CN1662672A - 覆层设备 - Google Patents

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CN1662672A
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A·卡斯特纳
B·希什卡
A·普夫鲁格
N·马科梅斯
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Abstract

在一个覆层设备中一个容器(1)通过一个遮挡板(2)分成一个阴极空间(3)和一个基底空间(4)。不仅阴极空间(3)而且基底空间(4)都具有一个紧挨着的抽吸机构(10，16)和一个自身的气体输送机构(8，14)，并且进入阴极空间(3)的气体输送机构(8)与一个工艺气体源(9)连接，而基底空间(4)的气体输送机构(14)与一个反应气体源(15)连接。

Description

覆层设备
本发明涉及一种具有一个包括一个抽吸机构和一个气体输送机构的容器(Rezipient)的覆层设备，在所述容器中安置一个喷射阴极(Zerstaeuberkathode)和一个基底支架，并且其中所述容器通过一个设置在喷射阴极与基底支架之间的遮挡板分成一个阴极空间和一个基底空间。
一种上述形式的覆层设备是EP 0795 623的主题。对于在这个文献中所示的覆层设备由氩气和氧气组成的工艺气体靠近基底流进基底空间中，并且在遮挡板上方通过一个阴极空间处的抽吸机构排出。一个设计为λ探头的测量机构在阴极空间中用于监控阴极空间中的氧气含量，并且根据氧气含量控制喷射阴极的功率。由于共同输送反应气体和工艺气体、并且由于通过阴极空间上的抽吸机构排出气体，就不能够避免喷射阴极的靶遭受一种可观的氧浓度。由此导致所不期望的靶氧化，这样代替一个所期望的高的金属氧化率产生一个低的氧化的氧化率。按照EP 0 795 623的遮挡板具有通过倾斜覆层对于降低覆层质量进行抑制的作用。
本发明要解决的问题是，这样构成一个上述类型的覆层设备，使得能够实现一个足够高的反应气体浓度，以便能够实现所构成的覆层的完全反应，而不会由此同时使靶表面以不期望的方式与反应气体反应，并由此导致覆层设备的效率降低。
这个问题按照本发明由此得以解决：不仅阴极空间而且基底空间都具有一个紧挨着的抽吸机构和一个自身的气体输送机构；并且通向阴极空间的气体输送机构与一个工艺气体源连接，而用于基底空间的气体输送机构与一个反应气体源连接。
通过覆层设备的这种方案在阴极空间和基底空间中导致尽可能独立的气体通流。按照本发明反应气体通过遮挡板与溅射过程屏蔽。由此只有无关紧要的反应气体量-通常是氧气量到达阴极空间，由此导致靶表面较小的反应，并由此减小覆层设备的覆层功率。形成覆层的、源自靶表面的颗粒流穿过遮挡板开孔到达基底。由于按照本发明的在容器中构成两个独立的气体流，在遮挡板中的开孔可以大到很少阻止源自靶表面的颗粒到达朝向基底的路径上，而不会相反不期望地使许多氧气到达喷射阴极并在那里导致氧化。已经证实，所述遮挡板对于溅射颗粒的遮挡作用由于在靶上较少的反应气体分量能够通过在靶上可实现的速率提高进行过补偿。通过按照本发明的覆层设备在通过反应运行的DC喷射阴极产生透明的SnO和ZnO覆层时已经特别明显地提高覆层效率。
当阴极空间和基底空间分别与一个自身的低压泵站连接时，产生一个特别良好的气流分离。
如果不仅在阴极空间中而且在基底空间中所述气体输送机构和抽吸机构都设置在对置的侧面上，则有利于这两个气流的进一步分离。
如果在容器中在喷射阴极与基底之间设置一个阳极，则有利于进一步改善覆层质量。
如果按照本发明的另一改进方案所述阳极在基底空间中被遮挡板遮盖地设置在遮挡板与基底支架之间，则可以尽可能少地阻碍等离子辉光对覆层生长的影响。这种阳极起到使等离子辉光穿过遮挡板开孔在基底的覆层位置上在缝隙闸的方向上延伸。在此也能够改善覆层特性。尤其是通过这样一种阳极布置能够实现一个厚的层厚。因为阳极被遮挡板遮盖，所以不会导致值得一提的阳极覆层。
所述阳极可以以常见的方式构成。特别有利的是，阳极通过两个未加热的管构成。因为SnO和ZnO覆层具有相对较高的导电性，所以在基底覆层过程期间被迫产生的阳极覆层和其由此出现的功能损失对于这种覆层材料没有影响。但是也可以规定，使通过一个弱磁场包围的阳极脉冲式地置于负的电位上，以使阳极保持导电和清洁。
但是也可以规定，所述阳极同时构成遮挡板。
如果阴极是一个双磁控管阴极(Doppel-Magnetronkathode)，则进一步提高覆层设备的效率。
如果按照本发明的另一改进方案所述阴极是一个旋转阴极，则所述靶可以尽可能均匀地剥蚀，并因此具有一个尽可能长的寿命。
如果按照本发明的另一改进方案在阴极空间中设置一个用于反应气体的测量机构并且所述覆层设备具有一个取决于反应气体在阴极空间中浓度的喷射阴极的功率调节机构，则能够可靠地避免靶的氧化并由此实现较低的腐蚀率。
如果在基底的输送方向上的测量的遮挡板的遮挡板开孔的长度与在基底输送方向上的测量的喷射阴极的宽度的比例小于0.75、最好为0.5至0.3，已经证实是特别有利的。
本发明允许不同的实施形式。为了进一步阐明其基本原理在附图中简示出其中的一个实施例并在下面描述。
附图以截面图示出一个按照本发明的覆层设备。这个设备具有一个容器1，它通过一个遮挡板2分成一个阴极空间3和一个基底空间4。一个相对于容器1电绝缘的喷射阴极5位于阴极空间3中，该阴极对于这个实施例设计为磁控管阴极，并且在遮挡板2一侧具有一个靶6。在遮挡板2下方并被这个遮挡板遮盖地在基底空间4中设置一个阳极7。在图面上看去一个气体输送机构位于阴极空间3的左侧，该气体输送机构与一个工艺气体源9连接。在阴极空间3对面一侧设置一个具有一个低压泵站11的抽吸机构10。
一个具有一个要被覆层的基底13的基底支架12位于基底空间4中。在基底13的输送方向上测量的遮挡板2的遮挡板开孔长度与在基底13的输送方向上测量的喷射阴极5的宽度的比例小于0.75，最好为0.5至0.3。与阴极空间3一样所述基底空间4在与阴极空间3相同的一侧具有一个与反应气体源15连接的气体输送机构14。此外在气体输送机构14对面设有一个配有一个低压泵站17的抽吸机构16。
为了调节覆层过程，在阴极空间3中设置一个设计为λ探头的、具有一个探头加热机构(Sondenheizung)20的测量机构18，该测量机构与喷射阴极5的一个功率调节机构器19连接。由此测量在阴极空间3中反应气体的浓度-通常是氧气浓度，并据此调节喷射阴极5的电压。
附图标记列表
1  容器
2  遮挡板
3  阴极空间
4  基底空间
5  喷射阴极
6  靶
7  阳极
8  气体输送机构
9  工艺气体源
10 抽吸机构
11 低压泵站
12 基底支架
13 基底
14 气体输送机构
15 反应气体源
16 抽吸机构
17 低压泵站
18 测量机构
19 功率调节机构
20 探头加热机构

