KR20010013110A

KR20010013110A - 정전압과 부전압 사이에서 교대되는 다중 양극을 이용하는절연재료의 연속적인 퇴적

Info

Publication number: KR20010013110A
Application number: KR19997011090A
Authority: KR
Inventors: 스카츠더글라스에스.; 스콜리차드에이.
Original assignee: 로버트 엠. 포터; 어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2001-02-26
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: JP2002501577A; EP1016122B1; EP1458006B1; KR100627862B1; JP4208970B2; US6183605B1; US5897753A; DE69835363D1; EP1458006A1; WO1998054749A1; EP1016122A1; DE69841048D1; DE69835363T2

Abstract

동작의 연속 모드에서 기판(3)상의 절연재료의 스퍼터 퇴적을 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다. 양극 조합에 대한 새로운 설계 및 구동 전원이 이를 허용하도록 개시되어 있다. 임의의 제공된 시간에 플라즈마(2)에 대해 부로 바이오스된 단일 또는 다중 양극(11,12)이 이용되어, 시스템에 청결한 정의 양극을 제공하도록 그 상부에 퇴적된 절연 재료가 스퍼터되고, 적어도 임의의 시간 동안 양극으로 작용하도록 정으로 바이어스된다. 양극 구조상에 형성되는 절연재료의 제거는 정으로 바이어스될 때 플라즈마로부터 전자를 수집하여 연속적으로 유효하게 이용함으로써 이루어지고, 그로 인해, 시스템에 대한 양극으로서의 연속적인 유효한 이용은 시스템의 연속 동작을 허용한다.

Description

정전압과 부전압 사이에서 교대되는 다중 양극을 이용하는 절연재료의 연속적인 퇴적{CONTINUOUS DEPOSITION OF INSULATING MATERIAL USING MULTIPLE ANODES ALTERNATED BETWEEN POSITIVE AND NEGATIVE VOLTAGES}

스퍼터링은, 대부분의 공기가 빠진 체임버내에, 통상 금속인 타게트가 플라즈마(동일한 수의 이온 및 전자의 구름) 주변의 위치에 배치되는 공정이다. 공지의 종래의 수단은 플라즈마를 생성하기 위해 사용된다. 타게트, 또는, 타게트에 직류 전원의 부의 리드가 접속됨으로써 양극으로 불려지는 분리된 전극에 대한 음극상에 부전압이 발생된다. 타게트상의 부전압은 타게트를 향해 가속된 플라즈마로부터 이온을 끌어당긴다. 도착함에 따라, 타게트와 이온의 충돌은 물리적으로 타게트 원자를 방출시킨다. 이들 타게트 원자는 타게트로부터 그들로 도포되는 주변에 배치된 기판까지 이동한다. 또한, 방출된 타게트 원자는, 대부분 일부로서, 중성자이고 그의 경로에 직결하는 실제적인 경로가 아닌, 시스템의 다른 표면에 도포된다. 이온이 플라즈마로부터 방출될 때, 플라즈마에 과잉 전자가 존재한다. 이들 과잉 전자는 타게트 전압을 발생하기 위해 사용되는 직류 전원의 정의 리드에 끌어당겨지며, 플라즈마 전류 흐름을 제공하고 이에 따라 요소를 제공하는 플라즈마 전류로서 간주되는, 전자를 수집하는 양극으로 불려지는 분리된 전극 또는 대체적인 체임버 벽에 정의 리드가 접속된다.

상술된 바와 같이, 이는 금속의 얇은 층의 퇴적을 위한 매우 공통적인 공정이다. 반도체의 처리, 및 콤팩트 디스크 및 CD-ROM상의 반사층, 컴퓨터 기억용 하드 디스크상의 활성층, 및 많은 다른 기능 및 장식의 응용을 위한 금속의 층의 생성에 널리 사용된다.

매우 빠르게 공정을 중단시키는 지연 전위를 생성하는, 타게트 표면의 충전을 방지하기 위해 다시 중성 가스 원자로 되도록 타게트에 도달한 이온은 타게트로부터의 1개 이상의 전자를 수용할 수 있기 때문에, 상술된 공정은 직류 스퍼터링으로 불려지고, 타게트(또는 음극)가 도통됨을 필요로 한다. 절연체는 이를 위해 이용될 수 있는 자유전자를 갖지 않으므로, 절연 타게트 재료는 사용될 수 없다. 한편, 반응 배경 가스와의 반응을 통해 화학적으로 절연체를 형성함에 의해, 금속성 타게트로부터 절연재료의 층을 퇴적할 수 있다. 이는 반응 스퍼터링으로 불려진다. 예컨대, 산소 가스가 체임버를 채우는 배경 가스에 적당한 양으로 존재하면, Al₂O₃및 SiO₂는 알루미늄 및 실리콘 타게트로부터 생성될 수 있다.

이러한 절연막의 퇴적에 관여하는 공정에 상업적인 관심이 증가되고 있다. 마모에 저항력이 있는 코팅의 퇴적에 대한 이러한 공정의 응용; 마이크로회로(박막 헤드 등의 장치를 포함)용 절연막 또는 커패시터 등의 전자소자; 미세한 건축 유리 코팅; 건축 유리 적층용 폴리에스테르막 또는 음식 포장용 산소 배리어상의 코팅; 고효율 램프 또는 유도화로 열실드용 열반사 코팅; LCD 디스플레이에 사용되는 ITO 유리를 포함하는 평면 패널 디스플레이용 배리어 및 기능층의 퇴적; 및 무수한 다른 유사한 기능적 응용 때문에 이 관심이 적어도 일부에서 발생하고 있다. 이에 부가하여, 다양한 플라스틱, 천연 및 인공섬유, 및 금속기판상에 장식 효과를 발생시키기 위해 많은 반응 PVD 공정이 사용된다.

그러나, 반응 제조물이 전기 절연체일 때, 문제가 발생한다. 상술된 바와 같이, 절연막이 체임버내의 모든 표면에 도포된 후(결국 실행됨), 결국 양극에 확실히 도포될 것이다. 이것이 발생함에 따라, 전자의 도전경로가 도포되고, 공정이 지속될 수 없다. 이는 사라진 양극" 문제로 칭해진다. 과거에, 이 영향이 중대한 문제를 발생할 때까지 반응 공정이 실행되었으며, 새로운 금속성 표면을 생성하기 위해 양극으로부터 손상된 절연층을 기계적으로 제거하도록 시스템은 개방되었다. 따라서, 이 유지없이 연속 동작은 불가능하다.

