DE4038577A1 - Coating substrate with silicon di:oxide - in which multicomponent target in evacuated chamber contg. argon@ and oxygen@ is used - Google Patents
Coating substrate with silicon di:oxide - in which multicomponent target in evacuated chamber contg. argon@ and oxygen@ is usedInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum reaktiven Beschichten eines Substrats, beispielsweise mit Siliziumdioxid (SiO2), bestehend aus einer Strom quelle, welche mit einer in einer evakuierbaren Beschich tungskammer angeordneten Elektrode verbunden ist, die elektrisch mit einem Target in Verbindung steht, das zer stäubt wird und dessen zerstäubte Teilchen sich auf dem Substrat niederschlagen, wobei in die Beschichtungskammer ein Prozeßgas einbringbar ist und daßThe invention relates to a method and a device for the reactive coating of a substrate, for example with silicon dioxide (SiO 2 ), consisting of a current source which is connected to an electrode arranged in an evacuable coating chamber and which is electrically connected to a target, that is atomized and its atomized particles are deposited on the substrate, a process gas being able to be introduced into the coating chamber and that
1. entweder das zu zerstäubende Target mehrteilig ist, wobei ein mittiger, dem Substrat gegenüberliegender Teil des Targets aus einem reaktiveren Material gebildet ist als der diesen mittigen Teil umschließ ende oder einrahmende Teil, wobei zwischen dem Substrat einerseits und dem mehrteiligen Target andererseits eine Blende vorgesehen ist, mit einer zentralen Öffnung, die etwa die Konfiguration des mittleren Targetteils aufweist, und wobei ein Reaktivgaseinlaß und ein Prozeßgaseinlaß oder ein gemeinsamer Einlaß für beide Gase vorgesehen sind und das Magnetfeld der Kathode so ausgebildet ist, daß während des Beschichtungsvorgangs gleichzeitig oder periodisch ein Sputtern des reaktiveren Target materials bewirkt wird, oder daß1. either the target to be atomized is in several parts, with a central one opposite the substrate Part of the target made from a more reactive material is formed as the enclosing this central part end or framing part, being between the Substrate on the one hand and the multi-part target on the other hand, an aperture is provided with a central opening, which is about the configuration of the has middle target part, and wherein a Reactive gas inlet and a process gas inlet or a common inlet for both gases are provided and the magnetic field of the cathode is designed that during the coating process at the same time or periodically sputtering the more reactive target materials is effected, or that
2. das zu zerstäubende Target mehrteilig ist, wobei ein radial außenliegender, dem Substrat gegenüberliegen der Teil des Targets aus einem reaktiveren Material gebildet ist als der von diesem äußeren Teil um schlossener oder eingerahmter Teil, wobei zwischen dem Substrat einerseits und dem mehrteiligen Target andererseits eine Blende vorgesehen ist, die etwa die Konfiguration des mittleren Targetteils auf weist, und wobei ein Reaktivgaseinlaß und ein Pro zeßgaseinlaß oder ein gemeinsamer Einlaß für beide Gase vorgesehen ist und das Magnetfeld der Kathode so ausgebildet ist, daß während des Beschichtungs vorgangs ein Sputtern des reaktiveren Targetmate rials im oxidischen und des weniger reaktiven Targetmaterials im metallischen Mode bewirkt wird nach Patent ............... (Patentanmeldung P 40 25 231.0).2. The target to be atomized is in several parts, one radially outer, opposite the substrate the part of the target made of a more reactive material is formed as that of this outer part closed or framed part, with between the substrate on the one hand and the multi-part target on the other hand, an aperture is provided, which is approximately the configuration of the middle target part has, and wherein a reactive gas inlet and a pro zeßgaseinlass or a common inlet for both Gases are provided and the magnetic field of the cathode is designed so that during the coating sputtering the more reactive target material rials in the oxidic and the less reactive Target material is effected in metallic fashion after patent ............... (patent application P 40 25 231.0).
