(57)【要約】  基板（３１０）に材料を堆積させるための装置が記述される。装置は、真空チャンバ（３００）と、材料の堆積の間基板を受けるための真空チャンバ内の基板受け部（３０５）と、基板（３０５）への材料の堆積の間ターゲット（３３０）を保持するように構成されるターゲット支持体（３２０）と、基板受け部（３０５）とターゲット支持体（３２０）との間にプラズマを発生させるための真空チャンバ（３００）内のプラズマ発生装置と、ガス（３６５）の超音速流を提供するための第１のガス入口（３６０）であって、基板受け部（３０５）に向かって指向されるガス入口と、を含む。さらには、真空チャンバ（３００）で基板（３１０）に材料を堆積させるための方法が記述される。方法は、基板（３１０）とターゲット（３３０）との間にプラズマを形成することと、プラズマを用いてターゲット（３３０）から粒子（３３５）を放出させることと、材料が堆積されるべき基板表面に向かってガスの超音速流（３６５）を指向させることと、を含む。【選択図】図３
2016513180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１１０；３１０）に材料を堆積させるための装置であって、
真空チャンバ（１００；３００）と、
前記材料の堆積の間前記基板（１１０；３１０；４１０）を受けるための前記真空チャンバ（１００；３００）内の基板受け部（１０５；３０５）と、
前記基板（１１０；３１０；４１０）への前記材料の堆積の間ターゲット（１３０；３３０；４３０）を保持するように構成されるターゲット支持体（１２０；３２０）と、
前記基板受け部（１０５；３０５）と前記ターゲット支持体（１２０；３２０）との間にプラズマ（４５５）を発生させるための前記真空チャンバ（１００；３００）内のプラズマ発生装置と、
ガスの超音速流を提供するための第１のガス入口（１６０；３６０）であって、前記基板受け部（１０５；３０５）に向かって指向される第１のガス入口と、を備える装置。
【請求項２】
前記装置が反応性スパッタ堆積のために適合され、前記ガス入口（１６０；３６０）が前記反応性スパッタ堆積のための反応性ガスを供給するために適合される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ガス入口（１６０；３６０）が前記基板（１１０；３１０；４１０）に活性ガスを供給するように適合される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ガス入口（１６０；３６０）が、各々ガスの超音速流を提供するために適合される複数のノズル（２００；４６０）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記ターゲットの材料と前記超音速ガス流で供給されるガスとが、ＭＯｘ、ＭＮｘ、ＭＯｘＮｙ、ＭｇＦｘ、ＡｌＦｘ、Ｒ−Ｆ有機質、およびテフロンから成る群から選択される前記基板に堆積されるべき材料を形成するように選ばれ、ＭがＡｌ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、ＭｏＮｂｚ、ＡｌＮｄｚ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＡｌＺｎｚ、ＩｎＧａｚ１Ｚｎｚ２、ＩｎＳｎｚ、ＬｉＰｚ、およびＬｉＣＯｚから成る群から選択される材料を表す、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のガス入口（１６０；３６０）が、コーティングされるべき基板表面に対して約５°から約８５°の間の角度で前記第１のガス入口から前記基板表面に伸びる進路に沿って主方向を有する超音速ガス流を提供するように配置されることにより、前記基板受け部に向かって指向される、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記ガス入口（１６０；３６０）が少なくとも１つの中細ノズルを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの中細ノズルが約１ミクロンから約４ｍｍの臨界直径を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記プラズマ発生装置が、プラズマを発生させるために実質的に前記ターゲット支持体（１２０；３２０）と前記基板受け部（１０５；３０５）との間にプラズマ化されるべきガスを供給するための第２のガス入力（１５０；３５０）を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
真空チャンバ（１００；３００）で基板（１１０；３１０；４１０）に材料を堆積させる方法（５００；６００）であって、
前記基板（１１０；３１０；４１０）とターゲット（１３０；３３０；４３０）との間にプラズマ（４５５）を形成すること（５１０：６１０）と、
前記プラズマ（４５５）を用いて前記ターゲット（１３０；３３０；４３０）から粒子を放出させること（５２０）と、
前記材料が堆積されるべき基板表面に向かって第１のガスの超音速流（３６５：４６５）を指向させること（５３０）と、を含む方法。
【請求項１１】
前記材料が反応性スパッタ堆積により前記基板（１１０；３１０；４１０）に堆積される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
プラズマ（４５５）を形成することが、前記プラズマを形成するために実質的に前記基板（１１０；３１０；４１０）と前記ターゲット（１３０；３３０；４３０）との間にプラズマ化されるべき第２のガスを供給することを含む、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のガスの前記超音速流が少なくとも１つの中細ノズルにより供給される、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のガスの前記超音速流が反応性ガスを備える、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のガスの前記超音速流（３６５：４６５）を指向させることが、コーティングされるべき基板表面に対して約５°から約８５°の間の角度で前記第１のガス入口から前記基板表面に伸びる進路に沿って主方向を有する超音速ガス流を提供することにより、前記ガスの超音速流を前記基板表面に向かって指向させることを含む、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、堆積装置および材料を堆積させるための方法に関する。本発明の実施形態は詳細には、真空チャンバとガス入口とを有する堆積装置、および真空チャンバで材料を堆積させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの方法が基板に材料を堆積させるために知られている。たとえば、基板はスパッタ処理などの物理的気相堆積（ＰＶＤ）処理によりコーティングされてよい。典型的に処理は、コーティングされるべき基板が位置または案内される処理装置または処理チャンバで行われる。基板に堆積されるべき堆積材料は装置で提供される。複数の材料が基板に堆積するために使用されてよく、中でもセラミックが使用されてよい。
