DE102011075851A1

DE102011075851A1 - Verfahren zur stabilen reaktiven Abscheidung von Oxiden von einer Rohrmagnetronanordnung in Vakuumbeschichtungsanlagen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102011075851A1
Application number: DE201110075851
Authority: DE
Inventors: Jörg Neidhardt
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne GmbH
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2031-05-14
Also published as: DE102011075851B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur stabilen reaktiven Abscheidung von Oxiden von einer Rohrmagnetronanordnung in Vakuumbeschichtungsanlagen, welche zumindest ein Rohrmagnetron aufweist, wobei Reaktivgas beiderseits der Rohrmagnetordnung eingeleitet wird, und eine Anordnung zur Gasführung an einer Rohrmagnetronanordnung in Vakuumbeschichtungsanlagen. Die Aufgabe, die darin besteht, das Hystereseverhalten zwischen dem metallischen und oxidischen Modus im Plasma des Racetracks beim reaktiven Sputtern von Rohrmagnetrons zu reduzieren bzw. eliminieren, um den Prozess regelbar zu gestalten und hohe Depositionsraten zu ermöglichen, wird dadurch gelöst, dass das Rohrtarget abstandsweise teilweise umschließende Gasleitungsmittel vorgesehen sind, mittels derer das Prozessgas in den Raum zwischen den Gasleitungsmitteln und Oberfläche des Rohrtargets strömt und das Rohrtarget umspült.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur stabilen reaktiven Abscheidung von Oxiden von einer Rohrmagnetronanordnung in Vakuumbeschichtungsanlagen, welche zumindest ein Rohrmagnetron aufweist, wobei ein Substrat in einer quer zur axialen Längserstreckung des rotierenden Rohrmagnetrons verlaufenden Längserstreckung der Vakuumbeschichtungsanlage an dem rotierenden Rohrmagnetronanordnung vorbei geführt wird und sich entlang der Richtung der Längserstreckung des Rohrmagnetrons ein Plasma über einem Racetrack ausbildet. Dabei wird zumindest ein Reaktivgas in den Prozessraum eingeleitet.
Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung zur Gasführung an einer Rohrmagnetronanordnung in Vakuumbeschichtungsanlagen, wobei die Rohrmagnetronanordnung zumindest ein Rohrmagnetron mit einem Rohrtarget und einem mit seiner Längserstreckung parallel zur axialen Richtung des Rohrtargets und auf der dem Substrat abgewandten Seite des Rohrtargets vom Substrat aus gesehen hinter dem Rohrtarget angeordneten Prozessgaskanal, aufweist.
Reaktives Sputtern von Metalloxiden ist ein wichtiges Abscheideverfahren von Oxiden für optische Beschichtungen und hat viele Anwendungen dank seiner Homogenität und der niedrigen Produktionskosten.
In Bezug auf Großflächenbeschichtung ist Aluminiumdioxid (Al₂O₃) von technischer Relevanz. Dies liegt einmal in seiner geringen Permeabilität und der daraus folgenden Anwendung als thermisch hochstabile Diffusionsbarriere, welche sowohl bezüglich der nötigen Schichtdicke als auch der Temperaturstabilität den Einsatzbereich gegenüber z.B. SiON signifikant erweitert. Das Al₂O₃ ist auch in allen seinen kristallographischen Phasen hochtransparent und extrem hart, was Anwendungen als Verschleiß- und Kratzschutz bei Oberflächen, die unter äußeren Einflüssen liegen, eröffnet.
Ein weiterer Anwendungsbereich ist die effektive Passivierung von p-Typ Si, sogenannten PERC Zellen. Dabei kommt insbesondere die Eigenschaft des Al₂O_3, negative feste Ladungen an der Grenzfläche zum Si auszubilden, zum Tragen (back-surface-field), welche effektiv die Rekombination und damit einen Wirkungsgradverlust der Zellen verhindert.
Für eine technologisch relevante Prozessführung ist es somit notwendig, über die Schichten von einer Breite größer als 1 Meter homogen und mit hoher Rate abzuscheiden, was mit physikalischen Gasphasenabscheidung Prozessen (PVD) grundsätzlich möglich ist.
Leider ergeben sich aber beim Sputtern vom Al₂O₃ größere Probleme. Das Sputtern vom keramischen Target ist insbesondere über Radiofrequenzsputtern (RF-Sputtern)-Prozesse möglich. Das RF-Sputtern hat aber den Nachteil, dass sich diese Frequenz nicht über längere Targets homogen einspeisen lässt und mit einer sehr niedrige Depositionsrate arbeitet, was diese Art der Leistungsversorgung und somit das Sputtern vom keramischen Target von einer Länge größer als 1 Meter unmöglich macht.
Eine andere Möglichkeit des Abscheidens von Al₂O₃ stellt eine reaktive Prozessführung des Sputterns vom rein metallischen Target unter Sauerstoff (O₂) Partialdrücken dar. Allerdings ist der reaktive Sputterprozess oft sehr instabil in der Übergangszone zwischen dem metallischen und oxidischen Modus. In diesem Bereich ist der reaktive Sputterprozess häufig mit einer sehr ausgeprägten und unerwünschten Hysterese verbunden. Diese stellt ein Regelproblem dar, da es ab einem gewissen Sauerstoffpartialdruck zwei Arbeitspunkte gibt, die erst bei hohen Gasflüssen wieder zusammenlaufen. Dies bedingt, dass die Abscheidung von stöchiometrischem Al₂O₃ nur im voll oxidierten Modus, d.h. in einem Targetvergiftung-Modus, in dem die Targetoberfläche mit Sauerstoff voll bedeckt ist, bei technologisch irrelevant niedrigen Raten möglich ist.
Für hohe Abscheideraten ist es notwendig, wegen der niedrigen Sputterausbeute und daher niedriger Abscheiderate des Oxids das Abscheiden von einem vergifteten Target zu vermeiden. Auf der anderen Seite führt ein Sputtern im metallischen Modus in der Regel zu unterstöchiometrischen Schichten, die nicht über die gewünschten Eigenschaften verfügen.
