DE3854276T2

DE3854276T2 - Kathodenzerstäubungsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung desselben.

Info

Publication number: DE3854276T2
Application number: DE3854276T
Authority: DE
Inventors: Mitsuaki Horiuchi; Hiroshi Saito; Shinji Sasaki; Hideki Tateishi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-01-07
Filing date: 1988-01-05
Publication date: 1996-01-11
Anticipated expiration: 2008-01-06
Also published as: DE3854276D1; EP0275021B1; KR910001879B1; EP0275021A2; KR880009454A; US4853102A; EP0275021A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zerstäubungsverfahren zur Erzeugung einer Dünnschicht, und insbesondere ein Zerstäubungsverfahren, das zur zufriedenstellenden Beschichtung winziger stufiger Teile, winziger Rillen und winziger Löcher in der Oberfläche eines Substrats für eine hoch integrierte mehrschichtige Halbleitervorrichtung mit winzigen Verdrahtungen geeignet ist, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung desselben.
Die provisorische japanische Patentveröffentlichung Nr. 60-221563 offenbart eine Vorspannungs-Zerstäubungsvorrichtung, die derart aufgebaut ist, daß ein starkes Magnetfeld an Plasma angelegt wird, um den Strom zu steigern, der in das Substrat fließt, auf dem eine Schicht gebildet werden soll. Dies bedeutet, daß bei dieser Vorspannungs-Zerstäubungsvorrichtung ein Objektsubstrat gegenüber einer Magnetron-Zerstäubungselektrode angeordnet ist und ein Teil der Ionen in einem an der Magnetron- Zerstäubungselektrode erzeugten Plasma durch Anlegen einer negativen Vorspannung an die Oberfläche des Substrats veranlaßt wird, in die Oberfläche des Substrats zu fließen.
Das US-Patent Nr. 3,325,394 offenbart eine Zerstäubungstechnik, bei der ein Cuspis-Feld verwendet wird. Nach dieser Technik wird ein Objektsubstrat gegenüber einer Zerstäubungselektrode angeordnet, und ein Cuspis-Feld wird durch zwei Gruppen von Elektromagneten zwischen dem objektiven Substrat und der Zerstäubungselektrode erzeugt, um die Dichte des Plasmas zu erhöhen und die Schichterzeugungsgeschwindigkeit zu steigern. Da ein Magnetron-Zerstäubungsprozeß, der nach dem ein Cuspis-Feld verwendenden Zerstäubungsprozeß offenbart wurde, hinsichtlich des Aufbaus der Vorrichtung zur Ausführung desselben einfacher und wirkungsvoller als der ein Cuspis-Feld zur Steigerung der Schichterzeugungsgeschwindigkeit verwendende Zerstäubungsprozeß ist, wurde die Verwendung eines Cuspis-Felds nicht beachtet.
Die EP-A-0173164 offenbart ein mikrowellenunterstütztes Zerstäubungsverfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Dünnschicht auf einem Substrat mit einer hohen Geschwindigkeit. Dies wird erreicht durch Kombinieren einer Mikrowellenanregung mit einem Cuspis-Feld, das von einem Paar von Magneten erzeugt wird, die jeweils an der Targetseite und der Substratseite der Vorrichtung angeordnet sind. Durch diese Einrichtungen werden die Plasmadichte und damit die Abscheidungsgeschwindigkeit gesteigert.
Bei dem Vorspannungs-Zerstäubungsprozeß wird eine negative Vorspannung an die Oberfläche eines Substrats angelegt, während ein schichtbildendes Material auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden wird, damit Ionen aus einem Plasma auf die Oberfläche des Substrats fallen, um die Energie der Ionen auf die Partikel des dünnschichtbildenden Materials zu übertragen, um die Bewegung der Partikel des schichtbildenden Materials auf der Oberfläche des Substrats zu verbessern, so daß die Verteilung der Partikel des schichtbildenden Materials auf den Oberflächen von in dem Substrat ausgebildeten Rillen und Löchern verbessert wird. Dementsprechend ist es unerläßlich, die Menge der auf das Substrat auftreffenden Ionen zu steigern, was erreicht werden kann, indem die Plasmadichte auf dem Substrat gesteigert wird, um einen in das Substrat fließenden Ionenstrom zu steigern, oder indem die Vorspannung gesteigert wird.
