DE1765625C3 - Cathode sputtering device for applying thin layers to a workpiece - Google Patents

Cathode sputtering device for applying thin layers to a workpiece

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DE1765625C3
DE1765625C3 DE19681765625 DE1765625A DE1765625C3 DE 1765625 C3 DE1765625 C3 DE 1765625C3 DE 19681765625 DE19681765625 DE 19681765625 DE 1765625 A DE1765625 A DE 1765625A DE 1765625 C3 DE1765625 C3 DE 1765625C3
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Jean Jacques Rene Arpajon; Burlurut Jean Claude Andre Versailles; Bessot (Frankreich)
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Description

Plasmastrahles mit einer Vorrichtung, deren Bau- ber 12 sorgt für die Einführung inerten Gases, wiePlasma jet with a device whose builder 12 ensures the introduction of inert gas, such as

form relativ kurz gehalten werden kann. Wegen der z.B. Argon, das durch die Leitung 12a in den Raumlshape can be kept relatively short. Because of e.g. argon, which through the line 12a into the room

konzentrierten Plasmabildung in der Achsenmitte eindringt. Eine nicht gezeichnete Ansaugpumpe istconcentrated plasma formation penetrates in the center of the axis. A suction pump is not shown

reicht zur Erzeugung und Bündelung des Plasma- über Rohr 13 mit dem zu evakuierenden Raum ver-is sufficient for generating and bundling the plasma via pipe 13 with the room to be evacuated

strahles eine relativ geringe Energie aus. 5 bunden.emit relatively little energy. 5 tied.

Zweckmäßigerweise weisen die Heizdrahtwick- Bei dieser Vorrichtung werden die ElektronenAppropriately, the Heizdrahtwick- In this device, the electrons

lung, die Lochblende, das Metallrohr sowie die f.pule vom Heizdraht 2 ausgesandt. Diese· weist eine Tem-ment, the perforated diaphragm, the metal tube and the f.pule sent out by the heating wire 2. This has a tem-

eine gemeinsame Symmetrieachse auf. peratur von 2500° C auf. Durch das Rohr 3 werdena common axis of symmetry. temperature of 2500 ° C. Be through the pipe 3

Vorteile irgeben sich auch dadurch, daß die Va- die Elektronen zur Anode 6 geleitet, welche aufAdvantages also result from the fact that the Va- conducts the electrons to the anode 6, which on

kuumkammer aus zwei über ein Verbindungsstück io einem positiven Potential zwischen 50 und 100 Voltvacuum chamber made up of two via a connecting piece io a positive potential between 50 and 100 volts

mit relativ geringem Querschnitt miteinander korres- liegt. Das magnetische Feld der Spule 7 hat einecorres- lies with one another with a relatively small cross-section. The magnetic field of the coil 7 has a

pondierenden Teilkainniern besteht, daß sich in der Stärke zwischen 100 und 500 Gauß und verläuft par-ponding Teilkainniern is that in the strength between 100 and 500 Gauss and runs par-

ersten Teilkammer die zur Elektronenquelle ge- allel zur Achse der Anode 6. Es dient dazu, die Elek-the first sub-chamber which is the electron source general to the axis of the anode 6. It serves to control the elec-

hörende Vorrichtung, das Gaszuführungsteil sowie tronen zur Anodenachse zurückzuführen, indem eslistening device, the gas supply part as well as tronen to the anode axis returned by it

das anodische Metallrohr befinden, daß in der zwei- 15 eine Drehung um diese Achse verursacht. Durch dasthe anodic metal tube that causes rotation about this axis in the two. By the

ten Teilkammer die ab- bzw. aufzustäubenden Teile Ventil 12 tritt Argon unter einem Druck von etwath subchamber the parts to be sputtered or sputtered valve 12 occurs argon under a pressure of about

sowie die Gasausströmöffnung angeordnet sind, und 10~3 bis 10~4 Torr ein. Es findet einen in das An-and the gas outflow opening are disposed, and 10 -3 to 10 -4 Torr, a. It finds you in the

daß sich mit Hilfe des Verbindungsstücks in der odenrohro eingebohrten Durchgang und wird vonthat with the help of the connector in the odenrohro drilled passage and is of

zweiten Teilkammer ein geringerer Druck als in der den vom Rohr 3 kommenden Elektronen" ionisiert,second subchamber a lower pressure than that "ionizes the electrons coming from tube 3,"

ersten Teilkammer herstellen läßt. Dadurch können 20 Wegen der Nähe der Elektronen zur Anode wächstcan produce the first sub-chamber. This allows 20 because of the proximity of the electrons to the anode grows

in den beiden Teilkammern unterschiedliche Unter- das Verhältnis von ionisierten Argonmolekülen proin the two sub-chambers different sub- the ratio of ionized argon molecules per

drücke aufrechterhalten werden, wobei diejenige Volumeneinheit beträchtlich an. Man erreicht einenpressures are maintained, with that volume unit considerably. One reaches you

