DE69827310T2

DE69827310T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Dünnschichten mittels reaktiver Kathodenzerstäubung

Info

Publication number: DE69827310T2
Application number: DE69827310T
Authority: DE
Inventors: Kazuho Ohta-ku Sone
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2018-02-19
Also published as: EP0860514A3; DE69827310D1; KR100277321B1; EP0860514A2; EP0860514B1; KR19980071461A; US6200431B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung und gehört noch genauer dem technischen Bereich des dünnschicht-ausbildenden Prozesses an, der zum Ausbilden von Elektroden oder Schutzschichten für Halbleiterelemente, Elektroden oder Schutzschichten für Flüssigkristallgeräte, Schutzschichten für Fotomagnetische Aufzeichnungsmittel, Reflexionsverhinderungsschichten (die eine Anti-Reflexionsüberzugsschicht haben) oder Reflexionssteigerungsschichten für optische Gegenstände oder dergleichen durch die Verwendung von solch einer Vorrichtung angepasst ist.
Stand der Technik
Herkömmliche Reaktionszerstäubung ist ein Prozess, bei welchem ein gemischtes Gas aus einem Zerstäubungsgas und einem Reaktionsgas in eine Reaktionskammer eingeführt und eine metallische Anode (bzw. Target) zerstäubt wird, um eine metallische Dünnschichtverbindung durch eine chemische Reaktion aus einen Bestandteil der Anode bildenden Atomen mit dem Reaktionsgas auszubilden. In diesem Fall kann das Reaktionsgas mit der metallischen Anode (Target) an der Anodenfläche zum Ausbilden einer metallischen Zusammensetzung an der Anodenfläche reagieren. Gewöhnlicherweise kann sich die Ablagerungsrate bei der Reaktionszerstäubung verringern, da die Zerstäubungsausbeute bezüglich einer metallischen Zusammensetzung ungefähr 10 % von der bezüglich des Metalls ist. Wenn das Reaktionsgas bei einer geringeren Strömungsrate zugeführt wird, um die Ausbeute zu verbessern, kann die metallische Dünnschichtverbindung als eine solche ausgebildet werden, die einen höheren Gehalt von metallischen Atomen hat, und kann möglicherweise nicht eine Dünnschicht sein, die das stöchiometrische Verhältnis erfüllt, was in mangelnden Dünnschichteigenschaften bezüglich der optischen Eigenschaften (solche wie der Brechungsindex und die Durchlässigkeit) und so weiter resultiert.
Dementsprechend werden Versuche zum Lösen solcher technischen Probleme vorgeschlagen.
8 ist eine schematische Ansicht einer reaktiven Zerstäubungsvorrichtung, die in der Japanischen offengelegten Patentanmeldungsschrift Nr. 62-56570 offenbart ist. Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Anode (Target); 2 ein Trägermaterial; 3 ein Zuführrohr für Argon (Ar), das als ein Zerstäubungsgas dient; 4 ein Zuführrohr für Sauerstoff (O₂), das als ein Reaktionsgas dient; 9 eine Reaktionskammer; 12 ein Anodenhalter (Targethalter); und 7 ein Trägermaterialhalter.
Die obige Veröffentlichung legt dar, dass die Verwendung der Vorrichtung, die in 8 gezeigt ist, die Zerstäubungsrate größer macht und eine Verbesserung der Eigenschaften der Oxide bewirkt, da das Zerstäubungsgas und das Reaktionsgas getrennt eingeführt werden, und da die Zerstäubung vorzugsweise in der Umgebung der Anode (Target) stattfindet und die Oxidationsreaktion vorzugsweise in der Umgebung des Trägermaterials stattfindet.
Tatsächlich vermischen sich jedoch das Zerstäubungsgas und das Reaktionsgas in einem Bereich zwischen der Anode (Target) und dem Trägermaterial, um ein gemischtes Plasma von den beiden auszubilden. Insbesondere wenn eine Dünnschicht an einem großflächigen Trägermaterial ausgebildet wird, ist der Entladungsbereich zwischen dem Trägermaterial und der Anode (Target) so groß, dass das Zerstäubungsgas und das Reaktionsgas mit Schwierigkeiten, voneinander getrennt zu sein vorliegen kann. Daher kann die Schichtqualität und die Zerstäubungsrate nicht so verbessert werden, wie erwartet.
Unterdessen ist 9 eine schematische Ansicht einer reaktiven Zerstäubungsvorrichtung., die in der Japanischen offengelegten Patentanmeldungsschrift Nr. 6-41733 offenbart ist. Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Anode (Target); 2 ein Trägermaterial; 3 ein Zuführrohr für Argon (Ar), das als ein Zerstäubungsgas dient; 4 als ein Zuführrohr für Sauerstoff (O₂), das als ein Reaktionsgas dient; 7 ein Trägermaterialhalter; 8 eine Stromquelle; 9 eine Reaktionskammer; 12 ein Anodenhalter (Targethalter); 13 eine Differenzdruckplatte; 14 eine Hochfrequenzstromquelle; 15 eine Spule; 16 ein Magnet; 17 ein Rohr zum Zirkulieren eines Kühlmittels; und 18 eine Ablasspumpe.
Bei dieser Vorrichtung ist eine Ablassöffnung, die mit einer Vakuumpumpe verbunden ist, an einem oberen Teil der Reaktionskammer 9 vorgesehen und die Differenzdruckplatte 13 wird zum Erzeugen eines Druckunterschieds zwischen dem oberen Teil der Reaktionskammer und dem unteren Teil der Reaktionskammer verwendet, so dass das Zerstäubungsgas und das Reaktionsgas getrennt werden kann.
Die Japanische offengelegte Patentanmeldungsschrift Nr. 7-335553 offenbart eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung, die vorgeschlagen wird, um eine Aufgabe zu lösen, die anders als die Aufgabe der obigen Vorrichtung ist. Diese Vorrichtung ist mit einem Kollimator zwischen der Anode (Target) und dem Trägermaterial vorgesehen, um Berührungsbohrungen eines Halbleitergeräts aufzufüllen.
Die Beschreibung und Zeichnungen des U.S. Patents mit der Nr. 5,415,753 und die Veröffentlichung "Das zweite internationale Symposium für Zerstäubung und Plasmaprozesse, 1993, Seiten 269–274" offenbaren ebenso eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung, die mit einer perforierten Platte zwischen einer Anode (Target) und einem Trägermaterial vorgesehen ist und so ausgeführt ist, dass ein Zerstäubungsgas und ein Reaktionsgas getrennt zugeführt werden.
