DE3123332A1

DE3123332A1 - "verfahren und vorrichtung zur gasfreien ionenplattierung"

Info

Publication number: DE3123332A1
Application number: DE19813123332
Authority: DE
Inventors: Jack Charles Elgin Volkers; Gerald W. Dallas White
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1980-06-16
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1982-03-25
Also published as: US4342631A; CA1161786A; NZ197232A; ZA813741B; AU7087381A; JPS5729575A; IT1137244B; BR8103655A; IT8122228A0; AR226462A1; FR2484463A1; GB2077770A; ES503068A0; ES8303542A1

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Ionenplattierung, insbesondere auf ein verbessertes gasfreies Ionenplattierunguverfahren sowie eine Vorrichtung.

Die Ionenplattierung wird in der Technik mehr und mehr bekannt. Dieses Verfahren hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, weil das Plattierüngsverfahren dreidimensional ist und die gleichmäßige Plattierung eines Substrats von praktisch jeder beliebigen Form oder Gestalt mit dem Plattierungsmaterial gestattet. Durch Anwendung einer gasfreien Ionenplattierung kann meist jede beliebige Materialart, sowohl leitend als auch nichtleitend, plattiert werden, ohne daß nennenswerte Veränderungen der Plattierungsparameter erforderlich wären. Ferner hat sich die Anhaftung zwischen dem plattierten Material und dem Substrat als gegenüber der mit anderen Plattierüngsverfahren erreichbaren weit überlegen erwiesen.

Bekannte gasfreie Ionenplattierungsverfahren wie beispielsweise das in dem US-Patent 4 039 416 von White offenbarte, richten sich auf die Ausführung des Ionenplattierungsverfahrens in einer evakuierten Kammer, in welcher das zu plattierende Substrat unterzubringen ist. Das Substrat wird zunächst in die Kammer eingebracht und danach die Kammer evakuiert. Innerhalb der Kammer befindet sich eine Plattierungsquelle mit dem Plattierungsmaterial und Einrichtungen zum Erwärmen und Verdampfen des Plattierungsmaterials. Eine solche Plat-

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tierungsquelle ist in dem US-Patent 4 016 389 von White ausführlich beschrieben und wird als eine hochgradige Ionenplattierungsquelle bezeichnet. Diese Quelle enthält einen Tiegel, in welchem das Plattierungsmaterial angeordnet ist, und eine um den Tiegel herum gewundene Spule. Der Mittelpunkt der Spule ist an das Erdpotential angeschlossen, und die Spulenenden sind an eine Wechselstromenergiequelle angeschlossen. Die Energiequelle und die Spule erwärmen den Tiegel, um das Plattierungsmaterial zu schmelzen, zu verdampfen und teilweise zu ioniesiercn.

Während der Verdampfung des Plattierungsmaterials erzeugt eine an das zu plattierende Substrat gelegte Hochfrequenzenergieque.lle ein Plasma von positiv geladenen Plattierungsionen aus dem verdampften Plattierungsmaterial um das Substrat herum. Auf dem Substrat wird eine negative Gleichstromvorspannung entwickelt, und zwar entweder durch Anlegen einer negativen. Gleichstromspannung unmittelbar an das Substrat, falls es sich um ein leitendes Substrat handelt, oder, falls es sich um ein nichtleitendes Substrat handelt, durch Ausnutzung des automatischen Vorspannungseffekts des Substrats aufgrund des Hochfrequenzfeldes innerhalb der Kammer. Die negative Vorspannung auf dem Substrat verursacht eine Beschleunigung der positiven Plattierungsionen in Richtung auf das Substrat zum Plattieren des Substrats.

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Während gasfreie Ionenplattierungsverfahren der oben beschriebenen Art sich als äußerst brauchbar erwiesen haben und Vorteile gegenüber anderen Plattierungsverfahren zeigen, bleibt doch noch viel Raum für Verbesserungen zur Ausführung derartiger Verfahren auf der Grundlage einer Massenproduktion. Beispielsweise haben bekannte gasfreie Ionenplattierungsverfahxen eine elektrischeIsolierung des Substrats und der Substratlagereinrichturig.en gegenüber jeglichen Teilen der vorzugsweise an das Erdpotential angeschlossenen Kammer verlangt, um die Gefahr eines elektrischen Schocks auszuschalten, der das Bedienungspersonal sonst ausgesetzt wäre. Wie ersichtlich, ist eine derartige elektrische Isolierungs erforderlieh, da die Hochfrequenzenergie und eine negative Gleichstromspannung direkt an die Substratlagereinrichtung gelegt werden.

In Massenproduktionsanlagen ist es wünschenswert, die Orientierung der Substrate während des Plattierungsverfahrens zu verändern, um eine Plattierung des gesamten Substrats mit einer gleichmäßige Dicke sicherzustellen. Dies wird allgemein durchgeführt durch Drehen der einzelnen Träger, auf denen die Substrate ruhen. Da die Substrate von der Kammer oder jeglichem Abschnitt derselben elektrisch isoliert sein müssen, sind speziell isolierte Lagerelemente erforderlich, um die notwendige Bewegung der Substrate bei Aufrechterhaltung der erforderlichen elektrischen Isolierung zwischen dem Substrat und jeglichem Abschnitt der Kammer zu gewährleisten. Außerdem

ist zum Aufbringen der erforderlichen negativen Gleichstromspannung auf die Substrate ein Kommutatorring verwendet worden. Der Kommutatorring ist an das erforderliche Hochfrequenzsignal und die negative Spannung und an die einzelnen Substrate durch eine Schleifverbindung angeschlossen. Dies System kann eine intermittierende Beaufschlagung verursachen und verbraucht wertvollen Raum innerhalb der Kammer. Außerdem schaffen die aufgrunddessen erforderliche Hindurchführung von Energie in die Vakuumanlage hinein sowie die extrem hohe Anzahl benötigter beweglicher Teile die Möglichkeit einer Fehlfunktion oder eines Versagens.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines neuen und verbesserten gasfreien Ionenplattierungsverfahrens sowie einer entsprechenden Vorrichtung.

Ein besonders Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung eines solchen Verfahren und einer Vorrichtung, bei denen eine elektrische Isolierung zwischen den zu plattierenden Substraten und jeglichem Kammerabschnitt nicht erforderlich ist.

Bei dem verbesserten gasfreien Ionenplattierungsverfahren wird das elektrische Feld innerhalb der Kammer zur Beschleunigung der positiv geladenen Plattierungsionen in Richtung auf die Substrate durch Entwicklung einer positiven Gleichstromvorspannung auf der Plattierungsquelle erzeugt.

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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung eines derartigen gasfreien lonenplattierungsverfahrens, bei welchem eine Hochfrequenzenergie an die Plattierungsquclle gelegt wird, im Gegensatz zum Anlegen dieser Energie an die Substrate, um dadurch die bisher erforderlichen Kommutatorringe oder dergleichen auszuschalten.

