KR100938361B1 - 스퍼터 증착 공정의 제어용 시스템 및 장치 - Google Patents

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어플라이드 머티리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

펄스 DC 전원 및 RF 전원 양쪽 모두가 스퍼터 증착 설비 내의 타겟에 파워를 공급하는 스퍼터 증착을 위한 방법 및 장치가 제공된다. 상기 펄스 DC 전원은 상기 타겟에 대해 파워가 인가되는 온(on) 사이클, 및 반전 극성이 상기 타겟에 대해 인가되는 오프(off) 사이클을 제공한다. 상기 반전 극성의 인가는 상기 타겟의 표면상에 축적될 수 있는 전하를 제거하는 작용을 한다. 상기로 인해, 표면상에서 증착되는 막의 물성을 악화시킬 수 있는 상기 타겟의 표면상의 아크의 발생 가능성을 감소시킨다. 상기 타겟에 대해 펄스 DC 파워와 함께 RF 파워를 인가함에 의해, 타겟 표면상의 이온화 효율이 증가된다. 그 결과, 보다 많은 재료가 타겟 표면으로부터 보다 신속하게 제거된다.
스퍼터 증착, 이온화 효율, 증착, RF 파워, 펄스 DC 전원

Description

스퍼터 증착 공정의 제어용 시스템 및 장치{System and apparatus for control of sputter deposition process}
우선권 주장
본 출원은 2002년 5월 17의, 마이클 더블유. 스토웰, 쥬니어(Michael W. Stowell, Jr.)를 대표하여 파일링된 "펄스 전기 스퍼터링 증착 시스템 및 장치(Pulsed Electrical Sputtering Deposition System and Apparatus)"라는 제목의, 미국 잠정 특허 출원 번호 제 60/381,482 호 및 2003년 5월 15일 파일링된 "스퍼터 증착 공정의 제어용 시스템 및 장치"라는 제목의, (아직 정해지지 않은) 미국 특허 출원 번호로부터 우선권을 주장한다.
기판상에서의 박막 도전성 및 비 도전성 코팅은 플랫 패널, 디스플레이 상의 코팅, 반도체, 터치 스크린 디스플레이, 유리 위의 에너지 제어 코팅, 및 광 간섭 필터를 포함하는 산업 분야에서 특히 많이 사용된다.
상기 막들은 다양한 방법으로 표면상에 도포된다. 일반적으로 이용되는 하나의 방법은 스퍼터 증착으로서 언급된다. 일반적으로, 스퍼터 증착 공정에 있어서, 코팅될 물품인 기판은 챔버 내에 놓여진다. 소위 타겟이라고 하는 코팅에 사용될 재료의 플레이트 역시 챔버 내측에 놓여진다. 상기 타겟은 전압원에 전기 접속되어 전기 캐소드/타겟으로서 작용한다. 일반적으로, 스퍼터링 챔버는 진공이 되고, 압력을 받은 가스가 챔버 속으로 펌프 주입된다. 상기 챔버 내에서 사용하기 위해 선택된 가스는 스퍼터링 공정이 반응성 공정인가 또는 비반응성 공정인가에 의존한다. 만일 반응성 공정이라면, 가스는 스퍼터링될 소요의 재료를 기판상에 형성하기 위해 타겟의 재료와 반응하도록 선택된다. 비반응성 스퍼터링에 대해서는, 불활성이고 비반응성인 가스가 선택된다.
상기 타겟은 전압이 공급된다. 전원의 애노드와 캐소드/타겟 사이의 전계는 챔버 내에서 가스를 이온화시킬 것이다. 그 후 가스 이온들은 전계에 의해 상기 타겟에 부딪친다. 상기가 충분한 에너지에 의해 실행되는 때에, 몇몇의 재료는 상기 타겟으로부터 격퇴(dislodge)된다. 상기 격퇴된 재료는 일반적으로 상기 타겟으로부터 짧은 거리에서 전기적으로 중성이 되어, 타겟으로부터 기판 표면까지 챔버를 통해 떠돌아 다닌다. 만일 상기 공정이 반응성 스퍼터링 공정이라면, 상기 격퇴된 재료들은, 챔버내를 떠돌아 다님에 따라 가스와 반응하고 또한 기판의 표면에서 반응할 수 있다. 기판에서, 타겟 재료 또는 반응한 타겟 재료는 기판의 표면상에서 박막의 코팅을 형성한다. 상기 방법은 고품질 막을 생산하지만, 스퍼터 증착 공정과 관련된 어떤 일정한 문제점들을 극복하고 일관된 코팅막을 유지하기에 스퍼터링의 속도가 가끔씩 매우 느림에 틀림이 없다.
스퍼터 증착 공정들, 특히 반응성 스퍼터 증착 공정들과 관련된 몇몇의 문제점들이 존재한다. 예컨대, 상기 재료가 스퍼터링됨에 따라, 반응들은 챔버 내의 가스와 타겟 표면 사이에서 발생하여 커패시터처럼 활동하여 전기적인 아크(electrical arcing)를 유발할 수 있는 타겟 상의 유전층을 형성할 수 있다. 상기 아크는 표면에 대해 불균일한 재료의 도포, 및 코팅의 결함들을 유발한다. 스퍼터링이 실행되는 속도 또는 인가된 전압의 변화는 상기 문제점들을 줄여주고 막 코팅의 품질을 개선하는데 도움이 되었지만, 모든 상기 목적들을 달성하기에는 완전히 성공적이지는 않다.
비반응성 스퍼터 증착 공정들은 상대적으로 빠르다. 통상, 타겟 재료와 챔버 내의 가스 사이에서의 반응이 종종 더 발생되기 때문에, 아크는 비반응성 스퍼터 증착 공정에서 종종 더 발생된다. 이런 저런 이유들로, 반응성 스퍼터 증착이 비반응성 스퍼터링보다 더 천천히 실행되는 것이 일반적이다.
다양한 형태의 전원들이 발생되는 전기 아크를 경감하고 또는 보상하는 시도로서 사용되어 왔다. 사용된 전압원들은 직류(DC), 교류(AC), 및 고주파(RF)를 포함했다. 상이한 전원들이 어떤 일정한 구성들에 있어서 아크의 발생을 경감한다는 것이 발견되었지만, 시스템들과 관련된 문제점들이 지속되어 왔다. 또한, 반응성 스퍼터링에 있어서, 증착이 실행될 수 있는 속도는 아직까지는 매우 느리고, 이는 적합한 제품을 생산하는데 필요한 시간을 증가시키고 그에 따라 비용도 꽤 상승하게 된다.
따라서, 특히 반응성 스퍼터링이 사용될 때, 증착되는 막의 품질에 영향을 주지 않고 코팅 속도의 저하를 최소화하는, 타겟으로부터의 전기 아크를 낮추거나 또는 제거하는 스퍼터 증착을 실행하기 위한 시스템 및 방법이 요구된다.
요약
비도전성 및 도전성 스퍼터링된 막의 물성에 관한 요구 사항들은 기술의 발전과 더불어 계속 더 엄격해지고 있다. 현존하는 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering) 공정들은 상기 신규의 요구 사항들을 충족하는 막 물성들을 효과적으로 제어하는 그 능력면에서 어떤 한계가 있다. 현존하는 장치 및 공정들은 스퍼터링 공정 에너지를 정밀하게 제어할 수 없을 뿐더러 파워의 한계가 있다.
펄스 전원(pulsed power supply)들과, 교류(AC) 및 직류(DC) 양쪽 모두를 사용하는 것은 스퍼터링 에너지를 양호하게 제어함에 의해 특히 투명막들에서 막의 성질 및 막의 증착 공정들에 있어서 매우 유익하다. 상기 펄스 전원들이 사용자 정의 주파수들 및 강도로 플라즈마를 본질적으로 소멸시키고 재점화한다는 사실에 기인하여, 상기 제어가 이루어진다. 상기 시스템들 중의 어느한 쪽으로부터 파워 펄스 또는 플라즈마 점화의 처음에, 이온들을 생성하는 전자 에너지들의 보다 넓은 분산이 존재하고 그에 따라 큰 비율의 스퍼터링된 재료가 생성된다.
펄스 DC 파워에 있어서, 매우 더 높은 값까지 평균 전자 에너지를 증가시키기 위해, 많은 시작들 및 플라즈마 점화들이 존재하고, 따라서 공정에 이익이 된다. 펄스 지속 시간, 듀티 사이클, 전자/이온 에너지, 및 생성된 펄스들의 수를 제어함에 의해, 특정 스퍼터링된 재료가 제어될 수 있다. 펄스 DC 파워의 사용은 조작자에게 보다 많은 스퍼터링된 박막의 물성들을 효과적으로 제어할 수 있게 한다.
펄스 DC 전원들은, 각각의 "off" 사이클 동안에 일반적으로 타겟에 반전된 극성을 제공하여 타겟/캐소드의 표면상에 형성된 전하를 제거하고 그에 따라 아크의 발생 가능성을 감소시킨다. 상기 방법은 타겟/캐소드가 결국에 초래할 수 있는 아크들의 총 갯수를 경감하는데 매우 효과적이다. 또한, 펄스 DC 전원의 주파수에 의존하여, 타겟 표면으로부터 전류를 제거하는 것은 발생할 수도 있는 각각의 아크가 포함할 수 있는 에너지 양을 제한하기 위한 아크 억제제로서 작용할 수 있다.
