するように構成された磁石アセンブリ１２０とを含む。磁石アセンブリ１２０は、２、３、又は４つの磁石を含む。図１Ａの実施例では、磁石アセンブリ１２０は、例えば第１の磁石１２２と第２のペアの磁石等の３つの磁石を含む。第１の磁石１２２は、一または複数の第１の副磁石を含む、あるいは一または複数の第１の副磁石から成る。第２の磁石は各々、一または複数の第２の副磁石を含む、あるいは一または複数の第２の副磁石から成る。ある実行形態では、第１の磁石１２２は第１の磁石のセットであってよく、第２の磁石は各々、第２の磁石のセットであってよい。具体的に言えば、第１の磁石１２２と第２のペアの磁石は各々、密集することにより、形成された磁場から見て１つの磁石を形成しうる、多数の個々の磁石のうちのそれぞれの磁石アセンブリであってよい。第１の磁石１２２と第２のペアの磁石は、円筒形スパッタカソード１１０の外側に第１のプラズマレーストラック１３０、円筒形スパッタカソード１１０の外側に第２のプラズマレーストラック１４０の両方を生成するように構成される。つまり、第１の磁石１２２と第２のペアの磁石の各磁石は、いずれのプラズマレーストラックの生成にも関わるということである。ある実行形態では、磁石アセンブリ１２０は、回転軸に対してほぼ対称の第１のプラズマレーストラック１３０と第２のプラズマレーストラック１４０とを生成するように構成される。
【００２０】
［００１９］例えば２つの磁極を各々有し、第１の磁石１２２と第２のペアの磁石を含む３つの磁石は各々、円筒形スパッタカソード１１０の両側にほぼ同一の磁場を発生させる。円筒形スパッタカソード１１０の両側のスパッタ性能を、本質的に同じにすることができる。具体的に言うと、両側のスパッタ率がほぼ同一になることで、２つの同時にコーティングされた基板の特徴、例えば層の厚さがほぼ同じになりうる。
【００２１】
［００２０］本開示によれば、磁石の数、すなわち磁石アセンブリの２、３、又は４つの磁石は、回転軸に垂直の磁石アセンブリの切断面を使用して定義されうる。具体的には、平面は、回転軸に沿って磁石アセンブリ、及び／又は円筒形スパッタカソードの中心部分に配置されうる。一例として、中心部分は、磁石アセンブリの第１の端部（例：上部）と第２の端部（例：底部）との間に配置されうる。図３Ａを参照すると、平面は参照番号「２」で示されている。図１Ａの例では、図３Ｃに関連して説明されている一または複数の磁石接続デバイスを使用して、例えば第１の磁石ユニット１２４と第２の磁石ユニット１２６等の第２のペアの磁石をこれらの端部で連結させることが可能であるが、磁石の数は３つである。
【００２２】
［００２１］円筒形スパッタカソード１１０は、円筒形ターゲットと、オプションとしてバッキングチューブを含む。円筒形ターゲットは、円筒形金属チューブであってよいバッキングチューブに配置されうる。円筒形ターゲットは、基板上に堆積させる材料を提供する。円筒形スパッタカソード１１０内に、例えば循環水等の冷却媒体のための空間１１２を設けることができる。  
【００２３】
［００２２］円筒形スパッタカソード１１０は、回転軸の周りで回転可能である。回転軸は、円筒形スパッタカソード１１０の円筒軸であってよい。「円筒」という語は、円形の底部形状と、円形の上部形状と、上部の円及び小さい下部の円とを連結する湾曲した表面積又は外郭とを有するものとして理解することができる。第１の磁石１２２と第２のペアの磁石を含む単一の磁石のセットは、プラズマレーストラックを生成するために、円筒形スパッタカソードの両側（例：対向する側）、例えば湾曲した表面積又は外郭の両側に磁場を発生させるように構成される。
【００２４】
［００２３］磁石アセンブリ１２０を有する円筒形スパッタカソード１１０は、層を堆積させるためのマグネトロンスパッタリングを提供しうる。本書で使用する「マグネトロンスパッタリング」は、マグネトロン、すなわち、磁場を発生させ得るユニットである磁石アセンブリ１２０を使用して行われるスパッタリングのことを指す。磁石アセンブリ１２０は、発生した磁場内に自由電子がトラップされるように配置される。磁場により、ターゲット面上にプラズマレーストラックができる。本開示全体で使用される「プラズマレーストラック」という語は、ターゲット面において、又はターゲット面近くに配置された電子トラップ又は磁場電子トラップという意味で理解することができる。具体的には、円筒形スパッタカソード１１０を貫通する磁場線により、ターゲット面前方に電子が制限され、電子が高度に集中することで、大量のイオン、したがってプラズマが生成される。プラズマレーストラックは、「プラズマゾーン」とも称されうる。
【００２５】
［００２４］本開示のプラズマレーストラックは、平面マグネトロンを使用したときに発生しうるレーストラックの溝とは区別すべきである。レーストラックの溝があることにより、ターゲットの消費が制限される。回転する円筒形ターゲットを使用した場合、動きに起因して、回転するターゲット面には磁石構成に対応するレーストラックの溝は形成されない。この結果、ターゲットの高い歩留まりが達成されうる。
【００２６】
［００２５］スパッタリング中に、円筒形スパッタカソード１１０はターゲットとともに、第１の磁石１２２と、例えば第１の磁石ユニット１２４及び第２の磁石ユニット１２６等の第２のペアの磁石とを含む磁石アセンブリ１２０の周りを回転する。具体的には、第１の磁石ユニット１２４及び第２の磁石ユニット１２６により、第２のペアの磁石が形成される。第１の磁石ユニット１２４及び第２の磁石ユニット１２６は各々、一または複数の第２の副磁石を含みうる、あるいは一または複数の第２の副磁石から成っていてよい。第１のプラズマレーストラック１３０と第２のプラズマレーストラック１４０は、磁石アセンブリ１２０に対して基本的に固定されていてよい。第１のプラズマレーストラック１３０と第２のプラズマレーストラック１４０は、円筒形スパッタカソード１１０が回転する間に、ターゲットの表面を通過する。円筒形スパッタカソード１１０とターゲットは、プラズマレーストラックの下を、及び／又はプラズマレーストラックを通り過ぎて回転する。
【００２７】