Teilkammer, in der das neutrale Plasma gebildet Ionisationsgrad von 25 °/o.Partial chamber in which the neutral plasma is formed. Degree of ionization of 25%.

wird, noch stärker evakuiert wird als die Teilkam- Die Höhe des Anodenstromes liegt in der Größen-is evacuated even more than the partial chamber- The level of the anode current is in the size

mer, in der sich die Auftreffplatte und das Werkstück 25 Ordnung von 9 A. Es fließt ein Ionenstrom von etwamer, in which the target plate and the workpiece are 25 order of 9 A. An ion current of about

befinden. Die öffnung, die die beiden Teilkammern 300 bis 500 mA auf die Prallscheibe von 25 cmä; dascondition. The opening which the two partial chambers 300 to 500 mA to the baffle plate of 25 cm the like; that

voneinander trennt, muß zwar ausreichend groß sein, entspricht einer Stromdichte von 12 bis 20 mA cm2,separates from each other, must be sufficiently large, corresponds to a current density of 12 to 20 mA cm 2 ,

um das Plasmabündel frei hindurchtreten zu lassen, Der Ionenstrom wird von der Prallscheibe, die aufin order to allow the plasma bundle to pass freely, the ion current is drawn from the baffle plate, which is on

ist im übrigen aber so eng wie möglich. einem negativen Potential von 800 Volt liegt, an-but is otherwise as tight as possible. a negative potential of 800 volts,

Mit der beschriebenen Vorrichtung kann man 30 gezogen. Wenn das zu pulverisierende Material iso-Schichten mit einer Dicke von einigen 10 μ pro lierfähig ist, verwendet man an der Prallscheibe eine Stunde aufbringen. Ah Pulverisiermaterial eignen alternierend positive und negative Spannung mit sich Silber, Nickel, Titan, Tantal oder andere Sub- einer Frequenz von 13 bis 20 MHz, um die Prallstanzen, die dünne Schichten bilden können. Die zu scheibe, welche durch die Bombardierung mit Ionen überziehenden Werkstücke können beispielsweise aus 35 pulverisiert wird, durch das Auftreffen von Elektro-Isoliermaterial bestehen, um elektrische Schaltungen nen zu neutralisieren.With the device described you can pull 30. When the material to be pulverized iso-layers with a thickness of a few 10 μ per lierbaren is used on the baffle plate Raise hour. Ah pulverizing material also has alternating positive and negative voltage silver, nickel, titanium, tantalum or other sub- a frequency of 13 to 20 MHz to the impact punch, which can form thin layers. The to disc, which by bombarding with ions Coating workpieces can for example be pulverized from 35, by the impact of electrical insulating material exist to neutralize electrical circuits.

mit dünnen Schichten herzustellen. Das zur Bildung Der Ionenfluß ist in der Nähe der Achse des Andes Plasmas verwendete Inertgas ist vorzugsweise odenrohres konzentriert, und die Prallscheibe ist nahe Argon. bei der Achse, parallel zu dieser, angebracht, um einewith thin layers. That used to form the ion flux is near the axis of the Andes Inert gas used in plasma is preferably concentrated in an oden tube and the baffle plate is close by Argon. at the axis, parallel to this, attached to a

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele 40 möglichst hohe Ionenstromdichte zu erzielen. Norder Erfindung an Hand der Figuren näher erläutert. malerweise ist das zu überziehende Objekt in einerIn the following, two exemplary embodiments 40 are used to achieve the highest possible ion current density. North Invention explained in more detail with reference to the figures. sometimes the object to be coated is in a

F i g. 1 zeigt eine erste Vorrichtung und Entfernung von höchstens 5 cm von der PrallscheibeF i g. 1 shows a first device and a distance of at most 5 cm from the baffle plate

