DE2115590A1

DE2115590A1 - Cathode sputtering device - has cathode with projecting rim

Info

Publication number: DE2115590A1
Application number: DE19712115590
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Phys Dr 6450 Hanau Gallus
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1971-03-31
Filing date: 1971-03-31
Publication date: 1972-10-05

Abstract

The cathode of the film coating device is fitted at its rim with a projection, which bridges the space between the disc portion of the cathode and the substrate leaving only a gap, which is sufficiently wide to preclude glow discharge. The cathode has an inverted beaker shape in the prefd. design. The cathode configuration improves surface film thickness evenness and accelerates the deposition rate on the substrate.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung von Schichten auf Substraten durch Kathodenzerstäubung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Schichten auf Substraten durch kathodenzerstäubung im Vakuum, enthaltend eine Vakuumkammer, einen Substratträger für die Halterung der Substrate und eine dem Substratträger gegeaüberliegende Kathode aus dem zu zerstäubenden Material.Device for the production of layers on substrates by cathode sputtering The invention relates to an apparatus for producing layers Substrates by sputtering in a vacuum, containing a vacuum chamber, a Substrate carrier for holding the substrates and one opposite the substrate carrier Cathode made from the material to be sputtered.

Vorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art gehören seit langem zum Stande der Technik. Sie werden unter anderem aucb als Dioden-Anlagen bezeichnet. Es sind verschiedene Varianten es I'etrieDs derartiger anlagen möglich, wobei sowohl Gleichspannung als auch Wechselspannung oder Hochfrequenz für die Erzeugung der Glimmentladung verwendet werden können. Es ist auch bekannt, die Glimmentladung unter dem Einfluß von Magnetfeldern durchzuführen. Eei der Bes-ubung von ebenen Substraten oder einer Substratanordnung, die in einer Ebene ausgebreitet ist, sand aber bisher ebene Kathoden verwendet worden. Bei der üblichen Diodenanordnung, d.h. bei zueinander parallelen Flächen von Kathode und Anode, ist jedoch die Schichtdickenverteilung durch Randeffekte stark beeinflußt: Die Dicke der aufgestäubten Schicht fällt gegen den Rand der Kathode hin ab. Der Schichtdickenabfall hat im wesentlichen zwei Ursachen. Einmal wird ein Substrat-Flächenelement auf der Kathode aus dem doppelten Raumwinkel bestäubt, wie ein Flächenelement am Kathodenrand, so daß eine etwa doppelte Kondensationsrate besteht. Zum anderen tritt in den Randbezirken der Kathode eine Verdünnung des Plasmas auf, da an dieser Stelle Ladungsträger (Elektronen und Ionen) aus dem Plasma heraus diffundieren und für die Zerstäubung verlorengehen.Devices of the type described above have long been owned the state of the art. They are also referred to as diode systems, among other things. Different variants of such systems are possible, with both Direct voltage as well as alternating voltage or high frequency for the generation of the Glow discharge can be used. It is also known, the glow discharge to be carried out under the influence of magnetic fields. When cleaning levels Substrates or a substrate arrangement that is spread out in a plane, sand but so far planar cathodes have been used. With the usual diode arrangement, i. at each other parallel surfaces of the cathode and anode, however the layer thickness distribution is strongly influenced by edge effects: the thickness of the sputtered The layer falls off towards the edge of the cathode. The drop in layer thickness has in two main causes. Once there is a substrate surface element on the cathode dusted from twice the solid angle, like a surface element on the edge of the cathode, like this that there is an approximately double rate of condensation. The other occurs in the outskirts the cathode causes a dilution of the plasma, since charge carriers (electrons and ions) diffuse out of the plasma and are lost for sputtering.