［００２６］本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、装置１００は、第１のプラズマレーストラック１３０と第２のプラズマレーストラック１４０とを提供し、第２のプラズマレーストラック１４０は、円筒形スパッタカソード１１０の基本的に対向する側にある。具体的には、第１のプラズマレーストラック１３０と第２のプラズマレーストラック１４０は、円筒形スパッタカソード１１０の２つの対向する側に対称に位置している。
【００２８】
［００２７］例えば第１のプラズマレーストラック１３０及び／又は第２のプラズマレーストラック１４０等のプラズマレーストラックは各々、単一の連続的なプラズマゾーンを形成しうる。図１Ａには、第１のプラズマレーストラック１３０と第２のプラズマレーストラック１４０の各々の２つの部分を示したが、それぞれのレーストラックの２つの部分は、レーストラックの端部の湾曲部によって連結され、単一のプラズマゾーン又は単一のプラズマレーストラックを形成している（例：図３参照）。したがって、図１Ａには２つのプラズマレーストラックが示されている。
【００２９】
［００２８］プラズマレーストラックはいずれも、第１の磁石１２２と第２のペアの磁石を有する１つの磁石アセンブリ１２０によって形成される。したがって、第１の磁石１２２は、第１のプラズマレーストラック１３０と第２のプラズマレーストラック１４０の生成に関わっている。同様に、第２のペアの磁石も、第１のプラズマレーストラック１３０と第２のプラズマレーストラック１４０の生成に関わっている。第１の磁石１２２と、第２のペアの磁石の磁石ユニットは、第１の磁石１２２が第２のペアの磁石の間にあるように、互いに隣接していてよい。
【００３０】
［００２９］本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる本書に記載の幾つかの実施形態によれば、第１の磁石１２２は、第１のプラズマレーストラック１３０の方向に第１の磁極を有し、第２のプラズマレーストラック１４０の方向に第２の磁極を有する。第１の磁極は南磁極であってよく、第２の磁極は北磁極であってよい。他の実施形態では、第１の磁極は北磁極であってよく、第２の磁極は南磁極であってよい。第２のペアの磁石は、第１のプラズマレーストラック１３０の方向に第２の磁極（例：南磁極又は北磁極）を、第２のプラズマレーストラック１４０の方向に第１の磁極（例：北磁極又は南磁極）を有していてよい。
【００３１】
［００３０］したがって、各々が一または複数の副磁石から成っていてよい３つの磁石により２つのマグネトロンが形成され、１つのマグネトロンにより第１のプラズマレーストラック１３０が形成され、１つのマグネトロンにより第２のプラズマレーストラック１４０が形成される。２つのプラズマレーストラック用の磁石を共有することにより、２つのマグネトロンが２つの独立した磁気ループによって形成された場合に発生しうる、第１のプラズマレーストラック１３０と第２のプラズマレーストラック１４０との間に発生しうる差が縮小する。矢印１３１は、第１のプラズマレーストラック１３０におけるプラズマイオンの衝撃による、ターゲットからの物質放出の主な方向を示すものである。矢印１４１は、第２のプラズマレーストラック１４０におけるプラズマイオンの衝撃による、ターゲットからの物質放出の主な方向を示すものである。
【００３２】
［００３１］本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、磁石アセンブリ１２０は、円筒形スパッタカソード１１０内で固定されている。固定磁石アセンブリにより、例えば第１のプラズマレーストラック１３０及び第２のプラズマレーストラック１４０等の固定プラズマレーストラックが画定される。固定プラズマレーストラックは、それぞれの基板に面していてよい。「固定プラズマレーストラック」という語は、プラズマレーストラックが回転軸の周りで円筒形スパッタカソード１１０とともに回転しないという意味で理解すべきである。具体的には、プラズマレーストラックは、磁石アセンブリ１２０に対して動かない。更に、ターゲットは２つのプラズマレーストラックの下で、及び／又は２つのプラズマレーストラックを通り過ぎて回転する。
【００３３】
［００３２］図１Ｂに、図１Ａの装置１００の磁石アセンブリ１２０を示す概略図である。例えば第１の磁石１２２及び／又は第２のペアの磁石等の２、３、又は４つの磁石は、永久磁石であってよい。更に、第１の磁石１２２及び／又は第２のペアの磁石は、一または複数の副磁石から成っていてもよい。
【００３４】
［００３３］第２のペアの磁石は、例えば第１の磁石ユニット１２４及び第２の磁石ユニット１２６等の２つ以上の第２の磁石を含む。第１の磁石１２２は、第１の磁石ユニット１２４と第２の磁石ユニット１２６との間に配置されうる。具体的には、第１の磁石ユニット１２４と第２の磁石ユニット１２６とは、第１の磁石１２２の対向する側に配置されうる。第２のペアの磁石は、第１の磁石１２２の周りに対称に配置されうる。
【００３５】
［００３４］本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、第２のペアの磁石の例えば第１の磁石ユニット１２４及び第２の磁石ユニット１２６等の各第２の磁石は、第１の磁極と、第１の磁極の反対の第２の磁極とを含む。第２のペアの磁石の第１の磁極は、第１のプラズマレーストラックの方へ配向され、第２のペアの磁石の第２の磁極は、第２のプラズマレーストラックの方へ配向される、又はその逆である。一例として、第１の磁極は北磁極であってよく、第２の磁極は南磁極であってよい。他の実施例では、第１の磁極は南磁極であってよく、第２の磁極は北磁極であってよい。
【００３６】
［００３５］本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、第１の磁石１２２は、第１の磁極と、第１の磁極の反対の第２の磁極とを含み、第１の磁石の第１の磁極は、第２のプラズマレーストラックの方へ配向され、第１の磁石の第２の磁極は、第１のプラズマレーストラックの方へ配向される、又はその逆である。一例として、第１の磁極は北磁極であってよく、第２の磁極は南磁極であってよい。他の実施例では、第１の磁極は南磁極であってよく、第２の磁極は北磁極であってよい。
