DE8710321U1 - Zerstäubungsquelle für Kathodenzerstäubungsanlagen - Google Patents
Zerstäubungsquelle für KathodenzerstäubungsanlagenInfo
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Description
ti ■ Ii Il HM
Erfindung.fc>exiWt,»jLch\aiif eine
bung» quelle für Kathoden zerstäubung! anlagen.
Der Vorgang des Kathoden ze rs täubcns hat ausserordentlich weite Verbreitung zur Herstellung dünner Schichten
fe fun den. Das few&hschte Material wird dabei durch Xonenbe-•chuss einer geeigneten Quelle zerstäubt. Die dazu erforderlichen Ionen werden durch Anlegen einer negativen Spannung
«tn die Kathode durch eine Gasentladung erzeugt und auf die
X Stil ede fcsEchleuni^t.; Die PlÄ5™*dieht:* un<i U*2&L%- tu* £*?—
itäubungsrate kann dabei durch zusätzliche Magnetfelder erhöht werden. Dabei ist es unerheblich, ob der Plasmagenerator
durch eine DC-, Wechselstrom-. Hochfrequenz- oder Mikrowellentntladung gebildet wird.
Im luge des Zerstäubungsvorganges erodiert das Kathodenmaterial mit fortschreitender Gebrauchsdauer.
Ist eine bestimmte Masse des Materials abgestäubt, nuss der ZerstäubungsVorgang unterbrochen und die erodierte Kathode
durch eine neue ersetzt werden.
ff Kathodenzerstäubungsprozesses sehr intensiv gekühlt werden.
Dabei werden zwei Methoden unterschieden. Bei der direkten Kühlung wird die Kathodenrückseite vom Kühlmedium direkt be- ,,
strichen. Nach der indirekten Methode wird die Kathode durch Anklemmen an einen geschlosrenen Kühlmittelkanal kontaktiert.
Würde nan nun zulassen, dass eine derartige Kathode vollständig durcherodiert würde, so würde im einen Fall Kühlmittel
in die Prozesskammer austreten und im anderen Fall das Konstruktionsmaterial der Kühlkanäle abgestäubt. Angesichts der
hohen ReinheitsAnforderungen,, welche an die erzeugten dünnen Schichten gestellt werden, würde ein derartiges
< &igr; &iacgr;&igr; «.··<■
• t · ItIt &Ogr;
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Durcheroüieren zu einefunBrau'chbaren'Och'ichtquaiitat und
damit zu einem Ausfall der gesamten Anläge führen. Die Verunreinigung der Anläge führt darüberhinaüs tu langen Stilletandszeiten zur Durchführung der erforderlichen Reinigungsarbeiten.
Auf der anderen Seite erscheint es als wesentlich, dass möglichst viel Kathodenmatejrial verbraucht werden kann, bevor diese ersetzt werden muss, da unter Umstanden sehr wertvolle Werkstoffe wie Silber, Gold, Platin oder
Palladium als Targets eingesetzt werden. Das Beherrschen der Erosionsvorgänge des Targets bestimmt daher nicht nur die
Betriebssicherheit, sondern auch die Standzeiten der Targets und dadurch die Wirtschaftlichkeit einer Kathodenzerstäubungs
anlage.
Eine bekannte Methode zur Erfassung der Erosion eines Zerstäubungstargets besteht darin, die beim Betrieb dieses Targets aufgewendete elektrische Energie zu
messen. Wird ein vorbestimmter akkumulierter Wert dieser Energie erreicht, so wird die Zerstäubungsquelle abgeschaltet. Da indessen die Erosionsrate eines Targets neben der
aufgewendeten Energie von verschiedenen anderen Parametern abhängt, wie Werkstoffeigenschaften, Druck, Art des
eingesetzten Gases, konstruktive Merkmale der Quelle und elektrische Leistungsdichte, führt diese Methode nur zu
einer indirekten Erfassung der Abtragung bzw. der noch verbleibenden Dicke des Targets und muss daher durch eine
vorgängige Eichung des Systems ergänzt werden. Die Genauig-
keit und Zuverlässigkeit dieser Methode ist entsprechend gering. Um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten, muss darü-
4 < < &idigr;
berhinaus VerhaltniemaSsicTfVuft $£% efojfei; genügenden Reserve abgeschaltet werden, was seinerseits zu niedrigen Standzeiten
der Anlage führt.
