DE4235953A1 - Sputtering source esp for large area deposition - has inexpensive linear hollow cathode formed of parallel planar targets - Google Patents

Sputtering source esp for large area deposition - has inexpensive linear hollow cathode formed of parallel planar targets

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DE4235953A1 DE19924235953 DE4235953A DE4235953A1 DE 4235953 A1 DE4235953 A1 DE 4235953A1 DE 19924235953 DE19924235953 DE 19924235953 DE 4235953 A DE4235953 A DE 4235953A DE 4235953 A1 DE4235953 A1 DE 4235953A1
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Abstract

In a sputtering source with a linear hollow cathode, an anode, a current supply, an inlet for an inert gas stream and a substrate, the novelty is the provision of at least one linear hollow cathode consisting of planar, parallel targets of the same or similar size so that substrate-side openings and opposite openings for inert gas feed are formed, end walls being provided at the end face openings and being electrically insulated wrt the targets (2) and the anode (9). USE/ADVANTAGE - For prodn. of thin films, esp. large area coatings (claimed). The source has a simple and inexpensive hollow cathode, which ensures uniform target erosion, and has a planar construction which facilitates target cooling.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sputterquelle mit einer Hohlkathode zum reaktiven Beschichten von Substraten. The invention relates to a sputter source with a hollow cathode for the reactive coating of substrates.

Sputterquellen zum reaktiven Beschichten sind be kannt. Sputter sources for the reactive coating is be known.

So beschreibt K. Ishii, J. Vac. So K. Ishii, J. Vac describes. Sci. Sci. Technol. Technol. A7 (2), S. 256 (1989) ein Beschichtungsverfahren, bei dem mittels Argongasstrom bei einem Druck von 0,25 bis 1 Torr durch eine Hohlkathode abgestäubtes Kathodenma terial mit einer hohen Rate auf einem über der Katho denöffnung angeordneten Substrat abgeschieden wird. A7 (2), p 256 (1989) a coating method in which deposited by argon gas stream at a pressure of 0.25 to 1 Torr through a hollow cathode abgestäubtes Kathodenma material including a high rate on a denöffnung above the Katho arranged substrate.

In der DD 2 94 511 wird ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zum reaktiven Gasflußsputtern vor geschlagen. In DD 2 94 511 a method and an apparatus for reactive Gasflußsputtern before is also struck. Dabei wird ebenfalls von dem die Hohlka thode darstellenden Targets Material abgestäubt, das auf dem Substrat abgelagert wird. Here, sputtered material representing targets also from the Thode the Hohlka which is deposited on the substrate. Die dazu verwendete Hohlkathode besteht aus mehreren gegeneinander elek trisch isolierten Targets, die eine zylindrische Hohlkathode bilden, an deren rückseitigem Ende eine Einströmöffnung für Inertgas oder einer Gaseinstrom öffnung für reaktives Gas vorhanden ist. The hollow cathode used for this purpose consists of a plurality of mutually elec trically isolated targets, which form a cylindrical hollow cathode, at the REAR end an inflow opening for inert gas or a Gaseinstrom opening reactive gas is present.

Mit diesen Hohlkathoden des Standes der Technik ist es aber nur möglich, relativ kleine Substrate zu be schichten, da die zu beschichtende Oberfläche von der substratseitigen Öffnung der Hohlkathode abhängt. but with this hollow cathode of the prior art it is only possible layers relatively small substrates to be because that depends surface to be coated of the substrate-side opening of the hollow cathode.

Weiterhin sind auch lineare Hohlkathoden bekannt ([1] H. Koch, LJ Friedrich, V. Hinkel, F. Ludwig, B. Politt, and T. Schurig, J. Vac. Sci. Technol., A9 (1191) 2374; [2] T. Jung, Patentanmeldung der FhG vom 27.03.1992, Titel "Vorrichtung zum reaktiven Hohlka thodensputtern", Aktenzeichen P 42 10 125.5) die aus mehreren planaren Targetteilen oder einem oder meh reren gekrümmten Targetteilen bestehen. Also suitable are linear hollow cathode known ([1] H. Koch, LJ Friedrich, V. Hinkel, F. Ludwig, B. Politt, and T. Schurig, J. Vac Sci Technol, A9 (1191) 2374;... [ 2] T. young, patent application of the FHG from 27.03.1992, entitled "apparatus for reactive Hohlka thodensputtern", file reference P 42 10 125.5) which consist of several parts or a planar target or target meh reren curved parts.