F i g. 2 eine zweite Vorrichtung, welcher in der angebracht, derart, daß die freie mittlere WeglängeF i g. 2 a second device, which is mounted in the, such that the free mean path length

Praxis die größere Bedeutung zukommt. der Gasmoleküle größer ist als diese Entfernung undPractice that is more important. of gas molecules is greater than this distance and

In F i g. 1 isi mit 1 ein abgeschlossener evakuier- 45 daß die pulverisierten Teilchen nicht aus dem Raum ter Raum bezeichnet; der Heizdraht 2 wird durch zwischen der Prallscheibe und dem zu überziehenden Stromwärme durch die Leitungen la, 2b bis auf eine Objekt nach außen zurückgeworfen werden.
Temperatur von 2000 bis 3000° C erhitzt. Der Heiz- Mit einem solchen Aufbau erhält man eine Abdraht 2 ist in dem gekrümmten Rohr 3 angebracht, lagerungsgeschwindigkeit, die fünf- bis zehnmal so das durch ein Umlaufsystem 4 mit Wasser gekühlt 50 groß ist, wie diejenige, die man mit den älteren Vorwird. An seiner Oberseite befindet sich ein Loch- richtungen erzielen konnte.In Fig. 1 is 1 with 1 a closed evacuation 45 denotes that the pulverized particles are not out of the room ter space; the heating wire 2 will be thrown back to the outside through the lines 1 a, 2 b between the baffle plate and the current heat to be covered , except for an object.
Heated temperature from 2000 to 3000 ° C. With such a structure, a wire 2 is installed in the curved pipe 3, storage speed five to ten times that of a water-cooled system 4 as that obtained with the older ones. On its upper side there is a hole direction.

schirm mit dem Loch 5 in der Mitte. Die bei 6 α ge- F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der speiste Anode 6 besteht aus einem an den beiden beschriebenen Vorrichtung, die eine Reihe von AbStirnseiten offenen Kupferrohr und bat in dem ge- wandlungsmöglich'keiten zuläßt,
wählten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 55 Der Vakuumraum wird von zwei Kammern 14 und 90 mm und eine Höhe von 150 mm. Die Spule 7, die 15 gebildet, die durch ein Verbindungselement 16 koaxial zum Anodenrohr 6 verläuft, erzeugt in die- miteinander in Verbindung stehen. Die Kammer 14 sem Rohr ein magnetisches Feld von 200 bis wird durch ein Umlaufsystem 17 gekühlt und enthält 500 Gauß. Die Prallscheibe 8 besteht aus dem zu r'cn über die Leitungen 18«, 18 b gespeisten Heizpulverisierenden Material und ist an einer Vorrich- 60 draht 18 und eine die Anode 19 bildende röhrenförtung 8 a oberhalb des Anodenrohres 6 parallel zur mige Elektrode, die bei 19 a gespeist wild. Vor dem Achse des Anodenrohres in der Nähe dieser Achse Heizdraht 18 ist die mit einer axialen öffnung 22 a aufgehängt. Die Prallscheibe wird durch den Ölkreis- versehene Lochblende 22 angeordnet. Eine Magnetlauf 9 rückgekühlt, wenn das Material, aus dem sie spule 20 oder ein Ringmagnet liegt koaxial zum Anbesteht, die auftretenden Temperaturen nicht aushält. 65 odenrohr 19. Das Ventil 21 dient dazu, ein inertes Die zu überziehende Platte 10 ist auf einer Halterung Gas oder ein beliebiges anderes Gas durch das Rohr 11 aus nichtrostendem Stahl angebracht, die ihrer- 21 α einzuführen. Die Kammer 15 ist an ihrer Oberseits elektrisch an Masse 11a liegt. Ein Einlaßschie- seite mit einer abnehmbaren Abdeckung 15« ver-umbrella with hole 5 in the middle. The at 6 α ge F i g. 2 shows a further embodiment of the fed anode 6 consists of a device described for the two, which has a number of copper tubes open at the end and which allows conversion possibilities,
The chosen embodiment has a diameter of 55 mm. The vacuum space is made up of two chambers 14 and 90 mm and a height of 150 mm. The coil 7, which is formed 15 and which runs coaxially to the anode tube 6 through a connecting element 16, is generated in which are connected to one another. The chamber 14 sem tube a magnetic field of 200 bis is cooled by a circulation system 17 and contains 500 Gauss. The baffle plate 8 is made to the R'CN via the lines 18 ", 18 b-fed Heizpulverisierenden material and wire at a Vorrich- 60 18 and an anode 19 forming a röhrenförtung 8 above the anode tube 6 parallel to-shaped electrode in 19 a fed wild. In front of the axis of the anode tube in the vicinity of this axis, the heating wire 18 is suspended with an axial opening 22 a. The baffle plate is arranged through the perforated diaphragm 22 provided with an oil circuit. A magnet barrel 9 is cooled back when the material from which it is made of coil 20 or a ring magnet is coaxial with the pending, cannot withstand the temperatures that occur. 65 odenrohr 19. The valve 21 serves to introduce an inert The plate 10 to be coated is attached to a holder gas or any other gas through the tube 11 made of stainless steel, which its 21 α . The upper side of the chamber 15 is electrically connected to ground 11a. An inlet slide side is provided with a removable cover 15 «

