DE102016118799B4

DE102016118799B4 - Verfahren zum Magnetronsputtern

Info

Publication number: DE102016118799B4
Application number: DE102016118799.2A
Authority: DE
Inventors: Holger Pröhl; Frank Benecke; Thomas Niederhausen
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2022-08-11
Anticipated expiration: 2036-10-06
Also published as: JP2018059205A; CN107916406A; DE102016118799A1; CN107916406B

Abstract

Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern, das Verfahren aufweisend:
• Transportieren eines Substrats, das ein Polymer aufweist, in einem Vakuumbereich;
• Beschichten des Substrats in dem Vakuumbereich mittels eines Magnetrons,
• wobei das Beschichten aufweist das Magnetron mit elektrischer Leistung gemäß einem bipolaren Sputtermodus zu betreiben, und wobei der bipolare Sputtermodus aufweist:
eine Wechselspannung mit einer Polaritätswechsel-Frequenz in einem Bereich von 10 Hz bis 1000 Hz;
einen Energieeintrag in das Substrat von weniger als 6% der elektrischen Leistung; und
eine Beschichtungsrate größer als 60 nm·m/min.

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren zum Magnetronsputtern. Die hierin beschriebene Magnetronanordnung dient lediglich als Vergleichsbeispiel.
Im Allgemeinen können Magnetrons zum Beschichten eines Substrats verwendet werden. Beispielsweise kann ein so genannter Sputter-Prozess (eine Kathodenzerstäubung) genutzt werden, um ein Substrat oder auch mehrere Substrate in einer Vakuumprozesskammer zu beschichten (z.B. als Sputter-Beschichtung oder Sputterdeposition bezeichnet). Magnetrons können derart bereitgestellt sein, dass diese einen Betriebsmodus aus einer Vielzahl von möglichen Betriebsmodi umsetzen können. Die Betriebsmodi, einzeln oder in Kombination, können beispielsweise aufweisen: geregeltes oder ungeregeltes reaktives Sputtern, nicht reaktives Sputtern, Gleichspannungs-Sputtern (DC-Sputtern), Wechselspannungs-Sputtern (AC-Sputtern, z.B. MF-(Mittelfrequenz)-Sputtern oder HF-(Hochfrequenz)-Sputtern, gepulstes Gleichspannungs-Sputtern (z.B. Hochleistungs-Impulsmagnetronsputtern; als HiPIMS oder HPPMS abgekürzt). Ein Magnetron kann im Allgemeinen speziell an den umzusetzenden Betriebsmodus angepasst sein oder werden, so dass der entsprechende Betriebsmodus optimal umgesetzt werden kann. Dabei kann beispielsweise auch das verwendete Targetmaterial eine Rolle bei der Wahl des jeweiligen zum Magnetronsputtern verwendeten Betriebsmodus spielen.
DE 197 40 793 C2 beschreibt ein Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen mittels einer Anlage, die zumindest zwei beabstandet zueinander und innerhalb eine Prozesskammer angeordnete Sputterelektroden und einen Einlass für ein Prozessgas aufweist.
DE 10 2006 021 994 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von Körpern mittels Magnetronsputterns, wobei dem Magnetron die Leistung gepulst oder konstant zugeführt werden kann.
DE 41 06 770 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum reaktiven Beschichten eines Substrats mit einem elektrisch isolierenden Werkstoff.
DD 252 205 A1 beschreibt eine Zerstäubungseinrichtung zur Herstellung dünner Schichten durch Vakuumbeschichtung.
US 2006/0066248 A1 beschreibt eine Hoch-Strom-Dichte-Plasma-Generator Vorrichtung, welcher eine Kammer aufweist, die ein Einspeise-Gas enthält. In der Kammer sind eine Anode und benachbart zur Anode eine Vielzahl von Kathoden angeordnet. Die Anode und der Vielzahl von Kathoden sind mit einer Stromversorgung verbunden.
DE 103 18 364 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Beschichten eines stationär angeordneten Substrats durch Puls-MagnetronSputtern, wobei die Vorrichtung einen Rezipienten mit Vakuumerzeugungssystem, zwei Magnetron-Sputterquellen, mindestens einen Substrathalter und eine Stromversorgungseinrichtung aufweist.
Verschiedene Ausführungsformen basieren beispielsweise darauf, dass ein Sputtermodus bereitgestellt wird, der ein effizientes Abscheiden von metallischen Schichten oder keramischen Schichten ermöglicht, wobei diese Schichten einen spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als 1 E12 Ωcm aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist der Sputtermodus ein bipolarer Sputtermodus im niederfrequenten Bereich, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 Hz bis ungefähr 1000 Hz. Im bipolaren Sputtermodus werden mindestens zwei Magnetrontargets als Elektrodenpaar benutzt. Das Elektrodenpaar wird derart angesteuert bzw. geregelt, dass abwechselnd eine Kathode und eine Anode für den Sputterprozess bereitgestellt sind. Dazu wird zwischen den beiden Magnetrontargets (d.h. zwischen den beiden Elektroden) eine elektrische Spannung mit alternierender Polarität (z.B. eine reine Wechselspannung oder einen Mischspannung mit einer Wechselspannung und einer überlagerten Gleichspannung) angelegt. Das jeweils zeitweise auf der positiven Polarität liegende Magnetrontarget fungiert als Anode und das jeweils zeitweise auf der negativen Polarität liegende Magnetrontarget fungiert als Kathode. In dem Sputterprozess wird das jeweils auf der negativen Polarität liegende Magnetrontarget zerstäubt. Aufgrund des stetigen Wechsels der Polarität werden beide Magnetrontargets zerstäubt und bleiben frei von Anlagerungen. Somit wird auch dauerhaft eine freie (nicht beschichtete) Anode bereitgestellt, so dass mittels des Sputterprozesses auch elektrisch isolierende Materialien abgeschieden werden können.