Bei der Vorrichtung, die in 9 gezeigt ist, ist jedoch eine Öffnung 13a der Differenzdruckplatte 13 größer dimensioniert als das Trägermaterial 2, so dass tatsächlich das Zerstäubungsgas ungewollt die Öffnung 13a der Differenzdruckplatte 13 durchläuft, um zu der Seite des Trägermaterials 2 zu strömen. Folglich kann ebenso in einer derartigen Vorrichtung die Zerstäubungsrate und die Schichtqualität nicht so verbessert werden, wie erwartet.
Die Vorrichtung, die in dem U.S.-Patent mit der Nr. 5,415,753 offenbart ist, trifft ebenso keine hinreichende Gegenmaßnahme für den Gasablass, und die Zerstäubungsrate und die Schichtqualität können nicht so verbessert werden, wie erwartet.
JP-58-110 673A offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, bei welchem die Länge der Bohrungen in dem Trennungsbauteil das 1 bis 20-fache des Bohrungsdurchmessers ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung und einen dünnschichtausbildenden Prozess bereitzustellen, die eine Dünnschicht mit ebener, gleichmäßiger Dicke sowie optischen und elektrischen Eigenschaften ausbilden können. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung und einen dünnschicht-ausbildenden Prozess bereitzustellen, die eine gleichmäßige und großflächige Dünnschicht bei einer hohen Ablagerungsrate ausbilden können.
Die vorliegende Erfindung sieht eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung vor, die eine Trägermaterialhalteeinrichtung zum Halten eines Trägermaterials, eine Anodenhalteeinrichtung (bzw. Targethalteeinrichtung), eine Zerstäubungsgaszuführeinrichtung zum Zuführen eines Zerstäubungsgases zum Zerstäuben der Anode (bzw. des Targets) in eine Reaktionskammer, eine Reaktionsgaszuführeinrichtung zum Zuführen eines Reaktionsgases und eine Stromzuführeinrichtung zum Zuführen eines Stroms zum Bewirken einer Entladung, die zwischen der Anode und dem Trägermaterial stattfindet, aufweist, wobei:
ein Trennungsbauteil, das eine Vielzahl von Öffnungen hat, zwischen der Anode und dem Trägermaterial vorgesehen ist, wobei ein erster Raum zwischen der Anode und dem Trennungsbauteil ausgebildet ist, und ein zweiter Raum zwischen dem Trägermaterial und dem Trennungsbauteil ausgebildet ist;
eine Zerstäubungsgaszuführöffnung zum Zuführen des Zerstäubungsgases zu dem ersten Raum und ein Ablassdurchgang zum Ablassen von zumindest einem Teil des Zerstäubungsgases von dem ersten Raum, ohne dass dieses durch die Vielzahl der Öffnungen durchgeht, in dem ersten Raum vorgesehen sind; und
eine Reaktionsgaszuführöffnung zum Zuführen des Reaktionsgases zu dem zweiten Raum und einen Ablassdurchgang zum Ablassen von zumindest einem Teil des Reaktionsgases von dem zweiten Raum, ohne dass dieses durch die Vielzahl der Öffnungen durchgeht, in dem zweiten Raum vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenverhältnis der Vielzahl von Öffnungen kleiner als 0,6 ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenso einen dünnschicht-ausbildenden Prozess zum Ausbilden einer Dünnschicht gemäß Anspruch 14 bereit, der eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Strömung des Zerstäubungsgases und die Strömung des Reaktionsgases durch das Trennungsbauteil als eine Begrenzung voneinander getrennt. Folglich wirkt das Plasma des Zerstäubungsgases vorzugsweise dazu, um die Anode zu zerstäuben, und beschädigt folglich nicht die Ablagerungsfläche des Trägermaterials. Andererseits wird ein Übermaß oder ein Mangel der Reaktionsgaskomponente (beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff oder Fluor) nicht verursacht, da das Reaktionsgas vorzugsweise mit den zerstäubten, einen Bestandteil der Anode bildenden Atome an der Ablagerungsfläche reagiert, so dass eine gut zusammengesetzte Dünnschicht ausgebildet werden kann. Weiter kann die Zerstäubungsrate der Anode erhöht werden, da die Reaktion der Anode mit dem Reaktionsgas beschränkt werden kann, wodurch die Ablagerungsrate verbessert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Schnittansicht einer reaktiven Zerstäubungsvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Draufsicht eines Trennungsbauteils, das in der reaktiven Zerstäubungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
3 ist eine Schnittansicht des Trennungsbauteils, das in der reaktiven Zerstäubungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
4 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts eines anderen Trennungsbauteils, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
5 ist eine schematische Ansicht, die eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine schematische Ansicht, die eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß einem weiteren, anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine schematische Ansicht, die eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß einem weiteren, anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen reaktiven Zerstäubungsvorrichtung zeigt.
9 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Beispiel einer herkömmlichen reaktiven Zerstäubungsvorrichtung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 ist eine schematische Schnittansicht einer reaktiven Zerstäubungsvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
(Reaktive Zerstäubungsvorrichtung)
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung hat wie in 1 gezeigt einen Trägermaterialhalter 7 als eine Trägermaterialhalteeinrichtung zum Halten eines Trägermaterials 2, einen Anodenhalter (bzw. Targethalter) 12 als eine Anodenhalteeinrichtung zum Halten einer Anode (bzw. eines Targets) 1, ein Gassprührohrkopf als eine Zerstäubungsgaszuführeinrichtung zum Zuführen von einem Zerstäubungsgas GA zum Zerstäuben der Anode 1 in eine Reaktionskammer 9, einen Gassprührohrkopf 4 als eine Reaktionsgaszuführeinrichtung zum Zuführen eines Reaktionsgases GB und eine Stromquelle 8 als eine Stromzuführeinrichtung zum Zuführen eines Stroms zum Erzeugen eines Plasmas 5 durch die Entladung zwischen der Anode 1 und dem Trägermaterial 2.
