(57)【要約】  スパッタ堆積装置が提供される。スパッタ堆積装置は、スパッタ堆積処理においてターゲット材料をスパッタリングするように構成された複数のカソードアセンブリを含み、複数のカソードアセンブリのそれぞれは、回転ターゲットと、回転ターゲット内に配置された磁石アセンブリとを含み、複数のカソードアセンブリは、最も外側のカソードアセンブリを含む。スパッタ堆積装置は、スパッタ堆積処理において生成されたプラズマに影響を与えるように構成された複数のアノード素子をさらに含み、複数のアノード素子は、最も外側のアノード素子を含む。スパッタ堆積装置は、補助的磁石アセンブリをさらに含む。最も外側のカソードアセンブリ、最も外側のアノード素子、及び補助的磁石アセンブリは、この順序で配置され、補助的磁石アセンブリは、磁界を印加して、プラズマの外側領域における境界効果を補正するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタ堆積装置（１００）であって、
スパッタ堆積処理においてターゲット材料をスパッタリングするように構成された複数のカソードアセンブリ（１１０）であって、前記複数のカソードアセンブリのそれぞれが、回転ターゲットと、前記回転ターゲット内に配置された磁石アセンブリとを含み、前記複数のカソードアセンブリが、最も外側のカソードアセンブリ（１１２）を含む、複数のカソードアセンブリ（１１０）、
前記スパッタ堆積処理において生成されたプラズマ（１９０）に影響を与えるように構成された複数のアノード素子（１６０）であって、最も外側のアノード素子（１６２）を含む、複数のアノード素子（１６０）、及び
補助的磁石アセンブリ（１７２）
を備え、前記最も外側のカソードアセンブリ、前記最も外側のアノード素子、及び前記補助的磁石アセンブリが、この順序で配置され、前記補助的磁石アセンブリが、磁界を印加して、前記プラズマの外側領域（１９２）における境界効果を補正するように構成されている、スパッタ堆積装置（１００）。
【請求項２】
前記補助的磁石アセンブリが、カソードアセンブリ内に配置されていない、請求項１に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項３】
前記補助的磁石アセンブリが、ダミーカソードアセンブリ（３０２）内に配置されている、請求項１に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項４】
前記補助的磁石アセンブリが、前記複数のカソードアセンブリに対して、且つ／又は前記複数のアノード素子に対して移動可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項５】
前記補助的磁石アセンブリから前記最も外側のアノード素子への距離（４８２）、及び／又は、前記最も外側のアノード素子から前記最も外側のカソードアセンブリの前記磁石アセンブリへの距離（４８４）が、前記補助的磁石アセンブリから前記最も外側のカソードアセンブリの前記磁石アセンブリへの距離の３０％から７０％であり得る、請求項１から３のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項６】
前記複数のカソード素子と前記複数のアノード素子とが交互に配置されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項７】
前記複数のカソードアセンブリが、第２のカソードアセンブリ（１１４、４１６）を含み、
前記複数のアノード素子が、第２のアノード素子（１６６、４６４）を含み、
前記第２のカソードアセンブリ及び前記最も外側のカソードアセンブリが、前記複数のカソードアセンブリのうちの互いに隣接するカソードアセンブリであり、前記第２のアノード素子及び前記最も外側のアノード素子が、前記複数のアノード素子のうちの互いに隣接するアノード素子であり、
前記第２のカソードアセンブリ、前記第２のアノードアセンブリ、前記最も外側のカソードアセンブリ、前記最も外側のアノード素子、及び前記補助的磁石アセンブリが、この順序で配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項８】
前記複数のアノード素子が、複数のアノードバーを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項９】
前記補助的磁石アセンブリの磁石配向が、前記最も外側のカソードアセンブリの前記磁石アセンブリの磁石配向に対して実質的に平行である、請求項１から８のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項１０】
さらなる補助的磁石アセンブリ（１７４）をさらに備え、
前記複数のカソードアセンブリが、さらなる最も外側のカソードアセンブリ（１１４）を含み、前記複数のアノード素子が、さらなる最も外側のアノード素子（１６４）を含み、
前記さらなる最も外側のカソードアセンブリ、前記さらなる最も外側のアノード素子、及び前記さらなる補助的磁石アセンブリが、この順序で配置され、前記さらなる補助的磁石アセンブリが、磁界を印加して、前記プラズマのさらなる外側領域（１９４）における境界効果を補正するように構成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項１１】
前記補助的磁石アセンブリ及び前記さらなる補助的磁石アセンブリが、前記複数のカソードアセンブリの両端に配置されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項１２】
スパッタ堆積処理を実行する方法であって、
プラズマ（１９０）を供給することと、
複数のカソードアセンブリ（１１０）でターゲット材料をスパッタリングすることと、
前記複数のカソードアセンブリ内に配置された複数の磁石アセンブリで前記プラズマに影響を与えることと、
複数のアノード素子（１６０）で前記プラズマに影響を与えることと、
前記プラズマの外側領域（１９２）において補助的磁界を印加して、境界効果を補正することと
を含む方法。
【請求項１３】
処理ガスを供給することをさらに含み、
前記補助的磁界が、補助的磁石アセンブリ（１７２）によって印加され、前記補助的磁石アセンブリが、前記処理ガスと接触している、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記磁界が、ダミーカソードアセンブリ（３０２）の補助的磁石アセンブリによって印加される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
スパッタ堆積処理を実行する方法であって、
プラズマ（１９０）を供給することと、
堆積アレイ（３１０）を形成する複数のカソードアセンブリ（１１０）でターゲット材料をスパッタリングすることと、
磁界を印加して、前記プラズマの外側領域（１９２）に影響を与えることであって、前記磁界が、前記堆積アレイの外側の補助的磁石アセンブリ（１７２）によって印加される、前記プラズマの外側領域（１９２）に影響を与えることと
を含む方法。
【請求項１６】
前記補助的磁石アセンブリが、ダミーカソードアセンブリ内に配置されている、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載された実施形態は、ターゲットからのスパッタリングによる層堆積に関する。幾つかの実施形態は、特に大面積基板上に層をスパッタリングすることに関する。幾つかの実施形態は、特に静的堆積処理に関する。本明細書に記載された実施形態は、特に複数のカソード素子及び複数のアノード素子を含むスパッタ堆積装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
幾つかの用途及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得る。例えば、ディスプレイ用の基板は、物理的気相堆積（ＰＶＤ）プロセスによってコーティングされることが多い。コーティングされた材料のさらなる用途には、絶縁パネル、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネル、並びにハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤ等が含まれる。
【０００３】
基板をコーティングする方法は幾つか知られている。例えば、基板は、ＰＶＤプロセス、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス、又はプラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセス等によってコーティングされ得る。通常、これらのプロセスは、コーティングされる基板が配置される処理装置又は処理チャンバ内で実行される。装置内には、堆積材料が供給される。スパッタリングなどのＰＶＤプロセスが使用される場合、堆積材料はターゲットの固相中に存在する。エネルギー粒子をターゲットに衝突させることによって、ターゲット材料の原子、すなわち、堆積される材料の原子がターゲットから放出される。ターゲット材料の原子は、コーティングされる基板上に堆積される。通常、ＰＶＤプロセスは、薄膜コーティングに適している。
