DE102017103124B4

DE102017103124B4 - Processing source, processing device and method for processing a substrate in a processing area of a processing chamber

Info

Publication number: DE102017103124B4
Application number: DE102017103124.3A
Authority: DE
Inventors: Jörg Faber; Georg Haasemann; Carsten Deus
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2024-03-21
Anticipated expiration: 2037-02-17
Also published as: DE102017103124A1

Abstract

Prozessierquelle (100), aufweisend:
• ein Gehäuse (102);
• ein Anodengehäuse (104), welches in dem Gehäuse (102) angeordnet ist zum Erzeugen einer Gasentladung;
• einen Austrittsspalt (106), welcher derart eingerichtet ist, dass sich mittels der Gasentladung ionisierte Teilchen aus dem Gehäuse (102) in Richtung eines Prozessierbereichs (120p) durch den Austrittsspalt (106) hindurch ausbreiten können zum Prozessieren eines Substrats (120) in dem Prozessierbereich (120p); und
• eine Magnetanordnung (110) zum Unterstützen der Gasentladung, wobei die Magnetanordnung zwischen dem Gehäuse (102) und dem Prozessierbereich (120p) angeordnet ist und sich entlang einer Erstreckungsrichtung des Austrittsspalts (106) beidseitig des Austrittsspalts (106) erstreckt.

Processing source (100), comprising:
• a housing (102);
• an anode housing (104) arranged in the housing (102) for generating a gas discharge;
• an exit gap (106), which is set up in such a way that ionized particles can spread from the housing (102) in the direction of a processing area (120p) through the exit gap (106) by means of the gas discharge for processing a substrate (120) in the Processing area (120p); and
• a magnet arrangement (110) for supporting the gas discharge, the magnet arrangement being arranged between the housing (102) and the processing area (120p) and extending along an extension direction of the exit gap (106) on both sides of the exit gap (106).

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen eine Prozessierquelle, eine Prozessiervorrichtung und ein Verfahren zum Prozessieren eines Substrats in einem Prozessierbereich einer Prozessierkammer.Various exemplary embodiments relate to a processing source, a processing device and a method for processing a substrate in a processing area of a processing chamber.

Im Allgemeinen können Substrate auf verschiedene Weise behandelt werden, z.B. bearbeitet, beschichtet, erwärmt, geätzt und/oder strukturell verändert werden. Beispielsweise kann ein Substrat mittels eines Plasmas behandelt werden, wobei das Plasma basierend auf einer Gasentladung in einer Prozessierkammer erzeugt werden kann, was auch als Niederdruckplasma bezeichnet wird. Dabei kann das Plasma in einer separaten Plasmakammer bzw. in einem Gehäuse erzeugt werden und sich in Richtung eines zu behandelnden Substrats ausbreiten (bzw. die Ionen des Plasmas können sich als Ionenstrahl in Richtung eines zu behandelnden Substrats ausbreiten), oder das Plasma kann direkt über der Oberfläche eines zu behandelnden Substrats erzeugt werden. Die Plasmaerzeugung im Vakuum kann mittels eines Magnetfelds unterstützt werden. Im Allgemeinen kann ein magnetfeldunterstütztes Plasma bzw. eine magnetfeldunterstützte Gasentladung bei niedrigeren Gasdrücken gezündet und aufrechterhalten werden, als es ohne Magnetfeldunterstützung der Fall wäre.In general, substrates can be treated in various ways, e.g. processed, coated, heated, etched and/or structurally modified. For example, a substrate can be treated using a plasma, where the plasma can be generated based on a gas discharge in a processing chamber, which is also referred to as low-pressure plasma. The plasma can be generated in a separate plasma chamber or in a housing and spread towards a substrate to be treated (or the ions of the plasma can spread as an ion beam towards a substrate to be treated), or the plasma can directly over the surface of a substrate to be treated. Plasma generation in a vacuum can be supported using a magnetic field. In general, a magnetic field-assisted plasma or gas discharge can be ignited and maintained at lower gas pressures than would be the case without magnetic field assistance.

Das Plasma kann beispielsweise zur Reinigung einer Oberfläche eines Substrats, zum Abtragen von Material von einer Oberfläche eines Substrats, oder zu jeder anderen geeigneten Behandlung eines Substrats verwendet werden. Die mittels des Plasmas bereitgestellten Ionen (bzw. anschaulich der Ionenstrom) werden beispielsweise in Richtung eines zu behandelnden Substrats emittiert und/oder gelenkt, so dass diese auf der Oberfläche des Substrats auftreffen können und somit das Substrat behandelt werden kann. Ergänzend wird verwiesen auf die US 6 246 059 B1 , US 2003 / 0 234 369 A1 und die US 2012 / 0 025 710 A1 .For example, the plasma can be used to clean a surface of a substrate, to remove material from a surface of a substrate, or for any other suitable treatment of a substrate. The ions provided by the plasma (or, clearly, the ion current) are emitted and/or directed, for example, in the direction of a substrate to be treated, so that they can impinge on the surface of the substrate and thus the substrate can be treated. In addition, reference is made to the US 6,246,059 B1 , US 2003 / 0 234 369 A1 and the US 2012 / 0 025 710 A1 .

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Prozessierquelle zum Prozessieren eines Substrats bereitgestellt, die es ermöglicht, ein Substrat im Vakuum zu behandeln (z.B. kann eine Vorbehandlung und/oder eine Oberflächenmodifikation erfolgen), wobei der mittels der Prozessierquelle erreichbare Ionenstrom und die erreichbaren Standzeiten größer sind als bei herkömmlichen Prozessierquellen. Somit kann beispielsweise das Wartungs-Intervall bei vergleichbarem Vorbehandlungsergebnis länger sein als bei herkömmlichen Prozessierquellen. Ferner kann die Prozessierquelle derart aufgebaut sein, dass die möglicherweise bei einer Wartung zu tauschenden Teile preiswert und/oder leicht zu ersetzen sind.According to various embodiments, a processing source for processing a substrate is provided, which makes it possible to treat a substrate in a vacuum (e.g. a pretreatment and/or a surface modification can take place), the ion current and the service life that can be achieved using the processing source being greater than that of conventional processing sources. For example, the maintenance interval can be longer with comparable pretreatment results than with conventional processing sources. Furthermore, the processing source can be constructed in such a way that the parts that may need to be replaced during maintenance are inexpensive and/or easy to replace.

Bei dem hierin beschriebenen Aufbau der Prozessierquelle kann beispielsweise ein thermischer Energieeintrag in Komponenten der Prozessierquelle berücksichtigt sein. Somit kann eine Gasentladung zum Erzeugen eines Ionenstrahls bzw. eines Plasmas mit großer Leistung erzeugt werden, z.B. mit einer Leistung von mehr als ungefähr 1 kW, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 kW bis 100 kW.In the structure of the processing source described here, for example, a thermal energy input into components of the processing source can be taken into account. Thus, a gas discharge for generating a high power ion beam or plasma can be generated, for example with a power of more than about 1 kW, for example in a range of about 1 kW to 100 kW.

Bei dem hierin beschriebenen Aufbau der Prozessierquelle kann beispielsweise auf ein herkömmlicherweise verwendetes Extraktionsgitter zum Extrahieren der Ionen aus einer Ionisierungskammer verzichtet werden. Dazu wird ein Extraktionsspalt in einer Ionisierungskammer bereitgestellt, z.B. mittels einer Spaltblende, wobei die Spaltblende gekühlt werden kann. Dies ermöglicht beispielsweise das Betreiben der Gasentladung bei einer großen Leistung, was bei Verwendung eines Extraktionsgitters nicht erreichbar wäre, da dieses nicht effizient im Vakuum gekühlt werden kann und dieses auch mechanisch aufgrund der vergleichsweise dünnen Gitterdrähte wenig stabil sein kann.With the structure of the processing source described here, for example, a conventionally used extraction grid for extracting the ions from an ionization chamber can be dispensed with. For this purpose, an extraction gap is provided in an ionization chamber, for example by means of a slit diaphragm, whereby the slit diaphragm can be cooled. This makes it possible, for example, to operate the gas discharge at a high power, which would not be possible when using an extraction grid, since it cannot be cooled efficiently in a vacuum and can also be mechanically unstable due to the comparatively thin grid wires.

Bei dem hierin beschriebenen Aufbau der Prozessierquelle kann beispielsweise die Gasentladung sowie das Extrahieren der Ionen aus einer Ionisierungskammer mittels eines Magnetfelds unterstützt werden. Die Ionisierungskammer wird beispielsweise von einem Gehäuse gebildet, wobei innerhalb des Gehäuses ein Anodengehäuse bereitgestellt ist. Das Gehäuse kann als Dunkelfeldabschirmung für das Anodengehäuse eingerichtet sein. Dazu kann das Gehäuse auf Massepotential gelegt sein oder werden oder auf eine anderes negatives Kathodenpotential. Bezüglich des Anodengehäuses kann das Gehäuse als Kathodengehäuse genutzt werden. Zum Bereitstellen des Magnetfelds wird beispielsweise eine Magnetanordnung verwendet, die außerhalb der Ionisierungskammer (z.B. außerhalb des Gehäuses) angeordnet ist.In the structure of the processing source described here, for example, the gas discharge and the extraction of ions from an ionization chamber can be supported by means of a magnetic field. The ionization chamber is formed, for example, by a housing, with an anode housing being provided within the housing. The housing can be set up as a dark field shield for the anode housing. For this purpose, the housing can be or will be placed at ground potential or at another negative cathode potential. Regarding the anode housing, the housing can be used as a cathode housing. To provide the magnetic field, for example, a magnet arrangement is used that is arranged outside the ionization chamber (e.g. outside the housing).