Eine Gitterplatte 6 als ein Trennungsbauteil, das eine Vielzahl von Öffnungen 6a hat, ist zwischen der Anode 1 und dem Trägermaterial 2 vorgesehen. In einem ersten Raum, der zwischen der Anode 1 und der Gitterplatte 6 ausgebildet ist, sind die Zerstäubungsgaszuführöffnungen 10 zum Zuführen des Zerstäubungsgases GA zu dem ersten Raum und ein Ablassdurchgang 20 zum Ablassen von zumindest einem Teil des Zerstäubungsgases von dem ersten Raum, ohne dass dieses die Öffnungen 6a durchläuft, vorgesehen.
In einem zweiten Raum, der zwischen dem Trägermaterial 2 und der Gitterplatte 6 ausgebildet ist, sind Reaktionsgaszuführöffnungen zum Zuführen des Reaktionsgases GB zu dem zweiten Raum und ein Ablassdurchgang 21 zum Ablassen von zumindest einem Teil des Reaktionsgases von dem zweiten Raum, ohne dass dieses die Öffnungen 6a durchläuft, weiter vorgesehen.
Auf diese Weise wird der Ort der Gaszuführöffnungen 10 und 11 und der Ort der Ablassdurchgänge 20 und 21, die als Ablassdurchlasse fungieren, bestimmt, so dass sich das Zerstäubungsgas GA und das Reaktionsgas GB so weit wie möglich beiderseits nicht durch die Öffnungen 6a der Gitterplatte 6 verteilen. Insbesondere wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Verbindungsöffnung 24 zwischen der Anode 1 und dem Trägermaterial 2 auf solch eine Weise vorgesehen, dass diese quer zur Gitterplatte 6 liegt, so dass Ablassdurchgänge, die die obige beiderseitige Diffusion verhindern können, bei der Verbindungsöffnung 24 ausgebildet sind, die mit einer Ablasspumpe in Verbindung steht.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Strömung des Zerstäubungsgases und die Strömung des Reaktionsgases voneinander durch die Gitterplatte 6 als die Begrenzung getrennt. Daher ist das Plasma des Zerstäubungsgases zwischen der Gitterplatte 6 und der Anode 1 beschränkt. Die so beschränkten Plasmapartikel bewirken vorzugsweise die Zerstäubung der Anode, können sich kaum über die Gitterplatte 6 bewegen, um das Trägermaterial zu erreichen, und beschädigen daher nicht die Ablagerungsfläche auf dem Trägermaterial. Andererseits liegt das Reaktionsgas zwischen der Gitterplatte 6 und dem Trägermaterial 2 vor und kann kaum durch die Öffnungen der Gitterplatte 6 zu der Anodenseite diffundieren. Folglich reagiert das Reaktionsgas an der Ablagerungsseite, nämlich vorzugsweise mit den zerstäubten, einen Bestandteil der Anode bildenden Atomen, wodurch kein Übermaß oder Mangel der Reaktionsgaskomponenten (z.B. Sauerstoff, Stickstoff oder Fluor) verursacht wird, so dass eine gute Dünnschichtverbindung ausgebildet werden kann. Ebenso kann die Zerstäubungsrate der Anode erhöht werden, wodurch die Ablagerungsrate verbessert wird, da die Reaktion der Anode mit dem Reaktionsgas eingeschränkt werden kann.
Andere Abschnitte des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung sind wie unten beschrieben festgelegt.
2 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel der Gitterplatte 6 zeigt, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. 3 ist eine Schnittansicht der Gitterplatte 6, die in 2 gezeigt wird. Zumindest die Fläche der Gitterplatte 6, die als das Trennungsbauteil dient, kann vorzugsweise aus einem Material hergestellt sein, das abhängig von dem Bestandteil der zu zerstäubenden Anode 1 bildenden Material ausgewählt wird. Mit anderen Worten kann das Material für die Gitterplatte 6 vorzugsweise abhängig von dem Bestandteil der auszubildenden Schicht bildenden Material ausgewählt werden. Beispielsweise wird in dem Fall, bei welchem eine Siliziumoxidschicht ausgebildet wird, ein Bauteil verwendet, das aus Silizium (Si) besteht; in einem Fall, bei welchem eine Tantaloxidschicht ausgebildet wird, wird ein Bauteil verwendet, das aus Tantal (Ta) besteht; und in einem Fall, bei welchem eine Aluminiumoxidschicht ausgebildet wird, wird ein Bauteil verwendet, das aus Aluminium (A1) besteht. Daher kann das Gitterplattenmaterial aus einem Material der Gruppe bestehend aus Silizium, Tantal, Aluminium, Indium, Titan, Kupfer, Wolfram oder dergleichen ausgewählt werden. Die Gitterplatte kann ein plattenartiges Bauteil sein, das ein Basisbauteil aufweist, das aus einem leitfähigen, isolierenden Material oder aus einem Halbleitermaterial hergestellt ist, ungeachtet des Anodenmaterials, und das an zumindest einer Fläche des Basisbauteils, die der Seite der Anode 1 zugewandt ist, eine Schicht ausgebildet hat, die aus dem gleichem Material wie die Anode besteht.
Die Vielzahl der Öffnungen, die in der Gitterplatte 6 vorgesehen sind, haben ein Seitenverhältnis, das geringer als 0,6 in allen Öffnungen 6a ist. Dies ermöglicht die Ausbildung einer Schicht bei einer angemessenen Ablagerungsrate und eine Schicht mit einer gleichmäßigen Dicke über den gesamten Bereich kann erhalten werden. Andererseits hat, falls ein herkömmlicher Kollimator für diesen Zweck verwendet wird, der Kollimator ein so großes Seitenverhältnis, dass die zerstäubten Atome an der Trägermaterialfläche bei kleinen Winkeln vorkommen, die es erschweren, eine gleichmäßige und durchgängige Schicht in einem großen Bereich auszubilden.
Die Öffnungen können eine dreidimensionale Gestalt eines Zylinders, einer viereckigen Säule oder dergleichen haben, wenn diese von der Draufsicht der Gitterplatte betrachtet werden. Bezüglich der Flächengestalt, d.h. Öffnungsgestalt (zweidimensionale Gestalt), können die Öffnungen die Gestalt von Kreisen, Ellipsen, Vierecken, Dreiecken usw. haben.