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schlossen. Die Kammer 15 enthält eine bei 23 α an- Die in F i g. 2 gezeigte Vorrichtung erlaubt es, dieclosed. The chamber 15 contains a check-α at 23 g in the F i. 2 device shown allows the

geschlossene Prallscheibe 23, die durch ein mit öl Strecke, die das das Anodenrohr verlassende neutraleclosed baffle plate 23, which is through a stretch with oil, which the anode tube leaving the neutral

oder Luft gespeistes Umlaufsystem 24 gekühlt wird, Plasma durchfließt, zu vergrößern und Objekte vonor air fed recirculation system 24 is cooled, plasma flows through, to enlarge and objects of

und eine Halterung 25 für das zu überziehende Ob- einer bestimmten Größe zu beschichten. Zu diesemand to coat a holder 25 for the object of a certain size to be coated. To this

jekt 26. An das Rohr 27 der Kammer 25 ist eine 5 Zweck sind die Kammern 14, 15 einzeln aufgebaut,ject 26. On the tube 27 of the chamber 25 is a 5 purpose, the chambers 14, 15 are built individually,

nicht gezeichnete Ansaugpumpe angeschlossen. um die Konstruktion zu vereinfachen. Die KammerNot shown suction pump connected. to simplify the construction. The chamber

Die Werte der verschiedenen Parameter, wie Heiz- 14 hat eine Länge, die im wesentlichen gleich derThe values of various parameters such as heating 14 has a length substantially equal to the

fadentemperatur, Anodenspannung, Anodenstrom, Weglänge des Plasmastromes ist. Das Volumen derfilament temperature, anode voltage, anode current, path length of the plasma current. The volume of the

Ionenstromdichte, Prallscheibenspannung und ma- Kammer 15 ist so bemessen, daß auf der Halterung 25Ion current density, baffle plate voltage and ma-chamber 15 is dimensioned so that on the holder 25

gnetisches Feld liegen in der gleichen Größenordnung io Objekte mit einer relativ großen Oberfläche angeord-magnetic field are of the same order of magnitude as objects with a relatively large surface.

wie bei der Vorrichtung nach F i g. 1. net werden können.as in the device according to FIG. 1. net can be.

Diese Parameter können sich bei den beiden auf- Die beschriebene Vorrichtung bietet die folgendenThese parameters can differ between the two. The device described offers the following

geführten Ausführungsbeispielen etwa in den folgen- Vorteile: Einerseits kann die das in LängsrichtungOutlined exemplary embodiments have the following advantages: On the one hand, it can do this in the longitudinal direction

den Grenzen bewegen: weisende Feld erzeugende Spule nahe an der AchseMove the limits: Pointing field generating coil close to the axis

j 5 des Elektrodenrohres angeordnet werden, anderer-j 5 of the electrode tube are arranged, other

Heizfadentemperatur 2000 bis 2800° C seits kann in der der Pulverisierung dienenden Kam-Filament temperature 2000 to 2800 ° C on the other hand can be used in the pulverization chamber

Anodenspannung 50 bis 200 Volt mer ein höheres Vakuum aufgebaut werden als inAnode voltage 50 to 200 volts mer a higher vacuum can be built up than in

Anodenstrom 1 bis 10 Ampere <\em J?™**· j» dem si(* das J1»«18 bildeJ:. A"f Anode current 1 to 10 amperes <\ em J? ™ ** · j » dem si ( * the J 1 » « 18 form J:. A " f

diese Weise erhalt man optimale Bedingungen fur diethis way one gets optimal conditions for the