Der Begriff Kathode oder Kathodenpotential ist hierin derart zu verstehen, dass als Bezugspotential das Anodenpotential des Anodengehäuses dient, wobei das Kathodenpotential negativer (d.h. geringer) ist, als das Anodenpotential.The term cathode or cathode potential is to be understood here in such a way that the anode potential of the anode housing serves as the reference potential, the cathode potential being more negative (i.e. lower) than the anode potential.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessierquelle (auch als Behandlungsquelle bezeichnet) Folgendes aufweisen: ein Gehäuse; ein Anodengehäuse, welches in dem Gehäuse angeordnet ist zum Erzeugen einer Gasentladung; einen Austrittsspalt, welcher derart eingerichtet ist, dass sich mittels der Gasentladung ionisierte Teilchen aus dem Gehäuse in Richtung eines Prozessierbereichs durch den Austrittsspalt hindurch ausbreiten können zum Prozessieren eines Substrats in dem Prozessierbereich; und eine Magnetanordnung zum Unterstützen der Gasentladung im Bereich des Austrittsspalts (z.B. innerhalb des Gehäuses, oder, innerhalb und außerhalb des Gehäuses), wobei die Magnetanordnung zwischen dem Gehäuse und dem Prozessierbereich angeordnet ist. Dabei kann die Magnetanordnung beidseitig des Austrittsspalts angeordnet sein, d.h. der Austrittsspalt kann eine Erstreckungsrichtung aufweisen bzw. sich entlang eines Pfades erstrecken, wobei sich die Magnetanordnung entlang der Erstreckungsrichtung beidseitig des Austrittsspalts erstreckt.According to various embodiments, a processing source (also referred to as a treatment source) may include: a housing; an anode casing disposed in the casing for generating a gas discharge; an exit gap, which is set up in such a way that ionized particles from the housing pass through the exit gap in the direction of a processing area by means of the gas discharge can spread for processing a substrate in the processing area; and a magnet arrangement for supporting the gas discharge in the area of the exit gap (eg inside the housing, or, inside and outside the housing), the magnet arrangement being arranged between the housing and the processing area. The magnet arrangement can be arranged on both sides of the exit gap, ie the exit gap can have an extension direction or extend along a path, with the magnet arrangement extending along the extension direction on both sides of the exit gap.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessiervorrichtung (auch als Behandlungsvorrichtung bezeichnet) Folgendes aufweisen: eine Prozessierkammer (z.B. eine Vakuum-Prozessierkammer) aufweisend einen Prozessierbereich; eine Prozessierquelle, wie hierin beschrieben ist, zum Prozessieren eines Substrats in dem Prozessierbereich. Ferner kann die Prozessiervorrichtung eine Transportvorrichtung aufweisen zum Transportieren und/oder Positionieren eines zu prozessierenden Substrats in dem Prozessierbereich.According to various embodiments, a processing device (also referred to as a processing device) may include: a processing chamber (e.g., a vacuum processing chamber) having a processing area; a processing source, as described herein, for processing a substrate in the processing area. Furthermore, the processing device can have a transport device for transporting and/or positioning a substrate to be processed in the processing area.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessierkammer auf Massepotential gelegt sein oder werden.According to various embodiments, the processing chamber can be or will be connected to ground potential.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Prozessieren eines Substrats in einem Prozessierbereich einer Prozessierkammer (z.B. in einer Vakuum-Prozessierkammer) Folgendes aufweisen: Erzeugen einer Gasentladung mittels eines Anodengehäuses und eines Gehäuses in einem Ionisierungsbereich innerhalb des Gehäuses, wobei das Erzeugen der Gasentladung unter Verwendung einer Magnetanordnung erfolgt, welche zwischen dem Gehäuse und dem Prozessierbereich der Vakuumkammer angeordnet ist; und Extrahieren der mittels der Gasentladung ionisierten Teilchen aus dem Ionisierungsbereich heraus durch einen Austrittsspalt, welcher in und/oder an dem Gehäuse bereitgestellt ist, und die Magnetanordnung hindurch.According to various embodiments, a method for processing a substrate in a processing region of a processing chamber (e.g., in a vacuum processing chamber) may include: generating a gas discharge using an anode housing and a housing in an ionization region within the housing, wherein generating the gas discharge using a Magnet arrangement takes place, which is arranged between the housing and the processing area of the vacuum chamber; and extracting the particles ionized by the gas discharge from the ionization region through an exit gap provided in and/or on the housing and through the magnet arrangement.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessierquelle (auch als Behandlungsquelle bezeichnet) Folgendes aufweisen: eine Ionisierungskammer zum Erzeugen einer Gasentladung in einem Ionisierungsbereich der Ionisierungskammer; einen Austrittsspalt, welcher derart eingerichtet ist, dass sich mittels der Gasentladung ionisierte Teilchen aus der Ionisierungskammer in Richtung eines Prozessierbereichs durch den Austrittsspalt hindurch ausbreiten können zum Prozessieren eines Substrats in dem Prozessierbereich; und eine Magnetanordnung zum Unterstützen der Gasentladung im Bereich des Austrittsspalts (z.B. innerhalb der Ionisierungskammer, oder, innerhalb und außerhalb der Ionisierungskammer), wobei die Magnetanordnung zwischen der Ionisierungskammer und dem Prozessierbereich angeordnet ist. Dabei kann die Magnetanordnung beidseitig des Austrittsspalts angeordnet sein, d.h. der Austrittsspalt kann eine Erstreckungsrichtung aufweisen bzw. sich entlang eines Pfades erstrecken, wobei sich die Magnetanordnung entlang der Erstreckungsrichtung beidseitig des Austrittsspalts erstreckt.According to various embodiments, a processing source (also referred to as a treatment source) may include: an ionization chamber for generating a gas discharge in an ionization region of the ionization chamber; an exit gap which is set up in such a way that ionized particles can spread from the ionization chamber in the direction of a processing area through the exit gap by means of the gas discharge for processing a substrate in the processing area; and a magnet arrangement for supporting the gas discharge in the area of the exit gap (e.g. inside the ionization chamber, or, inside and outside the ionization chamber), the magnet arrangement being arranged between the ionization chamber and the processing region. The magnet arrangement can be arranged on both sides of the exit gap, i.e. the exit gap can have an extension direction or extend along a path, with the magnet arrangement extending along the extension direction on both sides of the exit gap.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Prozessieren eines Substrats in einem Prozessierbereich einer Prozessierkammer (z.B. in einer Vakuum-Prozessierkammer) Folgendes aufweisen: Erzeugen einer Gasentladung mittels einer Ionisierungskammer in einem Ionisierungsbereich der Ionisierungskammer, wobei das Erzeugen der Gasentladung unter Verwendung einer Magnetanordnung erfolgt, welche zwischen der Ionisierungskammer und dem Prozessierbereich der Vakuumkammer angeordnet ist; und Extrahieren der mittels der Gasentladung ionisierten Teilchen aus der Ionisierungskammer heraus durch einen Austrittsspalt, welcher in und/oder an der Ionisierungskammer bereitgestellt ist, und die Magnetanordnung hindurch.According to various embodiments, a method for processing a substrate in a processing area of a processing chamber (e.g. in a vacuum processing chamber) may include the following: generating a gas discharge by means of an ionization chamber in an ionization area of the ionization chamber, the gas discharge being generated using a magnet arrangement, which is arranged between the ionization chamber and the processing area of the vacuum chamber; and extracting the particles ionized by the gas discharge out of the ionization chamber through an exit gap provided in and/or on the ionization chamber and through the magnet arrangement.

Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.Exemplary embodiments are shown in the figures and are explained in more detail below.

Es zeigen

1 eine Prozessierquelle in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
2 eine Prozessierquelle in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3 eine Plasmaverteilung in einer Prozessierquelle in einer schematischen Darstellung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
4A eine Prozessierquelle in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; 4B und 4C eine Prozessierquelle in einer schematischen Draufsicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
5 eine Prozessierquelle in einer schematischen Querschnittsansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
6 eine Prozessiervorrichtung mit einer Prozessierquelle in einer schematischen Darstellung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
7 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 700 zum Prozessieren eines Substrats 120, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

Show it

1 a processing source in a schematic cross-sectional view, according to various embodiments;
2 a processing source in a schematic cross-sectional view, according to various embodiments;
3 a plasma distribution in a processing source in a schematic representation, according to various embodiments;
4A a processing source in a schematic cross-sectional view, according to various embodiments; 4B and 4C a processing source in a schematic top view, according to various embodiments;
5 a processing source in a schematic cross-sectional view, according to various embodiments;
6 a processing device with a processing source in a schematic representation, according to various embodiments; and
7 a schematic flowchart of a method 700 for processing a sub strats 120, according to various embodiments.

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.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which are shown, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "back", etc. is used with reference to the orientation of the figure(s) being described. Because components of embodiments may be positioned in a number of different orientations, directional terminology is for illustrative purposes and is not in any way limiting. It is to be understood that other embodiments may be used and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It is to be understood that the features of the various exemplary embodiments described herein may be combined with one another unless specifically stated otherwise. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.

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.In this description, the terms “connected”, “connected” and “coupled” are used to describe both a direct and an indirect connection, a direct or indirect connection and a direct or indirect coupling. In the figures, identical or similar elements are given identical reference numbers where appropriate.

Für die Vorbehandlung von Oberflächen im Vakuum werden verschiedene grundlegende Prinzipien verwendet. Beispielsweise kann zum Abtragen von Oberflächenschichten ein Beschuss mit Ionen besonders effektiv sein. Dafür können besonders effiziente Verfahren verwendet werden, bei denen das Substrat beispielsweise selbst als Elektrode einer Gasentladung fungiert, wobei die Gasentladung auch magnetisch unterstützt sein kann. Bei anderen Verfahren kann beispielsweise eine externe Ionenquelle verwendet werden, um die Ionen bereitzustellen und diese auf ein Substrat hin zu beschleunigen. Eine Ionenquelle kann beispielsweise als Punktquelle oder als kurze Rechteckquelle bereitgestellt sein, wie z.B. eine Hohlkathode mit BIAS-Entladung oder eine End-Hall-Quelle. Zum Behandeln breiter Substrate können derartige Ionenquellen nicht effizient verwendet werden, weil hier beispielsweise die notwendige Vielzahl solcher Ionenquellen zum homogenen Behandeln des Substrats über dessen gesamter Breite den Betrieb anfällig und teuer machen kann. Alternativ dazu kann eine Ionenquelle auch als langgestreckte Ionenquelle bereitgestellt sein, z.B. Ionenquellen mit Mikrowellen- oder HF-Plasmaanregung. Diese weisen meist ein Extraktionsgitter auf und sind somit vom Prozess entkoppelt. Aufgrund des Extraktionsgitters kann aber die Standzeit limitiert sein und der Ionenstrom begrenzt sein. Alternativ dazu kann eine Ionenquelle auch als längenskalierbare Ionenquelle bereitgestellt sein, z.B. eine so genannte „Anode Layer Source“ (ALS). Der Ionenstrahl kann bei einer derartigen Ionenquelle stark fokussiert sein und daher auch in einem streifenden Einfall, der beispielsweise höhere Abtragsraten erlaubt, benutzt werden. Der Strahlstrom liegt dabei beispielsweise im Bereich einiger Milliampere pro Zentimeter des Race-Tracks. Eine solche Ionenquelle kann den Nachteil haben, dass deren Betriebsparameter mit zunehmender Betriebsdauer driften und die anfängliche Leistung zusammenbrechen kann. Bei kleinen magnetischen Flittern, welche aufgrund des Abstäubens der beispielsweise aus magnetischem Stahl bestehenden Kathode auftreten können, kann es zu elektrischen Kurzschlüssen kommen, was im günstigsten Fall zum Abschalten der Ionenquelle führt. Bei einer derartigen Kathode ist diese wegen des Sputtereffekts ein Verschleißteil und aufgrund der aufbaubaubedingt niedrigen Fertigungstoleranzen kostspielig herzustellen. Anderen Vorbehandlungsquellen, bei denen ebenfalls ein Extraktionsgitter verwendet wird, können insbesondere bei hohen Ionenströmen eine stark limitierte Standzeit aufweisen, z.B. wegen der auftretenden Erosion am Extraktionsgitter.Various basic principles are used for the pretreatment of surfaces in a vacuum. For example, bombardment with ions can be particularly effective for removing surface layers. Particularly efficient methods can be used for this, in which the substrate itself, for example, acts as an electrode for a gas discharge, whereby the gas discharge can also be magnetically supported. In other methods, for example, an external ion source can be used to provide the ions and accelerate them towards a substrate. An ion source can be provided, for example, as a point source or as a short rectangular source, such as a hollow cathode with BIAS discharge or an end Hall source. Such ion sources cannot be used efficiently to treat wide substrates because, for example, the large number of such ion sources required to homogeneously treat the substrate over its entire width can make operation fragile and expensive. Alternatively, an ion source can also be provided as an elongated ion source, for example ion sources with microwave or HF plasma excitation. These usually have an extraction grid and are therefore decoupled from the process. However, due to the extraction grid, the service life can be limited and the ion current can be limited. Alternatively, an ion source can also be provided as a length-scalable ion source, for example a so-called “anode layer source” (ALS). With such an ion source, the ion beam can be highly focused and can therefore also be used in a grazing incidence, which allows, for example, higher removal rates. The beam current is, for example, in the range of a few milliamperes per centimeter of the race track. Such an ion source can have the disadvantage that its operating parameters drift with increasing operating time and the initial performance can collapse. In the case of small magnetic flakes, which can occur due to the dusting of the cathode, for example made of magnetic steel, electrical short circuits can occur, which in the best case leads to the ion source being switched off. With such a cathode, it is a wearing part due to the sputtering effect and is expensive to produce due to the low manufacturing tolerances due to the structure. Other pretreatment sources, in which an extraction grid is also used, can have a very limited service life, especially at high ion currents, e.g. due to the erosion that occurs on the extraction grid.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Prozessierquelle bereitgestellt, welche ein offenes Magnetsystem aufweist, welche beispielsweise eingerichtet ist, einen geschlossenen Entladungspfad (z.B. in Form eines so genannten Race-Tracks) für eine magnetfeldunterstützte Gasentladung (eine so genannte Magnetronentladung) zu erzeugen. Dabei brennt die Gasentladung beispielsweise als magnetfeldunterstützte Gasentladung in einem Raum, der zumindest Abschnittsweise von einer Anode umschlossen bzw. umgeben ist und die wiederum kann mittels einer geerdeten Dunkelfeldabschirmung (auch als Gehäuse oder Kathodengehäuse bezeichnet) vom übrigen Rezipienten getrennt sein oder werden.According to various embodiments, a processing source is provided which has an open magnet system, which is set up, for example, to generate a closed discharge path (e.g. in the form of a so-called race track) for a magnetic field-assisted gas discharge (a so-called magnetron discharge). The gas discharge burns, for example, as a magnetic field-assisted gas discharge in a space that is at least partially enclosed or surrounded by an anode and which in turn can be separated from the rest of the recipient by means of a grounded dark field shield (also referred to as a housing or cathode housing).