Daher sind im Stand der Technik zahlreiche Versuche unternommen worden, um den Übergangsbereich zu stabilisieren und damit hohe Depositionsraten zu erzielen. Eine aus dem Stand der Technik bekannte Methode ist die aktive Prozesskontrolle mit dem Sauerstoffpartialdruck als Regelgröße. Allerdings ist diese Partialdruckregelung in großen Beschichtungsanlagen aufgrund der großen Kammerdimensionen problematisch, da der Sauerstoffpartialdruck aufgrund sich bewegender Substrate in der Regel nicht homogen verteilt wird und darüber hinaus noch zeitlich abhängig ist.
Versuche, den reaktiven Prozess auf größere Targets zu übertragen, zeigten ein zusätzliches Problem auf. Schon bei relativ moderaten O₂ Partialdrücken bildet sich eine inhomogene Al₂O₃ Bedeckung des Targets aus. Diese Flächen haben eine höhere Sekundärelektronenausbeute, welche einerseits die Ursache für die stark ausgeprägte Hysterese ist, anderseits aber bei größeren Flächen aufgrund der niedrigeren Plasmaimpedanz zu einer inhomogenen Leistungseinspeisung und somit inhomogenen Raten über die Targetlänge führt.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass sich die Hysterese über die installierte Saugleistung, die Leistungsdichte, die Targetzusammensetzung und die Beimischung von anderen reaktiven Gasen beeinflussen lässt. Diese aus dem Stand der Technik bekannten Erkenntnisse beziehen sich allerdings nur auf planare Targets und sind nur bedingt auf Rohrkatoden anwendbar.
Bei planaren Targets ist aufgrund der Magnetfeldunterstützung das Plasma im Wesentlichen auf ein als Ring ausgebildetes tunnelförmiges Magnetfeld begrenzt. Infolge dessen ist das Targetmaterial in besonderem Maße in diesem Bereich abgetragen, so dass sich bei Targets in Planarmagnetrons mit einem zentralen Magneten und ringförmig umgebenden Magneten in diesem Bereich ein ringförmiger Sputter- oder Erosionsgraben ausbildet. Der örtliche Verlauf des magnetisch geführten, in sich geschlossenen Plasmarings lässt bei statischen Planarmagnetrons einen Erosionsgraben entstehen, der die Form einer Rennbahn aufweist. Diese Erscheinung führt zu der Bezeichnung „Racetrack“.
Die Bildung des Erosionsgrabens bei Planarmagnetrons im Bereich des Racetracks führt dort zu einem beschleunigten Verschleiß des Targets, da dieses im Bereich des Erosionsgrabens abgesputtert ist, das Target also als verbraucht anzusehen ist, obwohl in Bereichen außerhalb des Erosionsgrabens durchaus noch ausreichend Material vorhanden ist.
Zur Lösung dieses Problems haben sich in der Vakuumbeschichtungstechnologie rotierende Magnetrons oder sogenannte Rohrmagnetrons sehr bewährt. Beim Rohrtarget wird das Targetmaterial permanent unter dem Racetrack hindurchbewegt, was den Vorteil einer höheren Materialausnutzung bietet, da sich kein Graben bildet und das Rohr homogen abgetragen wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich aufgrund des homogenen Abtrags kein Übergangsbereich zwischen Abtrag und Redepositionszonen, wie bei planaren Targets mit stationären Racetracks, ausbildet. Dieser ist im Allgemeinen in seinen Eigenschaften recht undefiniert und stellt einer der Hauptentstehungstheorie für Partikel und Lichtbogenentladungen (Arcs) dar.
Für einen gut steuerbaren technologischen Prozess ist es wichtig, dass der Übergang vom metallischen zum keramischen Sputtermodus möglichst ohne Hysterese und allmählich erfolgt, so dass der Arbeitspunkt im Übergang stabil eingestellt werden kann, der den besten Kompromiss zwischen der hohen Rate des metallischen Sputterns und der Bildung eines stöchiometrischen Oxides am Substrat darstellt.
Die Einflussgrößen auf den Übergang und die Hysterese sind im Stand der Technik für planare Kathoden quantitativ gut beschreibbar und experimentell verifiziert. Sie basieren allerdings auf der Grundlage, dass immer der gleiche Bereich des Targets durch das Plasma modifiziert, d.h. abgetragen und aufoxidiert wird. Bei Rohrkathoden kommt die zusätzliche Komplexität der Rotation hinzu, was zur Folge hat, dass die Prozesse, wie z.B. Redeposition und Gasphasenreaktion, welche das Targetmaterial während der freien Rotation (ohne Plasma-Eingriff) modifizieren, quantitativ nicht beschreibbar sind und zusätzlich zu unterschiedlichen Bedingungen für die einlaufende und ablaufende Racetrackseite führen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, das Hystereseverhalten zwischen dem metallischen und oxidischen Modus im Plasma des Racetracks beim reaktiven Sputtern von Rohrmagnetrons zu reduzieren bzw. eliminieren, um den Prozess regelbar zu gestalten und hohe Depositionsraten auch auf Quellen zu ermöglichen, die breiter als 1 Meter sind.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, in dem das Prozessgas in einen Raum vom Substrat aus gesehen hinter dem Rohrtarget zwischen einem Gasleitungsmittel und der Oberfläche des Rohrtargets so eingeleitet wird, dass das Rohrtarget vom Prozessgas umspült wird, wobei sowohl die Leistungsdichte als auch der Prozessgasfluss so eingestellt wird, dass ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Reaktivgasfluss und Abscheiderate besteht.
Mit der Formulierung, dass ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Reaktivgasfluss und Abscheiderate besteht, ist gemeint, dass die Hysterese in der Abscheiderate in Abhängigkeit des Reaktivgasflusses eliminiert ist, d.h. dass die Öffnung der Hysterese kleiner als das kleinstmögliche Inkrement des Reaktivgasflusses ist. Die Öffnung der Hysterese wird durch den Abstand der Wendepunkte in der Hysteresekurve der normalisierten Abscheiderate in Richtung der Reaktivgasflussachse definiert.