Ionenstromdichte bis 20 mA/cm* ao puiverisierung und gleichzeitig in der röhrenförmigenIon current density up to 20 mA / cm * ao p u i veris ierung and at the same time in the tubular

Prallscheibenspannung 600 bis 1500VoIt Elektrode die günstigsten Bedingungen für die BiI-Baffle plate voltage 600 to 1500VoIt electrode the most favorable conditions for the BiI-

Magnetisches Feld bis 500 Gauß dung eines Plasmas von hoher Dichte.Magnetic field of up to 500 gauss of a high density plasma.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche: auf gegenüberliegenden Seiten des PlasmabündelsClaims: on opposite sides of the plasma bundle 1. Kathodenzerstäubungsvorrichtung zum Auf- etaandler zugewandt angeordnet sind1. Cathode sputtering device are arranged facing towards the Auf- etaandler bringen dünner Schichten auf ein Werkstück ta Bei einer bekannten kathodenzerstaubungsvornchetaef unter Niederdruck stehenden und an eine tung dieser Art (US-PS 33 05473) wird zwischen Gasquelle anschließbaren Vakuumkammer, ta dei 5 etaer Glühkathode und einer Anode ein Elektronensich durch eine die Vakuumkammer umgebende strom erzeugt, der in dem zwischen Kathode und Magnetspule ein magnetisches Feld erzeugen läßt, Anode gebieten Raum auf neutrale Gasatome trifft, ta der hinter einer Lochblende eine auf negati- Die bei der Ionisierung entstehenden posi iven Ionen vem Potential liegende Glühkathode mit einer ta werden von emer an negativem Potential liegenden einem Rohr angeordneten Heizdrahtwicklung als xo Auftreffplatte angezogen und bewirken die Heraus-Elektronenquelle angeordnet ist, ta der vor der lösung ferner Pulverteile aus der Auftreffplatte. Die Lochblende ein dichtes Plasma ta Form eines Pulverteile lagern sich auf dem der Auftreffplatte länglichen, längs der SymmetrieachFe der Magnet- gegenüberliegenden Werkstuck ab. Die Auftreffplatte spule gerichteten Bündels herstellbar ist, ta der und das Werkstück sind von einer Magnetspule umeine auf gegenüber der Glühkathode positives Po- 15 geben. Die Anode liegt der Kathodenoffnung direkt tential gebrachte Anode vorgesehen ist und ta der gegenüber, und die Auftreffplatte und das Werkstück das zu bestäubende Werkstück und eine das Zer- sind zwischen Anode und Kathode angeordnet. Die stäubungsmaterial in festem Zustand enthaltende Anode dient ausschließlich der Beschleunigung der Auftreffplatte auf gegenüberliegenden Seiten des aus der Kathode austretenden Elektronen und damit Plasmabündels einander zugewandt angeordnet 20 der Erzielung einer hohen Energiedichte, trägt jedoch sind, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß im zur Bündelung des Elektronenstrahls nicht bei.
Bereich zwischen der Lochblende (5; 22 a) und Bei einer anderen bekannten Kathodenzerstäuden ab- bzw. aufzustäubenden Teilen (8, 10; 23, bungsvorrichtung (US-PS 32 94 669) ist die Kathode 26) ein als Anode geschaltetes Metallrohr (6; 19) im Inneren eines Anodenrohres untergebracht. Das unmittelbar vor der Lochblende (5; 22 a) ange- 25 Werkstück befindet sich stirnseitig an einem offenen ordnet ist und daß die Magnetspule (7; 17) das Ende des Anodenrohres,
anodische Metallrohr (6; 19) koaxial umfaßt. Bekannt ist auch ein Duoplasmatron (FR-PSApplying thin layers to a workpiece. In a known cathode sputtering device under low pressure and connected to a device of this type (US Pat , which allows a magnetic field to be generated between the cathode and the magnet coil, the anode area encounters neutral gas atoms, behind a perforated screen a hot cathode with a negative potential, which is created during the ionization, with a ta are from emer A heating wire winding arranged at a negative potential is attracted as a xo target and cause the out-electron source is arranged, ta the further powder particles from the target before the release. The perforated screen forms a dense plasma in the form of powder particles are deposited on the workpiece, which is elongated along the axis of symmetry of the magnet and which is elongated to the target. The target coil-directed bundle can be produced, the target and the workpiece are from a magnetic coil to give a positive po- 15 compared to the hot cathode. The anode lies directly next to the cathode opening and the anode is provided directly opposite, and the target plate and the workpiece, the workpiece to be dusted and one that is disintegrated, are arranged between the anode and the cathode. The anode containing dusting material in solid state serves exclusively to accelerate the target on opposite sides of the electrons emerging from the cathode and thus the plasma bundle arranged facing each other 20 to achieve a high energy density, however, it contributes, thereby geke η η ζ calibrate η et that im does not contribute to the focusing of the electron beam.