절연체의 양극의 코팅에 관한 다른 결점은, 이 절연체가 통상 그에 수집되는 전자로 충전된다는 것이다. 이 층전은, 막 재료의 유전 강도를 초과할 수 있는, 양극상의 절연막에 전계를 야기할 수 있다. 이것이 발생할 때, 아크가 형성될 수 있고, 이 아크의 에너지는, 막의 일부가 양극으로부터 추출되도록 하며, 기판상의 막성장에 포함될 수 있는 미립자를 생성하며, 최종 제조물에 허용될 수 없는 결점을 야기한다.

J.V교류.Sci Technol.A, 볼륨 6, 넘버 3(1988년 5/6월)에 츨판된, 에스테 등의 "향상된 비율로 유전체의 퇴적을 위한 유사 직류 스퍼터링 기술"로 칭해진 논문에서는, 유전체 또는 절연막의 퇴적을 위해 교대로 2개의 타게트를 이용하는 스퍼터링공정을 제안하고 있다. 이 경우, 교류화 전위출력을 갖는 전원은 2개의 타게트에 접속되어, 서로에 대해 정 및 부로 교대로 구동된다. 이는 다른 것에 대해 양극으로 작용하도록 한다. 반전이 빈번히 발생하면, 절연체의 매우 얇은 층만이 양극으로 작용하는 타게트상에 형성될 것이고, 타게트가 부로 전환될 때, 이 매우 얇은 층은 스퍼터될 수 있다. 절연체가 즉시 스퍼터링공정을 중단하지 않기 때문에 이것이 가능하지만, 충전효과로 인해 느려지고 결국 공정이 중단된다. 층이 매우 얇으면, 공정이 중단되기 전에 스퍼터될 수 있다. 반전에 대한 통상의 시간은 수십 ㎲이어서, 두꺼운 층이 형성되기에는 너무 적은 시간이다. Surf. Coat. Tech. 볼륨 61, (1993) 페이지 331, 1993년 야금 코팅 및 박막에 대한 1993년 국제회의 진행중에 출판된, 쉴러 등의 "펄스 마그네트론 스퍼터 기술"로 칭해진 논문은, 전원 출력의 한 사이클내에 한번은 음극으로 한번은 양극으로 각 타게트가 작용하는 에스테 등과 유사한 2중 마그네트론 타게트를 포함한다.

대부분에 있어서, 이는 "사라진 양극"의 문제에 대해 성공적인 접근으로 증명되었다. 그러나, 시스템의 비용이 부가되거나 유지를 복잡하게 하는 2개의 타게트를 필요로 하는 단점을 갖는다. 또한, 제 2 타게트에 대한 공간이 없기 때문에 존재하는 스퍼터링 시스템에 2중 타게트 공정을 갱신하는 것이 곤란하다.

2중 타게트 접근에 대한 더 중대한 결점은, 타게트 조합의 적당한 설계에는 플라즈마 밀도를 향상시키기 위해 타게트 표면 상부에 자계를 발생시키는 자석이 통상 관여된다는 사실이다. 이 자계는 타게트로의 전자의 흐름을 방해한다. 따라서, 음극에 대한 적당한 설계는 플라즈마로부터의 방해받지 않는 전자의 충돌로 칭하는, 양극에 대한 양호한 설계가 통상 이루어지지 않는다. 스퍼터링 시스템에서, "음극 강하(fall)"로 불려지는, 플라즈마와 타게트, 또는 음극 사이에 전위차가 존재한다. 유사하게, "양극 강하"로 불려지는, 통상 더 작은, 플라즈마와 양극 사이에 전위차가 존재한다. 양호하게 설계된 시스템에서, 모든 전원의 전압은 음극 강하로 나타나고, 양극 강하는 거의 나타나지 않는다. 통상의 경우, 음극 강하는 600V이고, 양극 강하는 20V 이하이다. 한편, 2중 타게트 시스템에 있어서, 양극 강하는 50 내지 100V 정도의 더 큰 값으로 증가된다. 이는 2개의 중대한 증상을 발생시킨다. 첫째로, 높은 양극 강하는 플라즈마 전위를 변화시켜, 높은 에너지 기판 충격을 발생시킨다. 이는 어떤 이온 충격으로 더 밀도있게 성장막이 생성되는 데 도움이 될 수 있지만, 기판 충격이 가열된 기판과 동등해 지고, 기판이 플라스틱 등의 열에 민감한 재료로 구성되는 경우에 이는 중대한 결점이 될 수 있다. 둘째로, 전원 전류가 양극을 통해 흐르기 때문에, 양극 강하 및 전류의 제조물은 양극에서 전력손실을 나타낸다. 이는 그 자체로 문제이지만, 양극이 열 영향에 견딜 수 있더라도, 양극에서의 전력손실은 전원의 전력으로부터 필수적으로 공제되어야 하고(관여된 소자의 전력 공급에 관여되거나 용이하도록 작용하는 실제 장치 또는 회로의 일부임), 이에 따라, 스퍼터링에 대한 음극에 이용가능한 전력을 감소시킬 수 있다. 따라서, 전원에 의해 운반된 각 와트와 동등한 퇴적율은 음극 강하에 대한 양극 강하의 비율로 감소된다. 예컨대, 상기 경우의 2중 음극 스퍼터링에서, 양극은 전력의 1/6(전원으로부터 이용가능한 600V중 100V)을 받고 음극은 5/6의 나머지를 받는다. 이는 전위 스퍼터링 전력의 16.7%의 손실을 나타내며, 10V의 양극 강하가 "스틸(steal)"되지만, 전위 전력의 1.7%가 양극을 가열시킨다. 물론, 다른 손실이 존재하지만, 양극 강하가 퇴적율을 더 낮게 할 수 있다.

결과적으로, 상술된 종래 기술의 반응 스퍼터링 공정의 결점을 극복하기 위해 다른 접근이 필요하다. 본 발명은 작은 양극 강하를 가진 분리된 양극 조합으로 단일 타게트 동작이 이루어지도록 한고, 이에 따라, "사라진 양극"의 문제가 없는, 낮은 기판 충격 및 스퍼터링 전력의 양호한 이용을 이룰 수 있다.

