DE3503693A1 - Target-einheit fuer kreuzfeld-dioden-zerstaeubung und verfahren zur steuerung der erosionsgeometrie unter verwendung eines solchen targets - Google Patents

Target-einheit fuer kreuzfeld-dioden-zerstaeubung und verfahren zur steuerung der erosionsgeometrie unter verwendung eines solchen targets

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DE3503693A1
DE3503693A1 DE19853503693 DE3503693A DE3503693A1 DE 3503693 A1 DE3503693 A1 DE 3503693A1 DE 19853503693 DE19853503693 DE 19853503693 DE 3503693 A DE3503693 A DE 3503693A DE 3503693 A1 DE3503693 A1 DE 3503693A1
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Description

BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft eine Targeteinheit zur Verwendung in Dioden-Zerstäubungs-Anlagen sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Targeteinheit.
Geräte und Anlagen zur Trioden-Zerstäubung von Material sind dem Fachmann bekannt. Letzterenkennt auch Anlagen
en
und Vorrichtung/ zur Diodenzerstäubung von Material. Bei Geräten zur Triodenzerstäubung von Material werden getrennte Anoden und Kathoden als Elektronenquelle verwendet. Diese Elektronen dienen ihrerseits zur Herstellung des Plasmas und zur Erzeugung der zerstäubten Ionen aus dem Targetmaterial. Bezüglich des Aufbaues bekannter Zerstäubungsgeräte und Zerstäubungsanlagen, bei welchen durch Anwendung von Magnetfeldern verbesserte Trioden-Targeteinheiten verwendet werden, sind in der US-PS 41 55 sowie der US-PS 44 04 077 beschrieben.
Es sind auch Dioden-Zerstäubungs-Geräte bekannt, deren Wirkungsgrad durch Einsatz von Magnetfeldern verbessert ist. Derartige Geräte enthalten einen Magnetfeldgenerator, der ein Magnetfeld erzeugt, dessen Kraftlinien sich über die Zerstäubungsoberfläche einer Targeteinheit hinweg und durch diese hindurch erstrecken. Siehe hierzu die US-PS 42 65 729. Bei derartigen Zerstäubungsgeräten mit durch Einsatz von Magnetfeldern verbesserten Wirkungsgrad gibt der Magnetfeldgenerator eine eine geschlossene Schleife darstellende Geometrie der Kraftlinien über die Targetoberfläche hinweg vor. Dabei hat die geschlossenschleifige Geometrie der Kraftlinien zumindest einige nicht-lineare Abschnitte. Man kann auch flexible Magnetfeldgeneratoren dazu verwenden, die Gleichförmigkeit des Magnetfeldes längs der nicht-linearen Abschnitte zu verbessern, um die Form der geschlossenschleifigen Geometrie der Kraftlinien durch die Targetoberfläche hindurch zu steuern.
In Fig. 1 ist eine bekannte Vorrichtung, bei welcher das Magnetfeld zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Zerstäubens eines Targets verwendet wird, schematisch wiedergegeben. Bei derartigen Vorrichtungen wird ein Targetmaterial 20 derart erodiert, daß eine konische Oberfläche 22 erhalten wird. Durch letztere ist ein Graben 24 mit V-förmigem Querschnitt begrenzt. Diese Erosion erfolgt unter der Einwirkung eines Magnetfeldes mit geschlossenschleifiger oder bogenförmiger Geometrie der Kraftlinien 26. Dieses Magnetfeld wird von Magneten 28 und 30 erzeugt. Bei Anwendung dieser bekannten Vorrichtungen wird somit das Targetmaterial derart erodiert, daß es eine kegelförmige Oberfläche erhält. Damit bleibt ein erheblicher Anteil des Targetmaterials 20 unzerstäubt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß man ein Zerstäuben von Material nur dann erhält, wenn das elektrische Feld E das Magnetfeld B im wesentlichen unter 90° schneidet, so daß man ein BxE-FeId erhält. Da die konisch geformte Targetoberfläche 23 des Targetmaterials in konischer Form erodiert wird, bildet sich in der Targetoberfläche der Graben 24, und infolgedessen kann ein Teil des Targetmaterials nicht verwendet werden. Dadurch, daß man unter der Targetoberfläche bewegte Magnete vorsieht, kann man das Ausmaß der Grabenbildung vermindern.