【００３７】
［００３６］第１の磁石１２２は、第１の幅Ｗ１と第１の長さＬ１とを有する。第１の磁石１２２の第１の磁極から第２の磁極まで延びる第１の方向において、第１の長さＬ１が測定されうる。第１の方向に垂直の第２の方向において、第１の幅Ｗ１が測定されうる。第２のペアの磁石の、例えば第１の磁石ユニット１２４及び第２の磁石ユニット１２６等の各第２の磁石は、第２の幅Ｗ２及び第２の長さＬ２を有する。第２のペアの磁石の第１の磁極から第２の磁極まで延びる第１の方向において、第２の長さＬ２が測定されうる。第１の方向に垂直の第２の方向において、第２の幅Ｗ２が測定されうる。第１の長さＬ１、第２の長さＬ２、第１の幅Ｗ１、及び第２の幅Ｗ２は、円筒形スパッタカソードの回転軸に対してほぼ垂直であると定義されうる。
【００３８】
［００３７］幾つかの実施形態によれば、第２の長さＬ２は、第１の長さＬ１よりも短い。一例として、第２の長さＬ２は第１の長さＬ１の９０％未満、具体的には８０％未満、より具体的には７０％未満であってよい。加えて、あるいはその代わりに、第２の幅Ｗ２は第１の幅Ｗ１よりも狭くなっている。一例として、第２の幅Ｗ２は第１の幅Ｗ１の９０％未満、具体的には８０％未満、より具体的には７０％未満であってよい。本書に記載の実施形態によれば、第１の長さＬ１と第２の長さＬ２は円筒形スパッタカソード１１０の内径よりも長い。
【００３９】
［００３８］図１Ｂには、例示的な長さと幅の関係を有しうる３つの磁石を有する特定の磁石構成を示したが、本開示はこれに限定されないことを理解すべきである。図２Ａ〜２Ｃに、２、３、及び４つの磁石を有する他の可能な磁石構成が図示されている。
【００４０】
［００３９］図２Ａ〜２Ｃに、本書に記載の別の実施形態に係る磁石アセンブリの概略図を示す。図２Ａ〜２Ｃの磁石構成により、カソードの両側でほぼ同じ磁場が生じうる。これは、磁気ループが２つしかなく、各磁気ループがカソードの両側に見られるためである。図面に示す磁束線は概略的なものである。
【００４１】
［００４０］図２Ａに、各々が２つの磁極と一または複数の副磁石とを有し、第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックの両方を生成するように構成された４つの磁石を含む、あるいは４つの磁石から成る磁石アセンブリ２４０を示す。各磁石の２つの磁極は、点線のそれぞれ上側と下側に示されている。磁石アセンブリ２００は、第１のペアの磁石２０２と第２のペアの磁石とを有する。第２のペアの磁石は、第１のペアの磁石２０２の対向する側に配置された、第１の磁石ユニット２０６と第２の磁石ユニット２０８とを有する。第１のペアの磁石２０２は、各々が一または複数の副磁石を有する２つの磁石２０３又は磁石セットを含む。つまり、図１Ａ及び１Ｂに示した実施例とは異なり、第１の磁石は１つの磁石の代わりに２つの磁石から成る。
【００４２】
［００４１］図２Ｂに、３つの磁石、すなわち第１の磁石２２２と第２のペアの磁石とを有する、円筒形スパッタカソード１１０内部の磁石アセンブリ２２０を示す。幾つかの実施形態によれば、第１の磁石２２２と、第２のペアの磁石の各磁石は、ほぼ同じ長さを有しうる。第２のペアの磁石は、第１の磁石２２２の対向する側に配置された第１の磁石ユニット２２６と第２の磁石ユニット２２８とを有する。磁石アセンブリ２２０は、一または複数の（例：成形された又は成形されていない）磁極片を含む。本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、一または複数の磁極片は、高透磁率を有する材料でできていてよい。
【００４３】
［００４２］幾つかの実行形態では、一または複数の第１の磁極片２３０は、第１の磁石２２２に配置されうる。一例として、例えば２つの第１の磁極片等の一または複数の第１の磁極片２３０は、第１の磁石２２２の各磁極端部に配置されうる。具体的には、一または複数の第１の磁極片２３０は、円筒形スパッタカソード１１０の内面と、第１の磁石２２２の各磁極又は磁極端部との間の位置に配置されうる。幾つかの実施形態によれば、一又は複数の第１の磁極片２３０は成形された磁極片であってよい。一例として、円筒形スパッタカソード１１０の内面に面する一または複数の第１の磁極片２３０のエリアは、円筒形スパッタカソード１１０の内面の形状にほぼ対応する形状を有しうる。
【００４４】
［００４３］第２のペアの磁石に、一または複数の第２の磁極片２３２が配置されうる。一例として、例えば第１の磁石ユニット２２６と第２の磁石ユニット２２８等の各第２の磁石の各磁極端部に、例えば１つの磁極片等の一または複数の第２の磁極片２３２が配置されうる。具体的には、一または複数の第２の磁極片２３２は、円筒形スパッタカソード１１０の内面と、第２の磁石の各磁極又は磁極端部との間の位置に配置されうる。幾つかの実行形態では、一又は複数の第２の磁極片２３２は成形された磁極片であってよい。一例として、円筒形スパッタカソード１１０の内面に面する一または複数の第２の磁極片２３２のエリアは、円筒形スパッタカソード１１０の内面の形状にほぼ対応する形状を有しうる。
【００４５】
［００４４］図２Ｃを参照すると、本開示の別の態様に係る、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置が提供されている。本装置は、回転軸の周りで回転可能な円筒形スパッタカソード１１０と、円筒形スパッタカソード１１０内部の磁石アセンブリ２４０であって、円筒形スパッタカソード１１０の対向する側に第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックとを提供するように構成された磁石アセンブリ２４０とを含む。磁石アセンブリ２４０は、各々が２つの磁極と一または複数の副磁石とを有する２つの磁石２４２を含む、又は２つの磁石２４２から成り、２つの磁石２４２は、第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックの両方を生成するように構成される。各磁石の２つの磁極は、図２Ｃの点線のそれぞれ左側及び右側に示されている。
【００４６】
