DE69125718T2

DE69125718T2 - Zerstäubungsvorrichtung und -verfahren zur verbesserung der gleichmässigen ionenflussverteilung auf einem substrat

Info

Publication number: DE69125718T2
Application number: DE69125718T
Authority: DE
Inventors: Robert Hieronymi; Steven D Hurwitt; Isreal Wagner
Original assignee: Materials Research Corp
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2011-08-24
Also published as: EP0544831A1; SG49731A1; EP0544831B1; US5080772A; JPH06502892A; JP3315114B2; DE69125718D1; WO1992003589A1; AU8742291A; CA2089644A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Sputterbeschichten, insbesondere das Bias-Sputterbeschichten und ganz besonders eine Regelung oder Steuerung der gleichmäßigen Ionenflußverteilung in Bias-Sputterbeschichtungs-Anwendungen, besonders in Magnetron-unterstützten Bias-Sputterbeschichtungs-Anwendungen.

Hintergrund der Erfindung

Das Sputterbeschichten ist ein Prozeß, der in einer Vakuumkammer durchgeführt wird, die mit einem im allgemeinen chemisch inerten Gas gefüllt ist, wobei ein Substrat mit einem Material von einem Sputtermaterial-Target beschichtet wird, weiches auf einem negativen elektrischen Potential gegenüber der Kammerwand oder der anderen Anode gehalten wird. Der Potentialgradient nahe der Targetoberfläche verursacht eine Elektronenemission vom Target, welche auf ihrem Weg zur Kammeranode, welche üblicherweise teilweise von der geerdeten Kammerwand gebildet wird, mit einigen Molekülen des inerten Gases zusammenstoßen und diese ionisieren. Die derart gebildeten positiven Ionen werden dann vom negativen Target angezogen und treffen auf dieses auf, wobei Impuls auf das Targetmaterial übertragen wird und Teilchen aus dem Material der Targetoberfläche herausgeschlagen werden. Das zu beschichtende Substrat, welches in der Kammer üblicherweise mit seiner Oberfläche zum Target gerichtet angeordnet ist, empfängt einige der herausgeschleuderten Partikel, die sich an die Substratoberfläche anheften und diese beschichten.
Beim Magnetronsputtern wird ein magnetisches Feld über der Targetoberfläche aufgebaut, üblicherweise einschließlich Magnetfeldlinien parallel zur Targetoberfläche und, in vielen Anwendungen, in Form eines geschlossenen magnetischen Tunnels. Das magnetische Feld ruft eine Bewegung der emittierten Elektronen auf gekrümmten Spiralbahnen hervor, die sie in vom Feld eingeschlossenen Bereichen nahe der Targetoberfläche gefangen halten, wodurch die Rate der Elektronenkollisionen mit Gasatomen erhöht wird, was wiederum die Ionisation des Gases und die Effizienz des Sputterprozesses erhöht.
Im anhängigen US-Patent US-A-4,957,605, eingereicht am 17. April 1 989 mit dem Titel "Method and Apparatus for Sputter Coating Stepped Wafers" (Verfahren und Vorrichtung zum Sputterbeschichten von gestuften Wafern) ist eine Sputterbeschichtungsvorrichtung und ein Verfahren offenbart, in der ein konkaves, ringförmiges Target mit konzentrischen, ringförmigen Elektromagneten ausgestattet ist, die die Bildung eines Paares konzentrischer Plasmaringe verursachen. Den Plasmaringen wird wechselweise Energie zugeführt, indem wechselweise den Magnetspulen zur Energiezuführung Strom zugeführt wird, während der Target-Leistungspegel synchron mit dem Umschalten des Stromes für die Magnetspulen geschaltet wird. Dies ruft unterschiedliche Sputterraten von den inneren und äußeren konzentrischen Bereichen der Targetoberfläche hervor, wobei das Sputtern von jedem Bereich unterschiedliche Verteilungseigenschaften desjenigen gesputterten Materials verursacht, welches sich auf dem zu beschichtenden Substrat oder Wafer ablagert. Variation der relativen Parameter, welche die Energiezuführung zu den zwei Targetbereichen beeinflussen, ermöglicht die Regelung oder Steuerung einer gleichmäßigen Beschichtung auf den Substratoberflächen, was besonders bei den unterschiedlich ausgerichteten Oberflächen von gestuften Halbleiterwafern von Wichtigkeit ist. Die erwähnte Patentanmedung beschreibt insbesondere Effekte auf die Beschichtung, die durch die Target-Geometrie und durch die elektrischen Parameter verursacht wird, welche sich auf die Energiezuführung zum Target und der Plasmen beziehen.
Beim Bias-Sputtern wird eine negative Spannung, die jedoch nicht so negativ wie die am Target anliegende ist, an das zu beschichtende Substrat angelegt. Diese Biasspannung verursacht im bestimmten Maße ein "Rück-Sputtern" bzw. ein Sputtern von der Sputterbeschichtung, die sich auf der Substratoberfläche abgelagert hat, aufgrund des Aufprallens von Ionen, die durch Elektronenemission vom Substrat erzeugt wurden. Häufig jedoch, besonders bei ringförmigen Sputtertargets mit einer ringförmigen oder andersförmigen magnetisch geschlossenen Falle oberhalb ihrer Oberfläche, verursachen Polstücke hinter dem Target magnetische Felder, welche "primäre" Plasmen nahe der Targetoberfläche bilden und ein einschnürendes Feld in der Umgebung der Substratoberfläche erzeugen, welches nicht gleichmäßig ist. Komponenten des derart erzeugten einschnürenden Feldes verlaufen in bestimmten Regionen senkrecht zur Substratoberfläche, beispielsweise am Zentrum auf der Achse des magnetischen Zentralpoles des Targets. Dieses einschnürende Feld und andere Teile der elektrischen und magnetischen Felder neigen dazu, konzentrische "sekundäre" Plasmabereiche zu bilden, wodurch ein Beschuß des Substrates mit einem sekundären Ionenfluß erzeugt wird. Das Ergebnis ist oftmals eine unerwünschte, nicht-lineare Verteilung des Ionenflusses auf die Substratoberfläche.