in der franz. Patentschrift 1 556 849 wird vorgeschlagen, zwei im Winkel zueinander stehende Kathoden zu verwenden, die zusammen mit dem Substrat einen Raum einschließen, auf den sich die Glimmentladung beschränkt. Dies gelingt jedoch nur an zwei Seiten. Auf den beiden anderen Seiten befindet sich in kurzer entfernung je ein geerdetes Blech. Damit ist zwar gewährleistet, daß das Plasma nicht den Bereich der Kathoden verläßt, jedoch ist mit einer solchen Lösung der Nachteil verbunden, daß das Plasma mit den geerdeten Flächen in Wechselwirkung steht. Die Erfahrung hat gezeigt, daß geerdete Flächen in Berührung mit dem Plasma zu einer Verunreinigung der Schicht führen können. Ausserdem gelingt es mit dieser bekannten Anordnung nicht, eine Schiclitdickenverteilung mit der gewünschten Gleichmässigkeit zu erzeugen.in the French Patent specification 1 556 849 is proposed two im Angle to each other to use cathodes that are together with the substrate Include a space to which the glow discharge is restricted. This works but only on two sides. On the other two sides is a short distance one grounded sheet each. This ensures that the plasma does not leave the area of the cathodes, but with such a solution the This is associated with the disadvantage that the plasma interacts with the earthed surfaces. Experience has shown that grounded surfaces in contact with the plasma become one Contamination of the layer can result. It also works with this well-known Arrangement not, a layer thickness distribution with the desired uniformity to create.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß mit ihr bei voller Ausnutzung des Kathodenquerschnitts Schichten von ausserordentlich guter Gleichmässigkeit in der Schichtdickenverteilung erzeugt werden können, wobei gleichzeitig eine hohe Niedersclllagsrate erreicht werden soll. Unter "Ausnutzung des *der Mittelachse Kathodenquerschnitts" wird dabei eine Anordnung verstanden, bei der die Fläche des Substrats bzw. die Gesamtfläche aller Substrate mit der Kathode im wesentlichen kongruent ist.The invention is based on the object of providing a device of the initially described To improve the type described so that with her at full utilization of the cathode cross-section Layers of extremely good uniformity in the layer thickness distribution can be generated, with a high precipitation rate achieved at the same time shall be. Under "taking advantage of the * of the central axis Cathode cross-section " is understood to mean an arrangement in which the surface of the substrate or the Total area of all substrates with the cathode is essentially congruent.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgeinäß dadurch gelöst, daß die Kathode in der Randzone mit einem aus dem gleichen Material bestehenden und auf dem gleichen Potential liegenden Vorsprung versehen ist, welcher den Raum zwischen dem scheibenförmigen Teil der Kathode und dem Substrat bzw. Substratträger bis auf einen Spalt "a" überbrückt. Vorzugsweise wird die Kathode napfförmig ausgebildet, wobei der hohlraum dem Substrattäger zugekehrt und der Rand der Kathode in einem solchen Abstand "alt vom Substrat bzw. Substratträger angeordnet ist, daß diese Stelle frei von Glimmentladungen bleibt. Napfförmige Kathoden wird man vorzugsweise dann verwenden, weiin es sich um eine Anlage für die stationäre Kathodenzerstäubung handelt. Hierunter sind solche Prozesse zu verstehen, bei denen zwischen der Kathode und dem Substrat keine Relativbewegung auftritt oder nur eine solche, bei dem das Substrat den Einwirkungsbercich der Kathode nicht verläßt. Für den Fall, daß großflächige Substrate mittels kleinerer Kathoden beschichtet werden sollen, sind Maßnahmen zu treffen, daß eine Relativbewegung zwischen Kathode und Substrat möglich ist. Hierdurch wird bei gleichmässiger Tran.sportgeschwindiglreit auch ein hohes Maß an Gleichförmigkeit der Niederschlagsstärke in Bewegungsrichtung er@eicht. Quer zur Bewegungsrichtung wird die Schichtdickenverteilung nur von der geoemtrischen Konstellation zwischen Subtrnt und Kathode bestimmt. Auch hier kann der Erfindungsgedanke in vorteilhafter Weise angewandt werden. Gemäß der weiteren Erfindung geschieht dies dadurch, daß die Kathode U-förmig ausgebildet ist, wobei das Joch in seinen Abmessungen der Breite des Substrats bzw. Substratträgers senkrecht zur Bewegungsrichtung entspricht, und daß die Schenkel in Richtung auf das Substrat vorstehend ausgebildet sind.The problem posed is achieved according to the invention in that the Cathode in the edge zone with one made of the same material and on the same potential lying projection is provided, which the space between the disc-shaped part of the cathode and the substrate or substrate carrier except for bridged a gap "a". The cathode is preferably cup-shaped, the cavity facing the substrate carrier and the edge of the cathode in one such a distance "old from the substrate or substrate carrier is arranged that this Body remains free of glow discharges. Cup-shaped cathodes are preferred then use it, as it is a system for stationary cathode sputtering acts. These are to be understood as processes in which between the cathode and the substrate no relative movement occurs or only one in which the The substrate does not leave the area of action of the cathode. In the event that large-scale Substrates to be coated by means of smaller cathodes are measures to be taken meet that a relative movement between the cathode and substrate is possible. Through this If the transport speed is constant, a high degree of uniformity will also be achieved the amount of precipitation in the direction of movement. At right angles to the direction of movement the layer thickness distribution is only dependent on the geometric constellation between Subtrnt and cathode determined. Here too, the concept of the invention can be more advantageous Way to be applied. According to the further invention, this is done in that the cathode is U-shaped, the width of the yoke of the substrate or substrate carrier corresponds perpendicular to the direction of movement, and that the legs are formed protruding in the direction of the substrate.