Das liegt daran, dass die Hysterese mit der Steigerung der Leistungsdichte sukzessive eliminiert wird. Die Leistungsdichte in der Vakuumbeschichtungsanlage mit einer Rohrmagnetronanordnung lässt sich aufgrund der effizienten Kühlung des Targets erhöhen, was sich positiv auf Rate und Hystereseverhalten auswirkt. Mit Hilfe eines Rohrmagnetrons können Leistungsdichten über 30 W/cm² erreicht werden. Dies basiert auf der Erkenntnis, dass die Ausschnitte der Rohrtargetoberfläche in einer Rohrmagnetronanordnung immer nur begrenzte Zeit dem Racetrack und somit dem Leistungseintrag exponiert sind und während der restlichen Umdrehung gekühlt werden können. Dies ist ein genereller Vorteil von Rohrkathoden, sowohl beim Inertgas- als auch im Reaktivgas-Sputtern. In einer Vakuumbeschichtungsanlage mit einer planaren Targetanordnung lässt sich die stark ausgeprägte Hysterese beim reaktiven Oxiden Sputtern, wie Al₂O₃ Sputtern, aufgrund der technischen Limits in Saugleistung und Leistungsdichte am planaren Target nicht eliminieren. Daher bietet das Sputtern vom Rohrtarget den inhärenten Vorteil aufgrund der besseren Wärmeabführung höhere Leistungsdichten zu fahren.
Neben der Erhöhung der Leistungsdichte führt die Unterdrückung der Oxidation des Targets im Gasraum/Dunkelraum ebenfalls zur sukzessiven Reduzierung bzw. vollständigen Eliminierung der Hysterese.
In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das durch die Einleitung des Prozessgases in den Prozessraum derart, dass das Rohrtarget vom Prozessgas umspült wird. Damit wird verhindert, dass die Targetrückseite, d.h. die dem Substrat abgewandte Seite, oxidiert und dass infolge des Drehsinns des Targets der vordere Plasmazonenteil eine stärker mit Sauerstoff belegte Oberfläche zunächst reinigt, bevor diese vom hinteren Plasmazonenteil mit einer dann anderen Zusammensetzung abgestäubt wird. Damit kann das freigesputterte Material außerhalb der Racetrackzone vor Oxidation geschützt werden. Ebenfalls ist somit ein stabiler Arbeitspunkt gegeben, so dass Kathodenzerstäubung auch für große Substrate möglich ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Reaktivgasfluss in Abhängigkeit von der Abscheiderate derart eingestellt, dass das kleinstmögliche Inkrement des Reaktivgasflusses kleiner als der Abstand zwischen den Punkten mit dem größten Absolutbetrag der Krümmung in der Kurve der normalisierten Abscheiderate in Richtung der Reaktivgasflussachse ist. Dadurch ist die Position des Arbeitspunktes auf der S-förmigen Kurve einstellbar. Dies ermöglicht eine verbesserte Kontrolle des Sputterprozesses.
Die Leistungsdichte und der Prozessgasfluss können miteinander kombiniert und ergänzend zueinander eingestellt werden, so dass bei der entsprechenden erfindungsgemäßen Einleitung des Prozessgases in den Prozessraum bereits eine kleine Leistungsdichte ausreichend ist, um das Hystereseverhalten zu reduzieren bzw. zu eliminieren.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest ein Reaktivgas beiderseits der Rohrmagnetronanordnung entlang der Längserstreckung in axialer Richtung des Rohrtargets in den Prozessraum eingeleitet. Dabei wird der Reaktivgasfluss auf beiden Seiten der Rohrmagnetronanordnung getrennt voneinander derart eingestellt, dass das Verhältnis des Flusses des Reaktivgases auf beiden Seiten zueinander eine vorgebbare, bevorzugt gleiche Stöchiometrie des Plasmas über dem Racetrack einstellt Damit wird eine kontrollierbare und homogene Beschichtung von Oxiden mit einer hohen Rate ermöglicht. Mit der Einstellung der Stöchiometrie des Plasmas ist gemeint, dass eine bestimmte Zusammensetzung der chemischen Elemente im Plasma zu stöchiometrisch eingestellten chemischen Verbindungen der abgeschiedenen Schicht führt.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das optische Emissionsspektrum des Plasmas an beiden Seiten der Rohrmagnetronanordnung gemessen wird und die Intensitäten von signifikanten Emissionslinien über das Verhältnis des Reaktivgasstromes beider Seiten eingestellt werden. Hierbei wird auf die Offenbarung der Patentanmeldung DE 10 2010 009 559 hingewiesen.
Dabei kann die Stöchiometrie des Plasmas über dem Racetrack, von dem Target aus gesehen, kontrolliert werden. Vorzugsweise können die Emissionslinien von Sauerstoff und dem Material, aus dem das Target gefertigt ist, überwacht werden. Damit lässt sich kontrollieren, ob das Sputtern in dem Übergangsbereich zwischen dem metallischen und oxidischen Modus stattfindet und in Verbindung mit der Einstellung der Leistungsdichte und des Reaktivgasflusses der Arbeitspunkt stabil gehalten und die Hysterese eliminiert werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass zwei Reaktivgase, bevorzugt Sauerstoff (O₂) und Stickstoff (N₂), beiderseits der Rohrmagnetronanordnung entlang der Längserstreckung in axialer Richtung des Rohrtargets in den Prozessraum separat eingeleitet werden. Dies basiert auf der Erkenntnis, dass die Prozessdynamik im Übergangsbereich durch die Zugabe vom Stickstoffgas in den Sputterprozess erheblich beeinflusst werden kann. Mit zunehmender Stickstoffkonzentration reduziert sich die Hysterese und der Übergang vom metallischen zum oxidischen Targetszustand verläuft weniger abrupt. Dadurch kann neben der erfindungsgemäßen Erhöhung der Leistungsdichte bzw. der Unterdrückung der Oxidation des Targets im Gasraum/Dunkelraum ebenfalls eine entsprechende Beimengung des Stickstoffgases in den Prozessraum zur sukzessiven Reduzierung bzw. vollständigen Eliminierung der Hysterese führen. Bei einer Stickstoffkonzentration im Bereich von 20% bis 50% im Vergleich zur Sauerstoffkonzentration lässt sich die Hysterese nahezu eliminieren. Bei dieser Größenordnung der Stickstoffkonzentration reichen im Vergleich zur Prozessführung ohne zusätzlicher Stickstoffeinspeisung bereits niedrigere Leistungsdichten aus, um die Hysterese zu eliminieren.