Eine Lösung zu dem Problem der nicht-gleichmäßigen Ionenflußverteilung auf die Oberfläche des Substrates ist im US-Patent 4,871,433 mit dem Titel "Apparatus for Improving the Uniformity of Ion Bombardment in a Magnetron Sputtering System" (Vorrichtung zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Ionenbeschusses in einem Magnetron-Sputtersystem) beschrieben. In diesem Patent wird der Gebrauch eines sekundären Magneten mit bestimmten Eigenschaften beschrieben, der hinter oder um das Substrat angeordnet ist. Der sekundäre Magnet, oder Gegenmagnet, modifiziert das einschnürende Feld, das von der Kathode oder dem primären Magnet des Targets erzeugt wird, um einen gleichmäßigen Ionenfluß auf das Substrat hervorzurufen. Obwohl effektiv, ist die Vorrichtung jenes Patentes in gewisser Weise spezifisch für die Kathode und die Anordnung des Kathodenmagneten, ist außerdem groß und schwierig in viele Prozeßkammer-Anordnungen einzupassen, und muß oft ersetzt werden, wenn das Targetmagnet-Schema geändert wird. Weiterhin ist der Ionenflußpegel beschränkt, welcher mit einem derartigen Gegenmagnet-System zur Verfügung gestellt wird.
Dem Stand der Technik bekannte Sputterbeschichtungs-Vorrichtungen, welche ringförmige Sputtertargets benutzen, verwenden eine Anode am Targetzentrum. Die Anode ist vorgesehen, um eine Aufheizung des Wafers aufgrund des Beschusses des Wafers mit sekundären Elektronen zu verhindern. Derartige Targets sind mit einem sogenannten Dunkelraumschild versehen, welcher das Target an seinem äußeren Rand umgibt, um aus dem Plasma gestreute Elektronen zu absorbieren, wodurch verhindert wird, daß sie auf die Substratoberfläche aufschlagen. Die an den Targetzentren vorgesehenen Anoden werden auf demselben geerdeten oder einem anderen Anodenpotential des Dunkelraumschildes gehalten, um Streuelektronen nahe des Targetzentrums zu absorbieren. Wenn derartige Elektronen nicht vom Substrat ferngehalten werden, sammeln sie sich vermutlich unter Aufheizung der Oberfläche auf den Oberflächen als Schichten, die sich aufleitenden Substraten ablagern, und erzeugen schließlich einen Zusammenbruch des nicht-leitenden Materials und beschädigen die Substratoberfläche Diese bekannten Elektroden sind außerdem derart angeordnet, daß sie einige der Plasmafallen-Feldlinien in kritischer Weise schneiden, wodurch im allgemeinen ihre Effektivität reduziert wird.
Die US-A-4,572,776 beschreibt eine Magnetron-Kathode zum Sputtern ferromagnetischer Targets, welche eine gleichmäßige Targetabtragung und eine hohe Sputterrate aufweist. Das Magnetsystem besteht aus Magnetpolen gegensätzlicher Polarität, die ineinander gebettet sind. Das Target ist ringförmig und ein Polschuh umgibt das Target, während ein zweiter in dem zentralen Loch des Targets angeordnet ist. Die Polschuhe sind von den Magnetpolen getrennt. Das Target und die Polschuhe können auf demselben Kathodenpotential liegen, oder eine Potentialdifferenz kann zwischen dem Target und den Polschuhen bestehen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine gleichmäßige Ionenflußverteilung auf die Oberfläche eines Substratwafers zur Verfügung zu stellen, welcher in einem Sputterbeschichtungsprozeß beschichtet wird, besonders in einem Bias- Sputterbeschichtungsprozeß, der mit einer Magnetron-unterstützten Sputterbeschichtungsvorrichtung durchgeführt wird.
Es ist ein besonderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine gleichmäßige Ionenflußverteilung auf eine Substratoberfläche mit einem Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches genügend flexibel ist, um Targetanordnungen verschiedener magnetischer, elektrischer und geometrischer Konfigurationen aufzunehmen, und welches Energiezuführungsverfahren für das Target inkorporieren kann, die sich während der Durchführung des Sputterprozesses ändern.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Sputterbeschichtungsprozesses, in dem ein Magnetrontarget, das einen äußeren Rand um die Sputteroberfläche und eine Zentralachse aufweist, auf einem Kathodenpotential gehalten wird, mit einer vom äußeren Rand des Targets entfernten Elektrode und wobei die Elektrode auf einem Potential gehalten wird, das gegenüber dem Kathodenpotential positiv ist, wobei der Prozeß ein Biaspotential-Sputterbeschichtungsprozeß ist, der in einer Vakuumkammer durchgeführt wird, in dem sich das Target befindet, und wobei sich eine Kammeranode außerhalb des äußeren Randes des Targets befindet und auf einem Anodenpotential gehalten wird und wobei das zu beschichtende Substrat dem Target gegenüber angeordnet ist und auf einem Biaspotential gehalten wird, welches negativ gegenüber dem Anodenpotential ist, um zu bewirken, daß ein Ionenfluß auf das Substrat während der Durchführung des Beschichtungsprozesses aufprallt und wobei das Verfahren einschließt, daß die Elektrode zwischen dem Target und dem Substrat auf der Targetzentralachse und nahe der Targetbeschichtungsoberfläche vorgesehen ist und die Elektrode auf einem Potential gehalten wird, das gegenüber dem Biaspotential positiv und gegenüber dem Anodenpotential und somit gegenüber dem Potential um den äußeren Rand des Targets negativ ist, wodurch die Gleichmäßigkeit der Ionenflußverteilung auf das Substrat verbessert wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Sputterbeschichtungsvorrichtung mit Mitteln zum Halten eines Magnetrontargets auf einem Kathodenpotential, wobei das Target einen äußeren Rand um die Sputteroberfäche und eine Zentralachse aufweist, mit einer vom Target verschiedenen und vom Rand entfernten Elektrode und Mitteln zum Halten der Elektrode auf einem vom Kathodenpotential unabhängigen Potential, wobei die Vorrichtung eine Vakuumkammer umfaßt, das Target in der Kammer gehalten wird, und eine Kammeranode sich in der Kammer außerhalb des äußeren Randes des Targets befindet und auf einem Anodenpotential gehalten wird, mit Mitteln zum Halten eines in der Kammer gehaltenen und dem Target gegenüberliegenden Substrats auf einem Biaspotential, wobei die Elektrode zwischen dem Target und dem Substrat auf der Zentralachse und nahe der Targetsputteroberfläche gehalten wird, und wobei Justiermittel zum Halten der Elektrode auf einem Potential vorgesehen sind, das gegenüber dem Biaspotential positiv und gegenüber dem Anodenpotential und somit gegenüber dem Potential um den äußeren Rand des Targets negativ ist, um die gleichmäßige Verteilung des Ionenflusses auf das Substrat zu verbessern.
Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird eine Sputterbeschichtungsvorrichtung zur Verfügung gestellt, bei der eine Elektrode generell von der äußeren Kante oder dem äußeren Rand entfernt und vorzugsweise auf der Zentralachse des Targets nahe der Targetoberfläche angeordnet ist. Die Elektrode wird auf einer Vorspannung gehalten, die sich von dem Sputterkammer- Anodenpotential und dem Potential eines Dunkelraumschildes um den Targetrand unterscheidet und vorzugsweise gegenüber diesen negativ, aber nicht so negativ wie das Potential des Targets selbst ist. Vorzugsweise wird die Zentralelektrode auf einer negativen Spannung gehalten, die zwischen einer negativen Spannung mit einem Absolutwert größer als Null und einer negativen Spannung von ungefähr 20 Volt (-20V) liegt, vorzugsweise häufig im Bereich von ungefähr -8 Volt (-8V). Dieses ist im Vergleich zu einer entsprechenden Targetspannung zu sehen, welche üblicherweise bei einem ungefähren negativen Potential von mehreren 100 Volt liegt.
Weiterhin wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein schaltbares, ringförmiges Target mit zwei wechselseitig mit Energie gespeisten Plasmen mit konzentrischem innerem und äußerem ringförmigem Plasmaring zur Verfügung gestellt, das eine Zentralelektrode aufweist, an die ein negatives Potential angelegt wird, insbesondere dann, wenn dem äußeren Plasma Energie zugeführt wird. Wenn die Energiezuführung bei einem wesentlich geringeren negativen Potential als das des Targets erfolgt, absorbiert die Zentralelektrode Streuelektronen, welche während der Energiezuführung zum äußeren Plasma zu weit vorn äußeren Dunkelraumschild entfernt sind, um von diesem eingefangen zu werden, wodurch der Beschuß des Targets mit Streuelektronen, hervorgerufen durch die Energiezuführung zum äußeren Plasma, reduziert wird. Die Zentralelektrode wird jedoch auf ein Potential näher am Massenpotential geschaltet, wenn dem inneren Plasma Energie zugeführt wird, da es nicht notwendig ist, Streuelektronen vom äußeren Plasma im Zentrum des Targets einzufangen.
Weiterhin wird die Zentralelektrode auf einem Potential mit einem negativen Wert gehalten, der, wie gefunden wurde, bewirkt, daß positive Ionen zur Elektrode hin angezogen werden. Noch wichtiger bei einer derart angeordneten Zentralelektrode auf einem Vorpotential ist der Effekt, daß eine gleichmäßige Verteilung des Ionenflusses auf die Substratoberfläche hervorgerufen wird, ohne daß ein speziell konfigurierter Gegenmagnet nahe dem Substrat benötigt wird.
Die optimale Elektrodenspannung wird vorzugsweise empirisch bestimmt, indem die Elektrodenspannung eingestellt und der Ionenfluß über die Oberfläche des Substrates gemessen wird. Die an der Zentralelektrode angelegte negative Spannung ist bei verschiedenen Targets und verschiedenen Energiezuführungsschemata des Targets unterschiedlich. Bei Gebrauch einer Zentralelektrode mit negativer Bias-Spannung wird die negative Spannung gegebenenfalls bei Änderung der Bedingungen geändert, um die Formen des elektrischen Feldes zu optimieren und hierdurch auf die Gleichmäßigkeit der lonenverteilung auf der zu beschichtenden Substratoberfläche Einfluß zu nehmen und diese Gleichmäßigkeit zu erhalten.
Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Zeichnungen deutlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt einer Prozeßkammer einer Sputterbeschichtungsvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Darstellung der Anordnung der elektrischen Schaltung der Ausführungsform der Fig. 1;
Fig. 2A eine Darstellung ähnlich der Fig. 2, in der eine alternative Anwendung der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
Fig. 3 eine Darstellung der Wellenformen bzw. des Zeitverlaufs des Schaltens des Targets, des Wafers und der Elektrodenspannungen mit der Schatungsanordnung der Fig. 2; und
Fig. 4 eine vergleichende grafische Darstellung der Ionenflußverteilung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Magnetron-Sputtervorrichtungen desjenigen Typs, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, sind in folgenden US-Patenten beschrieben:
US-Patent 4,853,033 mit dem Titel "Cathode Target Design for a Sputter Coating Apparatus" (Anordnung eines Kathodentargets fiir eine Sputterbeschichtungsvorrichtung);
US-Patent 4,871,433 mit dem Titel "Apparatus for Improving the Uniformity of Ion Bombardment in a Magnetron Sputtering System" (Vorrichtung zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Ionenbeschusses in einem Magnetron-Sputtersystem);
US-Patente 4,909,675 und 4,915,564 mit dem Titel "Method and Apparatus for Handling and Processing Wafer-Like Materials" (Verfahren und Vorrichtung zur Handhabung und Verarbeitung von Wafer-ähnlichen Materialien); und
US-Patentanmeldung US-A 4,957,605, eingereicht am 17. April 1 989 mit dem Titel "Method and Apparatus for Sputter Coating Stepped Wafers" (Verfahren und Vorrichtung zur Sputterbeschichtung von gestuften Wafern).
Fig. 1 stellt eine Sputterbeschichtungskammer 10 einer Sputterbeschichtungsvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung im Querschnitt dar. Die Prozeßkammer 10 ist ein Teil der Sputtervorrichtung, die im US-Patent 4,909,675 offenbart ist. Die Prozeßkammer 10 ist eine Vakuumkammer, die von einem isolierten Abschnitt einer Hauptkammer 11 gebildet wird. Die Hauptkammer 11 ist gegenüber der Atmosphäre der Vorrichtungsumgebung 12 mittels einer Abdichtwand 1 4 isoliert. Die Prozeßkammer 10 steht mit der Hauptkammer 11 über eine Öffnung 15 in der Abdichtwand 14 in Verbindung. Die Öffnung 15 ist im allgemeinen kreisförmig Die Prozeßkammer 10 kann selektiv von der Hauptkammer 11 isoliert werden, indem ein Rückflächenabschnitt 16 der Verfahrenskammer gegen einen Abschnitt eines scheibenförmigen rotierenden Wafer-Transportelementes 17 selektiv bewegt wird, wobei das Transportelement 17 zwischen dem Rückflächenabschnitt 16 und der Abdichtwand 14 abdichtend eingeklemmt wird, wodurch ein Rückflächenraum 19 in der Prozeßkammer 10 eingeschlossen und die Prozeßkammer 10 von der Hauptkammer 11 isoliert wird.