Dabei wird eine Spaltblende verwendet, wie nachfolgend im Detail beschrieben ist. Die Spaltblende kann beispielsweise die Magnetpole der Magnetanordnung einzeln überdecken und dazwischen einen Spalt frei lassen. Durch diesen Spalt können die Ionen hindurchtreten, und z.B. auf ein Substrat treffen. Die Spaltblende ist vorzugsweise gekühlt. Dazu kann beispielsweise eine Wasserkühlung verwendet werden, die zweckmäßig mit einer Kühlung der Magnetanordnung kombiniert sein kann. Beispielsweise kann die Magnetanordnung mittels eines Magnetjochs montiert sein oder werden, wobei die Magneten an dem Magnetjoch anhaften. In ähnlicher Weise kann ein anderer geeigneter Träger verwendet werden, um die jeweiligen Magneten der Magnetanordnung relativ zueinander anzuordnen und relativ zu dem Gehäuse bzw. relativ zu dem Austrittsspalt zu montieren.A slit diaphragm is used, as described in detail below. The gap diaphragm can, for example, individually cover the magnetic poles of the magnet arrangement and leave a gap between them. The ions can pass through this gap and hit a substrate, for example. The slit aperture is preferably cooled. For this purpose, for example, water cooling can be used, which is useful with a Cooling of the magnet arrangement can be combined. For example, the magnet arrangement can be or will be mounted by means of a magnetic yoke, with the magnets adhering to the magnetic yoke. Similarly, another suitable carrier can be used to arrange the respective magnets of the magnet arrangement relative to one another and to mount them relative to the housing or relative to the exit gap.

Das Material der Spaltblende kann derart gewählt sein oder werden, dass dieses eine sehr geringe Sputterrate aufweist (z.B. kann die Spaltblende Ti oder C aufweisen oder daraus bestehen). Mittels geeigneter Wahl des Arbeitsgases kann dieser Effekt noch unterstützt werden (z.B. kann ein reines Argon oder ein Argon/Sauerstoff-Gasgemisch verwendet werden). Das Material der Spaltblende kann auch Bestandteile enthalten, die eine bestimmte Schichtbildung auf dem Substrat bewirken (z.B. eine Haftvermittlungsschicht). Weiterhin kann eine Kombination von Material der Spaltblende und Gas derart gewählt werden, dass die entstehenden Bestandteile gasförmig sind und abgepumpt werden können (Kohlenstoff für die Spaltblende und Sauerstoff als Arbeitsgas). Es können aber auch Gase eingesetzt werden, die durch die Plasmaeinwirkung derart zerlegt werden, dass damit durch ihre Radikale eine besondere Ätzwirkung oder durch Reaktionsprodukte eine besondere Beschichtung verbunden ist.The material of the slit aperture can be chosen such that it has a very low sputtering rate (e.g. the slit aperture can have or consist of Ti or C). This effect can be further supported by a suitable choice of working gas (e.g. pure argon or an argon/oxygen gas mixture can be used). The material of the slit diaphragm can also contain components that cause a certain layer formation on the substrate (e.g. an adhesion-promoting layer). Furthermore, a combination of material of the slit aperture and gas can be selected such that the resulting components are gaseous and can be pumped out (carbon for the slit aperture and oxygen as a working gas). However, gases can also be used that are broken down by the action of the plasma in such a way that their radicals produce a special etching effect or a special coating is associated with the reaction products.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können zusätzlich elektronenspendende Komponenten (z.B. eine Hohlkathode, eine Glühkathode, etc.) hinzugefügt werden, um den Ionenstrahl bzw. durch den Ionenbeschuss aufgeladene Oberflächen weiter zu neutralisieren. Es können z.B. auch im Bereich der Ioneneinwirkung nahe des Substrats Platten aus Material mit hoher Sekundärelektronenausbeute positioniert werden.According to various embodiments, additional electron-donating components (e.g. a hollow cathode, a hot cathode, etc.) can be added in order to further neutralize the ion beam or surfaces charged by the ion bombardment. For example, plates made of material with a high secondary electron yield can also be positioned in the area of ion impact near the substrate.

Die Spaltblende kann zum Spalt hin abgeschrägt oder/und abgerundet sein. Ferner kann die Spaltblende auch die Magnetpole der Magnetanordnung umschließen. Die Lage und Stärke der Magnetpole kann beispielsweise die Austrittsrichtung der Ionen beeinflussen. Hierfür kann es vorteilhaft sein, beide Pole gleich stark auszulegen, um möglichst viele Ionen senkrecht durch den Spalt austreten zu lassen. Es kann aber auch sinnvoll sein, einen Schrägaustritt der Ionen zu verursachen. Zur Anpassung und Änderung der Symmetrie der Magnetpole kann ein Pol (z.B. der Mittelpol) einstellbar gestaltet werden, indem er z.B. mechanisch zur Spaltblende hin- oder wegbewegt werden kann.The gap panel can be beveled towards the gap and/or rounded. Furthermore, the gap diaphragm can also enclose the magnetic poles of the magnet arrangement. The position and strength of the magnetic poles can, for example, influence the exit direction of the ions. For this purpose, it can be advantageous to design both poles with the same strength in order to allow as many ions as possible to emerge vertically through the gap. However, it can also make sense to cause the ions to emerge at an angle. To adapt and change the symmetry of the magnetic poles, a pole (e.g. the center pole) can be made adjustable, for example by being able to move it mechanically towards or away from the slit diaphragm.

Zur thermischen Ankopplung der Spaltblende an einem beispielsweise wassergekühlten Magnetjoch können diese dort angeschraubt, festgeklemmt oder aber magnetisch gehalten werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können sich die elektrischen Potentiale der Spaltblendenelemente, die vom Austrittsspalt umgeben sind, von den Potentialen der außenliegenden Spaltblendenelemente unterscheiden.For thermal coupling of the slit diaphragm to a water-cooled magnet yoke, for example, it can be screwed on, clamped or held magnetically. According to various embodiments, the electrical potentials of the slit diaphragm elements that are surrounded by the exit gap can differ from the potentials of the external slit diaphragm elements.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich das elektrische Potential der Spaltblendenelemente, die dem Nordpol der Magnetanordnung zugeordnet sind von dem elektrischen Potential der Spaltblendenelemente, welche dem Südpol der Magnetanordnung zugeordnet sind, unterscheiden.According to various embodiments, the electrical potential of the slit elements associated with the north pole of the magnet arrangement may differ from the electrical potential of the slit elements associated with the south pole of the magnet arrangement.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Strom, der über die Spaltblende bzw. die Spaltblendenelemente fließt, einzeln gemessen und durch Einstellung der elektrischen Potentiale geregelt werden.According to various embodiments, the current that flows across the slit or the slit elements can be measured individually and regulated by adjusting the electrical potentials.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung aus zwei mechanisch verbundenen ferromagnetischen Grundkörpern bestehen, auf denen Permanentmagnete befestigt werden. Es wird ein Innenpol und ein entgegengesetzt gerichteter Außenpol erzeugt, um Elektronen über der Spaltblende zur Anode hin einzufangen. Zusätzlich wird im Spaltbereich bei jedem Pol eine weitere Zone aus dem Nord- und Südpol jedes Poles gebildet, in der Elektronen eingefangen und als geschlossene Bahn zusätzliche Race-Tracks gebildet werden.According to various embodiments, the magnet arrangement can consist of two mechanically connected ferromagnetic base bodies on which permanent magnets are attached. An inner pole and an oppositely directed outer pole are created to capture electrons across the slit towards the anode. In addition, in the gap area at each pole, a further zone is formed from the north and south poles of each pole, in which electrons are captured and additional race tracks are formed as a closed path.

l veranschaulicht eine Prozessierquelle 100 in einer schematischen Schnittansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. l illustrates a processing source 100 in a schematic sectional view, according to various embodiments.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessierquelle 100 ein Gehäuse 102 (auch als Kathodenkasten oder äußerer Kasten bezeichnet) aufweisen. Ferner kann die Prozessierquelle 100 ein Anodengehäuse 104 (auch als Anodenkasten oder innerer Kasten bezeichnet) aufweisen. Das Anodengehäuse 104 ist in dem Gehäuse 102 angeordnet und zum Erzeugen einer Gasentladung eingerichtet. Eine Gasentladung im Bereich 107 zwischen dem Anodengehäuse 104 und dem Gehäuse 102 kann beispielsweise dadurch vermieden werden, dass der Abstand zwischen Anodengehäuse 104 und Gehäuse 102 gering gewählt wird (auch als Dunkelfeldabstand bezeichnet), z.B. weniger als 1 cm.According to various embodiments, the processing source 100 may include a housing 102 (also referred to as a cathode box or outer box). Furthermore, the processing source 100 may have an anode housing 104 (also referred to as an anode box or inner box). The anode housing 104 is arranged in the housing 102 and is set up to generate a gas discharge. A gas discharge in the area 107 between the anode housing 104 and the housing 102 can be avoided, for example, by choosing the distance between the anode housing 104 and the housing 102 to be small (also referred to as the dark field distance), for example less than 1 cm.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Prozessierquelle 100 einen Austrittsspalt 106 auf. Dieser kann derart eingerichtet sein, dass sich mittels der Gasentladung im Ionisierungsbereich 104i ionisierte Teilchen aus dem Gehäuse 102 heraus in Richtung eines Prozessierbereichs 120p durch den Austrittsspalt 106 hindurch ausbreiten können zum Prozessieren eines Substrats 120 in dem Prozessierbereich 120p. Der Austrittsspalt 106 wird von einer Spaltblende 108 gebildet, wobei die Spaltblende 108 mehrere Spaltblendenelemente aufweisen kann.According to various embodiments, the processing source 100 has an exit gap 106. This can be set up in such a way that ionized particles spread out of the housing 102 in the direction of a processing area 120p through the exit gap 106 by means of the gas discharge in the ionization region 104i can be used to process a substrate 120 in the processing area 120p. The exit gap 106 is formed by a slit diaphragm 108, wherein the slit diaphragm 108 can have a plurality of slit diaphragm elements.