Zur Frage der Dimensionierung des Abstandes "a" zwischen dem Vorsprung der Kathode und dem Substrat bzw. Substratträger sei auf folgende Zusammenhänge verwiesen. Bei gegebenem Druck des in der Anlage vorhandenen Gases, beispielsweise Argon, und gegebener Hochspannung zwischen der Kathode und dem Gegenpotential brennt nur dann ein Plasma, wenn der Abstand zwischen den beiden Potentialen ausreichend groß ist. Der Grund hierfür besteht darin, daß Ionen und Elektronen auf dem Wege zwischen den beiden Potentialen Stöße ausfahren, bei denen neue Ionen und Elektronen erzeugt werden. Ist die Zahl der Stöße zu klein, beispielsweise bei zu geringem Druck oder zu geringem Abstand zwischen den beiden Potentialen, dann ist die Ionen-Elektronen-Konzentration zu gering und das Plasma erlischt. Will man ungekehrt vermeiden, daß zwischen zwei Flächen, von denen eine Hochspannung führt, ein Plasma brennt, so müssen diese Flächen so nahe zusammengerückt werden, daß nur wenig Elelitronen-Ionen-Paare entstehen. Dies ist bei den Ublichen Zerstäubungsdrllcken bei einem Abstand von 2 bis 8 metern der Fall.Regarding the dimensioning of the distance "a" between the projection the cathode and the substrate or substrate carrier is based on the following relationships referenced. At a given pressure of the gas present in the system, for example Argon and a given high voltage between the cathode and the counter potential burns a plasma only if the distance between the two potentials is sufficient is great. The reason for this is that ions and electrons are on the way Collisions occur between the two potentials, in which new ions and electrons be generated. If the number of impacts is too small, for example too few Pressure or too little distance between the two potentials, then the ion-electron concentration too low and the plasma goes out. If, on the other hand, one wants to avoid being between two Surfaces from which a high voltage carries a plasma burns, so these surfaces must are moved so close together that only a few elitron-ion pairs are formed. With the usual atomization pressures, this is at a distance of 2 to 8 meters the case.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird die gestellte Aufgabe vollständig gelöst, d.ho es werden bei hoher Niederschlagsrate Schichten von ausserordentlicher Gleichmässigkeit des Schichtdickenprofils erzielt, wobei die Fläche des Substrats dem Querschnitt der Kathode praktisch gleich ist. Die Schichtdicke fällt in der Randzone des Substrats um weniger als 10 °f; gegenüber dem Wert ab, den die Schicht in der Achse der kathode aufweist. Bei gleichen Substrat- und Kathodenabmessungen in der herkömmlichen Anordnung würde sich in der Randzone des Substrats ein Schichtdickenabfall von etwa 50 % von dem Wert einstellen, den die Schicht in der Kathodenachse erreicht. Will man umgekehrt mit der herkömmlichen Anordnung gleichmässige Schichtdickenverteilungen erreichen, so muß der Rand des Substrats bei einem Abstand zwischen Kathode und Anode von ca.With the arrangement according to the invention, the task set is complete dissolved, i.e. with a high precipitation rate layers of extraordinary Uniformity of the layer thickness profile is achieved, with the area of the substrate is practically the same as the cross-section of the cathode. The layer thickness falls in the Edge zone of the substrate by less than 10 ° f; compared to the value that the layer having in the axis of the cathode. With the same substrate and cathode dimensions In the conventional arrangement, there would be a drop in layer thickness in the edge zone of the substrate set from about 50% of the value that the layer reaches in the cathode axis. Conversely, if you want uniform layer thickness distributions with the conventional arrangement reach, the edge of the substrate must be at a distance between the cathode and Anode of approx.