펄스 DC 파워의 사용은 다른 전류원을 사용하는 것보다 더 효과적일 수 있고 보다 일관적인 스퍼터링된 막을 제공할 수 있는 반면에, 타겟 표면상에서 유전체가 형성되는 문제점들을 더 줄여주고 효율을 높이기 위해 시스템에 대해 다른 개선이 이루어질 수 있다는 것이 인식되었다. 실험들에서, 캐소드/타겟에 대해 펄스 DC 파워와 동시에 고주파(RF)를 공급함에 의해 타겟 표면상에서의 이온화 효율이 증가되었다는 것이 발견되었다. 이러한 이온화 효율의 증가는, 산화된 재료가 이온화 효율의 증가가 없이 표면으로부터 제거되는 경우보다 더 빨리 보다 많은 산화된 재료가 표면으로부터 제거되도록 한다. 덜 산화된 재료에 대해, 아크 주파수는 감소되었고 그에 따라 막 성질들이 향상되었다. 상기 이온화 효율 향상의 다른 장점으로는, 보통 생각나듯이 타겟의 중심 영역의 단지 트랙(track)이라기 보다는 전체 타겟 표면의 균일한 에칭으로 귀결된다는 점이다.
RF 파워와 관련된 펄스 DC 파워의 사용은 스퍼터링 재료가 생성되는 최대 전자/이온 에너지를 정확하게 제어함에 의해 막 성질을 개선하여 평균 전자/이온 에너지를 향상시키고, 산화된 입자들을 제거함에 의해 기판속으로의 재료들의 아크를 줄이는 효과적인 방법일 수 있다.
요약하여, 이와 같은 발견은 유저로 하여금 종래 기술보다 높은 수율 및 높은 품질의 박막들을 얻게 해준다. 수율 증가는 보다 낮은 미립자 오염, 기판의 노 밴딩(no "banding"), 및 보다 높은 증착 파워들 및/또는 속도들로 타겟 표면에 대한 손상 가능성의 감소가 존재한다는 것을 의미하는 아크 감소의 결과이다. 보다 높은 품질의 박막들은 펄스 주파수 및 운전 정지 시간(dwell time)의 조정에 의해 전자/이온화 에너지를 액티브하게 제어하는 능력으로부터 달성된다.
상술한 것은 본 발명의 상세한 설명이 보다 더 이해될 수 있도록 본 발명의 특징들 및 기술적인 장점들을 꽤 넓게 개설했다. 본 청구항들의 실체를 형성하는 본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들이 이하 기술될 것이다. 개시된 개념 및 특정 실시예가 본 발명과 동일 목적을 실행하기 위한 다른 구조들을 변형 또는 디지인하기 위한 기초로서 용이하게 이용될 것이라는 것은 본 분야의 당업자에 의해 이해될 수 있을 것이다. 또한 본 분야의 당업자는 첨부된 청구항들에 개시된 바와 같이 상기의 등가 구성이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
본 발명의 보다 완전한 이해, 및 그 장점들을 위해, 첨부 도면들과 관련된 이후의 설명들을 참조한다.
도 1은 본 발명의 스퍼터링 장치의 한 구성의 일부를 도시하는 개념도.
도 2는 본 발명의 스퍼터링 장치의 다른 구성의 일부를 도시하는 개념도.
도 2A는 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 스퍼터링 장치의 변형 구성의 일부를 도시하는 개념도.
도 3은 캐소드 DC 바이어스 셧다운(shutdown) 회로를 도시하는 대표적인 회로도.
도 4는 본 발명의 시스템에서 아크가 검출된 경우에 시간에 따른 전기 활성도의 오실로스코프 추적(tracing)을 도시하는 도면.
도 5는 캐소드에서 펄스 DC 전압을 도시하며 RF 간섭이 필터링 제거(filtering out)된 펄스 DC 파워를 도시하는 본 발명의 시스템에서 아크가 검출된 경우에 시간에 따른 전기 활성도의 오실로스코프 추적(tracing)을 도시하는 도면.
상세한 설명
도면들에 있어서, 동일 또는 유사한 구성 요소들에는 동일한 참조 번호들이 사용될 것이다. 간략화를 위해, 스퍼터 증착 코팅을 실행하는데 필요한 진공 스퍼터 증착 챔버들 등의 본 분야에 공지된 여러가지 다른 구성 요소들은 도시되지 않거나 또는 논의되지 않았다.
이하의 설명에 있어서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 여러 특정 상세가 설명된다. 그러나, 본 발명은 상기과 같은 특정 상세가 없어도 실시할 수 있다는 것은 본 분야의 당업자에게는 자명할 것이다. 다른 경우에, 공지의 요소들은 불필요한 설명으로 인해 본 발명을 흐리게 하지 않기 위해 개략 또는 블록도 형태로 도시되었다.
도면에 있어서, 도시된 소자들은 명확화를 위해 축적대로 반드시 도시되지 않고 유사한 소자들에는 몇몇의 도면을 통해 동일한 참조 번호가 부여된다.
도 1은 본 발명의 아크 억제 메커니즘(10)의 구성을 도시한다. 타겟 장착 플레이트(20)는 타겟, 또는 캐소드(30)를 유지하려고 사용될 수 있고, 어떤 구성에 서는, 장착 플레이트(20)는 사용될 필요성이 없다. 타겟/캐소드(30), 또는 타겟 장착 플레이트가 사용된다면 타겟 장착 플레이트(20)는 2개의 전력원, 즉, 펄스 DC 파워 시스템(100), 및 RF 파워 시스템(200)에 전기적으로 접속된다. 상기 펄스 DC 파워 시스템(100)의 펄스 DC 전원(120)은 고전류 RF 필터(110)에 의해 캐소드/타겟(30) 또는 타겟 장착 플레이트(20)의 바닥 근처에 위치한 피드(feed)(40)에 접속된다. RF 파워 시스템(200)의 RF 전원(220)은 튜너(210)에 의해 상기 캐소드/타겟(30) 또는 타겟 장착 플레이트(20)의 중심 근처에 일반적으로 위치한 피드(50)에 접속된다. 본 발명의 어떤 구성에 있어서, 상기 RF 전원(220) 및 튜너(210)는 상기 타겟 상에서 발생하는 아크(arcing)를 감지하며 상기 RF 전원(220)을 셧다운(shut down)할 수 있는 설비를 구현하도록 변형되었다.
본 발명의 상기 아크 억제 메커니즘(10)은 진공 증착 챔버(도시되지 않음) 내측에서 사용하고자 하였다. RF 전원(220), 펄스 DC 전원(120), 튜너(210), 필터 박스(110), 및 타겟 장착 플레이트(20) 등의 상기 아크 억게 메커니즘(10)의 어떤 구성 요소들은 만일 사용된다면 진공 챔버(도시되지 않음) 외측에 위치할 수 있지만, 캐소드/타겟(30)은 일반적으로 진공 증착 챔버(도시되지 않음) 내측에 위치한다. 그러나, 설비의 특정 구성 및 위치는 설비에 따라 변한다. 영구적인 비가동 자석들, 가동 자석들, 또는 회전 자석들(도시되지 않음)이 진공 챔버 내의 캐소드들의 한정 자계(confining magnetic field)를 생성하기 위해 사용될 수 잇다. 상기 진공 챔버(도시하지 않음)에서 사용된 가스(들)는 종래기술에서와 같이 스퍼터링 코팅의 소요의 특성에 의존한다.
RF 전원(220)은 타겟 장착 플레이트(20) 또는 캐소드/타겟(30)의 배면(back)에 직접 장착되는 튜너(210)를 통해 캐소드/타겟(30)에 접속된다. Advanced Energy사의 모델명이 RFG3001인 3KW용량의 RF Power Supply 및 Azx90 Tuner 등과 같은 상업적으로 입수 가능한 RF 전원(220) 및 튜너(210)가 본 발명에서 사용될 수 있다. RF 전원(220)은 일반적으로 약 1 MHz와 94 MHz 사이의 주파수로 상기 캐소드/타겟(30)에 대해 파워를 공급한다.
아크가 검출된 때에 상기 캐소드/타겟(30)으로부터 RF 전원(220)을 전기적으로 차단하는 셧다운(shutdown) 회로와 함께 집적화된 RF 아크 검출 회로뿐만 아니라 DC 바이어스 아크 검출 회로를 포함하도록 상업적으로 입수 가능한 튜너(210)를 변형시키는 것은 종종 필요하다. 표준형 RF 검출 회로와 함께 RF 튜너에 대해 도 3에 도시된 바와 같은 DC 바이어스 검출 회로를 추가함에 의해, 아크를 감지하고 RF 전원(220)을 셧다운함에 의한 응답할 때의 시간 지연이 감소되어, 아크에 대해 보다 잘 응답하는 시스템의 반응으로 이어진다. RF 전원(220)은 필요하다면 전원의 빠른 셧다운 및 램프 업(ramp up)을 고려하기 위해 변형될 수 있다.
표준 RF 아크 검출 회로는 튜너(210)와 함께 사용되어 캐소드/타겟(30) 전압의 dv/dt를 계산한다. 상기 계산된 dv/dt는 임계 전압과 비교된다. dv/dt의 값이 임계 전압보다 더 크면, RF 전원(220)의 출력은 튜너(210)에 의해 억제될 것이다. RF 전원(220) 동작시의 본질적인 지연들에 일부 기인하기 때문에, RF 전원(220) 출력이 감소되어 보통의 레벨로 복귀할 때까지 dv/dt 측정이 임계값을 초과하는 것으로 판정될 때로부터의 반응 시간은 개략 150-200 마이크로초(microsecond)이다.
