DE3226717A1

DE3226717A1 - HIGH RATE SPUT SYSTEM AND METHOD

Info

Publication number: DE3226717A1
Application number: DE19823226717
Authority: DE
Inventors: James D. 94063 Redwood City Ca. Crank
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1981-07-16
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1983-02-03
Also published as: JPH0236675B2; IT8248820A0; MX152639A; KR890001032B1; PT75222B; FR2509755B1; IE821649L; DE3226717C2; BR8204080A; PT75222A; GB2101638B; KR840000665A; IT1148359B; IE53214B1; GB2101638A; FR2509755A1; NL8202878A; JPS5825476A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Sputtern mit einer hohen 'Rate, bei dom die Lebensdauer des Targets verlängert ist. Ein weiter Bereich von Materialien wird vorteilhafterweise in einer magnetisch verdichteten Sputtervorrichtung oder in anderen Sputtervorrichtungen gesputtert.The present invention relates to a system and a Method of sputtering at a high 'rate, at dom the life of the target is extended. A further Range of materials is advantageously used in a magnetically densified sputtering device or in others Sputtering devices sputtered.

Bei bekannten Sputterverfahren stellt die Targeterosion ein ernstes Problem dar, das die Lebensdauer des Targets begrenzt. Ein weiteres Problem ist in der Uberheizung des Targets zu sehen, die beispielsweise dadurch vermindert werden kann, daß die Leistungsdichte des Targets vermindert wird. Dies führt jedoch zu einer Verkleinerung der Materialabscheidungsrate. Wenn außerdem magnetische Materialien durch ein magnetisch verdichtel.esSpulLi>rsystem gesputtert werden, muß die Dicke des Targets relativ klein sein, um eine Ablenkung bzw- Zerstreuung des das Plasma bestimmenden magnetischen Feldes und eine folgliche Schwächung des Plasmas zu verhindern. Die oben angegebenen Nachteile beschränken das Betriebsverhalten und die wirksame Verwendung der bekannten Vorrichtungen zum Sputtern von magnetischen und nichtmagnetischen Materialien, weil häufig Betriebsunterbrechungen erforderlich sind, um das Targetmaterial zu ersetzen.In known sputtering processes, target erosion poses a serious problem, which is the life of the target limited. Another problem can be seen in the overheating of the target, which is reduced, for example, as a result can be that the power density of the target is reduced. However, this leads to a downsizing the rate of material deposition. If, in addition, magnetic materials are produced through a magnetically compressed coil system are sputtered, the thickness of the target must be relatively small in order to avoid a deflection or dispersion of the Plasma determining magnetic field and a consequent To prevent weakening of the plasma. The disadvantages indicated above limit the performance and the effective Use of the known devices for sputtering magnetic and non-magnetic materials because frequent business interruptions are required to replace the target material.

Beispielsweise sind die mit den gegenwärtig verfügbaren bekannten Vorrichtungen erzielbaren kleinen Sputterraten besonders störend bei ununterbrochenen Verfahren, wie beispielsweise bei der Herstellung von Bändern für die magnetische Aufzeichnung und Wiedergabe. Es ist daher wünschenswert, eine höhere Sputterrate zu erreichen, um die Herstellungsrate von magnetischen Bändern durch Sputtern zu vergrößern.For example, the low sputter rates achievable with currently available known devices are particularly troublesome in uninterrupted processes, such as the manufacture of tapes for magnetic Record and playback. It is therefore desirable to achieve a higher rate of sputtering in order to increase the rate of manufacture of magnetic tapes by sputtering.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sputtern mit einer hohen Rate anzugeben, bei dem bzw. der das Target .eine verlängerte Lebensdauer aufweist.An object of the present invention is therefore to provide a method and a device for sputtering at a high rate at which the target has an extended life.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Sputtern mit einer hohen Rate anzugeben, bei der ein bewegbares Target verwendet wird, das zur Minimierung der Targeterosion und zur Verzögerung der Arbeitsleistung des Targets ein verbessertes Kühlsystem aufweist.Another object of the present invention is to provide an apparatus for sputtering with a high Specify the rate at which a movable target is used, which is used to minimize target erosion and delay the performance of the target has an improved cooling system.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sputtern mit einer hohen Rate anzugeben, bei der das Target in bezug auf das aktive Plasma ununterbrochen zugeführt wird, wobei nur ein relativ kleiner Bereich des Targets dem . Plasma zu .irgendeiner Zeit ausgesetzt wird.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for sputtering at a high rate at which the target is related is continuously supplied to the active plasma, with only a relatively small area of the target dem. Plasma is exposed at any time.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sputtern mit einer hohen Leistung anzugeben, bei dem das Targetbesser gekühlt wird und bei dem daher eine vergrößerte Stromdichte des Kathoden/Targetstromes ermöglicht wird.Another object of the present invention is is to provide a method and apparatus for high-performance sputtering in which the target is better is cooled and in which therefore an increased current density of the cathode / target current is made possible.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sputtern mit einer hohen Leistung anzugeben, bei der bzw. bei. dem ein bewegbares Target in den das Plasma bestimmenden Raum mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit eingeführt wird und die bzw. das geeignet ist, in Verbindung mit durch Gleichstrom (D.C.) oder Hochfrequenz (R.F.) vorgespannten Sputtersystemen verwendet zu werden, die magnetischverdichtete oder andere Sputtertechniken einschließen .Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method for sputtering to indicate with a high performance, at or at. which a movable target in which the plasma determines Space introduced at a predetermined rate and which is suitable in conjunction with direct current (D.C.) or radio frequency (R.F.) biased To be used in sputtering systems that include magnetically compacted or other sputtering techniques .

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren mit magnetischer Verdichtung zum Sputtern einer hohen Rate anzugeben, die bzw. das ein aus einem magnetischen Material bestehendes bewegbares Target mit einer vergrößerten Lebensdauer aufweist, wobei das Target das das umgebende Plasma bestimmende magnetische Feld nicht zerstreut.Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method with magnetic To indicate compaction for sputtering at a high rate, the one made of a magnetic material having existing movable target with an increased life, the target being the surrounding Plasma-determining magnetic field does not dissipate.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sputtern anzugeben, das bzw. die einen verbesserten Wirkungsgrad und die oben angegebenen Merkmale aufweist, und das bzw. die zur Abscheidung einer hohen Rate von magnetischem Material auf einem Substrat geeignet ist, das beispielsweise zur Verwendung bei der Herstellung von magnetischen Bändern und ähnlichen Gegenständen dient.Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for sputtering indicate that has improved efficiency and the features specified above, and that or which is suitable for the deposition of a high rate of magnetic material on a substrate, e.g. for use in the manufacture of magnetic tapes and similar items.

Diese Aufgabe und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sputtern einer hohen Rate im Vakuum eines ausgewählten Targetmaterials auf ein Substrat gelöst, wobei in Übereinstimmung mit der Erfindung eine Anode und eine bewegbare Kathode/ein bewegbares Target jeweils in einer Vakuumkammer angeordnet sind. Ein aktives Plasma wird zwischen den zuletzt genannten Elektroden aufgebaut. Die bewegbare Kathode/das bewegbare Target weist eine Entfernung zu dem Substrat auf. Es sind Einrichtungen vorgesehen, die die Kathoden/das Target in bezug auf das aktive Plasma derart bewegen, daß ein Bereich der Kathode/des Targets zu einer vorgegebenen Zeit während des Sputtervorganges in dem aktiven Plasma angeordnet ist, während ein anderer benachbarter Bereich der Kathode/des Targets außerhalb des aktiven Plasmas angeordnet ist.This and other objects of the present invention are selected by an apparatus and method for sputtering at a high rate in vacuum a Target material dissolved on a substrate, wherein in accordance with the invention an anode and a movable Cathode / a movable target are each arranged in a vacuum chamber. An active plasma is between the last-mentioned electrodes. The movable cathode / target has a distance to the substrate. Means are provided to keep the cathode / target in relation to the active plasma move so that an area of the cathode / target at a predetermined time during the sputtering process is arranged in the active plasma, while another adjacent area of the cathode / target is outside the active plasma is arranged.

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Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt:In the following, the invention and its configurations are explained in more detail in connection with the figures. It shows:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sputtervorrichtung; 1 shows a schematic representation of an embodiment of the sputtering device according to the invention;

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht, die einem Bereich der Fig. 1 entspricht;2 is an enlarged partial view showing a portion corresponds to FIG. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung, die einem Bereich der Fig. 2 entspricht;FIG. 3 shows a perspective illustration which corresponds to a region in FIG. 2; FIG.

Fig. 4 einen Teilschnitt einer alternativen Ausführungsform des in der Fig. 3 dargestellten Teiles;4 shows a partial section of an alternative embodiment of the part shown in FIG. 3;

Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche vergrößerte Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;FIG. 5 shows an enlarged partial illustration similar to FIG. 2 another embodiment of the invention;

Fig. 6A und 6B eine vereinfachte schematische AufsichtFIGS. 6A and 6B show a simplified schematic plan view

und einen vereinfachten, schematischen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; _: and a simplified, schematic cross section of a further embodiment of the invention; _:

Fig. 7 eine vergrößerte Teildarstellung einer weiteren Ausfuhrungsforin der Erfindung;7 shows an enlarged partial illustration of a further embodiment of the invention;

Fig. 8A einen Schnitt entlang der Linie 8A-8A der Fig. 7; undFigure 8A is a section taken along line 8A-8A of Figure 7; and

Fig. 8B einen der Fig. 8A ähnlichen Schnitt einerFIG. 8B shows a section of a similar to FIG. 8A

alternativen Struktur für die Ausführungsform der Fig. 7.alternative structure for the embodiment of FIG. 7.

Zunächst werden' das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung im Zusammenhang mit der Fig. 1 allgemein erläutert. Dann werden die verschiedenen in den Fig. 2 bis 8Bdargestellten Ausführungsformen ausführlicher, beschrieben.First, the method according to the invention and the inventive device in connection with the Fig. 1 explains in general. Then the various embodiments illustrated in Figures 2-8B in more detail, described.

Fig. 1 zeigt eine Vakuumkammer 26, die von einem GehäuseFig. 1 shows a vacuum chamber 26 supported by a housing

21 umgeben ist, das vakuumdicht an einer geerdeten Grundplatte 3 befestigt ist, wie dies bekannt ist. Eine Vakuumpumpe 5 und eine Quelle 23 eines geeigneten Gases, beispielsweise für Argon, sind jeweils mit der Kammer 21 verbunden. Ein Substrat 27, auf dem durch Sputtern ein ausgewähltes Targetmaterial abgeschieden werden soll, ist an einem Basisteil 28 befestigt und weist einen Abstand von der Sputterstrahlanordnung 22 auf. Das Substrat kann ortsfest angeordnet sein. Es kann auch, wenn es sich beispielsweise um ein flexibles Band handelt, das aus einem geeigneten Kunststoffmaterial besteht, wie dies beispielsweise in Zusammenhang mit der Herstellung von Magnetbändern der Fall ist, beweglich sein. Wenn ein bewegliches Target 27 in der Form eines Kunststoffbandes verwendet wird, kann dieses über das Basisteil 28 zwischen zwei Spulen 9 transportiert werden, die durch Abschirmungen gegen unerwünschtes Sputtern abgeschirmt sein können. Derartige Abschirmungen sind in der Fig. 1 schematisch durch unterbrochene Linien dargestellt. Die. Sputterstrahlanordnung21 is surrounded, which is attached in a vacuum-tight manner to a grounded base plate 3, as is known. A vacuum pump 5 and a source 23 of a suitable gas, for example argon, are each associated with the chamber 21 tied together. A substrate 27 on which a selected target material is to be deposited by sputtering is attached to a base part 28 and is at a distance from the sputter beam arrangement 22. The substrate can be arranged stationary. It can also, for example, if it is a flexible band that consists of a suitable plastic material, such as this for example in connection with the manufacture of magnetic tapes, be mobile. If a moving Target 27 is used in the form of a plastic tape, this can be over the base part 28 between two Coils 9 are transported, which can be shielded from unwanted sputtering by shields. Such shields are shown schematically in FIG. 1 by broken lines. The. Sputter beam arrangement

22 weist eine Kathode 10, die, wie dies später ausführlicher beschrieben werden wird, bewegbar ist, und eine Anode 8 auf. In Abhängigkeit von dem speziellen Anwendungsfall kann eine erforderliche Gleichstrom- oder Hochfrequenzleistungsversorgungsquelle, die in der Fig. 1 der Einfachheit halber nicht dargestellt ist, mit der Substratanordnung 27, 28 verbunden werden, anstatt daß die Anode 8 mit Leistung versorgt wird. Die Substratan-22 has a cathode 10, which, as will be explained in more detail later will be described, is movable, and an anode 8. Depending on the specific application may have a required DC or high frequency power supply source, which is not shown in Fig. 1 for the sake of simplicity, are connected to the substrate arrangement 27, 28, instead of that the anode 8 is supplied with power. The substrate

Ordnung 27, 28 wirkt dann, wie dies bekannt ist, aus praktischen Gründen beim Sputtern als Anode. Zwischen der Anode 8 und der Kathode 10 ist ein elektrisches Feld vorhanden,' dessen Richtung durch den Pfeil 101 angezeigt ist.As is known, order 27, 28 then acts as an anode during sputtering for practical reasons. Between the The anode 8 and the cathode 10 have an electric field, ' the direction of which is indicated by arrow 101.

In Abhängigkeit von dem besonderen Anwendungsfall kann die Kathode 10 vollständig aus dem ausgewählten Material gebildet sein, das auf das Substrat gesputtert werden soll. Es kann aber auch nur ein Vorderseitenbereich der Kathode 10 aus dem Targetmaterial bestehen, während ein darunterliegender Bereich der Kathode 10 aus einem anderen geeigneten Material bestehen kann. Im folgenden wird aus Gründen der Einfachheit der Ausdruck "Kathode/Target" verwendet, um die zuvor erwähnten möglichen Anwendungsfälle der. Kathode anzudeuten. Depending on the particular application, the cathode 10 may be formed entirely from the selected material that will be sputtered onto the substrate target. However, only a front side area of the cathode 10 can consist of the target material, while a the underlying region of the cathode 10 can consist of another suitable material. The following will for the sake of simplicity the term "cathode / target" is used to cover the possible applications of the aforementioned. To indicate cathode.