Die Beziehungen, die man zum Aufstellen für das Zerstäuben geeigneter Arbeitsbedingungen benötigt, sind in der US-PS 41 45 825 und der US-PS 44 04 077 im einzelnen beschrieben und brauchen hier somit nicht genauer dargelegt werden.
Durch die vorliegende Erfindung soll der Wirkungsgrad beim Kreuzfeld-Dioden-Zerstäuben von Targetmaterial verbessert werden, d.h. es soll diejenige Menge des Materials vergrößert werden, welche vom Ionentarget durch Zerstäuben
abgelöst werden kann.
35
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Targeteinheit gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Targeteinheit gemäß Anspruch 10.
Die verbesserte Kreuzfeld-Dioden-Zerstäubungs-Targeteinheit nach der vorliegenden Erfindung hat ein Ionentarget, welches eine vorgegebene Oberfläche hat, die aus einem ausgewählten, zu zerstäubenden Material besteht. Das Ionentarget hat eine vorgegebene geschlossene Geometrie, wobei in ihm eine mittige Öffnung vorgesehen ist. Die ausgewählte Oberfläche des Ionentargets hat beabstandete Kanten. Die ausgewählte Oberfläche besteht aus einem Material, welches sich durch Ionenzerstäuben in kontrollierter Weise erodieren läßt. Mittel, die Wände bilden, sind unmittelbar an die beabstandeten Kanten der ausgewählten Oberfläche anstoßend vorgesehen.
Die Wände erstrecken sich im wesentlichen senkrecht von einer jeden der beabstandeten Kanten einer ausgewählten Oberfläche des Ionentargets hinweg und über diese hinaus. Eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes hat Polkörper, welche einander unter Abstand gegenüberliegend angeordnet sind und die Wände bildenden Mittel sowie das Ionentarget einschließen. Die Magnetfeldeinrichtung erzeugt ein lineares magnetisches Feld (B), welches durch die Wände hindurch gerichtet ist, über die ausgewählte Oberfläche des Ionentargets hinweg und durch das Ionentarget hindurch läuft. Die Magnetfeldeinrichtung erzeugt ein lineares magnetisches Feld, welches so stark ist, daß
° ein Einschließen von Plasma zwischen den Seitenwänden und über der ausgewählten Oberfläche erhalten wird. Über die ausgewählte Oberfläche hinweg kann ein elektrisches Feld (E) in einer Richtung angelegt werden, welche im wesentlichen senkrecht auf der Richtung des Magnetfeldes (B) steht, so daß man ein BxE-FeId erhält und Sekundärelektronen
bei der ausgewählten Oberfläche eingeschlossen werden, wodurch die Erosionsgeometrie beeinflußt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Kreuzfeld-Dioden-Zerstäubungsverfahren wird das Erosionsmuster einer Zerstäubungstargeteinheit gesteuert. Bei dem erfindungsgemaßen Verfahren wird ein elektrisches Feld (E) über eine vorgegebene Oberfläche eines Ionentargets hinweg in einer ersten Richtung angelegt. Das Ionentarget hat eine vorgegebene geschlossenschleifige Geometrie und weist eine mittige Öffnung auf. Das Ionentarget ist aus einem ausgewählten Material hergestellt und hat beabstandete Kanten. Die beabstandeten Kanten der ausgewählten Oberfläche des Ionentargetmateriales sind in Wände eingeschlossen. Ein lineares Magnetfeld (B) wird in einer zweiten Richtung angelegt, welche im wesentlichen senkrecht auf der ersten Richtung steht. Das Magnetfeld durchsetzt die Wände, läuft über die ausgewählte Oberfläche hinweg und durch das Target hindurch. Das lineare Magnetfeld (B) ist so stark, daß Plasma und Sekundärelektronen zwischen den Wänden und über der ausgewählten Oberfläche eingeschlossen werden.Man erhält so ein BxE-FeId bei der ausgewählten Oberfläche, durch welche das Erosionsmuster gesteuert wird.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine schematische grafische Darstellung des
Erosionsmusters bei einer herkömmlichen Dioden-
Zerstäubungs-Targeteinheit, bei welcher ein Magnetfeld zur Erhöhung des Wirkungsgrades verwendet wird;
Pig. 2 eine schematische grafische Darstellung einer
Kreuzfeld-Dioden-Zerstäubungs-Targeteinheit nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 einen in Achsrichtung gesehenen transversalen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kreuzfeld-Diodenzerstäubungs-Targeteinheit, welche einen Teil einer Diodenzerstäubungsanlage darstellt;
10
Fig. 4 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Kreuzfeld-Diodenzerstäubungs-Targeteinheit, welche in Aufsicht gesehen ovale Geometrie hat;
Fig. 5 einen Schnitt durch die Kreuzfeld-Diodenzerstäubungs-Targeteinheit nach Fig. 4 längs der dortigen Schnittlinie V-V, und
Fig. 6 die Darstellung einer Mehrzahl von Erosionslinien einer ausgewählten Oberfläche einer
Ionentargeteinheit, bei welcher die Wände aus Targetmaterial hergestellt sind.
