DE102009032152A1 - Method for coating a substrate with a transparent metal oxide layer using magnetron sputtering comprises directing the plasma for the sputtering onto the sputtered target material in the coating region - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung eines Substrats mit einer transparenten Metalloxid-Schicht mittels Magnetron-Sputtern, indem das Substrat in einer Beschichtungskammer an einer oder mehr Kathoden vorbeibewegt wird, die das sputterbare Targetmaterial umfassen. Die Kathoden weisen jeweils ein sich zumindest über die Länge der Kathode erstreckendes Magnetsystem auf. Die Metalloxid-Schicht wird in einem von Blenden begrenzten Beschichtungsbereich auf dem Substrat abgeschieden.The The invention relates to a method for coating a substrate with a transparent metal oxide layer by means of magnetron sputtering, by placing the substrate in one coating chamber at one or more Passing cathodes comprising the sputterable target material. The cathodes each have at least over the Length of the cathode extending magnet system. The metal oxide layer is applied in an aperture-limited coating area on the Substrate deposited.
Die Erfindung betrifft ebenso eine Beschichtungskammer für eine Beschichtungsanlage zur Durchführung des Verfahrens.The The invention also relates to a coating chamber for a coating system for carrying out the method.
Beim Magnetronsputtern wird im Prozessgas zwischen dem zu beschichtenden Substrat und einer Kathode ein Plasma gezündet, dessen positive Ladungsträger durch den sogenannten Sputtereffekt (Abstäuben, d. h. durch Ionenbombardement induziertes Herausschlagen von Atomen aus der Festkörperoberfläche) die oberen Schichten einer Targetoberfläche abtragen. Es können Metalle unter Anwesenheit von Sauerstoff in der Beschichtungsatmosphäre gesputtert und als Oxid auf dem Substrat oder alternativ nicht- oder teilreaktiv von einem oxidischen Target abgeschieden werden.At the Magnetron sputtering is in the process gas between the to be coated Substrate and a cathode ignited a plasma whose positive charge carriers by the so-called sputtering effect (dusting, d. H. Ion bombardment induced hammering out of atoms from the solid surface) the upper layers ablate a target surface. It can be metals in the presence of oxygen in the coating atmosphere sputtered and as an oxide on the substrate or alternatively non- or partially reactively deposited by an oxidic target.
Ebenso ist es möglich, Oxide oder andere Metallverbindungen als Targetmaterial einzusetzen und zu sputtern. Bei letzterem kommt es häufig zu Dissoziationen, d. h. Freisetzen von Sauerstoff während des Sputtervorgangs. Es ist aber ebenso möglich, dass die Metalloxide oder Metallverbindungen ohne zu dissoziieren gesputtert und auf dem Substrat abgeschieden werden. Bei Anwesenheit von Sauerstoff im Prozessgas reagiert das abgetragene Sputtermaterial mit dem Sauerstoff als Reaktivgas und schlägt sich als Oxid auf einem gegenüber liegend angeordneten Substrat nieder. Die chemische Reaktion zu stöchiometrischen Verbindungsschichten auf dem Substrat wird durch die mit dem Sputterprozess verknüpfte Plasmaentladung und die damit resultierende energetische Anregung der Reaktanten, auch als Spezies bezeichnet, verstärkt.As well It is possible to use oxides or other metal compounds as Insert and sputter target material. When the latter comes it often leads to dissociation, d. H. Release of oxygen during the sputtering process. But it is also possible that the metal oxides or metal compounds without dissociating sputtered and deposited on the substrate. In presence of oxygen in the process gas, the eroded sputtering material reacts with the oxygen as reactive gas and turns out to be Oxide on a substrate arranged opposite low. The chemical reaction to stoichiometric compound layers on the substrate is by the associated with the sputtering process Plasma discharge and the resulting energetic excitation the reactants, also referred to as species, amplified.