Die Erfindung schafft daher ein Verfahren zum lononplaLtiercn eines Substrats mit einem Plattierungsmaterial innerhalb einer Kammer, welches die folgenden Schritte enthält: Evakuieren der Kammer, Verdampfen des Plattierungsmaterials in der evakuierten Kammer von der Plattierungsquelle aus, Anlegen einer Hochfrequenzenergie an die Plattierungsquelle zur Erzeugung eines Plasmas von Plattierungsionen um das Substrat herum, sowie Entwickeln einer positiven Gleichstromvorspannung auf der Plattierungsquelle.

Die Erfindung schafft ferner ein neues und verbessertes Verfahren zum Ionenplattieren einer Anzahl Substrate innerhalb einer Kammer mit einem Plattierungsmaterial, bei welchem ein elektrisches Feld zwischen den Substraten und der Plattierungsquelle zur Beschleunigung positiver Plattierungsionen in Richtung auf die Substrate zu erzeugt wird, unter Ausschaltung der bisher erforderlichen elektrischen Isolierung zwischen der Substratlager einrichtung und jeglichem Abschnitt der Kammer.

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Das Verfahren enthält die folgenden Schritte: Evakuieren der Kammer, Verdampfen des Plattierungsmaterials in der evakuierten Kammer von der Plattierungsquelle her, Anlegen einer Hochfrequenzenergie an die Plattierungsquelle zur Bildung eines Plasmas aus positiven Plattierungsionen innerhalb der Kammer, sowie Erzeugen einer positiven Gleichstromspannung auf der Plattierungsquelle zur Bildung eines elektrischen Feldes zwischen der Plattierungsquelle und den Substraten zur Beschleunigung der positiven Plattierungsionen in Richtung auf die Substrate.

Die vorliegende Erfindung schafft weiter eine Vorrichtung zum Plattieren eines Substrats mit Plattierungsmaterial, bestehend in einer Kammer, die geeignet ist, das Substrat einzuschließen, einer Plattierungsquelieneinrichtung innerhalb der Kammer zum Verdampfen des Plattierungsamterials darin, sowie Einrichtungen zum Evakuieren der Kammer, Hochfrequenzsignalserzeugungseinrichtungen, die mit der Plattierungsquelle verbunden sind, Einrichtungen zum Anlegen einer Hochfrequenzenergie an die Plattierungsquelle, Einrichtungen zur Bildung eines Plasmas von positiven Plattierungsionen aus dem verdampften Plattierungsmaterial, sowie Einrichtungen zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen den Plattierungsquelleneinrichtungen und dem Substrat zur Beschleunigung der positiven Plattierungsionen in Richtung auf das Substrat.

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Die Erfindung schafft ferner in einer Vorrichtung zum lonenplattieren einer Anzahl von Substraten mit positiven Plattierungsionenvon einer Plattierungsquelle, bei welcher die Substrate in einer evakuierten Kammer eingeschlossen sind und ein elektrisches Feld zwischen den Substraten und Plattierungsquelle zur Beschleunigung der positiven Ionen zu den Substraten erzeugt wird, eine verbesserte Einrichtung zur Erzeugung eines Plasmas von positiven Plattierungsionen und des lonenbeschleunigungs- i feldes .bei Ausschaltung der bisher erforderlichen elektrischen

Isolierung zwischen den Substraten und jeglichem Abschnitt der j

i Kammer. Die Verbesserung enthält Hochfrequenzsignalerzeugungs- ; einrichtungen, gekoppelt an die Plattierungsquelle zur Bildung des Plasmas aus.positiven Plattierungsionen und eine positive Gleichstromspannungsquelle, gekoppelt an die Plattierungsquelle zum Aufbringen einer positiven Gleichstromvorspannung auf die Plattierungsquelle zur Erzeugung des Ionenbeschleunigungsfeldes.

Die für neu gehaltenen Merkmale der Erfindung sind im einzelnen in den beigefügten Ansprüchen niedergelegt. Die Erfindung wird zusammen mit weiteren Merkmalen und Vorzügen am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich, in deren einzelnen Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen:

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Fig. 1 eine allgemein schematische Darstellung einer gasfreien Ionenplattierungsvorrichtung in Ausführung der Erfindung mit im Schnitt gezeigten und fortgeschnittenen Abschnitten,

Fig. 2 eine andere allgemein schematische Darstellung einer gasfreien Ionenplattierungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zum Plattieren eines isolierenden Substrats,

Fig. 3 eine weitere allgemeine schematische Darstellung der gasfreien Ionenplattierungsvorrichtung konstruiert gemäß der Erfindung, insbesondere mit Einrichtungen zum Verändern der Orientierung der Substrate relativ zu der Plattierungsquelle während des Plattierungsverfahrens,

Fig. 4 einen teilweise schematischen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung in Ausführung der Erfindung, die in der praktischen Durchführung der Erfindung mit größerem Vorteil bei der Ionenplattierung großer Volumen benutzt v/erden kann, und

Fig. 5 eine allgemein cchematische Darstellung einer gasfreien Ionenplattierungsvorrichtung gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung.

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Es wird nunmehr auf Fig. 1 Bezug genommen, nach der die dort
gezeigte gasfreie Ionenplattierungsvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung allgemein eine Kammer 10 enthält, eine Hochfrequenzsignalerzeugungsvorrichtung 11, eine positive Gleichstromspannungsquelle 12, sowie eine Plattierungsquel leneinrichtung 13. Die Kammer 10 enthält eine Verbundstruktur aus einem Glasglockentiegel 14 mit einer äußeren metallischen Schutzhülle 15 und einem leitenden überzug 17 auf seiner Innenseite. Die Kammer 10 besitzt außerdem eine leitende Bodenwand 16, welche die unteren Ränder des Glockentiegels 14 luftdicht erfasst, um eine Evakuierung des Inneren des Glockentiegels zu ermöglichen. Die äußere Metallhülle 15, der innere Überzug 17 und die' Bodenwand 16 sind alle an das Erdpotential gekoppelt. . ■

Die Plattierungsquelleneinrichtung 13 enthält eine Verdampfungseinrichtung in Form eines Widerstandsheizelements 20, leitende Lagereinrichtungen 21 sowie eine Stange aus Plattierungsmatcrial 22. Das.Widerstandsheizelement 20 hat die Form eines zu einer Spule aufgewickelten Drahtes, der so angeordnet ist, daß er
die Stange Plattierungsmaterial 22 in sich aufnimmt. Die leitenden Lagereinrichtungen 21 haben die Form von Kupferstangen und sind zur Lagerung des Widerstandsheizelernent 20 innerhalb der Kammer 10 angeordnet.

Eine Leitung 25 stellt eine Verbindung mit dem Inneren der

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Kammer 10 her und ist durch ein Ventil 26 und eine weitere Leitung 27 an eine Vakuumpumpe (nicht gezeigt) angeschlossen. Die Leitung 25 und 27 und das Ventil 26 gestatten eine Evakuierung des inneren der Kammer 10 durch die Vakuumpumpe bis

—5

zu einem Innendruck von etwa 10 Torr, geeignet für das gasfreie Plattierungsverfahren.