Ferner weist die Prozessierquelle 100 eine Magnetanordnung 110 auf. Diese kann derart angeordnet und eingerichtet sein, dass die Gasentladung im Bereich des Austrittsspalts 106 unterstützt wird. Die Magnetanordnung kann beispielsweise zwischen dem Gehäuse 102 und dem Prozessierbereich 120p angeordnet sein. Wie in 1 dargestellt ist, kann die Magnetanordnung 110 zwischen der Spaltblende 108 und dem Prozessierbereich 120p angeordnet sein. Anschaulich ist die Magnetanordnung 110 außerhalb des Gehäuses 102 bereitgestellt.Furthermore, the processing source 100 has a magnet arrangement 110. This can be arranged and set up in such a way that the gas discharge is supported in the area of the outlet gap 106. The magnet arrangement can be arranged, for example, between the housing 102 and the processing area 120p. As in 1 is shown, the magnet arrangement 110 can be arranged between the slit diaphragm 108 and the processing area 120p. The magnet arrangement 110 is clearly provided outside the housing 102.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich der Austrittsspalt 106 entlang einer Erstreckungsrichtung erstrecken, z.B. entlang eines geschlossenen Pfades. Bei der in 1 gezeigten Ansicht ist die Erstreckungsrichtung des Austrittsspalts 106 senkrecht zu der Ebene, die durch die Richtung 101 und die Richtung 105 aufgespannt wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung 110 beidseitig des Austrittsspalts 106 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann sich die Magnetanordnung 110 entlang der Erstreckungsrichtung des Austrittsspalts beidseitig des Austrittsspalts 106 erstrecken.According to various embodiments, the exit gap 106 may extend along an extension direction, for example along a closed path. At the in 1 In the view shown, the direction of extension of the exit gap 106 is perpendicular to the plane spanned by the direction 101 and the direction 105. According to various embodiments, the magnet arrangement 110 can be arranged on both sides of the exit gap 106. In other words, the magnet arrangement 110 can extend on both sides of the exit gap 106 along the extension direction of the exit gap.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung 110 derart bereitgestellt sein, dass zwischen einem inneren Segment und einem äußeren Segment der Magnetanordnung 110 ein Emissionsbereich 105e bereitgestellt wird durch welchen hindurch sich mittels der Gasentladung ionisierte Teilchen aus dem Ionisierungsbereich in Richtung des Prozessierbereichs 120p ausbreiten können. Die Magnetanordnung 110 und der Austrittsspalt 106 können eine Emissionsrichtung 105r definieren, entlang derer sich mittels der Gasentladung ionisierte Teilchen aus dem Ionisierungsbereich in Richtung des Prozessierbereichs 120p ausbreiten.According to various embodiments, the magnet arrangement 110 can be provided in such a way that an emission region 105e is provided between an inner segment and an outer segment of the magnet arrangement 110, through which particles ionized by means of the gas discharge can spread from the ionization region in the direction of the processing region 120p. The magnet arrangement 110 and the exit gap 106 can define an emission direction 105r, along which ionized particles propagate from the ionization region towards the processing region 120p by means of the gas discharge.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spaltblende 108 derart eingerichtet sein, dass sich der Austrittsspalt 106 nur abschnittsweise (d.h. nicht durchgehend) entlang eines geschlossenen Pfades erstreckt, wobei sich in diesem Fall der Emissionsbereich 105e, welcher von der Magnetanordnung 110 definiert sein kann, durchgehend entlang des geschlossenen Pfades erstreckt. Somit kann das Plasma außerhalb des Gehäuses 102 brennen, wobei Ionen nur abschnittsweise (definiert durch den Austrittsspalt 106) emittiert werden.According to various embodiments, the slit diaphragm 108 can be set up such that the exit slit 106 only extends in sections (i.e. not continuously) along a closed path, in which case the emission region 105e, which can be defined by the magnet arrangement 110, extends continuously along the closed path. The plasma can thus burn outside the housing 102, with ions only being emitted in sections (defined by the exit gap 106).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spaltblende 108 als Kathode eingerichtet sein. In diesem Fall kann das Gehäuse 102 als zusätzliche Kathode eingerichtet sein. Die Spaltblende 108 kann elektrisch mit dem Gehäuse 102 verbunden sein oder von dem Gehäuse 102 elektrisch separiert sein. Ferner können die Spaltblendenelemente der Spaltblende 108 voneinander elektrisch separiert sein. Somit kann beispielsweise an jedem Spaltblendenelement der Spaltblende 108 unabhängig ein vordefiniertes elektrisches Potential bereitgestellt sein oder werden.According to various embodiments, the slit diaphragm 108 can be set up as a cathode. In this case, the housing 102 can be set up as an additional cathode. The slit diaphragm 108 may be electrically connected to the housing 102 or may be electrically separated from the housing 102. Furthermore, the slit diaphragm elements of the slit diaphragm 108 can be electrically separated from one another. Thus, for example, a predefined electrical potential can be provided independently at each slit diaphragm element of the slit diaphragm 108.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das Gehäuse 102 und das Anodengehäuse 104 eine Ionisierungskammer 112 (auch als Entladungskammer bezeichnet) bilden, in welcher Gas, dass in die Ionisierungskammer 112 eingeleitet wird, in einem Ionisierungsbereich 104i ionisiert wird. Anschaulich werden in einem Ionisierungsbereich 104i die Gasteilchen mittels einer Gasentladung ionisiert. Dabei kann der Ionisierungsbereich 104i aufgrund der Wirkung der Magnetanordnung 110 auch teilweise außerhalb der Ionisierungskammer ausgebildet sein. Die ionisierten Teilchen können sich in Richtung des Substrats ausbreiten, durch den Austrittsspalt 106 und durch den Emissionsbereich 105e hindurch, oder mit anderen Worten, durch die Spaltblende 108 und durch die Magnetanordnung 110 hindurch.According to various embodiments, the housing 102 and the anode housing 104 may form an ionization chamber 112 (also referred to as a discharge chamber) in which gas introduced into the ionization chamber 112 is ionized in an ionization region 104i. Clearly, the gas particles are ionized in an ionization region 104i by means of a gas discharge. The ionization region 104i can also be partially formed outside the ionization chamber due to the effect of the magnet arrangement 110. The ionized particles can propagate toward the substrate, through the exit slit 106 and through the emission region 105e, or in other words, through the slit aperture 108 and through the magnet assembly 110.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Spaltblendenelemente der Spaltblende 108 aus voneinander verschiedenen Materialien bestehen.According to various embodiments, the slit diaphragm elements of the slit diaphragm 108 may consist of different materials.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann im Außenbereich 220 der Magnetanordnung 110 das magnetische Streufeld durch eine optionale (z.B. ferromagnetische) Abschirmung 212 reduziert bzw. abgeschirmt werden, so dass ungewollte Nebenentladungen aufgrund des magnetischen Streufelds unterdrückt werden können, wie in 2 in einer schematischen Schnittansicht dargestellt ist.According to various embodiments, in the external area 220 of the magnet arrangement 110, the magnetic stray field can be reduced or shielded by an optional (eg ferromagnetic) shield 212, so that unwanted secondary discharges due to the magnetic stray field can be suppressed, as in 2 is shown in a schematic sectional view.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung 110 mindestens zwei Segmente (auch als erste und zweite Magnetstruktur bezeichnet) aufweisen, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Austrittsspalts 106 angeordnet sind. Jedes der Segmente kann beispielsweise eine Magnetreihe 210m (mit mehreren Magneten) und ein ferromagnetisches Joch 210j aufweisen. Anstelle des ferromagnetischen Jochs 210j kann auch ein anderer geeigneter Träger zum Tragen der Magnetreihen 210m verwendet werden. Die Magnetreihen 210m weisen beispielsweise eine Vielzahl von Dauermagneten auf. Jedoch kann die Magnetanordnung 110 auch auf eine andere geeignete Weise bereitgestellt sein oder werden.According to various embodiments, the magnet assembly 110 may include at least two segments (also referred to as first and second magnet structures) arranged on opposite sides of the exit gap 106. Each of the segments may, for example, have a magnet row 210m (with multiple magnets) and a ferromagnetic yoke 210j. Instead of the ferromagnetic yoke 210j, another suitable carrier can also be used to support the rows of magnets 210m. The magnet rows 210m, for example, have a large number of permanent magnets. However, the magnet assembly 110 may also be provided in another suitable manner.

3 veranschaulicht die prinzipielle Funktionsweise der Prozessierquelle 100 anhand einer Monte-Carlo-Plasmasimulation. Dabei ist als ein Ergebnis die Argon-Ionenverteilung über dem halben Querschnitt der Prozessierquelle 100 dargestellt. Der Aufbau der Prozessierquelle 100 ist analog zu dem in 2 dargestellten Aufbau. 3 illustrates the basic functionality of the processing source 100 using a Monte Carlo plasma simulation. As a result, the argon ion distribution over half the cross section of the processing source 100 is shown. The structure of the processing source 100 is analogous to that in 2 structure shown.

Im Vergleich zu herkömmlichen Ionenquellen, welche beispielsweise ein Extraktionsgitter verwenden, weist die hierin beschriebene Prozessierquelle 100 bei ähnlichem erzeugten Ionenstrom (somit z.B. auch bei ähnlicher Ätzrate) eine längere Standzeit auf. Dies resultiert beispielsweise daraus, dass die Spaltblendenelemente der Spaltblende 108 im Gegensatz zu dünnen Gitterdrähten eines Extraktionsgitters einen größeren Querschnitt aufweisen und somit der relative Querschnittsverschleiß beim Betrieb entsprechend geringer ist. Ferner kann die Spaltblende 108 auch gekühlt werden, was im Falle eines Extraktionsgitters nicht mit vertretbarem Aufwand möglich ist.In comparison to conventional ion sources, which use an extraction grid, for example, the processing source 100 described here has a longer service life with a similar ion current generated (thus, for example, also with a similar etching rate). This results, for example, from the fact that the slit diaphragm elements of the slit diaphragm 108 have a larger cross section in contrast to thin grid wires of an extraction grid and therefore the relative cross-sectional wear during operation is correspondingly lower. Furthermore, the slit diaphragm 108 can also be cooled, which is not possible with reasonable effort in the case of an extraction grid.

Daraus folgt, dass die hier beschriebene Prozessierquelle 100 im Vergleich zu herkömmlichen Varianten bei höheren Leistungen mit einem dadurch höheren Ionenstrom (somit z.B. auch mit einer höheren Ätzrate) betrieben werden kann.It follows that the processing source 100 described here can be operated at higher powers with a higher ion current (thus, for example, also with a higher etching rate) compared to conventional variants.

Ferner ist die Funktionsweise der Prozessierquelle 100 tolerant bezüglich größerer geometrischer Toleranzen und prozessbedingter Störung, wie zum Beispiel Flitterbildung. Des Weiteren können mittels der Verwendung der Spaltblende die Verwerfungsprobleme eines Extraktionsgitters vermieden werden, die aufgrund der Erwärmung des Extraktionsgitters auftreten können.Furthermore, the functionality of the processing source 100 is tolerant of larger geometric tolerances and process-related disturbances, such as jitter formation. Furthermore, by using the slit diaphragm, the warping problems of an extraction grid, which can occur due to heating of the extraction grid, can be avoided.

In 4A ist eine Prozessierquelle 100 in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei in 4B und 4C jeweils möglich Ausgestaltungen der Prozessierquelle 100 in einer schematischen Draufsicht dargestellt sind.In 4A is a processing source 100 shown in a schematic cross-sectional view, according to various embodiments, wherein in 4B and 4C each possible configuration of the processing source 100 is shown in a schematic top view.

Die Prozessierquelle 100 kann beispielsweise eine Ionisierungskammer 112 (z.B. aufweisend ein Gehäuse 102 und ein Anodengehäuse 104, welches in dem Gehäuse 102 angeordnet ist) zum Erzeugen einer Gasentladung innerhalb der Ionisierungskammer 112 (z.B. innerhalb des Anodengehäuses 104) aufweisen. Ferner kann die Prozessierquelle 100 einen Austrittsspalt 106 aufweisen, welcher derart eingerichtet ist, dass sich mittels der Gasentladung ionisierte Teilchen aus der Ionisierungskammer 112 in Richtung eines Prozessierbereichs 102p durch den Austrittsspalt 106 hindurch ausbreiten können zum Prozessieren eines Substrats 120 in dem Prozessierbereich 120p. Dabei kann der Austrittsspalt 106 mittels einer Spaltblende 108 derart bereitgestellt sein, dass sich der Austrittsspalt 106 entlang eines geschlossenen Pfades erstreckt. Ferner kann die Prozessierquelle 100 eine Magnetanordnung 100 aufweisen zum Unterstützen der Gasentladung. Dabei kann die Magnetanordnung zwischen der Spaltblende 108 und dem Prozessierbereich 120p angeordnet sein und sich entlang des geschlossenen Pfades beidseitig des Austrittsspalts 106 erstrecken.The processing source 100 may, for example, have an ionization chamber 112 (e.g., comprising a housing 102 and an anode housing 104 disposed within the housing 102) for generating a gas discharge within the ionization chamber 112 (e.g., within the anode housing 104). Furthermore, the processing source 100 can have an exit gap 106, which is set up in such a way that ionized particles can spread from the ionization chamber 112 in the direction of a processing region 102p through the exit gap 106 by means of the gas discharge in order to process a substrate 120 in the processing region 120p. The exit gap 106 can be provided by means of a gap diaphragm 108 in such a way that the exit gap 106 extends along a closed path. Furthermore, the processing source 100 can have a magnet arrangement 100 to support the gas discharge. The magnet arrangement can be arranged between the slit diaphragm 108 and the processing area 120p and can extend along the closed path on both sides of the exit gap 106.

Wie in 4A veranschaulicht ist, kann die Spaltblende 108 mindestens ein erstes Spaltblendenelement 108a und mindestens ein zweites Spaltblendenelement 108i aufweisen, welche in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Anschaulich ist zwischen dem mindestens einen ersten Spaltblendenelement 108a und dem mindestens einen zweiten Spaltblendenelement 108i der Austrittsspalt 106 gebildet. Anschaulich gesehen kann das mindestens eine zweite Spaltblendenelement 108i von dem Austrittsspalt 106 umgeben sein, d.h. auf einer Innenseite des Austrittsspalts 106 angeordnet sein bzw. eine Innenseite des Austrittsspalts 106 definieren. Ferner kann das mindestens eine erste Spaltblendenelement 108a den Austrittsspalt 106 umranden (oder mit anderen Worten umschließen oder umgeben), d.h. auf einer Außenseite des Austrittsspalts 106 angeordnet sein bzw. eine Außenseite des Austrittsspalts 106 definieren.As in 4A As illustrated, the slit diaphragm 108 may have at least a first slit diaphragm element 108a and at least a second slit diaphragm element 108i, which are arranged at a distance from one another. Clearly, the exit gap 106 is formed between the at least one first slit diaphragm element 108a and the at least one second slit diaphragm element 108i. Seen clearly, the at least one second slit diaphragm element 108i can be surrounded by the exit gap 106, ie can be arranged on an inside of the exit gap 106 or define an inside of the exit gap 106. Furthermore, the at least one first slit diaphragm element 108a can surround (or in other words enclose or surround) the exit gap 106, that is, be arranged on an outside of the exit gap 106 or define an outside of the exit gap 106.