Es wurde erkannt, dass dieser Sputterprozess zwar zum Abscheiden isolierender, z.B. keramischer, Materialien geeignet ist, jedoch hochisolierende Materialien (z.B. mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von mehr als 1 E12 Ωcm, z.B. mehr als 1 E13 Ωcm oder mehr als 1 E14 Ωcm) unter Umständen nicht effizient (z.B. langzeitstabil) gesputtert werden können. Beispielsweise werden hochisolierende Materialien, wie beispielsweise SiO₂ oder Al₂O₃, herkömmlicherweise mittels MF-Sputterns abgeschieden.
Beim DC-Sputtern (bzw. beim unipolaren Sputtern) von elektrisch isolierenden Materialien entsteht üblicherweise das Problem der sich mit dem elektrisch isolierenden Material zusetzenden Anode (auch als „verschwindende“ Anode bezeichnet). Dies kann mittels des hierin beschriebenen bipolaren Sputtermodus zumindest für Beschichtungsmaterialien mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als 1 E12 Qcm verhindert werden. Ferner kann mittels des hierin beschriebenen bipolaren Sputtermodus eine höhere Beschichtungsrate als bei einem vergleichbaren MF-Sputterprozess (z.B. herkömmlicherweise bei Frequenzen von mehr als 20 kHz durchgeführt) erreicht werden. Ferner kann mittels des hierin beschriebenen bipolaren Sputtermodus ein geringerer Leistungseintrag in das zu beschichtende Substrat erreicht werden, als bei einem vergleichbaren MF-Sputterprozess. Beispielsweise kann mittels des hierin beschriebenen bipolaren Sputtermodus erreicht werden, dass insgesamt weniger als 6%, z.B. 3% bis 6%, der jeweiligen elektrischen Gesamtleistung des Magnetrons) als thermische Energie in das zu beschichtende Substrat eingetragen wird.
Anschaulich kann mittels des hierin beschriebenen bipolaren Sputtermodus die eingesetzte elektrische Gesamtleistung effektiver in eine Beschichtungsrate umgesetzt werden, d.h. bei gleichem thermischen Energieeintrag in das Substrat kann eine höhere Beschichtungsrate erzielt werden oder bei gleicher Beschichtungsrate kann weniger thermische Energie in das zu beschichtende Substrat eingetragen werden, so dass beispielsweise auch empfindliche Substrate, z.B. Kunststoff-Substrate oder Substrate, die ein Polymer aufweisen oder daraus bestehen, effizient beschichtet werden können.
Als Vergleichsbeispiel kann ein Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern Folgendes aufweisen: Versorgen zweier Magnetrontargets mit elektrischer Leistung gemäß einem bipolaren Sputtermodus zum Zerstäuben eines Targetmaterials der Magnetrontargets, wobei in dem bipolaren Sputtermodus ein Polaritätswechsel mit einer Frequenz in einem Bereich von 10 Hz bis 1000 Hz erfolgt, und Beschichten einer Substratoberfläche mit einem Beschichtungsmaterial, wobei das Beschichten mittels des von den Magnetrontargets zerstäubten Targetmaterials in dem bipolaren Sputtermodus erfolgt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist ein Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern Folgendes auf: Transportieren eines Substrats in einem Beschichtungsbereich einer Vakuumbeschichtungsanlage, wobei das Substrat einen Kunststoff aufweist oder daraus besteht, Versorgen zweier Magnetrontargets mit elektrischer Leistung gemäß einem bipolaren Sputtermodus zum Zerstäuben eines Targetmaterials der Magnetrontargets in dem Beschichtungsbereich, wobei in dem bipolaren Sputtermodus ein Polaritätswechsel mit einer Frequenz in einem Bereich von 10 Hz bis 1000 Hz erfolgt, so dass eine Substratoberfläche des Substrats mit einem Beschichtungsmaterial derart beschichtet wird, dass ein thermischer Energieeintrag in das Substrat weniger ist als 6% der elektrischen Leistung und dass das Beschichten mit einer Beschichtungsrate von mehr als 60 nm·m/min erfolgt.
Das Transportieren des Substrats kann beispielsweise mittels einer Kühltrommel erfolgen zum Kühlen des Substrats (das Substrat kann beispielsweise flexibel sein, z.B. in Form einer Folie, auch als Web-Deposition bezeichnet). Dabei kann das Substrat in direktem Kontakt zu der Kühltrommel transportiert werden und von einer der Kühltrommel gegenüberliegenden Seite beschichtet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Beschichtungsmaterial einen spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als 1 E12 Ωcm aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Targetmaterial ein Metall sein, und das bipolare Magnetronsputtern kann derart erfolgen, dass das Beschichtungsmaterial das Metall ist. Anschaulich kann eine Metallschicht mittels eines Metalltargets abgeschiedenen werden. Dazu kann beispielsweise nur ein Edelgas (z.B. Argon) oder ein Gemisch aus nur Edelgasen als Arbeitsgas für das bipolare Magnetronsputtern verwendet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Metall auch eine Metalllegierung aus mehreren Metallen sein. Das Metall kann beispielsweise Silber, Kupfer, Chrom, und/oder Aluminium sein oder aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann Targetmaterial eine Metallverbindung sein, und das bipolare Magnetronsputtern kann derart erfolgen, dass das Beschichtungsmaterial die Metallverbindung ist. Anschaulich kann eine Metallverbindung-Schicht mittels eines Metallverbindung-Targets abgeschiedenen werden. Dazu kann beispielsweise nur ein Edelgas (z.B. Argon) oder ein Gemisch aus nur Edelgasen als Arbeitsgas für das bipolare Magnetronsputtern verwendet werden.