Ein besonderes und bedeutendes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Glühentladung mit einer hohen Energie, .die auch als aktives Plasma bezeichnet wird, zwischen der Anode und einer Kathode ausgebildet wird, die bei der erfindungsgemäßen Sputtervorrichtung bewegbar ist. Dieses letztere Merkmal ist in der Fig. 1 dargestellt, in der die Kathode/Target 10 beispielsweise die Form eines beweglichen Bandes aufweist, das zwischen einer Zufuhrspule 11 und einer entsprechenden Aufnahmespule 12 bewegt wird. Der Weg des Kathoden/Targetbandes 10 weist Antriebs- oder Führungsrollen 33, 34 und eine gekühlte Stützeinrichtung 15 auf, die das Band kontaktiert und gleitbar in eine dichte Nähe der Anode 8 führt, wobei das Band einen vorgegebenen Abstand von der Anode 8 aufweist, wie dies beim Sputtern für einen besonderen Anwendungsfall gefordert wird. Die Quelle für ein geeignetes Gleichstrom- oder Hochfrequenzpotential ist mit der Anode 8 und der Kathode 10 verbunden, um eine Glimment-A special and important feature of the present invention is to be seen in the fact that a glow discharge with A high energy, which is also referred to as active plasma, is formed between the anode and a cathode is that in the sputtering device according to the invention is movable. This latter feature is illustrated in FIG. 1, in which the cathode / target 10, for example is in the form of a movable belt interposed between a supply reel 11 and a corresponding take-up reel 12 is moved. The path of the cathode / target tape 10 has drive or guide rollers 33, 34 and a cooled support device 15 which contacts the strip and slidably guides it into close proximity to the anode 8, wherein the strip has a predetermined distance from the anode 8, as is the case with sputtering for a particular application is required. The source of a suitable DC or radio frequency potential is with the Anode 8 and cathode 10 connected to a Glimment-

ladung zwischen diesen Elektroden zu bewirken. Auf diese Weise wird in dem Raum 44 zwischen diesen Elektronen ein heißes Hochenergieplasma unter Verwendung beschleunigter Teilchen eines geeigneten Inertgases von der Quelle 23 aufgebaut. Da in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Bandkathode 10 sich fortwährend durch das heisse Plasma 44 bewegt, wird nur ein relativ kleiner Bereich der Kathode/des Targets 10 zu irgendeiner Zeit den in dem Plasma herrschenden bedingungen ausgesetzt. Neben der Kühleinrichtung 15 sind zusätzliche Strahlungs-Kühlungsvorrichtungen 35 entlang dem Weg der bewegbaren Kathode 10 außerhalb des Plasmaraumes 44 angeordnet. Wenn man einen Vergleich mit bekannten Vorrichtungen zieht/ die eine ortsfeste Kathode/Target aufweisen, ergibt sich, daß die Kühlung des Kathoden/Targetbandes wesentlich verbessert ist und■daß daher die Stromdichte und die Sputterrate der erfindungsgemäßen Vorrichtung beträchtlich vergrößert werden können, ohne daß die Betriebszeit des Systems in einer unzulässigen Weise beschränkt wird. Die Abschirmungen 2, 29 und 43 werden jeweils verwendet, um zu verhindern, daß gesputtertes Material aus einem gewünschten Bereich heraus gelangt, wie dies später noch ausführlicher erläutert werden wird.to effect charge between these electrodes. In this way there is one in the space 44 between these electrons high energy hot plasma using accelerated particles of a suitable inert gas from source 23 built up. Since, in accordance with the present invention, the ribbon cathode 10 is continually moving through the hot As plasma 44 moves, only a relatively small area of the cathode / target 10 becomes that in the plasma at any one time exposed to prevailing conditions. In addition to the cooling device 15, there are additional radiation cooling devices 35 arranged along the path of the movable cathode 10 outside of the plasma space 44. If you have a Comparison with known devices draws / which have a fixed cathode / target, it follows that the Cooling of the cathode / target band is significantly improved and that therefore the current density and the sputtering rate the device according to the invention can be increased considerably without reducing the operating time of the system in restricted in an improper manner. The shields 2, 29 and 43 are each used to prevent that sputtered material comes out of a desired area, as will be explained in more detail later will be.

Das Merkmal der beweglichen Kathode bzw. des beweglichen Targets stellt eine weitere Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar, wenn magnetische Materialien qosputtert werden, wobeiSputtertechniken mit magnetischer Verstärkung bzw. Verdichtung verwendet werden.Die Erfindung ermöglicht insbesondere die Verwendung eines magnetischen Targets, das beispielsweise die Form eines flexiblen Bandes, einer Hohltrommel oder einer Scheibe aufweist, und das eine relativ kleine Dicke 100 (Fig. 2), beispielsweise eine Dicke von etwa 2,54 · 10~3 - 12,7 · 1O~² cm (1-50 mils) aufweist . · Ein derart dünnes Target kann sehr leicht durchThe movable cathode or target feature is a further improvement over the prior art when sputtering magnetic materials using magnetic enhancement sputtering techniques. In particular, the invention enables the use of a magnetic target such as the mold comprises a flexible belt, a hollow drum or disc, and a relatively small thickness 100 (Fig. 2), for example a thickness of about 2.54 x 10 ~ 3 to 12.7 · 1O ~ ² cm (1-50 mils). · Such a thin target can get through very easily

das das Plasma bestimmende magnetische Feld übersättigt werden, um eine gewünschte Konzentration und Steuerung der Glimmentladung zu erhalten und auf diese Weise bekannte und gewünschte Sputterbedingungen zu schaffen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Geschwindigkeit des beweglichen Targets in bezug auf eine geforderte Stromdichte und ο,ΐηο or?, iolbarp Kühlrato, dio von dom besonderen Material des Targets abhängt, ausgewählt werden kann. Wenn daher die Anforderung für die Leistungsdichte pro Flächeneinheit des Targets zunimmt, kann die Geschwindigkeit des beweglichen Targets entsprechend vergrößert werden, um ein Überhitzen des Targets zu vermeiden, wie dies weiter unten ausführlicher erläutert wird.the magnetic field determining the plasma can be supersaturated to a desired concentration and control of the To obtain glow discharge and in this way to create known and desired sputtering conditions. Another The advantage is that the speed of the moving target in relation to a required current density and ο, ΐηο or ?, iolbarp Kühlrato, dio of dom special Material of the target depends, can be selected. Therefore, if the requirement for power density per unit area of the target increases, the speed of the moving target can be increased accordingly to avoid overheating of the target, as explained in more detail below.

Die Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sputterstrahlanordnung 22 der Fig. 1. Diese enthält eine innere Vakuumkammer 1, die von einer äußeren Abschirmung 2 umgeben ist, die Seitenwände 2a, obere Wände 2b und einen Teil einer Grundplatte 3 umfaßt. Eine öffnung 2c wird durch die Wände 2b gebildet. Diese öffnung kann kreisförmig oder rechteckig sein oder eine beliebige andere passende Form aufweisen. Die öffnung 2c dient als öffnung für die durch die Strahlanordnung beschleunigten Teilchen des Targetmaterials, die auf einem stationären oder beweglichen Substrat 27 abgeschieden werden sollen, wie dies in der Fig.1 schematisch durch die Linien 40 dargestellt ist. Das. Substrat 27 weist eine gewünschte Entfernung- von der Öffnung 2c auf. Die äußere Abschirmung 2, die Grundplatte 3 und das Gehäuse 21 bestehen vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen, leitenden Material und sind mit Massepotential verbunden. Beispielsweise handelt es sich bei "diesem Material um korrosionsbeständxgen Stahl oder um Aluminium. Die Elemente 2, 3 und 21 müssen daher durch2 shows a simplified representation of the preferred embodiment of the sputter jet arrangement 22 according to the invention from FIG . An opening 2c is formed through the walls 2b. This opening can be circular or rectangular or have any other suitable shape. The opening 2c serves as an opening for the particles of the target material accelerated by the beam arrangement, which are to be deposited on a stationary or movable substrate 27, as is shown schematically in FIG. That. The substrate 27 is at a desired distance from the opening 2c. The outer shield 2, the base plate 3 and the housing 21 are preferably made of a non-magnetic, conductive material and are connected to ground potential. For example, this material is corrosion-resistant steel or aluminum. Elements 2, 3 and 21 must therefore pass through

bekannte Einrichtungen elektrisch von den restlichen Elementen in der Vakuumkammer 26 isoliert werden, die an einem hohen Kathodenpotential oder einem hohen Anodenpotential anliegen. Wie dies voranstehend schon beschrieben wurde, ist eine Vakuumpumpe 5 mit der Vakuumkammer 26 durch die Leitung 4 auf eine herkömmliche Weise verbunden lind eine Quelle .23 für ein geeignetes Inertgas, bei dem es sich beispielsweise um Argon handelt, ist mit der Vakuumkammer 1 durch eine Leitung 47 verbunden. Wie dies am besten aus der Fig. 3 ersichtlich ist, ist in der Vakuumkammer 1 eine stationäre Anode 8, die vorzugsweise die Form von zwei parallelen Stäben aufweist, die beispielsweise aus einem geeigneten Stahlmaterial bestehen, angeordnet. Die Kathode/ das Target 10 ist so .angeordnet, daß ihre/seine Ebene parallel zur Anode 8 verläuft und einen geeigneten Abstand von der Anode 8 aufweist. Das gesamte Material der Bandkathode 10 besteht vorzugsweise aus einem metallischen Magnetmaterial, beispielsweise aus 80% Kobalt und 20% Nickel, und wird durch den Sputtervorgang auf dem Substrat 27 (Fig. 1) abgeschieden. Die relativ kleine Dicke 100 (etwa 2,54 · 1O"³ 12,7 · 10~²cm'der Kathode /des Targets 10 ist erforderlich, um einen gewünschten übersättigten Zustand in dem magnetisch verstärkten Sputtersystem der bevorzugten Ausführungsform zu erhalten. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obenbeschriebenen Konfigurationen beschränkt und es kann alternativ auch nur die Vorderseite der Kathode, d.h. die Seite, die der Anode gegenüberliegt, aus dem Targetmaterial bestehen, wie dies bekannt ist.known devices are electrically isolated from the remaining elements in the vacuum chamber 26 which are at a high cathode potential or a high anode potential. As already described above, a vacuum pump 5 is connected to the vacuum chamber 26 by the line 4 in a conventional manner and a source .23 of a suitable inert gas, which is for example argon, is connected to the vacuum chamber 1 by a Line 47 connected. As can best be seen from FIG. 3, a stationary anode 8, which preferably has the shape of two parallel rods made for example of a suitable steel material, is arranged in the vacuum chamber 1. The cathode / target 10 is arranged in such a way that its plane runs parallel to the anode 8 and is at a suitable distance from the anode 8. The entire material of the tape cathode 10 consists preferably of a metallic magnetic material, for example of 80% cobalt and 20% nickel, and is deposited on the substrate 27 (FIG. 1) by the sputtering process. The relatively small thickness of 100 (about 2.54 x 1O ^"3 12.7 x 10 ^-2 cm'der cathode / the target 10 is required to obtain a desired supersaturated state in the magnetically enhanced sputtering system of the preferred embodiment. The present However, the invention is not restricted to the configurations described above and, alternatively, only the front side of the cathode, ie the side opposite the anode, can consist of the target material, as is known.

Das Band 10 ist an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils auf die zwei entsprechenden umsteuerbaren Zufuhr/ Aufnahmespulen 11, 12 gewickelt, wobei sich die Spulen in dem unter.en Ende der inneren Vakuumkammer 1 von derThe tape 10 is at its opposite ends, respectively wound onto the two respective reversible supply / take-up spools 11, 12, the spools in the unter.en end of the inner vacuum chamber 1 from the

Anode 8 entfernt befinden. Die Spulen 11, 12 können Zu*- sammen, beispielsweise durch einen Riemenantrieb 13, angetrieben werden, der einen geeigneten umsteuerbaren Motor 14 aufweist. Jede Spule 11, 12 kann auch getrennt durch einen eigenen Antriebsmotor (nicht dargestellt) angetrieben werden. Es kann jedoch auch irgendein anderes geeignetes Antriebssystem verwendet werden.Anode 8 are removed. The coils 11, 12 can to * - together, for example by a belt drive 13, are driven by a suitable reversible motor 14 has. Each coil 11, 12 can also be driven separately by its own drive motor (not shown) will. However, any other suitable drive system can also be used.