Ursache für das Verschwinden der Hysterese ist die wesentlich höhere Sputterausbeute des Nitrids im Vergleich zum entsprechenden Oxid. Ein größeres Verhältnis von der Sputterausbeute der Nitridverbindung zur Ausbeute des reinen Metalls bewirkt eine entsprechend kleiner werdende Hysterese. Die Zugabe von Stickstoff in die Gasentladung führt zu einer Koexistenz eines Sauerstoff- und Stickstoffsystems auf der Targetoberfläche und damit zu einer größeren effektiven Sputterausbeute. Dabei ist der Stickstoffanteil in der deponierten Schicht bei genügend hohem Sauerstofffluss im Vergleich zum Stickstoffbedeckungsgrad auf der Targetoberfläche vernachlässigbar klein und es können oxidische Filme mit nomineller Stöchiometrie deponiert werden. Ursache dafür ist der entsprechende Austauschkoeffizient auf der Probenoberfläche, welcher der Wahrscheinlichkeit entspricht, dass ein reaktiveres Sauerstoffatom das weniger reaktive und bereits gebundene Stickstoffatom ersetzt. Damit kann die kontrollierte Zugabe vom Stickstoff beim reaktiven Sputtern zu einer deutlichen Stabilisierung des gesamten Entladungsprozess führen, ohne übermäßig Stickstoff in die Schichten einzubauen zu müssen.
Dabei ist es denkbar den Einbau geringer Mengen von Stickstoff für Oxide wie Al₂O₃ sogar zu tolerieren, da keine signifikanten Auswirkungen auf Härte, Dichte, Transparenz zu erwarten sind. Ebenfalls ist eine Beschichtung von AlO_xN_y aufgrund seiner transparenten und ähnlich guten, wie Al₂O₃, mechanischen Eigenschaften von besonderem Interesse.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Reaktivgasfluss der beiden Gase auf beiden Seiten der Rohrmagnetronanordnung getrennt voneinander steuerbar eingestellt, wobei das Verhältnis des eines Reaktivgases, vorzugsweise Sauerstoff, zu dem zweiten Reaktivgas, vorzugsweise Stickstoff, kleiner als 1 ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Rohrmagnetronanordnung ein Rohrmagnetron und zwei versteckte Anoden auf, welche wechselseitig umgeschaltet werden. Dabei wird die Anode wahlweise mit einer negativen oder positiven Spannung beaufschlagt. Durch das Umschalten zwischen zwei Anoden lässt sich jeweils diejenige mit der negativsten Spannung frei sputtern. Dies gelingt zum Beispiel mit der Überlagerung eines AC-Signals auf eine Doppelanode, so dass beide Anoden wahlweise negativer als das DC-Potential werden und damit Teil der Kathode werden, die effektiv zerstäubt wird. Damit wird die Vergiftung der Targets, d.h. die vollständige Bedeckung als auch der Effekt des Anodenverschwindens, verhindert.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Rohrmagnetronanordnung zwei Rohrmagnetrons auf, die nebeneinander in die Transportrichtung des Substrats angeordnet sind. Sie sind in einem Mittelfrequenz gepulsten Modus betrieben. Dabei sind die Reaktivgase an beiden Seiten der Rohrmagnetronanordnung angeordnet, so dass an beiden Seite ein ansteuerbarer Gasfluss von einem oder von zwei getrennten Gasen erfolgt. Allerdings sind auch andere Anordnungen der Gaskanäle im Prozessraum, wie z.B. an beiden Seiten des Rohrmagnetrons, zwischen den Rohrmagnetrons, seitlich neben dem Rohrtarget mit dem Gasfluss auf das Plasma des entsprechenden Rohrmagnetrons gerichtet, denkbar. Die Formulierung „zwischen den Rohrmagnetrons“ bedeutet, dass der Reaktivgaskanal in Transportrichtung des Substrates nach dem ersten Rohrmagnetron und vor dem zweiten Rohrmagnetron angeordnet ist.
Die Aufgabe wird auch durch eine Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Prozessgaskanal mit einem das Rohrtarget abstandsweise teilweise umschließenden Gasleitungsmittel derart verbunden ist, dass das Prozessgas in den Raum zwischen Gasleitungsmittel und Oberfläche des Rohrtargets strömt und das Rohrtarget umspült. Damit wird verhindert, dass die Targetrückseite, d.h. die dem Substrat abgewandte Seite, oxidiert und dass infolge des Drehsinns des Targets der vordere Plasmazonenteil eine stärker mit Sauerstoff belegte Oberfläche zunächst reinigt, bevor diese vom hinteren Plasmazonenteil mit einer dann anderen Zusammensetzung abgestäubt wird.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Rohrmagnetronanordnung ferner zwei mit ihren Längserstreckungen parallel zur axialen Richtung des Rohrtargets und beiderseits der Rohrmagnetronanordnung seitlich neben dem Rohrmagnetron angeordnete Reaktivgaskanäle auf.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind Stelleinrichtungen zur getrennten Steuerung des Flusses in den Reaktivgaskanälen vorgesehen. Weiterhin sind Mittel zum getrennten Messen des Emissionsspektrums von sich unter dem Rohrmagnetron ausbildendem Plasma vorgesehen, die mit einer das Verhältnis des Reaktivflusses in den beiden Reaktivgaskanälen steuernden Steuereinrichtung verbunden sind. Diese Reaktivgaskanäle werden möglichst nahe an dem Rohrtarget an beiden Seiten der Rohrmagnetronanordnung angeordnet. Diese beiden Reaktivgaskanäle können getrennt voneinander angesteuert werden. Damit wird erreicht, dass in der Kammer auf beiden Seiten des Rohrmagnetrons unterschiedliche Reaktivgaskonzentrationen eingestellt werden können, um somit unterschiedliche Plasmazonenausbildungen über dem Racetrack zu kompensieren. Vorzugsweise sind die Reaktivgaskanäle symmetrisch zur Rohrmagnetronanordnung angeordnet.