Bei bekannten Verfahren zum Beschichten von Substraten mit Hilfe von Kathodenzerstäubung und Materialien mit einer hohen Affinität zum Reaktivgas besteht das Problem, daß neben dem Substrat selbst auch Teile der Vorrichtung, wie die Innenwand der Prozeßkammer oder Teile von Blen den, mit elektrisch nicht oder schlecht leitenden Mate rialien beschichtet werden, was die häufige Änderung der Prozeßparameter während eines einzigen Beschichtungspro zesses oder auch eine häufige Unterbrechung des Prozesses und auch eine häufige Reinigung oder einen Austausch von Teilen der Vorrichtung erforderlich macht.In known methods for coating substrates with the help of cathode sputtering and materials a high affinity for reactive gas there is the problem that in addition to the substrate itself, parts of the device, like the inner wall of the process chamber or parts of Blen the one with electrically non or poorly conductive mate rialien coated, which is the frequent change of the Process parameters during a single coating pro process or a frequent interruption of the process and also a frequent cleaning or replacement of Requires sharing the device.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sputtern von Materialien mit hoher Affinität zu einem Reaktivgas zu schaffen - wie bereits im Hauptpatent ............. (Patentanmeldung P 40 25 231.0) beschrieben -, das einen gleichmäßigen bzw. stabilen Prozeß ermöglicht und eine Reinigung der Teile der Vorrichtung überflüssig macht, ohne daß herkömmliche bzw. bereits vorhandene Vorrichtun gen oder Anlagen hierfür ungeeignet sind bzw. ohne daß an diesen wesentliche oder kostspielige Umbauten oder Änderungen vorgenommen werden müssen.The present invention is therefore based on the object based on an apparatus and a method for sputtering of materials with high affinity for a reactive gas to create - as already in the main patent ............. (Patent application P 40 25 231.0) described - that one enables uniform or stable process and a Makes cleaning the parts of the device unnecessary, without conventional or existing devices conditions or systems are unsuitable for this or without these essential or costly conversions or Changes need to be made.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß z. B. das mehrteilige Target aus einem hohlzylindrischen mittleren Teil aus einem Material mit hoher Affinität zum Reaktivgas, beispielsweise Si, und aus zwei hohlzylindri schen äußeren Teilen besteht, die sich in axialer Rich tung jeweils außen an den Stirnseiten des Mittelteils anschließen und welche aus einem Material geringer Affi nität zum Reaktivgas, beispielsweise Sn, bestehen.This object is achieved in that e.g. B. the multi-part target from a hollow cylindrical middle part made of a material with high affinity for Reactive gas, for example Si, and from two hollow cylinders outer parts that exist in the axial direction tion on the outside of the front of the middle section connect and which from a material low affi to the reactive gas, for example Sn, exist.
Eine weitere Lösungsmöglichkeit speziell zur Herstellung von Schichten aus hochreinen Materialien ist, anstelle der Verwendung von Targets aus zwei unterschiedlichen Ausgangsmaterialien ein Target aus einem Material, aber mit Zonen unterschiedlicher Sputterleistungsdichte zu verwenden, wobei einerseitsAnother solution specifically for manufacturing of layers of high-purity materials instead the use of targets from two different ones Source materials a target from one material, however with zones of different sputtering power density use, on the one hand
- a) in einer Zone höherer Leistungsdichte eine Anode angeordnet ist, die unterhalb und parallel zur Achsrichtung der Rohrkathode verläuft und deren Grundfläche kleiner als die Projektionsfläche des zylindrischen Targets ausgeformt ist, die mit Tar getmaterial unter oxidischem Mode beschichtbar ist, und andererseitsa) an anode in a zone of higher power density is arranged below and parallel to Axial direction of the tube cathode and their Base area smaller than the projection area of the cylindrical targets is formed with Tar get material is coatable under oxidic fashion, and on the other hand
- b) in einer Zone niedriger Leistungsdichte (elektrisch leitend) eine Oxidschicht aus Targetmaterial, vor zugsweise auf dem zu beschichtenden Substrat, kon densierbar ist.b) in a zone of low power density (electrical conductive) an oxide layer made of target material preferably on the substrate to be coated, con is condensable.