【０００４】
スパッタリング処理では、ターゲットは、カソードとして機能するように用いられる。どちらも、真空堆積チャンバ内に配置される。処理チャンバ内には、処理ガスが低圧（例えば、約１０−２ミリバール）で充填される。ターゲットと基板に電圧が印加されると、電子がアノードの方へ加速させられ、電子とガス原子との衝突によって処理ガスのイオンが生成される。正に荷電したイオンは、カソードの方向に加速させられる。イオンの衝突によって、ターゲット材料の原子がターゲットから放出される。
【０００５】
前述のプロセスの効率を向上させるために、磁界を用いるカソードが知られている。磁界を印加することによって、電子がターゲット付近に留まる時間がより長くなり、ターゲット付近でより多くのイオンが生成される。周知のカソードアセンブリでは、イオンの生成、ひいては堆積処理を改善するために、１つ又は複数の磁石ヨーク又は磁石バーが配置される。
【０００６】
しかしながら、このようなシステムを改善する継続的な必要性がある。具体的には、需要の拡大により、周知のコーティング装置の効率及び寿命を改善する必要がある。
【０００７】
以上のことを考慮して、本開示の目的は、当該技術分野の課題のうちの少なくとも幾つかの課題を克服するような、スパッタ堆積装置、及びスパッタ堆積処理を実行する方法を提供することである。
【発明の概要】
【０００８】
一実施形態によれば、スパッタ堆積システムが提供される。スパッタ堆積装置は、スパッタ堆積処理においてターゲット材料をスパッタリングするように構成された複数のカソードアセンブリを含み、複数のカソードアセンブリのそれぞれは、回転ターゲットと、回転ターゲット内に配置された磁石アセンブリとを含み、複数のカソードアセンブリは、最も外側のカソードアセンブリを含む。スパッタ堆積装置は、スパッタ堆積処理において生成されたプラズマに影響を与えるように構成された複数のアノード素子をさらに含み、複数のアノード素子は、最も外側のアノード素子を含む。スパッタ堆積装置は、補助的磁石アセンブリをさらに含む。最も外側のカソードアセンブリ、最も外側のアノード素子、及び補助的磁石アセンブリは、この順序で配置され、補助的磁石アセンブリは、磁界を印加して、プラズマの外側領域における境界効果を補正するように構成されている。
【０００９】
さらなる実施形態によれば、スパッタ堆積処理を実行する方法が提供される。この方法は、プラズマを供給することを含む。この方法は、複数のカソードアセンブリでターゲット材料をスパッタリングすることをさらに含む。この方法は、複数のカソードアセンブリ内に配置された複数の磁石アセンブリでプラズマに影響を与えることをさらに含む。この方法は、複数のアノード素子でプラズマに影響を与えることをさらに含む。この方法は、プラズマの外側領域において補助的磁界を印加して、境界効果を補正することをさらに含む。
【００１０】
さらなる実施形態によれば、スパッタ堆積処理を実行する方法が提供される。この方法は、プラズマを供給することを含む。この方法は、堆積アレイを形成する複数のカソードアセンブリでターゲット材料をスパッタリングすることをさらに含む。この方法は、磁界を印加して、プラズマの外側領域に影響を与えることをさらに含み、磁界は、堆積アレイの外側の補助的磁石アセンブリによって印加される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
当業者にとって完全で有効な開示は、添付の図面の参照を含む本明細書の残りの部分でより具体的に提示される。
【図１】本明細書に記載された実施形態に係る、補助的磁石アセンブリを含むスパッタ堆積装置を示す。
【図２】外側プラズマ領域における境界効果を示す。
【図３】ダミーカソードアセンブリ内に補助的磁石アセンブリを含む、本明細書に記載された実施形態に係る、スパッタ堆積装置を示す。
【図４】本明細書に記載された実施形態に係る、スパッタ堆積装置を示す。
【図５】本明細書に記載された実施形態に係る、スパッタ堆積装置を示す。
【図６】本明細書に記載された実施形態に係る、一次元の堆積アレイの実施例を示す。
【図７】本明細書に記載された実施形態に係る、一次元の堆積アレイの実施例を示す。
【図８ａ−ｃ】本明細書に記載された実施形態に係る、磁石アセンブリの実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
これより様々な実施形態を詳細に参照する。これらの実施形態の１つ又は複数の実施例が図面に示される。図面に関する以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指す。概して、個々の実施形態に関する相違のみが説明される。各実施例は、単なる説明として提示されており、限定を意味するものではない。さらに、ある実施形態の一部として図示又は記載される特徴は、他の実施形態において用いることができ、又は、他の実施形態と併用することができ、これにより、さらに別の実施形態が生み出される。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。
【００１３】
本明細書に記載された実施形態は、基板をコーティングするための装置及び方法に関する。コーティング処理においては、ターゲット材料の層が基板上に堆積される。「コーティング処理」及び「堆積処理」という用語は、同義的に用いられる。
【００１４】
本明細書に記載された実施形態に係るスパッタ堆積装置は、幾つかのカソードアセンブリを含む。本明細書では、「カソードアセンブリ」という用語は、スパッタ堆積処理などのコーティング処理においてカソードとして使用されるように適合されたアセンブリであると理解するべきである。
【００１５】
カソードアセンブリは、回転ターゲットを含み得る。回転ターゲットは、回転ターゲットの回転軸の周りで回転可能であり得る。回転ターゲットは、湾曲面、例えば、円筒面を有し得る。回転ターゲットは、円筒又は管の軸である回転軸の周りで回転し得る。回転ターゲットは、バッキング管を含み得る。コーティング処理の間に基板上に堆積される材料を含み得る、ターゲットを形成するターゲット材料は、バッキング管に付着され得る。
【００１６】
カソードアセンブリは、磁石アセンブリを含み得る。磁石アセンブリは、カソードアセンブリの回転ターゲット内に配置され得る。磁石アセンブリは、カソードアセンブリによってスパッタリングされるターゲット材料が基板に向けてスパッタリングされるように配置され得る。磁石アセンブリは、磁界を生成し得る。スパッタ堆積処理の間、磁界によって、磁界の近くに１つ又は複数のプラズマ領域が形成され得る。回転ターゲット内の磁石アセンブリの位置は、スパッタ堆積処理の間にターゲット材料がカソードアセンブリから離れてスパッタリングされる方向に影響を与える。
【００１７】
本明細書に記載された実施形態に係るスパッタ堆積装置は、複数のアノード素子、例えば、アノードバーを含む。アノード素子は、堆積処理で生成されたプラズマに影響を与えるように、具体的には、電気的に影響を与えるように構成されている。例えば、プラズマは、例えば、電子などの荷電粒子を含み得る。アノード素子は、プラズマの荷電粒子（例えば、電子）を誘引するように構成され得る。したがって、荷電粒子の復路、例えば、装置の電力発生器に戻る経路は、複数のアノード素子によって設けられ得る。
【００１８】
本明細書に記載された諸実施形態は、スパッタ堆積処理を実行するスパッタ堆積装置及び方法に関し、堆積アレイの最も外側のカソードアセンブリに関連付けられる境界効果は、堆積アレイの端に配置された１つ又は複数の補助的磁石アセンブリ（ａｎｃｉｌｌａｒｙ  ｍａｇｎｅｔ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）という手段によって補正することができる。
【００１９】
図１は、一実施形態に係るスパッタ堆積装置１００を示す。スパッタ堆積装置１００は、堆積アレイを形成する複数のカソードアセンブリ１１０を含む。複数のカソードアセンブリ１１０は、基板１８０（例えば、大面積基板）に向けてターゲット材料をスパッタリングするように構成されている。
【００２０】
図１に示す例示的な実施形態では、複数のカソードアセンブリ１１０は、２つのカソードアセンブリからなり、すなわち、左側にカソードアセンブリ１１２があり、右側にカソードアセンブリ１１４がある。本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によると、複数のカソードアセンブリ１１０は、偶数個（例えば、２個、４個、６個、１０個、１２個、又はそれより多く）のカソードアセンブリを含むか、又はそれらから構成され得る。
【００２１】