In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine stabile reaktive Abscheidung von Al₂O₃ von der Rohrmagnetronanordnung.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Rohrmagnetronanordnung zwei Rohrmagnetrons auf, die im Mittelfrequenz gepulsten Modus in einem Bereich von 15–50 kHz betreibbar sind. Das bedeutet, dass die zwei Magnetrons im Wechsel mit einer positiven bzw. negativen Spannung angesteuert werden. Damit wechseln sich Kathode und Anode jeweils ab. In der kathodischen Phase wird eine etwaige isolierende Beschichtung auf der Anode wieder entfernt. In dem Modus wird eine regelbare Rechteckspannung im Mittelfrequenzbereich verwendet. Durch die Variation der Pulsbreite und -höhe können bei konstanter Leistung die Schichteigenschaften modifiziert werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Rohrtarget aus Metall, bevorzugt aus Aluminium (Al) oder aus Halbleiter, vorzugsweise Silizium (Si). In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält das Rohrtarget aus Aluminium ferner Aluminiumdioxid (Al₂O₃), wobei das Verhältnis von Aluminiumdioxid zum Aluminium kleiner als 1 ist. Zu diesem Zwecke können die Pulver beider Materialien beispielsweise gemischt und gepresst werden, so dass die Al₂O₃ Körner das duktile Aluminium umschließen. Es sind allerdings auch andere Methoden zur Fertigung des gemischten Targets denkbar, wie ein Plasmaspritzprozess mit Al₂O₃ Beimengungen bzw. unter kontrolliertem O₂ Partialdruck. Rohrtargets sind auch aus anderen Metallen, wie zum Beispiel aus Zirconium (Zr), Niob (Nb) oder Titan (Ti), denkbar.
Gemäß der Erfindung weist das Rohrtarget in seiner axialen Richtung eine Länge von 1 Meter bis 4 Meter, vorzugsweise von 1,80 Meter bis 3,60 Meter, bevorzugt 1,80 oder 3,80 Meter, auf.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Reaktivgaskanäle als mehrteilige Binärreaktivgaskanäle zur getrennten Gasführung von Sauerstoff (O₂) und Stickstoff (N₂) ausgebildet. Dabei ist vorzugsweise das Verhältnis des Stickstoffflusses zum Sauerstoffflusses kleiner als 1.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigt
1 ein Ausführungsbeispiel einer Gaskanalführung für eine DC-Rohrmagnetronanordnung,
2 ein Ausführungsbeispiel einer Gaskanalführung für eine Mittelfrequenz gepulste Dual-Rohrmagnetron-Anordnung,
3 ein Ausführungsbeispiel einer Gaskanalführung für eine Dual-Anode-Rohrmagnetron-Anordnung.
Ein schematischer Aufbau einer Beschichtungsanlage für reaktives DC-Magnetronsputtern gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt.
Bei der Anlage handelt es sich um eine längserstreckte Vakuumanlage mit einem Substrattransportsystem (nicht dargestellt), mit dem ein großflächiges Substrat durch die verschiedenen Beschichtungs- bzw. Bearbeitungsstationen, u.a. auch unter Rohrmagnetron-Beschichtungsstationen, kontinuierlich hindurch bewegt wird.
Über dem Substrat 9 ist in 1 ein rohrförmiges Target 2 (Rohrtarget) mit seiner axialen Richtung quer zur Transportrichtung 10 angeordnet. In seinem inneren Hohlraum 4 ist das Magnetsystem 5 entlang der axialen Richtung des Rohrtargets 3 angeordnet. Das Rohrtarget 3 wird beim Sputtervorgang in Drehrichtung 6 gedreht, so dass es sich kontinuierlich um das feststehende Magnetfeld 7 dreht.
Das Magnetsystem 5 besteht aus einem zentralen Magnetpol, den ein zweiter entgegengesetzter Magnetpol ringförmig umgibt (nicht dargestellt). Durch diese Magnetanordnung bildet sich ein tunnelförmiges Magnetfeld 7 in Form einer Bahn, die nachstehend als Racetrack 8 bezeichnet wird.
Über dem Racetrack 8, von dem Substrat 9 aus gesehen zwischen dem Rohrtarget 3 und dem zu beschichtenden Substrat 9, bildet sich beim Anlegen einer Spannung zwischen dem Target 3 und dem Substrat 9 ein Plasma. Der Bereich des Plasmas, der über dem Racetrack 8 gebildet ist, weist zwei Plasmazonenteile a und b auf, die sich jeweils entlang einer Geraden des Racetracks erstrecken. In 1 entsprechen die Plasmazonenteile a und b nach der Drehrichtung 6 des Substrats 9 dem vorderen a und dem hinteren b Plasmazonenteil.
Zum Zwecke des reaktiven Sputterns wird neben dem Prozessgas auch ein Reaktivgas dem Prozessraum zugeführt.
Das Prozessgas, nachstehend auch als Arbeitsgas bezeichnet, und das Reaktivgas sind an dem Beschichtungsprozess beteiligte Materialien, Prozessmaterialien im Sinne der Erfindung.
Ein weiteres Prozessmaterial stellt das Targetmaterial dar, aus dem ein Target eines Magnetrons besteht, beispielsweise Titan, Zirconium oder Niob. Es können auch andere Materialien, wie Aluminium oder Silizium, als Targetmaterial verwendet werden. Ebenfalls sind Mischtargets aus Metall und Metalloxid denkbar.
Das Prozessgas ist ein inertes Gas, beispielsweise Argon, das über einen Prozessgaskanal 12 in den Prozessraum eingeführt wird.
Das Reaktivgas, wie beispielsweise Sauerstoff, wird über Reaktivgaskanäle 11 in den Prozessraum geführt. In 1 sind die Reaktivgaskanäle 11 seitlich neben dem Rohrmagnetron 2 mit ihrer Längserstreckung ebenfalls quer zur Transportrichtung 10 angeordnet.
Der Prozessgaskanal 12 ist über eine Zufuhrleitung 13 und über eine Stelleinrichtung 14 zur Steuerung der Durchflussgasmenge mit einer Prozessgasquelle 15 verbunden. In gleicher Art und Weise sind die Reaktivgaskanäle 11 über eine Zufuhrleitung 16 und über eine Stelleinrichtung 17 zur Steuerung der Durchflussgasmenge mit einer Reaktivgasquelle 18 verbunden.