본 발명은 기판상의 절연막을 형성하여 퇴적하기 위한 반응 플라즈마 스퍼터 퇴적기술에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 기판상의 절연재료의 스퍼터 퇴적을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 직류 전원을 이용하는 종래의 단일 타게트 스퍼터링 시스템을 나타내는 도면;

도 2는 교류 전원을 이용하는 종래의 이중 타게트 스퍼터링 시스템을 나타내는 도면;

도 3은 서로 180˚의 위상차를 갖는 2개의 양극상의 전압을 가진 정현파 전압원에 의해 구동되는 2개의 양극에 대한 본 발명의 일 실시예를 나타내는 도면;

도 4는 각각 서로 120˚의 위상차를 갖는 양극들상의 전압을 가진 3상 정현파 전압원에 의해 구동되는 3개의 양극에 대한 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도면;

도 5는 각 양극상의 펄스전압을 제어하는 펄스 시퀀서를 가진 펄스 전원에 의해 복수의 양극이 구동되는 다상 다중 양극 구성을 나타내는 도면;

도 6은 다이오드 또는 커패시터인 보조전기소자를 가진 체임버내에 단일 양극이 배치된 실시예를 나타내는 도면;

도 7은 도 6의 전기소자가 단락회로로 대체된 본 발명의 단일 양극 구성을 나타내는 도면; 및

도 8은 등가 커패시터가 어떻게 형성되는 지와 벽상의 퇴적된 막의 도 7의 상세도를 나타낸다.

따라서, 본 발명의 목적은, 2중 음극 스퍼터링 시스템에서 관찰된 것에 대해 비교적 작은 양극 강하를 발생하는 특성을 갖는 반응 스퍼터링 시스템에 대해 양극 기능을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 통상 2중 음극 스퍼터링 시스템에서 관찰되는 하부의 스프터링 시스템에서의 기판 가열을 감소시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 통상 2중 음극 스퍼터링 시스템에서 관찰되는 상부 음극전원에 의해 운반되는 각 와트에 대한 스퍼터링 시스템의 타게트의 스퍼터링 비율을 증가시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 시스템의 양극상의 절연막의 빌드업으로 인한 반응 스퍼터링 공정의 중단을 방지함에 의해 연속 동작을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 시스템의 양극상의 절연막의 빌드업으로 인한 전계의 비균일을 방지함에 의해 퇴적의 균일성을 향상시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 시스템의 양극상의 절연막의 빌드업으로 인해 발생하는 아킹을 방지하여, 이러한 아킹에 의해 발생되는 기계력으로 인해 체임버내에 분산되는 미립자 물질을 방지하는 것이다.

따라서, 본 발명은 동작의 연속모드에서의 기판상의 절연재료의 스퍼터 퇴적을 위한 시스템에 직결된다. 본 발명은, 이를 허용하도록 양극 조합에 대한 새로운 설계를 개시하고 있으며, 상기 조합은, 임의의 제공된 시간에 시스템에 정의 양극을 제공하도록 적어도 하나가 정(즉, 타게트의 극성에 반대)으로 바이어스되는, 또는 더 일반적으로는 "전자수집상태", 및 퇴적된 임의의 절연재료가 스퍼터되도록 적어도 어떤 기간동안에는 플라즈마에 대해 부(즉, 타게트와 동일한 극성)로 바이어스되는, 또는 더 일반적으로는 "이온수집상태"인, 복수의 양극을 포함한다. 양극 구조상에 형성되는 임의의 절연재료의 제거는 정으로 바이어스될 때 플라즈마로부터 전자를 수집하여 연속적으로 유효하게 이용함으로써 이루어지고, 그로 인해, 시스템에 대한 양극으로서의 연속적인 유효한 이용이 이루어진다. 이는 시스템의 연속 동작을 허용한다. 음극 전원(음극의 어떤 전력 공급에 관여되거나 용이하게 되도록 작용하는 실제 소자 또는 회로의 임의의 일부)이 음극상의 부(이온수집)전위를 발생하기 위해 이용될 수 있다; 이 공급전원은 양극 전원으로부터 분리되고, 양극의 상태가 이온과 전자수집상태 사이에서 교대되도록 한다.

또한, 본 발명은 연속동작모드에서 기판상에 절연재료를 생성하도록 타게트의 스퍼터 퇴적을 위한 방법에 직결된다. 상기 방법은, 코팅 체임버를 제공, 플라즈마를 발생, 스퍼터된 타게트 음극 및 적어도 2개의 양극을 제공, 부전위로 음극을 유지, 이온수집(스퍼터링)상태와 전자수집상태 사이에서 양극을 스위칭 또는 교대시키는 작용을 포함한다. 이 방법에서 이온수집상태의 존재는 양극상의 임의의 절연 퇴적의 스퍼터링을 허용하여, 동작의 연속모드를 허용한다.

기판상의 성장막의 오염을 방지하기 위해, 그 재료의 어떤 것이 기판상에 퇴적되기 때문에, 양극은 타게트와 동일한 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 이미 지적된 바와 같이, 양극은 실제적으로 거의 스퍼터되지 않고, 실드가 양극으로부터 스퍼터된 재료의 대다수를 가로막도록 배치되여 타게트 또는 기판에 도달하지 않음으로써, 오염은 최소로 유지될 수 있고, 다른 재료들이 이용될 수 있다.

양극이 부가된 타게트보다 물리적으로 작기 때문에 이러한 접근은 존재하는 시스템을 갱신하기가 용이하고, 통상 필요한 양극의 쌍을 배치하기 위한 시스템의 충분한 공간이 존재한다.

일 실시예에서, 본 발명은 연속동작을 허용하도록 단일 타게트와 함께 2개의 양극을 이용한다. 2개의 양극 사이에 접속되는, 작은 보조 교류 전원("양극 전원"으로 칭함)은 수백 볼트 피크 계의 교류 전압을 발생시킨다. 하나의 양극이 정이고, 양극으로서 작용할 때, 다른 하나는 플라즈마에 대해 부로 된다. 이 부전압은 플라즈마로부터 이온을 끌어당기며("이온수집"상태), 이온은 양극 표면에서 떨어져 스퍼터된다. 한편, 다른 양극은 이 기간동안에 정으로 구동되어, 이 요소는 플라즈마로부터 전자를 끌어당겨 수집한다("전자수집"상태). 양극 전원의 1/2 사이클마다 교대로, 각 양극은 전자 콜렉터, 또는 이온 콜렉터로서 교대로 작용한다; 후자 상태에서 양극은 스퍼터된다. 스퍼터링 공정은 절연막에서 양극이 떨어지도록 유지시킨다. 각 1/2 사이클에서 형성된 박막을 제거하기 위해 스퍼터링 전력은 거의 필요하지 않기 때문에, 양극 재료는 실제적으로 거의 스퍼터되지 않고, 양극은 긴 시간을 지속하도록 될 수 있다.