RF 전원(220)에 대한 중앙의 캐소드/타겟 접속부(50)에서의 전압의 연속적인 샘플링이 레지스터 네트워크에 의해 취해지고 특정 시스템 및 스퍼터링 막의 요구되는 특성에 따라, 개략 20 내지 350 볼트, 보다 양호하게는 70 내지 120 볼트 범위 내의 값으로 설정될 수는 있지만 그 범위가 20 내지 350 볼트가 될 수 있는 임계 전압치와 비교된다. 캐소드/타겟(30)에 대한 펄스 DC 전압이 상기 아크에 응답하여 셧오프(shut off)되는 때에, 캐소드/타겟(30)에서 측정된 값은 하강할 것이고, 이는 RF 파워 시스템(200)에 대해 아크가 타겟(30) 상에서 발생했고 펄스 DC 전원(120)이 상기 아크에 응답하여 셧오프되었다는 신호로서 작용한다. 캐소드/타겟(30)에서 측정된 전압이 임계 전압값 보다 더 작으면, RF 전원(220) 출력은 사용된 본 발명의 특정 구성에 따라 설정값(set point)/조절 회로를 클램핑(clamping) 또는 RF 전원(220)의 외부 셧다운을 실행함에 의해 셧다운될 수 있다. RF 전원(220)이 셧다운 될 때까지 전압 측정이 상기 임계값 이하로 떨어진 것으로 판정되는 때로부터의 반응 시간은 시스템 구성에 따라 변할 것이고, 그 평균은 개략 40 마이크로초이다.
펄스 DC 전원(120)은 캐소드/타겟(30) 또는 장착 플레이트(20)의 배면에 직접 장착되는 고전류 RF 필터(110)를 통해 캐소드/타겟(30)에 접속된다. 아크 억제 메커니즘(10)의 구성에 따라, 표준형 Pi, Tee 또는 LC 필터일 수 있는 상기 고전류 RF 필터(110)는 RF 전원(220)에 의해 제공된 파워로부터 펄스 DC 전원(120)에 의해 제공된 파워를 절연하고 분리한다. Advanced Energy사의 Pinnacle Plus Pulsed DC power supply 등과 같은 상업적으로 입수 가능한 전원이 본 발명에서 사용될 수 있다. 양호하게는, 이용된 펄스 DC 전원(120)은 내부 아크 억제 메커니즘을 구현한다.
상기 펄스 DC 파워 시스템(100)은 보통 캐소드/타겟(30)을 모니터링하고, 아크가 검출된 경우에, 상기 펄스 DC 전원(120)은 일정한 시간 기간 동안에 셧다운된다. 펄스 DC 전원(120)의 내부 아크 억제 메커니즘은, 검출 시간과 셧다운 시간이 조정될 수 있도록 보통 조절 가능하고, 그 조정 방법은 펄스 DC 전원(120)의 제조사에 따른다. 펄스 DC 전원(120)이 셧다운 될 때까지 캐소드/타겟(30)에서의 전압 측정이 상기 임계값 아래로 떨어진다고 판정되는 때로부터의 반응 시간은 보통 단지 수 마이크로초이다. 펄스 DC 전원(120)이 셧다운 되었기 때문에 캐소드/타겟(30)에서의 전압이 떨어진 때에, 캐소드/타겟(30)에 부착되어 있는 상기 RF 튜너(210)의 검출 회로는 전압 강하를 검출할 것이고, 전술한 바와 같이 RF 전원(220)을 또한 셧다운 할 것이다.
일단 펄스 DC 전원(120)의 소정의 셧다운 시간이 충족되면, 펄스 DC 전원(120)은 재차 온 상태로 복귀할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시스템은, 펄스 DC 전원(120)이 재차 온 상태로 복귀하고 다른 아크가 동시에 발생하고 있다면, 펄스 DC 전원(120)은 재차 셧다운 될 것이고, 펄스 DC 전원(120)에 대한 소정의 셧다운 시간은 펄스 DC 전원(120)에 설정된 셧다운 시간의 몇 배로 증가할 것이다. 펄스 DC 전원(120)이 상기 셧다운 시간의 배수와 동등한 시간 동안에 셧다운된 이후에, 상기 펄스 DC 전원(120)은 재차 온 상태로 복귀할 것이다. 만일, 상기 펄스 DC 전원(120)이 두 번째로 온 상태로 복귀하고 다른 아크가 동시에 발생하고 있다면, 펄스 DC 전원(120)은 재차 셧다운되고, 펄스 DC 전원(120)에 대한 소정의 셧다운 시간은 펄스 DC 전원 상에 설정된, 펄스 DC 전원(120) 내에 설정된 셧다운 시간의 보다 큰 배수의 시간까지 증가할 것이다. 펄스 DC 전원(120)이 상기 셧다운 시간의 보다 큰 배수에 동등한 시간 동안 셧다운 된 이후에, 상기 펄스 DC 전원(120)은 재차 온 상태로 복귀할 것이다. 점점 더 증가하는 셧다운 시간의 상기 사이클은 펄스 DC 전원(120)이 온 상태로 복귀하고 아크가 동시에 발생하는 한 계속될 것이다. 아크가 동시에 발생하지 않는 때에 펄스 DC 전원(120)이 연속적으로 온 상태로 복귀한 이후에, 상기 셧다운 시간은 펄스 DC 전원(120)에 설정된 시간으로 재설정될 것이다. 상기 방법은 "점진적인 아크 셧다운(Progressive arc shutdown)"이라고 종종 언급된다.
캐소드/타겟(30)에 대한 DC 전압이 RF 튜너(210) 센서 회로에 지정된 임계값을 초과하여 상승하는 때에, RF 전원(220)은 역시 재차 작온 상태로 복귀할 것이다. 다시 온 상태로 복귀되는 RF 전원(220)의 본질적인 지연이 존재하기 때문에, 복귀 라인(come back on line)에 대한 RF 전원(220)의 총 시간은, 비록 회로 변형에 의해 개선될 수 있지만, 개략 100 내지 150 마이크로초이다. 캐소드/타겟(30)상의 아크의 시작으로 부터 상기 펄스 DC 전원(120)과 상기 RF 전원(220) 양쪽 모두가 셧오프되고 재차 온으로 복귀할 때까지의 총 평균 시간은 2500 마이크로초보다 더 작고 양호하게는 개략 400 마이크로초이다.
감소되는 아크의 심각함 이외에, 덜 산화된 재료가 덜 심각한 아크에 의해 생성되기 때문에 아크가 검출된 경우의 파워 시스템(100, 200)의 응답성의 증가에 기인하여, 상기 타겟(30)의 표면상의 축적은 보다 천천히 발생하고, 아크 발생 횟수 역시 감소된다. 보통, 동작시에, 시스템이 일단 충분히 데워지면, 일반적인 시스템들에서 종종 관찰될 수 있는 분당 수 백 또는 수 천 개의 아크들에 비해, 개략 분당 1 내지 2개의 아크가 발생되어, 아크의 심각함은 일반적으로 역시 감소된다.
펄스 DC 전원(120)은 약 0.1 MHz 내지 약 20MHz의 주파수에서 사용된 0.1% 내지 99.9% 사이에 있는 조절 가능한 듀티 사이클에 따라 타겟/캐소드(30)에 파워를 공급한다. 보통, 주파수가 높을 수록 듀티 사이클은 커진다. 예컨대, 0.4MHz에서 듀티 사이클은 보통 12 내지 15%이고, 1MHz에서 듀티 사이클은 보통 25 내지 40%이고, 3MHz에서 듀티 사이클은 보통 50 내지 70%이다. 듀티 사이클은 펄스 DC 전원(120)이 온 상태일 때의 시간의 비율(percentage of time)을 말한다. 따라서, 15%의 듀티 사이클이라는 것은 펄스 DC 전원(120)이 타겟에 대해 각각의 사이클의 15%를 전달하고 있는 상황을 말한다. 따라서, 25%의 듀티 사이클을 갖는 100 KHz의 주파수라는 것은 100 KHz로 동작하는 펄스 DC 전원(120)이 2.5 × 10-6 초 동안 온 상태이고 그 후 상기 공정이 반복되는 상황을 말한다. 파워의 변화(power on phase) 도중의 펄스 DC 전원(120)으로부터의 바람직한 출력은 일정한 전압으로 전달된 일정한 파워이다.
도 1에 도시된 본 발명의 상기 시스템(10)의 구성에 있어서, RF 및 DC 아크 검출 회로는 RF 튜너(210) 속으로 구현되었기 때문에, 바람직한 아크 검출 및 보호를 달성하기 위해 펄스 DC 파워 시스템(100)과 RF 파워 시스템(200) 사이의 물리적인 접속은 필요치 않았다.