Area between the perforated diaphragm (5; 22 a) and in another known cathode atomization parts (8, 10; 23, training device (US-PS 32 94 669), the cathode 26) is a metal tube connected as an anode (6 ; 19) housed inside an anode tube. The workpiece located directly in front of the perforated diaphragm (5; 22 a) is located at the front on an open one and that the magnetic coil (7; 17) is the end of the anode tube,
anodic metal tube (6; 19) coaxially comprises. A duoplasmatron is also known (FR-PS 2. Kathodenzerstäubungsvorrichtung nach An- 14 22 539), bei dem der von einer Kathode ausgespruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- sandte Elektronenstrahl, nachdem er gebündelt wordrahtwicklung (2), die Lochblende (5), das Me- 30 den ist, einen hydraulischen Widerstand durchläuft, fallrohr (6) sowie die Spuie (7) eine gemeinsame der den Beschleunigungsbereich des Elektronenstrahls Symmetrieachse aufweisen. von dem Pulverisierungsbereich trennt.2. Cathode sputtering device according to An 14 22 539), in which the one of a cathode is talked about 1, characterized in that the heated electron beam, after being bundled with the wire winding (2), the perforated diaphragm (5), is the media , runs through a hydraulic resistance, downpipe (6) and the Spuie (7) have a common axis of symmetry of the acceleration range of the electron beam. from the pulverization area. 3. Kathodenzerstäubungsvorrichtung nach Ferner ist eine Kathodenzerstäubungsvorrichtung einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn- bekannt (DT-AS 11 22 801), bei der innerhalb eines zeichnet, daß die Vakuumkammer (1) aus zwei 35 Vakuumgefäßes eine rohrförmige Zerstäubungsüber ein Verbindungsstück (16) mit relativ gerin- kathode vorgesehen ist, der eine stiftförmige Anode gern Querschnitt miteinander korrespondierenden gegenüberliegt. Die stiftförmige Anode ist von einer Teilkammern (14, 15) besteht, daß sich in der Magnetspule umgeben. Zwischen dem Kathodenbeersten Teilkammer (14) die zur Elektronenquelle reich und dem Anodenbereich weist das Vakuumgegehörende Vorrichtung (18, 22, 22 a), das Gas- 40 häuse eine Einschnürung auf.3. Cathode sputtering device according to Furthermore is a cathode sputtering device one of claims 1 and 2, characterized thereby known (DT-AS 11 22 801), in which within one shows that the vacuum chamber (1) consists of two 35 vacuum vessels with a tubular atomization a connecting piece (16) with a relatively small cathode is provided, which has a pin-shaped anode like cross-section is opposite to each other corresponding to each other. The pin-shaped anode is of a Partial chambers (14, 15) exist that surround each other in the solenoid. Between the cathode berries Partial chamber (14) rich to the electron source and the anode area has the vacuum belonging to it Device (18, 22, 22 a), the gas 40 housing a constriction. zuführungsteil (21 a) sowie das anodische Metall- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, beifeed part (21 a) as well as the anodic metal object of the present invention is at rohr (19) befinden, daß in der zweiten Teilkam- einer Kathodenzerstäubungsvorrichtung der eingangs mer (15) die ab- bzw. aufzustäubenden Teile (23, genannten Art die Bündelung de.; von der Elektro-26) sowie die Gasauströmöffnung (27) angeordnet nenquelle ausgehenden Plasmastrahles zu verbessern, sind und daß sich mit Hilfe des Verbindungs- 45 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gestücks (16) in der zweiten Teilkammer (15) ein löst, daß im Bereich zwischen der Lochblende und geringerer Druck als in der ersten Teilkammer den ab- bzw. aufzustäubenden Teilen ein als Anode (14) herstellen läßt. geschaltetes Metallrohr unmittelbar vor der Lochtube (19) that in the second Teilkam- a cathode sputtering device of the entrance mer (15) the parts to be dusted or dusted (23, mentioned type the bundling de .; von der