다른 실시예에서, 복수의 양극이 체임버내에 배치되고, 각각은 교류화 사이클의 일부 동안 스퍼터되도록 부로 구동된다. 임의의 시간에서, 양극중 적어도 하나는 플라즈마로부터 전자를 끌어당겨 수집하기 위해 정전위로 유지된다. 이와 다르게, 모든 양극이 부인 기간이 충분히 플라즈마를 소멸하기 위해 길지 않도록, 사이클 동안 바람직하게도 모든 양극이 부로 구동됨으로써, 플라즈마의 이온 및 전자의 밀도가 정상상태값의 10% 이하의 레벨로 감소되었다.

본 발명의 개념은 절연재료의 반응 스퍼터링의 청결한 양극에 대한 필요에 의해 고무되었으며, 금속성 퇴적에서의 양극이 배경 가스에 의해 그 상부에 후면에서 뿌려진 불충분한 도전막으로 도포될 수 있는 것이 특별한 것이 아니므로, 본 발명은 절연체의 반응 스퍼터링하에서 응용을 갖는다.

규칙적으로 부전압으로 펄스된 단일 양극을 이용하는 것도 가능하다. 이 경우, 부펄스의 기간 동안, 시스템에 특정 양극은 없다. 어떤 경우에, 시스템에 양극이 없이 플라즈마가 약간의 양의 이온을 제공하고, 그 경우에, 체임버 벽에 대한 접속이 필요하지 않더라도, 이 기간 동안 체임버 벽이 요소를 제공하는 양극 또는 전류로 되도록, 전기회로가 배치된다. 이러한 일반적인 접근의 변형은 이전 약술된 조건중 하나를 제거함에 의해 다중 요소로 취해질 수 있다; 즉, 모든 요소는 어떤 기간 동안 동시에 부로 취해질 수 있다. 요소의 수에 관계없이, 임의의 요소가 부로 유지되는 시간은 플라즈마로부터 요소로 이온을 끌어당기고 퇴적된 재료를 스퍼터하도록 충분히 길어야 한다.

이들 실시예중 하나에서, 스퍼터되고 막이 퇴적되도록 플라즈마에 대해 음극이 부로 유지됨이 필요하다. 이는 단순한 직류 전원이거나 고주파전원일 수 있는, 음극전원으로 얻어진다. 후자의 경우, 1/2 사이클에서 이온이 완전히 음극에 도달할 수 있는 하한, 및 교류화 파형의 1/2 사이클에서 전자가 음극에 도달할 수 없는 상한으로 정의된 주파수 범위를 넘는 플라즈마의 비대칭 특성으로 인해 타게트 표면상에 소위 "셀프 바이어스" 전위가 나타난다. 이 두 한계 사이에서, 전자는 플라즈마와 음극 표면 사이의 갭을 통과할 수 있으며, 이온은 통과할 수 없고, 이에 따라 발생된 비대칭은 플라즈마 공정의 당업자들에게 잘 알려진 방식으로 음극상에 셀프 바이어스가 나타나도록 한다.

용이하게 이해될 수 있는 바와 같이, 본 발명의 기본 개념이 다양한 방식으로 실시될 수 있다. 그를 얻기 위해 장치 뿐만 아니라 처리 또는 방법 모두 관여된다. 부가하여, 임의의 특정 회로가 개시되었지만, 어떤 방법을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 수 많은 방식으로 변경될 수 있음을 이해해야 한다. 중요하게도, 모든 상술한 바에 있어서, 이들 모든 면은 이 개시에 의해 포함된다.

도 1은 종래의 단일 타게트 시스템을 나타낸다. 이 경우, 분리된 양극(5)이 존재하거나 대체 접속이 제조되어, 직류 음극 스퍼터링 전원(6)의 정의 리드(lead)가 양극(5)과는 다른 체임버(1)에 접속된다. 이 경우, 양극(5)은 불필요하게 된다. 대체 접속은 도 1의 점선으로 도시되어 있다. 이온은 플라즈마(2)로부터 타게트(4)에 부착되고, 타게트(4)와 충돌함에 의해 공지의 원리에 따라 타게트(4)로부터 배출되는 스퍼터된 원자를 야기한다. 이들 스퍼터된 원자는 타게트와 기판(3) 사이의 공간을 통과하고 그 상부에 타게트재료의 박막을 생성하도록, 그 곳에 퇴적된다.

타게트는 금속성이어야 하고 배경(스퍼터링)가스는 기판(3)상의 금속막을 퇴적하는, 아르곤 등의 불활성 가스이며, 도 1 등으로 구성된 시스템에 대해서는 문제가 없다. 그러나, 타게트상에 화학적 화합물을 생성하기 위해 반응 가스가 체임버(1)에 삽입되고, 반응 생산물이 전기적 절연체이면, 문제가 부상된다. 절연막이 체임버(1)의 모든 표면을 도포하기 때문에, 양극(또는 대체 접속, 체임버 벽의 경우)이 도포될 것이다. 플라즈마(2)로부터 흐르는 전자가 도포되어 도전로가 발생함으로써, 처리가 유지될 수 없다. 이는 "사라진 양극" 문제로 칭한다. 새로운 금속성 표면을 생성하도록 체임버(1)를 개방하고 양극 또는 체임버 벽으로부터 손상된 절연층을 기계적으로 제거할 수 있지만, 이는 비용 및 시간 소비적이고 그러한 실행을 피하는 것이 바람직하다. 이 요구는 도 2에 도시된 시스템의 발명을 고무시키게 한다.

도 2에서, 2개의 타게트(7,8)는 통상 도 1의 단일 타게트(4)에 의해 점유되는 공간에 배치되고 분리된 양극은 제공되지 않는다. 교류화 전원(10)이 절연 음극 변압기(9)를 통해 2개의 타게트(7,8) 사이에 인가된다. 이 방식에서, 타게트들 사이의 전압이, 타게트(7)가 타게트(8)에 대해 정극성일 때, 타게트(7)는 타게트(8)에 대해 양극으로서 작용할 수 있다. 동일하게, 타게트들 사이의 전압이, 타게트(8)가 타게트(7)에 대해 정극성일 때, 타게트(8)는 타게트(7)에 대해 양극으로서 작용할 수 있다. 전원(10)이 교류화 전원이기 때문에, 이 위치는 전류의 1/2 사이클마다 반전된다. 상기 반전이 충분히 자주 발생하면, 양극으로서 작용할 때 절연체의 매우 얇은 층만 타게트(7)상에 형성되고, 타게트(7)가 부극성으로 전환될 때 이 매우 얇은 층은 스퍼터될 수 있다. 타게트(8)에 대해서도 동일하다. 통상, 도 2에 도시된 바와 같은 시스템에서, 전원(10)의 주파수는 12.5㎲ 마다의 반전에 대응하는 약 40kHz이다.