Dem Rückflächenabschnitt 16 gegenüber, an der Vorderseite des Transportelementes 17, ist die Prozeßkammer 10 mit einem Kathodenaufbaumodul 20 von der Vorrichtungsumgebung 12 isoliert angeordnet, welches vakuumdicht gegen die Abdichtwand 14 um die Öffnung 15 herum befestigt ist. Das Modul 20 bzw. der Frontflächenabschnitt der Prozeßkammer bildet zusammen mit dem Rückflächenabschnitt 16 und dem Transportelernent 17 die abgedichtete isolierte Prozeßkammer, welche sowohl gegenüber der Hauptkammer 11 als auch der Vorrichtungsumgebung 12 isoliert ist. In der Prozeßkammer 10 befindet sich ein Werkstück 21 in Form eines flachen Siliziumwafers bzw. einer -scheibe, welcher bzw. welche die Oberfläche 22 aufweist, auf der eine Beschichtung in einem in der Prozeßkammer 10 durchzuführenden Beschichtungsprozeß abgelagert werden soll. Der Wafer 21 wird durch einen Satz von Klemmen oder anderen Haltemitteln 24 auf einem Waferhalter 25 gehalten, der mittels des Transportelementes 17 federnd getragen wird. Das Transportelement 17 ist in der Hauptkammer rotierbar, um den Halter 25 und das Werkstück bzw. den Wafer 21 mit dem Loch 15 derart auszurichten, daß die Verfahrenskammer 10 um den Wafer 21 auf dem Halter 25 durch Transversalbewegung des Rückflächenabschnittes 16 gebildet wird, um das Element 17 gegen die Abdichtwand 14 zu bewegen (der Transportelement-Abschnitt 17 ist ein transversal beweglicher Ring, der von einer nicht dargestellten rotierenden Indexplatte getragen wird). In dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Wafer 21 in einer Ebene senkrecht und konzentrisch mit einer Zentralachse 27 der Hauptkammer 11 gehalten, die ebenfalls konzentrisch zum Loch 15 in der Abdichtwand 14 ist. Um den Wafer 21 herum auf dem Halter 25 befindet sich eine Scheibe 29, welche zumindest teilweise den Halter 25 vor einer übermäßigen Ansammlung von Beschichtungsmaterial schützt, welches für die Oberfläche 22 des Wafers 21 bestimmt war, aber diese nicht erreichte. Details der Sputtervorrichtung, von der die Prozeßkammer 10 ein Teil ist, insbesondere einschließlich Details über den Wafertransport 17, den Waferhalter 25 und den Rückflächenabschnitt 16, sind in den US- Patenten 4,909,675 und 4,915,564, die durch obige Referenz miteingeschlossen sind, beschrieben und dargestellt.
Das Kathodenaufbaumodul 20 schließt zwei Anordnungen ein, eine bewegliche Kathodenanordnung 30 und einen feststehenden Anordnungsabschnitt 31. Der feststehende Anordnungsabschnitt 31 ist ein ringförmiges Gehäuse, das starr und abdichtend mit der die Öffnung 15 umgebenden Abdichtwand 14 befestigt ist. Er umschließt eine zylindrische metallische Seitenwand 33 der Prozeßkammer 10, die mit dem Gehäuse 14 des Plenums elektrisch geerdet ist, ein Waferhalterschild 34, der die Öffnung 15 umgibt, und ein Kammerklappengehäuse 35.
Die Kathodenanordnung 30 ist an einer schwenkbaren Klappe 37 befestigt, welche die Kathodenanordnung 30 lösbar, aber abdichtbar an der feststehenden Anordnung 31 hält. Die Kathodenanordnung 30 trägt das Sputtertarget 40, das ein ringförmiges, konkaves Target mit einer kontinuierlichen, ebenen und konkaven Sputteroberfäche 41 ist. Die Anordnung 30 hält das Target 40, wobei seine Achse mit der Achse 27 der Kammer 10 und mit seiner Sputteroberfäche 41 ausgerichtet ist, wobei die Sputteroberfläche 41 der zu beschichtenden Oberfläche 22 des Wafers 21 gegenüberliegt.
Das Target 40 wird von einem Targethalter bzw. einer Aufnahmevorrichtung 42 gehalten, die eine im allgemeinen kreisförmige Rückplatte 43 konzentrisch mit der Achse 27 aufweist. Der Targethalter 42 weist eine äußere zylindrische Wand 44 und eine aufrecht stehende zylindrische Mittelwand 45 auf. Die äußere Wand 44 umgibt den äußeren Rand des Targets 40. Das Target 40 weist eine äußere kühlbare Oberfläche auf, welche, wenn das Target 40 im Halter 42 befestigt ist und sich bei der Betriebstemperatur ausgedehnt hat, sich anpaßt und in unmittelbarem Kühlkontakt mit der inneren Oberfläche des Halters 42 steht. Eine ringförmige Nut 47 auf der Rückseite des Targets 40 ist teilweise mit der Mittewand 45 des Halters 42 in Kontakt. Der Targethalter bzw. die Aufnahmevorrichtung 42 weist mehrere ringförmige Nuten 48 an seiner rückwärtigen Oberfläche und ringförmige Nuten 49 an der Außenseite seiner Außenwand 44 auf, damit die Kühlflüssigkeit, welche im allgemeinen aus Wasser besteht, die während des Sputterns im Target 40 erzeugte Wärme entfernt, indem der wärmeleitende Targethalter 42 gekühlt wird. Die Formen der Oberflächen des Targets 40 sind vorzugsweise derart, daß das gesamte Target 40 aus einem sich drehenden Block des Sputtermatenals auf einer Drehbank gedreht werden kann. Der Targethalter 40 ist aus einem wärmeleitenden und elektrisch leitenden Material hergestellt, vorzugsweise aus hart getempertern OFHC-Kupfer oder Legierung 110. Das Target 40 expandiert, wenn es im Betrieb erhitzt wird, und deformiert sich vorzugsweise in eine plastische Form, die sich der inneren Aushöhlung des Halters 42 eng anpaßt und hierdurch mit dem Halter 42 zusammenwirkt, um an diesen Hitze abzuleiten. Die Zusammenwirkung des Halters 42 und des Targets 40 ist vorzugsweise, wie im US-Patent 4,871,433 beschrieben, und durch die obige Referenz miteingeschlossen.