Eine Bereitstellung des Reaktivgases oder dessen Ergänzung bei Verlusten infolge der Vakuumerzeugung oder bei der Einstellung eines definierten Gasanteils erfolgt entweder durch eine gezielte Zufuhr in die Beschichtungskammer mittels eines Gaseinlasssystems.A Provision of the reactive gas or its supplement at Losses due to vacuum generation or when setting a defined gas fraction takes place either by a targeted supply into the coating chamber by means of a gas inlet system.
Zur Unterstützung der Plasmabildung wie auch der Beschleunigung der Ionen auf die Targetoberfläche ist auf der dem Plasma abgewandten Seite des Targets ein Magnetsystem mit nebeneinander liegenden Magneten örtlich wechselnder Polung angeordnet. Bekanntermaßen besteht ein solches, zum Magnetron-Sputtern eingesetztes Magnetsystem aus einem zentralen Magnetpol den ein zweiter, entgegengesetzter Magnetpol ringförmig umgibt. Aufgrund des sich dadurch ausbildenden, tunnelförmigen und in sich geschlosssenen Magnetfeldes wird das Targetmaterial über dem Spalt zwischen zwei Magnetpolen, wo die Magnetfeldlinien parallel zur Targetoberfläche verlaufen, in besonderem Maße abgetragen, so dass sich in diesem Bereich ein ringförmiger Sputtergraben ausbildet.to Support for plasma formation as well as acceleration The ions on the target surface are on the plasma opposite side of the target a magnet system with juxtaposed Magnets of locally changing polarity arranged. As is known, exists such, used for magnetron sputtering magnet system from a central magnetic pole the second, opposite Magnetic pole surrounds annular. Because of this training, tunnel-shaped and self-contained Magnetic field will be the target material across the gap between two magnetic poles, where the magnetic field lines parallel to the target surface run, in particular, worn, so that in this area an annular sputter trench is formed.
Dieser wird auch als Racetrack bezeichnet. Der örtliche Verlauf des magnetisch geführten, in sich geschlossenen Plasmarings korreliert mit der Erosion des Targetmaterials.This is also known as Racetrack. The local course of the magnetically guided, self-contained plasma ring correlates with the erosion of the target material.
Zum Magnetron-Sputtern werden planare oder alternativ Rohrkathoden eingesetzt. Letztere sind insbesondere zum Beschichten von verschiedenen großflächigen Substraten bekannt und werden hierbei häufig als Doppelkathode verwendet. Eine Kathode umfasst ein Magnetsystem, welches sich über die gesamte Länge der Kathode erstreckt und im Querschnitt betrachtet aus zumindest drei nebeneinander angeordneten Magneten besteht. Infolge dieser Magnetanordnung bildet sich jeweils ein ringförmiger Racetrack auf dem Target aus, und erstreckt sich parallel zu dessen Längsachse über dessen gesamte Länge.To the Magnetron sputtering uses planar or alternatively tubular cathodes. The latter are especially for coating of various large areas Substrates known and are often used as a double cathode used. A cathode comprises a magnet system which extends over the entire length of the cathode extends and in cross section considered from at least three adjacent magnets consists. As a result of this magnet arrangement forms each one annular racetrack on the target, and extends parallel to its longitudinal axis over its entire Length.
In
der deutschen Gebrauchsmusterschrift
Auch
in der
Mittels
Magneronsputtern können die verschiedensten Materialien
abgeschieden werden, sowohl elektrisch leitfähige als auch
dielektrische. Das Target besteht z. B. aus Metallen, Legierungen
oder Oxidmaterialien. In der
Durch reaktives Magnetron-Sputtern von metallischen Targets oder Magnetronsputtern von Metalloxid-Targets werden z. B. Metalloxid-Schichten, die bei Verwendung geeigneter Sputtermaterialien transparent sein können, abgeschieden. Derartige Oxidschichten werden aufgrund ihrer optischen Eigenschaften für eine Reihe verschiedener Einsatzgebiete verwendet. Anwendungen sind z. B. transparente Elektroden in Flachbildschirmen, in Dünnfilm-Solarzellen oder Komponenten in optisch selektiven Schichtsystemen.By reactive magnetron sputtering of metallic targets or magnetron sputtering of metal oxide targets are z. B. metal oxide layers, at Using suitable sputtering materials can be transparent, deposited. Such oxide layers are due to their optical Properties for a number of different applications used. Applications are z. B. transparent electrodes in flat screens, in thin film solar cells or optically selective components Layer systems.