Nachteilig ist hier, daß mehrere Einzeltargets und/ oder Targetteile in aufwendiger Form erforderlich sind. The disadvantage here is that a plurality of individual targets and / or target parts are required in complex form. Besonders nachteilig bei diesen Hohlkathoden, die aus mehreren Einzeltargets bestehen, ist die Kom bination mit einer zusätzlichen Wasserkühlung. Particularly disadvantageous in this hollow cathode consisting of a plurality of individual targets is Kom bination with an additional water cooling. Diese Wasserkühlung muß dann entsprechend dem unterschied lich geformten Targetmaterial ausgebildet sein und ist dementsprechend aufwendig. This water cooling must then be formed in accordance with, and is correspondingly expensive Lich shaped target material difference. Diese Hohlkathoden bringen den weiteren Nachteil unerwünschter Ablage rungen in Targetnischen mit sich. These hollow cathode bring the further disadvantage of unwanted filing stakes in target niches with it. Isolierstoffe wer den dabei oft mitbeschichtet und nehmen dann nach einiger Zeit in unkontrollierter Weise an Entladung und Beschichtung teil. Insulating who to this often also coated and then take some time to discharge in an uncontrolled manner and coating part.

Es ist auch bekannt bei den vorstehend beschriebenen Hohlkathoden die Hohlkathode durch ein Gehäuse zu umschließen. It is also known in the above described hollow cathode the hollow cathode to enclose by a housing. Die Hohlkathode ist dabei auf der Seite der Arbeitsgaseinströmung offen gegenüber dem Vakuum raum oder mittels einer Wand oder eines Hohlraumes verschlossen. The hollow cathode is open room or on the side of the Arbeitsgaseinströmung to the vacuum sealed by means of a wall or a cavity. Alle sonstigen Targetpotential führen den Teile (z. B. Bauteile der Targetaufhängung und Kühlung) sind für Gase und Entladung frei zugänglich oder mit Metallteilen unter Verwendung von Isolier stoffen oder nur durch Isolierstoffe abgedeckt. All other potential target run the parts (eg. As components of the target suspension and cooling) are freely accessible for gases and materials discharge or with metal parts using insulation or only covered by insulating materials.

Durch diese Ausgestaltung kommt es zu spürbaren para sitären Arbeitsgasströmen an der Hohlkathode außen vorbei. This refinement occurs outside past noticeable para-university working gas flows to the hollow cathode. In dem Fall, wenn die Seite der Arbeitsgas einströmung mittels einer Wand verschlossen ist, kommt es zu häufigen Kurzschlüssen durch beschichtete Isolierkörper. is closed in the case where the side of the working gas inflow means of a wall, there will be frequent short circuits by insulating coated. Außerdem ist eine vollständig isolie rende Abdeckung aller sonstigen Targetpotential füh renden Teile aufwendig, ein Verzicht darauf kann je doch zu Schichtverunreinigung durch Sputterabtrag und bei Kontakt mit Reaktivgas auch zu unerwünschten Bo genentladungen führen. In addition, a completely isolie Rende cover all other potential target füh Governing parts is complicated, failure to do so may vary but genentladungen lead to contamination by sputter layer and on contact with reactive gas to undesirable Bo.

Allen vorstehend beschriebenen Sputterquellen ist gemein, daß sie nur bedingt dazu geeignet sind, um großflächige Substrate zu beschichten. All sputtering sources described above have in common that they are only partly suitable for coating large area substrates. Für die groß flächige Beschichtung wurden bisher lineare Hohlka thoden in Form der eingangs beschriebenen Ausgestal tung, dh aus mehreren einzelnen unterschiedlich geformten Targetmaterialien verwendet. Hohlka linear methods have been in the form of tung Ausgestal described at the outset, that is used from a plurality of individual, differently-shaped target materials for large area coating. Die zu beschichtende Fläche entspricht dabei aber immer der durch die Hohlkathode aufgespannten Fläche. The surface to be coated but always corresponds to the plane defined by the hollow cathode surface.

Eine weitere Methode ist die Beschichtung mittels Matrix. Another method is by means of the coating matrix. Eine Matrix ist jedoch sehr aufwendig, beson ders wenn eine Kühlung notwendig ist. However, a matrix is ​​very costly, special DERS when cooling is needed. Für eine echte zweidimensionale Beschichtung ist deshalb eine Sub stratbewegung erforderlich. therefore, for a true two-dimensional coating a sub stratbewegung required.