Die Targetanordnung 30 ist mit einer Magnetanordnung 50 versehen, die vorzugsweise ein Paar konzentrischer ringförmiger Magneten 51 und 52 einschließt, die vorzugsweise Elektromagneten mit ringförmigen inneren und äußeren Spulen 53 bzw. 54 aufweisen, und die konzentrisch in einer Ebene hinter dem Targethalter 42 liegen und um die Achse 27 zentriert und senkrecht zu dieser sind. Ein starres eisenhaltiges Material, wie beispielsweise geglühter, rostfreier Stahl 410, bildet den strukturellen Halt der Targetanordnung 30 und bildet die magnetischen Polstücke der Magneten 51 und 52. Dieses eisenhaltige Material schließt eine kreisförmige Zentralpatte 56 ein, welche den ebenen rückwärtigen Halt der Anordnung 30 bildet und das transversale magnetische Feld zwischen den Polstücken der Magneten 51 und 52 aufrechterhält. Ein zylindrisches äußeres Polstück 57 ist an die äußere Kante der Platte 56 geschweißt, so daß es von diesem aufrecht absteht und die äußere Wand des Halters 42 umgibt. Ein äußerer Targethaltering 58 ist an der oberen Kante des äußeren Polstückes 57 befestigt, um auf einer äußeren ringförmigen Lippe 40a des Targets 40 zur Anlage zu kommen, um das Target 40 in der Aufnahmevorrichtung 42 zu halten. Die obere exponierte Oberfläche des äußeren Polstückes 57 und des Ringes 58 ist mittels eines metallischen Dunkelraumschildes 59 abgeschirmt, welcher das Besputtern des Polstückes 57 oder des Halteringes 58 verhindert. Der Dunkelraumschild 59 ist starr mit der Kammerwand 33 verbunden und auf diesem Weg elektrisch geerdet.
Ein inneres zylindrisches Polstück 61, das als Achse die Achse 27 aufweist, ragt über den inneren Rand des Targets 40. Dieses Polstück 61 ist mittels eines Gewindes durch das Zentrum des Halters 42 unterhalb des Targets 40 geführt und weist daran anschließend, oberhalb des Targets 40, ein Gewinde mit einer Zentrahaltemutter 62 auf, die das Target 40 in seinem Zentralloch hält. Am Boden des zentralen Polstückes 61 ist eine Polkappenanordnung 63 befestigt. Die Polkappenanordnung 63 beinhaltet eine kreisförmige innere Platte 64, ein zylindrisches niedriges mittleres Polstück 65, das mit seiner Basis an der äußeren Kante der Platte 64 angeschweißt ist, eine ringförmige äußere Platte 66, die an ihrer inneren Kante außen am niedrigen mittleren Polstück 65 angeschweißt ist, und ein niedriges zylindrisches äußeres Polstück 67, das an seiner Basis an die äußere Kante der ringförmigen Platte 66 geschweißt ist. An der oberen Kante des niedrigen äußeren Polstückes 67 ist die Basis des äußeren Polstückes 57 befestigt. Die Teile 64, 65, 66 und 67 der Polkappe 63 weisen eine gemeinsame Achse auf, die mit der Achse 27 der Kammer 10 zusammenfällt.
Das mittlere zylindrische Polstück 65 liegt unterhalb der ringförmigen Nut 47 auf der Rückseite des Targets 40 und ragt entweder in Form eines kontinuierlichen ringförmigen Rings oder in beabstandeten Intervallen durch die Platte 56 in eine Ausnehmung 69 in der rückwärtigen Oberfläche des Halters 42. Ein Ring 69a aus starrem ferromagnetischem Material und mit ungefähr demselben Durchmesser wie der des mittleren Polstückes liegt in der ringförmigen Nut 47 in der rückwärtigen Oberfläche des Targets 40 und ist in diese eingebettet. Das obere Ende des mittleren Polstückes 65 liegt in der ringförmigen Nut in der Oberfläche der Rückplatte 56 nahe dem Ring 69a. Der ferromagnetische Ring 69a umgibt die Mittelwand 45 des Halters 42 in der Nut 47 an der Rückseite des Targets 40.
Das mittlere Polstück 65 bildet zusammen mit dem Ring 69a ein Polstück, das dem inneren und dem äußeren Magneten 51, 52 gemeinsam zugeordnet ist. Der Ring 69a ist magnetisch mit dem mittleren Polstück 65 gekoppelt, so daß sich das effektive Polstück an der ringförmigen Nut 47 des Targets 40 sehr nahe an die Oberfläche 41 des Targets 40, jedoch unterhalb dieser erstreckt. Dadurch, daß der ferromagnetische Ring 49a aus einem starren ferromagnetischen Material besteht, ist er strukturell wesentlich stärker als das weiche Kupfer des Halters 42, so daß sich das Material geringer ausdehnt, wenn es erhitzt wird. Demnach dient es zur strukturellen Verstärkung der Mittewand 45 des Targethalters 42 gegen radiale Expansion, die durch die Erhitzung des Targets 40 erzeugt wird, wodurch das Target ebenfalls daran gehindert wird, sich thermisch radial auszudehnen.
Konzentrisch an der Spitze des zentralen Polstückes 61 ist eine Zentralelektrode 70 befestigt, die vom Polstück 61 mittels eines Keramikstückes 71 elektrisch isoliert ist. Das zentrale Polstück 61, das Target 40, der Halter 42 und die gesamte Zentralpatte 56 und die Polkappenanordnung 63 werden auf demselben Kathodenpotential gehalten. Entsprechend ist die Anordnung 30 gegenüber der geerdeten feststehenden Anordnung 31 mittels eines Teflon-isolierten ringförmigen Abstandhalters 73 isoliert.
Eine zentrale Polkappe 76 ist, konzentrisch mit der Achse 27, an dem Boden der Polkappenanordnung 63 befestigt. Die Kappenanordnung 63 hält ein äußeres Kühlflüssigkeitsrohr 77, welches sich vertikal durch eine Bohrung 78 im zentralen Polstück 61 bis zur Elektrode 70 erstreckt, mit der es elektrischen Kontakt hat. Das Rohr 77 ist elektrisch leitend und gegenüber der Kappe 76 isoliert, um die Elektrode 70 auf einem Potential halten zu können, das von dem des Targets 40 bzw. der geerdeten Kammerwand 33 verschieden ist. Am Boden der Kappe 76 ist eine Auslaß-Röhrenanordnung 79 befestigt, um die Kühlflüssigkeit aus dem Rohr 77 herauszulassen. Eine Einlaßanordnung 80, verbunden mit der Basis der Auslaßanordnung 79, hält einen Einlaßschlauch 81, der sich durch das Zentrum der Röhre 77 bis zur Elektrode 70 erstreckt, um dieser Kühlflüssigkeit zuzuführen. Ein Wassereinlaß 83 und -auslaß 84 sind in der Einlaßanordnung 80 bzw. der Auslaßanordnung 79 vorgesehen. In ähnlicher Weise sind Kühlpassagen 85 in der Platte 56 vorgesehen, um Kühlwasser von den Passagen 48 und 49 zu einem Kühlwasserauslaß 86 in der Platte 56 zu führen. Ein Kühlwassereinlaß 87 schickt Wasser durch eine Einlaßröhre zu den Passagen 48 und 49 im Halter 42.