［００４５］幾つかの実行形態では、磁石アセンブリ２４０は、一又は複数の磁極片を含む。幾つかの実行形態では、円筒形スパッタカソード１１０の内面に面する２つの磁石２４２の各側面に、例えば１つの第１の磁極片等の一または複数の第１の磁極片２４４が配置されていてよい。具体的には、一または複数の第１の磁極片２４４は、円筒形スパッタカソード１１０の内面と、２つのマグネット２４２の各磁石との間の位置に配置されていてよい。幾つかの実施形態によれば、一または複数の第１の磁極片２４４は成形された磁極片であってよい。
【００４７】
［００４６］２つの磁石２４２の間に、一または複数の第２の磁極片２４６が配置されうる。一例として、２つの磁石２４２の間に２つの第２の磁極片が配置されうる。２つの第２の磁極片は、２つの第２の磁極片の間に間隙ができるように、互いから間隔を置いて配置されうる。
【００４８】
［００４７］図３Ａは、図１Ａの装置１００を示す断面側面図である。円筒形スパッタカソード１１０は、回転軸１の周りで回転可能である。回転軸１は、円筒形スパッタカソード１１０の円筒軸であってよい。回転軸に垂直の中心面３では、磁石アセンブリが３つの磁石、すなわち第１の磁石１２２と第２のペアの磁石を有する。第１の磁石１２２と第２のペアの磁石は、円筒形スパッタカソード１１０の回転軸１に対して対称であってよい。ある実行形態では、円筒形スパッタカソード１１０の回転軸１はほぼ垂直の回転軸である。「ほぼ垂直」という語は、特に回転軸１の配向を指すときには、例えば±１０°以下といった、±２０°以下の垂直方向又は配向からの偏向を許容するものとして理解される。しかし、軸配向はほぼ垂直であると見なされ、水平な配向とは異なると見なされる。
【００４９】
［００４８］本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、第１の磁石１２２は、円筒形スパッタカソード１１０の中心に位置している。一例として、第１の磁石１２２を、円筒形スパッタカソード１１０の中心に位置づけすることができ、第２の磁石、例えば第１の磁石ユニット１２４と第２の磁石ユニット１２６を、円筒形スパッタカソード１１０の中心から外れるように配置することができる。
【００５０】
［００４９］図３Ｂは、側面にプラズマレーストラックを有する、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置１００を示す概略側面図である。図３Ｂに、円筒形スパッタカソード１１０の側面の第１のプラズマレーストラック１３０を例示的に示す。
【００５１】
［００５０］プラズマレーストラックにより、単一のプラズマゾーンが形成される。プラズマレーストラックの２つの垂直部分は、プラズマレーストラックの端部における最小長さの水平部分によって連結され、単一の連続的なプラズマゾーン又は単一のプラズマレーストラックが形成される。プラズマレーストラックにより、ターゲット面の上に延在するループ又はトーラスが形成される。水平方向のレーストラックの長さを最小化することが有益なのは、そこにおいてターゲットの腐食が過剰に発生し、基板の上部エリア及び底部エリアの堆積が厚くなるだけでなく、ターゲットの寿命が縮まる可能性があるからである。
【００５２】
［００５１］本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、特にスパッタ堆積プロセスの間に、第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックが連結して単一のプラズマレーストラックが形成される。一例として、第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックはそれぞれ図３Ｂに示す形状を有し、単一のプラズマレーストラックを生成するために、ループ又はトーラスがある点において連結される。第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックとを連結させることで更に、第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックの対称性が改善されうる。
【００５３】
［００５２］図３Ｃは、本書に記載の別の実施形態に係る、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置１００´を示す断面側面図である。図３Ｃの装置１００´は図３Ａに関連して説明している装置に類似しており、類似の又は同一の態様についての説明は繰り返さない。
【００５４】
［００５３］本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、装置１００´は、一又は複数の磁石連結デバイスを含む。一又は複数の磁石連結デバイスは、磁石アセンブリの２、３、又は４つの磁石のうちの２つの磁石の端部を連結させるように構成される。一例として、一または複数の磁石連結デバイスは、第２のペアの磁石の端部を連結するように構成される。具体的には、一又は複数の第１の磁石連結デバイス１２８は、例えば第１の磁石ユニット１２４と第２の磁石ユニット１２６の上部等の第１の端部を連結する又は橋渡しするように構成されうる。一又は複数の第２の磁石連結デバイス１２９は、例えば第１の磁石ユニット１２４と第２の磁石ユニット１２６の底部等の第２の端部を連結する又は橋渡しするように構成されうる。一又は複数の磁石連結デバイスは、例えば図３Ｂに示すように、第１のレーストラックと第２のレーストラックの湾曲した端部をそれぞれ生成するために、磁石アセンブリによって発生する磁場に影響を与える、及び／又は成形するように構成される。
【００５５】
［００５４］幾つかの実行形態では、一または複数の磁石連結デバイスと、一または複数の磁石連結デバイスによって連結された２つの磁石は、一体的に形成されうる。具体的には、一または複数の磁石連結デバイス、及び２つの磁石は、単一の材料でできていてよい。別の実行形態では、一または複数の磁石連結デバイスは、例えば鉄等でできた別々の磁極片であってよい。
【００５６】