Das Seitenverhältnis AR der Öffnungen 6a ist definiert als ein Wert (D/L), der durch Dividieren einer Tiefe D von jeder Öffnung (Plattendicke) durch einen Durchmesser L eines wahren Kreises gegeben wird, der die gleiche Fläche wie die Öffnungsfläche hat. Weiter kann der Durchmesser L vorzugsweise zwischen 1 % bis 15 % des Durchmessers des Trägermaterials 2 betragen, wobei von 4 bis 10 % eher bevorzugt wird, wenn die Trägermaterialfläche eine kreisförmige Gestalt hat.
Um eine gleichmäßige Schicht auszubilden, kann die Vielzahl der Öffnungen 6a der Gitterplatte 6 auf eine regelmäßige Art und Weise verteilt werden, wobei deren Öffnungsprozentsatz vorzugsweise von 5 % bis 90 betragen kann, wobei von 20 % bis 70 % eher bevorzugt wird.
Die Gitterplatte 6 kann vorzugsweise elektrisch potentialfrei sein, oder kann eher bevorzugt bei einem vorbestimmten Potential gehalten werden, um einen Potentialunterschied zwischen dieser und der Anode zu erzeugen, nämlich in dem Zustand, bei welchem die Zerstäubung ausgeführt wird. Das Buchstabensymbol SW bezeichnet einen Schalter, der als eine Potentialschalteinrichtung zum Festlegen des Potentials der Gitterplatte 6 dient. Die Gitterplatte 6 und das Trägermaterial 2 können so festgelegt werden, dass diese entweder das gleiche Potential oder unterschiedliche Potentiale haben. Ebenso kann die Gitterplatte 6 und die Reaktionskammer so festgelegt werden, dass diese Potentiale haben, die zueinander unterschiedlich sind. Um die Zerstäubungsrate zu steigern, kann der zugeführte Strom größer eingestellt werden. Wenn dies jedoch getan wird, können die zerstäuben Atome auf das Trägermaterial so stark aufprallen, dass ein unangemessen hoher Anstieg der Trägermaterialtemperatur verursacht wird. Wenn dem so ist, ist es nicht möglich, eine Schicht auf diesen Trägermaterialien auszubilden, die einer thermischen Verformung unterliegen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann solch ein Problem gelöst werden, da die Gitterplatte teilweise die zerstäubten Atome fängt. Wenn auf die Gitterplatte eine Vorspannung auf ein positives Potential bezüglich der Anode aufgebracht wird, werden negative Ionen zur Verhinderung einer Beschädigung der Schicht von der gitterplatte gefangen. Wenn auf die Gitterplatte eine Vorspannung auf ein negatives Potential bezüglich der Anode aufgebracht wird, prallen negative Ionen zu der Seite der Anode zurück, um zu verhindern, dass die Schicht beschädigt wird.
Die Zerstäubungsgaszuführöffnung 10 kann vorzugsweise in einer Vielzahl in der Umgebung der Anode 1 vorgesehen sein, wie in 1 gezeigt ist, um die Anode zu umgeben. Bei der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, liegen Zerstäubungsgaszuführöffnungen 10 an der Seite der Anode 1 bezüglich des Rohrzentrums vor, um vorzugsweise das Gas zu der Seite der Anode 1 herauszublasen. Die Zerstäubungsgaszuführöffnungen 10 sind im Wesentlichen in gleichen Abständen an dem Gassprührohrkopf 3 angeordnet, welcher ein kreisförmiges Zuführrohr ist. Mit anderen Worten ist eine Vielzahl von Zuführöffnungen symmetrisch an einem Umfangsbereich vorgesehen.
Ähnlich kann ebenso eine Vielzahl von Reaktionsgaszuführöffnungen 11 vorzugsweise in der Umgebung des Trägermaterials 2 vorgesehen sein, um das Trägermaterial 2 zu umgeben. Bei der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, liegen die Reaktionsgaszuführöffnungen 11 an der Seite des Trägermaterials 2 bezüglich des Rohrzentrums vor, um vorzugsweise das Gas zu der Seite des Trägermaterials herauszublasen.
Die Reaktionsgaszuführöffnungen 11 sind im Wesentlichen in gleichen Abständen an dem Gassprührohrkopf angeordnet, welcher ein kreisförmiges Zuführrohr ist. Mit anderen Worten wird eine Vielzahl von Zuführöffnungen symmetrisch an einem Umfangsbereich vorgesehen.
Der Trägermaterialhalter 7 als Trägermaterialhalteeinrichtung ist so ausgeführt, dass dieser drehbar bei 1 bis 50 Umdrehungen pro Minute während des Zerstäubens ist. Dies ermöglicht die Ausbildung einer noch gleichmäßigeren Schicht.
Ein Magnet kann ebenso als Anodenhalter 12 vorgesehen sein, um die Reaktions-Magnetronzerstäubung auszuführen. Wenn dieser so vorgesehen ist, kann das Zerstäubungsgasplasma eher auf die Umgebung der Anode beschränkt werden.
Als die Stromquelle 8 wird eine Gleichstromquelle (DC-Stromquelle) oder eine Wechselstromquelle (AC-Stromquelle) verwendet. Die Wechselstromquelle dient als Beispiel für eine Hochfrequenzstromquelle (RF-Stromquelle) von 13,56 MHz, wobei eine Gleichstromvorspannung (DC-Vorspannung) wahlweise darauf überlagert werden kann. Wenn die Zerstäubungsrate erhöht wird, um die Dünnschichtablagerungsrate noch mehr zu verbessern, ist es zu bevorzugen, eine Gleichstromzerstäubung (DC-Zerstäubung) auszuführen, die eine Gleichstromquelle verwendet.
Die Ablassöffnung der Reaktionskammer 9 ist mit einer Ablasspumpe (nicht gezeigt) verbunden. Die Ablasspumpe kann beispielsweise aus einer Kombination einer Turbomolekularpumpe oder einer Kryopumpe für den Hauptauslass und einer Rotationspumpe (Kreiselpumpe) für den groben Auslass zusammengesetzt sein.
Bei der Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird das Zerstäubungsgas GA in den Raum zwischen der Anode 1 und der Gitterplatte 6 eingeführt und strömt kontinuierlich durch das Teil 20, das als eine Ablassöffnung fungiert, die durch den Rand der Anode und den Rand der Gitterplatte 6 definiert wird, nämlich in Richtung der Verbindungsöffnung 24, wie durch einen Pfeil 22 gezeigt.