Entsprechend der Anwendungsmöglichkeiten kommen verschiedene Substrate in Betracht, z. B. Glas, Metall, Silizium oder flexible Kunststofffolien. Es ist bekannt, transparente leitfähige Schichten aus verschiedenen Metalloxid-Schichten herzustellen, die darüber hinaus durch geeignete Dotierung mit einem Material der dritten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, z. B. Aluminium oder Gallium die erforderliche Leitfähigkeit aufweisen können. Derartige transparente leitfähige Schichten sind als TCO-Schicht (Transparent Conducting Metal Oxid-TCO) bekannt, z. B. Schichten aus Indiumoxid, Zinnoxid oder Indium-Zinn-Oxid (ITO), wobei Schichten aus Zinkoxid an Bedeutung gewinnen, da sie preiswerter herzustellen, nicht toxisch, leicht zu dotieren und haltbar unter wasserstoffhaltiger Atmosphäre sind. Die Beschichtung erfolgt in Vakuumbeschichtungsanlagen, die je nach dem aufzubringenden Schichten oder Schichtsystemen eine oder mehrere Beschichtungskammern aufweisen.Corresponding The application possibilities come from different substrates into consideration, for. As glass, metal, silicon or flexible plastic films. It is known, transparent conductive layers of different In addition, through metal oxide layers produce suitable doping with a material of the third main group of Periodic table of elements, eg. As aluminum or gallium the required Conductivity may have. Such transparent conductive layers are as TCO layer (Transparent Conducting Metal Oxide TCO) known, for. B. layers of indium oxide, tin oxide or indium tin oxide (ITO), with layers of zinc oxide being important gain as they make cheaper, non-toxic, easy to dope and durable under hydrogen-containing atmosphere are. The coating takes place in vacuum coating systems, the depending on the layers or layer systems to be applied or more coating chambers.
Eine wesentliche Anforderung an eine transparente Metalloxid-Schicht ist deren Transmission, die direkt mit dem spezifischen Flächenwiderstand verknüpft ist, und die Homogenität der optischen Eigenschaften. In den bekannten Verfahren besteht das Problem, dass die Transmission der abgeschiedenen Schicht zumindest abschnittsweise durch eine Teilschicht vermindert wird, die aus nicht oder unterstöchiometrisch oxidiertem Targetmaterial über oder unter der eigentlichen Metalloxid-Schicht abgeschieden wird. Diese parasitäre Zwischenschicht weist infolge der abweichenden Schichtzusammensetzung eine höhere Absorption und damit einen deutlich geringeren Transmissionsgrad auf, der die optischen Eigenschaften der Metalloxid-Schicht in nicht zu vernachlässigender Weise ändert.A Essential requirement for a transparent metal oxide layer is their transmission, which is directly linked to the sheet resistivity is, and the homogeneity of the optical properties. In The known method has the problem that the transmission the deposited layer at least in sections through a sub-layer is diminished, which is not or substoichiometric Oxidized target material above or below the actual Metal oxide layer is deposited. This parasitic Intermediate layer has a due to the different layer composition higher absorption and thus a much lower degree of transmission on, the optical properties of the metal oxide layer in not negligibly changes.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Magnetron-Sputtern und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit welchen es möglich ist, die Transmission von im Durchlaufverfahren hergestellten Metalloxid-Schichten zu erhöhen, indem die Ausbildung parasitärer, Licht absorbierender Teilschichten vermieden wird.It Therefore, an object of the present invention is a method for magnetron sputtering and to provide an apparatus for carrying out the method, with which it is possible, the transmission of the continuous process to increase prepared metal oxide layers by the Formation of parasitic, light-absorbing sublayers is avoided.