Die elektrische Schatungsanordnung des Sputterprozeßabschnittes der Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt, welche die Sputterkammer 10 zeigt, deren Wand 33 mittels einer System-Massenverbindung 100 elektrisch auf Massepotential gehalten wird. Eine Target-Spannungsquelle 102 legt ein negatives Potential von typischerweise mehreren 100 Volt mittels des Leiters 104 an das Target 40 an. Diese Spannung resultiert in einem Stromfluß, der sich teilweise als Elektronenfluß von der Oberfläche 41 des Targets 40 in ein oder mehrere Plasmen 106, 108 zeigt, die oberhalb der Targetoberfläche 41 aufrechterhalten werden; ebenfalls zeigt er sich in einem Ionenfluß von den Plasmen 106, 108 auf die Oberfläche 41 des Targets 40. Die Plasmen 106, 108 sind lonenwolken des Kammergases, die entstehen, wenn Elektronen mit den Gasatomen stoßen und andere Elektronen von ihnen ablösen.
Der Wafer 21 ist derart verbunden, daß er näher am Massepotential gehalten wird, aber zum Bias-Sputtern auf einem gegenüber der Masse bedeutend negativen Biaspotential im Bereich von -50 bis -100 Volt gehalten wird, mit einem Biaspotential in dem gezeigten Beispiel von -100 Volt. Das Biaspotential wird mittels eines durch die Leitung 110 dargestellten Leiters von der Spannungsversorgung 102 angelegt. Ein Strom in der Schaltung durch die Leitung 110 resultiert teilweise von einer Emission einer kleinen Anzahl von Elektronen von der Oberfläche 22 des Wafers 21 und einem sekundären Ionenfluß auf die Oberfläche 22 aus einem Raum 112 nahe der Oberfläche 22. Die sekundären Ionen resultieren aus Kollisionen der von dem Wafer 21 emittierten Elektronen mit Gas in dem Raum 112. Der Strom kann ebenfalls teilweise von Elektronen und Ionen herrühren, die die Oberfläche 22 des Wafers 21 von den Bereichen der Plasmen 106 und 108 herkommend treffen.
Die Spannungsversorgung 102 weist auch einen Ausgang 114 auf, um ein Potential an die Zentralelekrode 70 anzulegen. Dieses Potential ist vorzugsweise ein negatives Potential von -0 Volt bis -20 Volt oder von größerer Amplitude. Strom durch die Leitung 114 resultiert teilweise von zur Elektrode 70 fliegenden Elektronen, die vom negativer geladenen Target 40 und den Plasmen 106, 108 gestreut wurden, zu denen sie über den Leiter 104 zurückkehren, wodurch die Schaltung geschlossen wird. Von diesem Strom wird jedoch angenommen, daß er in einem größeren Maß von Ionen herrührt, die von den Plasmen 106, 108 zur Elektrode 70 angezogen werden. Typischerweise liegt dieser Strom im Bereich von 10 bis 100 mA. In ähnlicher Weise fließt Strom in der Schaltung durch die Leiter 104, 110 und 114 über die Systemmasse 100 aufgrund von Elektronen und Ionen, die auf die Kammerwand 33, den Dunkelraumschild 59 und andere geerdete Komponenten der Kammer 10 auftreffen.
Ebenso sind eine oder mehrere Magnet-Stromversorgungen 115 zum Aktivieren der Magnetspulen 53 und 54 vorgesehen, indem sie über die Leitungen 116 bzw. 118 mit Strom versorgt werden; auch ist eine Regel- oder Steuerschaltung 120 zur Regelung oder Steuerung des Betriebes der Strornversorgungen 102 und 115 mittels Regel- oder Steuersignalen vorgesehen, die durch Signaleitungen zugeführt werden, welche in Fig. 2 mit 122 bzw. 124 bezeichnet sind. Die Schaltungen 115 und 120 weisen ebenfalls Masseanschlüsse auf, die mit der Systemmasse 100 verbunden sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird nur einem der Plasmen 106, 108 zu einem Zeitpunkt Energie zugeführt. Dieses wird erreicht, indem der Strom zu den Magnetspulen 53, 54 wechselweise mittels der Signale von der Regel- oder Steuerschaltung 120 über die Leitung 124 zu der Magnet-Stromversorgung 115 an- und ausgeschaltet wird. Die Ströme zu den Magnetspulen 53, 54 werden zu unterschiedlichen Stromwerten, IT und IO, und für unterschiedliche "An"-Zeiten, TI und TO, geschaltet, wie in den Graphen A und B der Fig. 3 dargestellt ist. Dieses hat zur Folge, daß das Sputtern zwischen zwei jeweils ringförmigen Regionen 126, 128 der Oberfläche 41 des Targets 40 abwechselt, wobei diese unterhalb der jeweiligen Plasmaringe 106, 108 liegen. Synchron mit dieser Umschaltung wird der Leistungspegel des Targets 40 zwischen zwei Niveaus, Pl und PO, hin- und hergeschaltet, wie in Graph C der Fig. 3 gezeigt, so daß die Leistung während des Sputterns von den jeweiligen inneren und äußeren Regionen 126, 128 getrennt aufrechterhalten wird. Die Regelung oder Steuerung der Umschaltung des Leistungspegels am Ausgang 104 der Stromversorgung 102 wird durch ein Signal von der Regel- oder Steuerschaltung 120 über die Regel- oder Steuerleitung 122 durchgeführt.
Bei der Durchführung einer Sputterbeschichtung in einer Sputterkammer 10 ist es üblicherweise wünschenswert, daß von der Oberfläche 41 des Targets 40 emittierte Elektronen in den Plasmen 106, 108 eingefangen werden und in diesen eingefangen bleiben. Die Magnete 51, 52 erzeugen bei Energiezuführung zu ihren Spulen 53, 54 magnetische Felder 131, 132, welche bogenförmige, in geschlossenen Schleifen verlaufende magnetische Tunnel in Form von ringförmigen Ringen auf der Targetoberfläche 41 bilden, die von der Anordnung der konzentrischen Polstücke 61, 65 und 67 bestimmt werden. Dieses findet auf Strukturen, wie beispielsweise der hier gezeigten Ausführungsform, Anwendung, die genauer in der oben zitierten US-Patentanmeldung US-A-4,957,605, beschrieben ist, bei denen die Plasmen abwechselnd an- und ausgeschaltet werden, oder denen simultan Energie zugeführt wird, wie beispielsweise in dem US-Patent 4,595,482 beschrieben ist. Weiterhin findet es Anwendung bei Strukturen mit einem Plasma, wie beispielsweise in dem US-Patent 4,673,480 gezeigt.