도 2는 본 발명의 아크 억제 메커니즘(12)의 다른 구성을 도시한다. 본 구성에 있어서, 펄스 DC 파워 시스템(150)은 펄스 DC 전원(120)이 셧다운되는 때에 RF 전원(220)을 오프로 하는 피드백 제어 메커니즘(180)에 의해 RF 파워 시스템(250)에 접속된다. 본 구성에 있어서, 타겟 장착 플레이트(20)는 타겟, 또는 캐소드(30)를 유지하는데 사용될 수 있지만, 모든 구성에서 꼭 필요한 것은 아니다. 타겟/캐소드(30) 또는 타겟 장착 플레이트가 사용된다면, 타겟 장착 플레이트(20)는 펄스 DC 파워 시스템(150)과 RF 파워 시스템(250)에 전기적으로 접속된다. 펄스 DC 파워 시스템(150)의 펄스 DC 전원(120)은 RF 필터(160)에 의해 캐소드/타겟(30) 또는 타겟 장착 플레이트(20)의 바닥 근처에 위치한 피드(feed)(40)에 접속된다. 상기 RF 필터(160)가 없으면, RF 파워는 펄스 DC 전원(120)의 전압 감지 회로를 손상시킬수 있는 펄스 DC 전원(120)으로 피드백되었다는 것이 발견되었다. RF 전원(220)은 정합 네트워크(matching network)(260)의 입력에 접속되고 RF 파워 출력은 캐소드/타겟(30) 또는 타겟 장착 플레이트(20)의 중심부 근처에 위치한 피드(50)에 접속된다.
본 시스템 구성의 변형 구성이 도 2A에 도시된다. 본 구성에 있어서, 정합 네트워크(260)로부터의 RF 파워 출력은 RF 필터(160)에 접속되고, 상기 RF 파워는 캐소드/타겟(30) 또는 타겟 장착 플레이트(20)의 바닥 근처에 위치한 피드(40)속으로 처리된다.
정합 네트워크(260)는 RF 전원(220)으로부터의 DC 피드백을 차단하여, RF 전원(220)이 DC 피드백에 의해 손상되는 것을 방지한다. 도 2 및 도 2A에 도시된 본 발명의 구성에 있어서, 펄스 DC 전원(120)과 아크 억제용 RF 제어 메커니즘(270) 사이의 피드백은 피드백 제어 메커니즘(180)에 의해 제공된다. 아크가 발생한 때에, 펄스 DC 파워 시스템(150)은 캐소드/타겟(30) 전압의 급격한 강하를 감지하고 펄스 DC 전원(120)의 출력을 셧다운한다. 상기 셧다운은 차례로 상기 아크가 중단될 때까지 RF 전원(220)을 셧다운하는 피드백 제어 메커니즘(180)을 경유하여 펄스 DC 전원(120)으로부터 RF 전원(220)까지 신호가 전송되도록 한다. 상기 피드백 제어 메커니즘(180)은 하이(high), 또는 오프(off) 신호를, RF 출력을 셧오프하기 위한 정합 네트워크(260) 내의 RF 인버터에 의해 RF 전원(220)에 신호를 전송하는 RF 제어 메커니즘(270)에 공급한다. 아크가 제거되고 펄스 DC 전원(120)이 온 상태로 복귀한 때에, 상기 피드백 제어 메커니즘(180)은 로우(low)/온 신호를 RF 전원(220)이 온 상태로 복귀하라고 말할 수 있는 정합 네트워크(260)에 신호를 전달하는 RF 제어 메커니즘(270)에 전송한다. RF 전원(220)을 셧다운하는 응답시간은 본 발명의 구성에서 매우 빠른 것으로서 보통 250 마이크로초보다 더 작다.
본 발명의 메커니즘에 관한 여러 구성들을 테스트하는 동안에, 서로 각각 독립하여 동작하는 복수의 억제 메커니즘(10,12)은 아주 근접하게 놓여질 수 있고, 아크를 억제하는 유닛들의 성능에 대한 명백한 영향이 없었고, 다른 메커니즘의 접근에 의해 유발된 메커니즘들의 속도에 대한 영향도 없다는 것이 발견되었다.
생성된 스퍼터링된 막이 소요의 스펙(specification)을 충족하지 못하면, 펄스 DC 파워를 갖는 RF 파워의 인가는 조작자들이 타겟의 표면상의 최대 전자/이온 에너지 레벨 캡(cap)을 역시 조절하게 한다.
일반적으로, 종래의 발명들에 있어서, 스퍼터링이 실행되어 지는 때에 진공 챔버 내측의 가스 압력은 약 2×10-3 Torr(0.3 Pascal)로 유지된다. 종래 기술의 공정들은 자계가 타겟의 표면상에서 최소 600 에르스텟(Oe)이 될 것을 역시 요구한다. 본 시스템에서 DC파워 이외에 RF 파워를 사용하는 예상치 못한 장점은, 자계, 동작 압력, 및 동작 온도가 종래 기술에서 요구된 것으로부터 벗어날 수 있다는 점이다. 스퍼터링이 본 발명에서 실행되어지는 때의 진공 챔버 내의 동작 압력은 특정한 응용에 따라서는 보통 약 1×10-3 내지 약 10×10-3 Torr이고, 바람직한 범위는 약 1.5×10-3 내지 약 5.5×10-3 Torr이다. 본 발명의 시스템의 동작은 600 에르스텟 보다 더 작은 (그리고 또한 더 큰) 자계 강도에서 효과적이고, 캐소드/타겟은 거의 완전히 아크가 없다는 점이 알려졌다.
도 3은 튜너(210)에 대한 캐소드 DC 바이어스 셧다운 회로의 변형예를 도시한다. 상기 캐소드 DC 바이어스 셧다운 회로(300)는 캐소드 피드(cathod feed)(50)에서의 전압을 연속적으로 샘플링한다. 전압 신호(302)은 저항(R1)(310)를 통해 상기 회로에 입력된다. 전압 신호(302)은 캐소드 피드(50)에서 판독된 매(every) 1000에 대해 10볼트의 신호 레벨을 산출하기 위해 100의 인수에 의해(by a factor of 100) 전압을 분할하는 저항(R2)(312)를 통해 공급된다. 상기 전압 신호(302)는 인덕터(322) 및 2개의 커패시터(324)로 구성된 필터(320)를 통해 신호를 처리함에 의해 펄스 DC 파형으로부터 필터링된다. 필터링된 전압 신호(303)는 비교기(330)의 음의 측으로 공급되는 임계값에 대해 전압 신호(303)을 비교하는 비교기(330)의 양의 측으로 공급된다. 비교기(330)의 음의 측으로 공급된 임계값은 캐소드 상에서 매 100 볼트에 대해 1 볼트인 저항(R3, 334; R5, 336; R6, 338)으로부터 반전된 입력을 제공하는 임계 회로(330)에 의해 획득된다. 필터링된 전압 신호(303)가 임계 전압 미만까지 하강한 때에, 비교기(330)의 출력은 하이 신호(304)로서 이 경우에는 개략 15 볼트이다. 상기 하이 신호(304)는 저항(R4)(340), 및 15 VDC 제너 다이오드(342)에 의해 클램핑 및 제한된다. 상기 제한된 하이 신호(304)는 RF 출력 전압을 0으로 강하시키는 RF 셧다운 신호(360)를 클램핑하고 MOSFET(30)를 온 상태로 하는 MOSFET(350)로 공급된다. 사용된 억제 메커니즘(10)의 구성 및 배열에 따라, 셧다운 회로(300)는 RF 전원(220)에 대해 내부 또는 외부에 존재할 수 있다.
테스트 도중에 개발된 본 발명의 한 장치는 많은 다른 구성들이 사용될 수 있지만, 특정 시스템 구성의 예로서 여기서 기술된다. 상기 시스템은 상기 진공 챔버(도시되어 있지 않음) 내측의 2개의 아크 억제 메커니즘들(10)을 통합시킨다. 각각의 아크 억제 메커니즘(10)상의 캐소드/타겟(30)은 길이가 78 인치(1980mm)이었다. 인접한 캐소드/타겟(30)은 상기 캐소드 보디들 사이에 4인치의 갭이 존재하도록 14 인치 센터선 상에 위치하였다. 상기 시스템은 각각의 캐소드/타겟(30)에 접속된 별도의 RF 전원(220) 및 펄스 DC 전원(120)에 의해, 그리고 각각의 캐소드/타겟(30)에 접속된 튜너(210) 및 고전류 RF 필터(110)에 의해 동작된다. RF 전원(220)의 주파수는 개략 13.56MHz 이었다. 비록 상기 캐소드/타겟(30)이 분리된 애노드를 구비할 수 있지만, 본 시스템의 구성은 분리된 애노드를 갖지 않고, 애노드로서 작용하도록 아주 근접하게 접지된 표면상에 의지한다. 상기 캐소드/타겟(30) 각각은 단지 타겟 평면에 대해 연장된 측면의 암 공간 실드(side dark space shield)를 구현하였다; 즉 격납 박스(containment box) 또는 애노드를 형성하기 위해 타겟 평면을 넘어서는 연장되지 않았다.
본 발명의 본 구성에서 구속하는 자계(confining magnetic field)를 생성하기 위해 영구적인 비가동 자석들(도시되지 않음)이 사용되었다. 상기 자계 중의 수평 자계들은 400 내지 1200 가우스(Gauss) 범위 내에 있었다. 타겟 재료는 IN2O3: SnO의 비율이 90/10 이었다. 산소, 수소, 및 질소의 혼합 가스가 본 발명의 본 구성의 진공 챔버에서 사용되었던 가스였다. 타겟으로부터 기판까지의 거리는 개략 3.5" 내지 4"(89 내지 102mm)이었다. 스퍼터링이 실행되고 있었을 때의 진공 챔버의 동작 압력은 약 3.5 ×10-3 Torr 내지 4.5 ×10-3 Torr 이었다.