Eine v/eitere Leitung 30 stellt auch eine Verbindung mit dem Inneren der Kammer 10 her und ist an eine Quelle inerten Gases (nicht gezeigt) durch ein weiteres Ventil 31 und eine Leitung 32 angeschlossen. Die Leitungen 3 0 und 3 2 und das Ventil 31 gestatten den Eintritt des inerten Gases wie beispielsweise Argon in die Kammer 10 zum Zwecke der Reinigung des zu plattierenden Substrats oder der Substrate vor dem Plattierungsverfahren in einer im folgenden zu beschreibenden Weise.

Auf der Bodenwand 16 der Kammer 10 ruht das zu plattierende Substrat 35. Das Substrat ist, wie ersichtlich, nicht elektrisch von der Bodenwand 16 der Kammer isoliert, obwohl die Kammer auf Erdpotential ist aufgrund der Erdung der Schutzhülle 15, wie gezeigt.

Die Hochfrequenzenergie.quelle 11 ist zwischen Erde und der Plattierungsquelle 13 gekoppelt,und zwar aufgrund der Verbindung mit einer der leitenden Lagerungen 21 durch einen Kondensator 36. Die Gleichstromspannungsquelle 12 ist ebenso zwischen

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Erde und der Plattierungsquelle 13 gekoppelt. Im einzelnen ist die negative Klemme der Quelle 12 an Erde gelegt und die positive Quelle an die leitende Lagerung 21 durch einen Induktor Wie von Fachleuten auf diesem Gebiet eingesehen wird, sind der Kondensator 3 6 und der Induktor 37 für Filterzwecke vorgesehen.

Im Betrieb wird gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung die Vorrichtung der Fig. 1 in der folgenden Weise für die Ionenplattierung des Substrats 35 betrieben. Zunächst wird, wenn das Substrat 35 vor dem Plattieren gereinigt werden muß, die Kammer 10 durch die Vakuumpumpe über das Ventil 26 evakuiert. Danach wird ein inertes Gas wie Argon in das Innere der Kammer 10 durch das Äbmeßventil 31 eingelassen. Nachdem das inerte Gas in die Kammer eingelassen wurde, wird die Hochfrequenzenergiequelle 11 erregt, um an das Innere der Kammer 10 ein Hochfrequenzfeld anzulegen. Dies verursacht ein Zurückspritzen innerhalb der Kammer 10 zur Reinigung der Oberflächen des zu plattierenden Substrats 35. ·

Nachdem einmal das Substrat durch das soeben beschriebene Verfahren gereinigt worden ist, wird das inerte Gas aus der Kammer 10 durch das Ventil 36 herausgepumpt, bis das Innere der Kammer 10 wiederum evakuiert ist. Die Hochfrequenzquelle bleibt erregt oder es wird, falls ein Substrat nicht durch Zurückspritzen gereinigt wurde, die Hochfrequenzquelle im Anschluß an die anfängliche Evakuierung erregt.

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Die positive Gleichstromspannungsquelleneinrichtung 12 wird zur Erzeugung einer positiven Vorspannung auf der Plattierungsquelle erregt. Diese positive Vorspannung wird entwickelt durch die positive Gleichstromspannung von der Gleichstromquelle 12, die an der leitenden Lagerung 21 an die Plattierungsquelle 13 gekoppelt ist. Wie bereits erwähnt, ist die Gleichstromquelle 12 durch den Induktor 37 an die Plattierungsquelle 13 gelegt.

Im Anschluß daran wird an die leitenden Lager 21 ein Strom gelegt, um eine Erwärmung des Widerstandsheizelements 20 zu verursachen. Der ah die leitenden Lagerungen 21 gelegte Strom kann 60 Hertz Wechselstrom sein mit einem Spannungsdifferential von einem Ende des Widerstandsheizelements 20 zu anderen in der Größenordnung von 20 Volt. Bei Erwärmung des Widerstandsheizelements 20 bis zur Verdampfungstemperatur des Plattierungsmaterials 22 schmilzt das Plattierungsmaterial 22 und verdampft bei Berührung mit dem Widerstandsheizelement 20. Das Plattierungsmaterial 22 kann beispielsweise Kupfer sein.

Während die hier unter Betracht stehende Plattierungsquelle 13 ein Widerstandsheizelement umfasst, liegt es doch für Fachleute auf diesem Gebiet auf der Hand, daß andere Formen von Plattierungsquellen auch verwendet werden können. Beispielsweise kann eine Booteinrichtung oder die im vorhergehenden erwähnte hochgradige Ionenplattierungsquelle oder irgendeine andere? bekannte Vordampfungsquclle benutzt werden, ohne von den Grundsätzen der Erfindung abzuweichen.

../23

Die HochfrequenzsignalserZeugungseinrichtung 11 ist vorzugsweise von solcher Art, die in der Lage ist, ein Hochfrequonz-

signal zu erzeugen/ welches eine Frequenz von annähernd ;;

■ ■ ι

13,5 Megahertz hat. Fachleute auf diesem Gebiet werden jedoch Ϊ einsehen, daß die an die Plattierungsquelle gelegte Hochfre- jj quenzenergie jede beliebige Frequenz innerhalb des Bereichs [;

von etwa 2 bis 40 Megahertz haben kann. Während das Plattie- f

ren durchgeführt werden könnte bei Frequenzen von weniger als | 2 Megahertz und über 40 Megahertz, wäre doch die Leistungs- . "■

fahigkeit einer derartigen Plattierungsanlage wahrscheinlich geringer als die durch Verwendung einer Hochfrequenzquelle im | Bereich von 2 bis 40 Megahertz erreichbare .

Da die Hochfrequenzquelle 11 an die leitende Lagerung 21 gelegt ist, welche auch an das Widerstandsheizelement 20 gekoppelt ist, wird die darauf übertragene Hochfrequenzenergie durch die Lagerung 21 und das Widerstandsheizelement 20 abgestrahlt. Die von der Plattierungsquelle 13 ausgestrahlte Hochfrequenzenergie erzeugt ein Plasma 40 aus positiven Plattierungsionen von dem verdampften Plattierungsmaterial 22 um das Substrat 35 herum.

Da die Plattierungsquelle 13 mit Bezug auf das Substrat 35, und insbesondere mit Bezug auf die Oberfläche des Substrats 35 positiv beaufschlagt ist, wird zwischen der Plattierungsquelle 13 und dem Substrat 35 ein elektrisches Feld erzeugt. Dieses elektrische Feld beschleunigt die positiven Plattie-

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rungsioncn innerhalb des Plasmas 40 in Richtung auf das Subs-trat 35.

Aufgrund der verbesserten Vorrichtung nach Fig. 1 ist zu erkennen, daß das Substrat 35 nicht von irgendeinem Abschnitt der Kammer isoliert ist. Da das Substrat 35 leitend und auf Erdpotential sein· kann, besteht keine Notwendigkeit, dies Substrat von der Kammer elektrisch zu isolieren, wie es bisher bei bekannten gasfreien Ionenplattierungsverfahren und Vorrichtungen erforderlich war. Außerdem könnte das Substrat 35 ebenso gut ein isolierendes Substrat gewesen sein. Obwohl die automatische Vorspannungswirkung eines isolierenden Substrats aufgrund des Hochfrequenzfeldes innerhalb der Kammer 10 den Potentialunterschied zwischen der Plattierungsquelle 13 und dem Substrat 35 erhöhen w.ürde, ist diese Erhöhung im elektrischen Potential in dem richtigen Sinne zur Beschleunigung der positiven Plattierungsionen in Richtung auf das Substrat 35. Daher ist die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung verwendbar für ein Ionenplattieren von sowohl leitenden als auch isolierenden Substraten.