Entsprechend kann die Magnetanordnung 110 eine erste Magnetstruktur 110a mit mindestens einem ersten Magneten oder einer ersten Magnetreihe aufweisen. Ferner kann die Magnetanordnung 110 eine zweite Magnetstruktur 110a mit mindestens einem zweiten Magneten oder einer zweiten Magnetreihe aufweisen. Dabei kann die erste Magnetstruktur 110a oberhalb des mindestens einen ersten Spaltblendenelements 108a bereitgestellt sein, d.h. auf einer Außenseite des Austrittsspalts 106 angeordnet sein, und die zweite Magnetstruktur 110i kann oberhalb des mindestens einen zweiten Spaltblendenelements 108i bereitgestellt sein, d.h. auf einer Innenseite des Austrittsspalts 106 angeordnet sein. Anschaulich kann die erste Magnetstruktur 110a die zweite Magnetstruktur 110i umgeben, wobei die beiden Magnetstrukturen 110a, 1100i in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Anschaulich ist die Magnetanordnung 110 passend zu der Spaltblende 108 bzw. dem Austrittsspalt 106 eingerichtet, so dass sich mittels der Gasentladung ionisierte Teilchen durch den Austrittsspalt 106 und die Magnetanordnung 110 hindurch in Richtung 105r des zu prozessierenden Substrats 120 bzw. in Richtung eines Prozessierbereichs 120p ausbreiten können.Accordingly, the magnet arrangement 110 can have a first magnet structure 110a with at least a first magnet or a first row of magnets. Furthermore, the magnet arrangement 110 can have a second magnet structure 110a with at least a second magnet or a second row of magnets. The first magnet structure 110a can be provided above the at least one first slit diaphragm element 108a, i.e. arranged on an outside of the exit gap 106, and the second magnet structure 110i can be provided above the at least one second slit diaphragm element 108i, i.e. arranged on an inside of the exit gap 106 be. Clearly, the first magnet structure 110a can surround the second magnet structure 110i, with the two magnet structures 110a, 1100i being arranged at a distance from one another. Clearly, the magnet arrangement 110 is set up to match the gap diaphragm 108 or the exit gap 106, so that ionized particles spread by means of the gas discharge through the exit gap 106 and the magnet arrangement 110 in the direction 105r of the substrate 120 to be processed or in the direction of a processing area 120p can.

Mittels der Magnetanordnung 110 kann in dem Emissionsbereich 105e (z.B. anschaulich in dem Bereich zwischen der inneren Magnetstruktur 110i und der äußeren Magnetstruktur 110a) zusätzlich eine Ionisierung des Gases, das durch den Austrittsspalt 106 austritt, erfolgen. Anschaulich kann ein Plasma entlang des geschlossen umlaufenden Pfades brennen, der mittels des Austrittsspalts 106 und der entsprechend dazu angeordneten Magnetanordnung 110 bereitgestellt wird.By means of the magnet arrangement 110, in the emission region 105e (eg clearly in the region between the inner magnet structure 110i and the outer magnet structure 110a) additional ionization of the gas that emerges through the exit gap 106 occurs. Clearly, a plasma can burn along the closed circumferential path, which is provided by means of the exit gap 106 and the magnet arrangement 110 arranged accordingly.

Wie beispielsweise in 4B veranschaulicht ist, kann sich der Austrittsspalt 106 entlang eines geschlossenen Pfades in Form eines Kreisrings erstrecken. Die Magnetanordnung 110 ist entsprechend entlang des geschlossenen Pfades in Form des Kreisrings beidseitig des Austrittsspalts 106 bereitgestellt.Like for example in 4B As illustrated, the exit gap 106 may extend along a closed path in the form of an annulus. The magnet arrangement 110 is accordingly provided along the closed path in the form of the circular ring on both sides of the exit gap 106.

Wie beispielsweise in 4C veranschaulicht ist, kann sich der Austrittsspalt 106 entlang eines geschlossenen Pfades in Form eines so genannten Race-Tracks erstrecken. Die Magnetanordnung 110 ist entsprechend entlang des geschlossenen Pfades in Form des Race-Tracks beidseitig des Austrittsspalts 106 bereitgestellt.Like for example in 4C As illustrated, the exit gap 106 can extend along a closed path in the form of a so-called race track. The magnet arrangement 110 is accordingly provided along the closed path in the form of the race track on both sides of the exit gap 106.

Wie in 4C veranschaulicht ist, kann der Austrittsspalt 106 zwei längserstreckte Bereiche 106g und zwei gekrümmt verlaufende Bereiche 106k aufweisen. Dabei verbinden die zwei gekrümmt verlaufenden Bereiche 106k des Austrittsspalts 106 die längserstreckten Bereiche 106g des Austrittsspalts 106 zu einem geschlossen umlaufenden Austrittsspalt 106. Passend zu dem Austrittsspalt 106 bzw. der Spaltblende 108 kann sowohl die innere Magnetstruktur 110i der Magnetanordnung 110 als auch die äußere Magnetstruktur 110a der Magnetanordnung 110 jeweils zwei längserstreckte Bereiche und zwei gekrümmt verlaufende Bereiche aufweisen. Dabei verbinden die zwei gekrümmt verlaufenden Bereiche der jeweiligen Magnetstruktur 110a, 110i die zwei längserstreckten Bereiche der Magnetstruktur 110a, 110i zu einer geschlossen umlaufenden Magnetstruktur 110a, 110i.As in 4C is illustrated, the exit gap 106 can have two longitudinally extending regions 106g and two curved regions 106k. The two curved regions 106k of the exit gap 106 connect the longitudinally extended regions 106g of the exit gap 106 to form a closed, circumferential exit gap 106. Both the inner magnet structure 110i of the magnet arrangement 110 and the outer magnet structure 110a can match the exit gap 106 or the gap diaphragm 108 the magnet arrangement 110 each have two longitudinally extending regions and two curved regions. The two curved regions of the respective magnet structure 110a, 110i connect the two longitudinally extended regions of the magnet structure 110a, 110i to form a closed, circumferential magnet structure 110a, 110i.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Emissionsbereich 105e (z.B. anschaulich der Bereich zwischen der inneren Magnetstruktur 110i und der äußeren Magnetstruktur 110a) gemeinsam mit den Austrittsspalt 106 derart eingerichtet sein, dass die ionisierten Teilchen aus der Ionisierungskammer 112 extrahiert werden können und somit ein Substrat 120 mittels der extrahierten Teilchen behandelt werden kann.According to various embodiments, the emission region 105e (e.g. illustratively the region between the inner magnetic structure 110i and the outer magnetic structure 110a) can be set up together with the exit gap 106 in such a way that the ionized particles can be extracted from the ionization chamber 112 and thus a substrate 120 by means of the extracted particles can be treated.

Wie in 4A veranschaulicht ist, kann die Magnetanordnung 110 eine erste Magnetstruktur 110a mit mindestens einen ersten Magneten aufweisen, die über dem mindestens einen ersten Spaltblendenelement 108a angeordnet ist, und eine zweite Magnetstruktur 110i mit mindestens einen zweiten Magneten, die über dem mindestens einen zweiten Spaltblendenelement 108i angeordnet ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung 110 spiegelsymmetrisch ausgestaltet sein, wobei die Polung (d.h. die Nord-Süd-Pol-Ausrichtung) der ersten Magnetstruktur (d.h. des mindestens einen ersten Magneten) 110a und der zweiten Magnetstruktur (d.h. des mindestens einen zweiten Magneten) 110i im Wesentlichen entgegengesetzt gerichtet ist.As in 4A As illustrated, the magnet arrangement 110 may include a first magnet structure 110a with at least one first magnet disposed above the at least one first slit element 108a, and a second magnet structure 110i with at least one second magnet disposed above the at least one second slit element 108i . According to various embodiments, the magnet arrangement 110 can be designed to be mirror-symmetrical, with the polarity (ie the north-south pole orientation) of the first magnet structure (ie the at least one first magnet) 110a and the second magnet structure (ie the at least one second magnet) 110i is essentially directed in the opposite direction.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spaltblende 108 bzw. können die jeweiligen Spaltblendenelemente 108a, 108i eine Kühlstruktur aufweisen zum Kühlen der Spaltblende 108. Dazu kann beispielsweise mindestens ein Kühlkanal in und/oder an der Spaltblende 108 (bzw. den jeweiligen Spaltblendenelementen 108a, 108i) bereitgestellt sein oder werden (nicht dargestellt).According to various embodiments, the slit diaphragm 108 or the respective slit diaphragm elements 108a, 108i can have a cooling structure for cooling the slit diaphragm 108. For this purpose, for example, at least one cooling channel can be provided in and/or on the slit diaphragm 108 (or the respective slit diaphragm elements 108a, 108i). be or become (not shown).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung 110 bzw. können die jeweiligen Magnetstrukturen 110a, 110i oder Magnete der Magnetanordnung 110 eine Kühlstruktur aufweisen zum Kühlen der Magnetanordnung 110. Dazu kann beispielsweise mindestens ein Kühlkanal in und/oder an der Magnetanordnung 110 (bzw. den jeweiligen Magnetstrukturen 110a, 110i) bereitgestellt sein oder werden (nicht dargestellt). Wenn die Magnete der Magnetanordnung 110 mittels eines Jochs 210j oder eines anderen Trägers gehalten werden, kann auch eine indirekte Kühlung mittels des Jochs 210j oder des anderen Trägers erfolgen. Dazu kann beispielsweise mindestens ein Kühlkanal in und/oder an dem Joch 210j bzw. dem jeweiligen Träger bereitgestellt sein oder werden (nicht dargestellt).According to various embodiments, the magnet arrangement 110 or the respective magnet structures 110a, 110i or magnets of the magnet arrangement 110 can have a cooling structure for cooling the magnet arrangement 110. For this purpose, for example, at least one cooling channel can be in and/or on the magnet arrangement 110 (or the respective magnet structures 110a, 110i) may or may be provided (not shown). If the magnets of the magnet arrangement 110 are held by means of a yoke 210j or another carrier, indirect cooling can also take place by means of the yoke 210j or the other carrier. For this purpose, for example, at least one cooling channel can be provided in and/or on the yoke 210j or the respective carrier (not shown).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung 110 bzw. können die jeweiligen Magnetstrukturen 110a, 110i der Magnetanordnung 110 eine thermische Isolierung aufweisen zum Reduzieren eines thermischen Energieeintrages in die Magnetanordnung 110. Beispielsweise kann die Magnetanordnung 110 bzw. können die jeweiligen Magnetstrukturen 110a, 110i der Magnetanordnung 110 zumindest abschnittsweise in thermisch isolierendes Material eingebettet sein.According to various embodiments, the magnet arrangement 110 or the respective magnet structures 110a, 110i of the magnet arrangement 110 can have thermal insulation to reduce thermal energy input into the magnet arrangement 110. For example, the magnet arrangement 110 or the respective magnet structures 110a, 110i of the magnet arrangement 110 be embedded at least in sections in thermally insulating material.