테스트들이 상술한 시스템을 사용하여 실행되었다. 생성된 코팅의 측정 및 계산에 기초하여, 본 시스템의 아크 검출 임계값은 개략 75VDC 로 설정되었다. 여러 파워 레벨에서의 상기 테스트 결과는 이하와 같다:
펄스 DC 전원에서 1KW일 때:
RF 펄스 VDC
0KW 241
0.5KW 124
〉0.5KW 〈75 (기록되지 않음)
펄스 DC 전원에서 2KW일 때:
RF 펄스 VDC
0KW 252
1.5KW 105
〉1.5KW 〈75 (기록되지 않음)
펄스 DC 전원에서 3KW일 때:
RF 펄스 VDC
0KW 259
3.0KW 104
〉3.0KW 〈75 (기록되지 않음)
펄스 DC 전원에서 4KW일 때:
RF 펄스 VDC
0KW 265
3.0KW 119
〉3.0KW 〈75 (기록되지 않음)
도 4는 본 발명의 시스템에서 아크가 검출되는 경우의 시간에 따른 전기 활성도에 관한 오실로스코프 추적(tracing)이다. 채널(1)은 모니터링되는 필터링된 DC 캐소드 전압의 활성도를 도시하고, 채널(3)은 RF 온(On)/오프(Off) 신호를 도시한다. 펄스 DC 전원의 아크 억제 메커니즘이 아크 발생(arc event)을 검출한 때에, 펄스 DC 전원은 일정 시간 기간 동안에 셧다운된다(410). 펄스 DC 전원이 셧다운 되었기 때문에 캐소드/타겟에서의 전압이 하강하는 때에, 상기 캐소드/타겟에 부착된 RF 파워 시스템의 검출 회로는 전압 강하를 검출할 것이고, 또한 상기 RF 전원을 셧다운하는 것을 실행할 것이다(420). 상기 기록에서 알 수 있듯이, RF 전원이 셧다운될 때까지, 전압 측정이 임계값 미만까지 하강했다고 판정되는 때로부터의 시간은 단지 몇 마이크로초이다.
일단 상기 펄스 DC 전원의 미리 규정된 셧다운 시간이 충족되면, 상기 펄스 DC 전원은 재차 온 상태로 복귀할 것이다(430). 캐소드/타겟에 대한 DC 전압이 RF 파워 시스템에서 지정된 임계값을 초과하여 상승한 때에, RF 전원은 역시 온 상태로 복귀할 것이다(440).
도 5는 아크가 본 발명의 시스템에서 검출된 시간에 따른 전기 활성도에 관한 오실로스코프 추적이다. 채널(1)은 모니터링 되는 필터링된 DC 캐소드 전압의 활성도를 도시하고, 채널(2)은 필터링 되지 않은 DC 전압을 도시하고, 채널(3)은 RF On/Off 신호를 도시한다. 펄스 DC 전원의 아크 억제 메커니즘이 아크를 검출하면(510), 펄스 DC 전원은 지정된 시간 기간 동안에 셧다운 된다. 펄스 DC 전원이 셧다운 되었기 때문에 캐소드/타겟에서의 전압이 하강하는 때에, 캐소드 타겟에 부착된 RF 파워 시스템의 검출 회로는 전압 강하를 검출할 것이고, RF 전원을 역시 셧다운 할 것이다(520). 상기 기록에서 알 수 있듯이, RF 전원이 셧다운 될 때까지 전압 측정이 임계값 미만으로 떨어진다고 판정되는 때로부터의 시간은 단지 수 마이크로초이다.
일단 상기 펄스 DC 전원의 미리 규정된 셧다운 시간이 충족되면, 펄스 DC 전원은 재차 온 상태로 복귀할 것이다(530). 캐소드/타겟에 대한 DC 전압이 RF 파워 시스템에서 지정된 임계값을 초과하여 상승하는 때에, 상기 RF 전원에는 역시 온 상태로 복귀하라는 신호가 전송될 것이다(540). 주목할 점은 복귀되는 RF 전원의 본질적인 지연, 및 RF 전원이 가동 상태에 있게 하는 시간이 존재한다는 점이다.
바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명을 기술하였지만, 개시된 실시예들은 본 발명을 본질적으로 한정하는 것이 아니라 예시적인 것이고, 넓은 범위의 변형, 수정, 변경, 및 대체예들이 상술한 개시 범위 내에서 예상될 수 있고, 몇몇의 예에서, 본 발명의 몇몇의 특징은 다른 특징들의 상응하는 사용이 없이도 채택될 수 있다는 것을 주지하여야 한다. 많은 상기와 같은 변형 및 수정예들은 바람직한 실시예의 상술한 기술한 내용의 검토에 근거하여 본 분야의 당업자들에 의해 자명하고 바람직할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항들은 넓게 해석되고 본 발명의 범위와 모순없는 방법에 있는 것이 타당하다.

Claims (64)

  1. 마그네트론 스퍼터 증착(magnetron sputter deposition)을 수행하는 방법에 있어서:
    적어도 하나의 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 전원으로부터 적어도 하나의 타겟에 RF 파워를 인가하는 단계;
    적어도 하나의 펄스 DC 파워 시스템으로부터 상기 적어도 하나의 타겟에 펄스 DC 전압을 인가하는 단계; 및
    상기 타겟으로의 상기 펄스 DC 전압이 미리 결정된 문턱치 아래이면, DC 바이어스 검출 회로로부터 상기 RF 전원으로 신호를 전송함으로써 상기 RF 전원을 제어하는 단계를 포함하는, 마그네트론 스퍼터 증착 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 상기 파워를 인가하는 적어도 일부 동안 상기 타겟에 공급된 전압의 극성을 반전시키는, 마그네트론 스퍼터 증착 수행 방법.
  3. 마그네트론 스퍼터 증착 공정 동안 타겟 상의 아킹(arcing)을 억제하는 방법에 있어서:
    펄스 DC 파워 시스템으로부터 상기 타겟에 펄스 DC 파워를 인가하는 단계;
    RF 파워 시스템으로부터 상기 타겟에 RF 전력을 인가하는 단계;
    상기 타겟의 표면상의 전기 아크(electrical arc)를 검출하기 위해 상기 타겟에서의 상기 전력을 모니터링하는 단계;
    전기 아크가 상기 타겟의 표면상에 검출될 때 상기 펄스 DC 전원을 셧 다운(shutting down)하는 단계;
    상기 타겟으로의 상기 펄스 DC 전압이 미리 규정된 문턱 전압 아래로 떨어지는 때를 검출하기 위해, DC 바이어스 검출 회로에 의해 상기 타겟에서의 상기 DC 전압을 모니터링하는 단계; 및
    상기 DC 바이어스 검출 회로가 상기 타겟으로의 파워의 감소를 검출할 때, 셧 다운하도록 상기 RF 전원에 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 상기 파워를 인가하는 적어도 일부 동안 상기 타겟에 공급된 전압의 극성을 반전시키는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 0.1MHz이고 20MHz보다 크지 않은 주파수를 갖는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 0.1%이고 99.9%보다 크지 않은 듀티 사이클을 갖는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    미리 규정된 시간이 경과한 때, 온 상태로 복귀(turning back on)하도록 상기 펄스 DC 전원에 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원 출력 전압이 미리 규정된 문턱 전압을 초과하는 때에, 온 상태로 복귀하도록 상기 RF 전원에 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 문턱 전압은 적어도 20 볼트이고 350 볼트보다 크지 않은, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 전기 아크가 상기 타겟의 표면상에서 검출되는 때로부터 상기 RF 전원이 온 상태로 복귀될 때까지의 시간은 2500 마이크로초보다 더 작은, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원을 온 상태로 복귀한 때에 상기 타겟 상의 전기 아크를 감지하는 단계, 및 상기 타겟 상의 전기 아크를 검출하는 것에 응답하여 상기 미리 규정된 시간 기간의 배수 기간 동안에 상기 펄스 DC 전원을 셧 다운하는 단계를 더 포함하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 미리 규정된 시간 기간의 상기 배수 기간 이후에, 상기 펄스 DC 전원을 온 상태로 복귀한 때에 상기 타겟 상의 전기 아크를 감지하는 단계, 및 상기 타겟 상의 전기 아크를 검출하는 것에 응답하여 상기 미리 규정된 시간 기간의 상기 배수 기간보다 더 많은 배수 기간 동안에 상기 펄스 DC 전원을 셧 다운하는 단계를 더 포함하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  13. 제 11 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 미리 규정된 시간 기간의 상기 배수 기간 이후에, 상기 펄스 DC 전원을 온 상태로 복귀한 때에 상기 타겟 상의 전기 아크를 감지하지 않는 단계, 및 상기 미리 규정된 시간 기간을 그의 원래의 값으로 재설정하는 단계를 더 포함하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  14. 마그네트론 스퍼터 증착 공정 동안 타겟 상의 아킹을 억제하는 방법에 있어서:
    펄스 DC 파워 시스템으로부터 상기 타겟에 펄스 DC 전압을 인가하는 단계;
    RF 전원으로부터 상기 타겟에 RF 전기적 파워를 인가하는 단계;
    상기 펄스 DC 파워 시스템으로부터 상기 RF 파워 시스템에 피드백을 제공하는 단계;
    상기 타겟의 표면상의 전기 아크를 검출하기 위해 상기 타겟에서의 상기 전기적 전압을 모니터링하는 단계;
    전기 아크가 상기 타겟의 표면상에 검출될 때 상기 펄스 DC 전원을 셧 다운하는 단계; 및
    상기 RF 전원을 셧 다운하기 위해, 상기 펄스 DC 전원이 셧 다운될 때 상기 펄스 DC 파워 시스템으로부터 상기 RF 파워 시스템에 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 상기 파워를 인가하는 적어도 일부 동안 상기 타겟에 공급된 전압의 극성을 반전시키는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 0.1MHz이고 20MHz보다 크지 않은 주파수를 가진, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 0.1%이고 99.9%보다 크지 않은 듀티 사이클을 가진, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 RF 전원은 적어도 1MHz이고 100MHz보다 크지 않은 주파수를 가진, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    미리 규정된 시간이 경과한 때에, 온 상태로 복귀하도록 상기 펄스 DC 전원에 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원이 온 상태로 복귀한 때에, 상기 피드백 제어 메커니즘에 의해 온 상태로 복귀하도록 상기 RF 전원에 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 타겟에 대한 상기 펄스 DC 파워가 미리 규정된 문턱치 아래로 떨어지는 때로부터 상기 RF 전원이 셧다운 될 때까지의 시간은 250 마이크로초보다 더 작은, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원을 온 상태로 복귀한 때에 상기 타겟 상의 전기 아크를 감지하는 단계, 및 상기 타겟 상의 상기 전기 아크를 검출하는 것에 응답하여 미리 규정된 시간 기간의 배수 기간 동안에 상기 펄스 DC 전원을 셧 다운하는 단계를 더 포함하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 미리 규정된 시간 기간의 상기 배수 기간 이후에, 상기 펄스 DC 전원을 온 상태로 복귀한 때에 상기 타겟 상의 전기 아크를 감지하는 단계, 및 상기 타겟 상의 상기 전기 아크를 검출하는 것에 응답하여 상기 미리 규정된 시간 기간의 상기 배수 기간보다 더 많은 배수 기간 동안에 상기 펄스 DC 전원을 셧다운하는 단계를 더 포함하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    상기 미리 규정된 시간 기간의 상기 배수 기간 이후에, 상기 펄스 DC 전원을 온 상태로 복귀한 때에 상기 타겟 상의 전기 아크를 감지하지 않는 단계, 및 상기 미리 규정된 시간 기간을 원래의 값으로 재설정하는 단계를 더 포함하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  25. 제 14 항에 있어서,
    상기 필터 유닛은 상기 펄스 DC 전원으로부터 RF 피드백을 차단하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  26. 제 14 항에 있어서,
    상기 정합 네트워크는 상기 RF 전원으로부터 DC 피드백을 차단하는, 타겟 상의 아킹 억제 방법.