［００５５］幾つかの実施形態によれば、一または複数の磁石連結デバイスは湾曲した形状を有しうる。しかしながら、本開示はこれに限定されず、一または複数の磁石連結デバイスは、例えば第１の磁石ユニット１２４と第２の磁石ユニット１２６の端部等の２つの磁石を連結させるのに好適な他の形状を有しうる。
【００５７】
［００５６］図３Ｄは、本書に記載の更に別の実施形態に係る、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置の一区分を示す断面側面図である。本装置は図３Ｃに示す装置と同様のものであり、一または複数の磁石連結デバイスの構成に違いがある。更に、図３Ｄの装置の磁石は、図２Ａ及び／又は２Ｂに関連して説明している装置の磁石の磁極構成と同様の磁極構成を有していてよく、同様の又は同一の態様の説明は繰り返さない。
【００５８】
［００５７］本書に記載の他の実施形態と組み合わされることができる幾つかの実施形態によれば、一または複数の磁石連結デバイスの少なくとも１つの磁石連結デバイスは、２つ以上の磁石連結ユニット３２８を含む。２つ以上の磁石連結ユニット３２８は、第１の磁石ユニット１２４と第２の磁石ユニット１２６の端部を連結する又は橋渡しするように配置されうる。図３Ｄには上方の磁石連結デバイスを示したが、２つ以上の磁石連結ユニットを有する下方の磁石連結デバイスも配設可能である。図３Ｄの装置では、図の紙面の平面に垂直の磁極方向を使用して、レーストラックの端部が形成されうる。
【００５９】
［００５８］図３Ｅは、本書に記載の別の実施形態に係る、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置１００´´を示す断面側面図である。図３Ｅの装置１００´´では、磁極方向が図の紙面の平面にある、向かい合った／対向している磁石を使用して、レーストラックの端部が形成されうる。図３Ｅの装置１００´´の磁石は、図２Ｃに関連して説明している装置の磁石の磁極構成と同様の磁極構成を有しうるため、類似の又は同一の態様の説明は繰り返さない。
【００６０】
［００５９］本書に記載の他の実施形態と組み合わされることができる幾つかの実施形態によれば、装置１００´´は、第１の磁石１２２´´と第２の磁石１２４´´、及び一または複数の磁石連結デバイスを含む。第１の磁石１２２´´と第２の磁石１２４´´は、回転軸１に対してほぼ対称に配置されうる。具体的には、第１の磁石１２２´´と第２の磁石１２４´´は、円筒形スパッタカソード１１０内部で中心よりずらして位置づけされうる。
【００６１】
［００６０］一又は複数の磁石連結デバイスは、第１の磁石１２２´´と第２の磁石１２４´´の端部を連結するように構成される。一例として、一又は複数の第１の磁石連結デバイス１２８´´は、例えば第１の磁石１２２´´と第２の磁石１２４´´の上部等の、第１の端部を連結する、又は橋渡しをするように構成されうる。一又は複数の第２の磁石連結デバイス１２９´´は、例えば第１の磁石１２２´´と第２の磁石１２４´´の底部等の、第２の端部を連結する、又は橋渡しをするように構成されうる。
【００６２】
［００６１］第１の磁石１２２´´は第１の磁極と第２の磁極とを有する。図３Ｅに示すように、第１の磁石１２２´´の第１の磁極（例：北極）は点線の左側にあってよく、第１の磁石１２２´´の第２の磁極（例：南極）は点線の右側にあってよい。同様に、第２の磁石１２４´´は、第１の磁極と第２の磁極とを有する。図３Ｅに示すように、第２の磁石１２４´´の第１の磁極（例：北極）は点線の右側であってよく、第２の磁石１２４´´の第２の磁極（例：南極）は点線の左側であってよい。
【００６３】
［００６２］幾つかの実行形態では、一または複数の磁石連結デバイスと、一または複数の磁石連結デバイスによって連結された２つの磁石は一体的に形成されうる。具体的には、一または複数の磁石連結デバイス、第１の磁石１２２´´と第２の磁石１２４´´は、単一の材料でできていてよい。別の実行形態では、一または複数の磁石連結デバイスは、磁気材料（例：第１の磁石１２２´´と第２の磁石１２４´´の材料）及び／又は例えば鉄等の高透磁率の材料を含む別々のユニットであってよい。
【００６４】
［００６３］幾つかの実施形態によれば、一または複数の磁石連結デバイスは、湾曲した形状を有しうる。しかしながら、本開示はこれに限定されず、一または複数の磁石連結デバイスは、例えば第１の磁石１２２´´と第２の磁石１２４´´の端部等の２つの磁石を連結させるのに好適な他の形状を有しうる。
【００６５】
［００６４］幾つかの実行形態では、装置１００´´は、例えば一または複数の第１の磁極片１２７´´（例：一または複数の外側磁極片）及び／又は一または複数の第２の磁極片１２５´´（例：一または複数の内側磁極片）等の一または複数の磁極片を含む。一または複数の磁極片は、図２Ｃに示す磁極片と同様に又は同一に構成されうる。一または複数の第２の磁極片１２５´´は、第１の磁石１２２´´と第２の磁石１２４´´との間に位置づけされうる。一または複数の第１の磁極片１２７´´は、第１の磁石１２２´´及び／又は第２の磁石１２４´´と、円筒形スパッタカソード１１０との間に位置づけされうる。一例として、一または複数の第１の磁極片１２７´´は、第１の磁石１２２´´（例：第１の磁石１２２´´の外面）、第２の磁石１２４´´（例：第２の磁石１２４´´の外面）、及び一または複数の磁極片（例：一または複数の磁極片の外面）のうちの少なくとも１つを少なくとも部分的に囲みうる。
【００６６】
［００６５］図４Ａ〜４Ｃに、基板上にスパッタ堆積を行うように構成された装置１００の概略的な側面断面図を示す。
【００６７】
［００６６］円筒形スパッタカソード１１０及び／又はターゲットについては、円筒形スパッタカソード１１０及び／又はターゲットの真直度誤差は、円筒形スパッタカソード１１０が回転したときに（図４Ｂ参照：円筒形スパッタカソード１１０は、図４Ａと比べて１８０°回転している）左右で平均化される。しかしながら、磁石アセンブリ１２０の真直度誤差は、特に円筒形スパッタカソード１１０が磁石アセンブリ１２０の周りで回転している間は磁石アセンブリ１２０が固定されているため、平均化されない。具体的には、端部における、また中心における磁石面とターゲット面との間の間隙の差をもっとも大きくするために、磁石アセンブリ１２０が固定される。端部の間隙は、ベアリングによって制御され、等しい。つまり、磁石アセンブリ１２０と円筒形スパッタカソード１１０及び／又はターゲットの真直度誤差により、円筒形スパッタカソード１１０及び／又はターゲットの中心から端部までの間隙に差ができる。