カソードアセンブリ１１２は、回転ターゲット１２２（すなわち、管状ターゲット又は回転式ターゲット）、回転軸１４２、及び回転ターゲット１２２内に配置された磁石アセンブリ１３２を含む。同様に、カソードアセンブリ１１４は、回転ターゲット１２４、回転軸１４４、及び回転ターゲット１２４内に配置された磁石アセンブリ１３４を含む。回転ターゲット１１２及び１１４は、それぞれの回転軸１４２及び１４４の周りでターゲット材料を回転させるように構成されている。カソードアセンブリ１１２及び１１４のターゲット材料は、例えば、静的スパッタ堆積処理で、基板１８０をコーティングするために、基板１８０に向けてスパッタリングされる。本明細書に記載された諸実施形態，と組み合わせることができる諸実施形態によれば、湾曲面に従って配置されたターゲット材料を含み得る回転ターゲットは、円筒形状であってもよく、且つ／又は、バッキング管を含んでもよい。
【００２２】
スパッタ堆積装置１００は、複数のアノード素子１６０、例えば、アノードバーを含む。図１に示す例示的な実施形態では、複数のアノード素子１６０は、３つのアノード素子１６２、１６４、及び１６６からなる。アノード素子１６２は、最も外側のアノード素子であり、アノード素子１６４は、複数のアノード素子１６０のうちのさらなる最も外側のアノード素子である。本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によると、複数のアノード素子１６０は、奇数個（例えば、３個、５個、７個、１１個、１３個、又はそれより多く）のカソードアセンブリを含むか、又はそれらから構成され得る。複数のアノード素子１６０内に含まれるアノード素子の総数は、複数のカソードアセンブリ１１０内に含まれるカソードアセンブリの総数より１つ多い場合がある。本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる幾つかの諸実施形態によると、且つ、図１に示すように、複数のカソードアセンブリ１１０及び複数のアノード素子１６０は、交互に配置され得る。
【００２３】
スパッタ堆積装置１００によって実行されるスパッタ堆積処理には、プラズマ１９０を供給することが関わる。プラズマ１９０の形状、位置、分布、及び／又は密度は、複数のカソードアセンブリ１１０内に含まれる磁石アセンブリによって生成された磁界によって影響され得る。磁石アセンブリ（例えば、図１に示す磁石アセンブリ１３２又は１３４）によって生成される磁界は、スパッタ堆積処理の間、磁石アセンブリの近くにおいて密度が増した１つ又は複数のプラズマ領域を生じさせ得る。
【００２４】
プラズマ１９０は、複数のアノード素子１６０によっても影響を受け、これにより、プラズマ内の電子がスパッタ堆積装置１００の電力発生器に戻るための復路が設けられ得る。
【００２５】
図１に示すスパッタ堆積装置１００は、複数のカソードアセンブリ１１０、すなわち、堆積アレイの両端に設けられた補助的磁石アセンブリ１７２及びさらなる補助的磁石アセンブリ１７４をさらに含む。図１に示す例示的な実施形態では、補助的磁石アセンブリ１７２及びさらなる補助的磁石アセンブリ１７４は、独立型磁石アセンブリである。具体的には、これらの補助的磁石アセンブリは、カソードアセンブリ内に含まれない。例えば、ダミーカソードアセンブリ内に配置される補助的磁石アセンブリに関連する代替的な実施形態も検討されており、以下で説明される。
【００２６】
例えば、補助的磁石アセンブリ１７２又はさらなる補助的磁石アセンブリ１７４などの補助的磁石アセンブリは、磁界を印加するように構成されている。補助的磁石アセンブリによって印加された磁界は、ここで「補助的磁界（ａｎｃｉｌｌａｒｙ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ）」と呼ばれるときもある。
【００２７】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によると、補助的磁石アセンブリによって印加された磁界は、プラズマ１９０の外側領域において境界効果を補正するように構成されている。
【００２８】
例えば、左右方向に従って線形の堆積アレイ（又はわずかに曲線を描くが、実質的に線形の堆積アレイ）によって配置された複数のカソード装置１１０に関連して、本明細書に記載されたプラズマの外側領域とは、複数のカソードアセンブリ１１０のうちの最も右側のカソードアセンブリ又は最も左側のカソードアセンブリに関連付けられた領域のことを指し得る。図１は、カソードアセンブリ１１２の近くにあり且つ最も外側のアノード素子１６２の近くにある左側の外側領域１９２を概略的に示す。図１は、カソードアセンブリ１１４の近くにあり且つ最も外側のアノード素子１６４の近くにある右側のさらなる外側領域１９４を概略的に示す。外側領域１９２及びさらなる外側領域１９４は、より大きな堆積アレイにおいて、例えば、図４では、４つのカソードアセンブリを含む複数のカソードアセンブリ１６０においてさらに示される。ここでも、外側領域１９２は、カソードアセンブリ１１２、すなわち、複数のカソードアセンブリ１１０のうちの最も左側のカソードアセンブリの近くにあり、且つ最も外側のアノード素子１６２の近くにある、堆積アレイの左側に設けられている。さらなる外側領域１９４は、カソードアセンブリ１１４、すなわち、複数のカソードアセンブリ１１０のうちの最も右側のカソードアセンブリの近くにあり、且つさらなる最も外側のアノード素子１６４の近くにある、堆積アレイの右側に設けられている。
【００２９】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によると、プラズマ１９０の外側領域、例えば、外側領域１９２又はさらなる外側領域１９４は、複数のカソードアセンブリ１１０のうちの最も外側のカソードアセンブリ、例えば、カソードアセンブリ１１２又はカソードアセンブリ１１４に関連付けられた又はそれらの近傍のプラズマ領域であり得る。プラズマの外側領域から複数のカソードアセンブリ１１０の最も外側のカソードアセンブリへの距離は、プラズマの外側領域から複数のカソードアセンブリ１１０のうちの内側カソードアセンブリへの距離より短い場合がある。
【００３０】
追加的に又は代替的に、プラズマ１９０の外側領域は、複数のアノード素子１６０のうちの最も外側のアノード素子、例えば、最も外側のアノード素子１６２又は最も外側のアノード素子１６４に関連付けられた又はそれらの近傍のプラズマ領域であり得る。プラズマの外側領域から複数のアノード素子１６０の最も外側のアノード素子への距離は、プラズマの外側領域から複数のアノード素子１６０のうちの内側アノード素子への距離より短い場合がある。
【００３１】
さらに追加的に又は代替的に、プラズマ１９０の外側領域は、補助的磁石アセンブリ、例えば、補助的磁石アセンブリ１７２又はさらなる補助的磁石アセンブリ１７４に関連付けられた又はそれらの近傍のプラズマ領域であり得る。
【００３２】
プラズマの外側領域における境界効果は、本明細書に記載された実施形態に係る補助的磁石アセンブリによって補正される。本明細書に記載された実施形態に係る装置については、このような境界効果を低減させるか、又はさらに回避することができる。
【００３３】
本明細書に記載された諸実施形態によって避けられる境界効果のより良い理解をもたらすために、以下では、本明細書に記載された実施形態に係る、境界効果を補正するための補助的磁石アセンブリを含まない装置について説明する。このような装置では、境界効果が特に存在し得る。
【００３４】
本明細書に記載された境界効果は、本明細書に記載された実施形態に係る補助的磁石アセンブリを含まない装置では、プラズマの内側領域に比べて、プラズマの外側領域において、プラズマが、種々の特性、例えば、種々の分布、密度、又は形状を有し得るという事実に関連する。
【００３５】
例えば、図２は、処理チャンバ２１０内にカソードアレイ及びアノードバーのアレイを含む装置２００を示す。カソードアレイは、最も左側のカソードアセンブリ２１２、最も右側のカソードアセンブリ２１４、並びに内側カソードアセンブリ２１６、２１７、２１８、及び２１９を含む。アノードバーのアレイは、最も左側のアノードバー２６２、最も右側のアノードバー２６４、並びに内側アノードバー２６６、２６７、２６８、２６９、及び２７０を含む。装置２００は、本明細書に記載された実施形態に係る補助的磁石アセンブリを含まない。プラズマ１９０が示されている。プラズマ１９０の外側領域２９２及び外側領域２９４は、それぞれ、最も左側のカソードアセンブリ２１２及び最も右側のカソードアセンブリ２１４に関連付けられている。プラズマ１９０の内側領域２９６、２９７、２９８、及び２９９は、それぞれ、内側カソードアセンブリ２１６、２１７、２１８、及び２１９に関連付けられている。図示されているように、内側領域２９６、２９７、２９８、及び２９９のプラズマ密度は、実質的に互いに似ているか、又は、さらに実質的に周期的である。外側領域２９２及び２９４で境界効果が生じる。具体的には、これらの外側領域のプラズマ密度は、プラズマの内側領域の密度と実質的に異なる。図示されているように、高密度のプラズマ領域（暗領域で示す）は、最も左側のカソードアセンブリ２１２及び最も右側のカソードアセンブリ２１４の近くに形成される。具体的には、最も左側のアノードバー２６２及び最も右側のアノードバー２６４の近くに高密度のプラズマ領域が形成される。なぜなら、プラズマ電子は、これらの最も外側のアノードバーに電気的に誘引されるからである。これとは対照的に、このような高密度プラズマ領域は、内側アノードバー２６６、２６７、２６８、２６９、及び２７０の近くに形成されない。なぜなら、これらの内側アノードバーには、カソードアレイのカソードアセンブリ内の磁石アセンブリ（図示せず）によって印加された磁界により、磁気遮蔽がもたらされるからである。