Somit sind aus dem Stand der Technik keine Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die eine großflächige Be schichtung mit einfachen Sputterquellen ermöglichen. Thus, no methods and apparatuses are known from the prior art which enable a large-area coating with Be simple sputtering.

Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, deren Auf gabe es ist, eine einfache und kostengünstige Sput terquelle zur Verfügung zu stellen, die es ermög licht, insbesondere großflächiges Substrate zu be schichten. Here, the present invention employs whose on reproducing it is an easy and inexpensive Sput terquelle to make available that let light, layers, in particular large-area substrates to be.

Die Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. The invention is solved by the characterizing features of claim 1. Vorteilhafte Weiterbildun gen, bezüglich der Ausgestaltung der Sputterquelle, ergeben sich aus den kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche 2 bis 10. Advantageous Weiterbildun gene with respect to the embodiment of the sputtering source, are apparent from the characterizing features of the dependent claims 2 to 10 degrees.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich besonders dadurch aus, daß die Hohlkathode aus zwei Targethälf ten besteht, wobei die Stirnseiten durch Stirnwände, die gegenüber den Targethälften isoliert sind, ver schlossen sind. The solution according to the invention is especially characterized by the fact that the hollow cathode consists of two Targethälf th, wherein the end sides by end walls which are insulated from the target halves are joined ver. Durch diese erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, Targets in einfacher Form zu verwen den. This inventive solution, it is possible to USAGE targets in a simple form to. Die Targets können planar sein und z. The targets may be planar and z. B. recht eckig. B. rectangular. Somit sind keine komplizierten Targetformen, wie bisher aus dem Stand der Technik bekannt, notwen dig. Thus, no complicated forms target, as previously known from the prior art, notwen dig. Günstig hierbei ist, daß die Beschichtung der Stirnwände keinen Einfluß auf die Entladung und die Beschichtung des Substrates hat. It is favorable here that the coating of the end walls has no influence on the discharge, and the coating of the substrate. Die Stirnwände kön nen zudem aus einem billigen Werkstoff, z. The end walls Kings nen also from a cheap material such. B. Metall sein. be as metal. Dies hat den Vorteil, daß sich die Stirnwände leicht bearbeiten lassen. This has the advantage that the end walls can be easily edit the advantage. Die erfindungsgemäß vorge schlagene Hohlkathode zeichnet sich weiterhin noch dadurch aus, daß die Targets gleichmäßig abgetragen werden. The inventively troubled hollow cathode is furthermore distinguished even by the fact that the targets are uniformly ablated.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird vorge schlagen, die Isolierung der Stirnwand gegenüber den Targets dadurch zu erreichen, daß ein Spalt zwischen den Stirnseiten der Targets und der Stirnwand freige lassen wird. According to a preferred embodiment will propose measures to achieve the isolation of the end wall against the targets in that a gap between the end faces of the targets and the end wall will make freige. Bevorzugt hat der Spalt eine Breite von 0,1 mm bis 10 mm. Preferably, the gap has a width of 0.1 mm to 10 mm. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß statt der Isolierung durch Inertgas, dh durch den Spalt, dieser Spalt mit einem Iso liermaterial wie Keramik und/oder Glas und/oder Glim mer teilweise oder vollständig ausgefüllt wird. A further development of the invention provides that, instead of the insulation by inert gas, that is, through the gap, this gap having a Iso liermaterial such as ceramic and / or glass and / or Glim mer is filled partially or completely. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene lineare Hohlkathode bringt noch den weiteren Vorteil mit sich, daß, be dingt durch die einfache planare Konstruktion, sehr leicht eine Targetkühlung angebracht werden kann. The proposed inventions linear hollow cathode nor has the further advantage that, be dingt very easy a target cooling can be provided by the simple planar structure.

Die Erfindung vereinigt somit zwei wesentliche Vor teile gegenüber dem Stand der Technik. The invention thus combines two major ago advantages over the prior art. Erstens ent steht durch die vorgeschlagene Hohlkathode eine sehr einfache und billige Hohlkathode, die den Vorteil hat, daß sie einen gleichmäßigen Abtrag der Targets gewährleistet. First ent stands by the proposed hollow cathode a very simple and cheap hollow cathode which has the advantage that it ensures uniform removal of the targets. Zweitens ist durch die planare Konstruktion das Anbringen einer Targetkühlung äußerst einfach. Second, the attachment of a target cooling is extremely simple by the planar structure.