상술한 바와 같이, 이는 성공적 접근으로 증명되지만, 시스템의 고가 및 복잡한 구성에 부가하여, 2개의 타게트(7,8)를 필요로 하는 단점을 갖는다. 부가하여, 타게트(7,8) 등의 타게트 조합에 대한 적당한 설계가 타게트 표면상의 자계의 생성에 관여하고, 상기 자계는 타게트에 대한 전자의 흐름을 방해할 수 있다. 이는 ,교대로 고에너지 기판 충격 및 기판가열을 발생하는, 100V 정도의 값으로 양극 강하(정의 타게트와 플라즈마(2) 사이의 전압)를 증가시킨다. 또한, 특정 퇴적율(와트당 비율)은, 음극 강하(부의 타게트와 플라즈마(2) 사이의 전압)에 대한 양극 강하의 비율에 의해 감소될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예중 하나가 도 3에 도시되어 있다. 체임버(1)에는 기판(3), 타게트(4), 및 적어도 2개의 양극(11,12)이 배치된다. 양극 구동 공급원(14)은 양극 변압기(13)에 의해 절연된 교류화 전압을 2개의 양극에 제공하여 양극(11)이 정으로 구동될 때, 양극(12)은 부 및 바이스 버사(vice versa)로 구동된다. 단부로부터 제거되는 지점에서 접속이 2차 권선으로 형성됨에 의해, 변압기(13)의 2차측은 "탭"을 갖는다. 전압의 동등한 분할을 이루도록 탭은 변압기의 전기적 중심에 있거나 있지 않을 수 있다. 스퍼터링 전원을 공급하는, 음극 전원(6)에 의해 변압기(13)의 2차측의 탭에 대해 타게트(4)는 부로 유지된다.

양극 전원(14)의 전압 사이클은 양극(11)이 양극(12)에 대해 부이며, 양극(11)이 플라즈마로부터 전자를 수집하는 때이다(즉, "전자수집" 상태로 칭할 수 있다). 이는, 양극(11)으로부터 직류 전원(6)의 정의 리드에 흐르는, 변압기(13)의 2차측의 좌측 1/2의 전자 전류를 야기한다. 회로를 완성하도록 플라즈마(2)로부터 타게트(4)에 도달한 이온과 이들 전자가 결합한다. 한편, 변압기(13) 및 양극 전원(14)의 작용에 의해 플라즈마에 대해 양극(12)은 부로 구동되고, 이 부의 전위는 플라즈마로부터 부가적인 이온을 이끈다(즉, 양극은 "이온수집" 상태이다). 이들 이온은 양극(12) 표면의 스퍼터링을 야기한다. 이 양극(12)의 스퍼터링은, 양극(12)이 정이어서 플라즈마 전위에 근접할 때 교류 전원(14)의 이전의 1/2 사이클상에서 형성되는 절연재료의 어떤 빌드업(buildup)을 제거한다.

유사하게, 양극 전원(14)의 전압 사이클은 양극(12)이 양극(11)에 대해 정이며, 양극(12)이 플라즈마로부터 전자를 수집하는 때이다. 이는, 양극(12)으로부터 직류 전원(6)의 정의 리드에 흐르는, 변압기(13)의 2차측의 우측 1/2의 전자 전류를 야기한다. 회로를 완성하도록 플라즈마(2)로부터 타게트(4)에 도달한 이온과 이들 전자가 결합한다. 한편, 변압기(13) 및 양극 전원(14)의 작용에 의해 플라즈마에 대해 양극(11)은 부로 구동되고, 이 부의 전위는 양극(11)의 표면의 스퍼터링을 야기하는 플라즈마로부터 이온을 끌어당긴다. 이 양극(11)의 스퍼터링은, 양극(11)이 정이며 플라즈마 전위에 근접할 때 교류 전원(14)의 이전의 1/2 사이클상에서 형성되는 절연재료의 어떤 빌드업(buildup)을 제거한다.

따라서, 각 양극 요소(11,12)는 교류 전원(14)의 순시 극성에 따라 실제 양극(전자 컬렉터) 및 스퍼터된 음극(이온 컬렉터)으로서 양자 택일하여 작용한다.

본 발명의 다른 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 이 도면에서, 도 3과 비교하여 부가적인 양극(15)이 타게트(4) 근방에 배치되어 있다. 3개의 양극(11,12,15)은, 여기서 △-Y 결선으로 도시된, 3상 변압기(16)를 통해 3상 전원(17)에 의해 구동된다. 물론, 변압기(16)는 잘 알려진 기술인 Y-Y 결선으로 배치될 수도 있다. 각각의 3개의 2차 권선중 하나의 리드는, 통상 "중성"점으로 불려지는, 공통점에 접속되는 것이 Y 결선의 특징이다. 음극 전원(6)은 이 공통점에 대해 정의 리드에 접속되고 음극에 대해 부의 리드에 접속된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 이 경우, 다중 양극(18)은 타게트(4)에 근접하여 배치되고 펄스 양극 전원(19)(다상이거나 다상이 아님)에 의해 구동된다. 플라즈마 전위에 근접하여 전자를 수집할 수 있도록 적어도 하나의 양극이 항상 정전위로 되거나, 플라즈마에 대해 모든 양극이 부로 되는 동안이, 플라즈마가 소멸되지 않도록 적어도 충분히 짧게 유지되는 기간일 수 있다.(여기서 의도하는 바와 같이, 통상의 기술중의 하나로 이미 이해되는 바로서, 플라즈마가 소멸되지 않는 한--약간의 방해가 있더라도--적어도 하나의 양극은 "항상" 이온수집상태로 된다.) 이는 플라즈마 전위가 체임버에 대해 안정하게 유지되도록 하고 스퍼터링공정이 계속되도록 한다. 양극상의 펄스들은 펄스 시퀀서 유니트(20)에 의해 임의의 시퀀스에서 배치될 수 있다. 이온을 이끌어서 스퍼터되기 위해, 펄스 시퀀서 유니트(20)에 의해 생성되는 시퀀스의 한 사이클을 거쳐, 플라즈마에 대해 각 양극이 부전위로 되도록 펄스가 배치된다. 이 작용은 펄스 시퀀서 유니트(20)의 각 사이클상의 각 양극으로부터의 재료의 박막을 제거시키며, 금속성 표면은 도통되어, 교대로 펄스 전원(19)에 의해 정으로 구동될 때 전자에 대해 유효한 어트랙터(attr교류tor)(즉, 양극으로서 유효하게 작용)일 수 있다. 물론, 임의의 양극이 부 및 정의 조건에서 소모되는 시간이 동일할 필요는 없고, 각 조건에서 소모되는 시간이 각 양극에 대해 다를 수 있고, 이들 타이밍은, 다른 요소들 사이에서, 이온 및 전자의 상대적인 이동도를 고려하여, 공정을 최적화하기 위해 변경될 수 있다. 당업자들이 이해한 바와 같이, 시스템의 정현파 교류형과 비교하여, 이러한 펄스는 플라즈마에 전력을 더 공급할 수 있다.