【００３６】
言い換えると、補助的磁石アセンブリを含まない、図２に示す装置２００では、プラズマ密度は、内側カソードアセンブリ及び内側アノードバーに対して実質的に周期的であり得るが、この周期性は、プラズマの外側領域２９２及び２９４において中断される。
【００３７】
本明細書に記載された諸実施形態によれば、以上で説明された境界効果を補正するために、１つ又は複数の補助的磁石アセンブリが設けられる。再び図１を参照すると、補助的磁石アセンブリ１７２が設けられ得る。図示されているように、補助的磁石アセンブリ１７２は、最も外側のアノード素子１６２の左側、すなわち、最も左側のアノード素子の左方に配置され得る。さらに図示されているように、さらなる補助的磁石アセンブリ１７４は、堆積アレイの反対側の端に設けられ得る。さらなる補助的磁石アセンブリ１７４は、最も外側のアノード素子１６４の右側、すなわち、最も右側のアノード素子の右方に配置され得る。
【００３８】
本明細書に記載された諸実施形態は、プラズマの外側領域１９２及び１９４における境界効果を低減させるか、又はさらに回避することを可能にする。補助的磁石アセンブリによって印加される補助的磁界によって、外側プラズマ領域１９２及び１９４のプラズマ条件は、内側プラズマ領域のプラズマ条件と実質的に同一になる。具体的には、補助的磁石アセンブリを用いることにより、磁界条件、並びに最も外側のアノード素子１６２及び１６４へのプラズマ電子のアクセス可能性は、１つ又は複数の内側アノード素子と実質的に同一である。例えば、前述のように、内側アノード素子のみに磁気遮蔽がもたらされる、図２に示す装置２００とは対照的に、補助的な磁界によって、内側アノード素子と、同様に複数のアノード素子のうちの最も外側のアノード素子とに磁気遮蔽がもたらされる。
【００３９】
堆積アレイ内のすべてのカソードアセンブリに同じ又は似たようなプラズマ条件を与えることによって、堆積アレイの最も外側のカソードアセンブリ、ひいては堆積アレイ全体の寿命及び活用度を向上させることができる。具体的には、本明細書に記載された実施形態に係る補助的磁石アセンブリを含まない装置では、内側領域に比べてプラズマの外側領域における種々のプラズマ条件に起因して、最も外側のカソードアセンブリは腐食が進行する恐れがある。したがって、このような装置では、最も外側のカソードアセンブリの寿命は内側カソードアセンブリに比べて短くなる。カソードアセンブリのアレイの寿命は、寿命が最も短いターゲットによって決定されるので、これは、堆積アレイ全体の寿命がこれにより短くなることを意味する。これに対して、本明細書に記載された実施形態に係る装置では、外側プラズマ領域における境界効果が補正され、プラズマ条件は、堆積アレイ内のすべてのカソードアセンブリに対して同じである。したがって、堆積アレイの最も外側のカソードアセンブリは腐食の進行で害を受けることなく、これにより、最も外側のカソードアセンブリ、ひいては堆積アレイ全体の寿命及び活用度を向上させることができる。
【００４０】
上記の観点から、基板をコーティングするためのスパッタ堆積装置が提供される。スパッタ堆積装置は、スパッタ堆積処理においてターゲット材料をスパッタリングするように構成された複数のカソードアセンブリを含む。複数のカソードアセンブリは、堆積アレイを形成する。複数のカソードアセンブリは、それぞれ、回転ターゲット、及び回転ターゲット内に配置された磁石アセンブリを含む。複数のカソードアセンブリは、最も外側のカソードアセンブリ、例えば、カソードアセンブリ１１２を含む。スパッタ堆積装置は、スパッタ堆積処理において生成されたプラズマに影響を与えるように構成された複数のアノード素子をさらに含み、複数のアノード素子は、最も外側のアノード素子、例えば、最も外側のアノード素子１６２を含む。スパッタ堆積装置は、補助的磁石アセンブリ、例えば、補助的磁石アセンブリ１７２をさらに含む。最も外側のカソードアセンブリ、最も外側のアノード素子、及び補助的磁石アセンブリは、この順序で配置されている。補助的磁石アセンブリは、磁界を印加して、プラズマの外側領域における境界効果を補正するように構成されている。
【００４１】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、補助的磁石アセンブリは、カソードアセンブリ内に配置されない。例えば、図１は、補助的磁石アセンブリ１７２を、いかなるカソードアセンブリ内にも含まれない独立型磁石アセンブリとして示している。補助的磁石アセンブリ１７２は、スパッタ堆積処理の間、処理ガスと接触するように構成され得る。
【００４２】
本明細書に記載された諸実施形態には、一方では、堆積アレイに属し、基板をコーティングするためにスパッタ堆積処理においてターゲット材料をスパッタリングするように特に構成されているカソードアセンブリと、他方では、堆積アレイに属さない「ダミー」カソードアセンブリとの間の差が関わる。
【００４３】
複数のカソードアセンブリ１１０は、堆積アレイを形成する。複数のカソードアセンブリ１１０のうちの各カソードアセンブリ、すなわち、堆積アレイ内の各カソードアセンブリは、基板をコーティングするためにスパッタ堆積処理においてターゲット材料をスパッタリングするように構成されていること理解するべきである。具体的には、本明細書に記載されているように、複数のカソードアセンブリのうちの「最も外側のカソードアセンブリ」及び「さらなる最も外側のカソードアセンブリ」は、堆積アレイの一部を形成し、基板をコーティングするために、スパッタ堆積処理においてターゲット材料をスパッタリングするように構成されている。
【００４４】
具体的には、諸実施形態によると、複数のカソードアセンブリ１１０のうちの各カソードアセンブリは、その回転軸の周りを回転し、粒子の衝突を受けるように構成されており、それにより、基板をコーティングするために、ターゲット材料がその回転ターゲットからスパッタリングされ得る。このようなカソードアセンブリは、「ダミー」カソードアセンブリと区別するべきである。ダミーカソードアセンブリは、スパッタ堆積装置の一部を形成し、場合によっては、堆積アレイに属するカソードアセンブリと構造的に類似し得るか、又はさらに同一であり得る。しかしながら、ダミーカソードアセンブリは、堆積アレイの一部を形成しないか、且つ／又は、堆積アレイの外側に配置されてもよい。ダミーカソードアセンブリは、例えば、基板をコーティングするためにターゲット材料をスパッタリングするようには構成されていない。一実施例では、ダミーカソードアセンブリのターゲットは、例えば、スパッタ堆積処理の間、回転するように構成されていない。別の実施例では、ダミーカソードアセンブリは、コーティングされるべき基板に対して、第１の方向１０に沿ってオフセット位置に配置されてもよく、それにより、堆積アレイ内のカソードアセンブリとは異なり、ダミーカソードアセンブリは、基板に直接対向することはない。ダミーカソードアセンブリが堆積アレイの一部ではないカソードアセンブリであるとみなす限り、ダミーカソードを構成する他の実施例を考えてもよい。
【００４５】
本明細書に記載された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ると、補助的磁石アセンブリは、ダミーカソードアセンブリ内に配置される。
【００４６】
図３は、本明細書に記載された実施形態に係る装置１１０を示し、装置１１０は、ダミーカソードアセンブリ３０２を含む。図示されているように、ダミーカソードアセンブリ３０２は、回転ターゲット３２２及び磁石アセンブリを含む。ダミーカソードアセンブリ３０２の磁石アセンブリは、本明細書に記載された実施形態に係る補助的磁石アセンブリ１７２であり得る。装置によって実行されるスパッタ堆積処理では、基板をコーティングするために、複数のカソードアセンブリ１１０のうちの各カソードアセンブリによって、ターゲット材料が排出又はスパッタリングされ得るが、これはダミーカソードアセンブリ３０２によっては行われない。ダミーカソードアセンブリ１１０は、堆積アレイの一部を形成しない。図３では、堆積アレイは、領域３１０によって概略的に示されている。つまり、堆積アレイは、領域３１０内に含まれるこれらのカソードアセンブリによって形成される。図示されているように、堆積アレイは、複数のカソードアセンブリ１１０のうちのすべてのカソードアセンブリを含むが、ダミーカソードアセンブリ３０２を含まない。ダミーカソードアセンブリ３０２は、異なる目的を果たす。スパッタ堆積処理におけるダミーカソードアセンブリの機能は、その磁石アセンブリに関連付けられ、この磁石アセンブリは、本明細書に記載された実施形態に係る補助的磁石アセンブリ１７２であり得る。ターゲット材料のスパッタリングは、複数のカソードアセンブリ１１０によって実行され得るが、ダミーカソードアセンブリ３０２内の補助的磁石アセンブリ１７２は、本明細書に記載されたように、プラズマ１９０の外側領域における境界効果を補正する補助的磁界を生成するように構成され得る。したがって、例えば、図３に示すように、ダミーカソードアセンブリ内に設けられる補助的磁石アセンブリは、例えば、図１に示すように、独立型補助的磁石アセンブリと同じ機能を実行する。