Ferner kann die Magnetanordnung 110 bzw. können die jeweiligen Magnetstrukturen 110a, 110i der Magnetanordnung 110 eine Schutzschicht aufweisen zum Verhindern eines Materialabtrags von der Magnetanordnung 110 aufgrund eines Ionenbeschusses.Furthermore, the magnet arrangement 110 or the respective magnet structures 110a, 110i of the magnet arrangement 110 can have a protective layer to prevent material removal from the magnet arrangement 110 due to ion bombardment.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung 110 bzw. können die jeweiligen Magnetstrukturen 110a, 110i der Magnetanordnung 110 derart eingerichtet sein, dass diese jeweils ein Magnetfeld mit einer magnetischen Flussdichte von mehr als 10 mT erzeugen.According to various embodiments, the magnet arrangement 110 or the respective magnet structures 110a, 110i of the magnet arrangement 110 can be set up in such a way that they each generate a magnetic field with a magnetic flux density of more than 10 mT.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessierquelle 100 eine Gaszuführung aufweisen (nicht dargestellt) zum Zuführen eines zu ionisierenden Gases in die Ionisierungskammer 112. Beispielsweise kann das zu ionisierende Gas (z.B. Argon und/oder Sauerstoff, etc.) in einen Ionisierungsbereich 104i hineingeführt werden. Der Ionisierungsbereich 104i kann von dem Anodengehäuse zumindest teilweise umgeben sein. Das zu ionisierende Gas kann beispielsweise diffus eingeleitet werden, z.B. unter Verwendung eines Diffusors.According to various embodiments, the processing source 100 may have a gas supply (not shown) for supplying a gas to be ionized into the ionization chamber 112. For example, the gas to be ionized (e.g. argon and/or oxygen, etc.) may be introduced into an ionization region 104i. The ionization region 104i can be at least partially surrounded by the anode housing. The gas to be ionized can, for example, be introduced diffusely, for example using a diffuser.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Austrittsspalt 106 eine Spaltbreite (gemessen quer zur Erstreckungsrichtung des Austrittsspalts 106, z.B. gemessen in Richtung 101, wie in 4A veranschaulicht ist) in einem Bereich von ungefähr 0,5 cm bis ungefähr 5 cm aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Austrittsspalt 106 zumindest in eine Richtung (z.B. in Richtung 103, wie in 4C veranschaulicht ist) eine Ausdehnung (z.B. eine Länge quer zur Spaltbreite) in einem Bereich von ungefähr 10 cm bis ungefähr 5 m aufweisen. Beispielsweise kann die Länge der Prozessierquelle 100 sowie die Geometrie des Austrittsspalts 106 (z.B. die Ausdehnung des Austrittsspalts 106 in Richtung 103, wie in 4C veranschaulicht ist) an eine Breite eines zu prozessierenden Substrats angepasst sein, so dass das Substrat mittels nur einer Prozessierquelle 100 über dessen gesamter Breite prozessiert werden kann. Dabei kann dann die Transportrichtung des Substrats relativ zur Prozessierquelle 100 quer zur Länge des Austrittsspalts 106 gerichtet sein (z.B. in Richtung 101, wie in 4C veranschaulicht ist). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessierquelle (z.B. zum Zweck der Breitenanpassung an ein schmaleres Substratband) schräg gestellt werden oder auch segmentiert gestaltet werden.According to various embodiments, the exit gap 106 can have a gap width (measured transversely to the direction of extension of the exit gap 106, for example measured in direction 101, as in 4A is illustrated) in a range of about 0.5 cm to about 5 cm. According to various embodiments, the exit gap 106 can move in at least one direction (eg in direction 103, as in 4C is illustrated) have an extent (eg a length transverse to the gap width) in a range from approximately 10 cm to approximately 5 m. For example, the length of the processing source 100 as well as the geometry of the exit gap 106 (eg the extent of the exit gap 106 in direction 103, as in 4C is illustrated) can be adapted to a width of a substrate to be processed, so that the substrate can be processed over its entire width using only one processing source 100. The transport direction of the substrate relative to the processing source 100 can then be directed transversely to the length of the exit gap 106 (eg in the direction 101, as in 4C illustrated). According to various embodiments, the processing source can be tilted (for example for the purpose of adapting the width to a narrower substrate strip) or can also be designed to be segmented.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spaltblende 108 lösbar befestigt sein, z.B. an dem Gehäuse 102, so dass diese auf einfache Weise ausgetauscht werden kann.According to various embodiments, the slit diaphragm 108 can be detachably attached, for example to the housing 102, so that it can be easily replaced.

Wie in 5 in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt ist, kann die Prozessierquelle 100 ferner eine Abschirmstruktur 212 aufweisen, welche an und/oder über dem Gehäuse 102 angeordnet sein kann. Die Abschirmstruktur 212 kann beispielsweise zum Verhindern oder Reduzieren des Eindringens des von der Magnetanordnung 110 erzeugten Streu-Magnetfelds in das Gehäuse 102 eingerichtet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Abschirmstruktur 212 ein ferromagnetisches Material aufweisen oder daraus bestehen.As in 5 is shown in a schematic cross-sectional view, the processing source 100 may further have a shielding structure 212, which may be arranged on and/or above the housing 102. The shielding structure 212 can, for example, be designed to prevent or reduce the penetration of the stray magnetic field generated by the magnet arrangement 110 into the housing 102. According to various embodiments, the shielding structure 212 may include or consist of a ferromagnetic material.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann an das Anodengehäuse 104 eine elektrische Spannung in einem Bereich von ungefähr 300 V bis ungefähr 1000 V angelegt sein oder werden, z.B. gegenüber Massepotential oder einem anderen Referenzpotential, welches an dem Gehäuse 102 bzw. an der Spaltblende 108 angelegt sein kann oder werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Anodengehäuse 104 von den beispielsweise als Kathode fungierenden Spaltelementen einen Abstand von größer als ungefähr 2 cm aufweisen.According to various embodiments, an electrical voltage in a range of approximately 300 V to approximately 1000 V may be applied to the anode housing 104, e.g. relative to ground potential or another reference potential, which may be applied to the housing 102 or to the slit diaphragm 108 or can be. According to various embodiments, the anode housing 104 can have a distance of greater than approximately 2 cm from the gap elements, for example functioning as a cathode.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die innere Magnetstruktur 110i jeweils ein Magnetpaar aufweisen oder einzelne Magnete, welche entsprechend breiter sind. Anschaulich kann die innere Magnetstruktur 110i ein Magnetfeld für beide Austrittsspaltabschnitte aufweisen, zwischen denen die innere Magnetstruktur 110i angeordnet ist.According to various embodiments, the inner magnet structure 110i can each have a pair of magnets or individual magnets that are correspondingly wider. Clearly, the inner magnet structure 110i can have a magnetic field for both exit gap sections, between which the inner magnet structure 110i is arranged.

Wie beispielsweise in 3 dargestellt ist, können die jeweiligen Magnete der Magnetanordnung 110 vertikal magnetisiert sein (d.h. in Richtung 105), wobei die Magnetisierung der Magneten der inneren Magnetstruktur 110i entgegengesetzt zu den Magneten der äußeren Magnetstruktur 110a gerichtet ist.Like for example in 3 As shown, the respective magnets of the magnet arrangement 110 may be magnetized vertically (ie, in the direction 105), with the magnetization of the magnets of the inner magnet structure 110i being directed opposite to the magnets of the outer magnet structure 110a.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann anstelle des Jochs 210j, wie es beispielsweise in 1, 2 und 5 dargestellt ist, eine nicht magnetische Halterung verwendet werden.According to various embodiments, instead of the yoke 210j, for example as shown in 1 , 2 and 5 shown, a non-magnetic mount can be used.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung 110 elektrisch floatend eingerichtet sein, um einen Materialabtrag von der Magnetanordnung 110 zu vermeiden oder zu reduzieren. Alternativ dazu kann die Magnetanordnung 110 auf Kathodenpotential gelegt sein oder werden, wobei die Magnetanordnung 110 dann beispielsweise mittels eines Opfermaterials geschützt werden kann.According to various embodiments, the magnet arrangement 110 can be designed to be electrically floating in order to avoid or reduce material removal from the magnet arrangement 110. Alternatively, the magnet arrangement 110 can be or will be placed at cathode potential, in which case the magnet arrangement 110 can then be protected, for example, by means of a sacrificial material.

In 6 ist eine Prozessiervorrichtung 600 in einer schematischen Ansicht veranschaulicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Prozessiervorrichtung 600 kann beispielsweise Folgendes aufweisen: eine Prozessierkammer 602 aufweisend einen Prozessierbereich 120p zum Prozessieren eines Substrats 120 innerhalb der Prozessierkammer 602. Die Prozessierkammer 602 kann beispielsweise eine Vakuumkammer sein, wobei in dem Prozessierbereich ein Druck von weniger als beispielsweise 1 mbar bereitgestellt sein kann oder werden kann, z.B. ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10^-6 mbar bis ungefähr 1 mbar.In 6 is a processing device 600 illustrated in a schematic view, according to various embodiments. The processing device 600 can, for example, have the following: a processing chamber 602 having a processing area 120p for processing a substrate 120 within the processing chamber 602. The processing chamber 602 can, for example, be a vacuum chamber, wherein a pressure of less than, for example, 1 mbar can be provided in the processing area or can be, for example a pressure in a range from approximately 10 ^-6 mbar to approximately 1 mbar.

Die Prozessiervorrichtung 600 kann eine Prozessierquelle 100 aufweisen zum Prozessieren des Substrats 120 in dem Prozessierbereich 120p. Ferner kann die Prozessiervorrichtung 600 eine Transportvorrichtung 604 aufweisen zum Transportieren und/oder Positionieren des Substrats 120 in dem Prozessierbereich 120p. Die Transportvorrichtung 604 kann an die jeweils zu transportierenden Substrate 120 angepasst sein. Steife Substrate oder Substrat-Träger (so genannte Carrier) können beispielsweise aufliegend auf einer Anordnung von Transportrollen transportiert werden. Flexible Substrate (z.B. Folien oder Bänder) können mittels einer Auf- und Abwickelrolle, und optional einer oder mehrerer Umlenkrollen (von Rolle-zu-Rolle) transportiert werden. Ferner kann jede andere geeignete Vorrichtung zum Transportieren und/oder Positionieren des Substrats 120 in dem Prozessierbereich 120p verwendet werden.The processing device 600 may have a processing source 100 for processing the substrate 120 in the processing area 120p. Furthermore, the processing device 600 can have a transport device 604 for transporting and/or positioning the substrate 120 in the processing area 120p. The transport device 604 can be adapted to the substrates 120 to be transported. Stiff substrates or substrate carriers (so-called carriers) can, for example, be transported lying on an arrangement of transport rollers. Flexible substrates (e.g. films or tapes) can be transported using a winding and unwinding roll, and optionally one or more deflection rolls (from roll to roll). Furthermore, any other suitable device for transporting and/or positioning the substrate 120 in the processing area 120p can be used.

Ferner kann die Prozessiervorrichtung 600 eine Leistungsversorgung 606 aufweisen zum Versorgen der Prozessierquelle 100, z.B. zum Bereitstellen eines Anodenpotentials an dem Anodengehäuse 104 und eines Kathodenpotentials an dem Gehäuse 102 und/oder an der Spaltblende 108.Furthermore, the processing device 600 can have a power supply 606 for supplying the processing source 100, e.g. for providing an anode potential on the anode housing 104 and a cathode potential on the housing 102 and/or on the slit diaphragm 108.

Ferner kann die Prozessiervorrichtung 600 eine Kühlvorrichtung 608 aufweisen zum Kühlen der Prozessierquelle 100, z.B. zum Kühlen der Magnetanordnung 110 und/oder zum Kühlen der Spaltblende 108. Die Kühlvorrichtung 608 kann beispielsweise als Fluidkühlung eingerichtet sein, z.B. als Wasserkühlung.Furthermore, the processing device 600 can have a cooling device 608 for cooling the processing source 100, for example for cooling the magnet arrangement 110 and/or for cooling the slit diaphragm 108. The cooling device 608 can be set up, for example, as fluid cooling, for example as water cooling.

Ferner kann die Prozessiervorrichtung 600 eine Gasversorgung 610 aufweisen zum Versorgen der Prozessierquelle 110 mit dem zu ionisierenden Gas.Furthermore, the processing device 600 can have a gas supply 610 for supplying the processing source 110 with the gas to be ionized.

7 veranschaulicht ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 700 zum Prozessieren eines Substrats 120 in einem Prozessierbereich 120p einer Prozessierkammer 602, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das Verfahren 700 kann beispielsweise Folgendes aufweisen: in 710, Erzeugen einer Gasentladung mittels eines Anodengehäuses 104 und eines Gehäuses 102 in einem Ionisierungsbereich 104i innerhalb des Gehäuses 102, wobei das Erzeugen der Gasentladung unter Verwendung einer Magnetanordnung 110 erfolgt, welche an einem Austrittsspalt 106 des Gehäuses 102 zwischen dem Gehäuse 102 und dem Prozessierbereich 120p der Prozessierkammer 602 angeordnet ist; und, in 720, Extrahieren der mittels der Gasentladung ionisierten Teilchen aus dem Ionisierungsbereich 104i heraus durch den Austrittsspalt 106 und die Magnetanordnung 110 hindurch. 7 illustrates a schematic flow diagram of a method 700 for processing a substrate 120 in a processing area 120p of a processing chamber 602, according to various embodiments. The method 700 may, for example, comprise the following: in 710, generating a gas discharge by means of an anode housing 104 and a housing 102 in an ionization region 104i within the housing 102, the gas discharge being generated using a magnet arrangement 110 which is located at an exit gap 106 of the housing 102 is arranged between the housing 102 and the processing area 120p of the processing chamber 602; and, at 720, extracting the particles ionized by the gas discharge from the ionization region 104i through the exit gap 106 and the magnet arrangement 110.

Mit anderen Worten kann das Verfahren 700 kann beispielsweise Folgendes aufweisen: in 710, Erzeugen einer Gasentladung 102 innerhalb einer Ionisierungskammer 112, wobei das Erzeugen der Gasentladung unter Verwendung einer Magnetanordnung 110 erfolgt, welche an einem Austrittsspalt 106 der Ionisierungskammer 112 zwischen der Ionisierungskammer 112 und dem Prozessierbereich 120p der Prozessierkammer 602 angeordnet ist; und, in 720, Extrahieren der mittels der Gasentladung ionisierten Teilchen aus der Ionisierungskammer 112 heraus durch den Austrittsspalt 106 und die Magnetanordnung 110 hindurch.In other words, the method 700 can, for example, comprise the following: in 710, generating a gas discharge 102 within an ionization chamber 112, the gas discharge being generated using a magnet arrangement 110 which is located at an exit gap 106 of the ionization chamber 112 between the ionization chamber 112 and the Processing area 120p of the processing chamber 602 is arranged; and, at 720, extracting the particles ionized by the gas discharge from the ionization chamber 112 through the exit gap 106 and the magnet arrangement 110.

Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf das vorangehend Beschriebene beziehen.Various examples are described below that relate to what was described above.

Beispiel 1 ist eine Prozessierquelle 100, aufweisend: ein Gehäuse 102; ein Anodengehäuse 104, welches in dem Gehäuse 102 angeordnet ist zum Erzeugen einer Gasentladung; einen Austrittsspalt 106, welcher derart eingerichtet ist, dass sich mittels der Gasentladung ionisierte Teilchen aus dem Gehäuse 102 in Richtung eines Prozessierbereichs 120p durch den Austrittsspalt 106 hindurch ausbreiten können zum Prozessieren eines Substrats 120 in dem Prozessierbereich 120p; eine Magnetanordnung 110 zum Unterstützen der Gasentladung, wobei die Magnetanordnung zwischen dem Gehäuse 102 und dem Prozessierbereich 120p angeordnet ist und sich entlang einer Erstreckungsrichtung des Austrittsspalts 106 beidseitig erstreckt. Alternativ dazu kann die Prozessierquelle 100 Folgendes aufweisen: ein Gehäuse 102; ein Anodengehäuse 104, welches in dem Gehäuse 102 angeordnet ist zum Erzeugen einer Gasentladung in einem Ionisierungsbereich 104i der Prozessierquelle 100; einen Austrittsspalt 106, durch welchen hindurch sich mittels der Gasentladung ionisierte Teilchen aus dem Gehäuse 102 heraus in Richtung eines Prozessierbereichs 120p ausbreiten können zum Prozessieren eines Substrats 120; eine Magnetanordnung 110, welche zwischen dem Gehäuse 102 und dem Prozessierbereich 120p angeordnet ist zum Unterstützen der Gasentladung, wobei sich die Magnetanordnung 110 beidseitig entlang des Austrittsspalts 106 erstreckt derart, dass sich die ionisierten Teilchen aus dem Ionisierungsbereich 104i in Richtung des Prozessierbereichs 120p durch die Magnetanordnung 110 hindurch ausbreiten können.Example 1 is a processing source 100 comprising: a housing 102; an anode casing 104 disposed in the casing 102 for generating a gas discharge; an exit gap 106, which is set up in such a way that ionized particles can spread from the housing 102 in the direction of a processing area 120p through the exit gap 106 by means of the gas discharge for processing a substrate 120 in the processing area 120p; a magnet arrangement 110 for supporting the gas discharge, the magnet arrangement being arranged between the housing 102 and the processing region 120p and extending on both sides along an extension direction of the exit gap 106. Alternatively, the processing source 100 may include: a housing 102; an anode housing 104 disposed in the housing 102 for generating a gas discharge in an ionization region 104i of the processing source 100; an exit gap 106 through which ionized particles can spread out of the housing 102 by means of the gas discharge towards a processing area 120p for processing a substrate 120; a magnet arrangement 110, which is arranged between the housing 102 and the processing area 120p to support the gas discharge, the magnet arrangement 110 extending on both sides along the exit gap 106 such that the ionized particles extend from the ionization area 104i in the direction of the processing area 120p through the magnet arrangement 110 can spread through.

Kathode negativer geladen (geringeres elektrisches Potential) als die Anode.Cathode more negatively charged (lower electrical potential) than the anode.

In Beispiel 2 kann die Prozessierquelle gemäß Beispiel 1 optional aufweisen, dass der Austrittsspalt 106 mittels einer Spaltblende 108 bereitgestellt ist, wobei die Spaltblende 108 mindestens ein erstes Spaltblendenelement 108a und mindestens ein zweites Spaltblendenelement 108b aufweist, welche in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Zwischen dem mindestens einen ersten Spaltblendenelement 108a und dem mindestens einen zweiten Spaltblendenelement 108b ist der Austrittsspalt 106 gebildet.In Example 2, the processing source according to Example 1 can optionally have that the exit gap 106 is provided by means of a slit diaphragm 108, wherein the slit diaphragm 108 has at least a first slit diaphragm element 108a and at least a second slit diaphragm element 108b, which are arranged at a distance from one another. The exit gap 106 is formed between the at least one first slit diaphragm element 108a and the at least one second slit diaphragm element 108b.

In Beispiel 3 kann die Prozessierquelle gemäß Beispiel 1 oder 2 optional aufweisen, dass sich der Austrittsspalt 106 entlang eines geschlossen Pfades erstreckt.In Example 3, the processing source according to Example 1 or 2 may optionally have the exit gap 106 extend along a closed path.

In Beispiel 4 kann die Prozessierquelle gemäß Beispiel 3 optional aufweisen, dass der Austrittsspalt 106 zwei längserstreckte Bereiche 106g und zwei gekrümmt verlaufende Bereiche 106k aufweist, wobei die zwei gekrümmt verlaufende Bereiche 106k die zwei längserstreckten Bereiche 106g miteinander zu einem geschlossen umlaufenden Austrittsspalt 106 verbinden.In Example 4, the processing source according to Example 3 can optionally have that the exit gap 106 has two longitudinally extending regions 106g and two curved regions 106k, the two curved regions 106k connecting the two longitudinally extending regions 106g with one another to form a closed, circumferential exit gap 106.

Der Austrittsspalt kann beispielweise durchgehend ausgestaltet sein, d.h. sich durchgehend entlang eines geschlossen umlaufenden Pfades erstrecken. Alternativ dazu kann der Austrittsspalt aus mehreren Spaltabschnitten gebildet sein (anschaulich segmentiert sein), wobei der Austrittsspalt in diesem Fall keinen geschlossen umlaufenden Pfad bildet. Beispielsweise kann der Austrittsspalt in den Umkehrbereichen (wenn diese außerhalb des Substrats liegen) unterbrochen sein, d.h. zwischen den Spaltelementen kann in diesem Bereich kein Spalt gebildet sein oder, mit anderen Worten können die Spaltelemente in diesem Bereich aneinandergrenzen. Anschaulich kann der Austrittsspalt nur (z.B. zwei nebeneinander angeordnete) längserstreckte Abschnitte aufweisen.The exit gap can, for example, be designed to be continuous, i.e. to extend continuously along a closed circumferential path. Alternatively, the exit gap can be formed from several gap sections (clearly segmented), in which case the exit gap does not form a closed circumferential path. For example, the exit gap can be interrupted in the reversal areas (if these lie outside the substrate), i.e. no gap can be formed between the gap elements in this area or, in other words, the gap elements can adjoin one another in this area. Clearly, the exit gap can only have longitudinally extended sections (e.g. two arranged next to one another).

An den Stellen, an denen der Austrittsspalt geschlossen ist, tritt beispielsweise kein Ionenstrahl aus, wobei das Plasma allerdings über diesen geschlossenen Bereichen (auf den geschlossenen Spaltelementen) weiter brennt.For example, no ion beam emerges at the points where the exit gap is closed, although the plasma continues to burn over these closed areas (on the closed gap elements).

In Beispiel 5 kann die Prozessierquelle gemäß Beispiel 3 oder 4 optional aufweisen, dass das mindestens eine zweite Spaltblendenelement 108i auf einer Innenseite des Austrittsspalts 106 angeordnet ist und von dem Austrittsspalt 106 umgeben wird, und dass das mindestens eine erste Spaltblendenelement 108a auf einer Außenseite des Austrittsspalts 106 angeordnet ist und den Austrittsspalt 106 umgibt.In Example 5, the processing source according to Example 3 or 4 can optionally have that the at least one second slit diaphragm element 108i is arranged on an inside of the exit gap 106 and is surrounded by the exit gap 106, and that the at least one first slit stop element 108a is on an outside of the exit gap 106 is arranged and surrounds the exit gap 106.

In Beispiel 6 kann die Prozessierquelle gemäß einem der Beispiele 2 bis 5 optional aufweisen, dass die Magnetanordnung 110 eine erste Magnetstruktur 110a aufweist, die über dem mindestens einen ersten Spaltblendenelement 108a angeordnet ist, und dass die Magnetanordnung 110 ferner eine zweite Magnetstruktur 110i aufweist, die über dem mindestens einen zweiten Spaltblendenelement 108i angeordnet ist.In Example 6, the processing source according to one of Examples 2 to 5 may optionally have that the magnet arrangement 110 has a first magnet structure 110a which is arranged above the at least one first slit element 108a, and that the magnet arrangement 110 further comprises a second magnet structure 110i which is arranged above the at least one second slit diaphragm element 108i.

In Beispiel 7 kann die Prozessierquelle gemäß Beispiel 6 optional aufweisen, dass die erste Magnetstruktur 110a mindestens einen ersten Magneten aufweist und dass die zweite Magnetstruktur 110i mindestens einen zweiten Magneten aufweist, wobei die Polung des mindestens einen ersten Magneten entgegengesetzt zu der Polung des mindestens einen zweiten Magneten ausgerichtet ist.In Example 7, the processing source according to Example 6 can optionally have that the first magnet structure 110a has at least one first magnet and that the second magnet structure 110i has at least one second magnet, the polarity of the at least one first magnet being opposite to the polarity of the at least one second magnet Magnets are aligned.

In Beispiel 8 kann die Prozessierquelle gemäß einem der Beispiele 2 bis 7 optional aufweisen, dass die Spaltblende 108 eine Kühlstruktur aufweist zum Kühlen der Spaltblende 108.In Example 8, the processing source according to one of Examples 2 to 7 can optionally have the slit diaphragm 108 have a cooling structure for cooling the slit diaphragm 108.

In Beispiel 9 kann die Prozessierquelle gemäß einem der Beispiele 1 bis 8 optional aufweisen, dass die Magnetanordnung 110 eine Kühlstruktur aufweist zum Kühlen der Magnetanordnung 110.In Example 9, the processing source according to one of Examples 1 to 8 can optionally have that the magnet arrangement 110 has a cooling structure for cooling the magnet arrangement 110.

In Beispiel 10 kann die Prozessierquelle gemäß einem der Beispiele 1 bis 9 optional aufweisen, dass die Magnetanordnung 110 eine thermische Isolierung aufweist zum Reduzieren eines thermischen Energieeintrages in die Magnetanordnung 110.In example 10, the processing source according to one of examples 1 to 9 can optionally have that the magnet arrangement 110 has thermal insulation to reduce thermal energy input into the magnet arrangement 110.

In Beispiel 11 kann die Prozessierquelle gemäß einem der Beispiele 1 bis 10 optional aufweisen, dass die Magnetanordnung 110 eine Schutzschicht aufweist zum Verhindern eines Materialabtrags von der Magnetanordnung 100. Die Schutzschicht kann beispielsweise Titan aufweisen oder daraus bestehen. Alternativ dazu kann die Schutzschicht beispielsweise Kohlenstoff aufweisen oder daraus bestehen.In Example 11, the processing source according to one of Examples 1 to 10 can optionally have that the magnet arrangement 110 has a protective layer to prevent material removal from the magnet arrangement 100. The protective layer can, for example, have or consist of titanium. Alternatively, the protective layer can have or consist of carbon, for example.

In Beispiel 12 kann die Prozessierquelle gemäß einem der Beispiele 1 bis 11 optional aufweisen, dass die Magnetanordnung 110 eingerichtet ist, ein Magnetfeld mit einer magnetischen Flussdichte von mehr als 10 mT zu erzeugen.In example 12, the processing source according to one of examples 1 to 11 can optionally have that the magnet arrangement 110 is set up to generate a magnetic field with a magnetic flux density of more than 10 mT.

In Beispiel 13 kann die Prozessierquelle gemäß einem der Beispiele 1 bis 12 optional ferner aufweisen: eine Gaszuführung zum Zuführen eines zu ionisierenden Gases in das Gehäuse 102 hinein in einen Bereich 104i, der von dem Anodengehäuse 104 zumindest teilweise umgeben ist. Das zu ionisierende Gas kann beispielsweise diffus eingeleitet werden.In Example 13, the processing source according to one of Examples 1 to 12 can optionally further comprise: a gas supply for supplying a gas to be ionized into the housing 102 into an area 104i, which is at least partially surrounded by the anode housing 104. The gas to be ionized can, for example, be introduced diffusely.