Claims (11)

1.具有一个包括一个抽吸机构和一个气体输送机构的容器(1)的覆层设备，在所述容器中安置一个喷射阴极(5)和一个基底支架(12)，并且其中所述容器(1)通过一个设置在喷射阴极(5)与基底支架(12)之间的遮挡板(2)分成一个阴极空间(3)和一个基底空间(4)，其特征在于，不仅阴极空间(3)而且基底空间(4)都具有一个紧挨着的抽吸机构(10，16)和一个自身的气体输送机构(8，14)，并且进入到阴极空间(3)中的气体输送机构(8)与一个工艺气体源(9)连接，而用于基底空间(4)的气体输送机构(14)与一个反应气体源(15)连接。
2.如权利要求1所述的覆层设备，其特征在于，所述阴极空间(3)和基底空间(4)分别与一个自身的低压泵站(11，17)连接。
3.如权利要求1或2所述的覆层设备，其特征在于，不仅在阴极空间(3)中而且在基底空间(4)中所述气体输送机构(8，14)和抽吸机构(10，16)都设置在对置的侧面上。
4.如上述权利要求中至少一项所述的覆层设备，其特征在于，在容器(1)中在喷射阴极(5)与基底(13)之间设置一个阳极(7)。
5.如权利要求4所述的覆层设备，其特征在于，所述阳极(7)在基底空间(4)中被遮挡板(2)遮盖地设置在遮挡板(2)与基底支架(12)之间。
6.如权利要求4所述的覆层设备，其特征在于，所述阳极(7)由两个未加热的管构成。
7.如上述权利要求中至少一项所述的覆层设备，其特征在于，所述阳极(7)同时构成遮挡板(2)。
8.如上述权利要求中至少一项所述的覆层设备，其特征在于，所述喷射阴极(5)是一个双磁控管阴极。
9.如上述权利要求中至少一项所述的覆层设备，其特征在于，所述喷射阴极(5)是一个旋转阴极。
10.如上述权利要求中至少一项所述的覆层设备，其特征在于，在阴极空间(3)中设置一个用于反应气体的测量机构(18)，并且所述覆层设备具有一个取决于反应气体在阴极空间(3)中浓度的喷射阴极(5)的功率调节机构(19)。
11.如上述权利要求中至少一项所述的覆层设备，其特征在于，在基底(13)的输送方向上所测量的遮挡板(2)的遮挡板开孔的长度与在基底(13)的输送方向上所测量的喷射阴极(5)的宽度的比例小于0.75，最好为0.5至0.3。
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