Andererseits wird das Reaktionsgas GB in den Raum zwischen der Gitterplatte 6 und dem Trägermaterial 2 eingeführt und strömt kontinuierlich durch das Teil 21, das als eine Ablassöffnung fungiert, die durch den Rand des Trägermaterials 2 und den Rand der Gitterplatte 6 definiert wird, nämlich in Richtung der Verbindungsöffnung 24, wie durch einen Pfeil 23 gezeigt. Da die Leitfähigkeit von solchen Leitwegen hinreichend größer als die Leitfähigkeit der Öffnungen 6a der Gitterplatte 6 ist, ist die beiderseitige Diffusion der beiden Gase durch die Öffnungen 6a im Wesentlichen vernachlässigbar. Weiter kann das Plasma auf den Raum zwischen der Gitterplatte und der Anode durch zusammenwirkendes festlegendes Potential der Gitterplatte 6 beschränkt werden, wodurch eine bessere Dünnschicht ausgebildet werden kann.
(Schichtausbildungsprozess)
Ein dünnschichtausbildendes Verfahren, das eine Dünnschicht durch die Verwendung der reaktiven Zerstäubungsvorrichtung, wie oben beschrieben, ausbildet, wird unten beschrieben.
Als erstes werden die Anode 1, das Trägermaterial 2 und die Gitterplatte 6 in der Reaktionskammer 9 auf die Weise angeordnet, wie in 1 gezeigt. Hierbei ist es wünschenswert, das gleiche Material für die Anode 1 und die Gitterplatte 6 auszuwählen. Zuerst wird die Gitterplatte, die eine Vielzahl von Öffnungen hat, angeordnet. Dann wird die Anode 1 an den Anodenhalter 12 festgesetzt. Anschließend wird das Trägermaterial 2 an den Trägermaterialhalter 7 festgesetzt.
Das Innere der Reaktionskammer 9 wird durch die Verbindungsöffnung 24 entleert, wobei das Trägermaterial 2 erhitzt oder abgekühlt wird, falls notwendig.
Das Zerstäubungsgas GA wird durch die Zuführöffnungen 10 des Gassprührohrkopfs 3 in den Raum zwischen der Anode 1 und der Gitterplatte 6 zugeführt, und das Reaktionsgas GB wird durch die Zuführöffnungen 11 des Gassprührohrkopfs 4 in den Raum zwischen dem Trägermaterial 2 und der Gitterplatte 6 zugeführt.
Das Zerstäubungsgas GA wird durch das Ablassteil 20 in Richtung der Verbindungsöffnung 24 abgelassen, und das Reaktionsgas GB wird durch das Ablassteil 21 in Richtung der Verbindungsöffnung 24 abgelassen.
Der Druck innerhalb der Reaktionskammer wird bei näherungsweise 0,05 bis 13 Pa aufrecht erhalten, wobei 0,1 bis 1,3 Pa eher bevorzugt wird, nämlich in dem Zustand, bei welchem eine DC-Spannung oder eine RF-Spannung zwischen der Anode 1 und dem Trägermaterial 2 aufgebracht wird, um eine Entladung zu verursachen, die zwischen der Anode 1 und der Gitterplatte 6 stattfindet, so dass ein Plasma 5 des Zerstäubungsgases ausgebildet wird. In diesem Zustand kann sich das ausgebildete Plasma 5 in den Raum zwischen der Gitterplatte 6 und dem Trägermaterial 2 durch die Öffnungen 6 ausdehnen. Einen Bestandteil der Anode bildende Atome gehen als Zerstäubte mit den Plasmapartikeln durch die Öffnungen 6a der Gitterplatte 6 und erreichen die Fläche des Trägermaterials 2. Hierbei reagieren die beiden an der Trägermaterialfläche miteinander, da das Reaktionsgas, das dazu imstande ist, mit dem einen Bestandteil der Anode bildenden Atome zu reagieren, in dem Raum zwischen der Gitterplatte 6 und dem Trägermaterial 2 vorliegt, so dass eine Schicht, die den Bestandteil der Anode bildenden Atome und die Bestandteil des Reaktionsgases bildende Atome enthält, an dem Trägermaterial ausgebildet werden kann.
Wenn die Gitterplatte 6 aus dem gleichen Material wie die Anode 1 zusammengesetzt ist, wird die Dünnschicht, die an dem Trägermaterial 2 ausgebildet ist, nicht beeinflusst, selbst wenn die Plasmapartikel die Gitterplatte 6 zerstäubt haben. Ebenso findet die Reaktion des Reaktionsgases mit den zerstäubten, einen Bestandteil der Anode bildenden Atomen vorzugsweise an der Trägermaterialfläche statt, da die Gitterplatte 6 und die Ablassteile 20 und 21 verhindern können, dass das Reaktionsgas zu der Seite der Anode herausströmt. Daher wird die Zerstäubungsrate nicht geringer, und eine Dünnschicht, die das stöchiometrische Verhältnis erfüllt, kann bei einer hohen Ablagerungsrate ausgebildet werden.
Die Oberflächenmaterialien für die Anode und für das Trennungsbauteil, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, kann aus der Gruppe von Si, Mg, Al, Ta, In, Sn, Ti, Cu, Zn und W ausgewählt werden.
Das Zerstäubungsgas kann aus der Gruppe von He, Ne, Ar, Kr, Xe oder dergleichen ausgewählt werden.
Das Reaktionsgas kann aus der Gruppe von O₂, O₃, N₂, F₂, NF₃ oder dergleichen ausgewählt werden.
Das Trägermaterial kann entweder lichtdurchlässig oder lichtundurchlässig sein und die Materialien für das Trägermaterial können aus Halbleitermaterialien, solche wie Silizium, GaAs etc., Isolierungsmaterialien, solche wie Glas, Quarz, Fluorit etc. und metallischen Materialien, solche wie rostfreiem Stahl, Aluminium etc. ausgewählt werden.