Die Vorrichtung nach Fig, 2 ist im wesentlichen identisch mit derjenigen der Fig. 1, abgesehen davon, daß die Gleichstromquelle 12 und der Induktor 37 in Fortfall gekommen sind, so daß die gezeigte Vorrichtung insbesondere geeignet ist für eine Ionenplattierung eines isolierenden Substrats 45-Wie im

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-25- -^L-^; "3T 23332* Ι

Falle der Ausführungsform nach Fig. 1,enthält die Vorrichtung nach Fig. 2 die Kammer 10, die Hochfrequenzsignaler-Zeugungseinrichtung 11 und die Plattierungsquelle 13. Die
Kammer 10 enthält eine Bodenwand 16 und einen Glasglockentiegel 14 mit einem äußeren metallischen Schutzschild 15 und
einem inneren leitenden überzug 17. Die Plattierungsquelle 13 .
enthält das Widerstandsheizelement 20 und die leitenden Lagerungen 21, welche das Widerstandsheizelement 20 innerhalb der
Kammer 10 lagern. In dem Widerstandsheizelement 20 wird das

Plattierungsmaterial 22 ,beispielsweise Kupfer, aufgenommen. ^!

Die Hochfrequenzquelle 11 ist zwischen dem Erdpotential und

der leitenden Lagerung 21 durch den Kondensator 36 gekoppelt.

Das zu plattierende isolierende Substrat ist auf der B.oden-

wand 16 in Stellung gebrapht, wie gezeigt. ^;

Im Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 2 wird die Kammer 10 zu- j nächst durch das Meßventil 26 evakuiert. Sodann wird die Hoch- ;

- i

frequenzquelle 10 erregt., um eine Hochfrequenzenergie an die

Plattierungsquelle 13 an dem Widerstandsheizelement 22 und

die leitende Lagerung 21 zu legen. Danach wird Strom an die |

! leitenden Lagerungen 21 gelegt, um das Widerstandsheizelement j

20 zum Schmelzen und Verdampfen des Plattierungsmaterial 22 ! zu erwärmen. Aufgrund des durch die von dem Element 20 und der

Lagerung 21 abgestrahlte Hochfrequenzenergie in der Kammer 10 j

erzeugten Hochfrequenzfeldes wird um das Substrat 45 herum j

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ein Plasma positiver Plattiorungsionen 40 erzeugt. Aufgrund der automatischen Vorspannungswirkung, welche auftritt, wenn ein Isolator wie beispielsweise das Substrat 45 in ein Hochfrequenzfeld gelegt wird, lädt sich die Oberfläche des Substrats 45 negativ auf, so daß auf der Plattierungsquelle 13 mit Bezug auf die Oberfläche des Substrats 45 eine positive Vorspannung erzeugt wird. Die automatische Vorspannungswxrkung des Substrats 45 findet statt, da die. freien Elektronen, welche durch thermionische Emmissionen, Ionisierung usw. erzeugt wurden und durch das Hochfrequenzfeld in der Kammer pulsmoduliert sind, auf das Substrat 45 auftreffen, ihre kinetische Energie verlieren und auf dem Substrat eingefangen werden. Diese Elektronen bauen sich somit auf der Oberfläche des isolierenden Substrats auf und bewirken ein negatives Potential für das Substrat relativ zu der Quelle. Infolgedessen wird die im vorhergehenden erwähnte positive Vorspannung der Plattierungsquelle relativ zu dem Substrat 45 erzeugt. Das elektrische Feld, welches durch die auf der Quelle 13 entwickelte positive Vorspannung relativ zu dem Substrat 45 entsteht, verursacht, daß die positiven Plattierungsionen innerhalb des Plasmas zu dem Substrat 45 beschleunigt werden und die Oberfläche des Substrats 45 plattieren.

Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, ist das Ventil 31 vorgesehen, um vor dem Plattierungsverfahren ein inertes Gas zur Reinigung des Substrats 45 in die Kammer einzulassen.

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Dieses Verfahren wäre identisch mit dem mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Reinigungsverfahren.

Es wird nunmehr auf Fig. 3 Bezug genommen, aus der ersichtlich ist, daß die dort gezeigte Vorrichtung im wesentlichen ähnlich der Vorrichtung nach Fig. 1 ist, mit der Ausnahme, daß eine Zusatzkonstruktion zur Erleichterung der Plattierung einer Anzahl von Substraten hinzugefügt worden ist. Im einzelnen ist ersichtlich, daß eine umlaufende Plattform· 50 zur Lagerung einer Anzahl zu plattierender Substrate in der Kammer 10 vorgesehen ist. Diese Plattform 50 ist allgemein scheibenförmig, und enthält eine Lagerwelle 51, welche sich durch ein geeignetes Lager 52 hindurcherstreckt. Die Welle 51 ist an ihrem Ende gegenüber der Plattform 50 an einen Motor 53 gekoppelt, der bei Erregung die Welle und die Plattform 50 veranlaßt sich zu drehen. Infolgedessen kann während des Plattierungsverfahrens innerhalb der Kammer die Orientierung der Substrate 55 mit Bezug auf die Plattierungsquelle 13 verändertwerden. Während die gasfreie Ionenplattierung ein dreidimensionales Verfahren ist, begünstigt die Veränderung der Orientierung der Substrate 55 mit Bezug auf die Plattierungsquelle weiterhin die Plattierung der Substratoberflächen bis zu einer gleichmäßigen Tiefe.

Wie in der Ausführungsform nach Fig. 1, enthält die Vorrichtung der Fig. 3 die Plattierungsquelle 13, welche das Widerstandsheizelement 20 umfaßt, die leitenden Lagerungen 21 für

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das Element 20 und das Plattierungsmaterial 22. Die Gleichstromquelle 12 und die Hochfrequenzenergiequelle 11 sind beide an eine der leitenden Lagerungen 21 gekoppelt. Die Hochfrequenzenergiequelle 11 ist durch den Kondensator 36 an die Lagerung 21 gekoppelt, und die Gleichstromspannungsquelle 12 ist durch den Induktor 3 7 an die Lagerung 21 gekoppelt. Es ist ebenso ersichtlich, daß die· positive Seite der Gleichstromspannungsquelle 12 mit der leitenden Lagerung 21 gekoppelt ist, um eine positive Vorspannung auf die Plattierungsquelle 13 aufzubringen und das elektrische Feld zur Beschleunigung der positiven Plattierungsionen zwischen der Plattierungsquelle 13 und den Substraten 55 zu erzeugen.