Um das Hystereseverhalten zu eliminieren, wird das Sputterverfahren bei einer hohen Leistungsdichte durchgeführt. Der Wert der Leistungsdichte hängt von vielen Prozesseparameter ab, wie zum Bespiel vom Art des Verfahrens, Materials, der Größe der Kammer, etc. Durch die erfindungsgemäße Kombination der Einstellung der Leistungsdichte mit der kontrollierbaren und getrennt steuerbaren Gasführung und Gasregelung ist es möglich, die Parameter so dynamisch anzupassen, dass die gleiche Stöchiometrie des Plasmas in dem stabilen Übergangsbereich, d.h. ohne Hystereseverhalten, gegeben wird.
Dies basiert auf der Erkenntnis, dass das Hystereseverhalten mit der Steigerung der Leistungsdichte sukzessiv eliminiert wird. Die steigerte Leistungsdichte in der Vakuumbeschichtungsanlage mit einer Rohrmagnetronanordnung lässt sich aufgrund der effizienten Kühlung des Targets erhöhen, was sich positiv auf Rate und Hystereseverhalten auswirkt.
Um die Stöchiometrie in diesem Bereich in situ zu kontrollieren und konstant zu halten, sind in 1 zwei Messmittel 21, beispielsweise Kollimatoren, an jeder Seite des Plasmas im Bereich über dem Racetrack (a, b) angeordnet. Die Messmittel 21 sind zur Messung optischer Emissionsspektroskopie (OES) am vorderen a und am hinteren Plasmazonenteil b vorgesehen. Es wird an jeder Seite des Plasmas in diesem Bereich jeweils mittels eines Kollimators separat gemessen.
Aus den gemessenen Spektren von beiden Seiten werden prozesssignifikante Daten des Vakuumabscheideprozesses, wie Intensität der Emissionslinien von Prozessmaterialien in einer Steuereinrichtung 22, erfasst und eine Regelgröße zur Steuerung des Reaktivgasflusses in den Reaktivgaskanälen 11 mittels mathematischer Verknüpfungen ermittelt. Die Regelgröße entspricht der Durchflussmenge des Reaktivgases und wird für jeden Reaktivgaskanal 11 separat ermittelt. Die Reaktivkanäle sind getrennt voneinander über jeweils eine Stelleinrichtung 17 mit der Steuereinrichtung 22 verbunden. Die Stelleinrichtungen 17 sind über eine Zufuhrleitung 16 mit einer Reaktivgasquelle 18 verbunden. Über die Stelleinrichtung 17 kann der Reaktivgasfluss, wie z.B. die Flussmenge in jedem Reaktivgaskanal 11, getrennt voneinander gesteuert werden. Damit werden die Flussverhältnisse am vorderen und hinteren Reaktivgaskanal 11 so lange angepasst, bis ein vorgebbares, bevorzugt gleiches Emissionslinienverhältnis bzw. gleiche Intensitäten der Emissionslinien eingestellt werden. Damit wird erreicht, dass in der Kammer auf beiden Seiten des Rohrmagnetrons Reaktivgaskonzentrationen getrennt von einander separat eingestellt werden können, um somit eine unterschiedliche Plasmazonenausbildung über dem Racetrack zu kompensieren.
Um das freigesputterte Material außerhalb der Racetrack-Zone vor Oxidation zu schützen, ist nach 1 vorgesehen, den Prozessgaskanal 12 vom Substrat 9 aus gesehen hinter dem Rohrmagnetron 2 zu positionieren, um eine gleichmäßige Verteilung des Prozessgases zu gewährleisten. Das Prozessgas ist über eine Zufuhrleitung 13 und über eine Stelleinrichtung 14 zur Steuerung der Durchflussmenge mit einer Prozessgasquelle 15 verbunden. Der Prozessgaseinlass ist dabei so gestaltet, dass das Prozessgas das Rohrtarget 3 umspült, indem der Prozessgaskanal 12 mit dem das Rohrtarget 3 abstandsweise teilweise umschließenden Gasleitungsmittel 19 derart verbunden ist, dass das Prozessgas in den Raum 20 zwischen Gasleitungsmittel 19 und Oberfläche des Rohrtargets 3 strömt. Damit wird verhindert, dass der aus Transportrichtung 10 gesehene vordere Plasmazonenteil a die infolge des Drehsinns 6 des Rohrtargets 3 stärker mit Sauerstoff belegte Oberfläche zunächst reinigt, bevor diese von dem aus Transportrichtung 10 gesehenen hinteren Plasmazonenteilteil b mit einer dann anderen Zusammensetzung abgestäubt wird.
Um weiter den Hystereseeffekt zu reduzieren bzw. zu eliminieren, kann dem Prozessraum Stickstoffgas zugeführt werden. Der Stickstoff kann über Reaktivgaskanäle 11, die als separate Binärgaskanäle 11 an beiden Seiten der Rohrmagnetronanordnung 1 ausgebildet sind, separat vom Sauerstoff und steuerbar in den Prozessraum eigeführt werden. Die Anordnung und Lage ist dem der Reaktivgaskanäle 11 für Sauerstoff entsprechend. Der Stickstoffkanal 11 ist auch in gleicher Art und Weise wie die Sauerstoffkanäle 11 über eine Zufuhrleitung 23, und über eine Stelleinrichtung 24 zur Steuerung der Durchflussgasmenge mit einer Stickstoffgasquelle 25 verbunden. Der Stickstoffgasfluss kann separat eingestellt werden und seine Menge im Plasma kann durch Messmittel 21 an beiden Seiten der Rohrmagnetronanordnung 1 kontrolliert werden. Das Verhältnis der Sauerstoffgasmenge zum Stickstoffmenge ist dabei bevorzugt kleiner als 1.