【００４７】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、スパッタ堆積装置は、基板受容領域を含み得る。複数のカソードアセンブリの各カソードアセンブリは、基板受容領域の前方に対向するか、又はその前方に配置され得る。複数のカソードアセンブリの各カソードアセンブリは、基板受容領域内に設けられた基板に向けてターゲット材料をスパッタリングするように構成され得る。諸実施形態によれば、ダミーカソードアセンブリは、基板受容領域に対して、第１の方向に沿ってオフセット位置に配置され得る。
【００４８】
諸実施形態によれば、複数のカソードアセンブリ１１０の最も外側のカソードアセンブリ１１２とさらなる最も外側のカソードアセンブリ１１４との間の第１の方向に沿った最大距離は、第１の方向に沿った基板受容領域の長さの、５０％から１５０％、具体的には、８０％から１２０％であり得る。
【００４９】
図１及び図３に示すように、複数のカソードアセンブリ１１０のうちの最も外側のカソードアセンブリは、一連のカソード全体のうちの最後のカソードであり得るが、そうである必要はない。図１では、カソードアセンブリ１１２は、複数のカソードアセンブリ１１０の最も外側のカソードアセンブリであり、スパッタ堆積装置１００のうちの最後のカソードでもある。図３に示すように、カソードアセンブリ１１２は、複数のカソードアセンブリ１１０、すなわち、堆積アレイの最も外側のカソードアセンブリであるが、装置１００の最後のカソードではない。ダミーカソードアセンブリ３０２は、スパッタ堆積装置１００の最後のカソードであるが、ダミーカソードアセンブリ３０２は、ターゲット材料を基板に向けてスパッタリングするようには構成されておらず、したがって、複数のカソードアセンブリ１１０の一部ではなく、すなわち、堆積アレイの一部ではない。
【００５０】
本開示では、「最も外側のカソードアセンブリ」という表現は、複数のカソードアセンブリ１１０の、すなわち、ターゲット材料を基板に向けてスパッタリングするように構成されたカソードアセンブリの、すなわち、堆積アレイの最も外側のカソードアセンブリ（例えば、図面で複数のカソードアセンブリ１１０の最も外側のカソードアセンブリとして示されているカソードアセンブリ１１２又は１１４）を意味すると受け取るべきである。
【００５１】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によると、最も外側のカソードアセンブリ、最も外側のアノード素子、及び補助的磁石アセンブリは、この順序で配置されている。
【００５２】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によると、最も外側のカソードアセンブリ、最も外側のアノード素子、及び補助的磁石アセンブリは、第１の方向、例えば、図１に示す第１の方向１０に沿って、この順序で配置されている。例えば、図１では、カソードアセンブリ１１２、最も外側のアノード素子１６２、及び補助的磁石アセンブリ１７２は、第１の方向１０に沿って、この順序で配置される。これらの構成要素が、「第１の方向に沿ってこの順序で」配置されるという規定は、これらの構成要素が、これらの各構成要素を通過する軸上に必然的に厳密に配置され、第１の方向に延長することを示唆しているわけではない。例えば、一実施形態によると、最も外側のカソードアセンブリ、最も外側のアノード素子、及び補助的磁石アセンブリが、この順序で配置されている限り、これらの構成要素のうちの１つは、残りの２つの構成要素を通過する軸に対してオフセット位置にあり得る。特に、「第１の方向に沿ってこの順序で配置された」という規定は、第１の方向への最も外側のアノード素子の中心の正投影が、第１の方向への補助的磁石アセンブリの中心の正投影と、第１の方向への最も外側のカソードアセンブリの中心の正投影との間にあるような配置を指し得る。
【００５３】
本明細書に記載された第１の方向は、例えば、図１に示す第１の方向１０を指し得る。複数のカソードアセンブリ１１０及び／又は複数のアノード素子１６０は、第１の方向１０に沿って配置され得る。
【００５４】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によると、最も外側のカソードアセンブリの回転軸、さらなる最も外側のカソードアセンブリの回転軸、ダミーカソードアセンブリの回転軸、及び／又は複数のカソードアセンブリ１１０のうちの任意のカソードアセンブリの回転軸は、第１の方向１０に対して垂直な又は実質的に垂直な方向に延在し得る。最も外側のアノード素子、さらなる最も外側のアノード素子、又は複数のアノード素子のうちの任意のアノード素子は、第１の方向１０に対して垂直な又は実質的に垂直な方向に延在し得る。
【００５５】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によれば、複数のカソードアセンブリのうちのカソードアセンブリの回転軸は、互いに対して平行又は実質的に平行であり得る。複数のアノード素子は、それぞれ、互いに対して平行又は実質的に平行であり得る。
【００５６】
本明細書に記載されているように、実質的に垂直な方向とは、７５度から１０５度、具体的には、８０度から１００度の角度にある方向のことを指し得る。実質的に平行な方向とは、−１５度から１５度、具体的には、−１０度から１０度の角度にある方向のことを指し得る。
【００５７】
スパッタ堆積装置は、基板を支持するための基板支持体を含み得る。基板支持体は、第１の方向に沿って延在し得る。複数のカソードアセンブリ１１０のうちの各カソードアセンブリは、基板支持体と同じ側に配置され得る。複数のカソードアセンブリ１１０のうちの各カソードアセンブリは、基板支持体によって支持された基板の同一表面をコーティングするために、材料をスパッタリングするように構成され得る。
【００５８】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によると、最も外側のカソードアセンブリ、及び／又は最も外側のアノード素子は、第１の方向に関連して「最も外側」である。具体的には、複数のカソードアセンブリのうちの各カソードアセンブリの第１の方向への複数の正投影を考えると、最も外側のカソードアセンブリの正投影は、前述の複数の正投影の最も外側であり得る。
【００５９】
図４は、堆積アレイを形成する複数のカソード素子１１０を示す。図４に示す複数のカソード素子１１０は、カソード素子１１２、４１６、４１８、及び１１４からなる。カソードアセンブリ１１２は、堆積アレイの最も外側のカソードアセンブリであり、カソードアセンブリ１１４は、さらなる最も外側のカソードアセンブリである。カソードアセンブリ４１６及び４１８は、堆積アレイの内側カソードアセンブリである。カソードアセンブリ４１６は、回転ターゲット及び磁石アセンブリ４３６を含む。カソードアセンブリ４１８は、回転ターゲット及び磁石アセンブリ４３８を含む。図４に示す複数のアノード素子は、アノード素子１６２、４６４、４６６、４６８、及び１６４からなる。アノード素子１６２は、最も外側のアノード素子であり、アノード素子１６４は、さらなる最も外側のアノード素子である。最も外側のカソードアセンブリ１１２、最も外側のアノード素子１６２、及び補助的磁石アセンブリ１７２は、第１の方向１０に沿って、この順序で配置される。さらなる最も外側のカソードアセンブリ１１４、さらなる最も外側のアノード素子１６４、及びさらなる補助的磁石アセンブリ１７４は、第１の方向１０に沿って、この順序で配置される。図４に示す補助的磁石アセンブリ１７２及び１７４は、独立型磁石アセンブリである。
【００６０】
代替的に、図５に示すように、補助的磁石アセンブリ１７２及び１７４は、本明細書に記載された実施形態に係る、それぞれのダミーカソードアセンブリ３０２及び３０４内に含まれ得る。
【００６１】
図４は、補助的磁石アセンブリ１７２から最も外側のアノード素子１６２への距離４８２と、最も外側のアノード素子１６２から最も外側のカソードアセンブリ１１２の磁石アセンブリ１３２への距離４８４とを示す。図示の実施形態では、距離４８２は、距離４８４に等しい。言い換えると、補助的磁石アセンブリ１７２から最も外側のアノード素子１６２への距離４８２、及び最も外側のアノード素子１６２から最も外側のカソードアセンブリ１１２の磁石アセンブリ１３２への距離４８４は、補助的磁石アセンブリ１７２から最も外側のカソードアセンブリ１１２の磁石アセンブリ１３２への距離の約５０％である。