【０００３】
コーティングされた材料はいくつかの用途でかついくつかの技術分野で使用されてよい。たとえば用途は、半導体デバイスを発生するようなマイクロエレクトロニクスの分野にある。また、ディスプレイのための基板はしばしばＰＶＤ処理によりコーティングされる。さらなる用途として、絶縁パネルや有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネルの他にも、ハードディスクや、ＣＤ、ＤＶＤなどを含んでよい。
【０００４】
コーティングされるべき基板は、コーティング処理を行うための堆積チャンバに配置または案内される。スパッタ堆積処理を行うとき、堆積チャンバは、基板に堆積されるべき材料が配置されるターゲットを提供する。ターゲット材料は、たとえば真空チャンバで発生されるプラズマによってターゲットから放出される。放出粒子は基板に堆積し、所望の材料層を形成する。
【０００５】
しかしながら、いくつかの用途では、さらなる材料が堆積チャンバに存在する。たとえば反応性スパッタ処理が行われる場合、ターゲットはスパッタリング雰囲気に存在する反応性ガスにより被毒される可能性がある。被毒は制御困難であるので、この作用はアーキングや低堆積速度などの処理不安定性に至り得る。また、被毒は堆積膜の劣った層特性に至る可能性がある。
【０００６】
加えて、異なる材料の連続膜堆積のためのインライン堆積システムでは、隣接堆積チャンバ間での余剰反応性ガスの相互作用が処理劣化作用を及ぼす可能性があり、処理チャンバ間での追加のコスト集約的なガス分離解決策の必要性を意味する可能性がある。
【発明の概要】
【０００７】
上記を考慮して、本発明の目的は、当該技術分野の問題のうちの少なくともいくつかを克服する堆積装置および基板に材料を堆積させるための方法を提供することにある。
【０００８】
上記に鑑みて、独立請求項に係る、基板に材料を堆積させるための装置および基板に材料を堆積させるための方法が提供される。本発明のさらなる態様、利点、および特徴は従属請求項、記述、および添付図面から明らかである。
【０００９】
一実施形態によれば、基板に材料を堆積させるための装置が提供される。装置は、真空チャンバと、材料の堆積の間基板を受けるための真空チャンバ内の基板受け部と、基板への材料の堆積の間ターゲットを保持するように構成されるターゲット支持体と、基板受け部とターゲット支持体との間にプラズマを発生させるための真空チャンバ内のプラズマ発生装置と、ガスの超音速流を提供するための第１のガス入口であって、基板受け部に向かって指向される第１のガス入口とを含む。
【００１０】
別の実施形態によれば、真空チャンバで基板に材料を堆積させる方法が提供される。方法は、基板とターゲットとの間にプラズマを形成することと、プラズマを用いてターゲットから粒子を放出させることと、材料が堆積されるべき基板表面に向かって第１のガスの超音速流を指向させることとを含む。
【００１１】
別の実施形態によれば、真空チャンバで基板に材料を堆積させる方法が提供される。方法は、基板とターゲットとの間にプラズマを形成することと、プラズマを用いてターゲットから粒子を放出させることと、真空チャンバ内に反応性ガスの超音速流を指向させることとを含む。従属請求項および本明細書からの実施形態との組み合わせにより、さらなる実施形態が提供され得る。
【００１２】
実施形態はまた、開示される方法を実行するための装置に向けられ、各記載の方法ステップを行うための装置部品を含む。これらの方法ステップは、ハードウェア構成要素や、適切なソフトウェアによりプログラムされるコンピュータによって、その両方の任意の組み合わせにより、または任意の他の様式で行われてよい。さらには、本発明に係る実施形態はまた、記載の装置が動作する方法に向けられる。これは、装置のあらゆる機能を実行するための方法ステップを含む。
【００１３】
本発明の上述の特徴が詳細に理解され得るように、以上簡潔に要約された本発明のより詳細な記述が実施形態を参照することにより得られてよい。添付図面は本発明の実施形態に関しており、以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書に記載の実施形態に係る堆積装置を示す概略図である。
【図２】本明細書に記載の実施形態に係る堆積装置用のガス入口を示す概略図である。
【図３】本明細書に記載の実施形態に係る動作中の堆積装置を示す概略図である。
【図４ａ】本明細書に記載の実施形態に係る動作中の堆積装置を示す概略図の断面である。
【図４ｂ】本明細書に記載の実施形態に係る動作中の堆積装置を示す概略図の断面である。
【図５】本明細書に記載の実施形態に係る材料を堆積させるための方法を示すフローチャートである。
【図６】本明細書に記載の実施形態に係る材料を堆積させるための方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ここで、詳細な参照を本発明の様々な実施形態に対して行っていくが、そのうちの１つまたは複数の例が図に例証される。以下の図面の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指す。一般に、個別の実施形態に関する差異のみが記載される。各例は本発明の説明のために提供されており、本発明の限定として意味されるのではない。さらには、一実施形態の一部として例証または記載される特徴は他の実施形態でまたは他の実施形態と共に使用されてさらなる別の実施形態をもたらし得る。記述はそのような変更や変形を含むことが意図される。
【００１６】
図１は、本明細書に記載の実施形態に係る堆積装置を収容するための堆積チャンバ１００を示す。堆積チャンバは真空チャンバであってよい。本明細書で言及される真空はたとえば、圧力が約０．５Ｐａで平均自由行程が約５ｃｍの高真空であってよい。
【００１７】