2 zeigt eine Dual-Rohrmagnetron-Anordnung mit seitlich angeordneten Binärkanälen 11 für den gemeinsamen Einlass des Reaktivgases oder für den getrennten Einlass von zwei Reaktivgasen, bevorzugt von Sauerstoff und Stickstoff. Das Mittelfrequenz-Sputtern (MF-Sputtern) findet von zwei identischen Rohrmagnetrons 1 statt, dessen Rohrtargets 2 sich abwechselnd auf positivem bzw. negativem Potential befinden. Der Aufbau des Rohrmagnetrons 1 entspricht der Art und Weise des Aufbaus des Rohrmagnetrons 1 der 1. Ebenfalls ist die Prozessgasführung und der -aufbau mit der erfindungsgemäßen Ar-Abdeckung 26 von der Anlage der 1 auf jedem einzelnen Rohrmagnetron 2 der Dual-Rohrmagnetron-Anordnung anwendbar. Die Reaktivgasführung 11 ist in der 2 an beiden Seiten der Rohrmagnetronanordnung 1 angeordnet, die in 2 zwei Rohrmagnetrons 2 aufweist. Allerdings ist auch eine andere Anordnung bzw. Anzahl der Reaktivgasführungen 11, wie zum Beispiel eine Anordnung der Reaktivgasführung 11 an beiden Seiten des jeweiligen Rohrmagnetrons bzw. eine Anordnung einer zusätzlichen Reaktivgasführung 11 im Bereich zwischen zwei Rohrmagnetrons 2, denkbar.
Die Messmittel 21 zur Messung der optischen Emissionsspektrums vom Plasma sind ebenfalls an beiden Seiten der Rohrmagnetronanordnung 1 angeordnet, d.h. das ein Messmittel 21 in die Transportrichtung 10 des Substrates 9 vor dem ersten Rohrmagnetron 2 und das zweite Messmittel 21 in die Transportrichtung 10 des Substrates 9 nach dem zweiten Rohrmagnetron 2 angeordnet ist. Allerdings ist auch eine andere Anordnung der Messmittel 21, wie zum Beispiel eine Anordnung eines zusätzlichen Messmittels 21 im Bereich zwischen zwei Rohrmagnetrons 2, denkbar.
Da sich die Rohrtargets 2 abwechselnd auf positivem bzw. negativem Potential befinden, ist damit immer ein Rohrtarget 2 die Kathode und das andere die zugehörige Anode. Mittels dieser Anordnung wird der ansonsten häufig auftretende Effekt vom Anodenverschwinden beim reaktiven DC-Sputtern von Oxiden vermieden. Dieser tritt auf, wenn eine zu dicke elektrisch isolierende Oxidschicht die anodenbildende Kammerwand bedeckt und damit der Ladungsfluss behindert wird. Durch das schnelle Umschalten zwischen den beiden Targets wird die Bildung dieser Isolationsschicht auf der Targetoberfläche verhindert, da diese in dem Mittelfrequenz-Sputtern freigesputtert wird. Durch zusätzliche Überwachung und kontrollierten Zufuhr der Prozess- und Reaktivgase bei hohen Leistungsdichten kann der Hystereseeffekt verringert bzw. eliminiert werden.
Das Rohrtarget 3 in 2 ist bevorzugt aus Aluminium oder Silizium. Es können auch andere Materialien, wie Zirconium, Niob oder Titan, als Targetmaterial verwendet werden. Ebenfalls sind Mischtargets aus Metall und Metalloxid denkbar.
In 3 ist ein einzelnes Rohrmagnetron 2 dargestellt, an welchem versteckte Anoden A1, A2 angeordnet sind. Die Anoden A1, A2 sind jeweils an beiden Seiten des Rohrmagnetrons 2 übereinander angeordnet. Dabei sind die Anoden ringförmig ausgebildet, so dass sie die gesamte Konstruktion umschließen. Diese Anodenkonstruktion ist baulich vom Substratraum getrennt, d. h. sie darf durch die Einbringung von Prallblechen keine direkte Sicht zum Substratraum haben, um eine Kontamination des Substrates zu vermeiden. Der weitere Aufbau der Prozess- und Reaktivgasführung entspricht dem Aufbau der 1. An beiden Seiten des Rohrmagnetrons 2 sind Binärkanäle 11 zur gemeinsamen Zufuhr des Reaktivgases, vorzugsweise Sauerstoff, oder zur separaten Zufuhr an beiden Seiten von zwei Reaktivgasen, vorzugsweise von Sauerstoff- und Stickstoffgasen. Zum Schutz des freigesputterten Materials außerhalb des Racetracks vor Oxidation ist eine Ar-Abdeckung 26 über dem Rohrmagnetron 2 in 3, von dem Substrat 9 aus gesehen, vorgesehen.
Die Anoden werden selbst wahlweise mit einer negativen oder positiven Spannung beaufschlagt. Durch das Umschalten zwischen zwei Anoden lässt sich jeweils diejenige mit der negativsten Spannung frei sputtern. Dies gelingt zum Beispiel mit der Überlagerung eines AC-Signals auf eine Doppelanode, so dass beide Anoden wahlweise negativer als das DC-Potential werden und damit Teil der Kathode werden, die effektiv zerstäubt wird. Damit wird die Vergiftung der Targets, d.h. sowohl die vollständige Bedeckung als auch der Effekt des Anodenverschwindens, verhindert, was bei zusätzlicher Regelung der Leistungsdichte und der Prozess- und Reaktivgasflusses ein homogenes, kontrollierbares Ausbilden der Schichten mit einer hohen Depositionsrate ermöglicht.
Das Rohrtarget 3 in 2 ist bevorzugt aus Aluminium oder Silizium. Es können auch andere Materialien, wie Zirconium, Niob oder Titan, als Targetmaterial verwendet werden. Ebenfalls Mischtargets aus Metall und Metalloxid sind denkbar. Dabei weist das Rohrtarget 3 bei jeder Ausführungsform in seiner axialen Richtung, die senkrecht zur Transportrichtung 10 verläuft, eine Länge von 1.80 bzw. 3.80 Meter auf.