Die Dünnschichten, die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgebildet werden können, sind Siliziumoxidschichten, Aluminiumoxidschichten, Tantaloxidschichten, Indiumoxidschichten, Zinnoxidschichten, Titannitridschichten, Kupferoxidschichten, Zinkoxidschichten, Wolframnitridschichten, Magnesiumfluoridschichten, Aluminiumfluoridschichten und so weiter.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist besonders effektiv, wenn eine optische Dünnschicht an einer konkaven oder konvexen Fläche eines lichtdurchlässigen Isolierträgermaterials ausgebildet wird. Die optischen Dünnschichten, die durch den Dünnschicht-ausbildenden Prozess der vorliegenden Erfindung erhalten werden, weisen bessere Eigenschaften wie Reflexions-verhindernde Schichten oder Reflexionssteigernde Schichten für KrF-Excimerlaser und Arf-Excimerlaser optische Systeme auf, die eine hohe Energie haben.
(andere Ausführungsbeispiele)
Wenn Schichten verschiedener Zusammensetzungen ausgebildet werden, die die gleiche reaktive Zerstäubungsvorrichtung verwenden, kann die Gitterplatte als das Trennungsbauteil vorzugsweise austauschbar sein.
Es gibt Fälle, bei welchen die zerstäubten Atome an der Fläche der Gitterplatte anhaften können, besonders in den Fällen, bei welchen diese an den Ecken der Öffnungen an der Seite der Anode anhaften, so dass diese die Öffnungen zustopfen. Dementsprechend können die Ecken der Öffnungen vorzugsweise in einer sich verjüngenden Gestalt abgeschrägt sein, um die Öffnungen nicht aufgefüllt werden. 4 ist ein Teilquerschnitt, der eine sich verjüngende Öffnung 6a der Gitterplatte 6 zeigt. Wie klar daraus ersichtlich ist, wenn man diese mit 3 vergleicht, sind die Ecken 6b abgeschrägt.
Ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unten beschrieben.
5 zeigt eine Abwandlung des obigen Ausführungsbeispiels, das in 1 gezeigt ist, bei welchem ein Abschirmbauteil 31 einer zylinderförmigen Gestalt um die Gitterplatte 6 vorgesehen ist. Das Abschirmbauteil 31 hat die Funktion einer Ablagerungsverhinderungsplatte zum Verhindern, dass die zerstäubten, einen Bestandteil der Anode bildenden Atome sich an den Innenwänden der Reaktionskammer ablagern, und die Funktion zum Verbessern der Auswirkung der Beschränkung des Zerstäubungsgases und der Auswirkung der Beschränkung des Reaktionsgases. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet der Spalt zwischen dem oberen Rand des Abschirmbauteils 31 und der Anode 1 das Ablassteil 20, und der Spalt zwischen dem Abschirmbauteil 31 und dem Gassprührohrkopf 4 sowie der zwischen dem Gassprührohrkopf 4 und dem Trägermaterial 2 bildet das Ablassteil 21. Das Zerstäubungsgas GA strömt in Richtung der Verbindungsöffnung 24 durch den Leitweg, wie durch einen Pfeil 22 gezeigt. Das Reaktionsgas GB strömt in Richtung der Verbindungsöffnung 24 durch den Leitweg, wie durch einen Pfeil 23 gezeigt. Da die Leitfähigkeit der Leitwege 22 und 23 hinreichend größer als die Leitfähigkeit der Öffnungen 6a der Gitterplatte 6 gemacht wird, kann die beiderseitige Diffusion, die die Schichtausbildung nachteilig beeinflussen kann, beschränkt werden.
Das Abschirmbauteil 31 kann vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Gitterplatte 6 ausgebildet sein. Weiter kann vorzugsweise das Potential von diesem auch bei dem gleichen Potentialzustand wie die Gitterplatte 6 als das Trennungsbauteil gehalten werden. Das Abschirmbauteil 31 wird durch Stützbeine 32, die an Isolatoren 33 als Isolierbauteile festgesetzt sind, die an der Bodenfläche der Reaktionskammer vorgesehen sind, gestützt. Als der Schalter FW, kann ein Schalter verwendet werden, der auf die gleich Weise aufgebaut ist wie der Schalter FW, der in 1 gezeigt ist, oder die gleiche Funktion hat wie dieser.
Die Abschnitte und die Zusammensetzung der Vorrichtung von dem Ausführungsbeispiel, das in 5 gezeigt ist, können die gleiche sein wie bei diejenigen der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, außer den oben beschriebenen Unterschieden.
6 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres, anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Verbindungsöffnung 25 vorgesehen ist, die ausschließlich zum Ablassen des Zerstäubungsgases für das Abgas des Raumes zwischen der Gitterplatte 6 und der Anode 1 verwendet wird, und ebenso mit einer Verbindungsöffnung 26 vorgesehen ist, die ausschließlich zum Ablassen des Reaktionsgases für das Abgas des Raumes zwischen der Gitterplatte 6 und dem Trägermaterial 2 verwendet wird.
Mit dem Abschirmbauteil 31 über der Gitterplatte 6 ist ein Ablassrohr zum Ausbilden einer Verbindungsöffnung 25 als ein Ablassdurchgang verbunden. Bezugszeichen 27 bezeichnet ein Ventil, mittels welchem der Abgasleitweg geöffnet oder geschlossen und dessen Leitfähigkeit eingestellt werden kann.
Mit dem Abschirmbauteil 31 unter der Gitterplatte 6 ist ein anderes Ablassrohr zum Ausbilden einer Verbindungsöffnung 26 als ein Ablassdurchgang verbunden. Bezugszeichen 28 bezeichnet ein Ventil, mittels welchem der Ablassleitweg geöffnet oder geschlossen und dessen Leitfähigkeit eingestellt werden kann.
Die zwei Ablassleitwege sind in der Mitte mit Isolatoren 29 als Isolierbauteile vorgesehen, so dass die Reaktionskammer von dem Abschirmbauteil isoliert ist.