도 6은 본 발명의 단일 양극 실시예를 나타낸다. 이는 음극 전원(6)의 정의 리드를 체임버(1)에 접속하는 직렬 전기소자(21)가 부가되어 도 1과는 다르다. 이 소자(21)는 다이오드로 도시되어 있지만, 커패시터일 수도 있다. 양극 전원(14)은 절연변압기(13)를 통해 양극(5)에 직렬로 접속된다. 양극 전원(14)(통상 교류)의 극성에 있어서, 양극이 정으로 구동될 때, 음극 전원(6)(통상 직류)의 정의 리드는 부로 구동되고 음극 전류는 변압기(13)의 2차 권선을 통해 양극(14)에 흐른다. 양극 전원(14)의 극성에 있어서, 양극이 부로 구동될 때, 음극 전원(6)의 정의 리드는 정으로 구동되고, 체임버가 일시적인 양극이 되도록 다이오드가 도통된다.

다이오드로 도시된 전기소자(21)가 커패시터로 대체되면, 양극 전원(14)의 타이밍에 따른 평균값으로 커패시터가 충전될 것이다. 양극(5)이 부로 구동될 때 양극(5) 및 타게트(4)의 스퍼터링 모두의 스퍼터링 전류에 의해 커패시터(21)가 충전되고, 양극(5)이 정으로 구동될 때 방전될 것이다.

체임버가 한 번 절연층에 의해 도포되며, 박막은 커패시터(21)와 동일하게 작용하는 플라즈마로 커패시터를 형성한다. 이는 도 7 및 8에 도시되어 있다. 여기서, 등가 커패시터(24)를 형성하는 퇴적된 막(23)(절연되거나 절연되지 않음)으로 도포된 체임버벽(22)을 나타내는, 체임버벽의 확대도로 단일 양극 시스템이 도시되어 있다. 이 등가 커패시터는 여분의 이 전기소자를 구성하는 회로에 배치된 전기소자(21)를 직렬로 하여 유효하게 된다. 따라서, 도 7 및 8에서, 전기소자는 직결 접속(25)으로 대체되었다. 등가 커패시터는 용량성 전기소자(21)를 대신한다. 이 경우, 체임버는 도포될 때까지 양극으로 작용한다. 그 점에서, 양극 구동 전원(14)의 작용에 의한 플라즈마에 대해 그 상부에 배치된 주기적 부전위로 인한 스퍼터링 작용에 의해 청결하게 유지됨으로써, 양극 요소가 대신한다. 통상의 경우, 0으로 평균화되는, 2차측의 전류가 없음으로써, 포화없이 2차측 권선의 직류 전류를 조작할 수 있도록, 변압기(13)를 설계하는 경우에 주의를 해야 한다. 통상의 경우, 0으로 평균화되는, 2차측의 전류가 없음으로써, 포화없이 2차측 권선의 직류 전류를 조작할 수 있도록, 변압기(13)를 설계하는 경우에 주의를 해야 한다.

모든 실시예에서, 화학적 화합물이 기판에 형성되며, 반응가스 흐름이 체임버로 삽입될 수 있어, 기판상의 화합물을 형성하기 위해 타게트로부터의 스퍼터된 재료가 가스와 반응함이 필요하다. 공통 예로는, SiO₂를 얻기 위해 산소의 면전에서 실리콘을 스퍼터링; Al₂O₃를 얻기 위해 산소의 면전에서 알루미늄을 스퍼터링; AlN을 얻기 위해 질소의 면전에서 알루미늄을 스퍼터링하는 것 등이 있다.

본 발명에 의하면, 시스템의 연속동작이 이루어질 수 있고, 스퍼터링 비율을 증가시키며, 퇴적의 균일성을 향상시킨다.

상술된 바와 같이, 본 발명은 다양한 방식으로 실시될 수 있다. 부가하여, 본 발명의 다양한 요소 및 청구항의 각각은 다양하게 얻어질 수 있다. 이 개시는, 임의의 장치 실시예, 방법 또는 공정 실시예의 변경, 또는 임의의 요소의 단순한 변경 등, 각각의 이러한 변경을 포함하는 것으로 이해해야 한다. 특히, 본 발명의 요소에 관한 개시로서, 각 요소의 단어는 기능 또는 결과만 동일하더라도--동등한 장치 용어 또는 방법 용어에 의해 설명되어짐을 이해해야 한다. 동등하고, 폭 넓거나, 더 포괄적인 용어는 각 요소 또는 작용의 설명에 포함된다. 이러한 용어는, 본 발명이 나타내는 함축적인 넓은 범위를 명백하게 할 필요가 있는 경우에 대체될 수 있다. 일 예로서, 모든 작용은 그 작용 또는 작용을 야기하는 요소로 취해진 수단으로서 표현된다. 동일하게, 물리적 요소가 용이하게 하는 작용의 개시를 포함하는 것으로, 개시된 각 물리적 요소가 이해되어야 한다. 이 마지막 양태에 대해, "스위치"의 개시는, 명백하게 설명되었거나 설명되지 않거나, "스위칭"의 동작의 개시를 포함하고, 반대로, "스위칭"의 동작의 개시만, 이러한 개시는 "스위치"의 개시를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 변경 및 대체 용어는 설명에 명백하게 포함됨으로써 이해될 수 있다.

