HIGH-RATE REACTIVE SPUTTERING OF DIELECTRIC STOICHIOMETRIC FILMS

• Main Authors: VLCEK JAROSLAV, REZEK JIRI, BUGYI RAFAL, LAZAR JAN
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 18.06.2020
• Subjects: CHEMICAL SURFACE TREATMENT; CHEMISTRY; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATIONOR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY IONIMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; COATING METALLIC MATERIAL; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION INGENERAL; METALLURGY; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THESURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION

반응성 스퍼터 증착을 모니터링하고 제어하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 이러한 방법 및 장치는 특히, 짧은 표적(캐소드) 전압 펄스(통상적으로, 40 ㎲ 내지 200 ㎲)에서 수 kWcm까지의 표적 전력 밀도를 갖는 고출력 임펄스 마그네트론 스퍼터링을 포함하는, 금속 표적을 스퍼터링하는 고출력 마그네트론을 사용하는 다양한 기판 상에의 유전성 화학양론적 화합물(예를 들어, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산화질화물, 등)의 고속 증착을 위해 유용하다. 주어진 공칭 표적 전력 레벨, 표적 재료 및 소스 가스에 대한, 진공 챔버 내로의 반응성 가스의 펄스화된 유량은, "금속성 모드"와 "덮인(covered)[오염된(poisoned)] 모드" 사이의 전이 구역에서 유전성 화학양론적 필름의 스퍼터 증착을 촉진하기 위해, 전원에 의해 유지되는 일정한 표적 전압에서 제어된다. A method and apparatus for monitoring and controlling reactive sputter deposition are provided. They are particularly useful for high-rate deposition of dielectric stoichiometric compounds (e.g., metal-oxides, metal-nitrides, metal-oxynitrides, etc.) on various substrates using high power magnetron sputtering a metal target, including high power impulse magnetron sputtering with target power densities of up to several kWcm -2 in short target (cathode) voltage pulses (typically 40 µs to 200 µs). For a given nominal target power level, target material and source gases, a pulsed flow rate of the reactive gas into a vacuum chamber is controlled at a constant target voltage, kept by a power supply, to promote sputter deposition of the dielectric stoichiometric films in a transition region between a "metallic mode" and a "covered (poisoned) mode".