Da die herkömmliche Magnetron-Zerstäubungselektrode Plasma auf ihrer dem Substrat zugewandten Seite hält, kann die Plasmadichte auf der Oberfläche des Substrats durch einfaches Anlegen einer Vorspannung an die Oberfläche des Substrats nicht in ausreichend hohem Maße gesteigert werden. Unsere Vorversuche haben gezeigt, daß die Intensität des in das Substrat fließenden Ionenstroms im Bereich von 0,5 A / 125 mm Durchmesser und die Plasmadichte auf dem Substrat im Bereich von 2 10¹&sup0;/cm&supmin;³ lagen und die Verteilung des schichtbildenden Materials (Aluminium) über die Oberfläche eines quadratischen Lochs von 1,0 um² und 1,0 um Tiefe erfolgte.
Wie allgemein bekannt, steigt die Menge an von der durch Zerstäubung erzeugten Schicht absorbiertem Ar-Gas mit der Vorspannung.
Durch Vorversuche wurde ebenso festgestellt, daß in einer unter Verwendung einer hohen Vorspannung im Bereich von 140 V und darüber durch Zerstäubung erzeugten Schicht Hohlräume und Blasen auftreten, wenn die Schicht nach der Zerstäubung einem Glühen unterzogen wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen übermäßigen Temperaturanstieg im zentralen Abschnitt des Substrats aufgrund der Konzentration hochenergetischer Elektronen an dem zentralen Abschnitt des Substrats zu verhindern, zu bewirken, daß Ionen gleichmäßig auf das Substrat fallen, eine Dünnschicht von gleichmäßiger Qualität zu bilden, und eine gleichmäßige Migration der Partikel des schichtbildenden Materials über die gesamte Oberfläche des Substrats zu veranlassen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und die Vorrichtung nach Anspruch 5 gelöst.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine schematische Längsquerschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zerstäubungsvorrichtung;
Figur 2 ist eine diagrammartige Darstellung, die die Verteilung von Magnetfeldlinien zwischen einem Substrat und einem Target in der Zerstäubungsvorrichtung nach Fig. 1 zeigt;
Figur 3 ist eine Kurve, die die Stromdichte des auf ein Substrat fließenden Ionenstroms und die Energiedichte der auf einem Substrat fließenden Elektronen in bezug auf die zentrale Magnetflußdichte einer Substratspule zeigt;
Figur 4 ist eine schematische Längsquerschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zerstäubungsvorrichtung.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Nach Fig. 1, die eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zerstäubungsvorrichtung darstellt, ist eine Zerstäubungselektrode 4 an einem Isolierelement 3 befestigt, um in einer in der oberen Wand einer Vakuumkammer 1 ausgebildeten Öffnung 2 angeordnet zu werden. Ein aus einem schichtbildenden Material ausgebildetes Target 5 ist an der unteren Fläche, nämlich einer Oberfläche der Zerstäubungselektrode, die dem Inneren der Vakuumkammer 1 zugewandt ist, angeordnet, und eine Targetspule 6 und ein Joch 7, das die Spule 6 umschließt, sind an der oberen Fläche, nämlich einer dem Äußeren der Vakuumkammer 1 zugewandten Fläche der Zerstäubungselektrode 4, angeordnet. Die Targetspule 6 ist mit einer Stromquelle 23 für die Targetspule verbunden. Die Zerstäubungselektrode 4 ist mit einer Zerstäubungsstromquelle 20 verbunden. Eine Anode 28 ist um das Target 5 angeordnet, wobei ein Spalt ausgebildet ist, der eine Entladung des Targets 5 verhindert. Die Anode 28 ist durch einen Isolator 8 an der Vakuumkammer 1 befestigt. Das Potential der Anode 28 wird selektiv auf ein Schwebepotential, ein Erdpotential, eine frei gewählte positive Spannung oder eine frei gewählte negative Spannung eingestellt.