Die Metallverbindung kann beispielsweise eine Keramik sein, z.B. aufweisend oder bestehend aus einem Metalloxid, Metallnitrid, und/oder Metalloxinitrid. Das Metall kann beispielsweise Titan, Chrom, Niob, Zink und/oder Zinn sein oder aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren zum (bipolaren) Magnetronsputtern ferner das Zuführen eines Reaktivgases aufweisen zum reaktiven bipolaren Magnetronsputtern. Das Targetmaterial kann dann ein Metall (z.B. Titan, Chrom, Niob, Zink und/oder Zinn) aufweisen oder daraus bestehen und das bipolare Magnetronsputtern kann derart erfolgen, dass das Beschichtungsmaterial eine Verbindung aus dem Metall und dem Reaktivgas ist oder aufweist. Beispielsweise kann das Reaktivgas Sauerstoff aufweisen und das Beschichtungsmaterial kann ein Metalloxid sein oder aufweisen. Beispielsweise kann das Reaktivgas Stickstoff aufweisen und das Beschichtungsmaterial kann ein Metallnitrid sein oder aufweisen. Beispielsweise kann das Reaktivgas Sauerstoff und Stickstoff aufweisen und das Beschichtungsmaterial kann ein Metalloxinitrid sein oder aufweisen.
Ferner kann das Targetmaterial eine Metallverbindung aufweisen, wobei das Beschichtungsmaterial eine Verbindung aus der Metallverbindung und dem Reaktivgas ist oder aufweist. Beispielsweise kann das Reaktivgas zusätzlich in die Metallverbindung eingelagert werden bzw. chemisch mit diesem reagieren.
Beispielsweise kann eine Magnetronanordnung zum bipolaren Magnetronsputtern Folgendes aufweisen: zwei Magnetrontargets aufweisend ein Targetmaterial; eine Prozesssteuerung zum Abscheiden einer Schicht des Targetmaterials auf einem Substrat, wobei das Substrat einen Kunststoff aufweist, wobei die Prozesssteuerung derart eingerichtet ist, dass die beiden Magnetrontargets gemäß einem bipolaren Sputtermodus mit einer Frequenz von weniger als 1000 Hz betrieben werden, und dass mittels des Targetmaterials eine Schicht mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als 1 E12 Ωcm auf dem Substrat abgeschieden wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern Folgendes aufweisen: Transportieren eines Substrats, das ein Polymer aufweist, in einem Beschichtungsbereich einer Vakuumprozesskammer; Beschichten des Substrats in dem Beschichtungsbereich mittels eines Magnetrons, wobei das Beschichten aufweist das Magnetron mit elektrischer Leistung gemäß einem bipolaren Sputtermodus zu betreiben, und wobei der bipolare Sputtermodus aufweist: eine Polaritätswechsel-Frequenz in einem Bereich von 10 Hz bis 1000 Hz; einen thermischen Energieeintrag in das Substrat von weniger als 6% der elektrischen Leistung; und eine Beschichtungsrate gleich oder größer als 60 nm·m/min.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern Folgendes aufweisen: Transportieren eines Substrats, das ein Polymer aufweist, in einem Beschichtungsbereich einer Vakuumprozesskammer; Beschichten des Substrats in dem Beschichtungsbereich mittels eines Magnetrons, wobei das Beschichten aufweist das Magnetron mit elektrischer Leistung gemäß einem bipolaren Sputtermodus zu betreiben, und wobei der bipolare Sputtermodus aufweist: eine Wechselspannung mit einer Polaritätswechsel-Frequenz in einem Bereich von 10 Hz bis 1000 Hz; einen Energieeintrag in das Substrat von weniger als 6% der elektrischen Leistung; und eine Beschichtungsrate größer als 60 nm·m/min.
Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1 eine Magnetronanordnung in einer schematischen Ansicht, als Vergleichsbeispiel;
2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Magnetronsputtern, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Magnetronsputtern, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
4A bis 4D verschiedene Prozesseigenschaften des Verfahrens zum Magnetronsputtern, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
5A eine Magnetronanordnung, als Vergleichsbeispiel, in einer schematischen Ansicht; und
5B eine Substrat-Temperaturverteilung für verschiedene Sputtermodi im Vergleich.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
1 zeigt eine Magnetronanordnung 100, als Vergleichsbeispiel, in einer schematischen Darstellung. Die Magnetronanordnung ist zum bipolaren Magnetronsputtern eingerichtet. Beispielsweise kann die Magnetronanordnung 100 ein Magnetron 106 mit zwei Magnetrontargets 102a, 102b aufweisen. Die Magnetrontargets 102a, 102b weisen ein Targetmaterial auf oder bestehen aus dem Targetmaterial. Im Betrieb der Magnetronanordnung 100 wird das Targetmaterial zerstäubt und dient zum Beschichten 110 eines Substrats 120 mit einem Beschichtungsmaterial 122. Der Beschichtungsbereich 110b kann beispielsweise in einer Vakuumprozesskammer bereitgestellt sein oder werden. Das Substrat 120 wird beispielsweise mittels einer Transportvorrichtung durch die Vakuumprozesskammer hindurch transportiert oder zumindest in den Beschichtungsbereich 110b hinein und aus dem Beschichtungsbereich 110b heraus transportiert.
Es versteht sich, dass das Magnetron 106 entsprechend eingerichtet ist, die Magnetrontargets 102a, 102b zu halten, zu kühlen, und elektrisch zu kontaktieren. Beispielsweise kann das Magnetron 106 ein Doppelrohrmagnetron sein und zwei Rohrtargets 102a, 102b aufweisen. Das Doppelrohrmagnetron kann entsprechend eingerichtet sein, die beiden Rohrtargets 102a, 102b zu rotieren bzw. anzutreiben.
Während des Betriebs der Magnetronanordnung 100 scheidet sich das Beschichtungsmaterial 122 auf einer Oberfläche 1200 (auch als Substratoberfläche bezeichnet) des Substrats 120 ab (z.B. kondensiert das zerstäubte Targetmaterial auf der Substratoberfläche). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein reaktives bipolares Sputtern oder ein nichtreaktives bipolares Sputtern durchgeführt werden. Beim nichtreaktiven Sputtern kann beispielsweise ein Arbeitsgas (z.B. Argon) verwendet werden, um das Targetmaterial zu zerstäuben, wobei das Arbeitsgas nicht in die auf dem Substrat 120 abgeschiedene Schicht 122 eingebaut wird. Somit kann beispielsweise eine metallische Schicht oder halbmetallische Schicht auf dem Substrat 120 abgeschieden werden. Beim reaktiven Sputtern wird dem Arbeitsgas mindestens ein reaktives Gas zugesetzt oder zusätzlich mindestens ein reaktives Gas in den Beschichtungsbereich 110b eingebracht, so dass das zerstäubte Targetmaterial mit dem Reaktivgas chemisch reagiert und sich das Reaktionsprodukt auf dem Substrat 120 als Schicht 122 abscheidet oder eine Schicht 122 auf dem Substrat 120 bildet.