In Beispiel 14 kann die Prozessierquelle gemäß einem der Beispiele 1 bis 13 optional ferner aufweisen: eine Abschirmstruktur 212, welche an und/oder über dem Gehäuse 102 angeordnet ist, zum Verhindern oder Reduzieren des Eindringens des von der Magnetanordnung erzeugten Streu-Magnetfelds in das Gehäuse 102.In Example 14, the processing source according to any of Examples 1 to 13 may optionally further include: a shield structure 212 disposed on and/or over the housing 102 to prevent or reduce intrusion of the stray magnetic field generated by the magnet arrangement into the housing 102.

Beispiel 15 ist eine Prozessierquelle 100, aufweisend:

eine Ionisierungskammer 112 (z.B. aufweisend ein Gehäuse 102 und ein Anodengehäuse 104, welches in dem Gehäuse 102 angeordnet ist) zum Erzeugen einer Gasentladung innerhalb der Ionisierungskammer 112 (z.B. innerhalb eines Ionisierungsbereichs 104i); einen Austrittsspalt 106, welcher derart eingerichtet ist, dass sich mittels der Gasentladung ionisierte Teilchen aus der Ionisierungskammer 112 in Richtung eines Prozessierbereichs 102p durch den Austrittsspalt 106 hindurch ausbreiten können zum Prozessieren eines Substrats 120 in dem Prozessierbereich 120p, wobei der Austrittsspalt 106 mittels einer Spaltblende 108 bereitgestellt ist derart, dass sich der Austrittsspalt 106 zumindest abschnittsweise entlang eines geschlossenen Pfades erstreckt; und eine Magnetanordnung 100 zum Unterstützen der Gasentladung, wobei die Magnetanordnung zwischen der Spaltblende 108 und dem Prozessierbereich 120p angeordnet ist und sich beidseitig entlang des geschlossenen Pfades erstreckt.

Example 15 is a processing source 100 comprising:

an ionization chamber 112 (eg, comprising a housing 102 and an anode housing 104 disposed within the housing 102) for generating a gas discharge within the ionization chamber 112 (eg, within an ionization region 104i); an exit gap 106, which is set up in such a way that ionized particles can spread from the ionization chamber 112 in the direction of a processing region 102p through the exit gap 106 by means of the gas discharge for processing a substrate 120 in the processing region 120p, the exit gap 106 being formed by means of a slit diaphragm 108 is provided such that the exit gap 106 extends at least in sections along a closed path; and a magnet arrangement 100 for supporting the gas discharge, the magnet arrangement being arranged between the slit aperture 108 and the processing region 120p and extending on both sides along the closed path.

Beispiel 16 ist eine Prozessiervorrichtung 600, aufweisend: eine Prozessierkammer 602 aufweisend einen Prozessierbereich 120p; eine Prozessierquelle 100 gemäß einem der Beispiele 1 bis 15 zum Prozessieren eines Substrats 120 in dem Prozessierbereich 120p; und eine Transportvorrichtung 604 zum Transportieren und/oder Positionieren des Substrats 120 in dem Prozessierbereich 120p.Example 16 is a processing device 600 comprising: a processing chamber 602 having a processing area 120p; a processing source 100 according to one of examples 1 to 15 for processing a substrate 120 in the processing area 120p; and a transport device 604 for transporting and/or positioning the substrate 120 in the processing area 120p.

In Beispiel 17 kann die Prozessiervorrichtung gemäß Beispiel 16 optional ferner aufweisen: eine Leistungsversorgung 606 zum Bereitstellen eines Anodenpotentials an dem Anodengehäuse 104 und eines Kathodenpotentials an dem Kathodengehäuse 102 und/oder an der Spaltblende 108.In Example 17, the processing device according to Example 16 can optionally further comprise: a power supply 606 for providing an anode potential on the anode housing 104 and a cathode potential on the cathode housing 102 and/or on the slit diaphragm 108.

In Beispiel 18 kann die Prozessiervorrichtung gemäß Beispiel 16 oder 17 optional aufweisen, dass die Leistungsversorgung 606 ferner eingerichtet ist, ein erstes Kathodenpotential an der Spaltblende 108 der Prozessierquelle 100 bereitzustellen und ein zweites Kathodenpotential (welches von dem ersten Kathodenpotential verschieden ist) an dem Kathodengehäuse 102 bereitzustellen.In Example 18, the processing device according to Example 16 or 17 may optionally have that the power supply 606 is further configured to provide a first cathode potential at the slit aperture 108 of the processing source 100 and a second cathode potential (which is different from the first cathode potential) at the cathode housing 102 to provide.

In Beispiel 19 kann die Prozessiervorrichtung gemäß einem der Beispiele 16 bis 18 optional ferner aufweisen: eine Kühlvorrichtung 608 zum Kühlen der Magnetanordnung 110 und/oder der Spaltblende 108 der Prozessierquelle 100.In Example 19, the processing device according to one of Examples 16 to 18 can optionally further comprise: a cooling device 608 for cooling the magnet arrangement 110 and/or the slit diaphragm 108 of the processing source 100.

In Beispiel 20 kann die Prozessiervorrichtung gemäß einem der Beispiele 16 bis 19 optional ferner aufweisen: eine Gasversorgung 610 zum Bereitstellen des zu ionisierenden Gases zu der Gaszuführung der Prozessierquelle 100.In example 20, the processing device according to one of examples 16 to 19 can optionally further comprise: a gas supply 610 for providing the gas to be ionized to the gas supply of the processing source 100.

In Beispiel 21 kann die Prozessiervorrichtung gemäß einem der Beispiele 16 bis 20 optional aufweisen, dass die Magnetanordnung 110 der Prozessierquelle 100 dem zu prozessierenden Substrat 120 zugewandt ist.In example 21, the processing device according to one of examples 16 to 20 can optionally have that the magnet arrangement 110 of the processing source 100 faces the substrate 120 to be processed.

Beispiel 22 ist ein Verfahren 700 zum Prozessieren eines Substrats 120 in einem Prozessierbereich 120p einer Prozessierkammer 602, aufweisend: Erzeugen einer Gasentladung mittels eines Anodengehäuses 104 und eines Gehäuses 102 in einem Ionisierungsbereich 104i innerhalb des Gehäuses 102, wobei das Erzeugen der Gasentladung unter Verwendung einer Magnetanordnung 110 erfolgt, welche an einem Austrittsspalt 106 des Gehäuses 102 zwischen dem Gehäuse 102 und dem Prozessierbereich 120p der Prozessierkammer 602 angeordnet ist; und Extrahieren der mittels der Gasentladung ionisierten Teilchen aus dem Ionisierungsbereich 104i heraus durch den Austrittsspalt 106 und die Magnetanordnung 110 hindurch. Example 22 is a method 700 for processing a substrate 120 in a processing area 120p of a processing chamber 602, comprising: generating a gas discharge by means of an anode housing 104 and a housing 102 in an ionization area 104i within the housing 102, wherein generating the gas discharge using a magnet arrangement 110 takes place, which is arranged at an exit gap 106 of the housing 102 between the housing 102 and the processing area 120p of the processing chamber 602; and extracting the particles ionized by the gas discharge from the ionization region 104i through the exit gap 106 and the magnet arrangement 110.

Beispiel 23 ist ein Verfahren 700 zum Prozessieren eines Substrats 120 in einem Prozessierbereich 120p einer Prozessierkammer 602, aufweisend: Erzeugen einer Gasentladung 102 innerhalb einer Ionisierungskammer 112, wobei das Erzeugen der Gasentladung unter Verwendung einer Magnetanordnung 110 erfolgt, welche an einem Austrittsspalt 106 der Ionisierungskammer 112 zwischen der Ionisierungskammer 112 und dem Prozessierbereich 120p der Prozessierkammer 602 angeordnet ist; und Extrahieren der mittels der Gasentladung ionisierten Teilchen aus der Ionisierungskammer 112 heraus durch den Austrittsspalt 106 und die Magnetanordnung 110 hindurch.Example 23 is a method 700 for processing a substrate 120 in a processing area 120p of a processing chamber 602, comprising: generating a gas discharge 102 within an ionization chamber 112, the gas discharge being generated using a magnet arrangement 110 which is located at an exit gap 106 of the ionization chamber 112 is arranged between the ionization chamber 112 and the processing area 120p of the processing chamber 602; and extracting the particles ionized by the gas discharge from the ionization chamber 112 through the exit gap 106 and the magnet arrangement 110.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin beschriebene Prozessierquelle 100 als Ätzvorrichtung verwendet werden, z.B. als Plasmaätzer bzw. Ionenätzer.According to various embodiments, the processing source 100 described herein can be used as an etching device, for example as a plasma etcher or ion etcher.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin beschriebene Prozessierquelle 100 als Reinigungsvorrichtung verwendet werden, z.B. zum Vorbehandeln von Substraten vor einem Beschichten der Substrate.According to various embodiments, the processing source 100 described herein can be used as a cleaning device, for example, for pre-treating substrates before coating the substrates.

Claims

Processing source (100), comprising: • a housing (102); • an anode housing (104) which is arranged in the housing (102) to create an gas discharge; • an exit gap (106), which is set up in such a way that ionized particles can spread from the housing (102) in the direction of a processing area (120p) through the exit gap (106) by means of the gas discharge for processing a substrate (120) in the Processing area (120p); and • a magnet arrangement (110) for supporting the gas discharge, the magnet arrangement being arranged between the housing (102) and the processing area (120p) and extending along an extension direction of the exit gap (106) on both sides of the exit gap (106).

Processing source according to Claim 1 , wherein the exit gap (106) is provided by means of a slit diaphragm (108), which has at least a first slit diaphragm element (108a) and at least a second slit diaphragm element (108b), which are arranged at a distance from one another.

Processing source according to Claim 2 , wherein the exit gap (106) has two adjacent, longitudinally extending regions (106g), and wherein the exit gap preferably has two curved regions (106k), which connect the two longitudinally extending regions (106g) with one another to form a closed, circumferential exit gap (106).

Processing source according to Claim 2 or 3 , wherein the magnet arrangement (110) has a first magnet structure (110a) which is arranged above the at least one first slit diaphragm element (108a), and wherein the magnet arrangement (110) further has a second magnet structure (110i) which is arranged above the at least one second Slit diaphragm element (108i) is arranged.

Processing source according to Claim 4 , wherein the first magnet structure (110a) has at least one first magnet and wherein the second magnet structure (110i) has at least one second magnet, wherein the polarity of the at least one first magnet is aligned opposite to the polarity of the at least one second magnet.

Processing source according to one of the Claims 2 until 5 , wherein the slit (108) has a cooling structure for cooling the slit (108); and/or wherein the magnet arrangement (110) has a cooling structure for cooling the magnet arrangement (110).

Processing source according to one of the Claims 1 until 6 , further comprising: a shielding structure (212), which is arranged on and/or above the housing (102), for preventing or reducing the penetration of the stray magnetic field generated by the magnet arrangement into the housing (102).

Processing source (100), comprising: • an ionization chamber (112) for generating a gas discharge within the ionization chamber (112); • an exit gap (106), which is set up in such a way that ionized particles can spread from the ionization chamber (112) in the direction of a processing area (102p) through the exit gap (106) by means of the gas discharge for processing a substrate (120) in the Processing area (120p), wherein the exit gap (106) is provided by means of a slit diaphragm (108) such that the exit gap (106) extends at least in sections along a closed path; and • a magnet arrangement (100) for supporting the gas discharge, the magnet arrangement being arranged between the slit aperture (108) and the processing area (120p) and extending on both sides along the closed path.

Processing device (600), comprising: • a processing chamber (602) having a processing area (120p); • a processing source (100) according to one of Claims 1 until 8th for processing a substrate (120) in the processing area (120p); and • a transport device (604) for transporting and/or positioning the substrate (120) in the processing area (120p).

Processing device according to Claim 9 , further comprising: a power supply (606) for providing an anode potential on the anode housing (104) and a cathode potential on the housing (102) and / or on the slit aperture (106).

Processing device according to Claim 9 or 10 , further comprising: a cooling device (608) for cooling the magnet arrangement (110) and / or for cooling the slit diaphragm (108) of the processing source (100).

Method (700) for processing a substrate (120) in a processing area (120p) of a processing chamber (602), comprising: • Generating a gas discharge (102) within an ionization chamber (112), wherein generating the gas discharge using a magnet arrangement (110 ) takes place, which is arranged at an exit gap (106) of the ionization chamber (112) between the ionization chamber (112) and the processing area (120p) of the processing chamber (602); and • Extracting the ionizers using the gas discharge th particles from the ionization chamber (112) through the exit gap (106) and the magnet arrangement (110).