5 cm um mindestens 6 cm hinter den äusseren Abmessungen der Kathode zurückstehen.5 cm by at least 6 cm behind the outer dimensions of the cathode stand back.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes seien nachfolgend an Hand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert: Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit topf förmiger Kathode, die Figuren 2 und 3 Details der Kathodenausbildung und ihrer räumlichen Zuordnung bei Anwendung einer Relativbewegung zwischen Kathode und Substrat und Figur 4 ein Diagramm der Schichtdickenverteilung zum Zwecke einer Gegenüberstellung des Erfindungsgegenstandes und des Standes der Technik.Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are given below explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 4: FIG. 1 shows a longitudinal section by a device according to the invention with a pot-shaped cathode, FIGS and 3 details of the cathode design and their spatial assignment when used a relative movement between the cathode and the substrate and FIG. 4 is a diagram of FIG Layer thickness distribution for the purpose of comparing the subject matter of the invention and the state of the art.

In Figur 1 ist mit 10 eine Basisplatte bezeichnet, auf der eine vakuumdichte Glocke 11 unter Zwischenschaltung einer Rundschnurdichtung 12 ruht. Diese Teile bilden zusammen eine Vakuumkammer 13, die über eine Leitung 14 durch nicht dargestellte Vakuumpumpen evakuierbar ist. Über eine weitere Leitung 15 mit einem Dosierventil -16 wird ein für den Kathodenzerstäubungsprozess geeignetes Inertgas, beispielsweise Argon, zugeführt.In Figure 1, 10 denotes a base plate on which a vacuum-tight Bell 11 rests with the interposition of an O-ring seal 12. These parts together form a vacuum chamber 13, which via a line 14 through, not shown Vacuum pumps can be evacuated. Via another line 15 with a metering valve -16 is an inert gas suitable for the cathode sputtering process, for example Argon, supplied.

In der Vakuumkammer 13 ist ein Substratträger 17 angeordnet, auf dem ein zu beschichtendes Substrat 18, im vorliegenden Falle eine runde Scheibe aus Edelstahl ruht. Oberhalb des Substratträgers 17 ist an einer gleichzeitig als Stromzuführung dienenden Haltestange 19 eine Kathode 20 angebracht, die aus einem scheibenförmigen Teil 21 und einem zylindrischen Vorsprung 22 besteht, der gleichzeitig den Rand der Kathode bildet.In the vacuum chamber 13, a substrate carrier 17 is arranged on which a substrate 18 to be coated, in the present case a round disk Stainless steel rests. Above the substrate carrier 17 is at the same time as a power supply Serving holding rod 19 attached a cathode 20, which consists of a disk-shaped Part 21 and a cylindrical projection 22 is made, which is also the edge the cathode forms.