Mit den beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen ist es möglich, überall dort in der Beschichtungskammer, wo zerstäubtes, dampfförmiges Targetmaterial über dem Substrat anliegt, Plasma mit der gewünschten Dichte und Homogenität bereitzustellen, so dass in dem gesamten, durch Blenden, Kammerwandung und gegebenenfalls andere Komponenten der Beschichtungskammer begrenzten Beschichtungsbereich, in welchem sich zerstäubtes Targetmaterial auf dem Substrat abscheidet, das dem Sputtern dienenden Plasma auf das zerstäubte Targetmaterial einwirkt.With The described methods and devices make it possible everywhere there in the coating chamber where atomized, vaporous target material over abutting the substrate, plasma of the desired density and to provide homogeneity, so that throughout, through diaphragms, chamber wall and possibly other components the coating chamber limited coating area, in which sputtered target material deposits on the substrate, the sputtering plasma on the sputtered target material acts.
Verfahren und Vorrichtung gestatten es, den Zutritt von Plasma und zerstäubtem Targetmaterial in einen Raum außerhalb des räumlichen Ausdehnungsbereichs des Plasmas und des zerstäubten Targetmaterials zu vermeiden.method and device allow it, the access of plasma and atomized Target material in a space outside the spatial Expansion range of the plasma and the sputtered target material to avoid.
Das schließt ein, dass zur Vermeidung der Streudampfeinflüsse auf die Transmission der Metalloxid-Schicht entweder alle das Substrat beschattenden Einbauten, insbesondere Blenden aus dem räumlichen Ausdehnungsbereich entfernt werden, so dass am Substrat anliegender Streudampf vermieden wird oder dass, entsprechend einer Ausgestaltung des Verfahrens und der dafür verwendeten Beschichtungskammer unvermeidlicher Streudampf mittels der besonderen, von der bisher üblichen abweichenden Anordnung von Blenden vom Substrat ferngehalten wird.The includes that to avoid the effects of scattered steam on the transmission of the metal oxide layer either all the substrate shading installations, in particular screens from the spatial Extension area are removed, so that more adjacent to the substrate Scattering steam is avoided or that, according to an embodiment of the process and the coating chamber used therefor unavoidable littering steam by means of the special, from the usual deviating arrangement of diaphragms is kept away from the substrate.
In letzterem Fall werden die Blenden so nah wie möglich über dem Substrat angeordnet. D. h. es wird solch ein Abstand zwischen Blenden und Substrat eingestellt, dass ein Substrattransport gerade noch ungehindert erfolgen kann. Blenden, die üblicherweise im Randbereich des Substrats und meist an der Kammerwandung montiert sind, liegen somit derart dicht über dem Substrat, dass kein oder nur ein zu vernachlässigender Anteil von Streudampf auf das Substrat und ebenso kein Plasma von der Kathode aus betrachtet hinter die Blenden, d. h. zwischen Blende und Substrat gelangen kann.In In the latter case, the apertures become as close as possible arranged the substrate. Ie. there will be such a gap between Apertures and substrate set that substrate transport just barely can take place unhindered. Apertures, usually in the Edge region of the substrate and usually mounted on the chamber wall are so close to the substrate that no or only a negligible proportion of littering vapor on the substrate and also no plasma viewed from the cathode behind the panels, d. H. between the screen and the substrate can.
In ersterem Fall werden Blenden, die z. B. zum Schutz der Einbauten in der Beschichtungskammer notwendig sind, in Lage und Gestalt so konzipiert, dass sie einen zum Substrat hin sich öffnenden Raum begrenzen. Diese Variante kann insbeson dere bei unebenen Substraten angewendet werden.In the former case diaphragms, z. B. to protect the internals in the coating chamber are necessary, in position and shape so designed to create a space opening to the substrate limit. This variant can in particular uneven substrates be applied.