Wie bei den vorherigen Ausführungsformen, sind der metallische Schutzschild 15 i^d der innere Überzug 17 des Glockentiegels 14 an Erde gelegt, und es ist keinerlei Vorkehrung getroffen, um das Substrat 55 in irgendeiner Weise gegenüber der Kammer elektrisch zu isolieren. Dies ist natürlich zurückzuführen auf die Tatsache, daß eine derartige elektrische Isolierung unnötig ist wegen der auf der Plattierungsquelle 13 entwickelten positiven Gleichstromvorspannung relativ zu den Oberflächen der Substrate 55. Es wird tatsächlich einbezogen, daß die Plattform 50, die Welle 51 und selbst'das Lagerelement 52 aus metallischem Material hergestellt werden können, um dadurch diese Elemente an das Erdpotential zu legen. Es ist daher aufgrund dieser Erfindung

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keine an' die Substrate gelegte negative Gleichstromvorspannung mehr erforderlich, um eine Plattierung derselben zu erwirken, und die Substrate 55 und ihre Lagerungsstruktur innerhalb der Kammer 10 brauchen nicht von irgendeinem Abschnitt der Kammer isoliert zu werden.

Im Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 3 wird, falls eine Reinigung der Substrate 55 vor dem Plattierungsverfahren erforderlich ist, die Kammer 10 zunächst durch das Meßventil 26 evakuiert. Danach wird eine Menge inerten Gases wie Argon in das Innere der Kammer 10 durch das Meßventil 31 eingelassen. Sodann wird die Hochfrequenzenergiequelle 11 erregt, um ein Hochfrequenzsignal an die leitende Lagerung 21 und das Heizelement 20 der Plattierungsquelle 13 zu legen, um in der Kammer ein Hochfrequenzfeld zu erzeugen. Dies führt zu der Durchführung eines Rückspritzens innerhalb der Kammer 10 zur Reinigung der Oberflächen der Substrate 55. Während des Rückspritzverfahrens kann der Motor 53 erregt werden, um die Plattform 50 zu drehen und die Orientierung der Substrate 55 zu verändern, um eine gleichmäßigere Reinigung der Substratoberflächen zu erwirken.

Nachdem die Substrate gereinigt worden sind, wird das inerte Gas innerhalb der Kammer 10 durch das Meßventil 26 abgegeben. Nachdem das Innere der Kammer 10 evakuiert worden ist, wird an die leitenden Lagerungen 21 und somit an das Widerstands-

heizelement 20 ein Strom gelegt. Sodann werden die Hochfrequenzquelle 11 und die Gleichstromspannungsquelle 12 gemeinsam mit dem Motor 53 erregt. Die Erwärmung des Elements 20 verursacht ein Schmelzen des Plattierungsmaterials 22 und Verdampfen desselben innerhalb der Kammer 10. Wie in der vorhergehenden Ausführungsform,, legt die Hochfrequenzsignalserzeugungseinrichtung 11 eine Hochfrequenzenergie an die leitende Lagerung 21 und das Heizelement 20, um dieselben zu veranlassen, die Hochfrequenzenergie innerhalb der Kammer 10 abzustrahlen, um ein Hochfrequenzfeld darin aufzubauen. Das Hochfrequenzfeld innerhalb der Kammer 10 erzeugt ein Plasma 40 positiver Plattierungsionen von dem verdampften Plattierungsmaterial 22, und dies Plasma 40 erstreckt sich von der Plattierungsquelle 13 zu den Substraten 55 und um diese herum. Das von der Quelle 12 an die Plattierungsquelle 13 gelegte positive Gleichstromspannungspotential entwickelt eine positive Gleichstromvorspannung auf der Plattierungsquelle 13 mit Beziig auf die Substrate 55, um das erforderliche elektrische Feld zur Beschleunigung der positiven Plattierungsione zu den Substraten 55 zu entwickeln, um die Plattierung derselben zu erwirken.

Während des Plattierungsverfahrens treibt der Motor 53 die Welle 51 zum Drehen der Plattform 50, um die Orientierung der Substrate 55 relativ zu der Plattierungsquelle zu variieren. Wie bereits · erwähnt, stellt dies eine Plattierung der Substratoberflächen bis zu einer gleichmäßigen Tiefe sicher. Das vorhergehende Verfahren

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setzt sich fort, bis eine erwünschte Plattierungstiefe auf den Substraten erreicht worden ist.

Das im vorhergehenden mit Bezug auf die Vorrichtung nach Fig. beschriebene Verfahren ist am besten geeignet für die Plattierung von leitenden Substraten. Es ist jedoch zu beachten, daß isolierende Substrate ebenso gut plattiert werden können. Um isolierende Substrate zu plattieren, ist es nicht erforderlich, irgendeinen der im vorhergehenden genannten Plattierungsparameter zu ändern, da, obwohl die Oberflächen der isolierenden Substrate durch den automatischen Vorspannungseffekt negativ aufgeladen werden, ein elektrisches Feld in dem richtigen Sinne für die Beschleunigung der positiven Plattierungsionen zu den Substraten dennoch erzielt wird. Dies ist besonders wichtig, wenn sowohl leitende als auch isolierende Substrate in einer hochvolumigen Produktionsaniage plattiert werden müssen.

Es wird nunmehr auf Fig. 4 Bezug genommen, welche einen senkrechten Schnitt der gemäß der Erfindung konstruierten Vorrichtung zeigt, mittels derer die Erfindung mit großem Vorteil in hochvolumigen Massenproduktionsionenplattierungsanlagen praktisch durchgeführt werden kann. Die Vorrichtung enthält eine waagerechte Zylinderkammer 70 mit einer äußeren ringförmigen Stahlwand 71. Innerhalb der Kammer 70 befinden sich ein oder mehrere Substratträger 72, die axial beabstandet und allgemein lotrecht zur Kammermittelachse angeordnet sind. Jeder der Träger ist ringförmig und zum umlauf um die Kammermittelachse

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gelagert. An den Trägern 72 sind mittels Klips oder dergleichen (nicht gezeigt) eine Anzahl zu plattierender Substrate 56 gelagert. Für kleinere zu plattierende Substrate kann eine Anzahl der Substrate in geeignete Behälter oder dergleichen geladen und die Behälter dann an dem Substratträger gelagert werden. Die Substrate können auch auf den Trägern zur Ausführung einer individuellen Drehbewegung gelagert werden, um eine Planetenbewegung zu erzielen. Auf der Mittelachse der Kammer entlang befindet sich eine Anzahl Plattierungsquellen, wie beispielsweise die Plattierungsquelle 13. Die Plattierungsquelle 13 enthält eine Anzahl Widerstandsheizelemente 20, von denen jedes Plattierungsmaterial 22 tragt. Die Elemente 20 werden durch eine Anzahl leitender La-'ger 21 gelagert, die die Form von Kupferstangen annehmen. Es ist ein Transformator 57 vorgesehen zum Anlegen eines Wechselstroms von 6 0 Hertz an die leitenden Lager 21 über geeignete Filter zur Erwirkung einer Erwärmung der Widerstandsheizelemente und Verdampfung des Plattierungsmaterials 22.