Ein weiterer erfindungswesentlicher Aspekt der vor geschlagenen Hohlkathode besteht noch darin, daß durch die planare Konstruktion es möglich ist, nicht nur eine Hohlkathode aus zwei Targethälften (Anspruch 5) zu bilden, sondern daß mindestens zwei bis zehn oder auch noch mehr Hohlkathoden parallel angeordnet werden können, wobei jeweils benachbarte Hohlkathoden ein Target gemeinsam haben. A further essential to the invention aspect of the prior beaten hollow cathode consists in the fact that by the planar construction, it is possible not only a hollow cathode of two target halves (claim 5) to be formed, but that at least two to ten or even more hollow cathode may be arranged parallel wherein respectively adjacent hollow cathodes have a target together. Die Stirnwand verschließt dann alle stirnseitige Hohlkathodenöffnungen gemein sam. The front wall then closes all frontal hollow cathode openings in common sam. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird nun erreicht, daß entsprechend der Anzahl der paral lelen Hohlkathoden große Flächen gleichmäßig be schichtet werden können und daß zusätzlich auch noch Targetmaterial gespart wird, weil benachbarte Hohlka thoden jeweils nur ein Target gemeinsam haben. This inventive design is now achieved that large areas can be coated evenly be according to the number of paral allel hollow cathode and that also target material is saved in addition, each have only one target in common because neighboring Hohlka methods. Vor teilhaft ist bei den vorgeschlagenen parallelen Hohl kathoden, daß jeweils auch nur eine gemeinsame Tar getkühlung für benachbarte Targets notwendig ist. Before part adhesive is the cathode, the proposed parallel hollow, that in each case only one common Tar is getkühlung for adjacent targets necessary. Die vorgeschlagene Lösung erlaubt somit großflächige Be schichtungen in zwei Dimensionen mit hohen Raten und ohne Substratbewegung. Thus, the proposed solution allows large-area coatings Be in two dimensions at high rates and without substrate movement. Zusätzlich wird Targetmaterial bzw. Kühlvorrichtungen eingespart. In addition, target material and cooling devices is saved. Die Sputterquelle besitzt zudem dann einen geringen Platzbedarf. The sputtering source also then has a small footprint. Die Konstruktion bringt weiterhin mit sich, daß ein ge ringer Aufwand bei der Abschirmung der Targetkühl- und Befestigungsvorrichtungen notwendig ist. The design brings further comprising that a ringer ge expense in shielding the Targetkühl- and fastening means is necessary.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Hohlkathode und die Einströmvorrichtung für den Inertgasstrom durch ein Gehäuse umschlossen ist. A further development of the invention provides that the hollow cathode and the fluid introduction is enclosed for the inert gas stream through a housing. Er findungswesentlich ist dabei, daß das Gehäuse so aus gelegt ist, daß auf der Seite der substratseitigen Hohlkathodenöffnung ebenfalls eine Öffnung vorhanden ist, die so groß ist, daß sie den Gasstrom zum Sub strat nicht oder nur wenig behindert. It is the invention essential that the housing is so laid out that on the side of the substrate-side hollow cathode opening an opening is also present, which is so large that they do not strat the gas flow to the Sub or only slightly impeded. Eine weitere wesentliche Bedingung ist, daß für den unerwünschten Gasweg, dh außen um die Hohlkathode herum, ein hinreichend großer Strömungswiderstand besteht. Another essential condition is that for the undesirable gas path, ie outside, a sufficiently large flow resistance is around the hollow cathode. Dies kann erreicht werden durch einen geringen Querschnitt und/oder lange und verwinkelte Wege, so daß nur ein vernachlässigbarer kleiner Teil des Arbeitsgases die sen Weg nimmt und von den anderen Targetpotential führenden Teilen abgetragenes Material auf keinem Weg in unerwünschten Mengen in den Arbeitsgasstrom und mit ihm als Verunreinigung zum Substrat gelangen kann. This can be achieved by a small cross section and / or long and winding paths so that only a negligible small part of the working gas takes sen path and leading from the other target potential parts removed material on any way in undesired amounts into the working gas stream and with it can get to the substrate as an impurity. Das Gehäuse kann dabei teilweise identisch sein mit der äußeren Wand des Vakuumbehälters, in dem die Beschichtung stattfindet. The housing can be partly identical with the outer wall of the vacuum vessel in which the coating takes place. Der Vorteil dabei ist, das Arbeitsgas wird voll genutzt, da es nahezu vollstän dig den Weg durch die Hohlkathode nehmen muß. The advantage of this, the working gas is fully utilized, since it must take the path through the hollow cathode almost completeness, dig. Eine schädliche Beschichtung von Isolierbauteilen tritt nicht ein. A harmful coating of insulating components does not occur. Schichtverunreinigungen durch Sputterab trag anderer Bauteile können vermieden oder verhin dert werden. Layer impurities contract by Sputterab other components can be avoided or verhin changed. Die sonstige Targetpotential führenden Bauteile kommen nicht mit eventuellem Reaktivgas in Kontakt. The other target potential-carrying components do not come with possible reactive gas into contact.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird noch vorgeschlagen, an der substrat seitigen Öffnung des Gehäuses Drosselstellen anzu bringen. According to another preferred embodiment of the invention it is also proposed to be on the substrate-side opening of the housing orifices bring. Die Drosselstelle stellt für den Gasstrom eine Querschnittsverringerung dar, und damit eine Geschwindigkeitssteigerung und somit eine Verringe rung der Reaktivgasdiffusion zum Target. The orifice provides for the gas flow a reduced cross-section is, and thus an increase in speed and therefore a reduced copy tion of the reactive gas diffusion to target. Der Quer schnitt der Drosselstelle kann dabei in etwa die Grö ße des Querschnitts der Hohlkathodenöffnung besitzen. The cross section of the throttle point may be fed in as the big SSE of the cross section of the hollow cathode opening possess.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor, daß Vorrichtungen für die Einspeisung von Reak tivgas durch ein Mehrfachdüsensystem (z. B. ein oder mehrere Rohre mit hinreichend vielen kleinen seitli chen Öffnungen, die z. B. auf das Substrat gerichtet sind), welches außerhalb der Hohlkathode zwischen Hohlkathode und Substrat angeordnet ist, vorgesehen ist. A further embodiment of the invention provides that devices for the supply of reac tivgas by a multi-nozzle system (eg., One or more tubes with sufficiently many small seitli chen apertures z. B. are directed to the substrate), which is outside the hollow cathode between hollow cathode and substrate is disposed, is provided. Somit behindert es den Gas- und Targetmaterial strom zum Substrat nicht oder nur sehr wenig. Thus, it hinders the gas and target material stream or not the substrate very little. Die Mehrfachdüsen müssen außerdem vom Substrat soweit entfernt sein und aus so vielen Einzeldüsen bestehen, daß sie das Reaktivgas hinreichend gleichmäßig in der erforderlichen Konzentration über der Substratober fläche verteilen können. The multiple nozzles must also be as far away from the substrate and consist of so many individual nozzles, that it can distribute the reactive gas is sufficiently uniform in the required concentration above the substrate top surface. Sie müssen weiter von der Hohlkathodenöffnung soweit entfernt ist, daß das ge gen den Arbeitsgasstrom diffundierende Reaktivgas an keiner Stelle der aktiven Targetoberfläche eine Kon zentration erreichen kann, die eine für das Verfahren bedeutende chemische Umwandlung bewirkt. They must be far away from the hollow cathode aperture further characterized in that the Ge Gen the working gas flow diffusing a reactive gas can be a con centration reach at any point of the active target surface, which causes a significant for the method of chemical conversion.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfin dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnungen. Further features, details and advantages of the dung OF INVENTION become apparent from the following description of the drawings.