本明細書に記載の実施形態に係る堆積装置は、ターゲット１３０を受けるために適合されるターゲット支持体１２０を含んでよい。いくつかの実施形態において、ターゲット支持体は回転ターゲットを支持および／または駆動するために適合されてよい。さらには、本明細書に記載の堆積装置は、堆積処理の間基板１１０を保持するための基板受け部１０５を含んでよい。
【００１８】
図１は基板受け部１０５を、基板１０５が堆積処理の間載置される一種のテーブルまたは基板支持体として示すが、本明細書に記載の基板受け部は、この種の基板受け部に限定されないと理解されるべきである。一般に、本明細書に記載の基板受け部は材料を堆積させるための装置の一部であると理解されるべきであり、コーティングされるべき基板が堆積の間基板受け部に位置される。いくつかの実施形態において、基板受け部は、堆積の間基板を提供するために支持する装置であってよい。たとえば基板受け部は、チャンバを通して基板を移送するための移送装置を備えてよい。基板受け部の移送装置は例示的に、堆積チャンバを通して基板を案内するための、ローラおよび／または磁気ガイドレールなどのガイドレールを備えてよい。いくつかの実施形態において、基板受け部は、堆積処理の間基板を支える基板キャリアを受けるために適合されてよい。たとえば基板受け部は、堆積チャンバを通して基板および／または基板キャリアを移動させるように適合されてよい。移動する基板はモータなどのドライバユニットにより駆動されてよい。いくつかの実施形態において、移送されるべき基板は例示的に、ターゲットおよび／もしくはさらなる材料供給などの堆積材料源を越えて移動されるウエブ、フォイル、または基板であってよい。本明細書に記載のいくつかの実施形態において、基板はシステムでの局所的な支持体なしに装置を通して走行してよく、基板受け部は堆積の間基板により占有される空間であってよい。たとえばフレキシブルガラスが処理されるとき、上に基板が設けられるローラは堆積チャンバ外部に置かれてガラスを延伸させておいてよい。基板は、堆積チャンバの壁のスリットを通じて基板が堆積チャンバ内に入り込み、さらに堆積チャンバを通して堆積源（ターゲットなど）を通過するように案内されてよい。堆積チャンバを通過した後、基板は堆積チャンバ壁のスリットを介して堆積チャンバから送出される。いくつかの実施形態によれば、堆積チャンバのスリットは、堆積チャンバでの真空を維持するための一種のロックを含んでよい。
【００１９】
実施形態に係る堆積装置は、カソード（たとえばターゲットであってよい）とアノード（たとえば基板であってよい）に電圧を印加するための電源１４０を含んでよい。例として図１では、ターゲットがカソードとして示され、基板受け部がアノードとして示される。しかしながら本明細書に記載の実施形態は、図４ａおよび図４ｂに関して以下に見られるような、ターゲットをカソードとし、基板をアノードとする配置に限定されない。印加電圧は真空チャンバ１００に電界を生成し、これはプラズマを形成するために使用されてよい。
【００２０】
本明細書に記載の実施形態に係る真空チャンバ１００は、コーティングされるべき基板表面に向かってガスを供給するための第１のガス入口１６０を有してよい。第１のガス入口１６０は、堆積処理の間基板に第１のガスを提供するために基板受け部１０５に指向されてよい。第２のガス供給１５０が真空チャンバ１００内でプラズマ化されるべきガス（たとえばアルゴンなどの希ガス）を供給するために設けられてよい。
【００２１】
本明細書に記載の実施形態によれば、コーティングされるべき表面に向かって供給されるべきガスを供給するための第１のガス入口１６０は、ガスの超音速流を提供するために適合されるガス入口である。いくつかの実施形態において、超音速ガス流で提供されるべきガスは、ガス流を基板へ指向させて収束させる、特別に設計されたノズルの配列により供給されてよい。ノズル配列でのノズルの個数は典型的には約２と約２００との間、より典型的には約１０と約１５０との間、そしてさらにより典型的には約２０と約１２０との間であってよい。ガスの超音速流を提供する第１のガス入口により供給されるガスは反応性ガスであってよく、これはたとえば、堆積されるべき材料の構成要素（または構成要素の前駆体）を含むことにより堆積処理で有用である。
【００２２】
コーティングされるべき表面に向かって指向されるガスの超音速流は、ターゲット被毒と真空チャンバでの余剰反応性ガスを防止または少なくとも最小化するのに役立つ。
【００２３】
本明細書に記載の実施形態によれば、中細ノズル（たとえば、ラバルノズル）が、指向超音速ガス噴射を提供するために、第１のガス入口に設けられる。一般に、中細ノズルは先細部と末広部を有するノズルと理解されるべきである。いくつかの実施形態によれば、超音速流で供給されるべきガスはまずノズルの先細部を通過した後、ノズルの末広部を通過する。超音速ガス噴射内で、ガス分子は亜音速ガス流中のガス分子と比較して、有意に増加した運動量を有する。本明細書に記載の実施形態に係るガス入口により提供されるガス流中のガス分子の比較的高い運動量は、ガス流の横方向分散を最小化するのに役立つ。また比較的高い運動量は、所望の化学量論組成を持つ膜の堆積のためにガスが提供されるべき基板表面上の領域にガス流を集束させるのに役立つ。ガス流の集束と超音速ガス流の最小化される分散は主方向を有する超音速ガス流に帰着する。たとえば、超音速ガス流を提供するための第１のガス入口が基板に向かって指向されれば、超音速ガス流の主方向は基板に向かっている。いくつかの実施形態において、ガス流中のガス分子の典型的には約７５％から約１００％の間、より典型的には約８０％から約９９％の間、そしてさらにより典型的には約８５％から約９８％の間が主方向に流れる。
【００２４】
いくつかの実施形態によれば、主方向は第１のガス入口から基板に至る進路に沿って伸びる。たとえば、主方向が沿って伸びる進路は実質的に、ガス入口から基板表面への仮想線であってよい。いくつかの実施形態において、主方向の仮想線はコーティングされるべき基板表面に約０°から約８９°の間、より典型的には約５°と約８５°との間、そしてさらにより典型的には約１０°と８０°との間の角度で行き当たってよい。一例では、主方向の仮想線はコーティングされるべき基板表面に約１０°から約５０°の間の角度で行き当たってよい。
【００２５】
本明細書に記載の実施形態によれば、角度は基板表面と超音速ガス流の主方向との間で測定され、したがって０°の角度は基板表面に実質的に平行に提供される超音速ガス流を示すであろうし、９０°の角度は基板表面に実質的に垂直に提供される超音速ガス流を示すであろう。
【００２６】