Wie oben schon dargelegt, zeigt Fig. 1 eine bekannte Zerstäubungs-Targeteinheit, bei welcher ein Magnetfeld zur Erhöhung des Wirkungsgrades verwendet wird. Diese Targeteinheit hat Magnete 28 und 30, welche unter dem Targetmaterial angeordnet sind. Die kreisbogenförmigen Kraftlinien 20 und 26 haben geschlossenschleifige Geometrie,
was zu einer Unterbrechung der benötigten Beziehung im BxE-FeId führt. Diese besondere Beziehung zwischen dem Magnetfeld und dem elektrischen Feld in dem BxE-FeId wird benötigt, damit überhaupt ein Zerstäuben von Material stattfindet. Die Oberfläche 22 des Targets erodiert in einem V-förmigen Graben, welcher durch die Linie 24 angedeutet ist.
Fig. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße verbesserte Kreuzfeld-Diodenzerstäubungs-Targeteinheit. Wie aus Fig.2 ersichtlich, gehört zu dieser Kreuzfeld-Diodenzerstäubungs-Targeteinheit ein Ionentarget 46 mit einer vorgegebenen Oberfläche 50. Letztere hat eine vorgegebene geschlossenschleif ige Geometrie, wobei ein ausgehöhlter zentraler Bereich vorgesehen ist, welcher z.B. rechteckig oder oval sein kann. Das Ionentarget 46 hat eine ausgewählte Oberfläche mit beabstandeten Kanten. Die Oberfläche 50 des Ionentargets besteht aus einem Material, welches durch Zerstäuben in kontrollierter Weise erodiert werden kann. Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Ausführungsform besteht das Targetmaterial vollständig aus demjenigen ausgewählten Material, welches zerstäubt werden soll, während die seitliehen Wände 40 aus einem unterschiedlichen Material hergestellt sind. Die Wände 40 dienen dazu, das Target fest an seinem Platz zu fixieren. Stattdessen könnte man das Ionentarget 46 aber auch in seinem Bodenabschnitt aus einem ersten Material herstellen, während die obenliegende ausgewählte Oberfläche 50 aus einem anderen Ionen-Targetmaterial bestünde. Man kann auch die Wände in der Nachbarschaft, jedoch unter Abstand vom Target vorsehen, so daß man die Wände auf schwimmendem elektrischen Potential halten kann. Es ist wichtig, daß das Ionen-Targetmaterial ausreichende Tiefe und Breite aufweist, so daß es eine Gesamtoberfläche hat, welche beim Zerstäuben in kontrollierbarer Weise erodiert werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind unmittelbar 30
anstoßend an die beabstandeten Kanten der ausgewählten
Oberfläche 50 des Ionen-Targets 46 Mittel vorgesehen, welche dazu dienen, zwei Wände 40 zu bilden. Die Wände 40 berühren eine jede der beabstandeten Kanten der ausgewählten Oberfläche 50 des Ionentargets 46 und erstrecken 35
sich im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche 50 und stehen über letztere über.
γ α.