【００６８】
［００６７］スパッタ堆積源の曲がりは、特に単方向スパッタ堆積源において起こりうる。具体的には、曲がりは、スパッタ堆積源における温度勾配に起因して起こりうる。一例として、単方向スパッタ堆積源では、プラズマレーストラックはスパッタ堆積源の片側にのみある。プラズマにより、スパッタ堆積源が左右に非対称的に加熱される。これにより、スパッタ堆積源での温度分布が非均一になり、その結果、スパッタ堆積源の熱膨張差及び形成／曲がりが起こりうる。１を上回る独立したマグネトロンを有するスパッタ堆積源については、スパッタ堆積源の対向する側の２つの磁場が全く同じ強度を有するようにすることは困難である。これにより、スパッタ堆積源における非均一な温度分布及びスパッタ堆積源の曲がりも起こりうる。
【００６９】
［００６８］磁石アセンブリの曲がりに関連する上記の不利点は、本開示によって克服されうる。ターゲット面の両側に磁場を生成するために、単一の統合マグネトロンが双方向スパッタ堆積源に配置される。具体的には、個々の同じマグネットにより、ターゲット面の両側に同じ磁場が生成される。スパッタ堆積源の曲がりは、図４Ｃに示すように低減しうる、又は回避さえされうる。ターゲットの真直度誤差が上述したように、左右で平均化されうる。
【００７０】
［００６９］図５に、本書に記載の実施形態に係る２つの基板の同時処理に使用される、双方向スパッタ堆積源である装置１００の概略上面図を示す。
【００７１】
［００７０］図５に、装置１００の対向する側に配置された２つの基板を示す。具体的には、装置１００は２つの基板１０の間に配置される。幾つかの実施形態によれば、基板１０は、スパッタ堆積プロセス中に装置１００を通り過ぎて搬送方向２に移動する。一例として、基板は両方とも、同じ搬送方向に移動されうる。他の実施例において、基板は反対の搬送方向に移動されうる。２つの基板１０の搬送方向は、互いにほぼ平行であってよい。
【００７２】
［００７１］２つの基板１０は、第１のプラズマレーストラック１３０と第２のプラズマレーストラック１４０から供給される装置１００のターゲットからの材料でコーティングされる。具体的には、一または複数の基板を、第１のプラズマレーストラック１３０から供給される材料でコーティングするために、装置１００の第１の側を通り過ぎるように移動させうる。一または複数の基板を、第２のプラズマレーストラック１４０から供給される材料でコーティングするために、装置１００の第１の側の反対の第２の側を通り過ぎるように移動させうる。第１の側及び第２の側は、装置１００の対向する側である。
【００７３】
［００７２］幾つかの実施形態では、磁石アセンブリ１２０は、特にスパッタ堆積プロセスの間、円筒形スパッタカソード１１０内で固定されている、又は移動不能である。本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、磁石アセンブリ１２０は、材料が堆積される基板表面に対して垂直でない第１のプラズマレーストラック１３０と第２のプラズマレーストラック１４０のうちの少なくとも１つを生成するように構成される。磁石アセンブリ１２０、及び特に第１の磁石１２２と第２のペアの磁石は、基板表面に対して傾いていてよい。具体的に言うと、磁石アセンブリ１２０の対称線は、基板表面に垂直でなくてよい。スパッタリング方向は、例えば基板の前縁又は後縁への堆積を防止する又は低減するために、基板１０に対して斜めである。
【００７４】
［００７３］図６に、本書に記載の実施形態に係る、基板上にスパッタ堆積を行うように構成されたシステム６００の概略図を示す。システム６００は、真空チャンバ６０１内の本書に記載の実施形態に係る、真空チャンバ６０１と、例えば双方向スパッタ堆積源等の一または複数の装置６４０とを含む。システム６００は、２つの基板上に同時にスパッタ堆積を行うように構成されうる。
【００７５】
［００７４］幾つかの実施形態によれば、例えば真空チャンバ６０１等の、チャンバ内で層を堆積させるための単一の真空チャンバが配設されうる。単一の真空チャンバを有する構成は、例えば動的堆積のためのインライン処理装置において有益でありうる。オプションとして異なるエリアを有する単一の真空チャンバは、真空チャンバの１つのエリアを真空チャンバの別のエリアに対して真空密閉するためのデバイスを含まない。他の実行形態では、真空チャンバ６０１の隣に別のチャンバが配置されうる。真空チャンバ６０１は、バルブハウジング及びバルブユニットを有しうるバルブによって、隣接するチャンバから分離され得る。
【００７６】
［００７５］幾つかの実施形態では、真空チャンバ６０１内の雰囲気は、例えば、真空チャンバ６０１に連結された真空ポンプで技術的真空（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｖａｃｕｕｍ）を生成することによって、且つ／又は、処理ガスを真空チャンバ６０１内の堆積領域（複数可）内に挿入することによって、個別に制御し得る。幾つかの実施形態によれば、処理ガスは、アルゴンなどの不活性ガス  、及び／又は酸素、窒素、水素、アンモニア（ＮＨ３）、オゾン（Ｏ３）などの反応性ガスを含み得る。
【００７７】
［００７６］本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、真空チャンバ６０１は、第１の堆積領域６１０と第２の堆積領域６２０とを含み、一または複数の装置６４０は、第１の堆積領域６１０と第２の堆積領域６２０との間に配置される。一例として、一または複数の装置６４０は、第１の堆積領域６１０と第２の堆積領域６２０との間の中間領域６３０内に配置されうる。第１の堆積領域６１０は、一または複数の装置６４０の第１の側に配置され得、第２の堆積領域６２０は、一または複数の装置６４０の、第１の側とは反対の第２の側に配置されうる。
【００７８】