  27. 진공 스퍼터 증착 시스템 내의 타겟 상의 아크들을 억제하는 장치에 있어서,
    a) 적어도,
    i) 펄스 DC 전원,
    ii) 필터 유닛, 및
    iii) 센서를 포함하는, 펄스 DC 파워 시스템,
    b) 적어도,
    i) RF 전원,
    ii) 튜너, 및
    iii) DC 바이어스 검출 회로를 포함하는, RF 파워 시스템,
    c) 상기 펄스 DC 파워 시스템 및 상기 RF 파워 시스템에 전기적으로 접속되는 타겟,
    d) 전기 아크를 검출하기 위해 상기 타겟의 표면을 모니터링하고, 전기 아크가 상기 타겟의 상기 표면상에 검출되는 때에, 셧 다운하도록 상기 펄스 DC 전원에 신호를 전송하는 상기 펄스 DC 파워 시스템 내의 상기 센서, 및
    e) 상기 타겟에 대한 상기 펄스 DC 파워가 미리 규정된 문턱치 아래로 떨어지는 때를 검출하고, 셧 다운하도록 상기 RF 전원에 신호를 전송하는 DC 바이어스 검출 회로를 포함하는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 상기 파워를 인가하는 적어도 일부 동안 상기 타겟에 공급된 전압의 극성을 반전시키는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 0.1MHz이고 20MHz보다 크지 않은 주파수를 갖는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 0.1%이고 99.9%보다 크지 않은 듀티 사이클을 갖는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 RF 전원은 적어도 1MHz이고 100MHz보다 크지 않은 주파수를 갖는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  32. 제 27 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 10%이고 20%보다 크지 않은 듀티 사이클 및 적어도 0.25MHz이고 0.6MHz보다 크지 않은 주파수를 갖는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  33. 제 27 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 20%이고 45%보다 크지 않은 듀티 사이클 및 적어도 0.75MHz이고 1.25MHz보다 크지 않은 주파수를 가진, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  34. 제 27 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 45%이고 70%보다 크지 않은 듀티 사이클 및 적어도 2.5MHz이고 4MHz보다 크지 않은 주파수를 갖는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  35. 제 27 항에 있어서,
    상기 RF 파워 시스템은 상기 타겟의 중앙부에 위치한 피드(feed)에 의해 상기 타겟에 전기적으로 접속되고, 상기 펄스 DC 파워 시스템은 상기 타겟의 단(end) 근처에 위치한 피드에 의해 상기 타겟에 전기적으로 접속되는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  36. 제 27 항에 있어서,
    상기 타겟이 부착되는 장착 플레이트를 더 포함하고, 상기 RF 파워 시스템은 상기 타겟 장착 플레이트의 중심부에 위치한 피드에 의해 상기 타겟에 전기적으로 접속되고, 상기 펄스 DC 파워 시스템은 상기 타겟 장착 플레이트의 단 근처에 위치한 피드에 의해 상기 타겟에 전기적으로 접속되는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  37. 제 27 항에 있어서,
    미리 규정된 시간이 경과한 때에, 온 상태로 복귀하도록 신호가 상기 센서에 의해서 상기 펄스 DC 전원에 전송되는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원이 온 상태로 복귀된 이후에, 온 상태로 복귀하도록 신호가 상기 RF 전원에 전송되는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 펄스 DC 전원을 온 상태로 복귀시킨 때에 상기 타겟 상의 전기 아크를 검출하고, 상기 타겟 상의 상기 전기 아크를 검출하는 것에 응답하여 상기 미리 규정된 시간 기간의 배수 기간 동안에 상기 펄스 DC 전원을 셧 다운하는 수단을 더 포함하는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 미리 규정된 시간 기간의 상기 배수 기간 이후에 상기 펄스 DC 전원을 온 상태로 복귀시킨 때에 상기 타겟 상의 전기 아크를 감지하고, 상기 타겟 상의 상기 전기 아크를 검출하는 것에 응답하여 상기 미리 규정된 시간 기간의 상기 배수 기간보다 더 많은 배수 기간 동안에 상기 펄스 DC 전원을 셧다운 하는 수단을 더 포함하는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  41. 제 39 항 또는 제 40 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 미리 규정된 시간 기간의 상기 배수 기간 이후에 상기 펄스 DC 전원을 온 상태로 복귀시킨 때 상기 타겟 상에서 전기 아크가 발생하지 않는 것을 감지하고, 상기 미리 규정된 시간 기간을 그의 원래의 값으로 재설정하는 수단을 더 포함하는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  42. 제 27 항에 있어서,
    상기 진공 스퍼터 증착 시스템 챔버 내의 조작 압력은 1.0 ×10-3 Torr와 10 ×10-3 Torr 사이에서 유지되는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  43. 제 27 항에 있어서,
    상기 진공 스퍼터 증착 챔버내의 상기 타겟의 상기 표면상에 유지된 자계(magnetic field)는 600 에르스텟(oersted)보다 낮은, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  44. 진공 스퍼터 증착 시스템 내의 타겟 상의 아크들을 억제하는 장치에 있어서,
    a) 적어도,
    i) 펄스 DC 전원,
    ii) 필터 유닛, 및
    iii) 센서를 포함하는, 펄스 DC 파워 시스템,
    b) 적어도,
    i) RF 전원,
    ii) RF 제어, 및
    iii) 정합 네트워크를 포함하는, RF 파워 시스템,
    c) 상기 펄스 DC 파워 시스템 및 상기 RF 파워 시스템에 전기적으로 접속되는 타겟,
    d) 상기 타겟의 표면상의 전기 아크를 검출하기 위해 상기 타겟의 상기 표면을 모니터링하고, 전기 아크가 상기 타겟의 상기 표면상에 검출되는 때 셧 다운하도록 상기 펄스 DC 전원에 신호를 전송하는 상기 펄스 DC 파워 시스템 내의 상기 센서, 및
    e) 상기 펄스 DC 전원의 셧 다운을 검출하고, 셧 다운하도록 상기 RF 전원에 신호를 전송할 수 있는 피드백 제어 메커니즘을 포함하는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 상기 파워를 인가하는 적어도 일부 동안 상기 타겟에 공급된 전압의 극성을 반전시키는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  46. 제 44 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 0.1MHz이고 20MHz보다 크지 않은 주파수를 갖는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  47. 제 44 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 0.1%이고 99.9%보다 크지 않은 듀티 사이클을 갖는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  48. 제 44 항에 있어서,
    상기 RF 전원은 적어도 1MHz이고 100MHz보다 크지 않은 주파수를 갖는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  49. 제 44 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 10%이고 20%보다 크지 않은 듀티 사이클 및 적어도 0.25MHz이고 0.6MHz보다 크지 않은 주파수를 갖는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  50. 제 44 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 20%이고 45%보다 크지 않은 듀티 사이클 및 적어도 0.75MHz이고 1.25MHz보다 크지 않은 주파수를 갖는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  51. 제 44 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원은 적어도 45%이고 70%보다 크지 않은 듀티 사이클 및 적어도 2.5MHz이고 4MHz보다 크지 않은 주파수를 갖는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  52. 제 44 항에 있어서,
    상기 RF 파워 시스템은 상기 타겟의 중앙부에 위치한 피드에 의해 상기 타겟에 전기적으로 접속되고, 상기 펄스 DC 파워 시스템은 상기 타겟의 단 근처에 위치한 피드에 의해 상기 타겟에 전기적으로 접속되는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  53. 제 44 항에 있어서,
    상기 RF 파워 시스템은 상기 펄스 DC 파워 시스템의 상기 필터 유닛에 의해 상기 타겟의 단 근처에 위치한 피드에 전기적으로 접속되고, 상기 펄스 DC 파워 시스템은 상기 타겟의 상기 단에 위치한 상기 피드에 전기적으로 접속되는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  54. 제 44 항에 있어서,
    상기 타겟이 부착되는 장착 플레이트를 더 포함하고, 상기 RF 파워 시스템은 상기 타겟 장착 플레이트의 중심부에 위치한 피드에 의해 상기 타겟에 전기적으로 접속되고, 상기 펄스 DC 파워 시스템은 상기 타겟 장착 플레이트의 단 근처에 위치한 피드에 의해 상기 타겟에 전기적으로 접속되는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  55. 제 44 항에 있어서,
    상기 타겟이 부착되는 장착 플레이트를 더 포함하고, 상기 RF 파워 시스템은 상기 펄스 DC 파워 시스템의 상기 필터 유닛에 의해 상기 타겟 장착 플레이트의 단 근처에 위치한 피드에 의해 상기 타겟에 전기적으로 접속되고, 상기 펄스 DC 파워 시스템은 상기 타겟 장착 플레이트의 단 근처에 위치한 피드에 의해 상기 타겟에 전기적으로 접속되는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  56. 제 44 항에 있어서,
    미리 규정된 시간이 경과한 때, 온 상태로 복귀하도록 신호가 상기 센서에 의해 상기 펄스 DC 전원에 전송되는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  57. 제 44 항에 있어서,
    상기 펄스 DC 전원이 온 상태로 복귀한 후, 온 상태로 복귀하도록 신호가 상기 제어 메커니즘에 의해 상기 RF 전원에 전송되는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  58. 제 56 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 펄스 DC 전원을 온 상태로 복귀한 때에 상기 타겟 상의 전기 아크를 검출하고, 상기 타겟 상의 상기 전기 아크를 검출하는 것에 응답하여 상기 미리 규정된 시간 기간의 배수 기간 동안에 상기 펄스 DC 전원을 셧다운하는 수단을 더 포함하는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  59. 제 58 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 미리 규정된 시간 기간의 상기 배수 기간 이후에, 상기 펄스 DC 전원을 온 상태로 복귀한 때에 상기 타겟 상의 전기 아크를 감지하고, 상기 타겟 상의 상기 전기 아크를 검출하는 것에 응답하여 상기 미리 규정된 시간 기간의 상기 배수 기간보다 더 많은 배수 기간 동안에 상기 펄스 DC 전원을 셧 다운하는 수단을 더 포함하는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  60. 제 58 항 또는 제 59 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 미리 규정된 시간 기간의 상기 배수 기간 이후에, 상기 펄스 DC 전원을 온 상태로 복귀한 때에 상기 타겟 상에서 전기 아크가 발생하지 않는 것을 감지하고, 상기 미리 규정된 시간 기간을 그의 원래의 값으로 재설정하는 수단을 더 포함하는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  61. 제 44 항에 있어서,