Das Arbeitsgas und/oder das Reaktivgas können/kann beispielsweise mittels einer Gaszuführung 112 in dem Beschichtungsbereich 110b bereitgestellt sein oder werden.
Mittels Einstellens des jeweiligen Gasdrucks in dem Beschichtungsbereich kann eine Leistungsregelung für das Magnetron 106 erfolgen. Ferner kann die Leistung auch basierend auf dem Strom und/oder der Spannung geregelt werden. Auch kann eine Stöchiometrie des Plasmas in dem Beschichtungsbereich 110b ermittelt werden, z.B. mittels optischer Emissions-Spektroskopie, und basierend darauf können/kann die Gaszuführung und/oder die Leistungsregelung erfolgen (z.B. als Teil einer Prozesssteuerung).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine entsprechend eingerichtete Prozesssteuerung zum Abscheiden 110 einer Schicht 122 des Targetmaterials auf einem Substrat 120 verwendet werden, dass die Schicht 122 gemäß vordefinierten Eigenschaften (z.B. Stöchiometrie, Schichtdicke, Schichtmorphologie, elektrische Leitfähigkeit, etc.) abgeschieden wird.
Das Substrat 120 auf dem die Schicht 122 gebildet wird, kann beispielsweise einen Kunststoff bzw. ein Polymer aufweisen oder daraus bestehen. Das Substrat 120 kann beispielsweise eine Folie (z.B. eine Polymerfolie) sein. Anschaulich kann die Magnetronanordnung 100 eingerichtet sein, empfindliche Substrate (z.B. dünne Substrate und/oder temperaturempfindliche Substrate) zu prozessieren. Dazu kann die Prozesssteuerung derart eingerichtet sein oder werden, dass die beiden Magnetrontargets 102a, 102b gemäß einem bipolaren Sputtermodus mit einer Frequenz von weniger als 1000 Hz betrieben werden. Dazu kann eine Leistungsversorgung 104 entsprechend eingerichtet und mit den Magnetrontargets 102a, 102b gekoppelt sein.
Der bipolare Sputtermodus kann beispielsweise mindestens eine Frequenz von 10 Hz aufweisen. Dabei muss die elektrische Spannung einen Polaritätswechsel aufweisen. Um eine symmetrische Prozessierung an beiden Magnetrontargets 102a, 102b zu erhalten, kann die elektrische Spannung symmetrisch bereitgestellt sein oder werden, d.h. eine reine Wechselspannung sein (z.B. mit gleichen Maximalwerten beider Polaritäten, z.B. in Form einer Sinus-Schwingung).
Die Leistungsversorgung 104 kann mindestens einen Generator aufweisen zum Bereitstellen der elektrischen Spannung an den beiden Elektroden (d.h. an den Magnetrontargets 102a, 102b) und des entsprechenden elektrischen Stroms zwischen dem jeweiligen als Kathode und Anode fungierenden Magnetrontarget 102a, 102b. Der elektrische Strom, welcher bei einer jeweils angelegten Spannung zwischen der Kathode und der Anode fließt, kann von dem Prozessgas (z.B. dessen Zusammensetzung und/oder dessen Druck) in der Sputter-Prozesskammer abhängig sein. Das Prozessgas weist zumindest ein Arbeitsgas auf sowie optional mindestens ein Reaktivgas. Somit ergeben sich für den mindestens einen Generator sowie für das Zuführen des Prozessgases verschiedene Betriebsarten bzw. Steuermöglichkeiten und/oder Regelungsmöglichkeiten, um einen Betriebspunkt einzustellen.
Um den Sputterprozess aufrecht zu halten, wird in der Umgebung der Kathode eine Anode benötigt, so dass sich insgesamt ein Stromfluss zwischen Kathode und Anode ausbildet. Anschauich wird jeweils immer nur eines der beiden Magnetrontargets 102a, 102b gesputtert während das andere die Anode bereitstellt. Dies ermöglicht beispielsweise eine Leistungsregelung oder Leistungssteuerung des Sputterprozesses. Dabei kann die Leistung beispielsweise von dem Gasdruck im dem jeweiligen Raumbereich abhängig sein, in welchem das Plasma erzeugt wird. Die Sputterleistung kann entlang der Kathode, welche beispielsweise längserstreckt ist (z.B. eine Rohrkathode oder so genanntes Targetrohr eines Rohrmagnetrons), ortsabhängig sein, was mittels einer entsprechenden räumlich angepassten Gaszufuhr oder Ähnlichem kompensiert werden kann. Längserstreckte Kathoden werden üblicherweise mit deren Längserstreckung quer zur Substrattransportrichtung angeordnet, z.B. oberhalb der zu beschichtenden Oberfläche des Substrats. Beispielsweise kann ein Rohrmagnetron derart in einer Beschichtungskammer relativ zu einem Substrattransportsystem angeordnet sein, dass die Rohrachse bzw. Drehachse der Rohrkathode quer zur Substrattransportrichtung ausgerichtet ist.
