DE1515313C3 - Kathodenzerstäubungsvorrichtung - Google Patents

Description

thode und der bzw. den Anoden angelegten elektrischen Gleichspannung können dabei die Plasmaionen in Richtung zur Kathode beschleunigt werden und diese zerstäuben. Zusätzlich zu den bereits vorgenannten Vorteilen weist diese Anordnung den weiteren Vorteil einer erheblich verminderten Rückdiffusion der abgestäubten Atome zur Kathode auf.

Zum Aufstäuben von dielektrischem Material auf eine Trägerunterlage wählt man elektrisch leitende Kathodenstäbe und schiebt darüber Rohre aus dielektrischem Material, wobei an die Stäbe ein hochfrequentes, elektrisches Wechselfeld angelegt wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

Kathodenzerstäubungsvorrichtung nach der Erfindung dargestellt.

Mit 1 sind zwei spiegelbildlich zur Kathode angeordnete Anoden bezeichnet, die gleichzeitig als Halterungen für die Trägerunterlagen 2 dienen. Die Kathode ist aus Stäben 3 gefertigt, die in einer zur . Ebene der Anoden 1 parallel ausgerichteten Ebene angeordnet sind. Jeweils benachbarte Stäbe 3 der Kathode sind so mit einer elektrischen Wechselspannungsquelle 5 gekoppelt, daß jeweils zwischen diesen Stäben ein elektrisches Wechselfeld herrscht. Eine Gleichspannungsquelle 4 ist zwischen die Kathode und die Anoden 1 geschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 ander abgestimmte Steuerung ist jedoch sehr umPatentansprüche: ständlich; 'auch brechen hocherhitzte .Kathodendrähte erfahrungsgemäß nach kurzer Zeit. Eine zu-

1. Kathodenzerstäubungsvorrichtung zum Her- sätzliche Erwärmung der zu beschichtenden Träger stellen von Metall- oder Metallegierungsschichten 5 durch Wärmestrahlung ist ebenfalls unvermeidlich,
auf einer Trägerunterlage mit einem evakuier- Eine derartige zusätzliche Erwärmung der be- und mit Gas füllbaren Zerstäubungsraum, einer schichteten Träger wird zwar bei einer »kalten«, also gitterartigen, ebenen Kathode und einer dazu bei einer nicht zusätzlich, sondern praktisch nur parallelen Anode, dadurch ge kennzeich- durch die Entladung beheizten Kathode vermieden, net, daß die Kathode aus praktisch nur durch io Für eine derartige »kalte« Kathode wird üblicherdie Entladung beheizten Stäben (3) besteht und weise eine Kathodenscheibe benutzt. Bei größeren, daß jeweils benachbarte Stäbe (3) zur Erzeugung für die Fertigung vorgesehenen Kahtodenzerstäudes Plasmas mit einer elektrischen Wechselspan- bungsvorrichtungen mit einer großflächigen KathonungsTquelle (5) verbunden sind. denscheibe erfolgt jedoch eine Konzentration des

2. Kathodenzerstäubungsvorrichtung nach An- 15 Plasmas auf einen Plasmakanal in der Scheibenmitte, spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anode Eine gleichmäßige Beschichtung größerer Flächen ist zwei Teilanoden (1) spiegelbildlich zur Kathode bei Benutzung einer relativ großflächigen Kathodenangeordnet sind. scheibe daher nicht möglich.

3. Kathodenzerstäubungsvorrichtung nach An- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zuspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu- ao gründe, eine Kathodenzerstäubungsvorrichturig anzusätzlich eine Gleichspannungsquelle (4) zwischen geben, die eine Beschichtung ohne große Erwärmung Anode bzw. Anoden (1) und Kathode angeordnet der Trägerunterlage gestattet und deren Kathode zur ist. gleichmäßigen Bestäubung auch großer Flächen ge-

4. Kathodenzerstäubungsvorrichtung nach den eignet und dabei einfach aufgebaut ist.
Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß 25 Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei zwischen benachbarten Stäben (3) ein hochfre- einer Kathodenzerstäubungsvorrichtung der eingangs quentes elektrisches Wechselfeld herrscht. genannten Art vor, daß die Kathode aus praktisch

5. Abwandlung der Kathodenzerstäubungsvor- nur durch die Entladung beheizten Stäben besteht richtung nach den Ansprüchen 1 bis 4 zum Er- und daß jeweils benachbarte Stäbe zur Erzeugung zeugen dielektrischer Schichten, dadurch gekenn- 30 des Plasmas mit einer elektrischen Wechselspanzeichnet, daß über die elektrisch leitenden Stäbe nungsquelle verbunden sind.