Des weiteren ist auch folgende Lösung denkbar, daß zum Beispiel ein Flachtarget stellenweise aus einem Werkstoff gebildet ist, welcher gegenüber demjenigen, aus dem das Target im übrigen besteht, eine geringere Affinität zu Sauerstoff aufweist, und diese Stellen um einen Haupt sputtergraben herum angeordnet sind, wobei eine Blenden anordnung so gestaltet ist, daß das Material geringerer Affinität zum Sauerstoff, z. B. Sn, überwiegend auf die ser Blende im metallischen Mode niedergeschlagen wird und das übrige Material, z. B. Si, durch die Blendenöffnung auf das Substrat als Oxid, z. B. SiO2, aufgebracht wird.Furthermore, the following solution is also conceivable that, for example, a flat target is formed in places from a material which has a lower affinity for oxygen than that of which the target consists, and these locations are arranged around a main sputter trench, wherein an aperture arrangement is designed so that the material has lower affinity for oxygen, for. B. Sn, is mainly precipitated on the aperture in metallic fashion and the rest of the material, for. B. Si, through the aperture on the substrate as an oxide, for. B. SiO 2 is applied.
Weitere Einzelheiten und Merkmale sind in den Patentan sprüchen näher gekennzeichnet.Further details and features are in the patents sayings marked in more detail.
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrich tungen zur Modifizierung von Schichteigenschaften dünner Schichten, die oxidisch oder metallisch sein können.The present invention relates to methods and devices for the modification of layer properties thinner Layers that can be oxidic or metallic.
Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmög lichkeiten zu; einige davon sind in den anhängenden Zeichnungen schematisch näher dargestellt, die Vorrich tungen zum reaktiven Beschichten von Substraten zeigen, und zwar:The invention allows a wide variety of designs opportunities to; some of them are in the attached Drawings shown schematically, the Vorrich show the reactive coating of substrates, in fact:
Fig. 1 eine Sputteranlage mit einer Magnetron-Sputter kathode im Schnitt, Fig. 1 a sputtering with a magnetron sputtering cathode in section,
Fig. 2 ein Rundtarget, bestehend aus zwei verschiede nen Metallen in perspektivischer Sicht, Fig. 2 shows a circular target consisting of two NEN Various metals in perspective view,
Fig. 3 eine Magnetanordnung für eine Rohrkathode im Schnitt, Fig. 3 is a magnet arrangement for a pipe cathode in section,
Fig. 4 eine Rohrkathode gemäß Fig. 3 in perspektivi scher Sicht, Fig. 4 is a tube cathode according to Fig. 3 in shear perspektivi view,
Fig. 5 eine Magnetanordnung im Schnitt für Nebengraben, Fig. 5 is a magnet assembly in section of side ditch,
Fig. 6 eine Kathode mit einem Haupt- und mehreren Nebengräben nach Fig. 5 in der Draufsicht und Fig. 6 shows a cathode with a main and several secondary trenches according to Fig. 5 in plan view and
Fig. 7 eine Sputterkathodenanordnung mit verschieb baren Magneten im Schnitt. Fig. 7 shows a sputtering cathode arrangement with shiftable magnets in section.
In Fig. 1 ist ein Substrat 1 dargestellt, das mit einer dünnen Schicht 2 aus einem Oxid (z. B. Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid) versehen werden soll. Diesem Substrat 1 liegt ein mehrteiliges Target 3 gegenüber, das zu zer stäuben ist. Das Target 3 steht über eine Platte 4 mit einer Elektrode 5 in Verbindung, die auf einem Joch 6 ruht, welches zwischen sich und dem Element 4 fünf Mag nete 7, 8, 9, 30, 31 einschließt. In Fig. 1, a substrate 1 is shown to be provided with a thin layer 2 of an oxide (eg., Silicon dioxide or aluminum oxide). This substrate 1 is opposite a multi-part target 3 , which is to dust. The target 3 is connected via a plate 4 to an electrode 5 , which rests on a yoke 6 , which includes five magnets 7 , 8 , 9 , 30 , 31 between it and the element 4 .