Daneben ist im Stand der Technik vorgeschlagen worden, im Kalbhoden aufbau an der Stelle stärkster Erosion
des Targets einen Temperatursensor einzubauen. Die von einem
solchen Sensor gemessene Temperatur ist ein Mass für die Dicke des Targetmaterials an dieser Stelle (US-PS 4,324,631
ün<3 4,4o7,7o8). Wenn ein vorbestimmter Temperaturwert erreicht
wird, wird die Quelle abgeschaltet. Der Nachteil dieser Methode besteht, uäriij , ääss äiöSex kritische Temperätürweri gleich
Wie der gesamte Temperaturverlauf Zunächst in einer Eichkurve
empirisch ermittelt werden muss, da dieser nicht nur von der Ze rs ta üb ungs Ie istung, sondern auch vom Kathodenwerkstoff, von
deren konstruktivem Aufbau sowie von der Kühlmethode abhängt. Eine direkte und zuverlässige Messung des Abs täube grades wird
daher auch mit dieser Methode nicht erreicht.
Schliesslich ist im Stand der Technik vorgeschlagen worden, die Erosion des Targets durch Messung der
Zerstäubungsspannung (CH-PS 657,382), bei ferromagnetischen
Targets durch Messung der magnetischen Induktion unterhalb des Targets mittels Hall-Sonden (GB-OS 2'144*772, Anspruch 8),
durch Messung der Induktion eines magnetischen Streufeldes (DE-OS 34 25 659, S. 73) oder bei nicht-magnetischen Targetmaterialien
durch Messung der Plasma-Impedanz bzw. der Plasma-Spannung
in 6xt Prozesskammer zu erfassen (DE-OS 34 25 65?
S. 75 ff). Alle diese Methoden führen indessen zu einer indirekten
Messung der Erosion des Targets, erfordern daher zusätzliche, zum Teil sehr aufwendige empirische Untersuchungen
zur Eichung des betreffenden Systems und bleiben deshalb mit verhältnismässig hohen Unsicherheits -
faktoren behaftet, welche kri.der betrieblichen Praxis,
namentlich beim Betrieb von Produktions an lagen mit hohem
Automatisierungsgrad, nicht akzeptiert werden können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
dementsprechend darin, den Erosionszustand von Zerstäubungstargets
während des Kathodenzerstäubungs Vorganges
direkt und zuverlässig festzustellen und dadurch die Betriebssicherheit und die Wirtschaftlichkeit der Zerstäubungsquellen wesentlich zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch eine Zerstäubungsquelle der im Gattungsbegriff umschriebenen Art gelöst, welche
folgende kennzeichnenden Merkmale aufweist:
Ca) Der abzutragende Targetkörper weist an vorbestimmten
und während des Kathodenzerstäubungsvorganges unveränderlichen Stellen mindestens
einen Sensor auf.
(b) Dieser ist zur direkten Erfassung des Durcherodierens des Targetkörpers an der vorbestimmten
Stelle bestimmt.
Die Erfindung beruht auf der Ueberlegung, dass ein Sensor auf eine Grosse anspricht, welche dadurch
in sprunghafter Weise verändert wird, dass der Sensor bzw. die Ausnehmung des Targetkörpers, in der er befestigt ist,
im Zuge der Erosion des Targetkörpers freigelegt wird und
damit unmittelbaren Zugang zum Innern der Prozesskammer erhält. Im Gegensatz zu den im Stand d^r Technik offenbarten
Vorrichtungen und Verfahren ist daher für die erfindungsgemässe Vorrichtung keine vorgängige Eichunq des Systems notwen
ig. Der Zeitpunkt der sprunghaften Veränderung der Messgrösse
kann vielmehr durch eine entsprechende Plazieiu-ng des
Sensors nach den Erfordernissen des konkreten Verfahrens frei ausgewählt werden. Da die gewählte Position des Sen-
• f * &igr; &igr;
• I · f
I · I
«ors während dem Kathoden se rs tfcubMngs.vorigang vorbestimmt ist
und nicht mehr verändert wird, bildet die durch die Freilegung ("Durcherosion") erzeugte sprunghafte Veränderung der betreffenden Messgrösse ein direktes Hass für die Abtragung der
Targetoberfläche in Gegensatz zu den ist Stand der Technik offenbarten Vorrichtungen, welche diese Abtragung nur auf
indirekte Weise anhand von Sekundäreffekten erfassen.