Eine Substratelektrode 10 zum Halten eines Substrats 25 ist gegenüber der Targetelektrode 4 angeordnet. Die Substratelektrode 10 kann durch einen Elektrodenverschiebungszylinder 10B zwischen einer in Fig. 1 durch durchgehende Linien dargestellten Substratbewegungsposition und einer in Fig. 1 durch abwechselnd kurz und lang gestrichelte Linien dargestellten Bearbeitungsposition verschoben werden. Die Substratelektrode 10 weist ein Substrathebeelement 39 zum vertikalen Bewegen des Substrats 25 auf.
Ein Temperatursteuersystem zur Kühlung des Substrats 25 umfaßt ein durch eine koaxial durch den Stab 10B der Substratelektrode 25 und den zentralen Abschnitt der Substrathalteplatte 10A der Substratelektrode 10 ausgebildete Durchgangsbohrung eingeführtes Gaszufuhrrohr 29, eine (nicht dargestellte) Gaszufuhrvorrichtung zur Zufuhr eines Kühlgases, das mit dem die Vakuumkammer 1 füllenden übereinstimmt, nämlich eines inerten Gases, wie Ar-Gas, durch das Gaszufuhrrohr 29 in die Vakuumkammer 1, und einen nicht dargestellten Temperaturregulator zum Regeln der Temperatur des Kühlgases.
Das Kühlgaszufuhrrohr 29 erstreckt sich durch das Substrathebeelement 39, um ein Kühlfluid zur Kühlung des Substrats 25 zwischen dem Substrat 25 und der Substrathalteplatte 10A zuzuführen. Die Substratelektrode 10 ist ebenso mit einer in die Substrathalteplatte 10A eingebauten inneren Substratspule 30 ausgestattet. Eine äußere Substratspule 17 ist an einer der Bearbeitungsposition der Substratelektrode 10 entsprechenden Position angeordnet. Wenn sich die Substratelektrode 10 in der Bearbeitungsposition befindet, erzeugen die innere Substratspule 30, die äußere Substratspule 17 und die Targetspule 6 ein Cuspis-Feld.
Eine Einheit 38 zum Anlegen einer Vorspannung an das Substrat 25 ist an der rechten Seite der Bearbeitungspositon der Substrathalteplatte 10A der Substratelektrode 10 angeordnet, um eine Vorspannung an das in der Bearbeitungsposition angeordnete Substrat 25 anzulegen. Die Einheit 38 zum Anlegen einer Vorspannung umfaßt ein Kontaktelement 40, mit dem das Substrat 25 in Kontakt gebracht wird, ein das Kontaktelement 40 haltendes Basiselement 41, von dem Basiselement 41 gehaltene Rollen 42, eine Führungsplatte 44 mit Führungsrillen 43 zur Führung der jeweiligen Rollen 42, eine Feder 45, die, in der Darstellung der Fig. 1, die Basisplatte 41 nach rechts vorspannt, und einen Leistungszylinder 46, um die Basisplatte, in der Darstellung in Fig. 1, nach links zu drücken, so daß die Basisplatte 41 schräg nach unten bewegt wird.
Das Substrat 25 wird von einer Beförderungsvorrichtung 49 durch eine an einer Seitenwand der Vakuumkammer 1 vorgesehene Eingangstür 47 in die Vakuumkammer 1 und von einer Beförderungs vorrichtung 50 durch eine an einer weiteren Seitenwand der Vakuumkammer 1 vorgesehene Ausgangstür 48 aus der Vakuumkammer 1 befördert.
Wenn lediglich eine Gleichstrom-Vorspannung an das Substrat 25 angelegt wird, kann die in Fig. 1 dargestellte Hochfrequenz-Energiequelle 21 weggelassen werden. Die in Fig. 1 dargestellte Gleichstromquelle 22 kann weggelassen werden, wenn lediglich eine Hochfrequenz-Vorspannung an das Substrat 25 angelegt wird. Wenn eine Hochfrequenz-Vorspannung an das Substrat 25 angelegt wird, ist ein Substrathalter 12 aus einem Isoliermaterial ausgebildet, um ein Hochfrequenzplasma abzuschirmen.