本明細書に記載の実施形態により、化学量論的な膜成長の間表面反応を完了させるための適正な量の反応性ガスを提供することが可能である。ガスの超音速流は横方向分散を防止するという事実により、反応性ガス消費量はもちろん副次的なターゲット被毒も最小化されてよい。
【００２７】
いくつかの実施形態において、コーティングされるべき表面に向かって供給されるべきガスは、真空チャンバ１００内で行われる反応性スパッタ処理のための反応性ガスである。超音速ガス流を供給するために適合される第１のガス供給を基板に向かって指向させることにより、堆積処理の間表面での反応を支持するために基板表面に、反応性ガスなど、十分に必要なだけのガスを提供することが可能である。
【００２８】
本明細書に記載の実施形態によれば、本明細書に記載の反応性ガスは、真空チャンバに存在する他の材料との反応を提供してよいガスと理解されるべきである。たとえば、反応性ガスはターゲットから放出される粒子と反応するように選ばれてよい。例として、反応性ガスは酸素、窒素、もしくは任意の適切なガス、またはターゲット材料の放出粒子と反応してよい活性ガスであってよい。いくつかの実施形態において、ガスの超音速流で供給されるべき反応性および／または活性ガスとして、中性、イオン化、励起、および／またはラジカル化材料を含んでよい。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされてよい、いくつかの実施形態によれば、超音速ガス流として、酸素含有ガス（たとえばＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｒ−ＯＨ）、窒素提供ガス（たとえばＮ２、Ｎ２Ｏ、ＮＨ３）、フッ素提供ガス（たとえばＳＦ６、Ｒ−Ｆ）および／またはＡｒＨなどのさらなる材料を含んでよい。
【００２９】
いくつかの実施形態において、基板に堆積されるべき材料はターゲット材料または、ターゲットから放出される粒子など、ターゲット材料の部分、および反応性ガスまたは反応性ガスの少なくとも構成要素から構成されてよい。
【００３０】
たとえば、本明細書に記載の実施形態に係る堆積装置および方法により、酸化物、窒化物、または酸窒化物を含めた材料が基板に堆積されてよく、たとえばＭＯｘやＭＮｘ、ＭＯｘＮｙであり、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、ＭｏＮｂｚ、ＡｌＮｄｚ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＡｌＺｎｚ、ＩｎＧａｚ１Ｚｎｚ２、ＩｎＳｎｚ、ＬｉＰｚ、ＬｉＣＯｚを表してよい。さらには、本明細書に記載の実施形態において基板に堆積されるべき材料として、ＭｇＦｘや、ＡｌＦｘ、Ｒ−Ｆ有機質（たとえばテフロン）などのフッ化物を含んでよい。本明細書に記載の実施形態において、ｘ、ｙ、およびｚは化学量論組成の変化を記述する指数と理解されるべきである。したがって堆積されるべき材料のいくつかの例として、ＩＴＯや、ＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２のような材料を含んでよい。
【００３１】
本明細書に記載の実施形態は概して反応性スパッタ処理に言及するが、本明細書に記載の装置および方法は任意の真空処理にも適合されてよいが、ただしガスが真空チャンバ中の一定の位置で提供される一方、ガス入口の箇所は、汚染を避けるために、ターゲット表面などのさらなる反応ゾーンへある距離を置いて位置決めされることが理解されるべきである。
【００３２】
さらには堆積処理および装置は、ＤＣスパッタリング処理や、ＨＦスパッタリング処理、マグネトロンスパッタリング処理、ロータリターゲット処理などの、堆積処理のいくつかのさらなる変形と組み合わされてまたはそれらに適用されてよい。
【００３３】
本明細書で使用される限り、「マグネトロンスパッタリング」はマグネトロン、すなわち磁石アセンブリ、つまり磁場を発生させることができるユニットを用いて行われるスパッタリングを指す。典型的に、そのような磁石アセンブリは１つまたは複数の永久磁石から成る。これらの永久磁石は典型的に、自由電子が回転ターゲット表面の下方に発生される発生磁場内に捕捉されるような様式で、回転ターゲット内に配置または平面ターゲットに結合される。回転ターゲットの場合、磁石アセンブリはバッキング管内にまたはターゲット材料管が設けられてよい。そのような磁石アセンブリは平面ターゲットに結合配置されてもよい。平面ターゲットの場合、磁石はターゲット材料に対向するバッキング板の側に設けられ得る。典型的な実装によれば、マグネトロンスパッタリングは、ＴｗｉｎＭａｇカソードアセンブリなどであるがこれに限定されない、二重マグネトロンカソードにより実現され得る。特に、ターゲットからのＭＦスパッタリング（中間周波数スパッタリング）の場合、二重カソードを含むターゲットアセンブリが適用され得る。典型的な実施形態によれば、堆積チャンバ内のカソードは交換可能であってよい。したがって、スパッタされるべき材料が消費された後、ターゲットは交換される。本明細書の実施形態によれば、中間周波数は０．５ｋＨｚから３５０ｋＨｚ、たとえば１０ｋＨｚから５０ｋＨｚの範囲の周波数である。
【００３４】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わされ得る別々の実施形態によれば、スパッタリングはＤＣスパッタリングやＭＦ（中間周波数）スパッタリングとして、ＲＦスパッタリングとして、またはパルススパッタリングとして実施され得る。本明細書に記載のように、いくつかの堆積処理は有益に、ＭＦ、ＤＣまたはパルススパッタリングを適用することができる。しかしながら、他のスパッタリング方法も適用され得る。
【００３５】
図２は、本明細書に記載の実施形態に係るガスの超音速流のための第１のガス入口の一部であるノズル２００の例を示す。ノズル２００はたとえば、図１に示す真空チャンバ１００の第１のガス入口１６０に使用される。ノズルはチャンバ内に超音速ガス流を提供するために形成されてよい。たとえば、ノズルはラバルノズルであってよい。
【００３６】
いくつかの実施形態において、ノズル２００の壁２１０は超音速のガス流を堆積チャンバに導くように形成されてよい。図２に例示的に示すように、ガスは流れ２２０でノズルに供給される。いくつかの実施形態において、ノズル２００に供給されるガス流２２０はガス配管システムからまたはガス源から到来してよい。ガス流２２０はノズルに流入し、ノズル２００の形状寸法により導かれる。
【００３７】