Das mittlere leitende Lager 21 ist ebenso über den Kondensator

36 an die Hochfrequenzenergiequelle 11 und über den Induktor

37 an die Gleichstromspannungsquelle 12 angeschlossen. Aufgrund der Tatsache, daß eine Anzahl Widerstandsheizelemente 20 vorgesehen sind, ist die Plattierungsquelle 13 der Fig. 4 geeignet, eine hohe Konzentration des verdampften Plattierungsmaterials innerhalb der Kammer zu gewährleisten, um wiederum, die Bildung positiver Plattierungsionen in einem Maße zu ermöglichen, das

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geeignet ist für eine hochgradige Plattierung, wie sie bei hochvolumigen Plattierungsanlagen erforderlich ist.

Der Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 4 erfolgt wie für die Ausführungsformen der Fig. 1 und 3 beschrieben. Zu diesem Zweck sind die Ventile 26 und 31 für die Evakuierung der Kammer 70 und für den Einlaß eines inerten Gases in die Kammer vorgesehen.

Diese Anordnung vereinfacht in starkem Maße die praktische An-

passung einer gasfreien Ionenplattierung an hochvolumige Pro- ^!

duktionsanlagen. Die elektrischen Kraftlinien des elektrischen Feldes zwischen der Plattierungsquelle 13 und den Substraten 56 mit der Bildung einer positiven Gleichstromvorspannung auf der Plattierungsquelle relativ zu den Substraten sind im wesentlichen identisch mit bei der bekannten Anwendung einer negativen Gleichstromvorspannung auf die Substrate sind im wesentlichen identisch mit derjenigen, die mit der bekannten Anwendung einer negativen Gleichstromvorspannung auf die Substrate erzielt wird. Jedoch war es bei den im vorhergehenden genannten bekannten Verfahren nicht nur erforderlich, die Substrate elektrisch von der Kammer zu isolieren, sondern eswurde auch zwischen den Substraten und der geerdeten Kammer ein weiteres elektrisches Feld erzeugt. Da die Kammer und die Substratlagerstruktur beide auf dem Erdpotential sind (und auch die Substrate wenn, leitend), ist dies weitere elektrische Feld aufgrund der vorliegenden Erfindung ausgeschaltet worden. Dies weitere elektrische Feld trug wenig zum Ionenplattierungs-

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verfahren bei. Infolgedessen gestattet die vorliegenden Erfindung die Bildung brauchbarer elektrischer Felder innerhalb der Kammer unter Ausschaltung derjenigen Felder,die bei der Ionenplattierung nicht brauchbar sind. Die vorliegende Erfindung schafft daher ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Plattieren eines Substrats durch gasfreie Ionenplattierung durch Ausschaltung der bisher bestehenden Notwendigkeit zur Isolierung der Substrate von irgendeinem Abschnitt der Kammer.

Es wird nunmehr auf Fig. 5 Bezug genommen, welche eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt. Es ist wiederum eine Kammer 10 mit einem Glasglockentiegel 14 vorgesehen, der einen äußeren metallischen Schutzschild 15 und einen inneren leitenden Überzug 17 aufweist. Der metallische Schutzschild 15 ist an das Erdpotential gelegt.

Innerhalb der Kammer 14 ist eine Plattierungsquelle 13 gelagert mit einem Widerstandsheizelement 20, welches durch leitende Lager 21 gestützt ist. Das Widerstandsheizelement 20 lagert-wiederum das Plattierungsmaterxal 22. Auf der Bodenwand 16 der Kammer 10 ruht ein Isolator 60μ welcher eine leitende Substratlagerung 65 stützt, die ein Substrat 66 lagert, welches leitend oder isolierend sein kann.

Eine der leitenden Lagerungen 21 ist über den Kondensator 36 an

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eine Hochfrequenzenergiequelle 11 gekoppelt. Die Substratlagerung 65 ist über den Induktor 37 an die negative Klemme einer Gleichstromspannungsquelle 62 gekoppelt.

Die Vorrichtung nach Fig. 5 enthält auch das Meßventil 26_r welches an eine Vakuumpumpe (nicht gezeigt) angeschlossen ist, um das Innere der Kammer zu evakuieren. Das Ventil 31 ist auch vorgesehen zum Einlassen eines inerten Gases in das Innere der Kammer 10, falls eine Reinigung des Substrats 65 vor dem Platbierungsverfahren erforderlich sein sollte.

Der Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 5 ist im wesentlichen iden-' tisch mit dem Betrieb der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 4, abgesehen davon, daß anstatt der Einprägung einer positiven Gleichstromspannung, auf der Plattierungsquelle 13 eine negative Gleichstromvorspannung auf der Substratlagerung 65 eingeprägt wird. Während des Plattierungsverfahrens verursacht die negative Glcichstromvorspannung auf der Substratlagerung 65 und auf der automatischen Vorspannungswirkung eines isolierenden Substrats die Entwicklung einer positiven Gleichstromvorspannung der Plattierungsquelle 13 relativ zu dem Substrat 66, was wiederum das Beschleunigungsfeld der positiven Plattierungsionen entwickelt, um die positiven Plattierungsionen in dem Plasma. 40 in Richtung auf das Substrat 66 zu beschleunigen, um darauf eine Plattierung zu bilden. Während es in dieser Ausführungsform erforderlich ist, die Substratlagerung 65 von der Kammer 10 elektrisch zu isolieren, wird doch darauf hingewiesen, daß durch Kopplung der Hochfrequenz-

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energioqiiGllG 11 an die Plattierungsquelle 13 die beim Stand der Technik bestehenden Schwierigkeiten des Anlegens einer Hochfrequenzenergio an die zu plattierenden Substrate doch vermieden werden. Während daher die Durchführung der Erfindung nach der Ausführungsform der Fig. 5 nicht so bequem ist wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 4, stellt die Ausführungsform nach Fig. 5 dennoch eine bedeutende Verbesserung in der Technik der gasfreien Ionenplattierung dar.

Aus dem obigen ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung ein neues und verbessertes gasfreies Ionenplattierungsverfahren schafft. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung gestatten ein Plattieren von Substraten in hochvolumiger Massenproduktion, was erheblich einfacher durchzuführen ist als bei den bekannten Verfahren, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die zu plattierenden Substrate nicht mehr von der Vorrichtungskammer elektrisch isoliert zu werden brauchen. Ferner ist die Anlegung einer Hochfrequenzonergie an die einzelnen zu plattierenden Substrate nicht mehr erforderlich und kann gemäß der vorliegenden Erfindung an die Plattierungsquelle allein angelegt werden, um die Anpassung der gasfreien Ionenplattierung an hochvolumige Plattierungsanlagen weiter erheblich zu vereinfachen.

Während das durchzuführende Verfahren als "gasfreies Ionenplattieren" bezeichnet wird, sollte doch beachtet werden, daß ein niedriger Druck eines reaktiven Gases zur Anwendung kommen kann, um besondere Überzüge zu erzeugen. Wenn beispielsweise ein Überzug aus

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Aluminiumoxid erwünscht ist, dann kann das Alüminiumoxidmatorial j in die Verdampfungsquelle eingebracht werden. Wenn das Aluiiün.i.iimoxidmaterial verdampft und anschließend ionisiert wird, dann bildet ein Teil' des Sauerstoffs atomaren oder molekularen Sauerstoff und tritt durch die Vakuumpumpe aus der Kammer aus.Es ist daher ein Eintritt von, Oxygengas bei geringem Druck wünschenswert, um das entwichene Oxygengas zu ersetzen. Eine wahlweise mögliche Auflagerungstechnik würde darin bestehen, Aluminiummaterial . in der Verdampfungsquelle zu verwenden und durch Einführung von Sauerstoff in die Kammer während des Plattierungsverfahrens die Bildung von Aluminiumoxid in dem Plasma oder auf der Substratoberfläche zu gestatten. Ähnliche Techniken können zur Bildung von Nitriden, Karbiden usw. verwendet werden. Im all-

—4 gemeinen ist ein Teildruck des reaktiven Gases von 5 χ 10 T ausreichend für reaktive oder Make-up-Gasplattierung.