Hierbei zeigen Shown are

Fig. 1 eine lineare Hohlkathode mit zwei Targets und durch Spalt getrennte Stirnwände in Fig. 1 is a linear hollow cathode with two targets and by slit separate in the end walls
a) der Draufsicht a) top view
b) Seitenansicht; b) side view;

Fig. 2 zeigt gekoppelte lineare Hohlkathoden ohne Targetkühlung mit durch Spalt getrennten Stirnwänden in der Draufsicht; Fig. 2 is coupled linear hollow cathode target without cooling with separated by gap end walls in the plan view;

Fig. 3 zeigt ebenfalls gekoppelte lineare Hohlkatho den, hier aber mit einer Targetkühlung; Fig. 3 is coupled linear Hohlkatho also denotes here but with a cooling target;

Fig. 4 zeigt gekoppelte lineare Hohlkathoden in ei ner Querschnittdarstellung mit Targetkühlung; Fig. 4 is coupled linear hollow cathode in egg ner cross-sectional view of Target cooling;

Fig. 5 zeigt eine Hohlkathode bestehend aus zwei Targethälften mit Gehäuse in der Querschnittsdarstel lung; Fig. 5 shows a hollow cathode target composed of two halves of the housing in Querschnittsdarstel lung;

Fig. 6 zeigt eine lineare Hohlkathode nach Fig. 5 mit zusätzlichen Drosselklappen und Reaktivgasdüsen; Fig. 6 shows a linear hollow cathode according to Figure 5 with additional throttle and reactive gas nozzles.