Der scheibenförmige Teil 21 hat einen Abstand von der Oberfläclle des Substrats 18, wie er auch bei herkömmlichen Anlagen anzutreffen ist; im vorliegenden Falle sind es 58 mm. Der zylindrische Vorsprung 22 überbrückt den Abstand zwischen scheibenförmigem Teil 21 und Substratträger 17 bis auf einen geringen Spalt "a" von 5 mm. Hieraus errechnet sich eine Höhe des zylindrischen Vorsprunges 22 von 53 mm. Der Innendurchmesser der topfförmigen Kathode 20 beträgt 140 mm; die gleiche Abmessung -hat das Substrat 18. Die Kathode 20 und deren Haltestange 19 sind auf ihrer gesamten, im Vakuum befindlichen Aussenfläche von einem geerdeten-Schirm 23 umgeben, der verhindert, daß die Glimmhaut die betreffenden Oberflächenteile überzieht. Eine Stromversorgungseinrichtung ist mit 24 bezeichnet.The disc-shaped part 21 is spaced from the surface of the substrate 18, as can also be found in conventional systems; in the present Trap is 58 mm. Of the cylindrical projection 22 bridges the Distance between disk-shaped part 21 and substrate carrier 17 except for a small one Gap "a" of 5 mm. The height of the cylindrical projection is calculated from this 22 by 53 mm. The inside diameter of the cup-shaped cathode 20 is 140 mm; the The substrate 18 has the same dimensions. The cathode 20 and its holding rod 19 are covered by a grounded screen on their entire outer surface, which is in the vacuum 23 surrounded, which prevents the glow skin from the surface parts concerned covers. A power supply device is denoted by 24.

Die Stromversorgung kann wahlweise mit Gleichspannung, Wechselspann-ng oder Hochfrequenz erfolgen. Eine ringförmige Magne*-spule 25 dient zur Erzeugung eines zur Gesamtanordnung Boaxiallen Magnetfeldes.The power supply can optionally be with direct voltage, alternating voltage or high frequency. An annular Magne * coil 25 is used for generation a magnetic field for the overall arrangement Boaxial.

Eine Variante der Anordnung gemäß Figur 1 zeigt Figur 2. Die Kathode 26 hat in diesem Fall die Form eines länglichen, einseitigen Kastens, von dem aufgrund des gewählten Schnittes nur der Bereich einer Ecke dargestellt ist. Das Substrat lSa, in diesem'Falle eine Glasscheibe,ruht auf einem in Richtung des Pfeiles 27 längsverschieblichen Substratträger 17. Der Vorsprung 28 der Kathode überbrückt den Raum zwischen Kathode 26 und Substratträger 17 seitlich ausserhalb des Substrats 18.A variant of the arrangement according to FIG. 1 is shown in FIG. 2. The cathode 26 in this case has the shape of an elongated, one-sided box, from which due to of the selected section only the area of one corner is shown. The substrate lSa, in this case a pane of glass, rests on one in the direction of arrow 27 Longitudinally displaceable substrate carrier 17. The projection 28 of the cathode is bridged the space between cathode 26 and substrate carrier 17 laterally outside the substrate 18th

Maßgebend für die Begrenzung des Plasmaraumes ist somit der Spalt "a" zwischen Vorsprung 28 und Substratträger 17.The gap is therefore decisive for the delimitation of the plasma space “a” between projection 28 and substrate carrier 17.

In Figur 3 ist eine Variante der Anordnung nach Figur 2 gezeigt, bei der das Substrat 18a in Richtung des Pfeiles 27 längsverschibelich auf Rollen 29 gelagert ist. Die Kathode 30 lst-ähnlich wie die Kathode 26 in Figur 2 ausgebildet, jedoch mit dem Unterschied, daß die seitlichen Vorsprünge 31, von denen nur der linke gezeigt ist, in Form eines 'IU" soweit heruntergezogen sind, daß sie das Substrat 18 seitlich umgreifen.A variant of the arrangement according to FIG. 2 is shown in FIG which moves the substrate 18a longitudinally in the direction of arrow 27 on rollers 29 is stored. The cathode 30 is designed in a manner similar to the cathode 26 in FIG. but with the difference that the lateral projections 31, of which only the shown on the left, are pulled down in the form of an 'IU' so that they touch the substrate 18 grip around the side.