Die auf das Target 3 gerichteten Polaritäten der Pole der fünf Magnete wechseln sich ab, so daß jeweils die Südpole der beiden äußeren Magnete 30, 31 mit den Nordpolen der innenliegenden Magnete 7, 9 etwa kreisbogenförmige Mag netfelder durch das Target 3 bewirken.The polarities of the poles of the five magnets directed at the target 3 alternate, so that the south poles of the two outer magnets 30 , 31 with the north poles of the inner magnets 7 , 9 cause approximately circular arc-shaped magnetic fields through the target 3 .
Diese Magnetfelder verdichten das Plasma vor dem Target 3, so daß sie dort, wo die Magnetfelder das Maximum ihrer Kreisbögen besitzen, ihre größte Dichte haben. Die Ionen im Plasma werden durch ein elektrisches Feld beschleu nigt, das sich aufgrund einer Gleichspannung aufbaut, die von einer Gleichstromquelle 10 angegeben wird. Diese Gleichstromquelle 10 ist mit ihrem negativen Pol mit der Elektrode 5 verbunden. Das elektrische Feld steht senk recht auf der Oberfläche des Targets 3 und beschleunigt die positiven Ionen des Plasmas in Richtung auf dieses Target 3. Hierdurch werden mehr oder weniger viele Atome und Partikel aus dem Target 3 herausgeschlagen, und zwar insbesondere aus den Gebieten 13, 14, 32 und 33. Die zer stäubten Atome oder Partikel wandern vorwiegend in Rich tung auf das Substrat 1 zu, wo sie sich als dünne Schicht 2 niederschlagen.These magnetic fields compress the plasma in front of the target 3 , so that they have their greatest density where the magnetic fields have the maximum of their arcs. The ions in the plasma are accelerated by an electric field that builds up on the basis of a DC voltage that is indicated by a DC power source 10 . This direct current source 10 is connected with its negative pole to the electrode 5 . The electric field is perpendicular to the surface of the target 3 and accelerates the positive ions of the plasma towards this target 3 . As a result, more or fewer atoms and particles are knocked out of target 3 , in particular from regions 13 , 14 , 32 and 33 . The atomized atoms or particles migrate predominantly in the direction of the substrate 1 , where they are deposited as a thin layer 2 .
Das Target 3 besteht aus einem mittleren Teil 3a aus einem Material hoher Affinität zum Reaktivgas, bei spielsweise Si, und einem rahmenförmigen Teil 3b aus einem Material geringer Affinität zum Reaktivgas, bei spielsweise Sn.The target 3 consists of a central part 3 a made of a material with high affinity for the reactive gas, for example Si, and a frame-shaped part 3 b made of a material with low affinity for the reactive gas, for example Sn.
Während des Sputterprozesses tragen diese Konfiguration und Werkstoffauswahl und entsprechende Magnetfelder und ein abgestimmtes Verhältnis von Sauerstoff zu Argon dafür Sorge, daß sich an der Blende 24 vorwiegend das Sn als elektrisch leitender Werkstoff niederschlägt, während sich die Schicht 2 auf dem Substrat 1 überwiegend aus reinem SiO2 (Siliziumdioxid) aufbaut.During the sputtering process, this configuration and material selection and corresponding magnetic fields and a coordinated ratio of oxygen to argon ensure that Sn is predominantly deposited as an electrically conductive material at the aperture 24 , while the layer 2 on the substrate 1 is predominantly made of pure SiO 2 (silicon dioxide) builds up.