Bezugszeichenliste

1: Rohrmagnetronanordnung
2: Rohrmagnetron
3: Rohrtarget
4: Hohlraum des Rohrtargets
5: Magnetsystem
6: Drehrichtung
7: Magnetfeld
8: Racetrack
9: Substrat
10: Transportrichtung
11: Reaktivgaskanal, Binärgaskanal
12: Prozessgaskanal
13: Zufuhrleitung für Prozessgas
14: Stelleinrichtung
15: Prozessgasquelle
16: Zufuhrleitung für Reaktivgas
17: Stelleinrichtung
18: Reaktivgasquelle
19: Gasleitungsmittel
20: Raum zwischen Gasleitungsmittel und Rohrtarget
21: Messmittel
22: Steuereinrichtung
23: Zufuhrleitung für Reaktivgas
24: Stelleinrichtung
25: Reaktivgasquelle
26: Ar-Abdeckung
a: vorderer Plasmazonenteil
b: hinterer Plasmazonenteil
A1, A2: „versteckte“ Anode

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010009559 [0027]

Claims

Verfahren zur stabilen reaktiven Abscheidung von Oxiden von einer Rohrmagnetronanordnung (1) in Vakuumbeschichtungsanlagen, wobei die Rohrmagnetronanordnung (1) zumindest ein Rohrmagnetron (2) mit einem Rohrtarget (3) aufweist, wobei ein Substrat (9) in einer quer zur axialen Richtung des rotierenden Rohrmagnetrons (2) verlaufenden Längserstreckung der Vakuumbeschichtungsanlage an der Rohrmagnetronanordnung (1) vorbei geführt wird und sich entlang der Längserstreckung des Rohrmagnetrons (2) in axialer Richtung ein Plasma über einem Racetrack (8) ausbildet, wobei zumindest ein Reaktivgas in den Prozessraum eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prozessgas in einen Raum (20) vom Substrat (9) aus gesehen hinter dem Rohrtarget (3) zwischen einem Gasleitungsmittel (19) und der Oberfläche des Rohrtargets (3) so eingeleitet wird, dass das Rohrtarget (3) vom Prozessgas umspült wird, wobei sowohl die Leistungsdichte als auch der Prozessgasfluss so eingestellt wird, dass ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Reaktivgasfluss und Abscheiderate besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktivgasfluss derart eingestellt wird, dass das kleinstmögliche Inkrement des Reaktivgasflusses kleiner als der Abstand zwischen den Punkten mit dem größten Absolutbetrag der Krümmung in der Kurve der normalisierten Abscheiderate in Richtung der Reaktivgasflussachse ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Reaktivgas beiderseits der Rohrmagnetronanordnung (1) entlang der Längserstreckung in axialer Richtung des Rohrtargets (3) in den Prozessraum eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktivgasfluss auf beiden Seiten der Rohrmagnetronanordnung (1) getrennt voneinander so eingestellt wird, dass das Verhältnis des Flusses des Reaktivgases auf beiden Seitenzueinander eine vorgebbare, bevorzugt gleiche Stöchiometrie des Plasmas über dem Racetrack einstellt.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Emissionsspektrum des Plasmas an beiden Seiten der Rohrmagnetronanordnung (1) gemessen wird und die Intensitäten von signifikanten Emissionslinien über das Verhältnis des Reaktivgasstromes beider Seiten eingestellt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Reaktivgase, bevorzugt Sauerstoff (O₂) und Stickstoff (N₂), beiderseits der Rohrmagnetronanordnung (1) entlang der Längserstreckung in axialer Richtung des Rohrtargets (3) in den Prozessraum separat eingeleitet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktivgasfluss der beiden Gase auf beiden Seiten der Rohrmagnetronanordnung (1) getrennt voneinander steuerbar eingestellt wird, wobei das Verhältnis des einen Reaktivgases, bevorzugt Sauerstoff, zu dem des zweiten Reaktivgases, vorzugsweise Stickstoff, kleiner als 1 ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrmagnetronanordnung (1) mit einem Rohrmagnetron (2) zwei Anoden (A1, A2) aufweist, welche wechselseitig umgeschaltet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrmagnetronanordnung (1) zwei Rohrmagnetrons (2) aufweist, die in einem Mittelfrequenz gepulsten Modus betrieben werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stabile reaktive Abscheidung von Al₂O₃ von der Rohrmagnetronanordnung (1) erfolgt.
Anordnung zur Gasführung an einer Rohrmagnetronanordnung (1) in Vakuumbeschichtungsanlagen, wobei die Rohrmagnetronanordnung (1) zumindest einen Rohrmagnetron (2) mit einem Rohrtarget (3) und einem mit seiner Längserstreckung parallel zur axialen Richtung des Rohrtargets (3) und auf der dem Substrat (9) abgewandten Seite des Rohrtargets (3) vom Substrat (9) aus gesehen hinter dem Rohrtarget (3) angeordneten Prozessgaskanal (12) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessgaskanal (12) mit einem das Rohrtarget (3) abstandsweise teilweise umschließenden Gasleitungsmittel (19) derart verbunden ist, dass das Prozessgas in den Raum (20) zwischen Gasleitungsmittel (19) und der Oberfläche des Rohrtargets (3) strömt und das Rohrtarget (3) umspült.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrmagnetronanordnung (1) ferner zwei mit ihren Längserstreckungen parallel zur axialen Richtung des Rohrtargets (3) und beiderseits der Rohrmagnetronanordnung (1) seitlich neben dem Rohrmagnetron (2) angeordnete Reaktivgaskanäle (11) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie Stelleinrichtungen (17, 24) zur getrennten Steuerung des Flusses in den Reaktivgaskanälen (11) und Mittel (21) zum getrennten Messen des Emissionsspektrums von sich unter dem Rohrmagnetron (2) ausbildenden Plasma umfasst, die mit einer das Verhältnis des Reaktivflusses in den beiden Reaktivgaskanälen (11) steuernden Steuereinrichtung (22) verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrtarget (3) aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium (Al), oder aus Silizium (Si) ist.
Anordnung nach Anspruch 11, 12 oder 13,, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrtarget (3) aus Aluminium ferner Aluminiumdioxid (Al₂O₃) enthält, wobei das Verhältnis von Aluminiumdioxid zum Aluminium kleiner als 1 ist.
Anordnung nach Anspruch 11, 12 oder 13,, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrtarget (3) vorzugsweise aus Zirconium (Zr), Niob (Nb) oder Titan (Ti), ist.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktivgaskanäle (11) als mehrteilige Binärreaktivgaskanäle (11) zur getrennten Gasführung von Sauerstoff (O₂) und Stickstoff (N₂) ausgebildet sind.