Gegenüber den Wänden 40 kann ein Gehäuse 42 angeordnet sein, so daß man einen speziellen Hohlraum erhält, in welchem das Plasma zusammengehalten wird. Beim Diodenzerstäuben kann das Gehäuse selbst wassergekühlt sein und als Anode verwendet werden.
Eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes, welche z.B. einen Nordpol und einen Südpol aufweist, ist in der Zeichnung in Form eines ersten magnetischen Polkörpers und eines zweiten magnetischen Polkörpers 54 wiedergegeben. Die Polkörper 52 und 54 sind einander unter Abstand gegenüberliegend angeordnet und schließen die Wände 40 und das Ionentarget 46 ein. Die Polkörper 52 und 54 der Magnetfeldeinrichtung erzeugen ein lineares magnetisches Feld (B), welches von den magnetischen Polkörpern durch die Wände 40, über die ausgewählte Oberfläche 50 hinweg und durch das Ionentarget 46 verläuft. Auf diese Weise erfüllt das lineare Magnetfeld (B) zwei Aufgaben: Erstens dient es als Abdeckung für zwischen den Wänden 40 einge-
*® schlossenes Plasma, wobei die Wände 40 die Seitenwände eines Hohlraumes vorgeben und die ausgewählte Oberfläche 50 den Boden dieses Hohlraumes vorgeben; zweitens wird ein magnetischer Fluß durch die Targeteinheit und über die ausgewählte Oberfläche des Ionentargets hinweg gerichtet, wodurch Sekundärelektronen eingeschlossen werden. Das lineare Magnetfeld ist so stark, daß ein Einschließen von Plasma zwischen den Wänden und über der ausgewählten Oberfläche 50 gewährleistet ist. Bei Zerstäubungsanlagen wird das elektrische Feld E, welches in Fig. 2 durch einen
Pfeil E angedeutet ist, quer über die ausgewählte Oberfläche hinweg in einer Richtung angelegt, welche senkrecht auf der Richtung des Magnetfeldes (B) steht. Das Magnetfeld ist in Fig. 2 durch den Pfeil B angedeutet.
Durch diese beiden senkrecht aufeinanderstehenden Felder erhält man ein BxE-FeId bei der ausgewählten Oberfläche Die Geschwindigkeitsrichtung, in welcher die Elektronen durch das BxE-FeId beschleunigt werden, ist durch einen Vektor V dargestellt, welcher aus der Zeichenebene herausweist.
Falls gewünscht kann man ein magnetisches Verbindungsteil 56 dazu verwenden, den Nordpol des ersten magnetischen PoI-körpers 52 mit dem Südpol des magnetischen Polkörpers 54 zu verbinden und so einen geschlossene Flußweg für das Magnetfeld schaffen. Man kann auch die Dichte des Magnetfeldes unter Verwendung von Wicklungen 58 steuern, welche um einen jeden der Polkörper 52 und 54 herum vorgesehen sind. Die Wicklungen 58 sind mit einer einstellbaren Magnetfeld-Steuereinheit 64 verbunden. Die einstellbare Magfeld-Steuereinheit 64 kann die Dichte des linearen Magnetfeldes (B) so ändern, daß gewährleistet ist, daß das Feld so stark ist, daß Plasma und Sekundärelektronen eingeschlossen bleiben und daß die BxE-Beziehung längs der gesamten ausgewählten Oberfläche des Ionentargets aufrecht erhalten wird.
Wie ebenfalls in Fig. 2 gezeigt, kann man die Kreuzfeld-Diodenzerstäubungs-Targeteinheit in einer Diodenzerstäubungsanlage verwenden. Bei einer anderen Ausführungsform kann in der Kreuzfeld-Diodenzerstäubungs-Targeteinheit eine Anode 38 in Form eines Leiters verwendet werden, welcher unter Abstand von den die Wände 40 bildenden Mitteln angeordnet ist. Die Anode ist Teil einer elektrischen Schaltung, zu welcher auch das Ionentarget 46 gehört, deren ausgewählte Oberfläche so elektrisch zu einer Kathode wird. Auf diese Weise werden zwischen der Anorde 38 und dem Target 46 Elektronen erzeugt, wodurch man ein Diodenzerstäuben der Oberfläche des Ionentargets in einem vor-
gebbarem Erosionsmuster erhält. Diese Anordnung erlaubt somit einer Vorrichtung zum Diodenzerstäuben das Zerstäuben magnetischen Materiales in beeinflußbarer Art und Weise.