Beim Sputtern kann das Beschichten eines Substrats mit einer Schicht, welche die entsprechenden Schichteigenschaften aufweist, dadurch erfolgen, dass die Sputteranordnung in einen Betriebspunkt oder Betriebszustand gebracht und/oder in einem Betriebspunkt gehalten wird. Der Betriebspunkt kann die notwendigen Betriebsparameter der Sputteranordnung festlegen (z.B. eine Substrat-Transportgeschwindigkeit, eine Target-Rotationsgeschwindigkeit, Generatorgrößen, einen Gasdruck, Materialien, usw.), so dass eine entsprechende Schicht mit den jeweils gewünschten oder benötigten Eigenschaften oder den Eigenschaften nach einer Vorgabe (z.B. spez. elektrischer Widerstand der Schicht, chemische Zusammensetzung der Schicht, Schichtdickenverteilung der Schicht auf der Oberfläche des Substrats, optische Eigenschaften der Schicht, usw.) hergestellt werden kann. Dabei können Abweichungen des Sputter-Prozesses von einem Betriebspunkt global für den gesamten Sputterprozess (z.B. mittels einer Leistungsregelung) und/oder lokal in einem Bereich der Sputter-Prozesskammer ausgeglichen werden, z.B. mittels eines geregelten Zuführens eines Prozessgases (Arbeitsgases und/oder Reaktivgases) mittels einer Prozessgaszuführung oder mittels einer Gaszufuhrregelung in den betreffenden Bereich der Sputter-Prozesskammer.
Bei einem längserstreckten Magnetron kann das Prozessgas (das Arbeitsgas und/oder das Reaktivgas) mittels einer entlang der Längserstreckung segmentierten Gaszuführung (einem segmentierten Gaskanal) geregelt dem Magnetron zugeführt werden, wobei der Arbeitspunkt des Magnetrons lokal mittels des zugeführten Gases beeinflusst (eingestellt oder geregelt) werden kann. Anschaulich kann es zum Abscheiden einer homogenen Schicht mittels reaktiven Sputterns notwendig sein, einzelne Abschnitte der Magnetronkathode des Magnetrons mit unterschiedlichen Gasen (z.B. mit unterschiedlicher Gaszusammensetzung und/oder unterschiedlichem Druck bzw. unterschiedlichem Gasfluss) zu versorgen. Mit anderen Worten kann das Prozessgas derart in einen Prozessierraum zwischen einer Magnetronkathode und einem zu beschichtenden Substrat eingebracht werden, dass die räumliche Dichteverteilung (bzw. die räumliche Verteilung) des Prozessgases oder der Bestandteile des Prozessgases eine homogene Schichtabscheidung (z.B. über die gesamte Substratbreite oder über die gesamte Substratfläche) auf dem zu beschichtenden Substrat ermöglichen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels des Targetmaterials der Magnetrontargets 102a, 102b eine Schicht 122 mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als 1 E12 Ωcm auf dem Substrat 120 abgeschieden werden. Das Abscheiden einer Schicht mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von mehr als 1 E12 Ωcm, z.B. mehr als 1 E13 Ωcm oder mehr als 1 E14 Ωcm, kann aufgrund der verwendeten niedrigen Frequenzen ineffizient oder sogar unmöglich sein.
Beispielsweise kann die Kathode (auch als Magnetronkathode bezeichnet) als rohrförmige Kathode ausgebildet sein, wobei eine Magnetanordnung innerhalb der Rohrkathode angeordnet sein kann. Anschaulich kann die Rohrkathode Teil eines Doppel-Rohrmagnetrons (auch als Rotatable Dual Magnetron, RDM, bezeichnet) sein. Die Rohrkathode kann beispielsweise einen rohrförmigen Träger aufweisen, auf dem (z.B. sprödes und/oder zerbrechliches) Targetmaterial befestigt sein kann oder die Rohrkathode kann ein rohrförmig eingerichtetes Targetmaterial aufweisen (z.B. ein Rohr aus Targetmaterial). Alternativ können planare Magnetrontargets 102a, 102b verwendet werden, wobei in diesem Fall die Magnetanordnung auf der dem Beschichtungsbereich abgewandten Seite der Magnetrontargets 102a, 102b angeordnet sein kann.
Eine Rohrmagnetronanordnung kann jeweils zwei Magnetron-Endblöcke aufweisen zum Halten (bzw. drehbaren Lagern) der beiden rohrförmigen Kathoden (sowie beispielsweise der Magnetanordnung) und zum Versorgen der rohrförmigen Kathoden mit beispielsweise Kühlwasser und elektrischer Energie (Leistung) sowie zum Antreiben (bzw. Rotieren) der rohrförmigen Kathoden um deren Rohrachse.
Beispielsweise kann eine Rohrmagnetronanordnung mit zwei Rohrkathoden an einem Kammerdeckel (einem so genannten Magnetrondeckel) bereitgestellt sein oder werden. In diesem Fall kann eine Kammergehäuse einer Vakuumkammer eine entsprechende Öffnung aufweisen, welche mittels des Kammerdeckels abgedeckt werden kann, so dass das Kammergehäuse vakuumdicht verschlossen werden kann und die Rohrmagnetronanordnung innerhalb des Kammergehäuses gehalten wird zum Beschichten eines Substrats innerhalb des Kammergehäuses. Alternativ kann eine Rohrmagnetronanordnung mit einer Rohrkathode oder mit zwei Rohrkathoden an einer Kammerwand innerhalb einer Vakuumkammer montiert sein oder werden.
2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum bipolaren Magnetronsputtern, gemäß verschiedenen Ausführungsformen (vgl. 1). Das Verfahren 200 zum bipolaren Magnetronsputtern weist beispielsweise Folgendes auf: in 210, das Versorgen zweier Magnetrontargets 102a, 102b mit elektrischer Leistung gemäß einem bipolaren Sputtermodus zum Zerstäuben eines Targetmaterials der Magnetrontargets 102a, 102b, wobei in dem bipolaren Sputtermodus ein Polaritätswechsel mit einer Frequenz in einem Bereich von 10 Hz bis 1000 Hz erfolgt, und, in 220, Beschichten 110 einer Substratoberfläche 120o mit einem Beschichtungsmaterial 122, wobei das Beschichten 110 mittels des von den Magnetrontargets 102a, 102b zerstäubten Targetmaterials in dem bipolaren Sputtermodus erfolgt.