【００６２】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、補助的磁石アセンブリから最も外側のアノード素子への距離４８２、及び／又は最も外側のアノード素子から最も外側のカソードアセンブリの磁石アセンブリへの距離４８４は、補助的磁石アセンブリから最も外側のカソードアセンブリの磁石アセンブリへの距離の３０％から７０％であり得る。具体的には、前述の距離は、補助的磁石アセンブリから最も外側のカソードアセンブリの磁石アセンブリへの距離の４０％から６０％、例えば、約５０％であり得る。
【００６３】
距離４８２及び４８４が、以上で定義された範囲内に収まる場合、このような実質的に等しい距離４８２及び４８４が、空間的対称性及び周期性をもたらすので、境界効果を補正する補助的磁石アセンブリの効果がさらに向上する。
【００６４】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、補助的磁石アセンブリから最も外側のアノード素子への距離、及び／又は最も外側のアノード素子から最も外側のカソードアセンブリの磁石アセンブリへの距離は、補助的磁石アセンブリと最も外側のカソードアセンブリとの間の距離の３０％から７０％の範囲内であり得る。
【００６５】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、補助的磁石アセンブリ１７２から最も外側のカソードアセンブリ１１２の磁石アセンブリ１３２への距離は、最も外側のカソードアセンブリ１１２の磁石アセンブリ１３２と最も外側のカソードアセンブリに隣接するカソードアセンブリの磁石アセンブリとの間の距離の８０％から１２０％、具体的には、９０％から１１０％、例えば、約１００％であってもよい。このような範囲内のそれぞれの磁石アセンブリ間の距離、特に、実質的に等距離である連続する磁石アセンブリ間の距離により、境界効果を補正する補助的磁石アセンブリの効果がさらに向上する。なぜなら、このように実質的に等しい距離が、さらに空間的に対称性及び周期性を促進するからである。
【００６６】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、補助的磁石アセンブリは、複数のカソードアセンブリ１１０に対して、且つ／又は複数のアノード素子１６０に対して移動可能である。補助的磁石アセンブリは、最も外側のカソードアセンブリに対して、且つ／又は最も外側のアノード素子に対して移動可能であり得る。補助的磁石アセンブリは、第１の方向に移動可能である。補助的磁石アセンブリから最も外側のアノード素子への距離を調節するため、且つ／又は補助的磁石アセンブリから最も外側のカソードアセンブリへの距離を調節するために、補助的磁石アセンブリは移動可能であり得る。このような調節可能な距離により、フレキシブルなシステムがもたらされ、本明細書に記載されたように境界効果を補正するため、補助的磁石アセンブリの最適な位置を選択することが可能となる。
【００６７】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、複数のカソードアセンブリ及び複数のアノード素子は、交互に配置される。例えば、図４は、アノード素子１６２、４６４、４６６、４６８、及び１６４に対する、カソードアセンブリ１１２、４１６、４１８、及び１１４の交互配置を示す。交互配置とは、単一のアノード素子が２つの隣接するカソードアセンブリの各領域間に設けられている配置を含み得る。
【００６８】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、複数のカソードアセンブリ１１０は、第２のカソードアセンブリ、例えば、図１に示すカソードアセンブリ１１４、又は、図４に示すカソードアセンブリ４１６を含む。第２のカソードアセンブリと最も外側のカソードアセンブリは、複数のカソードアセンブリのうちの互いに隣接するカソードアセンブリであり得る。
【００６９】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、複数のアノード素子１６０は、第２のアノード素子、例えば、図１に示すアノード素子１６６、又は、図４に示すアノード素子４６４を含む。第２のアノード素子と最も外側のアノード素子は、複数のアノード素子のうちの互いに隣接するアノード素子であり得る。
【００７０】
２つのカソードアセンブリは、それらの間にさらにカソードアセンブリが設けられてない場合に、「隣接する」と見なされ得る。同様に、２つのアノード素子は、それらの間にさらにカソードアセンブリが設けられてない場合に、「隣接する」と見なされ得る。この隣接の定義は、２つ隣接するカソードアセンブリの間に、カソードアセンブリではない別の構成要素が設けられ得ることを除外するものではない。例えば、図面に示すように、２つの隣接するカソードアセンブリの間にアノード素子が設けられてもよい。同様に、２つの隣接するアノード素子の間に、アノード素子ではない構成要素が設けられてもよく、例えば、２つの隣接するアノード素子の間にカソードアセンブリが設けられる。
【００７１】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、第２のカソードアセンブリ、第２のアノードアセンブリ、最も外側のカソードアセンブリ、最も外側のアノード素子、及び補助的磁石アセンブリは、特に第１の方向に沿って、この順序で配置され得る。
【００７２】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、補助的磁石アセンブリの磁石配向は、最も外側のカソードアセンブリの磁石アセンブリの磁石配向に対して平行又は実質的に平行であり得る。磁石アセンブリの磁石配向は、１つ又は複数の極が磁石アセンブリの本体の外側に延在する方向に対応し得る。
【００７３】
複数のカソードアセンブリの各磁石アセンブリの磁石配向は、互いに平行又は実質的に平行であり得る。実質的に平行な磁石配向は、最大１５％、具体的には、１０％の角度での磁石配向を含み得る。
【００７４】
実質的に平行な磁石配向を有することにより、カソード装置の対称性（例えば、周期性）のさらなる向上がもたらされる。補助的磁石アセンブリの磁石配向を最も外側のカソードアセンブリ内の磁石アセンブリの磁石配向と整列させることにより、磁界の対称性及び周期性がシステムの端まで及ぶことができ、それにより、境界効果がさらに低減する。
【００７５】
複数のカソードアセンブリ１１０の各カソードアセンブリ内の磁石アセンブリは、同一又は類似の設計、及び同一又は類似の磁気特性を有し得る。
【００７６】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、複数のカソードアセンブリ１１０、及び／又は複数のアノード素子１６０は、一次元配置に従って配置される。一次元配置とは、図４に示す真っ直ぐな線に沿った配置、図６に示す弧６１０に従った配置、又は真っ直ぐな線に従って配置された内側カソードアセンブリ及び線に対してオフセット位置に配置された最も外側のカソードアセンブリを含む、図７に示す配置を含み得る。
【００７７】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、スパッタ堆積装置は、さらなる補助的磁石アセンブリを含む。複数のカソードアセンブリは、さらなる最も外側のカソードアセンブリを含み得る。複数のアノード素子は、さらなる最も外側のアノード素子を含み得る。例えば、図１及び図４は、さらなる補助的磁石アセンブリ１７４、さらなる最も外側のカソードアセンブリとしてのカソードアセンブリ１１４、及びさらなる最も外側のアノード素子としてのアノード素子１６４を示す。
【００７８】
さらなる最も外側のカソードアセンブリ、さらなる最も外側のアノード素子、及びさらなる補助的磁石アセンブリは、特に第１の方向に沿って、この順序で配置され得る。さらなる補助的磁石アセンブリは、磁界を印加して、プラズマのさらなる外側領域、例えば、さらなる外側領域１９４における境界効果を補正するように構成されている。
【００７９】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、補助的磁石アセンブリ１７２、及びさらなる補助的磁石アセンブリ１７４は、複数のカソードアセンブリ１１０の両側に配置されている。
【００８０】