Dies ist bei der gezeigten Anordnung erforderlich, da kein plattenförmiger Substratträger vorhanden ist, der die andere Begrenzungsfläche für den Spalt "a" bildet. Der Spalt wird in diesem Fall vielmehr zwischen der Kathode 30 bzw. dem Vorsprung 31 und dem Substrat 18 unmittelbar gebildet, er entspricht dem seitlichen Abstand zwischen der Substratkante und dem Vorsprung 31. Der horizontale Teil der Kathode 30 kann auc als Joch bezeichnet werden, die Vorsprünge 31 bilden dann die Schenkel. Es ist denkbar, das Joch ebenfalls mit Vorsprung gen 35 zu versehen, die aber kürzer sind als die Vorsprünge 31.This is necessary in the arrangement shown, since there is no plate-shaped Substrate carrier is present, the other Boundary surface for forms the gap "a". Rather, the gap in this case is between the cathode 30 or the projection 31 and the substrate 18 formed directly, it corresponds the lateral distance between the substrate edge and the projection 31. The horizontal Part of the cathode 30 can also be referred to as a yoke which form projections 31 then the thighs. It is conceivable to also provide the yoke with a projection at 35, but which are shorter than the projections 31.

Figur 4 zeigt zum Zwecke des Vergleichs eine grafische Darstellung des Schichtdickenprofils auf dem Substrat 18. Das Substrat ist beispielsweise eine kreisförmige Scheibe aus Edelstahl, deren Mittenachse mit der Ordinate des Koordinatensystems zusammenfällt. Auf der Ordinate is die Schichtdicke tstt in Å-Einheiten aufgetragen, auf der Abszisse ist der Radius ttr't des Substrates 18. Die gestrichelte Linie 32 gibt das Profil einer Schicht wieder, die nach dem klassischen Verfahren, d.h. mit ebener Kathode hergestellt worden ist. Es ist zu erkennen, daß die Schichtdicke des Substrats ausgehend von 5000 2 in der Mitte sehr rasch auf einen Wert abfällt, der etwa der Hälfte der Schichtdicke in der Mitte der Platte entspricht. Der Bereich, in dem dieser Abfall erfolgt erstreckt sich ca. 50 lin vom Rand des Substrats nach innen. Bei Benutzung der erfindungsgemäßten Vorrichtung hingegen, stellt sich ein Schichtdickenprofil ein, wie es durch die ausgezogene Linie 33 dargestellt ist. Der Schichtdickenabfall zum Rande hin ist minimal, er beträgt etwa 10 % von der Schichtdicke in der Mitte des Substrats. Darüber hinaus erstreckt sich der Bereich des Schichtdickenabfalls nur etwa 10 mm vom Rande des Substrats nach innen, Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird somit der schraffierte Bereich 34 gewonnen. Die geometrische Anordnung der Kathode zum Substrat 18 entspricht dabei der in Figur 1 dargestellten.For the purpose of comparison, FIG. 4 shows a graphic representation of the layer thickness profile on the substrate 18. The substrate is, for example, a circular disc made of stainless steel, whose center axis coincides with the ordinate of the coordinate system coincides. The layer thickness tstt in Å units is plotted on the ordinate, on the abscissa is the radius ttr't of the substrate 18. The dashed line 32 represents the profile of a layer obtained according to the classical method, i. has been made with a flat cathode. It can be seen that the layer thickness of the substrate, starting from 5000 2 in the middle, drops very quickly to a value, which corresponds to about half the layer thickness in the middle of the plate. The area, in which this drop occurs extends approximately 50 lin from the edge of the substrate Inside. On the other hand, when the device according to the invention is used, it occurs Layer thickness profile, as shown by the solid line 33. The drop in layer thickness towards the edge is minimal, it is about 10% of that Layer thickness in the middle of the substrate. In addition, the area extends of the drop in layer thickness only about 10 mm from the edge of the substrate inwards, at The hatched area is thus used for the device according to the invention 34 won. The geometrical arrangement of the cathode in relation to the substrate 18 corresponds here that shown in FIG.