Für die Steuerung der dargestellten Anordnung kann ein Prozeßrechner vorgesehen werden, der Meßdaten verarbeitet und Steuerungsbefehle abgibt. Diesem Prozeßrechner können beispielsweise die Werte des gemessenen Partialdrucks in der Prozeßkammer 15, 15a zugeführt werden. Aufgrund die ser und anderer Daten kann er zum Beispiel den Gasfluß aus den Behältern 16, 17 über die Ventile 18, 19 regeln und die Spannung an der Kathode 5 einstellen. Der Prozeß rechner ist auch in der Lage, alle anderen Variablen, z. B. Kathodenstrom, zu regeln. Da derartige Prozeß rechner bekannt sind, wird auf eine Beschreibung ihres Aufbaus verzichtet.A process computer can be provided to control the arrangement shown, which processes measurement data and issues control commands. For example, the values of the measured partial pressure in the process chamber 15 , 15 a can be fed to this process computer. Based on this and other data, he can regulate the gas flow from the containers 16 , 17 via the valves 18 , 19 and adjust the voltage at the cathode 5 , for example. The process computer is also capable of all other variables, e.g. B. cathode current to regulate. Since such process computers are known, a description of their structure is omitted.
Die bei der beschriebenen Vorrichtung während des Be schichtungsvorgangs auf der Umgebung der Kathode - ins besondere der Innenseite der Blende 24 - aufgebrachte, vorwiegend metallische (und damit elektrisch leitende) Schicht trägt dafür Sorge, daß sämtliche Ladungsträger aus der Vakuum- bzw. Sputterkammer 25 abgeführt werden, wodurch dann ein stabiler Sputterprozeß bewirkt wird.The in the device described during the loading process on the area around the cathode - in particular the inside of the screen 24 - applied, predominantly metallic (and thus electrically conductive) layer ensures that all charge carriers are removed from the vacuum or sputtering chamber 25 be, which then causes a stable sputtering process.
Fig. 2 zeigt ein Rundtarget 35, das eine spezielle Aus führungsform des in Fig. 1 schematisch gezeigten mehr teiligen Targets 3 darstellt. Das Target 35 besteht aus einem hohlzylindrischen Targetkörper, der in drei Berei che aufgeteilt ist; einen mittleren Teil 35a aus einem Material hoher Affinität zum Reaktivgas, beispielsweise Si, und zwei Teilen 35b, die sich in axialer Richtung jeweils an den Stirnseiten des Mittelteils 35a anschlie ßen und die aus einem Material geringer Affinität zum Reaktivgas, beispielsweise Sn, bestehen. Fig. 2 shows a round target 35 , which is a special embodiment of the multi-part target 3 shown schematically in Fig. 1. The target 35 consists of a hollow cylindrical target body which is divided into three areas; a middle part 35 a made of a material with a high affinity for the reactive gas, for example Si, and two parts 35 b, each of which adjoins the end faces of the middle part 35 a in the axial direction and which consists of a material with a low affinity for the reactive gas, for example Sn, consist.
Durch Reaktion des Materials aus dem Mittelteil 35a mit dem Reaktivgas (beispielsweise O2) entsteht in der Haupt sputterzone, welche in ihrer Erstreckung dem Mittelteil 35a entspricht, ein Reaktionsprodukt, beispielsweise SiO2. Wählt man nun das Material für die beiden Teile 35b so viel "edler", beispielsweise Sn, so daß bei der Menge Reaktivgas, die gerade ausreicht für die Reaktion des Materials aus dem Mittelteil 35a, beispielsweise Si mit dem Reaktivgas, so findet zwischen dem Material der beiden äußeren Bereiche 35b und dem Reaktivgas keine Reaktion mehr statt. Das heißt, daß die Umgebung der Endzonen 35a und 35b der Targets 35 leitfähig bleibt.By reaction of the material from the middle part 35 a with the reactive gas (for example O 2 ), a reaction product, for example SiO 2, arises in the main sputtering zone, which corresponds in its extension to the middle part 35 a. If you choose the material for the two parts 35 b so much "noble", for example Sn, so that with the amount of reactive gas that is just sufficient for the reaction of the material from the middle part 35 a, for example Si with the reactive gas, there is between the material of the two outer regions 35 b and the reactive gas no longer take place. This means that the surroundings of the end zones 35 a and 35 b of the targets 35 remain conductive.