Fig. 7 zeigt eine Hohlkathode mit externer Mehrfach reaktivgasdüse und Gasdrossel in der Querschnittsdar stellung. Fig. 7 shows a hollow cathode with external multiple reaktivgasdüse and gas restrictor in the Querschnittsdar position.

Fig. 1 zeigt eine lineare Hohlkathode 1 mit zwei Targets 2 und durch Spalt 3 getrennte Stirnwände 4 . Fig. 1 shows a linear hollow cathode 1 with two targets 2 and 3 separate gap end walls 4. In Fig. 1 ist die lineare Hohlkathode 1 isoliert dargestellt. In Fig. 1, the linear hollow cathode 1 is shown isolated. Fig. 1a (Draufsicht) zeigt dabei eine lineare Hohlkathode 1 bestehend aus zwei Targethälf ten 2 sowie einer entsprechenden Targetkühlung 5 . FIG. 1a (top view) shows a linear hollow cathode 1 consisting of two Targethälf th 2, and a corresponding target cooling 5. Die Stirnwand 4 ist dabei durch einen Spalt 3 von den Stirnseiten 6 der Hohlkathode 1 getrennt. The end wall 4 is separated by a gap 3 from the end faces 6 of the hollow cathode. 1 Die Isolie rung im Beispielsfall nach Fig. 1 wird demnach hier durch Inertgas erreicht. The Isolie tion in the example of FIG. 1 is thus achieved here by inert gas. Der Spalt besitzt dabei be vorzugt eine Größe von 0,1 mm bis 10 mm. The gap thereby has be vorzugt a size of 0.1 mm to 10 mm. Aus Fig. 1b (Seitenansicht) ist zu ersehen, daß im Beispielsfall nach Fig. 1 die Targets 2 und die Targetkühlung 5 eine rechteckige planare Form besitzen. From Fig. 1b (side view) it can be seen that the target 2 and the target cooling 5 have a rectangular planar shape in the example of FIG. 1. Das Plasma brennt im Betrieb zwischen den Targets 2 . The plasma burns in operation between the targets. 2

Fig. 2 zeigt nun gekoppelte lineare Hohlkathoden 1 ohne Targetkühlung 5 in der Draufsicht. Fig. 2 shows coupled linear hollow cathode 1 without cooling target 5 in plan view. Erfindungs gemäß haben hier jeweils benachbarte Hohlkathoden 1 nur ein Target 2 . Here each adjacent hollow cathodes 1 have Invention according to only one target. 2 In Fig. 2 ist die Stirnwand 4 wie derum durch einen Spalt von der Stirnseite 5 der li nearen Hohlkathoden 1 getrennt, um eine Isolierung zu bewerkstelligen. In FIG. 2, the end wall 4 as derum separated by a gap from the end face 5 of the li-linear hollow cathode 1 in order to accomplish insulation. Erfindungsgemäß kann die Isolierung aber auch durch Isoliermaterial hergestellt werden. According to the invention, the insulation can also be made by insulating material, however.

Fig. 3 zeigt ebenfalls wiederum gekoppelte lineare Hohlkathoden 1 in der Draufsicht, nun hier nur mit einer Targetkühlung 5 . Fig. 3 also shows in turn coupled linear hollow cathode 1 in a top view, now only with a target cooling 5. Ein erfindungswesentlicher Vorteil bei der hier vorgeschlagenen Lösung besteht darin, daß jeweils zwei benachbarte Hohlkathoden 1 nur eine Targetkühlung 5 benötigen. A significant advantage of the invention with the solution proposed here is that each two adjacent hollow cathode 1 will need only a target cooling. 5 Dadurch wird nicht nur Platz gespart, sondern die Hohlkathode 1 ist billig und verfahrenstechnisch einfach herzustel len. This not only saves space, but the hollow cathode 1 is len cheap process and simple herzustel.