Beide Maßnahmen bewirken, dass nur dort Targetmaterial auf das Substrat auftreffen kann, wo eine ausreichende Plasmaeinwirkung zur Aktivierung des zerstäubten Targetmaterials gewährleistet ist. Im Ergebnis werden nur homogene, stöchiometrische und damit hochtransparente Metalloxidschichten auf dem Substrat abgeschieden. Als Streudampf wird dabei das zerstäubte Targetmaterial bezeichnet, das sich entweder im Randbereich dessen räumlicher Verteilung innerhalb der Beschichtungskammer befindet oder in Zwischenräume eindringt, die durch Blenden oder Kammereinbauten gegenüber der einen oder mehrerer Kathoden beschattet sind, wie solchen zwischen Blenden und Substrat. Die Ausbreitung und Wirkung von Streudampf auf Transmission der Metalloxid-Schicht hängt erwartungsgemäß von den Prozessparametern, insbesondere vom Prozessdruck ab, so dass eine Anpassung der Gestalt und der Lage an die jeweils geltenden Prozessparameter erforderlich sein kann.Both Measures cause only there target material on the Substrate can strike, where a sufficient plasma exposure ensures activation of the sputtered target material is. As a result, only homogeneous, stoichiometric and thus depositing highly transparent metal oxide layers on the substrate. The scattered vapor is the atomized target material referred to, either in the edge region of its spatial distribution located inside the coating chamber or in spaces penetrates, which are opposed by apertures or chamber fittings one or more cathodes are shadowed, such as between Apertures and substrate. The spread and effect of littering vapor As expected, the transmission of the metal oxide layer depends on the process parameters, in particular from the process pressure, so that an adaptation of the form and the situation to the respectively applicable Process parameters may be required.
Da im Verlauf des Substrattransports jeder der senkrecht zur Substrattransportrichtung liegende Substratstreifen unter der Kathode hindurch bewegt wird, sind die das Substrat streifenweise überdeckenden Blenden regelmäßig nur eingangs und ausgangs der Beschichtungskammer angeordnet. Auf diese Weise wird vermieden, dass Streudampf unter die eingangsseitige Blende gelangt und sich dort als absorbierende Schicht auf dem Substrat niederschlägt, bevor durch den Weitertransport des Substrats darüber die Metalloxid-Schicht abgeschieden wird und unter der ausgangsseitigen Blende sich eine weitere parasitäte absorbierende Schicht bildet.There in the course of substrate transport, each of the perpendicular to the Substrattransportrichtung moving substrate strip is moved under the cathode, are the strips covering the substrate in strips regularly only at the beginning and end of the coating chamber arranged. In this way it is avoided that stray steam under the Input side aperture arrives and there as an absorbing layer precipitates on the substrate before passing through the substrate is deposited over the metal oxide layer and under the exit-side aperture another parasitic forms absorbent layer.
Da sich bei bewegten Substraten die Kathode mit ihren Magnetsystemen zur Erzielung einer über die Substratbreite homogenen Schicht häufig über die gesamte Substratbreite erstrecken, sind am seitlichen Rand der Substrate keine Blenden zur Abschirmung der Bereiche mit Abscheideraten unterhalb einer vordefinierten Größe erforderlich. Bei davon abweichenden Kathodenanordnungen oder in weiteren Anwendungsfällen, z. B. zum Schutz besonderer an den seitlichen Kammerwänden angeordneter Einbauten, sind jedoch auch vergleichbare Blendenanordnungen an den seitlichen Kammerwänden der Beschichtungskammer möglich.There moving substrates, the cathode with their magnetic systems to achieve a homogeneous over the substrate width layer often extend over the entire substrate width, are at the lateral edge of the substrates no screens for shielding the areas with deposition rates below a predefined size required. In deviating cathode arrangements or in others Use cases, eg. B. to protect special on the side Chamber walls arranged internals, but are also comparable Aperture arrangements on the lateral chamber walls of the coating chamber possible.