In Fig. 3 ist eine hohlzylindrische, um ihre Längsachse drehbare Rohrkathode 36 im Schnitt gezeigt, die einer seits an eine Spannungsversorgung 37 angeschlossen ist und die andererseits auf ihrer Innenseite eine kreis bogenförmige, stationäre Anordnung von Magnetpaaren 38 aufweist. Die Kathode 36 ist über ihre gesamte Außen fläche mit einem zu sputternden Targetmaterial 38, bei spielsweise Si, versehen. Durch auf dem Target 39 sich lokal unterschiedlich einstellende elektrische Leistungs dichten wird bei gleichem Targetmaterial 39 und Reaktiv gas auch örtlich differenziert, beispielsweise SiO2 und Si, abgeschieden; Si wird vorzugsweise auf einer fest installierten Fläche, die als permanent leitfähige Anode 40 dient, abgeschieden, während SiO2 vorzugsweise auf einem zu beschichtenden Substrat 41 kondensiert.In Fig. 3 is a hollow cylindrical tubular cathode 36 rotatable about its longitudinal axis, which is connected on the one hand to a voltage supply 37 and on the other hand has a circular arc-shaped, stationary arrangement of magnet pairs 38 on its inside. The cathode 36 is provided over its entire outer surface with a target material 38 to be sputtered, for example Si. Due to the fact that electrical power densities which differ locally on the target 39 , locally differentiated, for example SiO 2 and Si, is deposited with the same target material 39 and reactive gas; Si is preferably deposited on a permanently installed surface, which serves as a permanently conductive anode 40 , while SiO 2 preferably condenses on a substrate 41 to be coated.
Fig. 4 zeigt die rotierenden Rohrkathode 36 aus Blick richtung der Anode 40 nach Fig. 3 in perspektivischer Sicht. Die beiden Sputtergräben 42 und 43, in Form von sogenannten "Racetracks", weisen gekoppelte magnetische Tunnels auf, die auf der jeweils mittleren Bahn (siehe Elektronenlaufrichtung E) im Gleichgewicht sind. Hier stellt sich auch die höhere Leistungsdichte ein. Fig. 4 shows the rotating tube cathode 36 from the direction of the anode 40 of FIG. 3 in a perspective view. The two sputter trenches 42 and 43 , in the form of so-called "racetracks", have coupled magnetic tunnels which are in equilibrium on the middle path in each case (see direction of electron travel E). The higher power density also arises here.
Eine Magnetanordnung für einen Nebensputtergraben gemäß Fig. 5 besteht aus einem scheibenförmigen Teil eines Targets 49 mit einer auf der Unterseite zentrisch ange ordneten Bohrung, die zur Aufnahme eines zylindrischen Magneten 45 dient. Auf das aus der Targetscheibe 44 her vorragende Ende des Magneten 45 ist ein scheibenförmiges Joch 46 aufgebracht, von dem aus sich die Magnetfeld linien 47 zum Nordpol des Magneten 45 erstrecken.A magnet assembly for a putter digging side in FIG. 5 consists of a disc-shaped portion of a target 49 with a bottom on the centrally arranged bore which serves to receive a cylindrical magnet 45. On the end of the magnet 45 projecting from the target disk 44 , a disk-shaped yoke 46 is applied, from which the magnetic field lines 47 extend to the north pole of the magnet 45 .