Elektro-26) as well as the gas discharge opening (27) arranged to improve the plasma jet emanating from the source, are and that with the help of the connection 45 This object is thus pieced according to the invention (16) in the second sub-chamber (15) a solves that in the area between the aperture and lower pressure than in the first sub-chamber the parts to be sputtered or sputtered on as an anode (14) can be produced. switched metal pipe immediately in front of the hole blende angeordnet ist und daß die Magnetspule dasAperture is arranged and that the solenoid is the 50 anodische Metallrohr koaxial umfaßt.50 anodic metal tube coaxially included. Dadurch wird in vorteilhafter Weise bei der be-This is advantageous in the loading Die Erfindung betrifft eine Kathodenzerstäubungs- schriebenen Kathodenzerstäubungsvorrichtung unter vorrichtung zum Aufbringen dünner Schichten auf der Einwirkung des von der Magnetspule erzeugten ein Werkstück in einer unter Niederdruck stehenden magnetischen Feldes in dem anodischen Metallrohr und an eine Gasquelle anschließbaren Vakuumkam- 55 ein axiales Magne'.feH erzeugt, das einem im wcmer, in der sich durch eine die Vakuumkammer um- sentlichen radialen elektrostatischen Feld, das sich gebende Magnetspule ein magnetisches Feld erzeu- zwischen der Kathode und dem anodischen Metallgen läßt, in der hinter einer Lochblende eine auf nc- rohr ausbildet, überlagert wird. Durch die Überlagegativem Potential liegende Glühkathode mit einer in rung dieser beiden Felder beschreiben die Elektroeinem Rohr angeordneten Heizdrahtwicklung als 60 nen lange spiralförmige Bahnen um die Zylinderachse Elektronenquelle angeordnet ist, in der vor der herum. Man erhält daher eine örtliche Ionisierung Lochblende ein dichtes Plasma in Form eines läng- in dem Zylindervolumen im Bereich nahe der Achse, liehen, längs der Symmetrieachse der Magnetspule Das auf diese Weise entlang der Zylinderachse gegerichteten Bündels herstellbar ist, in der eine auf bildete Plasma wird in Form einer konzentrierten gegenüber der Glühkathode positives Potential ge- 65 axialen Säule nach oben gestoßen. Durch das vorbrachte Anode vorgesehen ist und in der das zu be- teilhafte Zusammenwirken eines im wesentlichen stäubende Werkstück und eine das Zerstäubungs- radialen elektrischen Feldes mit einem axialen Mamaterial in festem Zustand enthaltende Auftreffplatte gnetfeld erreicht man eine starke Bündelung desThe invention relates to a cathode sputtering device described below device for applying thin layers on the action of the generated by the magnetic coil a workpiece in a low pressure magnetic field in the anodic metal tube and a vacuum chamber which can be connected to a gas source 55 generates an axial magnet, which in which a radial electrostatic field, which is around the vacuum chamber, is created The magnetic coil generating a magnetic field creates a magnetic field between the cathode and the anodic metal gene leaves, in which an NC tube is formed behind a perforated diaphragm, is superimposed. Through the overlay negatives Hot cathode at potential with one of these two fields describes the electroeinem Tube arranged heating wire winding as 60 NEN long spiral paths around the cylinder axis Electron source is placed in the front of the around. Local ionization is therefore obtained Pinhole a dense plasma in the form of a longitudinally in the cylinder volume in the area near the axis, borrowed along the axis of symmetry of the magnet coil that is directed in this way along the cylinder axis Bundle can be produced in which a plasma is formed in the form of a concentrated relative to the hot cathode positive potential pushed upwards in the axial column. By that put forward Anode is provided and in which the co-operation of an essentially sputtering workpiece and a sputtering radial electrical field with an axial Mamaterial In the solid state containing the target gnetfeld one achieves a strong bundling of the
DE19681765625 1967-06-22 1968-06-21 Cathode sputtering device for applying thin layers to a workpiece Expired DE1765625C3 (en)

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FR111571 1967-06-22
FR111571A FR1534917A (en) 1967-06-22 1967-06-22 Improvements in obtaining deposits by cathodic sputtering

Publications (3)

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