Das Versorgen der Magnetrontargets 102a, 102b mit elektrischer Leistung erfolgt beispielsweise mittels einer Leistungsversorgung 104, wie hierin beschrieben ist. Die Leistungsversorgung 104 kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass die Frequenz des Polaritätswechsels (z.B. die Frequenz einer Sinusspannung) in dem Bereich von 10 Hz bis 1000 Hz variabel eingestellt werden kann.
3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum bipolaren Magnetronsputtern, gemäß verschiedenen Ausführungsformen (vgl. 1). Das Verfahren 300 zum bipolaren Magnetronsputtern weist beispielsweise Folgendes auf: in 310, Transportieren eines Substrats in einem Beschichtungsbereich einer Vakuumbeschichtungsanlage, und, in 320, Versorgen zweier Magnetrontargets mit elektrischer Leistung gemäß einem bipolaren Sputtermodus zum Zerstäuben eines Targetmaterials der Magnetrontargets in dem Beschichtungsbereich, wobei in dem bipolaren Sputtermodus ein Polaritätswechsel mit einer Frequenz in einem Bereich von 10 Hz bis 1000 Hz erfolgt, so dass eine Substratoberfläche des Substrats mit einem Beschichtungsmaterial derart beschichtet wird, dass ein thermischer Energieeintrag in das Substrat weniger ist als 6% der elektrischen Leistung und dass das Beschichten mit einer Beschichtungsrate von mehr als 60 nm·m/min erfolgt.
Wie nachfolgend in den 4A bis 5D dargestellt ist, begünstig der bipolare Sputtermodus mit einer Frequenz in einem Bereich von 10 Hz bis 1000 Hz das Verhältnis des thermischen Energieeintrags in das Substrat 120 zu der elektrischen Gesamtleistung des Magnetrons 106. Dabei ist im genannten Frequenzbereich die Gesamtleistung des Magnetrons im Wesentlichen proportional zur Depositionsrate (auch als Beschichtungsrate bezeichnet). Somit kann bei gleichem Energieeintrag in das Substrat 120, welcher beispielsweise durch das Material das Substrats (z.B. ein Polymer) limitiert sein kann, eine optimale Depositionsrate erreicht werden.
Die Gesamtleistung des Magnetrons 106 kann anhand der umgesetzten elektrischen Leistung (d.h. effektiv Leistung) der Leistungsversorgung 104 ermittelt werden. Der Energieeintrag in das Substrat kann kalorimetrisch ermittelt werden, indem beispielsweise die Erwärmung des Substrats beim Beschichten ermittelt wird, wobei unter Berücksichtigung der Wärmekapazität des Substrats, der Geometrie des Substrats und unter Berücksichtigung des Substratmaterials die eingetragene Energiemenge (z.B. Wärmemenge) ermittelt werden kann.
Die Beschichtungsrate kann mittels Schichtdickenmessung nach dem Beschichten bei bekannter Transportgeschwindigkeit ermittelt werden. Diese kann dann als Produkt von Schichtdicke und Transportgeschwindigkeit angegeben werden, z.B. in der Einheit [nm·m/min]. Beim Beschichten eines Substrats, dass beispielsweise mit 1 m/min Transportgeschwindigkeit durch den Beschichtungsbereich hindurch transportiert wird, wird bei einer Beschichtungsrate von 1 nm·m/min eine Schicht mit 1 nm Schichtdicke abgeschieden. Wenn das Substrat schneller transportiert wird, wird die Schichtdicke entsprechend geringer.
4A veranschaulicht die Abhängigkeit des Energieeintrags in das Substrat (Y-Achse) von der Frequenz, f, (X-Achse) des jeweils verwendeten bipolaren Sputtermodus. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass der thermische Energieeintrag in das Substrat verringert werden kann, wenn das bipolare Sputtern bei niedriger Frequenz erfolgt.
4B veranschaulicht die Abhängigkeit der Beschichtungsrate (Y-Achse) von der Frequenz, f, (X-Achse) des jeweils verwendeten bipolaren Sputtermodus. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass die Beschichtungsrate vergrößert werden kann, wenn das bipolare Sputtern bei niedriger Frequenz erfolgt. Die Gegenüberstellung von Beschichtungsrate und den Energieeiträgen wurde beispielhaft für einen TiO₂ Sputterprozess ermittelt.
4C veranschaulicht verschiedenen Messungen des thermischen Energieeintrags in ein Substrat (Y-Achse) bei verschiedenen Frequenzen, f, (X-Achse) des jeweils verwendeten bipolaren Sputtermodus sowie im Vergleich den Energieeintrag in das Substrat bei einem herkömmlichen unipolaren DC-Sputtermodus bzw. herkömmlichen unipolaren MF-Sputtermodus. Zur Veranschaulichung ist in 4D der zugehörige relative Energieeintrag (in %) dargestellt, beispielsweise für den Fall, in dem das Magnetron 106 mit zwei Rohrtargets und einer Gesamtleistung von 25 kW betrieben wurde.
Der in 4D dargestellte relative Energieeintrag pro Zeit auf das Substrat (in Bruchteilen der Magnetronleistung) ist am Beispiel von TiO₂, veranschaulicht, das von einen keramischen TiO_x Target gesputtert wurde.
Der hierin beschriebene niederfrequente bipolare Sputtermodus kann dazu verwendet werden, ein temperaturempfindliches Substrat 120 (z.B. eine Polymerfolie) zu beschichten. Diese kann beim Beschichten beispielsweise mittels einer Walze 506 transportiert werden, wie in 5A in einer schematischen Darstellung veranschaulicht ist. Die Walze 506 kann gekühlt sein oder werden. Das Substrat 120 kann direkt auf der Walze 506 aufliegen und somit durch den körperlichen Kontakt gekühlt werden.
Beispielsweise kann die Magnetronanordnung 100 ein Magnetron 106, z.B. ein Doppelrohrmagnetron, aufweisen. Ferner kann die Magnetronanordnung 100 mehrere Magnetrons 106, z.B. mehrere Doppelrohrmagnetrons, aufweisen.