Eine parallelepipede Kathode 48, wie sie Fig. 6 zeigt, besteht aus einem Targetmaterial 48, in dem sich der "Racetrack"-Hauptgraben 50 bildet, und aus einer Vielzahl kleinerer Bereiche aus einem zweiten Material, in dem sich die Nebengräben 51, 51′, .. bilden, wie sie auch bereits in Fig. 5 gezeigt sind. Diese sind um den Haupt graben 50 herum in die Oberfläche des Targets 49 einge lassen, wobei die Targetbereiche 44 aus einem "edleren" Material hergestellt werden als das Target 48.A parallelepipede cathode 48 , as shown in FIG. 6, consists of a target material 48 , in which the "Racetrack" main trench 50 is formed, and a multiplicity of smaller areas made of a second material, in which the secondary trenches 51 , 51 ' , .. form, as they are already shown in Fig. 5. These are left around the main trench 50 in the surface of the target 49 , the target areas 44 being made of a “nobler” material than the target 48 .
In Fig. 7 ist ein planares Target 52 gezeigt, das aus einem einheitlichen Material besteht und auf deren dem Substrat abgewandten Seite Magnete 53a, 53b vorgesehen sind, die in die Positionen 53a, 53b verschiebbar ange ordnet sind. Zwischen dem Target 52 und dem Substrat 57a sind die als Anoden wirkenden Blenden 54a und 54b so angeordnet, daß sie den mittleren Bereich zwischen dem Target 52 und dem Substrat 57a frei lassen. Auf der den Magneten 53a, 53b gegenüberliegenden Seite des Targets 52 stellen sich unter Betriebsbedingungen die Sputtergräben 55a und 55b ein, und durch Zusatz eines Reaktivgases wird das Sputterprodukt durchoxidiert und schlägt sich als Schicht 57 auf einem unterhalb der Blendenöffnung 56 befindlichen Substrat 57a nieder.In Fig. 7, a planar target 52 is shown, which consists of a uniform material and on the side facing away from the substrate magnets 53 a, 53 b are provided, which are slidably arranged in positions 53 a, 53 b. Between the target 52 and the substrate 57 a, the orifices 54 a and 54 b acting as anodes are arranged such that they leave the middle area between the target 52 and the substrate 57 a free. Under operating conditions, the sputter trenches 55 a and 55 b are set on the side of the target 52 opposite the magnets 53 a, 53 b, and by adding a reactive gas, the sputter product is oxidized through and strikes as a layer 57 on a substrate located below the aperture 56 57 a down.
Bei einer getakteten Betriebsweise, d. h. die Magnete 53a, 53b werden auf dem Target 52 nach außen in die Posi tionen 53a, 53b gegenüber des zur Haupterstreckungsrich tung des Targets 52 parallelen Teils der Blenden 54a und 54b verschoben, stellen sich weitere Sputtergräben 58a und 58b ein. Durch Erhöhung der elektrischen Sputterlei stung oder Reduzierung der zugeführten Reaktivgasmenge oder durch gleichzeitige Anwendung beider Maßnahmen stellt sich ein metallisches Sputterprodukt ein, das sich nun als Schicht 54c auf den Innenseiten der umliegenden Blenden 54a und 54b niederschlägt und deren Funktion als elektrisch leitende Anoden sicherstellt.In a clocked mode of operation, ie the magnets 53 a, 53 b are moved on the target 52 outwards into the positions 53 a, 53 b relative to the part 52 of the diaphragms 54 a and 54 b which is parallel to the main direction of extension of the target, arises further sputter trenches 58 a and 58 b. By increasing the electrical Sputterlei stung or reducing the amount of reactive gas supplied or by simultaneous application of both measures, a metallic sputter product is obtained, which is now reflected as layer 54 c on the inside of the surrounding panels 54 a and 54 b and their function as electrically conductive anodes ensures.
Die Verwendung der verschiebbaren Permanentmagnete 53a, 53b kann teilweise oder vollständig durch regelbare Elek tromagnete oder durch regelbare Spulen ersetzt werden, was die praktische Anwendung erheblich vereinfacht.The use of the displaceable permanent magnets 53 a, 53 b can be partially or completely replaced by controllable electromagnets or by controllable coils, which considerably simplifies practical use.