Als Messgrössen sind nach der Erfindung grundsätzlich alle Variablen geeignet, welche im Innern der Prozesskanuner während des Kathodenzerstäubungsvorganges wesentlich unterschiedliche Werte als ausserhalb derselben aufweisen und daher beim Freilegen des Sensors durch Erosion eine
sprunghafte Veränderung des Signals erzeugen: photometrische Grossen (Lichtstärke, Leuchtdichte, Lichtstrom usw.),
Anzahl und Dichte der elektrischen Ladungsträger, Temperatur, Druck usw. Für Sonderanwendungen erscheinen auch weitere Messgrössen als geeignet, wie beispielsweise der Partial druck bestimmter Komponenten in der Prozesskammer,
die Wellenlänge emittierten Lichtes usw. Die Realisation der Erfindung ist besonders einfach und wirkungsvoll,
wenn die Messgrössen der Plasmaentladung selbst zur Auswertung verwendet werden.
Als besonders vorteilhaft erscheint es, den Sensor an derjenigen Stelle des Targetkörpers anzubringen,
an der vermutlich die stärkste Erosion während des Kathodenzerstäubungsprozesses auftreten wird. Bei Zerstäubungsquellen, bei denen nicht nur ein Endzustand, sondern auch
Zwischenstadien der Targeterosion erfasst werden sollen, ist es darüberhinaus vorteilhaft, eine Mehrheit von Sensoren
an in horizontaler Richtung unterschiedlichen Stellen des Targetkörpers anzubringen, wodurch eine schrittweise Beobachtung der Entwicklung des Erosionsbildes möglich ist. Die
Aussagekraft dieses schrittweisen Beobachtungsvorganges wird noch erhöht, wenn eine Mehrheit von Sensoren an in
vertikaler Richtung unterschiedlichen Stellen des Targets
befestigt werden, welche der fortschreitenden Erosion der Targetober fliehe entsprechen. In allen diesen Aus führ ungs formen der Erfindung können die Sensoren entweder in Ausnehmungen im Innern des abzutragenden Targetkörpers oder in Ausnehmungen einer hinter diesem Targetkörper befindlichen
Kühlplatte befestigt werden. Im letzteren Fall können die Sensoren entweder noch teilweise in eine Ausnehmung des Targetkörpers hineinreichen, oder lediglich in Verbindung zu
Ausnehmungen an der hinteren oder unteren Oberfläche des Targetkörpers stehen oder schliesslich nur noch in mechanischem oder optischem Kontakt zu dieser Oberfläche des Targetkörpers stehen.
Nach dem Durcherodieren eines Targets und der damit verbundenen Freilegung des Sensors besteht die Gefahr,
dass dieser selbst durch Rücksputtern von Material teilweise beschichtet wird. Im einfachsten Fall macht dies eine zusätzliche Reiniaung des Sensors notwendig, im ungünstigeren Fall wird dadurch das Messignal gestört. Dieser unerwünschten Nebenersche inung kann dadurch begegnet werden,
dass die vorbestimmte Stelle, an der das Durcherodieren des Targets festgestellt werden soll und die Stellt·, au. der der
Sensor befestigt wird, nicht identisch sind und durch eine Ausnehmung im Targetkörper miteinander verbunden werden.
Allenfalls rückgesputtertes Material setzt sich alsdann an den Wänden der Ausnemung ab und der Sensor selbst wird
davon verschont.