Fig. 4 zeigt nun gekoppelte lineare Hohlkathoden nach Fig. 3, nun in der Querschnittsdarstellung. Fig. 4 shows coupled linear hollow cathode of FIG. 3, now in the cross sectional view. Fig. 4 macht sehr schön deutlich, daß durch die er findungsgemäße gekoppelte parallele Anordnung der linearen Hohlkathoden eine großflächige Substratbe schichtung möglich ist, da sich das Plasma, das durch die einzelnen linearen Hohlkathoden geführt wird, vor dem Substrat vereinigt und so eine großflächige Be schichtung ermöglicht. Fig. 4 makes very beautiful clear that by which he invention contemporary coupled parallel arrangement of the linear hollow cathode over a large area Substratbe coating is possible, since the plasma is guided by the single linear hollow cathode, united in front of the substrate and so a large-area Be coating allows. Zum Betrieb strömt dabei aus den Einstromvorrichtungen 8 Inertgas durch die Hohl kathoden 1 und trägt Targetmaterial ab, das auf dem Substrat 7 niedergeschlagen wird. It flows to the operation of the Einstromvorrichtungen 8 inert gas through the hollow cathode 1 and ablates the target material which is deposited on the substrate. 7 In Fig. 4 ist da bei eine Anode 9 eingesetzt. In FIG. 4 is here employed in an anode 9. Es ist aber auch möglich, einzelne Anoden zu verwenden. but it is also possible to use individual anodes.

Fig. 5 zeigt nun eine Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen linearen Hohlkathode 1 bestehend aus zwei Targethälften 2 und entsprechenden Targetkühlun gen 5 mit einem Gehäuse 10 . Fig. 5 shows an embodiment of a linear hollow cathode to the invention OF INVENTION 1 consisting of two halves 2 and corresponding target gene Targetkühlun 5 with a housing 10. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausgestaltung des Gehäuses 10 wird nun erreicht, daß der durch die Einströmvorrichtungen 8 , hier eine Gasdüse, erzeugte Inertgasstrom fast aus schließlich durch die Hohlkathode 1 selbst geführt wird, da der Weg links und rechts an der Hohlkathode 1 vorbei durch den engen Querschnitt stark behindert ist. By inventively proposed configuration of the housing 10 is now achieved that is guided by the Einströmvorrichtungen 8, here a gas nozzle, generated stream of inert gas directed almost exclusively through the hollow cathode 1 itself, as the path on the left and right of the hollow cathode 1 passing through the narrow cross-section is greatly hindered.

Fig. 6 zeigt nun ein Sputterquelle nach Fig. 5, jedoch hier mit zusätzlich einer Drosselstelle 11 und Reaktivgasdüsen 12 . Fig. 6 now shows a sputter source of FIG. 5, but here with additionally a throttle point 11 and reactive gas nozzles 12. Die Reaktivgasdüsen 12 sind dabei zwischen der substratseitigen Öffnung und dem Sub strat 7 hier außerhalb des Gehäuses 10 angeordnet. The reactive gas nozzles 12 are strat between the substrate-side opening and the Sub 7 here outside of the housing 10 thereby. Die Drosselstellen 11 bewirken eine Konzentrierung des Inertgasstromes und damit eine Verringerung der Reaktivgasdiffusion zum Target. The throttle bodies 11 effect a concentration of the inert gas, thereby reducing the reactive gas diffusion to target.

Fig. 7 zeigt nun wiederum eine Hohlkathode 1 mit ex ternen Mehrfachreaktivgasdüsen 12 und eine Gasdrossel 11 wiederum in der Querschnittsdarstellung. Fig. 7 now shows again a hollow cathode 1 with ex ternal multiple reactive gas nozzle 12 and a gas throttle 11, in turn, in the cross sectional view. In diesem Ausführungsbeispiel ist kein Gehäuse 10 vorgesehen, sondern lediglich eine Gasdrossel 11 und entsprechen de Reaktivgasdüsen 12 . In this embodiment, no enclosure 10 is provided, but only a gas throttle 11, and corresponding de reactive gas nozzles 12th

Claims (11)