［００７７］幾つかの実行形態では、真空チャンバ６０１は、例えば第１の堆積領域６１０にアクセスするように構成された第１のロードロック６１４と第２のロードロック６１６、及び第２の堆積領域６２０にアクセスするように構成された第３のロードロック６２４と第４のロードロック６２６等の一または複数のロードロックを含みうる。基板は、一または複数のロードロックを使用して、真空チャンバ６０１及びオプションとしてそれぞれの堆積領域内から出し入れすることができる。
【００７９】
［００７８］一または複数の装置６４０は、第１のスパッタ堆積源６４２と、第２のスパッタ堆積源６４４と、第３のスパッタ堆積源６４６とを含みうる。しかしながら、本開示はこれに限定されず、例えば３を下回る、あるいは３を上回る装置等、任意の好適な数の装置が配設されうる。幾つかの実行形態では、一または複数の装置６４０は、一または複数の装置６４０が交互に対で動力供給されうるように、ＡＣ電源（図示せず）に接続されうる。しかしながら、本開示はこれに限定されず、一または複数の装置６４０は、ＤＣスパッタリング向けに、あるいはＡＣ及びＤＣスパッタリングの組み合わせ向けに構成されうる。
【００８０】
［００７９］幾つかの実行形態では、システム６００は、真空チャンバ６０１を通って延在する一又は複数の基板搬送路を含む。一例として、第１の基板搬送路６１２は、第１の堆積領域６１０を通って延在していてよく、第２の基板搬送路６２２は第２の堆積領域６２０を通って延在していてよい。第１の基板搬送路６１２と第２の基板搬送路６２２とは、互いにほぼ平行に延在しうる。
【００８１】
［００８０］基板１０は、それぞれのキャリア上に位置づけされうる。キャリア２０は、搬送方向２に延在する一または複数の基板搬送路又は搬送軌道に沿って搬送されるように構成されうる。各キャリアは、例えば真空堆積プロセス又は層堆積プロセス、例えばスパッタリングプロセス又は動的スパッタリングプロセス等の間、基板を支持するように構成される。キャリア２０は、例えばプレート又はフレームによって提供される支持面を使用して、基板１０を支持するように構成されたプレート又はフレームを含みうる。オプションとして、キャリア２０は、プレート又はフレームにおいて基板１０を保持するように構成された一または複数の保持デバイス（図示せず）を含みうる。一又は複数の保持デバイスは、機械クランプ及び／又は磁気クランプなどの、機械的デバイス、静電デバイス、動電（ファンデルワールス：ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ）デバイス、電磁デバイス、及び／又は、磁気デバイスのうちの、少なくとも１つを含みうる。
【００８２】
［００８１］幾つかの実行形態では、キャリア２０は、静電チャック（Ｅチャック）を含むか、又は、Ｅチャックである。Ｅチャックは、その上に基板１０を支持するための支持面を有しうる。一実施形態では、Ｅチャックは、電極が内部に埋め込まれている誘電本体を含む。誘電本体は、誘電体材料、好ましくは、熱分解性の窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、アルミナ、又は等価材料などの高熱伝導性誘電体材料から、製造されうる。電極は電源に連結されてよく、電源は、チャック力を制御するために電極に電力を提供する。チャック力は、支持面に基板１０を固定するよう基板１０に作用する、静電力である。
【００８３】
［００８２］幾つかの実行形態では、キャリア２０は、動電チャック若しくはゲッコチャック（Ｇチャック）を含むか、又は、動電チャック若しくはＧチャックである。Ｇチャックは、その上に基板を支持するための支持面を有しうる。チャック力は、支持面に基板１０を固定するよう基板に作用する、動電力でありうる。
【００８４】
［００８３］本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、キャリア２０は、特にスパッタ堆積プロセスの間に、ほぼ垂直な配向で基板１０を支持するように構成される。本開示全体において使用する「ほぼ垂直に」という表現は、特に基板の配向を指す場合、垂直方向又は配向から±２０°以下（例えば、±１０°以下）の偏差を許容することであると理解される。例えば、垂直配向からある程度の偏差を有する基板支持体がより安定したキャリア及び／又は基板位置をもたらすことができるので、このような偏差が設けられうる。更に、基板が前方に傾いた場合、基板表面に達する粒子はより少なくなる。ただし、例えばスパッタ堆積プロセス中の基板配向は、ほぼ垂直であるとみなされ、これは、水平の基板配向とは異なるとみなされる。水平の基板配向は、水平±２０°以下であるとみなされうる。
【００８５】
［００８４］本書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態によれば、システム６００は、一または複数の基板上に動的スパッタ堆積を行うよう構成されている。動的スパッタ堆積プロセスとは、基板１０が、スパッタ堆積プロセスが行われている間、搬送方向２に沿って一または複数の堆積エリア５１５を通って移動するスパッタ堆積プロセスとして理解することができる。つまり、基板１０は、スパッタ堆積プロセスの間、固定されないということである。
【００８６】
［００８５］幾つかの実行形態では、システム６００は、インライン処理システム、特に動的垂直スパッタリングのための、すなわち動的堆積のためのシステムである。本書に記載の実施形態に係るインライン処理システムは、例えば長方形のガラスプレート等の大面積基板等の基板１０の均一処理を提供しうる。例えば一または複数のスパッタ堆積源などの処理ツールは主に一方向（例：垂直方向）に延在し、基板１０は第２の異なる方向（例：水平方向であってよい搬送方向）に移動する。
【００８７】
［００８６］例えばインライン処理装置又はシステム等の動的スパッタ堆積のための装置又はシステムは、例えば一方向における層均一性等の処理均一性が、基板１０を一定の速さで移動させ、一または複数のスパッタ堆積源を安定に維持する能力によってのみ制限されるという利点を有する。インライン処理システムの堆積プロセスは、基板１０が一または複数のスパッタ堆積源を通り過ぎるように移動することによって決定されうる。インライン処理システムにおいて、堆積領域又は堆積エリアは、例えば長方形の大面積基板を処理するための、基本的に直線のエリアであってよい。堆積領域は、基板１０上への堆積のために一または複数のスパッタ堆積源から堆積材料が放出される領域又はエリアであってよい。これとは逆に、固定処理装置においては、堆積領域又は堆積エリアは基本的に、少なくとも基板１０のエリア全体に対応する。