Auch kann eine Niederdruckrückfüllung mit Argon, wieder bis zu

-.4

einem Druck von etwa 5 χ 10 T, wenigstens in zwei Weisen hilfreich sein. Da erstens die Ionisierung in dem Plasma eine direkte Funktion der Dichte der Moleküle in der Kammer ist, liegt es auf der Hand, daß während der Erwärmung der Verdampfungsquelle nur eine geringe Ionisierung stattfindet. Sodann weist das zuerst verdampfte Material wahrscheinlich weniger Haftung auf, und zwar wegen des geringen Prozentsatzes der Ionisierung. Die Gegenwart einer geringen Menge Argon kann dies beheben durch Eingrenzung des Plasmas und Erzeugung einer höheren Molekulardichte bei Beginn der Ablagerung. Das ARgon kann ausgeschaltet werden, sowie

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die Ablagerung eingesetzt hat. Zweitens kann, obwohl gasfreie Ioneriplattierung tatsächlich eine dreidimensionale Deckung ergibt, ein höherer Grad an Gleichmäßigkeit über stark unregelmäßigen Oberflächen erzielt werden durch Anwendung eines geringen Druckes eines inerten Gases wie Argon.

Während besondere Ausfuhrungsformen der Erfindung gezeigt und" beschrieben wurden, wird jedoch für Fachleute auf diesem Gebiet klar sein, daß Veränderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können. Es ist daher beabsichtigend, t den beigefügten Ansprüchen alle derartigen Veränderungen und Abwandlungen mit zuumfassen,· die in den wahren Gedanken und Bereich der Erfindung fallen.

Leerseite

Claims

Ansprüche:

Verfahren zur Ionenpiattierung eines Substrats innerhalb einer Kanuner mit einem Plattxerungsmaterial von einer Plattierungsquelle her, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Evakuieren der Kammer, Aufbringen einer Hochfrequenzenergie auf die Plattierungsquelle, Entwickeln einer positiven Gleichstromvorspannung auf der Plattierungsquclle und Verdampfen des Plattierungsmaterials in der evakuierten Kammer von der Plattierungsquelle hei" zur Erzeugung eines Plasmas von Plattierungsionen um das Substrat herum.

Europonn PiHont Attorneys Zugelassenes Vertreter beim Europ/iisolion Pnlmitnmt

Ueutsehe Bank AG Hamburg, Nr. O5/28 497 (BLZ 200 700 00) · Postscheck I-Iambur£ 28-J2-2OB"

Dresdner Bank AG Hämituvg. Nr. 933 CiO 3:> (BLZ 200 800 OO)

O I L O O O L

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Entwickeins einer positiven Gleichstromvorspannung auf der Plattierungsquelle die Schritte der Beistellung einer positiven Gleichstromvorspannungsquelle und das Verbinders dieser Vorspannungsquelle mit der Plattierungsquelle beinhaltet.

3. Vorfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Aufbringens der Höchfrequenzenergie auf die Plattierungsquelle die Schritte der Beistellung einer Hochfrequenzquelle und der Verbindung der Hochfrequenzquelle mit der Plattierungsquelle beinhaltet.

4. Verfahren nach Anspruch l_f bei welchem das Substrat vor dem Plattieren gereinigt sein muß, ferner gekennzeichnet durch die vorläufigen Schritte: Evakuieren der Kammer, Einführen eines inerten Gases in die Kammer und Anlegen eines Hochfrequenzfeldes an einem Bereich innerhalb der Kammer.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenzfeld an den Bereich innerhalb der Kammer gelegt wird durch Aufbringen einer Hochfrequenzenergie auf die Plattierungsquelle.

6. Verfahren nach Anspruch l_r dadurch gekennzeichnet, daß die Plattiorungsquelle ein Widerstandsheizelement enthält und

— ■ . I«

die Hochfrequenzenergie direkt an das Widerstandsheizelement .angelegt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungsquelle ein Widerstandsheizelemont und eine leitfähige Lagereinrichtung enthält, die das Widerstandsheizelement innerhalb der Kammer stützt, und daß der Schritt des Anlegens· der Hochfrequenzenergie an die Quelle den Schritt des Anlegens der Hochfrequenzenergie an die Lagereinrichtung

beinhaltet. I

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8„ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die '

positive Gleichstromvorspannung auf der Plattierungsquelle entwickelt wird durch Errichten einer positiven Vorspannung auf der Plattierungsquelle mit Bezug auf die Oberfläche des Substrats. · "■ !

9'. Verfahren zur Ionenplattierung einer Anzahl von Substraten innerhalb einer Kammer mit einem Plattierungsmaterial, in welchem ein elektrisches Feld zwischen den Substraten und einer Plattierungsquelle zur Beschleunigung von positiven

Ionen in Richtung auf die Substrate aufgebaut wird, während die bisher erforderliche elektrische Isolierung zwischen der Substratlagereinrichtung und irgendeinem Teil der Kammer in Fortfall kommt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: i Evakuieren der Kammer, Anlegen einer Hochfröquenzenergie an !

O 1 ΔΟΟΟΔ

die Plattierungsquello,Entwickeln einer positiven Gleichstrom- -spannungauf der Plattierungsquelle zur Entwicklung eines elektrischen Feldes zwischen der Plattierungsquelle und den Substraten zur Beschleunigung der positiven Plattierungsionen in Richtung·auf die Substrate, sowie Verdampfen des Plattierungsmaterials in der evakuierten Kammer von der Plattierungsquelle aus zur Bildung eines Plasmas positiver Plattierungsionen innerhalb der Kammer.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Anlegens einer positiven Gleichstromspannung an die Plattierungsquelle die Schritte der Beistellung einer positiven Gleichstror.ispannungsquelle und der Verbindung der Spannungsquelle mit der Plattierungsquelle beinhaltet.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Anlegens der Hochfrequenzenergie an die Plattierungsquelle die Schritte der Beistellung einer Hochfrequenzquelle und des Verbindens der Hochfrequenzquelle mit der Plattierungsquelle beinhaltet.

12. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt der Verbindung der Kammer und der Substratlagereinrichtung mit dem Erdpotential.

13. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem die Substrate vor

der Plattierung zu reinigen sind, gekennzeichnet durch die vorbereitenden Schritte der Evakuierung der Kammer, der Einführung eines inerten Gases in die Kammer, sowie des Anlegers eines Hochfrequenzfeldes an einen Bereich in der Kammer.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenzfeld an einen Bereich innerhalb der Kammer angelegt wird durch Anlegen der Hochfrequenzenergie an die Plattierungsquelle.