    상기 필터 유닛은 상기 펄스 DC 전원으로부터 RF 피드백을 차단하는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  62. 제 44 항에 있어서,
    상기 정합 네트워크는 상기 RF 전원으로부터 DC 피드백을 차단하는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  63. 제 44 항에 있어서,
    상기 진공 스퍼터 증착 시스템 챔버 내의 조작 압력은 1.0 ×10-3 Torr와 10 ×10-3 Torr 사이에서 유지되는, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
  64. 제 44 항에 있어서,
    상기 진공 스퍼터 증착 챔버내의 상기 타겟의 상기 표면상에 유지된 자계는 600 에르스텟보다 낮은, 타겟 상의 아크들 억제 장치.
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Families Citing this family (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6777037B2 (en) * 2001-02-21 2004-08-17 Hitachi, Ltd. Plasma processing method and apparatus
US9771648B2 (en) * 2004-08-13 2017-09-26 Zond, Inc. Method of ionized physical vapor deposition sputter coating high aspect-ratio structures
SG143940A1 (en) * 2003-12-19 2008-07-29 Agency Science Tech & Res Process for depositing composite coating on a surface
US20060172536A1 (en) 2005-02-03 2006-08-03 Brown Karl M Apparatus for plasma-enhanced physical vapor deposition of copper with RF source power applied through the workpiece
US9997338B2 (en) * 2005-03-24 2018-06-12 Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon Method for operating a pulsed arc source
US7305311B2 (en) * 2005-04-22 2007-12-04 Advanced Energy Industries, Inc. Arc detection and handling in radio frequency power applications
US20060278524A1 (en) * 2005-06-14 2006-12-14 Stowell Michael W System and method for modulating power signals to control sputtering
US20060278521A1 (en) * 2005-06-14 2006-12-14 Stowell Michael W System and method for controlling ion density and energy using modulated power signals
US20070042131A1 (en) * 2005-08-22 2007-02-22 Applied Materials, Inc., A Delaware Corporation Non-intrusive plasma monitoring system for arc detection and prevention for blanket CVD films
US7842355B2 (en) * 2005-11-01 2010-11-30 Applied Materials, Inc. System and method for modulation of power and power related functions of PECVD discharge sources to achieve new film properties
JP5177958B2 (ja) * 2006-03-31 2013-04-10 Ｈｏｙａ株式会社 処理データ管理システム、磁気ディスク製造装置用の処理システム、および、磁気ディスク製造装置のデータ管理方法
US7445695B2 (en) * 2006-04-28 2008-11-04 Advanced Energy Industries Inc. Method and system for conditioning a vapor deposition target
JP2007308728A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Bridgestone Corp 結晶性薄膜の成膜方法
DE502006005363D1 (de) * 2006-11-23 2009-12-24 Huettinger Elektronik Gmbh Verfahren zum Erkennen einer Bogenentladung in einem Plasmaprozess und Bogenentladungserkennungsvorrichtung
EP1928009B1 (de) * 2006-11-28 2013-04-10 HÜTTINGER Elektronik GmbH + Co. KG Bogenentladungs-Erkennungseinrichtung, Plasma-Leistungsversorgung und Verfahren zum Erkennen von Bogenentladungen
DE102006057529B4 (de) * 2006-12-06 2012-04-12 Hüttinger Elektronik Gmbh + Co. Kg Kontrollvorrichtung, Energieversorgungssystem und Verfahren
US8217299B2 (en) * 2007-02-22 2012-07-10 Advanced Energy Industries, Inc. Arc recovery without over-voltage for plasma chamber power supplies using a shunt switch
DE102007015587A1 (de) * 2007-03-29 2008-10-02 Gühring Ohg Abscheidung nahezu "Droplet" freier Verschleißschutzschichten mittels kathodischem Arc-Beschichtungsverfahren
US9039871B2 (en) 2007-11-16 2015-05-26 Advanced Energy Industries, Inc. Methods and apparatus for applying periodic voltage using direct current
US8133359B2 (en) * 2007-11-16 2012-03-13 Advanced Energy Industries, Inc. Methods and apparatus for sputtering deposition using direct current
US8568571B2 (en) * 2008-05-21 2013-10-29 Applied Materials, Inc. Thin film batteries and methods for manufacturing same
JP5500794B2 (ja) * 2008-06-30 2014-05-21 株式会社アルバック 電源装置
US9613784B2 (en) * 2008-07-17 2017-04-04 Mks Instruments, Inc. Sputtering system and method including an arc detection
US8044594B2 (en) * 2008-07-31 2011-10-25 Advanced Energy Industries, Inc. Power supply ignition system and method
US8395078B2 (en) 2008-12-05 2013-03-12 Advanced Energy Industries, Inc Arc recovery with over-voltage protection for plasma-chamber power supplies
DE102009025422B9 (de) * 2009-02-16 2013-02-28 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren und Anordnung zur Steuerung eines RF-Generators für Magnetrons in Vakuumbeschichtungsanlagen
PL2648209T3 (pl) 2009-02-17 2018-06-29 Solvix Gmbh Urządzenie zasilające do obróbki plazmowej
WO2010127845A1 (en) * 2009-05-07 2010-11-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for the production of oxide and nitride coatings and its use
US8672873B2 (en) 2009-08-18 2014-03-18 Cequr Sa Medicine delivery device having detachable pressure sensing unit
US8547239B2 (en) 2009-08-18 2013-10-01 Cequr Sa Methods for detecting failure states in a medicine delivery device
CN102666911B (zh) 2009-10-23 2014-07-23 应用材料公司 市面上的电致变色器件所用的材料及器件叠层
US8552665B2 (en) 2010-08-20 2013-10-08 Advanced Energy Industries, Inc. Proactive arc management of a plasma load
US20120152727A1 (en) * 2010-11-24 2012-06-21 Applied Materials, Inc. Alkali Metal Deposition System
US9593405B2 (en) 2011-06-17 2017-03-14 Applied Materials, Inc. Pinhole-free dielectric thin film fabrication
WO2013158888A1 (en) 2012-04-18 2013-10-24 Applied Materials, Inc. Pinhole-free solid state electrolyte with high ionic conductivity
CN102912306B (zh) * 2012-10-20 2014-04-16 大连理工大学 计算机自动控制的高功率脉冲磁控溅射设备及工艺
US9881775B2 (en) 2013-06-26 2018-01-30 Itn Energy Systems, Inc. Waveform for improved energy control of sputtered species
US20160215386A1 (en) * 2013-09-09 2016-07-28 Itn Energy Systems, Inc. Modulation of reverse voltage limited waveforms in sputtering deposition chambers
US9695503B2 (en) 2014-08-22 2017-07-04 Applied Materials, Inc. High power impulse magnetron sputtering process to achieve a high density high SP3 containing layer
WO2016033475A1 (en) 2014-08-29 2016-03-03 Sputtering Components, Inc. Dual power feed rotary sputtering cathode
US10374551B2 (en) 2016-02-12 2019-08-06 Muons, Inc. Subcritical-voltage magnetron RF power source
JP6783551B2 (ja) * 2016-05-20 2020-11-11 アルバック成膜株式会社 マスクブランクスの製造方法
US10858727B2 (en) 2016-08-19 2020-12-08 Applied Materials, Inc. High density, low stress amorphous carbon film, and process and equipment for its deposition