いくつかの実施形態によれば、ノズル２００は臨界直径２３０を提供する。ノズル２００は、ノズル内のガス流が臨界直径２３０で音速に到達するように、形成されてよい。本明細書に記載のノズルの実施形態において、ノズル内のガス流は臨界直径後に超音速に加速される。ガス流は超音速ガス流２４０でノズル２００を離れる。いくつかの実施形態において、ノズル２００はガス流２４０を直接、上記の堆積チャンバ１００などの堆積チャンバに至らせる。いくつかの実施形態において、ノズル２００は、超音速ガス流２４０を堆積チャンバに至らせるように適合されるガス入口配管システムの一部である。
【００３８】
図２に見られるように、超音速ガス流は最小化された横方向分散を有するという事実により、超音速ガス流２４０は実質的に一方向（上記の主方向など）にノズル２００を離れる。実質的に主方向にノズル２００を離れる超音速ガス流２４０は、コーティングされるべき基板に向かって指向されてよく、また主方向から大幅に逸脱することなく基板に流れ、そのためガス流中のガス分子の典型的には約７５％から約１００％の間、より典型的には約８０％から約９９％の間、そしてさらにより典型的には約８５％から約９８％の間が主方向にかつ基板表面に向かって流れる。
【００３９】
いくつかの実施形態において、かつ上記のように、堆積チャンバは約０．５Ｐａの圧力を有する真空チャンバであってよい。例示的な処理パラメータに基づいて、ノズルに対する以下の寸法の概算が導出されてよい。たとえば、ターゲットから放出される粒子と基板表面で反応するための反応性ガスとして酸素が使用される場合、約０．５Ｐａの圧力が堆積チャンバ内に存在すれば、質量流量制御後の１００Ｐａの典型的なノズル入口圧力が提供され、Ｏ２またはＡｒＯ２の５０ｓｃｃｍの典型的なガス流が供給されると（たとえば２０個のノズルの配列を介して）、各ノズルの臨界面積（最小面積）は約８Ｅ−３ｍｍ２を有してよく、これは０．１ｍｍの臨界直径（最も狭いノズル点）に相当し、速度が約３００ｍ／ｓの超音速ガス流に帰着してよい。いくつかの実施形態によれば、これらの値は、ノズルの直線的配列など、数個のノズルの配列を提供する場合にも使用されてよい。たとえば、ノズルの直線的配列は約５０個のノズルを含んでよい。
【００４０】
いくつかの例では、より高いノズル入口圧力（たとえば約１０００Ｐａの入口圧力）は、ノズル配列での各個別のノズルの約３０ミクロンの臨界直径に至ってよい。約１０００Ｐａのノズル入口圧力と約３０ミクロンの臨界直径を有する配置は、約１０００ｍ／ｓのガス速度を有する超音速ガス噴射に帰着してよい。
【００４１】
一般に中細ノズルの臨界直径は、入口と出口圧力、提供されるべきガス流、および必要な処理流を分配するノズルの個数に依存する。いくつかの実施形態によれば、本明細書に記載のガス入口の少なくとも１つの中細ノズルは、典型的には約１ミクロンから約４ｍｍまで、より典型的には約３０ミクロンから約１ｍｍまで、そしてさらにより典型的には約６０ミクロンから約０．２ｍｍまでの臨界直径を有してよい。
【００４２】
典型的な寸法と上記の真空レベルに関して、この状況は約０．５から２のクヌーセン数に相当する。ガス力学側面については、これは依然、分子流（運動）領域に近づく遷移流領域内にある。これらの場合に関して、ラバルノズル排出後のガス分布の挙動を求めるために、ＤＳＭＣ（直接シミュレーションモンテカルロ）など、ガス挙動の特別なシミュレーションが使用されてよい。
【００４３】
いくつかの実施形態によれば、ノズルの対応する長手方向の寸法と開口方式の詳細は計算やシミュレーションにより求められてよく、その場合例示的に前出の所与のパラメータの例に基づいてよい。たとえば長手方向の寸法と開口方式は、ガス流とノズル入口圧力に関して最適化された効果を達成するように求められてよい。
【００４４】
本明細書に記載のノズルは、反応性ガスを超音速に加速させるために適合されてよい。いくつかの実施形態によれば、ノズルの形状寸法はもちろん材料も、反応性ガスが超音速に加速されることを可能にするために適合されてよい。材料は例示的に、反応性スパッタ処理に使用される反応性ガスに対して、特に音速以上の速度の反応性ガスに対して実質的に耐性があって（または少なくとも所定の時間は耐性があって）よい。たとえば、本明細書に記載の実施形態におけるノズルは、その形状を金属または半導体材料にスクライブすることにより形成されてよい。スクライビングは例示的にレーザ技法によりまたはイオンビームスクライビング技法により行われてよい。あるいは、特に大型のノズルの場合、本明細書に記載の実施形態に係るノズルはガラスまたは金属キャピラリから作製されてよい。いくつかの実施形態において、特に小型のノズルの場合、ノズルは、インクジェットノズル生産のために使用される技法などの微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）または相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）技法により生産されてよい。
【００４５】
ノズルの小さな臨界直径に関する一処理例では、ガスは約１Ｅ４Ｐａの圧力でノズルに供給され、これは０．１ａｔｍに相当する（たとえば図２のガス流２２０）。供給されるガスはこの例では、１５０個の中細ノズルを介して約５ｓｃｃｍのガス流で提供されるＨ２Ｏであってよい。第１の例のために使用されるノズルの臨界直径は約１ミクロンである。ノズル出口での超音速ガス流（図２のガス流２４０など）の出口圧力は約０．５Ｐａであり、ノズル出口で得られるガス速度は約４３００ｍ／ｓ（約３７０マッハに相当）である。
【００４６】
典型的なＳｉＯ２処理の例では、ガスは約６００Ｐａの圧力でノズルに供給される。供給されるガスはこの例では、２０個の中細ノズルを介して約１２０ｓｃｃｍのガス流で提供されるＯ２であってよい。第１の例のために使用されるノズルの臨界直径は約６０ミクロンである。ノズル出口での超音速ガス流（図２のガス流２４０など）の出口圧力は約０．２Ｐａであり、ノズル出口で得られるガス速度は約１２００ｍ／ｓ（約１１０マッハに相当）である。
【００４７】
大きい臨界直径の例では、ガスは約１０Ｐａの圧力でノズルに供給される。供給されるガスはこの例では、１つの中細ノズルを介して約２００ｓｃｃｍのガス流で提供されるＳＦ６であってよい。第１の例のために使用されるノズルの臨界直径は約４ｍｍである。ノズル出口での超音速ガス流（図２のガス流２４０など）の出口圧力は約１Ｐａであり、ノズル出口で得られるガス速度は約２５ｍ／ｓ（約１．９マッハに相当）である。
【００４８】
図３は、堆積処理中の堆積チャンバ３００を示す。堆積チャンバ３００は、堆積チャンバ３００内に電界を発生させるために、基板３１０とターゲット３３０に電力を供給するための電源３４０を含んでよい。材料でコーティングされるべき基板３１０は例示的に、テーブル状の基板受け部３０５上に示される。しかしながら、いくつかの実施形態において、図１に関して前述のように、基板受け部は、堆積処理の間堆積チャンバを通して移動する基板を受けるおよび／または移送するために適合されてよい。