Das Erosionsmuster der ausgewählten Oberfläche des Ionentargetmaterials kann spezifisch und selektiv so gesteuert werden, daß sowohl die Erosionsgeschwindigkeit als auch die Geometrie des Erosionsmusters derart maximiert werden, daß die benötigte BxE-FeldbeZiehung quer über einen sehr großen Abschnitt der Targetoberfläche eingehalten ist. Auf diese Weise erhält man ein sehr wirkungsvolles Zerstäuben des Targetmaterials.
Die magnetischen Polkörper 52, 54 können bezüglich der Wände und des Ionentargets derart positioniert sein, daß durch die Wände hindurch und über die ausgewählte Oberfläche des Ionentargets hinweg nicht nur ein lineares Magnetfeld erzeugt wird sonder auch das Ionentarget nicht einen nennenswerten Anteil des für das Targetmaterial externen Magnetfeldes konzentriert oder ablenkt, wodurch die Dichte des Magnetfeldes erheblich vermindert wird. Das lineare Magnetfeld kann somit zwei Aufgaben erfüllen: Erstens dient es als Kappe oder Deckel für das Plasma, welches längs der ausgewählten Oberfläche des Ionentargetmaterials gebildet wird und zwischen den Wänden gehalten wird. Zweitens dient es als Mittel zum Aufbauen eines so starken Magnetfeldes, daß die BxE-FeldbeZiehung eingehalten wird und Sekundärelektronen über einen großen
Abschnitt der ausgewählten Oberfläche hinweg eingeschlossen werden, wodurch ein gleichförmiges Erodieren dieser Oberfläche gewährleistet ist.
Die ausgewählte Oberfläche des Ionentargets kann aus magnetischem Material oder nicht-magnetischem Material hergestellt sein. Die Wände können aus einem elektrisch isolierenden Material oder einem Magerial, welches das Target festspannen kann, hergestellt sein. Die Wände können auch an das eigentliche Target angeformt sein und aus dem Targetmaterial hergestellt sein.
Fig. 3 ist ein transversaler Schnitt durch eine bevorzugte Zerstäubungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, hat ein Gehäuse eine Deckplatte 10, Seitenplatten 112 sowie eine Bodenplatte 114. Die insgesamt mit 124 bezeichnete Targeteinheit hat Wände 120, die aus einem vom eigentlichen Targetmaterial verschiedenen Material hergestellt sind. Das Ionentarget 124 hat eine ausgewählte Oberfläche 126, die bei seiner Oberseite vorgesehen ist und welche ein austauschbares Segment aus zu zerstäubendem Material ist. Bei dem kontrollierten Erodieren des Targets 126 ähnelt das in der Targetoberfläche 130 gebildete Muster demjenigen, welches in Fig. 2 durch die Linie 48 angedeutet ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 kann die Zerstäubungsvorrichtung die ausgewählte Oberfläche des Ionentar-2^ getmaterials 126 wirkungsvoll erodieren, wobei ein Abschnitt des lonentargets 124 derart geformt wird, daß ein erheblicher Anteil des Ionentargetmateriales zerstäubt werden kann. Man erhält auf diese Weise ein sehr effizientes Zerstäuben des Targetmaterials in einer Dioden-
Zerstäubungsanlage.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3, welche - wie dargelegt - in einer Diodenzerstäubungsanlage verwendet werden kann, wird ein lineares Magnetfeld dazu verwendet,
Plasma und Sekundärelektronen einzuschließen. Letztere
/Ib'
sorgen ihrerseits dafür, daß die Diodenzerstäubungsvorrichtung magnetisches Material mit gutem Wirkungsgrad zerstäubt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 kann das magnetische Target 126 stattdessen auch aus einer Anzahl magnetischer Materialien hergestellt sein, z.B. einer Nickel-Eisen-Legierung, wobei ein vorgegebenes Verhältnis derart eingehalten wird, daß magnetisches Material mit veränderliehen magnetischen Eigenschaften in kontrollierter Weise erfindungsgemäß zerstäubt werden kann.