Auch diese Blenden zum Schutz der Kammerwandung und der Einbauten der Beschichtungskammer sind dann mit solch einer Lage zum Substrat anzuordnen, dass ein Zutritt von Plasma und Targetmaterial in diesem Randbereich nicht relevant behindert oder wie oben beschrieben alternativ verhindert wird. In einer Ausgestaltung werden die Blenden zur Abschirmung der Kammerbauteile mit den Blenden zur Abschirmung der Substratränder kombiniert, indem jeweils ein Schenkel der Blenden so lang ist und derart montiert ist, dass er die Kammerwandung in dem am meisten durch Targetmaterial belasteten Bereich unterhalb der Kathode bedeckt.Also These panels protect the chamber wall and the internals of the Coating chamber are then to be arranged with such a position to the substrate, that access of plasma and target material in this edge area is not hindered relevant or alternatively prevented as described above. In one embodiment, the panels are used to shield the chamber components combined with the shields to shield the substrate edges, in each case one leg of the panels is so long and so mounted is that he has the chamber wall in the most by target material covered area under the cathode.
Der Zutritt von Targetmaterial in Zwischenräume hängt bei dem für das Sputtern erforderlichen Hochvakuumbedingungen hauptsächlich von den Materialeigenschaften ab. So wird z. B. Zink am eingelassenen Argon-Prozessgas stark gestreut und breitet sich infolge dessen verstärkt als Streudampf in der gesamten Beschichtungskammer aus. Hinzu tritt, dass z. B. Zink einen geringen Haftungskoeffizienten (Sticking Coefficient) hat, so dass die Verteilung des Streudampfes durch Haftung an Bauteilen der Beschichtungskammer nur bedingt vermindert wird. So haben auch weitere atomare Effekte Einfluss auf die Ausbreitung von Streudampf. Folglich ist der Abstand der das Substrat überdeckenden Blenden auf die verwendeten Targetmaterialien abzustimmen. Hier erweist es sich von Vorteil, wenn der Blendenabstand zum Substrat und damit zu der Ebene, in welcher das Substrat durch die Beschichtungskammer bewegt wird, einstellbar ist.Of the Access of target material in gaps depends at the high vacuum conditions required for sputtering mainly from the material properties. So will z. For example, zinc is strongly scattered and diffused in the argon process gas As a result, reinforced as scattering steam throughout Coating chamber off. In addition occurs that z. As zinc a small Sticking coefficient (sticking coefficient) has, so the distribution the scattering vapor by adhesion to components of the coating chamber is reduced only conditionally. So also have more atomic effects Influence on the spread of scattered steam. Consequently, the distance is the covering the substrate on the used Match target materials. Here it proves to be an advantage when the aperture distance to the substrate and thus to the plane, in which the substrate is moved through the coating chamber, is adjustable.
Darüber hinaus kann die Ausbreitung von Streudampf insbeson dere für derartig problematische Materialien durch die Anordnung einer Kühlfalle gemäß einer weiteren Ausgestaltung von Verfahren und dazu verwendeter Vorrichtung beschränkt werden. Um jedoch lediglich unerwünschten Streudampf und nicht ausreichend aktiviertes Targetmaterial aus dem Beschichtungsbereich einzusammeln, besteht keine direkte Sichtverbindung zwischen einer solchen Kühlfalle und dem Plasma. Das bedeutet, eine Kühlfalle ist außerhalb des räumlichen Ausdehnungsbereichs des Plasmas und des zerstäubten Targetmaterials, im so genannten Dampfschatten angeordnet. Die Kühlfalle sammelt nicht nur Streudampf sondern auch andere leicht kondensierbare Gasanteile, insbesondere Wasserdampf ein, so dass eine Regulierung des Partialdruckes solcher Gase möglich ist.About that In addition, the spread of littering steam in particular for Such problematic materials by the arrangement of a cold trap according to a further embodiment of the method and device used for this purpose be limited. However, only unwanted Scattering vapor and insufficiently activated target material from the Collecting coating area, there is no direct line of sight between such a cold trap and the plasma. That means, a cold trap is outside the spatial Expansion range of the plasma and the sputtered target material, arranged in the so-called steam shadow. The cold trap collects not only scattered vapor but also other easily condensable gas components, In particular, steam, so that a regulation of the partial pressure such gases is possible.