Die Targetspule 6 und die Energiequelle 23 für die Targetspule zur Erzeugung eines Magnetfelds kann durch einen entsprechenden Dauermagneten ersetzt werden.
Die Funktionsweise der Zerstäubungsvorrichtung wird im folgenden beschrieben.
Die Beförderungsvorrichtung 49 befördert das Substrat 25 durch die Eingangstür 47 in die Vakuumkammer 1 in eine Position, die der Mitte der Substratelektrode 10 entspricht. Danach wird das Hebeelement 39 angehoben, um das Substrat 25 von der Beförderungsvorrichtung 49 aufzunehmen. Anschließend wird die Beförderungsvorrichtung 49 zurückgezogen, das Hebeelement 39 wird gesenkt, um das Substrat 25 auf die Substrathalteplatte 10A anzubringen, und danach hält der Substrathalter 12 das Substrat 25 auf der Substrathalteplatte 10A.
Ein inertes Gas, wie Ar-Gas, wird durch ein Gaszufuhrsystem 19 der Vakuumkammer 1 zugeführt. Die Vakuumkammer 1 wird durch ein Evakuierungssystem 18 evakuiert.
Anschließend wird ein nicht dargestellter Elektrodenantriebszylinder betätigt, um die Substratelektrode 10 in die Bearbeitungsposition zu heben, und die Eingangstür wird geschlossen. Die Evakuierungsvorrichtung 18 wird im Verhältnis zur Strömungsrate eines durch das Gaszufuhrrohr zugeführten Gases mit einer derartigen Evakuierungsrate betätigt, daß der innere Druck der Vakuumkammer auf einem Wert gehalten wird, der typischerweise im Bereich von 0,1 Pa liegt.
Die Energiequelle 23 der Targetspule, die Energiequelle 24 der Substratspule und die Energiezufuhr 31 der inneren Substratspule führen jeweils der Targetspule 6, der Substratspule 17 und der inneren Substratspule 30 Spulenströme zu, so daß von der Targetspule 6 und der Substratspule 17 jeweils Magnetfelder mit entgegengesetzten Polaritäten und von der Targetspule 6 und der inneren Substratspule 30 Magnetfelder mit der gleichen Polarität erzeugt werden. Dementsprechend wird ein Cuspis-Feld erzeugt, wie in Fig. 1 durch die Magnetfeldlinien 26 dargestellt. Anschließend legt die Zerstäubungsenergiequelle 20 eine Zerstäubungsspannung an die Zerstäubungselektrode 4 an, und dadurch wird Plasma 27 mit hoher Dichte in einem durch die Magnetfeldlinien definierten Raum zwischen der Oberfläche des Targets 5 und der Oberfläche des Substrats 25 erzeugt. Dann legt die Gleichstromquelle 22 über den Substrathalter 12 eine Gleichstrom- Vorspannung an die Oberfläche des Substrats 25 an, um die Oberfläche des Substrats 25 auf einem negativen Vorspannungspotential zu halten, oder die Hochfrequenz-Energiequelle 21 führt der Substratelektrode 10 eine Hochfrequenzenergie zu, um die Oberfläche des Substrats 25 durch Erzeugen von Hochfrequenzplasma auf dem negativen Vorspannungspotential zu halten und um das negative Vorspannungspotential auf der Oberfläche des Substrats 25 zu veranlassen, um das Fließen von Ionen in dem Plasma 27 in das Substrat 25 zu veranlassen. Das Substrat 25 wird von durch das Gaszufuhrrohr 29 zugeführtem Ar-Gas auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten.
Durch Anlegen der Zerstäubungsenergie an die Targetelektrode 7 wird Plasma 27 zwischen der Targetelektrode 7 und der Substatelektrode 10 erzeugt. Dementsprechend wird das Target 5 aus schichtbildendem Material zerstäubt, und die freigesetzten Partikel aus dem schichtbildenden Material werden in Form einer Dünnschicht mit einer vorbestimmten Dicke auf der Oberfläche des Substrats 25 abgelagert.