BezugszeichenlisteReference symbol list
1 Substrat
2 Schicht
3, 3a, 3b Target
4 Platte, Kupferplatte
5 Elektrode
6 Joch
7 Magnet
8 Magnet
9 Magnet
10 Gleichstromquelle
11 Induktivität
12 Induktivität
13 Sputtergraben (Gebiet)
14 Sputtergraben (Gebiet)
15, 15a Beschichtungskammer, Rezipient
16 Gasbehälter
17 Gasbehälter
18 Ventil
19 Ventil
20 Einlaßstutzen, Argoneinlaß
21 Einlaßstutzen, Reaktivgaseinlaß
22 Gaszuführungsleitung
23 Gaszuführungsleitung
24, 24a Blende, Öffnung
25 Behälter, Vakuumkammer
26 Blende
27 elektrischer Anschluß (Masseleitung)
28 elektrischer Anschluß
29 Kondensator
30 Magnet
31 Magnet
32 Sputtergraben
33 Sputtergraben
34 Kondensator
35, 35a, 35b Rundtarget
36 Rohrkathode
37 Spannungsversorgung
38 Magnet
39 Target
40 Anode
41 Substrat
42 Sputtergraben
43 Sputtergraben
44 Target
45 Magnet
46 Joch
47 Magnetfeldlinien
48 Kathode
49 Target
50 Hauptsputtergraben
51, 51′ Nebensputtergraben
52 Target
53a, 53′a, 53b, 53′b Magnet
54a, 54b Blende, Anode
54c Schicht
55a, 55b Sputtergraben
56 Blendenöffnung
57, 57a Schicht, Substrat
58a, 58b Sputtergraben
E Elektronenlaufrichtung 1 substrate
2 layer
3 , 3 a, 3 b target
4 plate, copper plate
5 electrode
6 yokes
7 magnet
8 magnet
9 magnet
10 DC power source
11 inductance
12 inductance
13 Sputtergraben (area)
14 Sputtergraben (area)
15 , 15 a coating chamber, recipient
16 gas containers
17 gas tanks
18 valve
19 valve
20 inlet connection, argon inlet
21 inlet connector, reactive gas inlet
22 gas supply line
23 gas supply line
24 , 24 a aperture, opening
25 containers, vacuum chamber
26 aperture
27 electrical connection (ground line)
28 electrical connection
29 capacitor
30 magnet
31 magnet
32 Sputter trench
33 Sputter trench
34 capacitor
35 , 35 a, 35 b round target
36 tube cathode
37 Power supply
38 magnet
39 target
40 anode
41 substrate
42 Sputter trench
43 Sputter trench
44 target
45 magnet
46 yoke
47 magnetic field lines
48 cathode
49 target
50 main sputtering trench
51 , 51 ′ side sputtering ditch
52 target
53 a, 53 ′ a, 53 b, 53 ′ b magnet
54 a, 54 b aperture, anode
54 c layer
55 a, 55 b Sputtergraben
56 aperture
57 , 57 a layer, substrate
58 a, 58 b Sputtergraben
E electron direction
Claims (5)
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0674337A1 (en) * | 1994-03-23 | 1995-09-27 | The Boc Group, Inc. | Magnetron sputtering methods and apparatus |
EP0924744A1 (en) * | 1997-10-30 | 1999-06-23 | Leybold Systems GmbH | Sputtering cathode |
-
1990
- 1990-12-04 DE DE19904038577 patent/DE4038577A1/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (2)
Title |
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61-24371 A., C-411, March 19,1987, Vol.11, No. 89 * |
Patents Abstracts of Japan: 1-255668 A., C-673, Jan. 10,1990, Vol.14, No. 7 * |
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|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
AF | Is addition to no. |
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8136 | Disposal/non-payment of the fee for publication/grant |