Elektronen, die nicht in den Plasmen bleiben, bewegen sich zu den geringer negativ geladenen Komponenten der Kammer 10, wobei einige von ihnen auf das Substrat 21 auftreffen und von diesem absorbiert werden. Elektronen, die auf das Substrat auftreffen, können Ströme hervorrufen, die ein ungewolltes Erhitzen des Substrates erzeugen, oder können sich an Stellen ansammeln, an denen das Substrat oder eine abgelagerte Schicht auf dem Substrat nicht-leitend ist, wobei sie Ladung anhäufen und gegebenenfalls einen Spannungsdurchbruch und eine Beschädigung des Wafers erzeugen.
Damit Streuelektronen daran gehindert werden, auf das Substrat aufzutreffen, ist üblicherweise der Dunkelraumschild 59 vorgesehen und geerdet, um die Elektronen anzuziehen und zu absorbieren. Indem der Schild 59 vom inneren Plasma des Zwei-Plasma-Targetsysterns entfernt angeordnet ist, wie beispielsweise in Fig. 2 oder in der US-Patent-Nr. 4,595,482, absorbiert ebenfalls eine Zentralanode, wie beispielsweise die Elektrode 70, Elektronen, die nahe dem Zentrum der Targetoberfläche 41 gestreut werden, wo der Dunkelraumschild sie möglicherweise nicht mehr anziehen und absorbieren kann. Dies geschieht üblicherweise durch Erdung der Zentralelektrode oder einer sonstigen Verbindung ihrerseits zu demselben Potential wie das des Dunkelraumschildes. Bei Ein-Plasmasystemen, wie im US-Patent 4,673,480 gezeigt und schematisch in Fig. 2A dargestellt, bei denen Streuelektronen nahe des Zentrums des Targets 40A zu weit vorn Dunkelraumschild 59A entfernt sind, um von diesem absorbiert zu werden, absorbiert eine Zentralanode 70A, die mit demselben Potential wie der Schild 59A verbunden ist, die Elektronen nahe dem Wafer-Zentrum.
In Bias-Sputteranwendungen, besonders in den Magnetron-unterstützten der Fig. 2 und 2A, bei denen ein negatives Biaspotential über die Leitungen 11 0, 11 OA an die Wafer 21, 21A angelegt wird, um die Oberfläche 22, 22A des Wafers 21, 21A einem sekundären Ionenfluß zu unterwerfen, muß die Gleichmäßigkeit dieses lonenflusses auf das Substrat über die Waferoberfläche 22, 22A aufrechterhalten werden, so daß ein gleichmäßiges Beschichten des Wafers erreicht wird. Nicht-Gleichmäßigkeit dieses Flusses wurde zumindest teilweise verursacht oder zumindest verstärkt durch die Form des Magnetfeldes in der Umgebung der Substratoberfläche 22, welches durch die Magneten 51 und 52 erzeugt wird. Die Korrektur für dieses Phänomen durch den Gebrauch eines Gegenmagneten am Substrat wurde in der US-Patent-Nr. 4,871,433 offenbart. Die Kurven A und B der Fig. 4 stellen die Ionenflußverteilung auf ein Substrat mit und ohne Gegenmagnet bei dem US-Patent-Nr. 4,871,433 dar.
Stattdessen wird eine Zentralelekrode, wie die Elektrode 70, 70A, auf einer relativ kleinen negativen Biasspannung gehalten, die im Bereich von bis zu -20 Volt liegt, jedoch auf einen optimalen Wert eingestellt ist. Es wurde gefunden, daß der Spannungswert der Elektrode 70, 70A derart optimiert werden kann, daß Effekte ausgeglichen werden können, welche einen nicht-gleichmäßigen Ionenfluß auf die Substrate 21, 21A erzeugen, wodurch ein gleichmäßiger Ionenfluß ohne die Notwendigkeit eines Gegenmagneten hervorgerufen wird und wobei noch Streuelektronen nahe dem Zentrum des Targets 40, 40A effektiv absorbiert werden.
Weiterhin können höhere Ionenflüsse auf das Substrat als bei Verwendung eines Gegenmagneten erhalten werden, wie in Kurve C der Fig. 4 gezeigt, wobei Zuwächse des lonenflusses um mehr als 250% im Vergleich zu einem Gegenmagnetsystem erreichbar sind. Zusätzlich wird die große Gegenrnagnetanordnung hinfällig, die oft schwer in viele Sputtervorrichtungen einzupassen ist. Weiterhin kann die Spannung der Zentralelektrode 70 einfacher moduliert werden, als dies bei dem Gegenmagnet der Fall ist.
Die optimale negative Biasspannung an der Elektrode 70, 70A variiert mit anderen Parametern des Systems, einschließlich sowohl geometrischer als auch elektrischer Parameter. Dementsprechend ist beispielsweise in der Ausführungsform der Fig. 2 die angemessene Spannung der Elektrode 70, die angemessen ist, wenn dem inneren Plasma 106 Energie zugeführt wird, nicht dieselbe wie diejenige Spannung, die angemessen ist, wenn dem äußeren Plasma 108 Energie zugeführt wird, welche ungefähr -20 Volt in dem speziell dargestellten Beispiel beträgt. Dementsprechend wird, wie in Graph D der Fig. 3 gezeigt, die Spannung auf der Leitung 114 zur Elektrode 70 zwischen 0 und -20 Volt synchron mit Schaltung der Plasmen 106, 108 geschaltet, so daß die Spannung an der Elektrode 70 optimal für jeden Abschnitt des Sputter-Zyklus in dem gezeigten geschalteten Plasmasystem ist. Sowohl die Anordnung als auch die Biasspannung an der Zentralelektrode 70, 70A beeinflussen die lonenflußverteilung auf das Substrat, und können dementsprechend zur Optimierung der Leistung der Elektrode 70 geändert werden.
Kurve D in Fig. 4 stellt beispielsweise die lonenflußverteilung auf der Oberfläche eines Wafers 21 mit einer Zentraanode 70 auf Massepotential im Vergleich mit Kurve C dar, die die Verteilung zeigt, wenn die Elektrode 70 bei -20 Volt gehalten wird. Beide Kurven gelten für eine Elektrode 70 der Vorrichtung der Fig. 1 und 2, bei denen nur dem äußeren Plasma 108 Energie zugeführt wurde. Vorzugsweise sollte bei jeder vorgesehenen geometrischen Beziehung zwischen Target 40, 40A, Elektrode 70, 70A und Substrat 21, 21A die an der Elektrode 70, 70A angelegte Spannung manipuliert werden, um diese je nach Bedingungen am Substrat 21, 21 A, wie beispielsweise dem Ionenfluß, einzustellen, um die optimalen Spannungseinsteungen für den Betrieb zu bestimmen.