상기 설명 및 청구항은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸다. 특히, 청구항에 있어서, 그의 본질로부터 벗어남이 없이 변경될 수 있다. 이에 대해, 이러한 변경은 본 발명의 범위내에 있어야 할 것이다. 단순하게 실용적으로 설명된 것이 아니고, 본 발명에 대해 얻어질 수 있는 개조가 모든 청구항에서 가능하다. 본 발명의 본질을 이용한 이러한 개조의 확장을 위해, 각각은 상기 특허에 의해 얻어질 수 있는 보호의 범위에 있어야 할 것이다. 그의 기본 개념 및 이해가 본질적으로 중요하고, 다양한 분야에 대해 다양한 방식으로 응용될 수 있기 때문에, 이는 본 발명에 있어 특히 진실이다.

또한, 출원에 대해 제출된 임의의 정보 개시에서 목록에 기입된 모든 참고문헌 뿐만 아니라 본 특허에 대한 출원에서 설명된 임의의 참고문헌은, 본 발명을 기본적으로 지원할 수 있는 바로 간주됨으로 확장하여 전체적으로 참조로써 결합되어 있다. 그러나, 확장된 진술은 본 발명의 특허에 불일치하는 것으로 간주되며, 이러한 진술은 출원인에 의해 실시될 수 있는 것으로 간주되지 않는다.

Claims

연속동작모드에서 기판상에 재료를 형성하기 위한 음극 재료의 스퍼터 퇴적을 위한 시스템으로서:

(a) 이온 및 전자를 포함하는 플라즈마를 생성하는 코팅 체임버;

(b) 상기 체임버에 배치되는 적어도 2개의 양극;

(c) 상기 기판의 표면상에 절연된 막을 퇴적하기 위해 상기 플라즈마에서의 상기 이온에 의한 충격에 대응하여 스퍼터될 수 있는 원자를 포함하며, 상기 플라즈마에 인접하여 상기 체임버에 배치되는 음극;

(d) 상기 플라즈마에 대해 부전위로 상기 음극을 유지시키는, 상기 음극에 접속된 음극 전원; 및

(e) 상기 음극이 상기 플라즈마에 대해 부전위로 유지되는 상태에서, 상기 양극이 상기 이온을 끌어당기는 이온수집상태, 및 상기 양극이 상기 전자를 끌어당기는 전자수집상태로, 상기 양극을 교대로 구동시키도록 상기 양극에 접속된 양극 전원을 포함하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 음극 전원은 직류 전원을 포함하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 음극 전원은, 상기 음극이 플라즈마에 대해 부인 셀프 바이어스전위로 되도록 충분히 높은 주파수의 교류 전원을 포함하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 양극 전원은 사이클을 갖고, 상기 사이클 동안, 상기 양극중 적어도 하나는 항상 상기 전자수집상태인 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 양극 전원은 사이클을 갖고, 상기 사이클 동안, 상기 양극중 각각이 상기 이온수집상태인 기간은 상기 플라즈마를 소멸시키기 위해 필요한 시간보다 짧은 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 양극 전원은:

a) 교류 전원; 및

b) 상기 교류 전원에 접속되는 적어도 하나의 1차 권선 및 상기 양극에 접속되는 적어도 하나의 2차 권선을 갖는 변압기를 포함하며,

상기 2차 권선은 공통점에 접속되고, 상기 음극 전원은 상기 음극에 접속되는 부의 리드 및 상기 공통점에 접속되는 정의 리드를 갖는 직류 전원을 포함하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 양극 전원은:

a) 교류 전원; 및

b) 상기 교류 전원에 접속되는 적어도 하나의 1차 권선 및 상기 양극에 접속되는 적어도 하나의 2차 권선을 갖는 변압기를 포함하며,

2개의 양극이 배치되고 상기 변압기는 탭을 가진 단일 2차 권선을 갖고, 상기 음극 전원은 상기 음극에 접속되는 부의 리드 및 상기 탭에 접속되는 정의 리드를 갖는 직류 전원을 포함하는 시스템.
제 4 또는 5 항에 있어서, 상기 양극 전원은 펄스 전원을 포함하고, 상기 펄스 전원은, 각 양극이 상기 이온수집상태와 상기 전자수집상태 사이에서 스위치되도록 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 코팅 체임버는 반응 가스를 포함하는 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 절연막을 형성하여 퇴적하기 위해 상기 이온에 의한 충격에 대응하여 상기 음극으로부터 스퍼터된 상기 원자가 상기 반응 가스와 반응하는 시스템.
연속동작모드에서 기판상에 재료를 형성하기 위한 음극 재료의 스퍼터 퇴적을 위한 시스템으로서:

(a) 이온 및 전자를 포함하는 플라즈마를 생성하는 코팅 체임버;

(b) 상기 체임버에 배치되는 적어도 하나의 양극;

(c) 상기 기판의 표면상에 절연된 막을 퇴적하기 위해 상기 플라즈마에서의 상기 이온에 의한 충격에 대응하여 스퍼터될 수 있는 원자를 포함하며, 상기 플라즈마에 인접하게 상기 체임버에 배치되는 음극;

(d) 상기 플라즈마에 대해 부전위로 상기 음극을 유지시키는, 상기 음극에 접속된 음극 전원; 및

(e) 상기 음극이 상기 플라즈마에 대해 부전위로 유지되는 상태에서, 상기 양극이 상기 이온을 끌어당기는 이온수집상태, 및 상기 양극이 상기 전자를 끌어당기는 전자수집상태로 상기 양극을 교대로 구동시키도록 상기 양극에 접속된 양극 전원을 포함하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 음극 전원은 직류 전원을 포함하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 음극 전원은, 상기 음극이 플라즈마에 대해 부인 셀프 바이어스전위로 되도록 충분히 높은 주파수의 교류 전원을 포함하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 양극 전원은 사이클을 갖고, 상기 사이클 동안, 상기 양극이 상기 이온수집상태인 기간은 상기 플라즈마를 소멸시키기 위해 필요한 시간보다 짧은 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 음극 전원은, 상기 양극이 상기 양극 전원에 의해 상기 이온수집상태로 되는 기간 동안에 플라즈마 전류 흐름을 제공하는 직렬 전기소자를 통해 상기 체임버에 접속되는 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 직렬 전기소자는 다이오드를 포함하는 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 직렬 전기소자는 커패시터를 포함하는 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 직렬 전기소자는 단락회로로 대체되는 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 코팅 체임버는 반응 가스를 포함하는 시스템.
제 19 항에 있어서, 상기 절연막을 형성하여 퇴적하기 위해 상기 이온에 의한 충격에 대응하여 상기 음극으로부터 스퍼터된 상기 원자가 상기 반응 가스와 반응하는 시스템.
연속동작모드에서 기판상의 절연재료의 스퍼터 퇴적을 위한 방법으로서:

a) 이온 및 전자의 플라즈마를 발생시키는 코팅 체임버를 제공하는 단계;

b) 상기 체임버내에 적어도 2개의 양극을 제공하는 단계;

c) 상기 기판상의 절연 재료를 형성하여 퇴적하기 위해 상기 플라즈마에서의 이온에 의한 충격에 대응하여 스퍼터되는 원자를 포함하며, 상기 플라즈마에 인접하게 상기 체임버내에 위치하는 음극을 제공하는 단계;

d) 상기 플라즈마에 대해 부전위로 상기 음극을 유지시키는 단계; 및

e) 상기 음극이 상기 플라즈마에 대해 부전위로 유지되는 상태에서, 상기 양극이 상기 이온을 끌어당기는 이온수집상태와, 상기 양극이 상기 전자를 끌어당기는 전자수집상태 사이에서 상기 양극을 교대시키는 단계를 포함하는 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 플라즈마에 대해 부전위로 상기 음극을 유지시키는 상기 작용은 상기 음극에 직류 전원을 접속시키는 단계를 포함하는 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 플라즈마에 대해 부전위로 상기 음극을 유지시키는 상기 작용은, 상기 음극이 플라즈마에 대해 부인 셀프 바이어스전위로 되도록 충분히 높은 주파수의 교류 전압을 상기 음극에 공급하는 단계를 포함하는 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 양극을 교대시키는 상기 작용은 한 사이클에서 상기 양극을 교대시키는 단계를 포함하고, 상기 사이클 동안 상기 양극중 적어도 하나는 항상 상기 전자수집상태인 시스템.
제 21 항에 있어서, 상기 양극을 교대시키는 상기 작용은 한 사이클에서 상기 양극을 교대시키는 단계를 포함하고, 상기 사이클 동안 상기 양극중 각각이 이온수집상태인 기간은 상기 플라즈마를 소멸시키기 위해 필요한 시간보다 짧은 방법.
제 24 또는 25 항에 있어서, 한 사이클에서 양극을 교대시키는 상기 작용은 상기 사이클의 적어도 일부동안 상기 양극의 각각을 이온수집상태로 유지시키는 단계를 더 포함하는 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 양극을 교대시키는 상기 작용은, 상기 교류 전원에 접속되는 적어도 하나의 1차 권선 및 상기 양극에 접속되는 적어도 하나의 2차 권선을 갖는 변압기를 통해 교류 전원으로부터 전압을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
제 27 항에 있어서, 상기 변압기의 상기 2차 권선은 공통점에 접속되고, 상기 플라즈마에 대해 부전위로 상기 음극을 유지시키는 상기 작용은:

a) 상기 공통점에 직류 전원의 정의 리드를 접속시키는 단계; 및

b) 상기 음극에 상기 직류 전원의 부의 리드를 접속시키는 단계를 포함하는 방법.
제 27 항에 있어서, 2개의 양극이 제공되고 상기 변압기는 탭을 갖는 단일 2차 권선을 갖고, 상기 플라즈마에 대해 부전위로 상기 음극을 유지시키는 상기 작용은:

a) 상기 탭에 직류 전원의 정의 리드를 접속시키는 단계; 및

b) 상기 음극에 상기 직류 전원의 부의 리드를 접속시키는 단계를 포함하는 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 체임버에 반응 가스를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 30 항에 있어서, 절연 재료를 형성하여 퇴적하기 위해 상기 이온에 의한 충격에 대응하여 상기 음극으로부터 스퍼터된 상기 원자가 상기 반응 가스와 반응하도록 상기 반응 가스를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
연속동작모드에서 기판상의 재료의 스퍼터 퇴적을 위한 방법으로서:

a) 코팅 체임버를 제공하는 단계;

b) 상기 체임버내에 이온 및 전자의 플라즈마를 발생시키는 단계;

c) 상기 체임버내에 적어도 하나의 양극을 제공하는 단계;

d) 상기 기판상에 절연 재료를 형성하여 퇴적하기 위해 상기 플라즈마에서의 이온에 의한 충격에 대응하여 스퍼터되는 원자를 포함하며, 상기 플라즈마에 인접하게 상기 체임버내에 위치하는 음극을 제공하는 단계;

e) 상기 플라즈마에 대해 부전위로 상기 음극을 유지시키는 단계; 및

f) 상기 음극이 상기 플라즈마에 대해 부전위로 유지되는 상태에서, 상기 양극이 상기 이온을 끌어당기는 이온수집상태, 및 상기 양극이 상기 전자를 끌어당기는 전자수집상태로 상기 양극을 교대로 구동하도록 상기 양극을 교대시키는 단계를 포함하는 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 플라즈마에 대해 부전위로 상기 음극을 유지시키는 상기 작용은 상기 음극에 직류 전원을 접속시키는 단계를 포함하는 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 플라즈마에 대해 부전위로 상기 음극을 유지시키는 상기 작용은, 상기 음극이 플라즈마에 대해 부인 셀프 바이어스전위로 되도록 충분히 높은 주파수의 교류 전압을 상기 음극에 공급하는 단계를 포함하는 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 양극을 교대시키는 상기 작용은 한 사이클에서 상기 양극을 교대시키는 단계를 포함하고, 상기 사이클 동안 상기 양극이 상기 이온수집상태인 기간은 상기 플라즈마를 소멸시키기 위해 필요한 시간보다 짧은 방법.
제 34 또는 35 항에 있어서, 상기 플라즈마에 대해 부전위로 상기 음극을 유지시키는 상기 작용은, 상기 양극이 상기 이온수집상태로 되는 기간 동안 플라즈마 전류 흐름을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 36 항에 있어서, 상기 제공단계에서의 작용은 다이오드를 이용하는 단계를 포함하는 방법.
제 36 항에 있어서, 상기 제공단계에서의 작용은 커패시터를 이용하는 단계를 포함하는 방법.
제 36 항에 있어서, 상기 제공단계에서의 작용은 단락회로를 이용하는 단계를 포함하는 방법.
제 32 항에 있어서, 상기 체임버에 반응 가스를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 40 항에 있어서, 절연 재료를 형성하여 퇴적하기 위해 상기 이온에 의한 충격에 대응하여 상기 음극으로부터 스퍼터된 상기 원자가 상기 반응 가스와 반응하도록 상기 반응 가스를 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.