In der Nähe der Anode 8₇ wo das Band 10 durch den heißen Plasmaraum 44 verläuft, wird das Band 10 von einer gekühlten Stützeinrichtung 15 (Fig. 3) gestützt, die einen RahmenIn the vicinity of the anode 8 ₇ where the band 10 runs through the hot plasma space 44, the band 10 is supported by a cooled support device 15 (FIG. 3), which is a frame

16 und eine Vorderplatte 17 aufweist. Auf der Vorderplatte16 and a front plate 17. On the front panel

17 gleitet das Band 10. Die Einrichtung'15 besteht aus einem nichtmagnetischen elektrisch leitenden Material, bei dem es sich beispielsweise um korrosionsbeständigen Stahl oder Aluminium handelt. Ein Kühlmittel führende Röhren17 slides the belt 10. The device '15 consists of a non-magnetic electrically conductive material such as corrosion-resistant steel or aluminum. Tubes carrying coolant

18 sind in der oberen Platte 17 vorgesehen. Beispielsweise werden die Röhren durch das Bohren von geeigneten Durchgängen 18 durch die Platte 17 erzeugt, um eine im höchsten Maße wirksame und leitende Kühlung des Bandes 10 zu bewirken. Alternativ können die .Röhren-auch außerhalb der Platte 17, aber in .Kontakt zu der Platte 17, vorgesehen werden. Eine geeignete Kühlflüssigkeit, bei der es sich beispielsweise um gekühltes Wasser handelt, wird über die Enden 19, 20 durch die Röhren 18 in Umlauf gesetzt, wobei Teile der Röhren durch geeignete Rohre (nicht dargestellt) miteinander verbunden sind. Die Enden 19 und 20 werden vorzugsweise mit einem nicht dargestellten bekannten äußeren Kühlsystem verbunden.18 are provided in the top plate 17. For example, the tubes are made by drilling suitable passages 18 generated by the plate 17 in order to provide a highly effective and conductive cooling of the belt 10 cause. Alternatively, the tubes can also be used outside of the Plate 17, but in .Kontakt to the plate 17, are provided. A suitable coolant that is for example, chilled water is circulated via the ends 19, 20 through the tubes 18, wherein Parts of the tubes are connected to one another by suitable tubes (not shown). The ends 19 and 20 are preferably connected to a known external cooling system, not shown.

Permanentmagnete 30 werden verwendet, um das aktive Plasma auf den Raum 44 zu beschränken und auf diese Weise das Sputterverfahren in bekannter Weise zu verstärken. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Sputtern und dasPermanent magnets 30 are used to hold the active plasma to be limited to the space 44 and in this way to reinforce the sputtering process in a known manner. The inventive device for sputtering and the

erfindungsgemäße Verfahren sind nicht auf magnetisch verstärkte Systeme beschränkt. Sie können ebenso gut auch im Zusammenhang mit Dioden- und Trioden-Sputtertechniken und anderen bekannten Sputtertechniken angewendet werden. Wie dies zuvor bereits erwähnt wurde, ist" die Erfindung zur Verwendung im Zusammenhang mit einem breiten Bereich von Targetmaterialien, einschließlich magnetischen Materialien, gedacht. Bei der bevorzugten Ausführungsform weisen die zur Verdichtung des aktiven Plasmas verwendeten Magneten 30 die Form von Stangen auf, deren Breite der Breite des Bandes 10 ent- · spricht, wie dies am besten aus der Fig. 3¹ ersichtlich ist. Die Ausrichtung der Magnete 3 0 wird so bestimmt, daß eine gewünschte Konfiguration des magnetischen Feldes in dem Plasmaraum 44 erreicht wird, wie dies durch die Flußlinien 48 dargestellt ist und beispielsweise in der Veröffentlichung "Glow Discharge Processes" von Brian Chapman, John Willey und Söhne, New York, 1980,.Seite 268 beschrieben ist. Aus der Fig. 2 geht hervor, daß die Richtung der Flußlinien 48 im wesentlichen senkrecht zur Richtung des elektrischen Feldes, das durch den Pfeil 10t in den Fig. T und 2 bezeichnet ist, verläuft. Der Pfeil 102 zeigt die Richtung des durch die Magneten 3 erzeugten magnetischen Feldes an.Methods according to the invention are not limited to magnetically amplified systems. They can equally well be used in connection with diode and triode sputtering techniques and other known sputtering techniques. As noted previously, "the invention is intended for use in connection with a wide range of target materials, including magnetic materials. In the preferred embodiment, the magnets 30 used to densify the active plasma are in the form of rods whose width the width of the tape speaks 10 corresponds ·, as can be seen from Fig. 3 ¹ at best. the orientation of the magnets 3 0 is determined so that a desired configuration is obtained of the magnetic field in the plasma chamber 44 as indicated by the flow lines 48 is shown and is described, for example, in the publication "Glow Discharge Processes" by Brian Chapman, John Willey and Sons, New York, 1980, page 268. From Fig. 2 it can be seen that the direction of the flow lines 48 in T and 2. The arrow 102 shows the direction of the electric field which is indicated by the arrow 10t in Figures T and 2. The direction of the electric field is substantially perpendicular direction of the magnetic field generated by the magnets 3.

Die bewegbare Kathode 10 ist mit einer äußeren Gleichstromquelle 31, die eine Hochspannung liefert oder mit einer Hochfrequenzquelle, beispielsweise über eine abgeschirmte Leistungsübertragungsleitung 32 verbunden, die leitend mit der Stützeinrichtung 15 verbunden, beispielsweise verlötet ist.The movable cathode 10 is connected to an external direct current source 31 which supplies a high voltage or with a high frequency source, e.g. connected via a shielded power transmission line 32, which is conductively connected to the support device 15, for example soldered.

An jeder Seite der gekühlten Stützeinrichtung 15 ist eine Führungsrolle 33, 34, die als Antriebsrolle ausge-On each side of the cooled support device 15 is a guide roller 33, 34, which is designed as a drive roller.

führt sein kann, und auch eine Förderrolle 58, 59 aufweisen kann, die gestrichelt dargestellt ist, vorgesehen, um die Bandkathode 10 entlang eines vorgegebenen Weges, in Kontakt zur Vorderplatte 17 und in einer gewünschten Entfernung von der Anode 8 an der Anode 8 vorbeizuführen, wobei die Entfernung von.dem angewendeten besonderen Sputterverfahren abhängt. Es ist von Bedeutung, daß der Bandführungsmechanismus, der die Rollen 33, 34, 58, 59 und irgendwelche weiteren geeigneten Elemente (nicht dargestellt) aufweisen kann, die erforderlich sein können, um das flexible Band 10 über einen vorgegebenen Weg mit der geforderten Genauig^ keit zu transportieren, so beschaffen ist, daß eine nötige Spannung des Bandes 10 aufrechterhalten wird, um zu verhindern, daß sich das Band 10 verdreht oder faltet oder auf eine andere Weise die Target-Oberfläche verbogen bzw. verzerrt wird.can be leads, and can also have a conveyor roller 58, 59, which is shown in dashed lines, provided, around the ribbon cathode 10 along a predetermined path, in contact with the face plate 17 and in a desired distance from the anode 8 past the anode 8, the removal of.dem the particular sputtering process used. It is important that the tape guide mechanism, which can have the rollers 33, 34, 58, 59 and any other suitable elements (not shown), which may be necessary to the flexible tape 10 over a predetermined path with the required accuracy ^ To transport speed, is such that a necessary tension of the belt 10 is maintained to to prevent the tape 10 from twisting or folding or otherwise the target surface is bent or distorted.

Eine zusätzliche Kühlung des Bandes 10 wird vorzugsweise durch Kühlvorrichtungen bewirkt, die beispielsweise die Form von Strahlungskühlungstöpfen 35 aufweisen, die ausserhalb des Raumes 44 des aktiven Plasmas an einer Seite oder an beiden Seiten des Bandweges angeordnet sind, wie dies aus der Fig. 2 hervorgeht. Diese Töpfe 35· können dadurch gekühlt werden, daß in ihnen eine geeignete gekühlte Flüssigkeit durch Röhren 36, 37 zirkuliert, die jeweils mit einem äußeren Kühlungssystem (nicht dargestellt) verbunden sind. Wenn eine weitere Kühlung gewünscht wird, können zusätzliche Kühlungsröhren 38, 39 in .den Rollen 33, 34 in einer ähnlichen Weise vorgesehen werden, wie dies oben im Zusammenhang mit den Kühlungsvorrichtungen 18 und 35 beschrieben wurde. Die jweiligen Röhren 19, 20, 36, 37, 38 und 39 können mit einer oder mit mehreren äußeren Küh-Additional cooling of the belt 10 is preferably effected by cooling devices, for example the Have the form of radiation cooling pots 35, the outside of the space 44 of the active plasma are arranged on one side or on both sides of the tape path, as can be seen from FIG. These pots 35 can be cooled by having a suitably cooled one in them Fluid circulates through tubes 36, 37, each with an external cooling system (not shown) are connected. If further cooling is desired, additional cooling tubes 38, 39 can be installed in the rollers 33, 34 can be provided in a manner similar to that described above in connection with the cooling devices 18 and 35 was described. The respective tubes 19, 20, 36, 37, 38 and 39 can be equipped with one or more external cooling

lungsvorrichtungen (nicht dargestellt) verbunden werden, die in bekannter Weise außerhalb des Gehäuses 21 angeordnet sind. Es ist leicht zu verstehen, daß jedes nötige Verbindungsrohr und auch jede Verbindung 4, 7, 32, 47, die zwischen dem Inneren der Vakuumkammer, beispielsweise der Kammer 26, und dem Äußeren vorgesehen ist, eine Vakuumdichtung 45 aufweisen muß, wie dies in den Zeichnungen dargestellt ist.processing devices (not shown) are connected, which in a known manner outside of the housing 21 are arranged. It is easy to understand that every necessary connecting pipe and also every connection 4, 7, 32, 47, those between the interior of the vacuum chamber, for example the chamber 26, and the exterior, a vacuum seal 45 must have, as shown in the drawings.

Eine· Vorrichtung 41 zum ununterbrochenen Messen der Dicke des Bandes 10 und eine Vorrichtung 42 zur Anzeige des Endes des Bandes 10 können an einem oder an beiden Enden des Weges des Bandes 10. vorgesehen sein. Beide Vorrichtungen 41, 42 können in einer üblichen Weise ausgebildet sein und das Band nicht berühren. Beispielsweise kann es sich um optische Vorrichtungen handeln, wie sie im allgemeinen in der Tonbandindustrie und bei ähnlichen Anwendungsfällen verwendet werden. Beispielsweise kann das Band 10 perforiert sein oder an beiden Enden, die von den Spulen 11, 12 gehalten werden, transparent sein. Wenn das Ende des Bandes sich an die Vorrichtung 42 annähert, wird der transparente Bereich durch die Vorrichtung angezeigt und ein Steuersignal wird an den Motorantrieb 14 gesendet, so daß dieser seine Drehrichtung ändert und auf diese Weise die Richtung des Bandlaufes zwischen den Spulen 11 und umkehrt. In einer analogen Weise kann die Meßvorrichtung 41 ein Steuersignal liefern, wenn die Dicke des Bandes 10 ein vorgegebenes Minimum erreicht. Auf diese Weise wird angezeigt, daß es nötig ist, das Band auszutauschen.A device 41 for continuously measuring the thickness of the tape 10 and a device 42 for indicating the end of the tape 10 can be at one or both ends of the path of the belt 10. Both devices 41, 42 can be formed in a conventional manner and not touch the tape. For example, it can be optical devices generally used in the tape industry and similar applications be used. For example, the tape 10 can be perforated or at both ends that are carried by the reels 11, 12 should be kept transparent. When the end of the tape approaches device 42, the transparent area displayed by the device and a control signal is sent to the motor drive 14, so that this changes its direction of rotation and in this way the direction of tape travel between the reels 11 and reverses. In an analogous manner, the measuring device 41 provide a control signal when the thickness of the tape 10 reaches a predetermined minimum. That way will indicates that it is necessary to replace the tape.

In der inneren Vakuumkammer 1 wird eine geerdete schützende Abschirmung 43 vorzugsweise verwendet und mit der Abschirmung 2 verbunden, wie dies aus der Fig. 2 hervorgeht. Die Abschirmung 43 besteht vorzugsweise aus einem korrosionsfesten Stahl oder aus Aluminium und sie kann verwendetIn the inner vacuum chamber 1, a grounded protective shield 43 is preferably used and with the shield 2 connected, as can be seen from FIG. The shield 43 is preferably made of a corrosion-resistant one Steel or aluminum and they can be used

werden, um dabei zu helfen, einen gewünschten Differentialdruck zwischen der äußeren Kammer 26 und der inneren Kammer 1 auf die folgende Weise aufrechtzuerhalten. Der Differentialdruck wird vorzugsweise dadurch erhalten, daß Argon unter einem vorgegebenen Druck durch die Quelle 23, die über ein Drosselventil 25 mit dem Inneren der Vakuumkammer 1 verbunden ist, geliefert wird. Dieser Druck ist beträchtlich höher als der Druck der umgebenden Kammer 26, der über eine Vakuumpumpe 5 und ein Drosselventil 24, die mit der Kammer 26 verbunden sind, aufrechterhalten wird..to help establish a desired differential pressure between the outer chamber 26 and the inner chamber 1 in the following manner. The differential pressure is preferably obtained in that argon under a predetermined pressure through the source 23, which is connected to the interior of the vacuum chamber 1 via a throttle valve 25. This pressure is considerably higher than the pressure of the surrounding chamber 26, which is via a vacuum pump 5 and a throttle valve 24, the connected to the chamber 26 is maintained ..

Beispielsweise kann die Kammer 26 einen Druck von 0,1 bisFor example, the chamber 26 can have a pressure of 0.1 to

—6
5x10 Millitorr und' die Kammer 1 einen Druck von 10 bis 300 Millitorr aufweisen. Folglich schützt die Abschirmung 43 die jeweiligen Elemente 11, 12, 33, 34, 35 usw., die in der inneren Vakuumkammer 1, aber nicht direkt in dem Raum 44 des aktiven Plasmas angeordnet sind, vor unerwünschten Abscheidungen des gesputterten Targetmaterials.-6
5x10 millitorr and 'the chamber 1 have a pressure of 10 to 300 millitorr. Consequently, the shield 43 protects the respective elements 11, 12, 33, 34, 35 etc., which are arranged in the inner vacuum chamber 1, but not directly in the space 44 of the active plasma, from undesired deposits of the sputtered target material.