Weiter ist die Reaktionskammer 9 ebenso mit einer Verbindungsöffnung 24 wie bei der Vorrichtung, die in 5 gezeigt ist, vorgesehen. Ein Ablassen kann durch Öffnen eines Ventils 30 während der Schichtausbildung bewirkt werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Druck, bei welchem das Zerstäubungsgas von der Verbindungsöffnung 25 ausgelassen wird, vorzugsweise höher als der Druck gemacht werden, bei welchem das Reaktionsgas von der Verbindungsöffnung 26 ausgelassen wird, so dass der Druck in dem Plasma-erzeugenden Raum höher als der des Raumes an der Seite des Trägermaterials sein kann. Dies erschwert es dem Reaktionsgas, in den Plasma-erzeugenden Raum zu strömen. Genauergesagt werden die Ventile 27, 28 und 30 zur Entleerung des Inneren der Reaktionskammer geöffnet. Als nächstes wird das Ventil 30 zum Ändern des Ablassleitwegs und zum zeitgleichen Einführen des Zerstäubungsgases und des Reaktionsgases in die Reaktionskammer durch jeweils die Gassprührohrköpfe 3 und 4 geschlossen. Folglich wird das Zerstäubungsgas in den ersten Raum durch die Zuführöffnungen 10 eingeführt und wird von dem ersten Raum durch die Verbindungsöffnung 25 abgelassen. Das Reaktionsgas wird in den zweiten Raum durch die Zuführöffnungen 11 eingeführt und wird von dem zweiten Raum durch die Verbindungsöffnung 26 abgelassen. Als der Schalter SW kann ein Schalter verwendet werden, welcher auf die gleiche Weise beschaffen ist und die gleiche Funktion hat wie der Schalter SW, der in 1 gezeigt ist.
Die Abschnitte und Zusammensetzung der Vorrichtung des Ausführungsbeispiels, das in 6 gezeigt ist, sind die gleichen, wie diejenigen der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist, mit Ausnahme der Unterschiede, wie oben beschrieben.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Aufnahme von ungewollten Unreinheiten beschränkt werden und eine Dünnschichtverbindung kann ausgebildet werden, die eine ebene, gleichmäßige Dicke und optische und elektrische Eigenschaften hat.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 7 unten beschrieben.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung bei einem Teil der Vorrichtung, die in 1 gezeigt ist.
Die Vorrichtung ist dahingehend abgewandelt, dass der Rand der Gitterplatte 6, der nicht mit Öffnungen 6a vorgesehen ist, erweitert ist, so dass das Leistungsvermögen, das Zerstäubungsgas und das Reaktionsgas zu trennen und dieses abzulassen verbessert werden kann, und ebenso dahingehend, dass die Verbindungsöffnung 24, die in der Wand der Reaktionskammer 9 vorgesehen ist, so gestaltet werden kann, dass diese einen größeren Durchmesser hat als diejenige, die in 1 gezeigt ist, so dass die Verbindungsöffnung 24 eine höhere Leitfähigkeit hat.
Zusätzlich sind Magnete 16 als Magnetfelderzeugungseinrichtung an dem Anodenhalter 12 vorgesehen, um eine Magnetronentladung zu erzeugen. Die andere Zusammensetzung ist diejenige, wie für den Fall von 1 beschrieben.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die zwei Arten von unterschiedlichen Gasen mit einer höheren Effizienz getrennt und abgelassen werden, nämlich durch Verwenden eines Trennungsbauteils, das einen Bereich hat, der größer als der der Anode und des Trägermaterials ist, und eine Vielzahl von vorgesehenen Öffnungen in der Umgebung des Zentrums von diesem hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Aufnahme von ungewollten Unreinheiten beschränkt werden, und die Dicke sowie die optischen und elektrischen Eigenschaften der Dünnschicht können in der Trägermaterialebene gleichmäßig gestaltet werden. Zusätzlich kann die großflächige Dünnschichtverbindung bei einer hohen Ablagerungsrate ausgebildet werden.
Zum Ausbilden einer großflächigen Dünnschicht, die eine ebene gleichmäßige Dicke sowie optische und elektrische Eigenschaften bei einer hohen Ablagerungsrate hat, wird eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung vorgesehen, die eine Trägermaterialhalteeinrichtung (7) zum Halten eines Trägermaterials (2), eine Anodenhalteeinrichtung (12) zum Halten einer Anode (1), eine Zerstäubungsgaszuführeinrichtung (3) zum Zuführen eines Zerstäubungsgases zum Zerstäuben der Anode in eine Reaktionskammer, eine Reaktionsgaszuführeinrichtung (4) zum Zuführen eines Reaktionsgases und eine Stromzuführeinrichtung (8) zum Zuführen eines Stroms zum Bewirken einer Entladung, die zwischen der Anode und dem Trägermaterial stattfindet, aufweist, wobei ein Trennungsbauteil (6), das eine Vielzahl von Öffnungen mit einem Seitenverhältnis von kleiner als 0,6 hat, zwischen der Anode und dem Trägermaterial vorgesehen ist, und wobei eine Zuführöffnung und ein Ablassdurchgang (20) für das Zerstäubungsgas und eine Zuführöffnung und einen Ablassdurchgang (21) für das Reaktionsgas getrennt voneinander so vorgesehen sind, dass das Zerstäubungsgas in einen Raum zwischen der Anode und dem Trennungsbauteil aufgenommen und von diesem abgelassen wird, und das Reaktionsgas in einen Raum zwischen dem Trägermaterial und dem Trennungsbauteil aufgenommen wird und von diesem abgelassen wird.