【００４９】
ターゲット３３０は少なくとも、基板表面に堆積されるべき材料の構成要素、または基板表面に堆積されるべき材料の構成要素の前駆体を含んでよい。ターゲットにより提供される堆積されるべき材料の構成要素はターゲット材料と呼ばれてよい。図３に示す例では、プラズマは堆積チャンバ３００内の領域３５５に形成される。本明細書に記載の実施形態によれば、プラズマは第２のガス入口３５０により供給されるガスから形成されてよい。堆積チャンバ内の領域３５５内のプラズマはターゲットに到達してよく、またターゲット材料３３５の粒子を放出させてよい。ターゲット材料粒子３３５は次いで、コーティングされるべき基板表面に移動してよい。
【００５０】
いくつかの実施形態によれば、反応性ガス粒子などのガス粒子は第１のガス入口３６０により堆積チャンバ３００に供給される。上記に説明されるように、第１のガス入口３６０はガスの超音速流、好ましくは反応性ガスの超音速流を提供してよい。第１のガス入口３６０を通して到来するガス流は参照符号３６５で表される（さらに例示的に灰色の線により示される）。超音速ガス流は、基板表面に堆積されるべき材料の構成要素、または構成要素の前駆体を含んでよい。反応性ガスの超音速流３６５は基板に向かって指向され、堆積チャンバ内に拡散する傾向はない。基板表面で、ターゲット材料粒子３３５と反応性ガス流３６５が互いに混合し、反応し合ってよい。ターゲット材料粒子と超音速ガス入口により供給されたガス粒子との反応により、堆積されるべき材料が基板表面に形成して堆積する。いくつかの実施形態によれば、反応は基板表面上でまたは堆積されるべき材料が基板表面に衝突する前に起きてよい。いくつかの実施形態によれば、配置の形状寸法に依存して、ガスの超音速流で供給されるガスは、プラズマを通過するときに部分的にイオン化してよい。
【００５１】
図３に見られるように、第２のガス入口３５０は例示的にターゲット支持体３２０のそばに配置される。しかしながら、第２のガス入口の配置は例示的に示される第２のガス入口の配置に限定されないことが理解されるべきである。むしろ、プラズマ化されるべきガスを供給するための第２のガス入口は一般に、プラズマが実質的にターゲット支持体と基板受け部との間に形成されるように配置される。たとえば、第２のガス入口は堆積チャンバなどの側壁に配置されてよい。
【００５２】
超音速ガス流入口については、超音速ガス流入口が反応性ガスなどのガスを基板に向かって指向させるように形成されることが理解されるべきである。たとえば、ガス入口を通して導かれるガス流が基板に向かって指向されるように、ガス入口自体の出口が基板に向かって指向されてよい。いくつかの実施形態によれば、ガス入口は、超音速流で供給されるガスとターゲット支持体でのターゲットから放出される粒子との基板表面でのまたは基板表面上での反応を考慮し、支持するように、基板受け部に向かって指向される。
【００５３】
いくつかの実施形態によれば、超音速ガス流のためのガス入口は、反応性ガスの典型的には約２０％超、より典型的には約３０％超、そしてさらにより典型的には約４０％超がターゲット材料粒子と基板表面で反応するように、基板表面に向かって指向されてよい。いくつかの実施形態では、「基板で」または「基板表面で」という用語は、基板表面上、または基板表面上方の堆積チャンバの高さの５０％までなど、基板表面上方と理解されてよい。
【００５４】
図４ａは、本明細書に記載の実施形態に係る堆積装置の部分側面図を示す。堆積構成４００は、上記のように少なくとも基板４１０に堆積されるべき材料の構成要素を含んでよいターゲット４３０、４３１を含んでよい。堆積されるべき材料のさらなる構成要素、または堆積されるべき材料の構成要素の前駆体が、超音速ガス流４６５および４６６を提供する第１のガス入口４６０および４６１により堆積装置４００に供給されてよい。超音速ガス流のガスは反応性ガスであってよく、これがプラズマ４５５、４５６によりターゲット４３０、４３１から放出される粒子と基板の表面で反応してよい。
【００５５】
図４ａでは、ターゲット４３０、４３１はそれぞれ、各々が堆積源を提供する一対のカソードとして示される。一対のカソードは、たとえばＭＦスパッタリングやＲＦスパッタリングなどのための交流電源４４０を有する。特に、大面積堆積処理のためと工業規模での堆積処理のために、ＭＦスパッタリングは所望の堆積速度を提供するために実施され得る。
【００５６】
図４ａでは、ガス入口４６０および４６１は例示的に簡略化されて示され、図２に例示的に描写されるガス入口のノズル形状寸法を表す。プラズマ４５５および４５６の形状も例と理解されるべきである。一般にプラズマの形状は、たとえば第２のガス入口や電源を含む、プラズマ発生装置により影響されてよい。プラズマの形状は、堆積チャンバのさらなる構成要素、またマグネトロンなどのターゲットにも依存してよい。マグネトロンが使用される場合、主にターゲット表面は実質的にプラズマレーストラック内ではないため、堆積チャンバに存在する反応性ガスにより被毒される可能性がある。
【００５７】
図４ａに示す反応性ガス流４６５および４６６により、どのように反応性ガス流が基板に向かって指向されるかが、特にターゲットに関して見られる。いくつかの実施形態によれば、超音速ガス入口４６０および４６１によりそれぞれ提供される反応性ガス流４６５および４６６は実質的にターゲットには到達せず、プラズマ４５５および４５６によりターゲットから放出される粒子と反応するための所望の反応領域４７０に到達するのみである。いくつかの実施形態において、反応領域４７０は基板表面から、基板表面とターゲット表面との間の距離の約５０％の高さにわたる。いくつかの実施形態において、反応領域４７０は基板表面から、基板表面とターゲット表面との間の距離の約３０％の高さにわたってよい。ガスの超音速流が基板に向かって指向されかつ本明細書に記載の反応領域に供給されることにより、反応性ガスは堆積処理に悪影響を有しない、または少なくとも堆積処理への反応性ガスの悪影響を最小化することが保証される。
【００５８】
図４ｂは堆積装置７００の実施形態を示す。図４ｂの堆積装置７００は図４ａの堆積装置４００と類似する。図４ｂに見られるように、カソード７３０とアノード７３１が設けられ、直流電源７４０に電気的に接続される。たとえば透明な導電性酸化物膜のためのターゲットからのスパッタリングは典型的にＤＣスパッタリングとして行われる。カソード７３０は、スパッタリングの間電子を収集するアノード７３１と共に直流電源７４０に接続される。