Die Anode 8, ein Bereich der bewegbaren bandförmigen Kathode bzw. des Targets 10, die bzw. das in dem Raum des aktiven Plasmas zu einem vorgegebenen Augenblick angeordnet ist, und die kühlende Stützeinrichtung 15, die die Magnete 30 aufweist und die den genannten Bereich des Bandes 10 stützt, sind jeweils innerhalb der Abschirmung 4 3 angeordnet. Wie dies bereits erwähnt wurde, ist es erforderlich, alle die Elemente, die in dem Gehäuse 21 angeordnet sind, von den geerdeten Abschirmungen durch bekannte Techniken elektrisch zu isolieren. Beispielsweise können die jeweiligen von den Erdabschirmungen zu isolierenden Elemente auf isolierenden Trägern angeordnet sein, die aus einem nichtleitenden Material, beispielsweise aus einem geeigneten Keramikmaterial, bestehen.The anode 8, a region of the movable band-shaped cathode or target 10, which is in the space of the active Plasmas is arranged at a given moment, and the cooling support device 15, which the magnets 30 and which supports said region of the band 10 are each arranged within the shield 4 3. As As has already been mentioned, it is necessary to remove all of the elements which are arranged in the housing 21 from the electrically isolate grounded shields using known techniques. For example, the respective of the earth shields to be isolated elements on insulating supports, which are made of a non-conductive Material, for example from a suitable ceramic material exist.

Es ist daher unter anderen Elementen erforderlich, aufIt is therefore required on among other elements

bekannte Weise das Band 10, das sich auf dem hohen elektrischen Potential der Kathode befindet, von der Abschirmung 4.3, speziell an den Öffnungen 46 und 50, ausreichend zu isolieren, die in der Abschirmung 43 zum Durchlaß des Bandes 10 vorgesehen sind. Falls dies gewünscht wird, kann eine zweite zusätzliche' Argonquelle 6 vorgesehen werden, die eine Leitung 7 aufweist, die direkt in den von der Abschirmung 43 umschlossenen Raum führt, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist.known way the tape 10, which is at the high electrical potential of the cathode, from the shield 4.3, especially at the openings 46 and 50, to sufficiently insulate, which in the shield 43 for the passage of the Band 10 are provided. If so desired, a second additional argon source 6 can be provided, which has a line 7 which leads directly into the space enclosed by the shield 43, as shown in FIG 2 is shown.

An der Stelle der Verwendung von umsteuerbaren Zufuhr- und Aufnahmespulen 11, 12 und anstatt den Bandweg jedesmal, wenn das Ende des Bandes durch die Vorrichtung 42 angezeigt wird, umzukehren, ist es auch möglich, das Band 10 als Endlosband vorzusehen, das in einer ausgewählten Richtung eine vorgegebene Zeit lang oder so lange transportiert wird, bis ein minimaler Wert der Dicke 100 durch die Meßvorrichtung 41 angezeigt wird.In place of the use of reversible feed and Take-up reels 11, 12 and instead the tape path each time the end of the tape is indicated by the device 42 is, to reverse, it is also possible to provide the belt 10 as an endless belt running in a selected direction is transported for a predetermined time or until a minimum value of the thickness 100 through the measuring device 41 is displayed.

In der Fig. 4 ist eine weitere Ausgestaltung der gekühlten Stützeinrichtung 15 der Fig. 2 und 3 dargestellt. In der. Fig. 4 ist das aktive Plasma 44 von einem im Grunde U-förmig ausgebildeten Permanent- oder Elektromagneten 51 umgeben, dessen entgegengesetzte Nord- und Südpole 52, 53 an gegenüberliegenden Seiten des Plasmas 44 und entlang der Breite des Bandes 10 vorgesehen sind. Die Magneten 52, 53 erzeugen ein magnetisches Feld in einer Richtung, die durch den Pfeil 102 angedeutet ist und im wesentlichen parallel zur Ebene der bandförmigen Kathode bzw. des bandförmigen Targets 10 und daher senkrecht zur Richtung des elektrischen Feldes 101 zwischen der Anode und der Kathode 10 verläuft. Der Magnet 51 ist an einer nichtmagnetischen, elektrisch leitenden Trägereinrichtung 54, die vorzugsweise aus korrosionsfestem Stahl oderIn FIG. 4, a further embodiment of the cooled support device 15 of FIGS. 2 and 3 is shown. In the. Fig. 4 is the active plasma 44 of a basically U-shaped permanent magnet or electromagnet 51, its opposite north and south poles 52, 53 on opposite sides of the plasma 44 and along the width of the belt 10 are provided. The magnets 52, 53 generate a magnetic field in a Direction indicated by arrow 102 and essentially parallel to the plane of the band-shaped cathode or of the band-shaped target 10 and therefore perpendicular to the direction of the electric field 101 between the anode and the cathode 10 extends. The magnet 51 is on a non-magnetic, electrically conductive carrier device 54, which is preferably made of corrosion-resistant steel or

Aluminium besteht, befestigt. Diese Trägerstruktur 54 dient auch als schützende Abschirmung.■Eine obere planare Fläche 55 eines mittleren Teiles der Einrichtung 54 trägt das bewegbare Band 10.Aluminum is made, attached. This support structure 54 also serves as a protective shield. An upper planar Surface 55 of a central part of the device 54 carries the movable belt 10.

Röhren 56 zum Bewegen einer geeigneten Kühlflüssigkeit, bei der es sich beispielsweise um Wasser handelt, sind unmittelbar unter der oberen Oberfläche 55 in dichter Nähe des Bandes 10 angeordnet, um eine in höchstem Maße wirksame Kühlung des Bandes 10 zu bewirken. Eine Abschirmung 57 umgibt die Trägereinrichtung 54, den Magneten 51, die Anode 8 und einen Bereich der bewegbaren ,Kathode bzw. des bewegbaren Targets 10. Die Abschirmung 57 der Fig. 5 entspricht im wesentlichen der inneren Abschirmung 43 der Fig. 2 und dient dazu, die El'emente vor der Abscheidung von Sputtermaterial zu schützen, die außerhalb der Abschirmung (in Fig. 4· nicht dargestellt) angeordnet sind. Sie dient auch dazu, das Differentialvakuum aufrechtzu-· erhalten, wie dies zuvor in Verbindung mit der Fig. 2 beschrieben wurde.Tubes 56 for moving a suitable cooling liquid, which is water, for example, are denser immediately below the top surface 55 Placed near the belt 10 to provide the most effective cooling of the belt 10. A shield 57 surrounds the carrier device 54, the magnet 51, the anode 8 and a region of the movable cathode or of the movable target 10. The shield 57 of FIG. 5 corresponds essentially to the inner shield 43 of FIG. 2 and serves to protect the elements prior to deposition to protect from sputtering material which are arranged outside the shield (not shown in FIG. 4). It also serves to maintain the differential vacuum, as previously described in connection with FIG became.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Trägereinrichtungen stellen nur zwei von vielen möglichen Anordnungen dar, die gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung vorgesehen werden können.The carrier devices shown in FIGS. 3 and 4 represent only two of many possible arrangements, which can be provided in accordance with the teachings of the present invention.

Im folgenden wird nun im Zusammenhang mit der Ausführungsform, der Fig. 1 und 2 ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren zum Sputtern mit einer hohen Rate beschrieben. Vor dem Beginn des Sputterbetriebes wird die Vakuumpumpe 5 zur Erzeugung eines tiefen Druckes in der Kammer 26 eingeschaltet. Dieser Druck liegt beispielsweise in der Größenordnung von 10 bis 5 Millitorr oder tiefer. Danach wird Argon von der Quelle 23 in die innere Kammer 1In the following, in connection with the embodiment of FIGS. 1 and 2, a preferred embodiment according to the invention will now be described Method of sputtering at a high rate is described. Before the start of the sputtering operation, the vacuum pump 5 switched on to generate a low pressure in the chamber 26. This pressure is, for example, in the On the order of 10 to 5 millitorr or lower. Thereafter, argon is passed from the source 23 into the inner chamber 1

eingeleitet,- um in dieser Kanuner einen höheren Druck in bezug auf den obenangegebenen Druck der Kammer 26 zu erzeugen. Beispielsweise soll in der inneren Kammer ein Druck von 20 Millitorr oder ein höherer Druck erzeugt werden. Wenn dies gewünscht wird, kann zusätzliches Argon von der Quelle 6 in den Raum 44 eingeleitet werden. Die oben angegebenen Druckwerte können sich bei vorgegebenen Sputteranwendungsfallen ändern. Eine oder mehrere äußere Kühlungsvorrichtungen werden eingeschaltet und die Kühlflüssigkeit, die bis auf eine gewünschte tiefe Temperatur abgekühlt wurde, wird durch irgendeine oder durch alle Röhren geleitet, die in der Fig. 2 durch die Bezugszeichen 19, 20 und 36 bis 39 bezeichnet sind.initiated, - to in this Kanuner a higher pressure in relative to the pressure of the chamber 26 given above. For example, a should be in the inner chamber Pressure of 20 millitorr or a higher pressure can be generated. Additional argon can be used if so desired be introduced from the source 6 into the room 44. The pressure values given above can vary with given Change sputtering application traps. One or more outer Cooling devices are switched on and the cooling liquid, that has been cooled to a desired low temperature is by any or all Tubes passed, which are designated in Fig. 2 by the reference numerals 19, 20 and 36 to 39.

Der Motor 14 wird ebenfalls eingeschaltet, wodurch bewirkt wird, daß sich das Band 10 ununterbrochen zwischen den Spulen 11, 12 über einen vorgegebenen Weg bewegt, der die Rollen 33, 58 und 39, 34, die gekühlte Platte 17 und die Kühlungstöpfe 35 aufweist. In dem Fall, in dem die Rollen 33 und 34 angetrieben werden, wird ein entsprechender Motorantrieb, der nicht dargestellt ist, ebenfalls aktiviert. - 'The motor 14 is also turned on, thereby causing is that the tape 10 is uninterrupted between the Coils 11, 12 moved over a predetermined path that the rollers 33, 58 and 39, 34, the cooled plate 17 and the cooling pots 35 has. In the case where the rollers 33 and 34 are driven, a corresponding one becomes Motor drive, which is not shown, also activated. - '

Die Geschwindigkeit des Bandes 10 wird ausgewählt, um den besonderen Kühlungsanforderungen in bezug auf ein ausgewähltes Targetmaterial der bandförmigen Kathode 10 zu entsprechen und um die besondere Stromdichte zu erzielen, die für eine gewünschte Sputterrate erforderlich ist.The speed of the belt 10 is selected to be based on the particular cooling requirements selected target material of the band-shaped cathode 10 to correspond and to achieve the particular current density that is required for a desired sputter rate.

Es wird festgestellt, daß Stromdichten von etwa 500 Watt bis 5 Kilowatt oder mehr pro 6,45cm² (1 i_n ²) der Kathode bzw. des Targets durch eine Sputterstrahlanordnung für eine hohe Rate der Erfindung erreicht werden können. Ein Vergleich mit den bekannten Vorrichtungen ergibt, daß dieIt is noted that current densities can be per 6,45cm ² (1 i _n ²⁾ of the cathode or of the target by a Sputterstrahlanordnung for a high rate to the invention achieved of about 500 watts to 5 kilowatts or more. A comparison with the known devices shows that the

Stromdichte bei diesen auf etwa 50 Watt pro 6,45 cm^ (1 in^) beschränkt ist. Die Geschwindigkeit des bewegbaren Bandes 10 beträgt 12, 7 cm pro Minute oder mehr, um die erforderliche Kühlung des Bandes zu bewirken, was von dem besonderen Material, der Größe, der Stromdichte und anderen Charakteristiken des Bandes ebenso wie von der Sputtervorrichtung und dem Anwendungsfall abhängt.Current density for these at about 50 watts per 6.45 cm ^ (1 in ^) is limited. The speed of the movable belt 10 is 12.7 cm per minute or more to the required To effect cooling of the belt, whatever the particular material, size, current density and other characteristics of the tape as well as the sputtering device and the application.

Nachdem diese einen vorgegebenen Anwendungsfall erforderlichen Zustände in der Vakuumkammer, die- auch die gewünschten Differentialdrücke, die Kühlungszustände und alle anderen bekannten, erforderlichen Sputterzustände enthalten,erreicht worden sind, wird die in der Fig. 2 dargestellte Leistungsquelle 31 eingeschaltet, um die gewünschte Leistung in der Form eines Gleichstromes oder, einer Hochfrequenz an die Kathode 10 und an die Anode 8 anzulegen. Dadurch wird eine Glimmentladung zwischen den Elektroden bewirkt. Aus der vorherigen Beschreibung geht hervor, daß in der erfindungsgemäßen Sputtervorrichtung eine Glimmentladung in dem Raum 44 zwischen der Anode 8 und dem Bereich der beweglichen Kathode bzw. des beweglichen Targets bewirkt wird, der von der Platte 17 getragen wird und daher zu irgendeiner vorgegebenen Zeit in dem aktiven Plasma 44 angeordnet ist. Wenn sich die Kathode bzw. das Target 10 ununterbrochen durch das aktive Plasma 44 bewegt, wird das Targetmaterial in dem Plasmaraum ununterbrochen ergänzt. Aus der vorangehenden Beschreibung geht hervor, daß eine geforderte Intensität der Kühlung des Targetmaterials durch eine ausgewählte Geschwindigkeit des bandförmigen Targets wie auch durch andere einschlägige Parameter in bezug auf eine gewünschte Stromdichte und ein ausgewähltes Material des Targets erreicht werden kann.After these a given application required states in the vacuum chamber, the- also the desired Differential pressures including cooling conditions and all other known required sputtering conditions are achieved have been, the power source 31 shown in Fig. 2 is turned on to the desired power in the form of a direct current or, a high frequency to apply to the cathode 10 and to the anode 8. This causes a glow discharge between the electrodes. It can be seen from the previous description that a glow discharge occurs in the sputtering device according to the invention in the space 44 between the anode 8 and the area of the movable cathode or the movable target carried by the plate 17 and therefore in the active plasma at any given time 44 is arranged. When the cathode or target 10 moves continuously through the active plasma 44, continuously replenishes the target material in the plasma space. From the foregoing description it can be seen that a required intensity of the cooling of the target material by a selected speed of the belt-shaped Targets as well as other relevant parameters relating to a desired current density and a selected one Material of the target can be achieved.