補助的磁石アセンブリ１７２、最も外側のカソードアセンブリ１１２、最も外側のアノードアセンブリ１６２、及びプラズマの外側領域１９２に関連して説明された特性、特徴、及び実施例は、さらなる補助的磁石アセンブリ１７４、さらなる最も外側のカソードアセンブリ１１４、さらなる最も外側のアノードアセンブリ１６４、及びプラズマのさらなる外側領域１９４に一致（対応）するように当てはまる。例として、補助的磁石アセンブリ１７２と同じように、さらなる補助的磁石アセンブリ１７４は、いずれのカソードアセンブリにも含まれない独立型磁石アセンブリであってもよく、又は、代替的に、さらなるダミーカソードアセンブリ、例えば、カソードアセンブリ３０４に含まれてもよい。
【００８１】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、スパッタ堆積装置は、真空チャンバ、例えば、図３に示す真空チャンバ３５０を含む。複数のカソードアセンブリ１１０、複数のアノード素子１６０、補助的磁石アセンブリ１７２、及び／又はさらなる補助的磁石アセンブリ１７４は、真空チャンバ３５０内に配置され得る。
【００８２】
図８ａ及び図８ｂは、それぞれ、本明細書に記載された実施形態に係る磁石アセンブリ８００の上面図及び断面図を示す。磁石アセンブリ８００は、複数のカソードアセンブリ１１０のカソードアセンブリ内に含まれる磁石アセンブリ、すなわち、堆積アレイ内で使用される磁石アセンブリであり得る。代替的に、磁石アセンブリ８００は、補助的磁石アセンブリであってもよい。例えば、磁石アセンブリ８００は、本明細書に記載された実施形態に係るダミーカソードアセンブリ内に含まれる補助的磁石アセンブリであってもよい。
【００８３】
磁石アセンブリ８００は、内側極８２０及び外側極８１０を有する。磁石アセンブリ８００は、磁石ヨークであってもよく、又は磁石ヨークを含んでもよい。図８ｂに示す磁石アセンブリ８００の側断面図は、フォークの形状を有し、フォークの突起部は内側極及び外側極を表す。内側極及び外側極は、磁石アセンブリ８００が配置された回転ターゲットの内側面に対向し得る。内側極８２０及び／又は外側極８１０は、複数の永久磁石から形成され得る。
【００８４】
図８ｃは、磁石アセンブリ８７０の側面図を示す。磁石アセンブリ８７０は、磁石アセンブリ８００の一部、例えば、外側極８１０又はその一部に対応し得る。磁石アセンブリ８７０は、本明細書に記載された実施形態に係る補助的磁石アセンブリ８７０であり得る。例えば、磁石アセンブリ８７０は、独立型補助的磁石アセンブリであってもよい。
【００８５】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、磁石アセンブリ、例えば、複数のカソードアセンブリ１１０のうちの１つに含まれる磁石アセンブリは、磁極を含み得る。磁石アセンブリは、内側磁極及び／又は少なくとも１つの外側磁極を含み得る。
【００８６】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、補助的磁石アセンブリは、１つ又は複数の永久磁石を含む。補助的磁石アセンブリは、堆積アレイのカソードアセンブリで使用される磁石アセンブリと同じ種類であり得る。堆積アレイのカソードアセンブリで使用される磁石アセンブリに比べて、補助的磁石アセンブリの設計は、プラズマの外側領域における境界効果を補正、減少、又は回避するために、補助的磁石アセンブリがもたらす効果を最適化するように適合され得る。
【００８７】
さらなる実施形態によれば、スパッタ堆積処理を実行する方法が提供される。スパッタ堆積処理は、マグネトロンスパッタリング処理であり得る。
【００８８】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、堆積処理は、静的堆積処理である。静的堆積と動的堆積との間の違いは、以下で説明されている通りであり、垂直配向大面積基板の処理などの大面積基板処理に特に適用される。動的スパッタリングは、基板が堆積源に隣接して連続的又は準連続的に移動するインライン処理である。動的スパッタリングは、基板が堆積領域に移動する前にスパッタリング処理を安定させ、基板が堆積源を通過するにつれてスパッタリング処理の安定を保つという利点を有する。しかし、動的堆積は、例えば、粒子生成に関して欠点を有し得る。これは、特にＴＦＴバックプレーン堆積（ＴＦＴ  ｂａｃｋｐｌａｎｅ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）に当てはまるかもしれない。当業者であれば理解するように、動的堆積処理に対して異なる静的堆積処理という表現は、基板のすべての動きを除外するものではないことに留意するべきである。静的堆積処理は、例えば、堆積中の静的基板位置、堆積中の振動基板位置、堆積中に実質的に一定の平均基板位置、堆積中の震動基板位置（ｄｉｔｈｅｒｉｎｇ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）、堆積中の搖動基板位置、又はこれらの組み合わせを含み得る。したがって、静的堆積処理は、静的位置が伴う堆積処理、実質的に静的な位置が伴う堆積処理、又は基板の部分的な静的位置が伴う堆積処理であると理解することができる。これにより、静的堆積処理の基板位置に堆積中の基板又はカソードアセンブリのいかなる動きも伴わないことを必要とすることなく、本明細書に記載された静的堆積処理を動的堆積処理と明確に区別することができる。
【００８９】
この方法は、プラズマを供給することを含む。この方法は、複数のカソードアセンブリでターゲット材料をスパッタリングすることをさらに含む。この方法は、複数のカソードアセンブリ内に配置された複数の磁石アセンブリでプラズマに影響を与えることをさらに含む。この方法は、複数のアノード素子でプラズマに影響を与えることをさらに含む。この方法は、プラズマの外側領域において補助的磁界を印加して、境界効果を補正することをさらに含む。
【００９０】
方法の実施形態は、本明細書に記載された実施形態に係るスパッタ堆積装置によって実行され得る。具体的には、補助的磁界は、本明細書に記載された実施形態に係る補助的磁石アセンブリによって印加され得る。
【００９１】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によれば、当該方法は、処理ガスを供給することを含み得る。処理ガスは、真空チャンバ内に供給され得る。補助的磁石アセンブリは、処理ガスと接触し得る。例えば、図１に示す補助的磁石アセンブリ１７２は、スパッタ堆積処理の間、処理ガスと接触し得る。
【００９２】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、補助的磁界は、ダミーカソードアセンブリの補助的磁石アセンブリによって印加され得る。本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によると、補助的磁石アセンブリによって補助的磁界が印加されている間、ダミーカソードアセンブリによって、基板をコーティングするターゲット材料はスパッタリングされない。
【００９３】
本明細書に記載された他の諸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、ターゲット材料は、基板、特に大面積基板に向けて、又はその上にスパッタリングされる。
【００９４】
さらなる実施形態によれば、スパッタ堆積処理を実行する方法が提供される。この方法は、プラズマを供給することと、堆積アレイを形成する複数のカソードアセンブリでターゲット材料をスパッタリングすることと、磁界を印加して、プラズマの外側領域に影響を与えることとを含み、磁界は、堆積アレイの外側の補助的磁石アセンブリによって印加される。方法の実施形態は、本明細書に記載された実施形態に係るスパッタ堆積装置によって実行され得る。
【００９５】
本明細書に記載された他の実施形態と組み合わせることができる実施形態によると、補助的磁石アセンブリは、ダミーカソードアセンブリ内に配置される。
【００９６】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によると、堆積アレイの外側のカソードアセンブリは、本明細書に記載された実施形態に係るダミーカソードアセンブリである。
【００９７】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によると、方法は、複数のカソードアセンブリ内に配置された複数の磁石アセンブリでプラズマに影響を与えることを含み得る。
【００９８】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によれば、当該方法は、複数のアノード素子でプラズマに影響を与えることを含み得る。
【００９９】
本明細書に記載された他の諸実施形態と組み合わせることができる諸実施形態によれば、基板は、大面積基板である。
【０１００】