Die Fign. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Ionentargeteinheit magnetische Polkörper und eine ausgewählte Oberfläche des Ionentargets aufweist, welche alle in Längsrichtung gesehen, konstanten Querschnitt aufweisen und in Aufsicht gesehen ovale Geometrie haben. Diese Teile bilden zusammen ebenfalls eine verbesserte Kreuzfeld-Diodenzerstäubungs-Targeteinheit. Die
Ionentargetoberflache 154 ist zwischen den magnetischen Polkörpern 150 und 152 angeordnet, wobei dazwischen Wände 156 und 160 eingeschoben sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Wände elektrisch schwimmende Wände. Wie in Fig.5 dargestellt, erzeugen die magnetischen Polkörper 150 und
152 ein lineares Magnetfeld, welches die Wände 156 und 160 durchsetzt. Dieses Magnetfeld erüllt wiederum die doppelte Aufgabe des Einschließens von Plasma und Sekundärelektronen und des Aufrechterhaltens der benötigten
BxE-Feldbeziehung. Wie in Fig. 5 gezeigt, können die Ab-30
messungen der magnetischen Polkörper 150 kleiner sein als die Abmessungen des Targetmateriales 154. Auch kann der zweite Polkörper 152 andere Abmessung aufweisen als der erste Polkörper 150 und das Ionentarget 154. Die Stärke
des linearen Magnetfeldes (B) kann man dadurch beeinflus-35
sen, daß man die Größe der Magneten abwandelt. Dies wäre vorteilhaft bei einer Anordnung mit rechteckiger Geometrie.
Fig. 6 zeigt ein Ionentarget 180 mit Wänden und einem rechteckigen Querschnitt, welches aus ein und demselben Material hergestellt ist. Bei diesem Target kann die gesamte ausgewählte Oberfläche 182 in einer kontrollierbaren Kontur des Erosionsmusters erodiert werden. So wird z.B. in der Anfangsphase des Erodierens der Oberfläche die Oberflächengeometrie etwas kreisbogenförmig, wie durch die gestrichelte Linie 184 angedeutet. Beim Fortschreiten des Zerstäubungsprozesses wird die BxE-Feldbeziehung durch das lineare Magnetfeld aufrecht erhalten, und das Erosionsmuster beginnt eine schon recht gut rechteckige Form anzunehmen, wie durch die gestrichelte Linie 186 angedeutet. Mit weiter fortschreitendem Erodieren des Ionentargetmateriales wird dann das Erosionsmuster fast rechteckig, wie durch die gestrichelte Linie 188 gezeigt. Dies führt dazu, daß beim Zerstäuben ein sehr großer Anteil des Targetmateriales verbraucht wird. Darauf hinzuweisen ist, daß die Wände nicht erodiert werden, da dort kein BxE-FeId vorliegt. In der Praxis kann sich auf den Wänden sogar Targetmaterial niederschlagen, welches von der ausgewählten Oberfläche durch Zerstäuben abgelöst wurde.
Die in Fig. 2 gezeigte Kreuzfeld-Diodenzerstäubungs-Targeteinheit kann in einem vorteilhaften, neuen Verfahren zur Steuerung des Erosionsmusters eines Ionentargets in einer Diodenvorrichtung verwendet werden. Das Verfahren zur Steuerung des Erosionsmusters bei einem Kreuzfeld-Diodenzerstäubungs-Targeteinheit umfaßt folgende Schritte: Anlegen eines elektrischen Feldes (E) über eine vorge-
gebene Oberfläche eines Ionentargets hinweg in einer er-
Oberfläche
sten Richtung, wobei diese/aus ausgewähltem Material hergestellt ist und beabstandete Kanten aufweist, wobei die beabstandeten Kanten der ausgewählten Oberfläche des
Ionentargets durch Wände umschlossen sind; und Anwenden 35
eines linearen magnetischen Feldes (B) in einer zweiten Richtung, die im wesentlichen senkrecht auf der ersten Richtung steht, durch die Wände hindurch, quer über die ausgewählte Oberfläche hinweg und durch das Target hindurch. Das lineare Magnetfeld (B) ist so stark, daß Plasma und Sekundärelektronen zwischen den Wänden und über der ausgewählten Oberfläche eingeschlossen wird. Durch Verwendung des elektrischen Feldes (E) und des Magnetfeldes (B) wird somit bei der ausgewählten Oberfläche des Ionentargets ein BxE-FeId erzeugt, wodurch sich das Erosionsmuster im Target steuern läßt. Es werden ferner Sekundärelektronen unter Verwendung einer Anode und einer Kathode hergestellt, wobei letztere durch die ausgewählte Oberfläche des Ionentargetmaterxals gebildet ist, die hierzu entsprechend geschaltet ist. Auf diese Weise erhält man ein Kathodenzerstäuben der ausgewählten Oberfläche des Ionentargets.