Beispielsweise kann eine Gleichspannung von -500 Volt bisFor example, a DC voltage from -500 volts to

.ίΛ.^{: :}..^: : - -" 322S717.ίΛ. ^{^..::::} - - "322S717

-4 kV an die Kathode und eine Gleichspannung von +500 Volt bis +4 kV an die Anode über entsprechend isolierte Kabel 32, 32a geliefert werden, wie dies am besten aus der Fig. 3 hervorgeht. Das Substrat 27 kann auf Nullpotential gehalten werden. Alternativ kann in Abhängigkeit von dem Anwendungsfall das Substrat 27 auf dem Anodenpotential gehalten werden und die Anode 8 kann folglich weggelassen werden. Im letzteren Fall entwickelt sich das elektrische Potential und das aktive Plasma und werden zwischen einem Bereich der Kathode 10, die von der Stützeinrichtung 15 getragen wird,und dem Substrat 27, aufrechterhalten. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Fig.. 2 ist das Kabel 3 2 mit dem leitenden, gekühlten Rahmen 15 und daher auch mit dem bewegbaren Band 10 über die leitende Platte 17 des Rahmens 15 verbunden, wie dies zuvor schon beschrieben wurde. Wenn beispielsweise ein sich ununterbrochen bewegendes Kunststoffband, wie beispielsweise ein MYLAR-Band, als ein Substrat 27 verwendet wird, können eine Gleichspannung von -2000 Volt an die Kathode und eine Gleichspannung von +2000 Volt an die Anode angelegt werden. Wenn die zuvor erwähnten metallischen magnetischen Materialien für die Bandkathode/Target der Fig. 2 verwendet werden, kann schätzungsweise eine Materialabscheidungsrate in der Größenordnung von 2x10 Angstrom pro Minute durch die erfindungsgemäße Sputterstrahlanordnung erreicht werden. Diese Rate stellt im Vergleich zu bekannten Sputtervorrxchtungen, die zur Herstellung von Magnetbändern verwendet werden, eine zweifache Verbesserung dar.-4 kV to the cathode and a direct voltage of +500 volts to +4 kV to the anode via appropriately insulated cables 32, 32a, as best shown in FIG. 3. The substrate 27 can be at zero potential being held. Alternatively, depending on the application, the substrate 27 can be at the anode potential can be held and the anode 8 can thus be omitted. In the latter case, the electrical develops Potential and the active plasma and are between a region of the cathode 10, which is supported by the support device 15 and the substrate 27 maintained. In the preferred embodiment of Fig. 2, the cable 3 2 with the conductive, cooled frame 15 and therefore also connected to the movable belt 10 via the conductive plate 17 of the frame 15, as before has been described. For example, if a continuously moving plastic belt such as a MYLAR tape, used as a substrate 27, can apply a DC voltage of -2000 volts to the cathode and a DC voltage of +2000 volts can be applied to the anode. When the aforementioned metallic magnetic Materials used for the tape cathode / target of FIG. 2 can be estimated to have a material deposition rate on the order of 2x10 angstroms each Minute can be achieved by the sputter jet arrangement according to the invention. This rate represents compared to known Sputtering devices used to make magnetic tape represent a two-fold improvement.

Weil bei der vorliegenden Erfindung die Kühlung der Kathode / des Targets in bezug auf bekannte Vorrichtungen wesentlich verbessert ist, kann die Stromdichte der Kathode / des Targets entsprechend vergrößert werden, weshalb wiederum die Sputterrate vergrößert werden kann.Because in the present invention the cooling of the cathode / target with respect to known devices is significantly improved, the current density of the cathode / target can be increased accordingly, which is why in turn, the sputter rate can be increased.

Außerdem wird die Menge des gesputterten Materials und daher auch die Länge der Betriebszeit-bei einem vorgegebenen Target im Vergleich zu stationären Targets beträchtlich vergrößert, weil die Kühlung und daher auch die Lebensdauer des Targets vergrößert sind.In addition, the amount of material sputtered, and therefore the length of the operating time, is given at a given time Target compared to stationary targets considerably enlarged because of the cooling and therefore also the service life of the target is increased.

Die Fig. 5 zeigt die Sputterstrahlanordnung 22 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Um den Vergleich der zahlreichen bevorzugten Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung beschrieben werden, zu erleichtern, sind ähnliche Elemente in den Figuren durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Die Beschreibung dieser Teile muß nicht wiederholt werden. In dieser Ausführungsform ist eine bewegliche Kathode / ein bewegliches Target in der Form einer sich ununterbrochen drehenden hohlen Trommel 6 0 vorgesehen, die auch als Trommeloberflache 6 bezeichnet wird und die an der Stelle des Bandes 10 der Fig. 2 Verwendung findet. Die Ausführungsform der Fig. ist besonders für Anwendungsfälle geeignet, bei denen das Target aus einem nichtflexiblen, zerbrechlichen Material oder einem Material besteht, das in bezug auf mechanische Beschädigungen infolge von einer Brüchig-bzw. .Sprödigkeit, Ermüdungserscheinungen usw. empfindlich ist, wenn es in der Form eines flexiblen Bandes verwendet wird. Die Ausführungsform ist aber nicht auf diese Anwendungsfälle beschränkt. Beispielsweise handelt es sich bei derartigen Materialien um Wolfram., Ferrit und ähnliche härte, spröde Materialien.5 shows the sputter beam arrangement 22 of a further embodiment of the invention. To make the comparison of the numerous preferred embodiments shown in To facilitate the description of the present description, similar elements are indicated in the figures denotes the same reference numerals. The description of these parts need not be repeated. In this embodiment is a moveable cathode / target in the form of a continuously rotating hollow drum 6 0, which is also called the drum surface 6 and which is used in place of the belt 10 of FIG. The embodiment of Fig. is particularly suitable for applications in which the target is made of a non-flexible, fragile material or a material that with respect to mechanical Damage as a result of a brittle or .Brittleness, signs of fatigue, etc. is sensitive when it is in in the form of a flexible tape is used. However, the embodiment is not restricted to these applications. For example, such materials are tungsten, ferrite and similar hardness, brittle Materials.

Beispielsweise kann die Trommel 6 0 dadurch hergestellt werden, daß Wolfram oder Kobalt im Vakuum gegossen wird, um eine homogene Struktur in der Form einer relativ dünnen, hohlen Trommel einer gewünschten Dicke 100 zu erreichen. Dabei werden bekannte Techniken angewendet.For example, the drum 60 can be made by casting tungsten or cobalt in a vacuum, to achieve a homogeneous structure in the form of a relatively thin, hollow drum of a desired thickness 100. Known techniques are used for this.

Die Trommel 6 0 wird von einer gekühlten Stützeinrichtung 61 getragen, die der zuvor beschriebenen Einrichtung 15 der Fig. 2 und 3 ähnelt. Eine obere Plätte 62 der Struktur 61 weist jedoch eine Krümmung auf, die derjenigen der Trommeloberfläche 60 entspricht. Durch dieses Merkmal wird ein besserer Kontakt zxx beweglichen Trommeloberfläche 60 hergestellt, wodurch diese besser gekühlt werden kann. Die gekühlte Stützstruktur 61 stützt gleitend die sich drehende Trommeloberfläche 60. Kühlungsrohre 18,- Magnete 30 , die Anode 8 und die Abschirmung 43 sind jeweils in der Fig. 5 in einer ähnlichen Weise angeordnet, wie dies auch bei der im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschriebenen Ausführungsform der Sputterstrahlanordnung 22 der Fall ist. Die Trommel 60 wird, vorzugsweise durch Antriebsrollen 63, 64 angetrieben, die an gegenüberliegenden Seiten der Trommel und außerhalb der schützenden Abschirmung 43 vorgesehen sind. Es können Förder- bzw. Gegenrollen 65, 66, die in der Fig. 5 durch unterbrochene Linien dargestellt sind, verwendet werden, wenn dies gewünscht wird, um ein Rutschen zwischen der Trommeloberfläche 60 und den Antriebsrollen 63, 64 zu vermeiden. Die Antriebsrollen 63, 64 können durch einen geeigneten Motor (nicht dargestellt) angetrieben werden, wodurch die Drehung der Trommel 60 in eine ausgewählte Richtung, die durch den Pfeil 69 dargestellt ist, oder in entgegensetzte Richtung bewirkt wird.The drum 60 is carried by a cooled support device 61 which is similar to the device 15 of FIGS. 2 and 3 previously described. However, an upper plate 62 of the structure 61 has a curvature which corresponds to that of the drum surface 60. This feature produces better contact with the movable drum surface 60, which allows it to be cooled better. The cooled support structure 61 slidably supports the rotating drum surface 60. Cooling tubes 18, magnets 30, the anode 8 and the shield 43 are each arranged in FIG. 2 described embodiment of the sputter beam arrangement 22 is the case. The drum 60 is driven, preferably by drive rollers 63,64 provided on opposite sides of the drum and outside of the protective shield 43. Conveyor rollers 65,66, shown in broken lines in FIG. 5, may be used if desired to avoid slipping between the drum surface 60 and the drive rollers 63,64. The drive rollers 63,64 can be driven by a suitable motor (not shown), thereby causing the drum 60 to rotate in a selected direction, shown by arrow 69, or in the opposite direction.

In der Nähe der sich drehenden Trommeloberfläche 6 0 sind stationäre Kühlplatten 67, 68 angeordnet, die ähnlich wie die Kühlungsplatten 35 der Fig.. 2 als Strahier ausgebildet sein können. Die Platten 6 7 und 68 sind gekrümmt, damit sie der Trommeloberfläche 60 folgen, um eine wirksamere Kühlung derselben zu bewirken. Die Trommel 6 0 kann irgendeine geeignete Länge und einen geeigneten Durchmesser aufweisen. Beispielsweise können die Länge und der Durch-In the vicinity of the rotating drum surface 6 0 are stationary cooling plates 67, 68 are arranged, which, similar to the cooling plates 35 of FIG. 2, are designed as radiators could be. The plates 6, 7 and 68 are curved to follow the drum surface 60 for more efficient use To effect cooling of the same. The drum 60 can be any suitable length and diameter exhibit. For example, the length and the diameter

messer in der Größenordnung von mehreren Inches liegen, was von der Größe des Substrates und anderen sachdienlichen Parametern abhängt, die mit einer besonderen Sputteranwendung in Verbindung stehen.knives on the order of several inches depending on the size of the substrate and other pertinent Depends on parameters associated with a particular sputtering application.

Die Fig. 6A und 6B zeigen eine vereinfachte Aufsicht und einen vereinfachten Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Insbesondere weist die Sputterstrahlanordnung 22 dieser Ausführungsform eine bewegbare Kathode / bewegbares Target in der Form einer sich fortwährend drehenden Scheibe 70 auf, die eine vorgegebene Dicke 100 besitzt und vorzugsweise vollständig aus einem ausgewählten Targetmaterial besteht. Die Scheibe 70 wird beispielsweise durch eine Welle 77 gedreht, die mit einem geeigneten Motor 78 verbunden ist, wie er zur Drehung einer Drehscheibe bzw. eines"Drehtisches bekannt ist. Es können an beiden Seiten der Scheibe 70 in der Nähe eines ausgewählten Bereiches dieser Scheibe Kühlungsplatten 71, 72 vorgesehen sein. Ein anderer benachbarter Bereich der bewegbaren Scheibe 70 ist in der Nähe einer Anode 74 angeordnet und weist eine vorgegebene Entfernung von dieser auf. Dieser Bereich der Scheibe 70 wird gleitbar .von einer in Berührung stehenden, gekühlten Stützstruktur 73 getragen. Die Anode 74 .weist vorzugsweise eine rinqförmige Form auf und ähnelt der zuvor beschriebenen Anode 8 der Fig. 5, während die gekühlte Stützanordnung 73 der zuvor beschriebenen Einrichtung 61 der Fig. 5 ähnelt, wenn man davon absieht, daß sie eine ebene obere Platte 79 aufweist. Die Anode 74 kann einen kreisförmigen oder rechtwinkeligen Querschnitt aufweisen. Die Anordnung 73 kann Magnete (nicht dargestellt) enthalten, die ein magnetisches Feld 102 erzeugen, um das aktive Plasma 44 zu verdichten, wie dies weiter oben im'Zusammenhang mit den Fig. 2 oder 5 bereits erläutert wurde. Eine geeignete Gleichstrom-oder HochfreguenzleistungFIGS. 6A and 6B show a simplified plan view and a simplified cross section of a further embodiment the invention. In particular, the sputter jet arrangement 22 of this embodiment has a movable one Cathode / movable target in the form of a continuously rotating disc 70 having a predetermined Has a thickness of 100 and preferably consists entirely of a selected target material. The disc 70 is rotated, for example, by a shaft 77 which is connected to a suitable motor 78, such as that used for Rotation of a turntable or a "turntable is known. It can be on both sides of the disc 70 in the Cooling plates 71, 72 may be provided in the vicinity of a selected area of this disk. Another neighbor The portion of the movable disk 70 is arranged in the vicinity of an anode 74 and has a predetermined distance from this on. This portion of the disc 70 is slidable by a cooled one in contact Support structure 73 carried. The anode 74 preferably has a ring shape and is similar to that previously described anode 8 of FIG. 5, while the cooled support arrangement 73 of the previously described device 61 is similar to FIG. 5 except that it has a planar top plate 79. The anode 74 can be a have circular or rectangular cross-section. The arrangement 73 can magnets (not shown) which generate a magnetic field 102 to densify the active plasma 44, as described above already explained in connection with FIGS became. Appropriate DC or RF power

wird an die sich drehende scheibenförmige Kathode 70 und an die Anode 74 von einer Leistungsquelle (nicht dargestellt) geliefert, die der Leistungsquelle 31 der Fig. 2 entspricht, um ein elektrisches Feld 101 zu erzeugen, wie dies früher beschrieben wurde. Die Kühlungspiatten 71, 72 und ein benachbarter Teil der durch sie gekühlten drehbaren Scheibe 70 sind jeweils von einer geerdeten schützenden Abschirmung 76 umgeben. Die gesamte in den Fig. 6A und 6B dargestellte Anordnung ist in einer Vakuumkammer, wie beispielsweise der Vakuumkammer 26 der Fig. 1, angeordnet. Andere Elemente, die zur Herstellung von Zuständen zur Schaffung einer Glimmentladung in dem Raum 44 zwischen der Anode 74 und der Kathode 70 der Ausführungsform der Fig. 6A und 6B erforderlich sind, ähneln den zuvor beschriebenen, und im Zusammenhang mit den Fig. 1,2 und 5 dargestellten Elementen.is connected to the rotating disc-shaped cathode 70 and to the anode 74 from a power source (not shown), which corresponds to the power source 31 of FIG. 2, in order to generate an electric field 101, as described earlier. The cooling plates 71, 72 and an adjacent part of the rotatable disk 70 cooled by them are each grounded by one protective shield 76 surrounded. The entire arrangement shown in FIGS. 6A and 6B is shown in FIG a vacuum chamber, such as the vacuum chamber 26 of FIG. 1, is arranged. Other items necessary to manufacture of conditions for creating a glow discharge in the space 44 between the anode 74 and the cathode 70 of the embodiment of Figs. 6A and 6B are similar to those previously described, and in context elements shown in FIGS. 1, 2 and 5.