Da durch das Cuspis-Feld das Plasma mit hoher Dichte in der Nähe des Substrats 25 gehalten wird, wird bei einer niedrigen Vorspannung, die keine Schäden in der Schicht verursacht, ein Ionenstrom erzeugt, der ausreicht, um zu veranlassen, daß die Partikel des schichtbildenden Materials zufriedenstellend in stufige Teile, Rillen und Bohrungen migrieren, die in dem Substrat 25 ausgebildet sind.
Dann wird der Leistungszylinder 46 betätigt, um Druck auf die Basisplatte 41 auszuüben, und dadurch wird die Basisplatte 41 schräg nach unten links bewegt, während sich die Rollen 42 entlang der Führungsrillen 43 bewegen, um das Kontaktelement 40 mit dem Substrat 25 in Kontakt zu bringen. Anschließend wird für einen sekundären (Vorspannungs-) Zerstäubungsprozeß eine Gleichstrom-Vorspannung an das Substrat 25 angelegt.
Der Substrathalteplatte 10A der Substratelektrode 10 wird Hochfrequenzenergie zugeführt, um eine hochfrequente Selbstvorspannung auf der Oberfläche des Substrats 25 zu induzieren. In einem derartigen Fall muß keine Einheit 38 zum Anlegen einer Vorspannung vorgesehen sein.
Fig. 2 veranschaulicht berechnete, durch eine Simulation erhaltene Magnetfeldlinien 26, bei denen die zentralen Magnetflußdichten der Targetspule 6, der inneren Spule 30 und der äußeren Spule 17 jeweils bei 338 G, 280 G bzw. 250 G lagen. Magnetfeldlinien (ein Magnetfluß) a unter diesen (a und b), die sich vom vorderen Ende des zentralen Kerns des Jochs 7 der Targetspule 6 erstrecken, sind derart gekrümmt, daß sie sich unter dem Einfluß des zwischen der inneren Spule 30 und der äußeren Spule 17 erzeugten Magnetflusses c entlang der Oberfläche des Targets 5 erstrecken. Magnetfeldlinien b, die sich von dem freien Ende des zentralen Kerns des Jochs 7 erstrecken, erreichen die innere Spule 30. Dann führt die Energiequelle 20 für das Target der Targetelektrode 4 eine Zerstäubungsenergie zu, um Plasma mit hoher Dichte zu erzeugen, das von den Magnetfeldlinien a und c umschlossen wird, die sich senkrecht zu der Richtung des elektrischen Felds zwischen dem Target 5 und der Oberfläche der Substrathalteplatte 10A der Substratelektrode 10 erstrecken. Durch Beobachtung wurde festgestellt, daß die Dichte des Plasmas in einem Bereich, in dem sich die Magnetfeldlinien a erstrecken, höher ist, als in einem Bereich, in dem sich die Magnetfeldlinien b erstrecken. Das Target 5 wird hauptsächlich durch von dem Plasma in dem Bereich der Magnetfeldlinien a zugeführte Ionen veranlaßt, eine große Anzahl sekundärer Elektronen zu erzeugen, die anschließend mit Hilfe der Potentialdifferenz von mehreren hundert Volt zwischen dem Target 5 und dem Plasma stark beschleunigt in das Plasma abgegeben werden. Die hochenergetischen Elektronen bewegen sich auf Schraubenlinien entlang der Magnetfeldlinien a und c. Da die Magnetfeldlinien in bezug auf die Oberfläche des Targets 5 konvex gekrümmt sind, werden die Elektronen, die nicht durch eine Kollision verloren gehen, von den Magnetfeldlinien a eingeschlossen. In die Magnetfeldlinien c abgegebene Elektronen bewegen sich entlang den Magnetfeldlinien c zum Substrat 25. Da jedoch die Magnetfeldlinien c von dem Substrat 25 abgelenkt werden und über den Rand des Substrats 25 hinweg verlaufen, fallen hochenergetische Elektronen niemals auf das Substrat 25. Andererseits sind die meisten der Elektronen, die in die Magnetfeldlinien b abgegeben werden, hochenergetische Elektronen, die durch die Kollision mit Ionen und neutralen Partikeln gestreut werden, und daher wird die Geschwindigkeit dieser Elektronen auf eine hinreichend