Die wie oben beschrieben wirkenden Blenden können auf unterschiedliche Art gestaltet und montiert sein, ohne dass sie das Substrat beschatten.The As described above acting aperture can on different Art be designed and mounted without shading the substrate.
In Beschichtungskammern werden häufig L-förmige Blenden verwendet. Um hier die oben beschriebene Wirkung zu erzielen, werden diese Blenden mit einem, regelmäßig dem längeren, Schenkel an einer Kammerwandung montiert, so dass sich der zweite Schenkel parallel und mit geringst möglichem Abstand zum Substrat erstreckt. Dieser Schenkel wird bevorzugt so kurz wie möglich gestaltet sein. Eine derart gestaltete Blende kann sich entweder mit dem parallel zum Substrat ausgerichteten Winkel in die Kammer hinein erstrecken oder alternativ in Richtung Kammerwandung, z. B. in die Transportöffnung hinein, einen Durchgang in der Kammerwandung durch welche die Substrate durch die Beschichtungskammer hindurch transportiert werden. Damit ist der tunnelartige Bereich, welchen die Substrate beim Kammerwechsel passieren müssen, zu verkürzen, so dass die Einwirkung des Plasmas vergrößert wird. Darüber hinaus wird die Abscheidung von hinter die Blenden gelangtem Streudampf vermieden, da mögliche Zwischenräume verschlossen sind.In coating chambers L-shaped panels are often used. In order to achieve the effect described above, these panels are fitted with a, regularly the longer leg on a chamber wall, so that the second leg parallel and with the least possible Distance from the substrate extends. This leg will preferably be designed as short as possible. Such a designed aperture can either extend into the chamber with the angle aligned parallel to the substrate or alternatively in the direction of the chamber wall, z. B. in the transport opening, a passage in the chamber wall through which the substrates are transported through the coating chamber. Thus, the tunnel-like area, which the substrates have to pass through the chamber change, to shorten, so that the action of the plasma is increased. In addition, the deposition of scattered vapor which has passed behind the baffles is avoided since possible gaps are closed.
Anstelle einer L-Form können die Blenden auch andere Formen aufweisen, die eine Abschattung des Substrats gegenüber dem Plasma vermeiden. In einer weiteren Ausgestaltung der Beschichtungskammer, werden der kommaförmige Blenden eingesetzt, die zur Kammerwandung hin geöffnet sind, so dass der Beschichtungsbereich zum Substrat hin erweitert wird und das Substrat in einer größeren Fläche beschichtet werden kann. Auch in dieser Gestalt kann die Blende in einen Durchgang ragen, wobei von der L-Form ausgehend mit zunehmendem Winkel des abgewinkelten Teils der Blende die Wechselwirkung des Plasmas auch im Tunnel zwischen zwei Kammern verbessert werden kann. Je nach Gestalt der Kammerwandung, Einbauten oder möglichen Öffnungen in der Wandung können die kommaförmigen Blenden direkt an der Kammerwandung oder mit einem Abstand dazu montiert sein. Auch der Einfluss anderer als der Transportöffnungen in der Kammerwandung können mit solchen Blenden vermindert werden.Instead of an L-shape, the apertures may also have other shapes, which is a shading of the substrate with respect to the plasma avoid. In a further embodiment of the coating chamber, the comma-shaped panels are used, the chamber wall are open, so that the coating area for Substrate is expanded and the substrate in a larger Surface can be coated. Also in this shape For example, the panel may protrude into a passage starting from the L-shape with increasing angle of the angled portion of the aperture the interaction of the plasma can also be improved in the tunnel between two chambers can. Depending on the shape of the chamber wall, installations or possible openings in the wall can the comma-shaped panels mounted directly on the chamber wall or at a distance therefrom be. Also, the influence of other than the transport openings in the chamber wall can be reduced with such panels become.