Bei der Ausführung des Sputterverfahrens der Fig. 6A und 6B dreht der Motor 78 die scheibenförmige Kathode / das scheibenförmige Target 70, wie dies durch den Pfeil 75 dargestellt ist, mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit, um die erforderliche Kühlung der Scheibe durch die entsprechende Kühlungsanordnung 73 und, wenn dies gewünscht wird, auch durch die Kühlungsplatten 71., 72 zu erreichen. Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß bei der Ausführungsform der Fig. 6A und 6B ein Bereich der sich drehenden scheibenförmigen Kathode / des scheibenförmigen Targets 70 zu irgendeiner vorgegebenen Zeit während des Betriebs in dem Plasmaraum 44' angeordnet ist, während ein anderer, benachbarter Bereich außerhalb des Plasmaraumes gekühlt werden kann. Auf diese Weise kann die sich drehende Scheibe durch diese Ausführungsform der Erfindung äußerst wirksam gekühlt werden. Die Drehgeschwindigkeit, der Durchmesser und die Dicke der Scheibe können in bezug auf eine gewünschte Stromdichte, eineIn carrying out the sputtering method of FIGS. 6A and 6 6B, the motor 78 rotates the disc shaped cathode disk-shaped target 70, as shown by arrow 75, at a predetermined speed, the required cooling of the disc by the corresponding cooling arrangement 73 and, if so desired is to be achieved also through the cooling plates 71, 72. From the above description it can be seen that at the embodiment of Figs. 6A and 6B is a portion of the rotating disc-shaped cathode / target 70 at any predetermined time is arranged during operation in the plasma space 44 ', while another, adjacent area outside of the Plasma room can be cooled. In this way, the rotating disc by this embodiment of the invention can be cooled extremely effectively. The speed of rotation, the diameter and the thickness of the disc can with respect to a desired current density, a

gewünschte Sputterrate und eine gewünschte Lebensdauer des Targets und ähnliche Überlegungen und natürlich auch in Abhängigkeit von der erforderlichen Kühlung ausgewählt werden. Die geschätzte Oberflächengeschwindigkeit der Scheibe 70 ist bei den meisten Anwendungsfällen größer als 12,7 cm pro Minute.desired sputter rate and a desired lifetime of the target and similar considerations and of course can be selected depending on the cooling required. The estimated surface speed of disk 70 is greater than 5 inches per minute in most applications.

Die Ausführungsform der Fig. 6A und 6B ist besonders geeignet, um in Verbindung mit einem Targetmaterial verwendet zu werden, das keine Biegungen und Krümmungen zuläßt, wie sie bei der bandförmigen Kathode/Target der Fig. 2 bewirkt werden. Die Ausführungsform ist aber nicht auf solche Materialien beschränkt. Die Scheibe 70 kann beispielsweise aus Wolfram oder Kobalt durch Gießen im Vakuum erzeugt werden, wie dies bekannt ist.The embodiment of FIGS. 6A and 6B is particularly suitable to be used in conjunction with a target material that does not allow bends and curves, as they are effected in the case of the band-shaped cathode / target of FIG. The embodiment is not based on such materials are limited. The disk 70 can for example be made of tungsten or cobalt by casting in a vacuum as is known.

Beispielsweise kann die Scheibe 70 einen Durchmesser in der Größenordnung von mehreren 2,54 cm oder einen größeren Durchmesser aufweisen und sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 bis 300 Umdrehungen pro Minute drehen, während eine Spannung von.500 Volt bis 4 kV an die Scheibe angelegt werden kann und eine Sputterrate von mehr als 2 χ 10 · Angström pro Minute erreicht werden kann.For example, the disk 70 may be on the order of several inches in diameter or greater Have a diameter and rotate at a speed of about 1 to 300 revolutions per minute, while a voltage of 500 volts to 4 kV can be applied to the wafer and a sputtering rate of more than 2 10 · angstroms per minute can be achieved.

Der Fachmann kann erkennen, daß bei den verschiedenen obenbeschriebenen Ausführungsformen der Erfindung die Anoden, Substrate und Abschirmungen als gekühlte Strukturen ausgebildet sein können, wie dies bekannt ist.Those skilled in the art will recognize that in the various above-described Embodiments of the invention the anodes, Substrates and shields can be designed as cooled structures, as is known.

Während die jeweiligen Ausführungsformen der Fig. 2 bis 6B als Beispiele für Sputtertechniken beschrieben wurden, die in bekannter Weise magnetisch verstärkt werden, können diese beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung jedoch auch in Sputtervorrichtungen anderer Art verwendetWhile the respective embodiments of FIGS. 2 to 6B have been described as examples of sputtering techniques that can be magnetically amplified in a known manner these described embodiments of the invention however, it is also used in other types of sputtering devices

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werden. Beispielsweise kann an der Stelle der Verwendung von Magnetstrukturen der Fig.3 und 4 eine zusätzliche Anode in Verbindung mit einem heißen Filament verwendet werden, um den Sputtervorgang zu verstärken bzw. anzureichern, wie dies bei bekannten Triodensputtervorrichtungen der Fall ist.will. For example, at the point of use of the magnetic structures of FIGS. 3 and 4 an additional one Anode can be used in conjunction with a hot filament to intensify or enrich the sputtering process, as is the case with known triode sputtering devices.

Aus der obigen Beschreibung der Fig. 1 und 2 folgt, daß wenn das Material der Trommel 60 in der Fig. 5 oder der Scheibe 70 in den Fig. 6A und 6B magnetisch ist, eine kleine Dicke dieser jeweiligen Targets wünschenswert ist, um eine gewünschte Übersättigung zu erreichen. Beispielsweise liegt diese Dicke in der Größenordnung von 2,54 χ 10"³ bis 12,7 χ 10² cm ( 1 - 50 mils).From the above description of Figs. 1 and 2, it follows that when the material of the drum 60 in Fig. 5 or the disk 70 in Figs. 6A and 6B is magnetic, a small thickness of these respective targets is desirable to a desired one To achieve oversaturation. For example, this thickness is on the order of 2.54 10 " ³ to 12.7 χ 10 ² cm (1-50 mils).

Eine weitere Ausführungsform der Sputterstrahlanordnung 22 der Erfindung ist in der Fig.7 und den Fig.8A,8B dargestellt, die alternative Querschnitte entlang der Linie 8A-8A, die der Ebene 80 der Fig.. 7 entspricht,zeigen. Die Sputterstrahlanordnung 22 der Fig. 7 weist eine AnodeAnother embodiment of the sputter beam arrangement 22 of the invention is shown in Figure 7 and Figures 8A, 8B, FIGS. 8A-8A, which corresponds to plane 80 of FIG. 7, show alternate cross-sections. the Sputter jet assembly 22 of Fig. 7 has an anode

81 und eine bewegbare Kathode / ein bewegbares Target81 and a movable cathode / target

82 in der Form eines Stabes auf, der so angeordnet ist, daß seine Längsachse 83 im wesentlichen senkrecht zur Ebene 80 steht, die die Anode 81 in zwei Teile teilt.82 in the form of a rod which is arranged so that its longitudinal axis 83 is substantially perpendicular to the Level 80 is that divides the anode 81 into two parts.

Die Kathode 82 besteht vorzugsweise aus einem magnetischen Material, das zusammen mit der Spule 99, die in der Fig. 7 dargestellt ist, einen Elektromagneten bildet. Ein oberer Pol 84 der Kathode 82, vorzugsweise der Südpol 84, ist so angeordnet, daß seine Stirnseite 105 sich in nächster Nähe der-Anode 81 befindet und einen vorgegebenen Abstand von der Anode 81 aufweist, während der Nordpol 95 am gegenüberliegenden unteren Ende des Stages 82 ausgebildet ist.The cathode 82 is preferably made of a magnetic material, which together with the coil 99, which is in the Fig. 7 is shown forms an electromagnet. A top pole 84 of the cathode 82, preferably the south pole 84, is arranged so that its end face 105 is in close proximity to the anode 81 and one predetermined distance from the anode 81, while the north pole 95 at the opposite lower end of the Stages 82 is formed.

Bei der Ausführungsform der Fig. 7 bildet der Südpol 84 einen Teil des magnetischen Kreises, der verwendet wird, um das Sputtern zu verstärken. Ein weiterer Teil des magnetischen Kreises wird durch einen Magneten 86 gebildet, wie dies in der Fig. 8A dargestellt ist. Alternativ kann es sich dabei auch um eine Mehrzahl von ■ U-förmig ausgebildeten Magneten 86a handeln, wie dies aus der Fig. 8B hervorgeht. Der U-förmige Magnet 86 oder die Magnete 86a umgeben die Anode 81 und den Pol 84 der Kathode 82. Die Magnete 86 oder 86a sind derart magnetisiert, daß ihr Südpol oder ihre Südpole 89 an der Seite der Anode 81 angeordnet sind, die sich in der Nähe des Südpoles 84 der bewegbaren Kathode befindet und daß der Nordpol oder die Nordpole 90 an der gegenüberliegenden Seite der Anode 81 angeordnet sind.In the embodiment of Fig. 7, the south pole 84 forms part of the magnetic circuit that is used is used to increase the sputtering. Another part of the magnetic circuit is made by a magnet 86, as shown in FIG. 8A. Alternatively, it can also be a plurality of ■ U-shaped magnets 86a act, as can be seen from FIG. 8B. The U-shaped magnet 86 or the magnets 86a surround the anode 81 and the pole 84 of the cathode 82. The magnets 86 or 86a are magnetized in such a way that that their south pole or their south poles 89 are arranged on the side of the anode 81 which is in the vicinity of the south pole 84 of the movable cathode and that the north pole or the north poles 90 on the opposite Side of the anode 81 are arranged.

Die Kathode 82 kann aus einem magnetischen Targetmaterial oder aus geeigneten magnetischen Verbindungen bestehen, die beispielsweise Kobalt, Eisen, Nickel, Chrom usw. umfassen. Die Kathode 82 kann auch aus einem nichtmagnetischen Targetmaterial, beispielsweise aus Kupfer, Aluminium usw. oder aus geeigneten nichtmagnetischen Verbindungen bestehen. Im letzteren Fall ist es jedoch erforder— lieh, Magnete 86 vorzusehen, so daß ein noch-stärkeres magnetisches Feld erreicht wird, das den Magnetfluß 86 einer gewünschten Intensität in der Richtung im wesentlichen parallel zur Achse 83 beinhaltet, wie dies früher beschrieben wurde. Der Durchmesser des Stabes 82 kann beispielsweise in einem Bereich von 0,63 cm bis zu mehreren 2,54 cm liegen und der Stab 82 kann mehrere 2,54 cm lang sein. Eine Abschirmung 87, die beispielsweise aus korrosionsbeständigem Stahl oder Aluminium besteht, ist in dem Raum, der einerseits von den Elektroden 81, und andererseits von den Magneten 86 oder 86a gebildet wird, vorgesehen, um die jeweiligen Magnete vor der Ab-The cathode 82 can consist of a magnetic target material or of suitable magnetic compounds, which include, for example, cobalt, iron, nickel, chromium, etc. The cathode 82 can also be made of a non-magnetic Target material, for example made of copper, aluminum etc. or made of suitable non-magnetic compounds exist. In the latter case, however, it is necessary borrowed to provide magnets 86, so that an even stronger magnetic field is achieved, which the magnetic flux 86 of a desired intensity in the direction substantially includes parallel to axis 83, as previously described. The diameter of the rod 82 for example, may range from one inch to several inches, and rod 82 may range from several Be an inch long. A shield 87, for example made of corrosion-resistant steel or aluminum, is in the space formed on the one hand by the electrodes 81 and on the other hand by the magnets 86 or 86a is intended to remove the respective magnets from

scheidung von Sputtermaterial zu schützen. Die Abschirmung 87 ist vorzugsweise geerdet und kann, wenn dies gewünscht wird, gekühlt werden.to protect separation from sputtering material. The shield 87 is preferably grounded and can be cooled if so desired.

Der magnetische Kreis der Fig. 7 ist so beschaffen, daß der Flußweg 96 im wesentlichen parallel zur Achse 83 verläuft, um eine maximale Intensität des magnetischen Feldes in dem Plasmaraum 44 in der Richtung des Pfeiles 106 zu erhalten.The magnetic circuit of Fig. 7 is such that the flux path 96 is substantially parallel to the axis 83 for maximum magnetic field intensity in the plasma space 44 in the direction of arrow 106.