(3) Rohre aus dielektrischem Material geschoben Durch die Erzeugung des Plasmas zwischen- den

sind. " Stäben der Kathode wird das ansonsten durch den

EleKtronenstrom verursachte, unerwünscht große 35 Aufheizen der normalerweise in der Anodenebene

angeordneten Trägerunterlagen vermieden, da die

Trägerunterlagen durch die bei der Vorrichtung nach der Erfindung zwischen den Stäben von dem angelegten elektrischen Wechselfeld erzeugte Glimment-

Die Erfindung betrifft eine Kathodenzerstäubungs- 40 ladung nicht beeinflußt werden. Auch tritt die bei vorrichtung zum Herstellen von Metall- oder Metall- Verwendung einer großflächigen Kathodenscheibe legierungsschichten auf einer Trägerunterlage, mit festzustellende Konzentration des Plasmas auf einen einem evakuier- und mit Gas füllbaren Zerstäubungs- Plasmakanal in Scheibenmitte bei der Entladung zwiraum, einer gitterartigen, ebenen Kathode und einer sehen den Stäben der Kathode nicht auf. Es können dazu parallelen Anode. 45 daher mit einer derartigen Kathode praktisch belie-

Es ist aus der französischen Patentschrift big große Flächen gleichmäßig bestäubt bzw. be-354 eine Kathodenzerstäubungsvorrichtung 'schichtet werden.

zum Herstellen von Metall- oder Metallegierungs- Die Kathodenfläche kann mit einer entsprechenschichten auf einer Trägerunterlage bekannt, die den Anzahl von Stäben beliebig groß gewählt wereinen evakuierbaren und mit Zerstäubungsgas füllba- 50 den, wobei im übrigen die Herstellung der Stäbe ren Zerstäubungsraum, wenigstens eine Kathode und auch wesentlich weniger aufwendig ist als die der biswenigstens eine Anode, die gleichzeitig als Halterung lang verwendeten, plattenförmigen, ebenen Kathofür die zu beschichtenden Träger dient, besitzt. den. Der gegenseitige Abstand der Stäbe kann so ge-

Es ist weiterhin aus der deutschen Patentschrift wählt werden, daß die Dickenschwankung der 613 eine Kathodenzerstäubungsvorrichtung be- 55 niedergeschlagenen Schicht nur etwa 1 °/o beträgt,
kannt, deren Kathode aus einer Anzahl paralleler Vorzugsweise sind zwei Anoden vorgesehen, die

Drähte besteht, die durch einen hindurchgeleiteten. spiegelbildlich zur Kathode angeordnet sind. Da-Wechselstrom auf hohe Temperaturen erhitzt wer- · durch können gleichzeitig zwei auf verschiedenen den. Die dort als Kathode benutzten Drähte können Seiten der Kathode angeordnete Substrate beschichauch einen größeren Durchmesser besitzen. Um den 60 tet werden, was bei Verwendung der bekannten schädlichen Einfluß des durch den Heizstrom um die scheibenförmigen Kathoden nicht möglich ist.
Kathodendrähte entstehenden Magnetfelds auf die Zusätzlich kann zwischen der Kathode und der

Ladungsträger im Plasma zu verringern, ist bei jeder bzw. den Anoden ein elektrisches Gleichfeld vorgesebekannten Vorrichtung die eigentliche Zerstäubungs- hen sein.

spannung als pulsierende Gleichspannung vorgese- 65 Vorteilhaft wird an die Stäbe der Kathode ein hen. Diese soll dann ihren Maximalwert erreichen, hochfrequentes elektrisches Wechselfeld angelegt, wenn die Heizspannung durch Null geht. Die Ver- das im Druckbereich der unselbständigen Gasentlawendung zweier Spannungsquellen und ihre aufein- dung ein Plasma erzeugt. Mit einer zwischen der Ka-