CN106637117A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 蚌埠玻璃工业设计研究院 一种高效氮掺杂二氧化钛薄膜的制备方法
CN117524848A (zh) 2017-06-08 2024-02-06 应用材料公司 用于硬掩模及其他图案化应用的高密度低温碳膜
CN107513692B (zh) * 2017-08-24 2019-10-11 北京北方华创微电子装备有限公司 一种制膜方法
KR102642278B1 (ko) * 2017-08-28 2024-02-28 뮤온스 인코포레이티드 내부 변조를 가진 마그네트론 rf 소스를 사용한 펄스 전력 생성
CN111699542B (zh) 2017-11-29 2023-05-16 康姆艾德技术美国分公司 用于阻抗匹配网络控制的重新调谐
JP6348243B1 (ja) * 2018-02-23 2018-06-27 有限会社エイチ・エス・エレクトリック スパッタリング用パルス電源装置
CN111954921B (zh) 2018-04-09 2024-05-31 应用材料公司 用于图案化应用的碳硬掩模及相关的方法
JP7080113B2 (ja) * 2018-06-25 2022-06-03 株式会社アルバック 薄膜製造方法、スパッタリング装置
US11114279B2 (en) 2019-06-28 2021-09-07 COMET Technologies USA, Inc. Arc suppression device for plasma processing equipment
US11527385B2 (en) 2021-04-29 2022-12-13 COMET Technologies USA, Inc. Systems and methods for calibrating capacitors of matching networks
KR20220037456A (ko) 2019-07-01 2022-03-24 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플라즈마 결합 재료들을 최적화하는 것에 의한 막 특성들의 조절
US11107661B2 (en) 2019-07-09 2021-08-31 COMET Technologies USA, Inc. Hybrid matching network topology
US11596309B2 (en) 2019-07-09 2023-03-07 COMET Technologies USA, Inc. Hybrid matching network topology
WO2021041984A1 (en) 2019-08-28 2021-03-04 COMET Technologies USA, Inc. High power low frequency coils
US11887820B2 (en) 2020-01-10 2024-01-30 COMET Technologies USA, Inc. Sector shunts for plasma-based wafer processing systems
US11830708B2 (en) 2020-01-10 2023-11-28 COMET Technologies USA, Inc. Inductive broad-band sensors for electromagnetic waves
US12027351B2 (en) 2020-01-10 2024-07-02 COMET Technologies USA, Inc. Plasma non-uniformity detection
US11521832B2 (en) 2020-01-10 2022-12-06 COMET Technologies USA, Inc. Uniformity control for radio frequency plasma processing systems
US11670488B2 (en) 2020-01-10 2023-06-06 COMET Technologies USA, Inc. Fast arc detecting match network
US11961711B2 (en) 2020-01-20 2024-04-16 COMET Technologies USA, Inc. Radio frequency match network and generator
US11605527B2 (en) 2020-01-20 2023-03-14 COMET Technologies USA, Inc. Pulsing control match network
SE544676C2 (en) * 2020-04-06 2022-10-11 Ionautics Ab Method for monitoring process conditions of, and method for controlling, a plasma pvd process
US11664226B2 (en) 2020-06-29 2023-05-30 Applied Materials, Inc. Methods for producing high-density carbon films for hardmasks and other patterning applications
US11664214B2 (en) 2020-06-29 2023-05-30 Applied Materials, Inc. Methods for producing high-density, nitrogen-doped carbon films for hardmasks and other patterning applications
US11373844B2 (en) 2020-09-28 2022-06-28 COMET Technologies USA, Inc. Systems and methods for repetitive tuning of matching networks
US11923175B2 (en) 2021-07-28 2024-03-05 COMET Technologies USA, Inc. Systems and methods for variable gain tuning of matching networks
US11657980B1 (en) 2022-05-09 2023-05-23 COMET Technologies USA, Inc. Dielectric fluid variable capacitor
US12040139B2 (en) 2022-05-09 2024-07-16 COMET Technologies USA, Inc. Variable capacitor with linear impedance and high voltage breakdown

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5584974A (en) * 1995-10-20 1996-12-17 Eni Arc control and switching element protection for pulsed dc cathode sputtering power supply
JPH1192925A (ja) * 1997-09-22 1999-04-06 Sanyo Shinku Kogyo Kk スパッタリング装置
US5948215A (en) * 1997-04-21 1999-09-07 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for ionized sputtering
JP2001262355A (ja) * 2000-03-16 2001-09-26 Applied Materials Inc プラズマｃｖｄ装置およびその異常検出方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4166018A (en) 1974-01-31 1979-08-28 Airco, Inc. Sputtering process and apparatus
FR2371009A1 (fr) 1976-11-15 1978-06-09 Commissariat Energie Atomique Procede de controle du depot de couches par pulverisation reactive et dispositif de mise en oeuvre
US4166784A (en) 1978-04-28 1979-09-04 Applied Films Lab, Inc. Feedback control for vacuum deposition apparatus
US4434038A (en) 1980-09-15 1984-02-28 Vac-Tec Systems, Inc. Sputtering method and apparatus utilizing improved ion source
US4356073A (en) 1981-02-12 1982-10-26 Shatterproof Glass Corporation Magnetron cathode sputtering apparatus
US4420385A (en) 1983-04-15 1983-12-13 Gryphon Products Apparatus and process for sputter deposition of reacted thin films
US4851095A (en) 1988-02-08 1989-07-25 Optical Coating Laboratory, Inc. Magnetron sputtering apparatus and process
DE3821207A1 (de) * 1988-06-23 1989-12-28 Leybold Ag Anordnung zum beschichten eines substrats mit dielektrika
US5487822A (en) 1993-11-24 1996-01-30 Applied Materials, Inc. Integrated sputtering target assembly
US5433835B1 (en) 1993-11-24 1997-05-20 Applied Materials Inc Sputtering device and target with cover to hold cooling fluid
US5507931A (en) 1993-12-30 1996-04-16 Deposition Technologies, Inc. Sputter deposition process
US5584972A (en) 1995-02-01 1996-12-17 Sony Corporation Plasma noise and arcing suppressor apparatus and method for sputter deposition
US5667645A (en) 1996-06-28 1997-09-16 Micron Technology, Inc. Method of sputter deposition
US5873989A (en) 1997-02-06 1999-02-23 Intevac, Inc. Methods and apparatus for linear scan magnetron sputtering
JP3775689B2 (ja) * 1997-04-21 2006-05-17 トーキョー エレクトロン アリゾナ インコーポレイテッド 材料をイオン化スパッタリングする方法と装置
US5830330A (en) 1997-05-22 1998-11-03 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for low pressure sputtering
JP4120974B2 (ja) * 1997-06-17 2008-07-16 キヤノンアネルバ株式会社 薄膜作製方法および薄膜作製装置
US5873969A (en) * 1997-08-22 1999-02-23 Kcl Corporation Method and apparatus for opening a zipper after it has been spot sealed
JP3542475B2 (ja) * 1997-11-28 2004-07-14 キヤノン株式会社 膜の製造法
JP3887494B2 (ja) * 1998-07-13 2007-02-28 株式会社リコー 薄膜形成装置及び薄膜形成方法
DE19901088B4 (de) 1999-01-14 2008-11-27 Applied Materials Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Behandeln eines bandförmigen Substrates mit einem Gas
US6290821B1 (en) 1999-07-15 2001-09-18 Seagate Technology Llc Sputter deposition utilizing pulsed cathode and substrate bias power

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5584974A (en) * 1995-10-20 1996-12-17 Eni Arc control and switching element protection for pulsed dc cathode sputtering power supply
US5948215A (en) * 1997-04-21 1999-09-07 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for ionized sputtering
JPH1192925A (ja) * 1997-09-22 1999-04-06 Sanyo Shinku Kogyo Kk スパッタリング装置
JP2001262355A (ja) * 2000-03-16 2001-09-26 Applied Materials Inc プラズマｃｖｄ装置およびその異常検出方法

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