Ein Stabvorschubmechanismus 91 wird verwendet, um den Stab 82 in die Richtung des Pfeiles 92 vorwärtszuschieben. Beispielsweise kann zur Ausführung des Mechanismus 91 ein Zahnstangengetriebe, eine Schnecke oder eine andere bekannte Vorrichtung verwendet werden. Der. Mechanismus 91 kann manuell oder auch durch einen geeigneten Motor 92 gesteuert werden, mit dem geeignete Steuereinrichtungen (nicht dargestellt) verbunden sind. Der Stab 82 wird vorzugsweise gleitbar von einer isolierenden Buchse 93 getragen, die beispielsweise aus einem hitzefesten Material, wie einem geeigneten Keramikmaterial, besteht. Die Buchse 93 kann, wenn dies gewünscht wird, auch als Kühlungsvorrichtung ausgebildet werden. In diesem Fall kann eine geeignete Kühlflüssigkeit, (nicht dargestellt), durch die Buchse 93 in einer ähnlichen Weise bewegt werden, wie dies im Zusammenhang mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Fall ist.A rod advancement mechanism 91 is used to advance the rod 82 in the direction of arrow 92. For example, a rack and pinion gear, a worm, or some other known type can be used to implement the mechanism 91 Device can be used. Of the. Mechanism 91 can be controlled manually or by a suitable motor 92 to which suitable control devices (not shown) are connected. The rod 82 is preferably slidably supported by an insulating sleeve 93 made of, for example, a refractory material such as a suitable ceramic material. The socket 93 can, if so desired, also be designed as a cooling device will. In this case, a suitable cooling liquid (not shown) can be passed through the bushing 93 be moved in a manner similar to that in connection with the previously described embodiments the case is.

Eine Leistungsquelle 31 kann mit einem Ende 95 des Stabes 82 über eine abgeschirmte Leistungsübertragungsleitung in einer ähnlichen Weise verbunden werden, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden andere Elemente der Fig. 7, die den anderen Elementen der voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ähnlich sind, hier nicht erläutert.A power source 31 can be connected to one end 95 of the rod 82 via a shielded power transmission line can be connected in a manner similar to that described above. To avoid repetition, are other elements of FIG. 7 that correspond to the other elements of the preferred embodiments described above are similar, not explained here.

Im folgenden wird nun das Sputterverfahren gemäß den Fig. 7, 8A und 8B besehrieben. Wenn die erforderlichen Zustände für das Sputtern in der Vakuumkammer 26 der Fig. 1 erreicht worden sind, wird eine Glimmentladung, die auch als aktives Plasma bezeichnet wird, in dem Raum 44 zwischen der Anode 81 und der Stirnseite 105 des oberen Endbereiches 84 der stabförmigen Kathode / des stabförmigen Targets 82 ausgebildet. Da die Stirnseite 105 der Kathode 82 schrittweise durch den Spütterprozeß abgetragen bzw. erodiert wird, wird die Kathode 82 durch den Mechanismus 81 in das aktive Plasma in der Richtung des Pfeiles 92 geschoben.The following describes the sputtering method shown in FIGS. 7, 8A and 8B. If the required Conditions for sputtering in the vacuum chamber 26 of Fig. 1 have been reached, a glow discharge, the is also referred to as active plasma, in the space 44 between the anode 81 and the end face 105 of the upper End region 84 of the rod-shaped cathode / rod-shaped target 82 is formed. Since the end face 105 of the Cathode 82 is gradually removed or eroded by the sputtering process, the cathode 82 is through the Mechanism 81 pushed into the active plasma in the direction of arrow 92.

Bei der.Ausführungsform der Fig. 7, 8A und 8B wird in dem Raum des aktiven Plasmas ein hochintensives magnetisches Feld erzielt, das beispielsweise in der Größenordnung von 2000 Gauss und mehr liegt". Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß nur ein Bereich der Stirnseite der Kathode 82 in dem Plasma 44 zu einer vorgegebenen Zeit abgetragen wird, während ein anderer benachbarter Bereich außerhalb des Raumes des aktiven Plasmas angeordnet ist. Ein weiterer bedeutender Vorteil besteht darin, daß der obenangegebene abgetragene Bereich der Kathode 82 fortlaufend durch das Hineinschieben des Stabes 82 in das Plasma ersetzt wird. Die Ausführungsform der Fig. I₁ 8A, 8B ist für Targetmaterialien besonders geeignet, die empfindlich in bezug auf mechanische Beschädigungen, beispielsweise infolge von Sprödigkeit, Ermüdungsstörungen usw., wenn sie gekrümmt, gebogen usw. werden, sind, wie dies eintritt, wenn die Kathode beispielsweise bandförmig ausgebildet ist, wie dies weiter oben im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschrieben wurde. ·In the embodiment of FIGS. 7, 8A and 8B, a high-intensity magnetic field is achieved in the space of the active plasma, which is, for example, of the order of magnitude of 2000 Gauss and more the cathode 82 is ablated in the plasma 44 at a predetermined time, while another adjacent area is located outside the space of the active plasma The embodiment of Figures _1, 8A, 8B is particularly suitable for target materials which are sensitive to mechanical damage, for example as a result of brittleness, fatigue disorders, etc., when they are curved, bent, etc., how this occurs when the cathode is, for example, in the form of a band, as mentioned above together hang with the Fig. 2 was described. ·

Bei der Ausführungsform der Fig. 7, 8A und 8B sind die Vorrichtung und das Verfahren der Vorrichtung und demIn the embodiment of Figures 7, 8A and 8B, the apparatus and method of the apparatus and the

.:.-..-. -.. - - 322u717.:.-..-. - .. - - 322u717

Verfahren der zuvor beschriebenen Ausführungsform insofern ähnlich, als eine in bezug auf das aktive Plasma 44 bewegbare Kathode / bewegbares Target 82 verwendet wird und als das Targetmaterial ununterbrochen ersetzt werden kann. Die letztere Ausführungsform unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen jedoch dadurch, daß die Kathode 82, wenn sie aus einem magnetischen Material besteht, durch das magnetische Feld nicht übersättigt wird und einen aktiven Bereich der magnetischen Struktur bildet, die verwendet wird, um den Sputterprozeß zu verstärken. Der Endbereich 84 des Stabes 82, der in dem aktiven Plasma angeordnet ist, befindet sich auf einer erhöhten Temperatur und bei der bevorzugten Ausführungsform wird dieser Bereich 84 nicht gekühlt. Der Stab.82 wird vorzugsweise an einem Bereich gekühlt, der außerhalb des Plasmaraumes angeordnet ist.Method of the embodiment described above insofar similarly, is used as a cathode / target 82 movable with respect to active plasma 44 and than the target material can be continuously replaced. The latter embodiment differs from that previously described embodiments, however, in that the cathode 82, if made of a magnetic material, will not be oversaturated by the magnetic field and forms an active area of the magnetic structure used to enhance the sputtering process. The end region 84 of the rod 82, which is arranged in the active plasma, is at an elevated temperature and in the preferred embodiment, this area 84 is not cooled. The Stab.82 is preferably cooled at an area which is arranged outside of the plasma space.

Ein weiterer Unterschied zu den voranstehend beschriebenen Ausführungen besteht darin, daß die stabförmige Kathode der Fig. 7,' 8A, 8B nicht durch das aktive Plasma 44 verläuft, sondern daß der Stab 82 in das Plasma bewegbar ist und darin schrittweise abgetragen wird.Another difference to the designs described above is that the rod-shaped cathode 7, 8A, 8B does not run through the active plasma 44, but that the rod 82 is movable into the plasma and is gradually being removed.

Ein Vorteil der Ausführungsform der Fig. 7 besteht darin, daß eine extrem hohe magnetische Flußdichte pro Oberflächeneinheit eines Querschnittsbereiches des oberen Endes 84 des Stabes 82 bewirkt wird, wodurch eine extrem hohe Konzentration des magnetischen Feldes in dem Raum 44 des aktiven Plasmas gebildet wird.An advantage of the embodiment of FIG. 7 is that that an extremely high magnetic flux density per unit surface area of a cross-sectional area of the upper end 84 of the rod 82 is effected, whereby an extremely high concentration of the magnetic field in the space 44 of the active plasma is formed.

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Dipl.-Ing. E A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska

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A system and method for sputtering at a high rate

Claims

Xx Apparatus for sputtering a selected target material at a high rate onto a substrate in a vacuum, characterized in that a vacuum chamber (26) is provided and an anode (8), a cathode (10) and a device for forming an active plasma

(44) between the anode (8) and the cathode (10) has that the cathode (10) is movable in the vacuum chamber (26) and is arranged away from the substrate (27) that the cathode (10) comprises the selected target material, and that the cathode (10) with respect to the active plasma

(44) can be moved by a device (11, 12, 14) in such a way that a region of the cathode (10) is in the active plasma

(44) is arranged while another is adjacent

_ ο -

Area of the cathode (10) is arranged outside the active plasma (44).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the device (11, 12, 14) for Movement of the cathode (10) is designed as a continuously moving device and that the area of the movable cathode (10) located in the active plasma (44) at a given time is smaller than the other adjacent area.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the vicinity of the movable cathode (10) a cooling arrangement (17, 18) is provided.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the device for generating a active plasma a device (31) for generating a electrical field between the anode (8) and the cathode (10) has that the movable cathode (10) is arranged in the active plasma (44) that its thickness is essentially parallel to the electrical Field extends, and that the cathode (10) with respect to the active plasma (44) is movable in a direction which is substantially perpendicular to the electric field.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the movable cathode (10) is a Magnetic target material comprises that also means (3 0) for generating a magnetic field (4 8) is provided which extends in a direction which is substantially perpendicular to the electric field

(101) runs in order to intensify or compress the active plasma (44), and that a region of the target material arranged in the active plasma (44) is over- " is saturated. ;

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the thickness of the cathode (10) contained target material is small with respect to the length and the width of the cathode (10).

7. Apparatus according to claim 3, characterized in that the cooling device has a first Cooling device (17, 18) in close proximity to the The area of the movable cathode (10) is arranged, which is in the active plasma at a given time (44) is located.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that a support device (15) is provided is> to support an area of the movable cathode (10) which at the given time is in the active Plasma (44) is located, and that the first cooling device (17, 18) is arranged in the support device (15).

9. Apparatus according to claim 7, characterized in that the first cooling device as a conductive Cooling arrangement is formed.

10. The device according to claim 3 _7, characterized in that the cooling device has a second cooling device (35) which is arranged in close proximity to the other adjacent region of the movable cathode (10) which is outside the active plasma (44 at the predetermined time ) is located.

11. The device according to claim 10, characterized in that a second cooling device Radiant cooling arrangement (3 5) is provided.

12. The device according to claim 10, characterized in that a shield (4 3) is provided is to the device (11, 12, 14) for moving the Cathode (10) and the second cooling device (3 5) to separate from the active plasma (44).

13. The device according to claim 1, characterized in that that the cathode (10) has an end region and that a device (4 2) is provided, to reverse the direction of movement of the cathode (10) when the area located in the active plasma (44) the cathode (10) is a predetermined distance from the end region.

14. The device according to claim 13, characterized in that a device (41) for determining the thickness (100) of the movable cathode (10) is provided and that the means (42) for determining the thickness (100) along a path of the movable cathode (10). Provided outside the active plasma (44) is.

15. The device according to claim 1, characterized in that the cathode ■ the shape of one of the Has target material existing rod (82), the so is arranged that it is movable in the direction of its longitudinal axis that a first end of the rod (82) in the active plasma (4 4) is provided, while another adjacent area of the rod (82), which has a second, the end opposite the first end, is provided outside the plasma (44) that a device (91) is provided for moving the cathode in order to push the rod (82) into the active plasma (44), and that also a device (89) for generating a magnetic field which is generated by the active plasma (44) and '

extends through the first end of the rod (82) in a direction substantially parallel to the longitudinal axis

(83) of the rod (82) is provided. -

16. The device according to claim 15, characterized in that the rod (82) is designed as a magnet having a first magnetic pole (84) of a selected polarity at the first end and a second magnetic pole (95) of the opposite polarity at the second end, and that the device (8 9) is arranged for generating a magnetic field so that a magnetic pole of the same polarity as the first magnetic pole (84) of the rod (82) is provided in close proximity to the rod to reduce the intensity of the active plasma (44) and through the first magnetic pole

(84) of the rod (82) extending magnetic field enlarge.

17. The apparatus of claim 15 or 16, characterized characterized in that a device (93) the adjacent area of the rod (82) which is located outside of the active plasma (44) is provided, slidably supports.

18 ". Device according to claim 17, characterized in that the device (93) for slidable Supporting the adjacent area is designed as a cooling device.

19. The apparatus according to claim 15, characterized in that a shield (87) between the active plasma (44) and a device is provided which is inside the vacuum but outside the active plasma (44) is provided in order to protect this device from a deposition of sputter material.

20. Apparatus for depositing a high rate of sputtering of a selected target material in a vacuum, characterized in that a vacuum chamber (26), an anode (8), a movable cathode (10), comprising the selected target material and means for establishing the conditions required are required to create an active plasma (44) between the anode (8) and an area of the movable cathode (.10) to generate, which is arranged at a certain time in the vicinity of the anode (8) that a device (11, 12, 14) is provided through which the cathode (10) is interrupted in this way is movable that an area, the cathode (10) to a predetermined time arranged in the active plasma (44) and another adjacent region of the cathode (10) outside the active plasma (44) is provided that a cooled support device (15) is provided, through which the area of the movable cathode (10)., which is within of the active plasma (44) is located, can be slidably supported, and that an additional cooling device (35) outside the active plasma (44) on the path of the movable cathode (10) and close to the. movable cathode (10) is arranged to cool the further adjacent area of the cathode (10).