niedrige Geschwindigkeit verringert. Die langsamen Elektronen bewegen sich entlang der Magnetfeldlinien b zum Substrat 25. Da die Magnetfeldlinien b, die von einem hinreichend kleinen Bereich in dem Target ausgehen, mit einer gleichmäßigen Magnetflußdichte gleichmäßig über die Oberfläche des Substrats 25 verteilt sind, werden die Elektronen gleichmäßig über die Oberfläche des Substrats 25 verteilt. Da die Verteilung der Magnetflußdichte über die Oberfläche des Substrats 25 gleichmäßig ist, fallen überdies in dem Plasma 27 enthaltene und sich entlang der Magnetfeldlinien b bewegende Ionen in einer gleichmäßigen Verteilung auf die Oberfläche des Substrats 25. Da die Magnetfeldlinien a in der Nähe der Oberfläche des Targets 5 durch die Magnetfeldlinien c gebündelt werden, wird über einen weiten Bereich Plasma mit hoher Dichte gebildet.
Fig. 3 zeigt die Änderung des in das Substrat 25 fließenden Ionenstroms und der Elektronenenergiedichte auf dem Substrat 25 in bezug auf die zentrale Magnetflußdichte der inneren Spule 30, wobei die an das Substrat 25 angelegte Vorspannung -100 V und die zentralen Magnetflußdichten der Targetspule 6 und der äußeren Spule 17 338 G bzw. 248 G betragen. Wenn die Magnetflußdichte der inneren Spule 30 Null ist, wird ein Magnetfeld erzeugt, das einem Cuspis-Feld entspricht. Wird die zentrale Magnetflußdichte der inneren Spule 30 gesteigert, wird die Konzentration der Ionen auf dem zentralen Abschnitt des Substrats 25 verringert, Ionen fallen in einer gleichmäßigen Verteilung auf das Substrat 25, und es fallen keine hochenergetischen Elektronen auf das Substrat 25, wenn die Magnetflußdichte der inneren Spule 30 260 G übersteigt. Ein Gas zur Regulierung der Temperatur wird zwischen der Substrathalteplatte 10A der Substratelektrode 10 und dem darauf gehaltenen Substrat 25 eingeleitet, um die Temperatur des Substrats 25 auf eine für die Bildung einer Dünnschicht von zufriedenstellender Qualität geeignete Temperatur zu regulieren.
Dadurch werden ein anomaler Temperaturanstieg im zentralen Abschnitt des Substrats und eine unregelmäßige Migration der Partikel des schichtbildenden Materials über die Oberfläche der minimal stufigen Teile und winzigen Löcher, die auf die Fehlverteilung von Ionen auf der Oberfläche des Substrats, deren Auftreten bei dem herkömmlichen Cuspis-Feld-Vorspannungs- Zerstäubungsprozeß wahrscheinlich ist, zurückzuführen ist, vermieden, eine Dünnschicht wird mit hoher Schichterzeugungsgeschwindigkeit gebildet, eine Schicht mit einer gleichmäßigen Qualität kann gebildet werden, und die Partikel des schichtbildenden Materials werden veranlaßt, zufriedenstellend über die Oberfläche des Substrats zu migrieren.
Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Zerstäubungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform. Der Aufbau der zweiten Ausführungsform gleicht dem der ersten Ausführungsform, außer in der Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds. Bei der zweiten Ausführungsform wird anstelle der inneren Spule 30 und der äußeren Spule 17 der ersten Ausführungsform ein ringförmiger Dauermagnet verwendet. Der Dauermagnet 33 weist einen Innendurchmesser auf, der größer als der des Substrats ist, und ist an der Rückseite des Substrats 25 angeordnet. Die externen Magnetfeldlinien des Dauermagneten 33 erzeugen im Zusammenwirken mit den Magnetfeldlinien einer Targetspule 6 ein Cuspis-Feld. Die internen Magnetfeldlinien des Dauermagneten 33 sind ähnlich verteilt wie die in Fig. 2 dargestellten, und haben die gleiche Wirkung wie diese.