【００５９】
堆積装置７００の残りの構成要素は、図１から図４ａに関して上記のように、基板７１０、プラズマ７５５、超音速ガス流７６５を提供するための第１のガス供給７６０、および反応領域７７０であってよい。
【００６０】
図４ｂでは、超音速ガス流７６５の主方向の仮想線７８０が、図１に関して上記詳述される、主方向の仮想線７８０と基板７１０との間の角度７８５と共に示される。
【００６１】
図５は、本明細書に記載の実施形態に係る真空チャンバで基板に材料を堆積させるための方法５００のフローチャートを示す。この方法は、ブロック５１０で、堆積チャンバに存在する基板と堆積チャンバ内のターゲットとの間にプラズマを形成することを含んでよい。いくつかの実施形態によれば、プラズマは、図１から図４に関して上記のように、アルゴンなどのプラズマガスを堆積チャンバ内に、特にターゲットと基板表面との間に提供することにより発生されてよい。また上記のように、供給されるプラズマガスからプラズマを発生させるために、電源が真空チャンバ内に設けられてよい。
【００６２】
いくつかの実施形態において、材料を堆積させる方法は、約０．５Ｐａの圧力の真空であってよい高真空チャンバで行われてよい。
【００６３】
ブロック５２０では、ターゲットから粒子を放出させるためにブロック５１０で発生されたプラズマが使用される。放出粒子はターゲット材料と呼ばれてよく、また基板に堆積されるべき材料の構成要素、または構成要素の前駆体であってよい。ターゲットから放出された粒子は基板表面および／または、図４に示す反応領域４７０などの反応領域に進んでよい。
【００６４】
方法５００のブロック５３０は、材料が堆積されるべき基板表面に向かって指向される超音速ガス流を記述する。いくつかの実施形態において、ガスの超音速流は反応性ガスの超音速流であってよい。ガスの超音速流は、上記のように基板表面に向かって指向されつつ反応領域に供給されてよい。
【００６５】
いくつかの実施形態において、基板に材料を堆積させるための方法は反応性スパッタ処理であってよい。ターゲット材料や超音速ガス流で供給される反応性ガスなどの、材料堆積のために使用される材料は反応性スパッタ処理に適合されてよい。たとえば使用される材料は、たとえばＭＯｘやＭＮｘ、ＭＯｘＮｙであり、ＭがＡｌ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、ＭｏＮｂｚ、ＡｌＮｄｚ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＡｌＺｎｚ、ＩｎＧａｚ１Ｚｎｚ２、ＩｎＳｎｚ、ＬｉＰｚ、ＬｉＣＯｚを表してよい、酸化物、窒化物、または酸窒化物を含めた材料の層を形成するための材料であってよい。さらには、本明細書に記載の実施形態において基板に堆積されるべき材料として、ＭｇＦｘや、ＡｌＦｘ、Ｒ−Ｆ有機質（たとえばテフロン）などのフッ化物を含んでよい。本明細書に記載の実施形態において、ｘ、ｙ、およびｚは化学量論組成の変化を記述する指数と理解されるべきである。したがって堆積されるべき材料のいくつかの例として、ＩＴＯや、ＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２などのような材料を基板上に含んでよい。
【００６６】
プラズマがターゲットと基板との間に形成され得るように、堆積処理のためのプラズマに変化されるべきガス（プラズマガスとも呼ばれる）が真空チャンバに供給されることが理解されるべきである。たとえばプラズマガスは、ターゲットに隣接して、またはプラズマガス供給が真空チャンバ内の所望の領域に一定のプラズマを形成することを考慮する限り、真空チャンバの側壁から、供給されてよい。特にプラズマガスは、プラズマがターゲットから十分な量のターゲット材料粒子を放出させることができるように、供給されてよい。
【００６７】
いくつかの実施形態によれば、超音速ガス流は、図２に関して例示的に上記の形状寸法を有するラバルノズルにより供給されてよい。ラバルノズルは、反応性スパッタ処理が行われる場合には、反応性ガスのためのガス入口の一部であってよい。ラバルノズルはガス源および／またはガス配管システムに接続されてよい。いくつかの実施形態において、ラバルノズルは真空チャンバ内に直接開口してよい。いくつかの実施形態によれば、ラバルノズルは、超音速ガス流を堆積チャンバ内に至らせるガス管内に開口してよい。
【００６８】
図６は、本明細書に記載のいくつかの実施形態に係る基板に材料を堆積させるための方法６００のフローチャートを示す。図６では、ブロック６１０、６２０、および６３０は上記図５に関して記載のブロック５１０、５２０、および５３０に相当してよい。方法６００はブロック６３５をさらに含む。ブロック６３５では、ガスの超音速流は、超音速ガス流で供給されるガスが堆積の間ターゲット支持体でのターゲットから放出される粒子と反応することを可能にするように、基板に向かって指向される。上記のように、反応は反応領域で起きてよい。
【００６９】
反応領域では、ターゲットから放出された粒子がガスの超音速流と混合する。基板上に堆積されるべき材料の構成要素を含む放出粒子と超音速ガス流中のガス粒子とが、基板表面に堆積されるべき材料を形成するために、互いに反応してよい。いくつかの実施形態によれば、ターゲットから放出された粒子とガス粒子との反応は、基板表面で、基板表面上で、および／または基板表面から、基板表面とターゲット表面との間の距離の約５０％の高さにわたる反応領域で起きてよい。
【００７０】
いくつかの実施形態において、第１のガスの超音速流を指向させることは、第１のガス入口からコーティングされるべき基板表面に伸びる進路に沿って主方向を有する超音速ガス流を提供することにより、ガスの超音速流を基板表面に向かって指向させることを含む。たとえば、主方向が沿って伸びる進路は実質的に、ガス入口から基板表面への仮想線であってよい。いくつかの実施形態において、主方向の仮想線はコーティングされるべき基板表面に約０°から約８９°の間、より典型的には約５°と約８５°との間、そしてさらにより典型的には約１０°と８０°との間の角度で行き当たってよい。一例では、主方向の仮想線はコーティングされるべき基板表面に約１０°から約５０°の間の角度で行き当たってよい。
【００７１】
本明細書に記載の実施形態により、ターゲットのより少ない被毒、より高い堆積速度、向上された処理安定性、およびそれゆえにより優れた膜均一性が達成されてよい。反応性ガスのような、堆積に関与し、基板に向かって超音速ガス流で提供されるガスの供給が、反応性スパッタ堆積処理での効果的な堆積を可能にする。