Die Elektrode 70, 70A ist vorzugsweise zentral zur Oberfläche des Targets 40, 40A und im allgemeinen in denjenigen Ausführungsformen auf der Targetachse 27 angeordnet, bei denen die Targetanordnung ringförmig ist und die Komponenten konzentrisch sind, und sie ist vorzugsweise zwischen dem Target 40 und dem Substrat 21, üblicherweise nahe der Targetoberfläche 41, angeordnet.

Claims

1. Verfahren zur Durchführung eines Sputterbeschichtungsprozesses, in dem ein Magnetrontarget, das einen äußeren Rand um die Sputteroberfläche und eine Zentralachse aufweist, auf einem Kathodenpotential gehalten wird, mit einer vom äußeren Rand des Targets entfernten Elektrode und wobei die Elektrode auf einem Potential gehalten wird, das gegenüber dem Kathodenpotential positiv ist, wobei der Prozeß ein Biaspotential-Sputterbeschichtungsprozeß ist, der in einer Vakuumkammer durchgeführt wird, in dem sich das Target befindet, und wobei sich eine Kammeranode außerhalb des äußeren Randes des Targets befindet und auf einem Anodenpotential gehalten wird und wobei das zu beschichtende Substrat dem Target gegenüber angeordnet ist und auf einem Biaspotential gehalten wird, welches negativ gegenüber dem Anodenpotential ist, um zu bewirken, daß ein Ionenfluß auf das Substrat während der Durchführung des Beschichtungsprozesses aufprallt und wobei das Verfahren einschließt, daß die Elektrode zwischen dem Target und dem Substrat auf der Targetzentraachse und nahe der Targetbeschichtungsoberfläche vorgesehen ist und die Elektrode auf einem Potential gehalten wird, das gegenüber dem Biaspotential positiv und gegenüber dem Anodenpotential und somit gegenüber dem Potential um den äußeren Rand des Targets negativ ist, wodurch die Gleichmäßigkeit der Ionenflußverteilung auf das Substrat verbessert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenflußverteilung am Substrat gemessen wird und das Elektrodenpotential so gewählt wird, daß die Gleichmäßigkeit der gemessenen Ionenflußverteilung verbessert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode auf einem Potential gehalten wird, bei dem die Verteilung des Ionenflusses auf das Substrat gleichmäßiger ist, als wenn die Elektrode auf dem Anodenpotential gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetfeld über der Targetoberfläche aufrechterhalten wird, um darin Elektronen einzufangen und ein Plasma über einem Bereich der Targetoberfläche zu unterstützen, wobei das Magnetfeld eine ungleichmäßige Verteilung des Ionenflusses auf das Substrat hervorruft, und wobei das Potential der Elektrode so gewählt ist, daß die ungleichmäßige Verteilung kompensiert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential der Elektrode nach Änderung der Prozeßparameter derart nachjustiert wird, daß die gleichmäßige Verteilung des Ionenflusses auf das Substrat verbessert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Parameter des Prozesses sich während der Lebensdauer des Targets ändern, und wobei das Elektrodenpotential nach Benutzung des Targets im Sputterbeschichtungsprozeß nachjustiert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich verschiedene Targetbereiche auf einem einteiligem Target befinden, wobei über jedem Bereich selektiv ein Magnetfeld aufrechterhalten wird, um darin Elektronen einzufangen und ein Plasma über dem Bereich der Targetoberfläche zu unterstützen, um ein Sputtern von dem Bereich zu bewirken, wenn das Feld oberhalb aufrechterhalten wird, wobei das Elektrodenpotential gemäß des selektiven Aufrechterhaltens der Magnetfelder geändert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelder so geschaltet werden, daß die Magnetfelder über den verschiedenen Targetbereichen abwechselnd aufrechterhalten werden, und wobei das Elektrodenpotential abwechselnd und synchron mit den Magnetfeldern geschaltet wird, um die Magnetfelder abwechselnd selektiv aufrechtzuerhalten.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode auf einem negativen Potential von nicht mehr als ungefähr 20 Volt gegenüber dem Anodenpotential gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode ungefähr auf einer Linie senkrecht zum Zentrum des Targets positioniert ist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode nahe der Targetoberfläche positioniert ist.

12. Sputterbeschichtungvorrichtung mit Mitteln zum Halten eines Magnetrontargets auf einem Kathodenpotential, wobei das Target einen äußeren Rand um die Sputteroberfläche und eine Zentraachse aufweist, mit einer vom Target verschiedenen und vom Rand entfernten Elektrode und Mitteln zum Halten der Elektrode auf einem vom Kathodenpotential unabhängigen Potential, wobei die Vorrichtung eine Vakuumkammer umfaßt, das Target in der Kammer gehalten wird, und eine Kammeranode sich in der Kammer außerhalb des äußeren Randes des Targets befindet und auf einem Anodenpotential gehalten wird, mit Mitteln zum Halten eines in der Kammer gehaltenen und dem Target gegenüberliegenden Substrats auf einem Biaspotential, wobei die Elektrode zwischen dem Target und dem Substrat auf der Zentralachse und nahe der Targetsputteroberfläche gehalten wird, und wobei Justiermittel zum Halten der Elektrode auf einem Potential vorgesehen sind, das gegenüber dem Biaspotential positiv und gegenüber dem Anodenpotential und somit gegenüber dem Potential um den äußeren Rand des Targets negativ ist, um die gleichmäßige Verteilung des Ionenflusses auf das Substrat zu verbessern.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Target ringförmig ist und ein Loch in seinem Zentrum aufweist und die Vorrichtung eine Haltevorrichtung für die Elektrode umfaßt, die sich durch das Loch erstreckt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 1 3, gekennzeichnet durch Mittel zur Aufrechterhaltung verschiedener Sputterbereiche auf der Oberfläche des Targets, indem selektiv ein magnetisches Feld über jedem Bereich erzeugt wird, um darin Elektronen einzufangen und oberhalb ein Plasma zu unterstützen, um ein Sputtern aus diesen Bereichen zu bewirken, wenn das Feld oberhalb selektiv erzeugt wird, und durch Mittel zum Ändern des Potentials, auf dem die Elektrode gemäß der selektiven Erzeugung der Magnetfelder gehalten wird.