15ο Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die . Plattierungsquelle ein Wxderstandsheizelement enthält und die Hochfreqμenzenergie direkt an das Wxderstandsheizelement angelegt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungsquelle ein Wxderstandsheizelement enthält sowie , leitende Lagereinrichtungen, die das Wxderstandsheizelement innerhalb der Kammer lagern, und daß der Schritt des Anlegens der Hochfrequenzenergie an die Quelle den Schritt des Anlegens der Hochfrequenzenergie an die Lagereinrichtung beinhaltet«

17= Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt der Veränderung der Orientierung der Substrate relativ zu der Plattierungsquelle während des Plattierungsvorgangs

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18. Vorrichtung zum Plattieren eines Substrats mit Plattierungsmaterial, gekennzeichnet durch eine Kammer, die geeignet ist, ein Substrat einzuschließen, Plattierungsquelleneinrichtungen innerhalb der Kammer zum Verdampfen von Plattierungsmaterial darin, Einrichtungen zum Evakuieren der Kammer, Einrichtungen, zur Erzeugung eines Hochfrequenzsignals, die mit der Plattierungsquelleneinrichtung verbunden sind zur Übertragung einer Hochfrequenzenergie auf die Plattierungsquelleneinriohtung zum Bilden eines Plasmas aus positiven Plattierungsionen aus dem verdampften Plattierungsmaterial, sowie Einrichtungen zur Entwicklung eines elektrischen Feldes zwischen der Plattierungsquelleneinrichtung und dem Substrat zur Beschleunigung der positiven Platt.ierungsionen in Richtung auf das Substrat zu.

19. Vorrichtung nach· Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Hochfrequenzsignals außerhalb der Kammer liegt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch Kapazitanzeinrichtungen, welche die Einrichtung zur Erzeugung des Hochfrequenzsignals mit der Plattierungsquelle verbinden.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Entwicklung des elektrischen Feldes eine Spannungsquelle außerhalb der Kammer enthalten.

-τ-

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, ferner gekennzeichnet durch eine Induktänzeinrichtung, welche die Spannungsquelleneinrichtung mit der Plattierungsquelleneinrichtung verbindet.

23.. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungsquelleneinrichtung ein Widerstandsheizelement enthält.

ο Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur.Entwicklung des elektrisches Feldes eine Spannungsquelleneinrichtung enthält und die Einrichtung zur Erzeugung des Hochfreqeunzsignals und die Spannungsquelle mit

dem Widerstandsheizelement gekoppelt sind. ■ '

25, Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die ;

Plattierungsquelleneinrichtung ferner eine leitende Lager- s

einrichtung zur Lagerung des Widerstandsheizelement innerhalb _: der Kammer enthält und die Einrichtungen zur Erzeugung des ■

Hochfrequenzsignals mit der leitenden Lagereinrichtung ge- ί

koppelt sind. '

26_e Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Entwicklung des elektrischen Feldes Spannungsquelleneinrichtungen enthalten und die Spannungsquelleneinrichtungen ebenfalls mit den leitenden Lagereinrichtungen gekoppelt sind. j

O I ZOOOZ

27. Vorrichtung nach Anspruch 18, ferner gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Veränderung der Orientierung des Substrats mit Bezug auf die Plattierungsque1leneinrichtung.

28. Vorrichtung zum Plattieren eines Substrats mit Plattierungsmaterial, gekennzeichnet durch eine Kammer, die geeignet ist, das Substrat und das Plattierungsmaterial zu enthalten, Einrichtungen zum Evakuieren der Kammer, Verdampfungseinrichtungon zum Verdampfen des Plattierungsmaterials, Einrichtungen zum Aufbringen einer Hochfrequenzenergie auf die Verdampfungseinrichtungen zur Bildung eines Plasmas aus den Plattierungsionen von dem verdampften Plattierungsmaterial her, sowie Einrichtungen zum Entwickeln einer positiven Gleichstromvorspannung auf der Verdampfungseinrichtung zur Bildung eines elektrischen Feldes innerhalb der Kammer zur Beschleunigung der Plattierungsionen auf das Substrat zu.

29. Vorrichtung zum Ionenplattieren einer Anzahl Substrate mit positiven Plattierungsionen von einer PlattierungsqueHe her, bei welcher die Substrate in eine evakuierte Kammer eingeschlossen sind und zwischen den Substraten und der Plattierungsquelle ein elektrisches Feld zur Beschleunigung der positiven Ionen zu den Substraten entwickelt wird, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung.eines Plasmas aus den positiven Plattierungsionen und dem elektrischen Feld zur Beschleunigung der Ionen bei Ausschaltung der bisher erforderlichen elektrischen Isolierung zwischen den Substraten und

jedem beliebigen Teil der Kammer, ferner gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Erzeugung eines Hochfrcquenzsignals, gekoppelt mit der Plattierungsquelle zur Bildung des Plasmas aus den positiven Plattierungsionen, sowie Einrichtungen einer positiven Gleichstromspannungsquelle, die zum Einprägen einer positiven Gleichstromvorspannung auf die Plattierungsquelle zur Entwicklung des Ionenbeschleunigungsfeldes mit der Plattierungsquelle gekoppelt ist.

3Oo Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Entwicklung einer positiven Gleichstromvorspannung auf der Plattierungsquelle den Schritt des Anlegens einer negativen Gleichstromvorspannung an das Substrat beinhaltet.

31„ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu plattierende Substrat auf einer leitenden Lagerung innerhalb der Kammer gelagert wird und der Schritt der Entwicklung einer positiven Gleichstromvorspannung auf der Plattierungsquelle den Schritt der Anlegung einer negativen Gleichstromvorspannung an die Substratlagerung beinhaltet.

32. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt der Einführung eines reaktiven Gases in die Kammer während des Plattierungsvorgangs zum Plattieren des Substrats mit einem aus dem Material von der Plattierungsquelle und dem

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reaktiven Gas gebildeten Gemisch.

33. Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch den Schritt der Einführung eines inerten Gases in die Kammer während des Plattierungsvorgangs.

34. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt der Einführung eines reaktiven Gases in die Kammer während des Plattierungsverfahrens zum Plattieren des Substrats mit einer Mischung, gebildet aus dem Material von der Plattierungsquelle und dem reaktiven Gas.

35. Verfahren nach Anspruch 9, ferner gekennzeichnet durch den Schritt der Einführung eines inerten Gases in die Kammer während des Plattierungsverfahrens.

36. Verfahren zum Ionenplattieren eines Substrats innerhalb einer Kammer mit einem Plattierungsmaterial, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:'Evakuieren der Kammer, Verdampfen des Plattierungsmaterials in der evakuierten Kammer von einer Plattierungsquelle her, Anlegen einer Hochfrequenzenergie an die Plattierungsquelle zur Bildung eines Plasmas aus Plattierungsionen um das Substrat herum, sowie Entwickeln einer positiven Gleichstromvorspannung auf der Plattierungsquelle relativ zu dem Substrat durch Entwickeln einer negativen Gleichstromvorspannung auf dem Substrat.

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