  1. 1. Sputterquelle mit einer linearen Hohlkathode, einer Anode, einer geeigneten Stromversorgung, einer Einströmvorrichtung für den Inertgasstrom und einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine lineare Hohlkathode ( 1 ) vor gesehen ist, die aus planaren, parallel angeord neten gleich oder annähernd gleich großen Tar gets ( 2 ) besteht, so daß substratseitige Öffnun gen und gegenüberliegende Öffnungen zum Einspei sen des Inertgases entstehen und daß an den Öff nungen der Stirnseiten ( 6 ) Stirnwände ( 4 ) vorge sehen sind, die gegenüber den Targets ( 2 ) und der Anode ( 9 ) elektrisch isoliert sind. 1. sputtering source having a linear hollow cathode, an anode, a suitable power supply, a fluid introduction of the inert gas stream and a substrate, characterized in that at least one linear hollow cathode (1) is seen, consisting of planar, parallel angeord Neten equal or approximately equal large Tar gets (2), so that substrate-side outlets, to and opposite openings for Einspei sen result of the inert gas and in that the end faces (6) voltages to the Publ end walls (4) pre see is opposite to the targets (2) and the anode (9) are electrically insulated.
  2. 2. Sputterquelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektrische Isolierung durch Inertgas erreicht wird, indem die Stirnwände ( 4 ) durch einen Spalt ( 3 ) mit einem Abstand von 0,1 mm bis 10 mm von den Stirnseiten ( 6 ) der Kathode ( 1 ) getrennt sind. 2. sputter source according to claim 1, characterized in that the electrical insulation is achieved by inert gas by the end walls (4) by a gap (3) at a distance of 0.1 mm to 10 mm from the end faces (6) of cathode (1) are separated.
  3. 3. Sputterquelle nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt ( 3 ) durch ein Isoliermaterial wie Keramik und/oder Glas und/oder Glimmer teilweise oder vollständig ausgefüllt ist. 3. sputter source according to claim 1 to 2, characterized in that the gap (3) is filled by an insulating material such as ceramic and / or glass and / or mica partially or completely.
  4. 4. Sputterquelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Targets ( 2 ) mit einer Target kühlung ( 5 ) versehen sind. 4. sputter source according to claim 1 to 3, characterized in that the respective targets (2) with a target cooling (5) are provided.
  5. 5. Sputterquelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hohlkathode ( 1 ), bestehend aus zwei Targets ( 2 ), vorgesehen ist. 5. sputter source according to claim 1 to 4, characterized in that a hollow cathode (1) consisting of two targets (2), is provided.
  6. 6. Sputterquelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bis zehn parallel angeordnete Hohlka thoden ( 1 ) vorgesehen sind, wobei benachbarte Hohlkathoden ( 1 ) jeweils ein Target ( 2 ) gemein sam haben. 6. sputter source according to claim 1 to 4, characterized in that two to ten parallel-arranged Hohlka methods (1) are provided, wherein adjacent hollow cathode (1) at a target (2) have in common sam.
  7. 7. Sputterquelle nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß jeweils benachbarte Targets ( 2 ) durch eine gemeinsame Targetkühlung ( 5 ) gekühlt werden. 7. sputter source according to claim 6, characterized in that respectively adjacent the target (2) by a common cooling target (5) to be cooled.
  8. 8. Sputterquelle nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse ( 10 ) vorgesehen ist, das die Targets ( 2 ) und die Einströmvorrichtung ( 8 ) für den Inertgasstrom umschließt, wobei das Gehäuse ( 10 ) so ausgelegt ist, daß der aus der Einström vorrichtung ( 8 ) austretende Gasstrom fast aus schließlich durch die der substratseitigen Öff nung gegenüberliegende Öffnung geführt wird, und daß das Gehäuse ( 10 ) an der substratseitigen Öffnung ebenfalls eine Öffnung aufweist, die in etwa der Größe der substratseitigen Öffnung selbst entspricht. 8. sputter source according to claim 1 to 7, characterized in that a housing (10) is provided, which encloses the target (2) and the fluid introduction device (8) for the inert gas stream, wherein the housing (10) is designed so that the device from the inflow (8) exiting gas stream directed almost exclusively by the substrate-side Publ voltage opposite opening is guided, and that the housing (10) also having an opening at the substrate-side opening which corresponds approximately to the size of the substrate-side opening itself.
  9. 9. Sputterquelle nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß an der substratseitigen Öffnung Drosselstel len ( 11 ) vorgesehen sind. 9. sputter source according to claim 8, characterized in that len to the substrate-side opening of the throttle Stel (11) are provided.
  10. 10. Sputterquelle nach Anspruch 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Gehäuses ( 10 ) und unterhalb des Substrates ( 7 ) zusätzlich Einströmvorrich tungen ( 12 ) für Reaktivgas vorgesehen sind. 10. sputter source according to claim 8 to 9, characterized in that outside the housing (10) and below the substrate (7) in addition Einströmvorrich obligations (12) are provided for reactive gas.
  11. 11. Verwendung der Sputterquelle nach Anspruch 1 bis 10 zum Herstellen von dünnen Schichten insbesondere zur Herstellung von großflächigen Beschich tungen. 11. Use of the sputter source according to claim 1 to 10 for the manufacture of thin layers, in particular for the production of large-area Beschich obligations.
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