Darüber hinaus kann man die Dichte des linearen Magnetfeldes auf eine Vielzahl von Arten steuern, z.B. unter Verwendung einer Steuereinheit zur Erzeugung eines variablen Magnetfeldes. Dadurch, daß man die Dichte des Magnetfeldes (B) abändert, wird auch das BxE-FeId entsprechend geändert. Hierdurch wird dann das Erosionsmuster der ausgewählten Oberfläche ebenfalls entsprechend abgeändert.
Wie schon oben dargelegt, kann das hier beschriebene Verfahren dazu verwendet werden, in kontrollierbarer Weise 3^ ein ausgewähltes Material zu erodieren, welches aus einem magnetischen Material wie Ni-Fe oder einem nicht magnetischen Material wie Kupfer besteht.
•41.
Leerseite -

Claims (1)

  1. •·*■
    PATENTANSPRÜCHE;
    1. Kreuzfeld-Dioden-Zerstäubungs-Targeteinheit, gekennzeichnet durch
    5
    a) ein Ionentarget (46) bei dem eine ausgewählte Oberfläche (50) aus einem ausgewählten Material hergestellt ist, wobei das Ionentarget (46) mit einer vorgegebenen, eine geschlossene Schleife bildenden Geometrie hergestellt ist, wobei hierin eine mittige Öffnung vorgesehen ist, und wobei die ausgewählte Oberfläche (50) beabstandete Kanten aufweist und die ausgewählte Oberfläche (50) in steuerbarer Weise durch Zerstäuben erodiert werden kann; 15
    b) Mittel (40), welche einer jeden der beabstandeten
    Kanten der ausgewählten Oberfläche (50) zugeordnet sind und Wände bilden, welche im wesentlichen senk- f recht von einer jeden der beabstandeten Kanten der «. 2^ ausgewählten Oberfläche (50) des Ionentargets (46) weglaufen und über diese überstehen; und
    c) eine magnetische Einrichtung (52,54), welche einander unter Abstand gegenüberliegende Pole aufweist
    und die Wände bildenden Mittel und das Ionentarget (46) umschließt und dazu dient ein lineares Magnetfeld (B) zu erzeugen, welches die Wände durchsetzt, über die ausgewählte Oberfläche (50) hinweg und durch das Ionentarget (46) hindurchläuft, wobei die magne-
    tische Einrichtung ein so starkes lineares magnetisches Feld erzeugt, daß Plasma zwischen den Wänden (40) und über der ausgewählten Oberfläche (50) eingeschlossen wird, wobei über die ausgewählte Oberfläche
    (50) hinweg ein elektrisches Feld (E) angelegt werden 35
    kann, dessen Richtung im wesentlichen senkrecht zu
    ORIGINAL INSPECTED
    derjenigen des Magnetfeldes (B) verläuft, so daß man ein BxE-FeId erhält und Sekundärelektronen bei der ausgewählten Oberfläche (50) eingeschlossen werden, wodurch die Eriosionsgeometrie gesteuert werden kann.
    2. Targeteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wände bildenden Mittel (40) das Ionentarget (46) in einer Stellung fixiert wird, in welcher sich die ausgewählte Oberfläche (50) zwischen diesen Mitteln erstreckt.
    3. Targeteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände bildenden Mittel getrennte, beabstandete,
    !5 elektrisch schwimmende Wände sind.