Beispielsweise kann mindestens ein Magnetron 106 einer Magnetronanordnung 100 verwendet werden, um das mittels der Walze 506 transportierte Substrat 120 zu beschichten. Sofern mehrere Magnetrons 106 zum Beschichten des Substrats 120 verwendet werden, können diese um die Walze 506 herum angeordnet sein oder werden. Dabei kann ein geringer Bauraum hilfreich sein, die Magnetronanordnung 100 effizient zu betreiben. Beispielsweise weist das eine Magnetron 106 oder weisen die mehreren Magnetrons 106 der Magnetronanordnung 100 keine separaten (zusätzlichen) Anoden auf, so dass der Bauraum um die Walze 506 herum effizient genutzt werden kann. Gleichzeitig können Schichten abgeschieden werden, welche gegenüber herkömmlichen bipolaren Sputterverfahren mit hohen Frequenzen (z.B. mehr als 10 kHz) verbesserte Schichteigenschaften aufweisen und/oder die Schichten können effizienter (z.B. substratschonender und/oder mit einer hohen Beschichtungsrate) abgeschieden werden.
5B veranschaulicht die räumliche Temperaturverteilung (entlang der x-Position) auf dem Substrat 120 für die in 5A veranschaulichte Magnetronanordnung 100. Die Position entlang der x-Richtung wird entlang des Umfangs der Walze 506 gemessen.
Wie in 5B dargestellt ist, kann mittels des hierin beschriebenen bipolaren Sputtermodus (z.B. gezeigt für eine Frequenz von 500 Hz) die Substrattemperatur 500b beim Beschichten geringer gehalten werden als bei gleicher Gesamtleistung des Magnetrons 106 im AC-MF Sputtermodus 500a.
Die räumliche Verteilung des Energieeintrags in das Substrat 120 korreliert mit der räumlichen Verteilung der Beschichtungsrate 500r.
5B veranschaulicht den Leitungsanteil der in das Substrat 120 (z.B. eine PET Folie) eingetragen wird in Form einer Temperaturverteilung bei einer Beschichtung mittels eines Web-Coaters (vgl. 5A). Die Transportgeschwindigkeit (z.B. die Umlaufgeschwindigkeit gemessen an der Oberfläche des Substrats 120) kann beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1 m/min bis ungefähr 10 m/min liegen, z.B. 2m/min sein. Die Kühltrommeltemperatur kann beispielsweise weniger als 5°C sein, z.B. 0°C.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird hierin ein Sputtermodus für ein Magnetron 106 bzw. für eine Magnetronanordnung 100 beschrieben zum Durchführen einer physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) innerhalb einer Vakuumbeschichtungsanlage. Dabei können empfindliche Substrate 120, z.B. Polymerfilme, Halbleiter, etc., beschichtet werden, da der thermische Leistungseintrag in das Substrat bei diesem Sputtermodus minimal ist bei gleichzeitig ausreichend hoher Beschichtungsrate. Gleichzeitig kann das Magnetron 106 in diesem Sputtermodus auch bei beengten Platzverhältnissen verwendet werden, da aufgrund des bipolaren Sputtermodus keine zusätzliche Anode benötigt wird.
Herkömmlicherweise kann eine reine DC-Entladung beim Sputtern von Dielektrika meist keine stabile Prozessführung gewährleisten, da die im DC-Modus benötigte Anode auch isolierend beschichtet wird und damit verschwindet. Die herkömmliche Lösung bietet beispielsweise das AC-MF Sputtern mit einem Doppelmagnetron. Durch die herkömmlicherweise verwendeten Frequenzen von 20kHz-70kHz lassen sich die üblichen Prozesse (SiO₂, TiO₂, Nb₂O₅, SnO₂, etc.) stabil darstellen, sind jedoch nicht optimal.
Herkömmlicherweise weisen DC-Sputterprozesse eine höhere Beschichtungsrate als AC-MF-Sputterprozesse auf. Es wurde erkannt, dass dieser Unterschied durch Verluste beim Umpolen und Wiederzünden der Entladung während des AC-Betriebes des Magnetrons verursacht wird. Diese Verluste führen zu Energiedissipation bzw. zusätzlicher Wärmeentwicklung in der Umgebung des Magnetron, und damit auch in der Umgebung des Substrats.
Eine geeignete Wahl der Frequenz beim Betreib eines Doppelrohrmagnetrons kann diese Verluste senken und damit die Beschichtungsrate erhöhen und den Energieeintrag in das Substrat verringern, wie hierin beschrieben ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird beschrieben, dass AC-Sputtern mittels eines Doppelmagnetrons bei sehr niedriger Frequenz (in einem Bereich von ungefähr 10 Hz bis ungefähr 1000 Hz), bei keramischen und metallischen Prozessen anwendbar ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können isolierende Schichten mittels des hierin beschriebenen niederfrequenten bipolaren Sputtermodus erzeugt werden, die einen spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als 1 E12 Ωcm aufweisen, z.B. Schichten die SnO₂, In₂O₃, TiO₂, ZnO, etc., aufweisen oder daraus bestehen.
Ferner können auch elektrisch leitfähige Schichten mittels des hierin beschriebenen niederfrequenten bipolaren Sputtermodus erzeugt werden, z.B. Schichten die Silber, Aluminium, Kupfer, Chrom, etc., aufweisen oder daraus bestehen.
Ferner können auch elektrisch leitfähige Oxide (so genannte TCOs) mittels des hierin beschriebenen niederfrequenten bipolaren Sputtermodus erzeugt werden, z.B. ITO (Indium-ZinnOxid) oder ZAO (Zink-Aluminium-Oxid) Schichten.
Beispielsweise kann das Magnetron 106 mittels einer Stromversorgung 104 betrieben werden, bei welcher die Frequenz als frei wählbaren Parameter variiert bzw. eingestellt werden kann. Dies ist beispielsweise bei den herkömmlicherweise verwendeten MF-Oszillator/MF-Filterbasierten Stromversorgungen nicht möglich. Somit kann beispielsweise in Folienanlagen mit Geschwindigkeiten im Bereich von einigen Metern pro Minute streifenfrei uniform auch mit Frequenzen einiger zehn Hertz bis einiger hundert Hertz beschichtet werden.