【００８８】
［００８７］幾つかの実行形態では、例えば動的堆積のためのインライン処理システムの、固定処理装置と比較したときの別の違いは、動的処理システムが、オプションとして例えば第１の堆積領域６１０と第２の堆積領域６２０等の異なるエリアを有する単一の真空チャンバを有しうる事実によって説明でき、真空チャンバ６０１は、真空チャンバの１つのエリアを真空チャンバの別のエリアに対して真空密閉するためのデバイスは含まない。
【００８９】
［００８８］幾つかの実施形態によれば、システム６００は、キャリア２０を浮上している状態に保持するための磁気浮上システムを含む。オプションとして、システム６００は、搬送方向２にキャリア２０を移動又は運搬するように構成された磁気駆動システムを使用し得る。磁気駆動システムは、磁気浮上システムに一体化され得るか、又は、別の存在物として設けられ得る。
【００９０】
［００８９］本書に記載の実施形態は、例えばディスプレイ製造のための大面積基板上の蒸着に採用されうる。特に、本書に記載の実施形態に係る構造体及び方法が提供の対象である基板又はキャリアは、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などのさらに次の世代及びそれに相当する基板エリアを同様に実装することができる。
【００９１】
［００９０］本書で使用する「基板」という語は特に、例えばガラスプレート及び金属プレートなどの剛性又は硬い基板を包含するものである。しかしながら、本開示はこれらに限定されず、「基板」という語は例えばウェブ又はホイル等の可撓性基板も包含しうる。幾つかの実施形態によれば、基板１０は、材料を堆積させるのに適した任意の材料でできていてよい。例えば、基板１０は、ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、金属、ポリマー、セラミック、複合材料、炭素繊維材料、マイカ、ならびに堆積プロセスによってコーティングできる任意の他の材料及び材料の組合せからなる群から選択された材料でできていてよい。
【００９２】
［００９１］図７は、本書に記載の実施形態に係る基板上にスパッタ堆積を行うための方法７００を示すフロー図である。本方法７００は、本書に記載の実施形態に係る、例えば双方向スパッタ堆積源等のシステム及び装置を採用しうる。
【００９３】
［００９２］本方法７００は、ブロック７１０において、第１のプラズマレーストラックと第２のプラズマレーストラックの両方を生成するための、例えば第１の磁石及び第２のペアの磁石等の２、３、又は４つの磁石を有する円筒形スパッタカソード内の磁石アセンブリを使用して、例えば円筒形スパッタカソードの対向する面等に、第１のプラズマレーストラック及び第２のプラズマレーストラックを生成することを含む。本方法は更に、第１のプラズマレーストラック及び第２のプラズマレーストラックから供給される材料によって２つ以上の基板を同時にコーティングすることを含みうる（ブロック７２０）。
【００９４】
［００９３］本書に記載の実施形態によれば、基板上にスパッタ堆積を行うための方法は、コンピュータプログラムと、ソフトウェアと、コンピュータソフトウェア製品と、システム及び装置の対応構成要素と通信可能なＣＰＵ、メモリ、ユーザインターフェース、及び入出力デバイスを有し得る相互関連コントローラとを使用して、実施され得る。
【００９５】
［００９４］本開示は、ターゲット面の２つの対向する面に磁場を生成するように構成された２、３、又は４つの磁石を有する単一の統合マグネトロンを有する円筒形スパッタカソードを提供する。具体的には、個々の同じ磁石により、ターゲット面の対向する面に同じ磁場が生じるということである。これにより、２つの独立したマグネトロンによって提供される、同じターゲット面上に２つの独立したプラズマレーストラックを有することの不利点が克服される。特に、まったく同じ強度を有する２つの磁場を形成することは困難である。強い磁場はより速いスパッタ速度を有し、厚さに非均一性が生じる。本開示の実施形態は、円筒形スパッタカソードの両側でほぼ同じスパッタ速度を提供することができる。
【００９６】
［００９５］更に、両側の統合磁石アセンブリにより、スパッタ堆積源内の左右の温度差に起因する磁石アセンブリの曲がりが防止されうる。基板上に堆積した層の厚さの均一性が改善されうる。双方向スパッタ堆積源を使用して、スパッタ堆積源の対向する側に配置された２つの基板を同時にコーティングすることができる。例えばスパッタ堆積システムなどの処理システムのスループットが向上しうる。また更に、双方向スパッタ堆積源が使用する真空チャンバ及び工場内部での設置空間は、例えば２つの基板を同時処理するのに使用される別々の２つのスパッタ堆積源と比べて小さい。
【００９７】
［００９６］以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１Ａ】
2018534423.tif 000003
【図１Ｂ】
2018534423.tif 000004
【図２Ａ】
2018534423.tif 000005
【図２Ｂ】
2018534423.tif 000006
【図２Ｃ】
2018534423.tif 000007
【図３Ａ】
2018534423.tif 000008
【図３Ｂ】
2018534423.tif 000009
【図３Ｃ】
2018534423.tif 000010
【図３Ｄ】
2018534423.tif 000011
【図３Ｅ】
2018534423.tif 000012
【図４Ａ−４Ｃ】
2018534423.tif 000013
【図５】
2018534423.tif 000014
【図６】
2018534423.tif 000015
【図７】
2018534423.tif 000016
【国際調査報告】
2018534423.tif 000017
2018534423.tif 000018