    4. Targeteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände bildenden Mittel an das Ionentarget (180) angeoformt sind und aus dem Ionentargetmaterial bestehen.
    5. Targeteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählte Oberfläche (130) des Ionentargets
    aus magnetischem Material besteht. 25
    6. Targeteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählte Oberfläche des Ionentargets aus nichtmagnetischem Material besteht.
    7. Ionentarget nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes aufweist:
    Eine erste Magnetfeldeinheit, welche in der Nachbarschaft der einen Kante der ausgewählten Oberfläche (50) des Ionentargets (46) angeordnet ist und der vorstehenden Wand (40) benachbart ist; und
    eine zweite Magnetfeldeinheit, die auf der anderen Seite der gegenüberliegenden vorstehenden Wand angeordnet ist, welche ihrerseits der zweiten Kante der ausgewählten Oberfläche (50) des Ionentragets (46) zugeordnet ist.
    8. Targeteinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (64) zur kontinuierlichen Einstellung der Größe des Magnetfeldes, welche mit der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes (52,54,58) gekoppelt ist und die Dichte des Magnetfeldes steuert, welches über die ausgewählte Oberflche (50) hinweg und durch das Ionentarget (46) hindurchläuft.
    9. Targeteinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anode (3 8), welche unter Abstand von den Wände bildenden Mitteln (40) angeordnet ist und schaltungsmäßig so mit dem Ionentarget (46) verbunden ist, daß die ausgewählte Oberfläche(50) eine Kathode bildet, so daß Elektronen zwischen den genannten Teilen erzeugt werden, wodurch man ein Dioden-Zerstäuben der ausgewählten Oberfläche (50) des Ionentargets (46) in vorgegebener Erosionsgeometrie erhält.
    io. Verfahren zum Steuern der Erosionsgeometrie bei einer Kreuzfeld-Dioden-Zerstäubungs-Targeteinheit, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    a) Anlegen eines elektrischen Feldes (E) in einer er-
    sten Richtung über eine vorgegebene Oberfläche eines Ionentargets (46) hinweg, wobei letzteres eine vorgegebene, eine geschlossene Schleife bildende Geometrie aufweist und eine mittige öffnung hat, und wobei diese vorgegebene Oberfläche aus ausgewähltem Material hergestellt ist und beabstandete Kanten aufweist;
    b) Einschließen der beabstandeten Kanten der ausgewählten Oberfläche (50) des Ionentargets (46) zwischen Wänden (40); und
    c) Anwenden eines linearen Magnetfeldes (B) in einer zweiten Richtung, welche im wesentlichen senkrecht auf der ersten Richtung steht, wobei dieses Magnetfeld die Wände (40) durchsetzt, sich über die ausgewählte Oberfläche (50) und durch das Target (46) hindurcherstreckt und wobei das lineare Magnetfeld (B) so stark ist, daß Plasma und Sekundärelektronen zwischen den Wänden (40) und über der ausgewählten Oberfläche (50) eingeschlossen werden, so daß man bei der ausgewählten Oberfläche (50) ein BxE-FeId erhält, durch welches die Erosionsgeometrie gesteuert wird.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Anode (38) und der ausgewählten Oberfläehe (50), welche als Kathode geschaltet ist, ein Vorrat an Elektronen erzeugt wird, welcher das Diodenzerstäuben der ausgewählten Oberfläche (50) des Ionentargets (46) ermöglicht.
    2^ 12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Dichte des linearen Magnetfeldes steuert, wodurch das BxE-FeId variiert wird, was wiederum zu einer Abwandlung des Erosionsmusters der ausgewählten Oberfläche (50) des Ionentargets (46) beim Diodenzerstäuben
    fuhrt.
    13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des ausgewählten Targetmaterials aus magnetischem Material besteht.
    35
    1 14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des ausgewählten Targetmaterials aus nicht magnetischem Material besteht.
    5 15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (40) an das Ionentarget (46) anstoßen.
    16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (40) dem Ionentarget (46) benachbart
    10 s ind.
    17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (190) an das Ionentarget (180) angeformt sind und aus dem Ionentargetmaterial bestehen.
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