本明細書で使用される「基板」という用語は、例えば、ガラス基板、ウエハ、サファイアなどの透明結晶体のスライス、又はガラスプレートのような非フレキシブル基板と、ウエブ又は箔などのフレキシブル基板との両方を含む。本明細書に記載された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ると、本明細書に記載された実施形態は、ディスプレイＰＶＤ、すなわち、ディスプレイ市場向けの大面積基板上で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、又は１つ若しくは複数の基板を運び得る対応キャリアは、少なくとも０．６７ｍ２のサイズを有し得る。このサイズは、約０．６７ｍ２（０．７３×０．９２ｍ−Ｇｅｎ４．５）から約８ｍ２であってもよく、より具体的には、約２ｍ２から約９ｍ２、又はさらに最大で１２ｍ２であってもよい。本明細書に記載された実施形態に係る、カソードアセンブリのような構造体や装置、及び方法の提供の対象であ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り得る。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、又はさらに約８．７ｍ２の基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に対応するＧＥＮ１０であり得る。ＧＥＮ１１及びＧＥＮ１２などのさらに次の世代、並びにそれに相当する基板領域が、同様に実装され得る。
【０１０１】
本明細書に記載された他の諸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ると、ターゲット材料は、アルミニウム、ケイ素、タンタル、モリブデン、ニオブ、チタン、銅及び酸化物、窒化物、酸窒化物、並びにこれらの合金を含む群又はこれらからなる群から選択され得る。具体的には、ターゲット材料は、アルミニウム、銅、及びケイ素を含む群又はこれらからなる群から選択され得る。反応性スパッタ処理は、これらのターゲット材料の堆積酸化物をもたらし得る。スパッタ材料には、ＩＴＯ（インジウム−スズ−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）、ＡＺＯ（アルミニウムドープされた亜鉛−酸化物）がさらに含まれ得る。これらの材料は、部分的に反応性の態様でスパッタされ得る。窒化物又は酸窒化物も同様に堆積される。本明細書に記載された諸実施形態と関連して使用され得る、ターゲット材料をスパッタリングするための処理ガスには、アルゴンなどの不活性ガス、及び／又は、酸素、窒素、水素、及びアンモニア（ＮＨ３）などの反応性ガス、オゾン（Ｏ３）、活性ガスなどが含まれ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年9月6日(2019.9.6)
【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】
スパッタ堆積装置（１００）であって、
スパッタ堆積処理においてターゲット材料をスパッタリングするように構成された複数のカソードアセンブリ（１１０）であって、前記複数のカソードアセンブリのそれぞれが、回転ターゲットと、前記回転ターゲット内に配置された磁石アセンブリとを含み、前記複数のカソードアセンブリが、最も外側のカソードアセンブリ（１１２）を含む、複数のカソードアセンブリ（１１０）、
前記スパッタ堆積処理において生成されたプラズマ（１９０）に影響を与えるように構成された複数のアノード素子（１６０）であって、最も外側のアノード素子（１６２）を含む、複数のアノード素子（１６０）、及び
補助的磁石アセンブリ（１７２）
を備え、前記最も外側のカソードアセンブリ、前記最も外側のアノード素子、及び前記補助的磁石アセンブリが、この順序で配置され、前記補助的磁石アセンブリが、磁界を印加して、前記プラズマの外側領域（１９２）における境界効果を補正するように構成されている、スパッタ堆積装置（１００）。
【請求項２】
前記補助的磁石アセンブリが、カソードアセンブリ内に配置されていない、請求項１に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項３】
前記補助的磁石アセンブリが、ダミーカソードアセンブリ（３０２）内に配置されている、請求項１に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項４】
前記補助的磁石アセンブリが、前記複数のカソードアセンブリに対して、且つ／又は前記複数のアノード素子に対して移動可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項５】
前記補助的磁石アセンブリから前記最も外側のアノード素子への距離（４８２）、及び／又は、前記最も外側のアノード素子から前記最も外側のカソードアセンブリの前記磁石アセンブリへの距離（４８４）が、前記補助的磁石アセンブリから前記最も外側のカソードアセンブリの前記磁石アセンブリへの距離の３０％から７０％であり得る、請求項１から３のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項６】
前記複数のカソード素子と前記複数のアノード素子とが交互に配置されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項７】
前記複数のカソードアセンブリが、第２のカソードアセンブリ（１１４、４１６）を含み、
前記複数のアノード素子が、第２のアノード素子（１６６、４６４）を含み、
前記第２のカソードアセンブリ及び前記最も外側のカソードアセンブリが、前記複数のカソードアセンブリのうちの互いに隣接するカソードアセンブリであり、前記第２のアノード素子及び前記最も外側のアノード素子が、前記複数のアノード素子のうちの互いに隣接するアノード素子であり、
前記第２のカソードアセンブリ、前記第２のアノードアセンブリ、前記最も外側のカソードアセンブリ、前記最も外側のアノード素子、及び前記補助的磁石アセンブリが、この順序で配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項８】
前記複数のアノード素子が、複数のアノードバーを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項９】
前記補助的磁石アセンブリの磁石配向が、前記最も外側のカソードアセンブリの前記磁石アセンブリの磁石配向に対して実質的に平行である、請求項１から８のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項１０】
さらなる補助的磁石アセンブリ（１７４）をさらに備え、
前記複数のカソードアセンブリが、さらなる最も外側のカソードアセンブリ（１１４）を含み、前記複数のアノード素子が、さらなる最も外側のアノード素子（１６４）を含み、
前記さらなる最も外側のカソードアセンブリ、前記さらなる最も外側のアノード素子、及び前記さらなる補助的磁石アセンブリが、この順序で配置され、前記さらなる補助的磁石アセンブリが、磁界を印加して、前記プラズマのさらなる外側領域（１９４）における境界効果を補正するように構成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項１１】
前記補助的磁石アセンブリ及び前記さらなる補助的磁石アセンブリが、前記複数のカソードアセンブリの両端に配置されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載のスパッタ堆積装置。
【請求項１２】
スパッタ堆積処理を実行する方法であって、
プラズマ（１９０）を供給することと、
複数のカソードアセンブリ（１１０）でターゲット材料をスパッタリングすることと、
前記複数のカソードアセンブリ内に配置された複数の磁石アセンブリで前記プラズマに影響を与えることと、
複数のアノード素子（１６０）で前記プラズマに影響を与えることと、
前記プラズマの外側領域（１９２）において補助的磁界を印加して、境界効果を補正することと
を含む方法。
【請求項１３】
処理ガスを供給することをさらに含み、
前記補助的磁界が、補助的磁石アセンブリ（１７２）によって印加され、前記補助的磁石アセンブリが、前記処理ガスと接触している、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記磁界が、ダミーカソードアセンブリ（３０２）の補助的磁石アセンブリによって印加される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
スパッタ堆積処理を実行する方法であって、
プラズマ（１９０）を供給することと、
堆積アレイ（３１０）を形成する複数のカソードアセンブリ（１１０）でターゲット材料をスパッタリングすることと、
磁界を印加して、前記プラズマの外側領域（１９２）に影響を与えることであって、前記磁界が、前記堆積アレイの外側の補助的磁石アセンブリ（１７２）によって印加される、前記プラズマの外側領域（１９２）に影響を与えることと
を含む方法。
【国際調査報告】
2020506287.tif 000013
2020506287.tif 000014