21. The device according to claim 20, characterized in that the movable cathode (10) has a is relatively small in thickness (100) in terms of its length and width.

22. Apparatus for sputtering a high rate of a magnetic target material in a vacuum, characterized in that a vacuum chamber (26), an anode (8), a movable cathode (10) having the magnetic target material and a device for production of the conditions necessary to be an active '

To generate plasma (44) between the anode (8) and a region of the movable cathode (10), which leads to a certain Time in the vicinity of the anode (8) is arranged, has that the vacuum chamber (26) also has a device (30) for generating a magnetic field for amplifying or compressing the active plasma (44), that a device (11, 12, 13, 14) is provided through which the cathode (10) is continuously movable such that at a certain time a region of the cathode (10) in the active plasma

(44) is arranged, while a further adjacent area of the movable cathode (10) outside of the plasma (44) is arranged that a cooled support device

(15) is provided through which the region of the movable cathode (10) which is located in the active plasma (44), That an additional cooling device can be slidably supported

(35) on the path of the movable cathode and in close proximity to the movable cathode (10) outside the active plasma

(44) is provided to the further adjacent area the cathode (10) to cool, and that the movable cathode

(10) has a thickness which is selected so that a supersaturation of the magnetic target material in a Area of the movable cathode (10) can be achieved, which is located at the specific time in the active plasma (44).

23. Apparatus according to claim 20 or 22, characterized in that a shield (43) is provided, through which the device (11 to 14) for continuously moving the cathode (10) and the additional Cooling device (35) can be separated from the active plasma (44).

24. Apparatus according to claim 20 or 22, characterized characterized in that means (41) for continuously determining a thickness (100) of the movable Cathode (10) is provided, and that this device device along a path of the movable cathode (10)

is provided outside the active plasma (44).

25. Apparatus for high rate sputtering of a selected one Target material in a vacuum, characterized in that a vacuum chamber (26), a Has anode (8), a cathode (10) and a device for HofiJLstellung of conditions that are required are to generate an active plasma between the anode (8) and the cathode (10.) that the cathode (10) the selected target material and in the form of a flexible tape (10) having means (15) for supporting an area of the movable belt (TO) in the active plasma (44) at a predetermined distance from the anode (8) it is provided that storage devices (11, 12) for storing a further adjacent area of the Band (10) is provided, which is located outside of the active plasma (44), and that a device (13, 14) for moving the belt (10) between the storage devices (11, 12) and the support device (15) the active plasma is provided.

26. The device according to claim 25, characterized in that in the supporting device (15) a first cooling device (17, 18) is provided.

27. The device according to claim 25, characterized in that a second cooling device (35) outside the plasma (44) on the path of the belt (10) between the support device (15) and the storage devices (11, 12) is provided.

28. Apparatus for high rate sputtering of a selected target material in a vacuum, thereby

characterized in that a vacuum chamber (26), an anode (8), a movable cathode (1Ό) and a device for generating conditions, which are required to create an active plasma (44) between a region of the movable cathode (10) and the Anode (8) to produce that the cathode (10) a selected target material and the shape of a flexible tape comprises that a cooled support device (15) at a predetermined distance from the anode (8) is provided to the area of the cathode (10) running through the active plasma at a certain time support that corresponding coils (11, 12) on the opposite ends of the band (10) attached. are to an adjacent area of the band (10), which is outside of the active plasma (44) is located, and that a device (13, 14) is provided by which can move the tape between the corresponding reels (11, 12) and over the cooled support device (15) is.

29. The device according to claim 28, characterized in that g e k e η η zei.chnet that on the path of the tape (10) in close proximity to the tape and outside of the plasma (44) a Cooling arrangement (35) is provided.

30. The device according to claim 28, characterized in that along the path of the belt (10) outside the active plasma (44) a device (4 2) for determining an end of the strip (10) and for generating it a control signal for reversing the direction of movement of the belt (10) is provided.

31. The device according to claim 28, characterized in that a device (41) for determining the thickness (100) of the belt (10) and that this means is provided along a path of the belt

(10) is arranged outside the active plasma (44).

32. Apparatus according to claim 28, characterized in that between the active plasma (44) and the respective ones in the vacuum chamber (26) outside the active. Plasmas (44) provided facilities Shielding (43) is provided to protect these devices from the deposition of sputtering material.

33. Apparatus for sputtering a selected target material in a vacuum at a high rate thereby characterized in that a vacuum chamber a Anode (8), a movable cathode (60) and a device for establishing the conditions required are to generate between the anode "(8) and the cathode (6 0) an active plasma (44) that the cathode (60) is in the form of a rotating drum surface comprising the selected material that a supporting device (61) is provided at a predetermined distance from the anode (8) in order to slide a Area of the rotating drum surface (6 0) in the active plasma (44) to support, while another adjacent area of the drum surface to a predetermined Time outside of the active plasma (44) · is, and that a device (63 to 66) for rotating the Drum surface is provided at a predetermined speed.

34. Apparatus according to claim 33, characterized in that in the supporting device (61) first Cooling arrangements (18) are provided.

35. Apparatus according to claim 33, characterized in that in close proximity to the rotating Drum surface (60) outside the active plasma (44) a second cooling arrangement (67, 68) is provided.

36. Apparatus according to claim 35, characterized in that a shield (43) for separation the means (63 to 66) for rotating the drum surface (6 0) and the second cooling arrangement (67, 68) of the active plasma (44) is provided.

37. Apparatus according to claim. 33, characterized in that a device (41st) for the continuous Determine the thickness (100) of the rotating drum surface (60) and that this device is provided (41) along a path of the rotating drum surface ('-6O) outside of the active plasma (44) is.

38. Apparatus according to claim 33, characterized in that the rotating drum surface (60) is arranged so that its longitudinal axis is in a direction which itn is substantially perpendicular to an electric field (101) is between the Anode (8) and the rotating drum surface (60).

39. Apparatus for sputtering a selected target material at a high rate in vacuum, characterized in that a vacuum chamber with a Anode, a cathode and a device for generating conditions is provided which are required, to create an active plasma (44) between the anode (74) and the cathode (70) that the cathode (70) the shape

a rotating disc having the selected target material, a support assembly (73) a predetermined distance from the anode (74) to a portion of the rotating disk (70) in to support the active plasma (44) slidingly at a predetermined time, while an adjacent area of the Disc (70) is located outside the active plasma, and that means (77, 78) for rotating the disc (70) is provided at a predetermined speed.

40. Apparatus according to claim 39, characterized in that a first cooling device in the support assembly (73) is provided.

41. Apparatus according to claim 39, characterized in that a second cooling device (71, 72) is provided in close proximity to the rotating disc (70) outside the active plasma (44). . "

42. Apparatus according to claim 40, characterized in that g e k e η η drawings.η et that a shield (76) for separating the means (77, 78) for rotating the disc (70) and the second cooling arrangement (71, 72) is provided by the active plasma.

43. Apparatus according to claim 39, characterized in that a device (4 2) for continuous Determine a thickness (100) of the rotating disc (70) is provided and that this device (42) along a path of the rotating disc (70) is provided outside the active plasma (44).

44. Apparatus according to claim 39, characterized in that the rotating disc (70) is arranged so that it has a flat surface,

which is in a direction substantially perpendicular to the direction (101) of an electrical Field that is formed between the anode (74) and the rotating disk (70).

45. Device according to one of claims 25, 33 or 39, characterized in that the cathode (10, 60, 70) has a magnetic target material, that the device also has a device (30) for generating a magnetic field for compressing the active plasma (44), and that a thickness (100) of the movable cathode (10, 6O ₇ 70) is selected to be small with respect to the other dimensions of the cathode in order to cause supersaturation of the target material in the active plasma (44).

46. Apparatus for sputtering a selected target material at a high rate in a vacuum, thereby characterized in that a vacuum chamber has an anode (8), a cathode and a device for generating of conditions that are required to create an active plasma (44) between the anode (8) and the To generate cathode that the target material having Cathode has the shape of a rod (82) that the rod (82) is movable in the direction of its longitudinal axis is that a first end of the rod (82) is located in the active plasma (44) while another is adjacent Region of the rod (82) including a second opposite end of the rod (82) outside the Plasmas (44) is arranged, and that a device (91) for pushing the rod (82) into the active plasma (44) is provided.

47. Apparatus according to claim 46, characterized in that g e k e η η -

ν. cich η ο t that oinc TCi nricM unq to er / ctuiunq t> iin · :; ·

magnetic field 'is provided to the active plasma (44) to compress and that the magnetic field through the active plasma (44) and the first end of the Rod (82), which is arranged in the plasma, extends in a direction which is substantially parallel to the longitudinal axis of the rod (82) runs.

48. Apparatus for sputtering a selected target material at a high rate in a vacuum, thereby characterized in that a vacuum chamber has an anode (8), a movable cathode (82) and a device to generate conditions that are required to generate an active plasma (44) between the Anode (8) and the cathode (82) cause the movable cathode (82) from the magnetic target material and has the shape of a magnetized rod that the magnetized rod in the direction of its The longitudinal axis is movable so that the first end of the magnetic rod is arranged in the active plasma (44) and a first magnetic pole (84) of a predetermined polarity forms, while another adjacent Area of the rod (82), which is arranged outside the active plasma (44), a second opposite End which forms a second magnetic pole (95) of opposite polarity that a device for generating the magnetic field is provided by the active plasma (44) and the first magnetic Pole (94) of the magnetic rod (82) extends in a direction which is substantially parallel to the The longitudinal axis of the rod (82) shows that the device for generating the magnetic field is a magnetic Pole has the same polarity as the first magnetic pole (94) of the rod and in close proximity to the first magnetic pole Poles is arranged, and that means (91) for pushing the rod (82) into the active plasma, (44) is provided.

49. Apparatus according to claim 46 or 48, characterized in that a device (93) is provided / through which the adjacent area of the rod (82), which is located outside of the active plasma (44) is located, can be slidably supported.

50. Apparatus according to claim 49, characterized in that the device (91) by the Area can be slidably supported, has a cooling arrangement.

51. Apparatus according to claim 46 or 48, characterized in that a shield between the active plasma (44) and the respective other devices that are outside the active plasma (44) is provided in order to protect the other facilities from the deposition of sputter material.

52. Apparatus for sputtering a selected magnetic material at a high rate in a vacuum, thereby characterized in that the deposit is deposited on a movable, non-magnetic elongate substrate (27) takes place that'eine vacuum chamber (26), an anode (8), a movable cathode (10) and means for establishing the conditions necessary for a active plasma (44) between the anode and a region of the movable cathode (10) to generate that the Area of the movable cathode (10) at a predetermined time in close proximity to the anode (8) that the movable Cathode (10) made of the magnetic material in the form of a continuously moving belt (10), a rotating drum surface (60) or a rotating Disc (70) is designed that a device (30) for generating a magnetic field for compression of the active plasma (44) is provided that a device

(11-14, 63-66, 77 and 78) through which the cathode (10, 60, 70) is movable through the active plasma (44) in such a way that a region of the cathode is in the active plasma (44) is arranged, while another adjacent area of the movable cathode outside of the active plasma (44) is arranged that the movable cathode has a thickness (110) which is selected so that by the magnetic Field supersaturation of the area of the movable cathode that is in the active at a given time Plasma (44) is located, it can be achieved that a first cooling device (18) is provided, by means of which a region of the movable cathode can be slidably supported in the active plasma (44), and that a second cooling device (35, 67 and 68, 71 and 72) in close proximity to the movable cathode on the path of the cathode outside of the active plasma (44) is provided.

53. Apparatus according to claim 52, characterized in that a shield (43, 76) is provided through which the active plasma (44) from the means for moving the cathode and the second cooling arrangement is separable.

54. Apparatus according to claim 52, characterized in that a device (4 2) for determining the thickness (100) of the movable cathode along a path of the movable cathode outside of the active plasma is.

55. A method of sputtering at a high rate a selected material onto a substrate in a vacuum, thereby marked is that an anode (8) and a cathode (10) are formed in a vacuum chamber (26), that the conditions are created which are necessary for the production of an active plasma (44) between the anode (8) and the cathode (10) are required that the

Cathode contains the selected target material that the Cathode is moved in the vacuum chamber (26) and is spaced from the substrate, and that the cathode is in. is moved with respect to the active plasma (44) so that a portion of the cathode is located in the active plasma (44) while another adjacent area of the cathode is outside of the active plasma.

56. The method according to claim 55, characterized in that the cathode moves continuously will.

57. The method according to claim 55, characterized in that the movable cathode both within, as well as being cooled outside of the active plasma.

58. The method according to claim 57, characterized in that a structure (15) is provided, which slidably supports the movable cathode in the active plasma (44), and that. movable cathode in the active plasma is cooled by this structure.

59. The method according to claim 55, characterized in that a thickness (100) of the target material the cathode is determined outside the active plasma (44).

60. The method according to claim 55, characterized in that the active plasma is shielded is to protect facilities from sputtering deposits that are in the vacuum chamber outside of the active Plasmas are arranged.

61. The method according to claim 55, characterized in that a magnetic target material

is selected that a magnetic field is established to densify the active plasma, and that the Thickness of the movable cathode is selected so that a region of the target material, which is a predetermined Time is in the active plasma, is supersaturated by the magnetic field.

62. The method according to claim 55, characterized in that the region of the movable cathode, which is located in the active plasma at a given time is significantly smaller than the further adjacent one Area of the cathode.

63. Device according to one of claims 1, 2, 3, 8, 10 or 13, characterized in that the movable cathode is in the form of a flexible tape (10) which moves through the active plasma (44) at a predetermined speed.

64. Device according to one of claims 1, 2, 3, 8 or 10, characterized in that the movable Cathode is in the form of a rotating drum (60) that is continuous at a predetermined speed is moved through the active plasma (44).

65. Device according to one of claims 1, 2, 3, 8 or 10, characterized in that the movable cathode is in the form of a disc (70) which is continuous moved through the active plasma (44) at a predetermined speed.