Claims

Eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung, die eine Trägermaterialhalteeinrichtung (7) für das Halten eines Trägermaterials (2), eine Anodenhalteeinrichtung (12) für das Halten einer Anode (1), eine Zerstäubungsgaszuführeinrichtung (3) für das Zuführen von Zerstäubungsgas (GA) in eine Reaktionskammer (9) für das Zerstäuben der Anode (1), eine Reaktionsgaszuführeinrichtung (4) für das Zuführen eines Reaktionsgases (GB) und eine Stromzuführeinrichtung (8) für das Zuführen eines Stromes für das Erzeugen einer Entladung zwischen der Anode (1) und dem Trägermaterial (2) aufweist, wobei ein Trennungsbauteil (6), das eine Vielzahl von Öffnungen (6a) hat, zwischen der Anode (1) und dem Trägermaterial (2) vorgesehen ist, wobei ein erster Raum zwischen der Anode (1) und dem Trennungsbauteil (6) ausgebildet wird, und ein zweiter Raum zwischen dem Trägermaterial (2) und dem Trennungsbauteil (6) ausgebildet wird, wobei eine Zerstäubungsgaszuführöffnung (10) für das Zuführen des Zerstäubungsgases (GA) zu dem ersten Raum und ein Abführdurchgang für das Abführen von zumindest einem Teil des Zerstäubungsgases (GA) von dem ersten Raum, ohne dass dieses durch die Vielzahl der Öffnungen (6a) durchgeht, in dem ersten Raum vorgesehen sind, wobei eine Reaktionsgaszuführöffnung (11) für das Zuführen des Reaktionsgases (GB) zu dem zweiten Raum und ein Abführdurchgang (21) für das Abführen von zumindest einem Teil des Reaktionsgases (GB) von dem zweiten Raum, ohne dass dieses durch die Vielzahl der Öffnungen (6a) durchgeht, in dem zweiten Raum vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenverhältnis der Vielzahl von Öffnungen (6a) kleiner ist als 0.6, wobei das Seitenverhältnis der Öffnungen definiert ist als ein Wert, der durch Dividieren der Tiefe jeder Öffnung (6a) durch den Durchmesser eines wahren Kreises, der die gleiche Fläche wie die Fläche der Öffnung (6a) hat, gegeben ist.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Abschirmbauteil (31) um das Trennungsbauteil (6) vorgesehen ist.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Abführdurchgang (20) für das Zerstäubungsgas (GA) ein Spalt zwischen dem Abschirmbauteil (31) und der Anode ist, und wobei der Abführdurchgang (21) für das Reaktionsgas (GB) ein Spalt zwischen dem Abschirmbauteil (31) und dem Trägermaterial (2) ist.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Abführdurchgang für das Reaktionsgas ein Spalt zwischen einem Zuführrohr für das Reaktionsgas und dem Trägermaterial ist.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei eine Abführöffnung (24) für Abgas von innerhalb der Reaktionskammer (9), eine Abführöffnung (25) für Abgas des ersten Raumes und eine Abführöffnung (26) für Abgas des zweiten Raumes getrennt voneinander vorgesehen sind.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei zumindest eine Fläche des Trennungsbauteils (6) aus dem gleichen Material wie das der Anode (1) besteht.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Trennungsbauteil und das Abschirmbauteil aus dem gleichen Material gebildet werden.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Trennungsbauteil ein plattenähnliches Bauteil (6) ist, das eine Vielzahl von Öffnungen (6a) hat, die auf eine regelmäßige Art und Weise verteilt sind.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Trennungsbauteil (6) eine Fläche aus einem Material hat, das aus Aluminium, Tantal, Silizium und Magnesium ausgewählt wird.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zerstäubungsgaszuführöffnung (10) als eine Vielzahl in der Umgebung der Anode (1) so vorgesehen ist, dass diese die Anode (1) umgibt, und wobei die Reaktionsgaszuführöffnung (11) als eine Vielzahl in der Umgebung des Trägermaterials (2) so vorgesehen ist, dass diese das Trägermaterial (2) umgibt.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Trennungsbauteil (6) elektrisch potentialfrei gemacht wird.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Trennungsbauteil (6) bei einem vorbestimmten Potential gehalten wird.
Die reaktive Zerstäubungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Trägermaterialhalteeinrichtung (7) in einer Ebene drehbar ist.
Ein dünnschichtbildendes Verfahren für das Ausbilden einer Dünnschicht, das eine reaktive Zerstäubungsvorrichtung verwendet, die eine Trägermaterialhalteeinrichtung (7) für das Halten eines Trägermaterials (2), eine Anodenhalteeinrichtung (12) für das Halten einer Anode (1), eine Zerstäubungsgaszuführeinrichtung (3) für das Zuführen von Zerstäubungsgas (GA) in eine Reaktionskammer (9) für das Zerstäuben der Anode (1), eine Reaktionsgaszuführeinrichtung (4) für das Zuführen eines Reaktionsgases (GB) und eine Stromzuführeinrichtung für das Zuführen eines Stromes für die Erzeugung einer Entladung zwischen der Anode (1) und dem Trägermaterial (2) aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Anordnen des Trägermaterials (2) und der Anode (1), so dass ein Trennungsbauteil (6), das eine Vielzahl von Öffnungen (6a) hat, zwischen diesen zwischengelegt ist; Zuführen des Zerstäubungsgases (GA) zu einem ersten Raum zwischen der Anode (1) und dem Trennungsbauteil (6) und Abführen von zumindest einem Teil des Zerstäubungsgases (GA) von dem ersten Raum ohne dass dieses durch die Vielzahl der Öffnungen (6a) durchgeht; Zuführen von Reaktionsgas (GB) zu einem zweiten Raum zwischen dem Trägermaterial (2) und dem Trennungsbauteil (6) und Abführen von zumindest einem Teil des Reaktionsgases (GB) von dem zweiten Raum ohne dass dieses durch die Vielzahl der Öffnungen (6a) durchgeht; Erzeugen einer Entladung zwischen der Anode (1) und dem Trägermaterial (2), wodurch ein Plasma aus dem Zerstäubungsgas (GA) ausgebildet wird und einzelne Atome der Anode (1) zerstäubt werden; Durchführen der zerstäubten einzelnen Atome der Anode (1) durch die Öffnungen (6a) des Trennungsbauteils (6), so dass diese die Fläche des Trägermaterials (2) erreichen; und Ausbilden einer Dünnschicht an dem Trägermaterial (2), die die einzelnen Atome der Anode (1) und die einzelnen Atome des Reaktionsgases (GB) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (6a), durch welche die zerstäubten einzelnen Atome der Anode (1) durchgeführt werden, ein Seitenverhältnis von weniger als 0.6 haben, wobei das Seitenverhältnis der Öffnungen definiert ist als ein Wert, der durch Dividieren der Tiefe von jeder Öffnung (6a) durch den Durchmesser eines wahren Kreises, der die gleiche Fläche wie die Fläche der Öffnungen (6a) hat, gegeben ist.
Das dünnschichtbildende Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Anode (1) ein Material aufweist, das aus Aluminium, Tantal und Silizium ausgewählt wird.
Das dünnschichtbildende Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Trägermaterial (2) ein lichtdurchlässiges Isolierträgermaterial ist.
Das dünnschichtbildende Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Zerstäubungsgas (GA) zumindest ein Gas ist, das aus He, Ar, Ne, Kr und Xe ausgewählt wird.
Das dünnschichtbildende Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Reaktionsgas (GB) zumindest eines der Gase aus Sauerstoffgas, Stickstoffgas und Fluorgas ist.
Das dünnschichtbildende Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei das Trägermaterial (2) ein lichtdurchlässiges Isolierträgermaterial ist, das eine konkave oder eine konvexe Fläche hat.