In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Blende eine ebene Platte, die vor eine Kammerwandung parallel oder mit einer zum Substrat hin öffnenden Neigung montiert wird. Auf diese Weise wird im Vergleich zur L-förmigen, in die Beschichtungskammer ragenden Blende der Beschichtungsbereich erweitert bei gleichzeitiger Verblendung von in die Beschichtungskammer ragende Komponenten, so dass diese das Substrat nicht beschatten und keine unerwünschten Zwischenräume bilden.In In another embodiment, a diaphragm is a flat plate, in front of a chamber wall in parallel or with a to the substrate towards the opening slope is mounted. This way will in comparison to the L-shaped projecting into the coating chamber Aperture of the coating area extended with simultaneous veneering of protruding into the coating chamber components, so that this Do not shade the substrate and no unwanted gaps form.
In Abhängigkeit von der Gestalt, insbesondere bei allen den Beschichtungsbereich öffnenden Blenden, kann mittels eines Vorsprunges in der Kontur der Blende Störungen der abgeschiedenen Schicht durch auf die Schicht oder das Substrat fallende Partikel vermieden werden. Es ist selbstverständlich, dass dieser Vorsprung wie auch die Blende selbst so gestaltet ist, dass keine Beschattung des Substrats erfolgt.In Dependence on the figure, especially in all the Coating area opening aperture, can by means of a Projection in the contour of the aperture Disturbances of the deposited layer avoided by falling on the layer or the substrate particles become. It goes without saying that this lead as well as the screen itself is designed so that no shading of the substrate.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigtThe Invention will be described below with reference to an embodiment be explained in more detail. In the associated Drawing shows
In
Die
Rohrkathoden
Im
Inneren der Rohrkathoden
Durch
den Einsatz zweier Rohrkathoden
Das
Substrat
Als
optionale Ausgestaltung zeigt
Aufgrund
der im Ausführungsbeispiel dargestellten ebenen Substrate
In
den
Die
Blende
Eine
ebene, plattenförmige Blende
Eine
kommaförmige Blende
Während
der Beschichtung wird ein Plasma dort gezündet, wo die
Magnetfeldlinien parallel zur Targetoberfläche verlaufen,
folglich mittig zwischen zwei Magnetpolen
Die
Ausführungsbeispiele wurden anhand von Rohrkathoden dargestellt.
Die beschriebene Gestaltung und Verwendung von Blenden
- 11
- Kathodecathode
- 22
- Trägerrohrsupport tube
- 33
- Längsachselongitudinal axis
- 44
- Targetmaterialtarget material
- 55
- Substratsubstratum
- 66
- SubstrattransportrichtungSubstrate transport direction
- 77
- Transportvorrichtungtransport device
- 99
- Magnetsystemmagnet system
- 1010
- Magnetpolmagnetic pole
- 1212
- Normale des mittleren Magnetpolsnormal of the middle magnetic pole
- 1414
- Normale des Substrats, Normale der Substratebenenormal of the substrate, normal of the substrate plane
- 1616
- Substratebenesubstrate plane
- 2020
- Kammerwandungchamber wall
- 2222
- Durchgangpassage
- 2424
- Blendecover
- 2626
- RacetrackRacetrack
- 2828
- Kühlfallecold trap
- φφ
- Winkelangle
- AA
- Abstand Blende-Substratdistance Lens substrate
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 202005015067 U1 [0009] - DE 202005015067 U1 [0009]
- - US 6488824 B1 [0010] - US 6488824 B1 [0010]
- - WO 92/01081 [0011] WO 92/01081 [0011]
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- 2009-07-07 DE DE102009032152A patent/DE102009032152A1/en not_active Ceased
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