*angegeben.* indicated.

Beispiel: In einer Vorrichtung gemäß Figur 1 und mit den in der Beschreibung genannten Hauptanmeldungen von Kathode, Substrat und Spal "a" wurde eine Atmosphäre von Argon bei einem Druck von 4.10 2 Torr hergestellt. Die Kathode bestand in diesem Falle aus Kupfer. Der Zerstäubungsvorgang wurde bei einer Gleichspannung von 4.500 V durchgeführt, wobei sich eine mittlere Niederschlagsrate von 28 Å/sec. einstellte, wie durch Wägung der Substrate festgestellt wurde. Die Schichtdickenver teilung auf den einzelnen Flächenelementen wurde durch Wägung bestimmt und ergab den Verlauf der Kurve 33 in Figur 4.Example: In a device according to FIG. 1 and with those in the description Cited main applications of cathode, substrate and Spal "a" was an atmosphere made of argon at a pressure of 4.10 2 torr. The cathode consisted in this Trap made of copper. The atomization process was carried out at a DC voltage of 4,500 V carried out, with an average precipitation rate of 28 Å / sec. hired as determined by weighing the substrates. The layer thickness distribution on the individual surface elements was determined by weighing and gave the course of curve 33 in FIG. 4.

Vergleichsbeispiel: An die Stelle der Hohlkathode in Figur 1 und Beispiel wurde eine ebene scheibenförmige Ifupfcrkatllode von 150 mm bei einem Abstand von 5 cm zum Substrat 18 gesetzt und unter sonst gleichen Verfahrensbedingungen aufgestäubt. Es ergab sich eine maximale Niedorschlagsrate von 17 2/sec.; das Schichtdickenprofil entsprach der Kurve 32 in Figur 4. Es konnto deutlich festgestellt werden, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur eine gleichmässige Schichtdickenverteilung sondern auch eine höhere Nicderschlagsrate erzielt wurde.Comparative example: Instead of the hollow cathode in FIG. 1 and example a flat disc-shaped plug cathode of 150 mm at a distance of 5 cm to the substrate 18 and dusted under otherwise identical process conditions. The result was a maximum precipitation rate of 17 2 / sec .; the layer thickness profile corresponded to curve 32 in FIG. 4. It could be clearly seen that with of the device according to the invention not only a uniform layer thickness distribution but also a higher punch rate was achieved.

3 Patentansprüche 4 Figuren 3 claims 4 figures

Claims

PATENT CLAIMS 1. Device for producing layers on substrates by cathode sputtering in a vacuum, containing a vacuum chamber, a substrate carrier for holding the substrates and a cathode opposite the substrate carrier of the material to be atomized, characterized in that the cathode (20, 26, 30) in the edge zone with one made of the same material and on the same potential lying projection (22, 28, 31) is provided, which the space between the disk-shaped part (21) of the cathode and the substrate (18, 18a) or Substrate carrier (17) bridged up to a gap ("a").

2. Device 'according to claim 1, characterized in that the cathode (20, 26, 30) is designed in the shape of a cup, the cavity being the substrate carrier (17) facing and the edge of the cathode at such a distance (t? Atv) from the substrate respectively.

Substrate carrier is arranged that this point is free of glow discharges remain.

3. Device according to claim 1 for the coating of substrates, the area of which is several times larger than the area of the cathode and the coating takes place during a relative movement between cathode and substrate, characterized in that that the cathode (20, 26, 30) is U-shaped, with the yoke in his Dimensions of the width of the substrate (18, 18a) or substrate carrier (17) perpendicular corresponds to the direction of movement, and that the Schenliel in the direction of the substrate are formed above.