Hochisolierende Schichten, z.B. aufweisend oder bestehend aus SiO₂, SiO_xN_y, AlO_x, AlO_x(N), können beispielsweise nicht effizient mit dem hierin beschriebenen Sputtermodus erzeugt werden, da die niedrige Frequenz des Sputtermodus keinen stabilen Betrieb zulassen kann oder da das Abscheiden ineffizient (z.B. wegen einer zu geringen Beschichtungsrate) werden kann. Beispielsweise kann es zu so genanntem Arcing kommen, da sich die hochisolierenden Schichten auf dem Target abscheiden und zu schnell eine Isolation bilden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Sputterprozess bereitgestellt, bei dem keine separaten Anoden benötigt werden, was beispielsweise Folgendes zum Vorteil hat: Einsparung von Bauraum (keine Plasma-Zonen für Anodenzugänglichkeit notwendig); kleine Targetabstände möglich; keine Anodenwartung/Reinigung; Vereinfachung des Aufbaus des Magnetrons; kein Anodenkühlkreislauf. Gleichzeitig werden nahezu DC-gleiche Prozessbedingungen und Schichteigenschaften erreicht.
Zu niedrige Frequenzen, z.B. weniger als 10 Hz, können beispielsweise Streifen auf dem Substrat erzeugen, d.h. die Beschichtungsratenverteilung kann räumlich inhomogen sein, was für verschiedene Anwendungen unerwünscht ist.
Wie hierin beschrieben ist, kann der bipolare Sputtermodus mit Frequenzen von weniger als 1000 Hz zum Abscheiden von Kupfer von einem Kupfertarget verwendet werden, wobei gegenüber einem MF-Sputtermodus eine 30% höhere Beschichtungsrate erzielt werden kann. Dabei kann weniger thermische Leistung in das Substrat eingetragen werden, als in einem MF-Sputtermodus. Beispielsweise kann weniger als 6% der elektrischen Leistung (jeweils mit einer Tolerant von weniger als 0,5%) als thermische Leistung in das Substrat eingetragen werden, z.B. 3% bis 6% oder 4% bis 6%.
Wie hierin beschrieben ist, kann der bipolare Sputtermodus mit Frequenzen von weniger als 1000 Hz zum Abscheiden von Titanoxid von einem keramischen Titanoxid-Target verwendet werden, wobei gegenüber einem MF-Sputtermodus eine 10% höhere Beschichtungsrate erzielt werden kann. Dabei kann weniger thermische Leistung in das Substrat eingetragen werden, als in einem MF-Sputtermodus. Beispielsweise kann weniger als 6% der elektrischen Leistung (jeweils mit einer Tolerant von weniger als 0,5%) als thermische Leistung in das Substrat eingetragen werden, z.B. 3% bis 6% oder 3% bis 4%.
Wie hierin beschrieben ist, kann der bipolare Sputtermodus mit Frequenzen von weniger als 1000 Hz zum Abscheiden von Nioboxid von einem keramischen Nioboxid-Target verwendet werden, wobei gegenüber einem MF-Sputtermodus eine 16% höhere Beschichtungsrate erzielt werden kann. Dabei kann weniger thermische Leistung in das Substrat eingetragen werden, als in einem MF-Sputtermodus. Beispielsweise kann weniger als 6% der elektrischen Leistung (jeweils mit einer Tolerant von weniger als 0,5%) als thermische Leistung in das Substrat eingetragen werden, z.B. 3% bis 6% oder 4% bis 6%.
Dabei kann beim Abscheiden der oben beispielhaft beschriebenen Materialien eine ausreichend hohe absolute Beschichtungsrate erzielt werden, z.B. mehr als 60 nm·m/min.

Claims

Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern, das Verfahren aufweisend: • Transportieren eines Substrats, das ein Polymer aufweist, in einem Vakuumbereich; • Beschichten des Substrats in dem Vakuumbereich mittels eines Magnetrons, • wobei das Beschichten aufweist das Magnetron mit elektrischer Leistung gemäß einem bipolaren Sputtermodus zu betreiben, und wobei der bipolare Sputtermodus aufweist: eine Wechselspannung mit einer Polaritätswechsel-Frequenz in einem Bereich von 10 Hz bis 1000 Hz; einen Energieeintrag in das Substrat von weniger als 6% der elektrischen Leistung; und eine Beschichtungsrate größer als 60 nm·m/min.
Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern gemäß Anspruch 1, wobei das Transportieren des Substrats mittels einer Kühltrommel erfolgt zum Kühlen des Substrats.
Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Beschichten des Substrats aufweist, ein Targetmaterial von zwei Magnetrontargets zu zerstäuben und ein Beschichtungsmaterial auf dem Substrat abzuscheiden.
Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern gemäß Anspruch 3, wobei das Beschichtungsmaterial einen spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als 1 E12 Qcm aufweist.
Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern gemäß Anspruch 3, wobei das Targetmaterial ein Metall ist, und wobei das Beschichtungsmaterial das Metall ist.
Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern gemäß Anspruch 3, wobei das Targetmaterial eine Metallverbindung aufweist, und wobei das Beschichtungsmaterial die Metallverbindung ist.
Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern gemäß Anspruch 3, ferner aufweisend: Zuführen eines Reaktivgases zum reaktiven bipolaren Magnetronsputtern, wobei das Targetmaterial ein Metall aufweist, und wobei das Beschichtungsmaterial eine Verbindung aus dem Metall und dem Reaktivgas aufweist.
Verfahren zum bipolaren Magnetronsputtern gemäß Anspruch 3, ferner aufweisend: Zuführen eines Reaktivgases zum reaktiven bipolaren Magnetronsputtern, wobei das Targetmaterial eine Metallverbindung aufweist, und wobei das Beschichtungsmaterial eine Verbindung aus der Metallverbindung und dem Reaktivgas aufweist.