【００７２】
上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の他のおよびさらなる実施形態が、その基本的な範囲から逸脱することなく考案されてよく、その範囲は後続の特許請求の範囲により定められる。
【図１】
2016513180.tif 000003
【図２】
2016513180.tif 000004
【図３】
2016513180.tif 000005
【図４ａ】
2016513180.tif 000006
【図４ｂ】
2016513180.tif 000007
【図５】
2016513180.tif 000008
【図６】
2016513180.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月25日(2016.1.25)
【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】
基板（１１０；３１０）に材料を堆積させるための装置であって、
真空チャンバ（１００；３００）と、
前記材料の堆積の間前記基板（１１０；３１０；４１０）を受けるための前記真空チャンバ（１００；３００）内の基板受け部（１０５；３０５）と、
前記基板（１１０；３１０；４１０）への前記材料の堆積の間ターゲット（１３０；３３０；４３０）を保持するように構成されるターゲット支持体（１２０；３２０）と、
前記基板受け部（１０５；３０５）と前記ターゲット支持体（１２０；３２０）との間にプラズマ（４５５）を発生させるための前記真空チャンバ（１００；３００）内のプラズマ発生装置と、
ガスの超音速流を提供するための第１のガス入口（１６０；３６０）であって、前記基板受け部（１０５；３０５）に向かって指向される第１のガス入口と、を備える装置。
【請求項２】
前記装置が反応性スパッタ堆積のために適合され、前記ガス入口（１６０；３６０）が前記反応性スパッタ堆積のための反応性ガスを供給するために適合される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ガス入口（１６０；３６０）が前記基板（１１０；３１０；４１０）に活性ガスを供給するように適合される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ガス入口（１６０；３６０）が、各々ガスの超音速流を提供するために適合される複数のノズル（２００；４６０）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記ターゲットの材料と前記超音速ガス流で供給されるガスとが、ＭＯｘ、ＭＮｘ、ＭＯｘＮｙ、ＭｇＦｘ、ＡｌＦｘ、Ｒ−Ｆ有機質、およびテフロンから成る群から選択される前記基板に堆積されるべき材料を形成するように選ばれ、ＭがＡｌ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、ＭｏＮｂｚ、ＡｌＮｄｚ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＡｌＺｎｚ、ＩｎＧａｚ１Ｚｎｚ２、ＩｎＳｎｚ、ＬｉＰｚ、およびＬｉＣＯｚから成る群から選択される材料を表す、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のガス入口（１６０；３６０）が、コーティングされるべき基板表面に対して約５°から約８５°の間の角度で前記第１のガス入口から前記基板表面に伸びる進路に沿って主方向を有する超音速ガス流を提供するように配置されることにより、前記基板受け部に向かって指向される、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記ガス入口（１６０；３６０）が少なくとも１つの中細ノズルを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの中細ノズルが約１ミクロンから約４ｍｍの臨界直径を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記プラズマ発生装置が、プラズマを発生させるために実質的に前記ターゲット支持体（１２０；３２０）と前記基板受け部（１０５；３０５）との間にプラズマ化されるべきガスを供給するための第２のガス入力（１５０；３５０）を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
真空チャンバ（１００；３００）で基板（１１０；３１０；４１０）に材料を堆積させる方法（５００；６００）であって、
前記基板（１１０；３１０；４１０）とターゲット（１３０；３３０；４３０）との間にプラズマ（４５５）を形成すること（５１０：６１０）と、
前記プラズマ（４５５）を用いて前記ターゲット（１３０；３３０；４３０）から粒子を放出させること（５２０）と、
前記材料が堆積されるべき基板表面に向かって第１のガスの超音速流（３６５：４６５）を指向させること（５３０）と、を含む方法。
【請求項１１】
前記材料が反応性スパッタ堆積により前記基板（１１０；３１０；４１０）に堆積される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
プラズマ（４５５）を形成することが、前記プラズマを形成するために実質的に前記基板（１１０；３１０；４１０）と前記ターゲット（１３０；３３０；４３０）との間にプラズマ化されるべき第２のガスを供給することを含む、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のガスの前記超音速流が少なくとも１つの中細ノズルにより供給される、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のガスの前記超音速流が反応性ガスを備える、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のガスの前記超音速流（３６５：４６５）を指向させることが、コーティングされるべき基板表面に対して約５°から約８５°の間の角度で第１のガス入口から前記基板表面に伸びる進路に沿って主方向を有する超音速ガス流を提供することにより、前記第１のガスの前記超音速流を前記基板表面に向かって指向させることを含む、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2016513180.tif 000010
2016513180.tif 000011
2016513180.tif 000012