Claims

1. Zerstäubungsverfahren zum Erzeugen einer Dünnschicht auf einem Substrat (25), das in einer Vakuumkammer einem Target (5) zugewandt angebracht ist, van einer Substratelektrode (10) gehalten wird und einer gleichförmig über die Oberfläche des Substrats (25) verteilten Magnetflußdichte ausgesetzt ist&sub1; wobei das Target (5) aus einem schichtbildenden Material gebildet ist und an einer Targetelektrode (4) montiert ist, an der eine Spannung anliegt, mit den Schritten:

Erzeugen eines Cuspis-förmigen Magnetfeldes zwischen dem Target (5) und dem Substrat (25) unter Verwendung eines Targetmagnetfeldes, das von einer der Targetelektrode (4) zugeordneten Target-Magnetvorrichtung (6, 7, 23) erzeugt wird, und eines Substratmagnetfeldes, das von einer der Substratelektrode (10) Zugeordneten Substrat-Magnetvorrichtung erzeugt wird, wobei die Magnetfelder entgegengesetzte Polungen haben,

wodurch die Magnetfeldlinien des von einer ersten Magneteinrichtung (17) der Substrat-Magnetvorrichtung erzeugten Magnetfeldes zum Rand des Substrates (25) abgelenkt werden, so daß die Magnetfeldlinien nicht durch den mittleren Bereich des Substrats (25), sondern zu dessen Rand verlaufen;

Einführen eines Inertgases und Erzeugen eines Plasmas im Zwischenraum zwischen dem Target (5) und dem Substrat (25), um dadurch Material vom Target (5) zu zerstäuben und das schichtbildende Material als Dünnschicht auf der Oberfläche des Substrats (25) abzuscheiden, dadurch gekennzeichnet, dab innerhalb des Cuspis-förmigen Magnetfelds ein Magnetfeld mit einer Polung entgegengesetzt der von der ersten Magneteinrichtung (17) erzeugten erzeugt wird, so daß Magnetfeldlinien vom Target (5) ausgehen und das Substrat (25) kreuzen, und das Plasma durch Anlegen von elektrischer Leistung an die Targetelektrode (4) erzeugt wird.

2. Zerstäubungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschiebungsspannung an die Oberfläche des Substrats angelegt wird.

3. Zerstäubungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ohne Einfall hochenergetischer Elektronen bearbeitet wird, indem die Magnetflußdichte in der Umgebung der Oberfläche des Substrats geregelt wird.

4. Zerstäubungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat mit einer gleichförmigen Verteilung einfallender geladener Teilchen und mit einer geregelten Temperatur bearbeitet wird.

5. Zerstäubungsvorrichtung zum Erzeugen einer Dünnschicht auf einem Substrat, mit:

einer Vakuumkammer (1), die mit einem inerten Gas gefüllt werden kann;

einer Substratelektrode (10) zum Halten eines Substrats (25) , das in der Vakuumkammer (1) angeordnet und einer über die Oberfläche des Substrats gleichförmig verteilten Magnetflußdichte ausgesetzt ist;

einer Targetelektrode (4) zum Halten eines Targets (5), aus einem schichtbildenden Material, das der Substratelektrode (10) in der Vakuumkammer (1) gegenüberliegend angeordnet ist;

einer Target-Magnetvorrichtung (6, 7, 23), die auf Seiten der Targetelektrode (4) zum Erzeugen eines Magnetfelds vorgesehen ist; und

einer Substrat-Magnetvorrichtung, die auf Seiten der Substratelektrode (10) vorgesehen ist und eine erste Magneteinrichtung (17, 24) zum Erzeugen eines Cuspis- Feldes in Zusammenwirkung mit dem von der Target- Magnetvorrichtung (6, 23) erzeugten Magnetfeld besitzt, so daß Magnetfeldlinien nicht durch den mittleren Bereich eines Substrats (25), sondern zu dessen Rand verlaufen;

einer Energiequelle (20) zum Anlegen einer Spannung an die Zerstäubungselektrode; dadurch gekennzeichnet, daß die Substrat-Magnetvorrichtung eine innerhalb der Substrat-Magnetvorrichtung und hinter der Substratelektrode (10) angeordnete zusätzliche Einrichtung (30) zum Erzeugen eines Magnetfeldes mit einer Polung umfaßt, die dem von der ersten Magneteinrichtung (17, 24) erzeugten Magnetfeld entgegengesetzt ist, so daß Magnetfeldlinien vom Target ausgehen und das Substrat kreuzen.

6. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste magnetische Einrichtung (17) und die zusätzliche Einrichtung (30) jeweils einen Elektromagneten umfassen.

7. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrat-Magnevorrichtung einen Satz Dauermagnete (33) umfaßt, die unter dem Substrat und an dessen Rand angeordnet sind.

8. Zerstäubungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch Spannungsanlegeeinrichtungen (12, 21, 22) zum Anlegen einer Spannung an eine Oberfläche des Substrats (25).

9. Zerstäubungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch Temperaturregeleinrichtungen zum Regeln der Temperatur des Substrats auf eine vorgegebene Temperatur.