Nach dem Durcherodieren des Targets und der damit verbundenen Freilegung des Sensors wird während eines
kurzen ZeitintervalIs Material des Sensors selbst abgestäubt. Dies kann dazu führen, dass die in der Prozesskaiwner erzeugten dünnen Schichten verunreinigt werden, was
angesichts der hohen Anforderungen an die Reinheit derselj
ben jnter Umständen zu enormen wirtschaftlichen Einbussen
führt. Diese Schwierigkeit kann 'dadurch behoben werden,
dass Targetkörper und Sensor, gegebenenfalls auch die Sensorhalterung oder eine Abdeckung in» aktiven Bereich
aus dem gleichen Werkstoff gefertigt werden. Wenn nunmehr das Material des freigelegten Sensors abgestäubt
wird, beeinträchtigt dies die Schichtgualität in keiner Weise.
Für die einzelnen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung steht eine Vielzahl von konstruktiven Möglichkeiten zur Verfügung. Sensoren können beispielsweise
in Sacklöchern (blind holes) befestigt werden, deren Achse derjenigen des Erosionsvorganges des Targets entspricht.
Durch den Erosionsvorgang werden diese Sacklöcher auch auf der Seite der Prozesskammer eröffnet. Sensoren
können aber auch in durchgehenden Bohrungen oder Nuten angebracht werden, deren Achse mehr oder weniger senkrecht
zu derjenigen des Erosionsvorgange&egr; des Targets verläuft.
Besonders vorteilhaft erscheint diese Variante bei Zerstäubungsquellen mit direkter Kühlung, bei denen eine
Durchführung des Sensors durch einen Kühlmittelstrom konstruktive
Schwierigkeiten bereiten würde. In dieser Ausführungsform können die Sensoren auch als Signalgeber und
Signalempfänger ausgestaltet werden, und die Störung eines konstanten Signals durch die Freilegung der Bohrung oder
Nut im Zuge des Erosionsprozesses bildet ihrerseits ein
direktes Mass für die Abtragung des Targets. Nach dieser Ueberlegung können etwa Aenderungen eines Lichtstromes,
der elektrischen Leitfähigkeit oder des Druckes in der Bohrung zur Erfassung des Abtragungsvorganges dienen.
Das Verfahren zum Betreiben einer Kathodenzerstäubungsanlage
mittels der erfindungsgemässen Zerstäubungsquelle weist folgende Einzelmerkmale auf:
• · · «III Il
&igr; * « * &Igr;« &igr;
- &eegr;
• Il I « tit*
* · < &igr; ti &igr;
« · ff ff «
(a) Das Dur ehe rodieTrfen'deE'^Ar'getk'orders wird mit |
Hilfe mindestens eines Sensors an mindestens einer |
vorbestimmten und während des KathodenzerstUubungs- H
Prozesses unveränderlichen Stelle im oder am Target" |
körper unmittelbar und Selbsttätig festgestellt. f
(b) Der Zeifstäubungsprozess wird innerhalb eines vor- ■
gegebenen Zeitintervalls» nachdem die Erosion die betreffende Stelle des Targetkörpers erreicht hat,
abgebrochen.
(c) Der Targetkörper wird ersetzt.
Dieses Verfahren bietet gegenüber den im Stand der Technik offenbarten Methoden den Vorteil, dass die Abtragung
des Targetkörpers und damit das Durcherodieren unmittelbar und ohne Rückgriff auf Hilfsgrössen festgestellt
wird, deren Verhalten zuerst in einer Eichkurve
festgehalten werden müsste. Daneben liefert die erfindungsgemässe Methode eine sprunghafte Veränderung einer Messgrösse
und damit ein Signal, welches völlig eindeutig und von geringer Störanfälligkeit ist. Schliesslich kann der
Zeitpunkt dieser sprunghaften Veränderung der Messgrösse und damit auch der Zeitpunkt des Abschaltens der Zerstäubungsquelle
im Rahmen der vorgegebenen Systemparameter völlig frei durch Auswählen einer bestimmten Plazierung
des Sensors im Targetkörper festgelegt werden.
Als Messgrössen können neben photometrischen Variablen (Lichtstärke, Leuchtdichte, Lichtstrom, spezifische
Lichtausstrahlung, Lichtmenge, Beleuchtungsstärke, Belichtung usw.) elektrostatische oder elektrische Grossen
(Anzahl oder Dichte der elektrischen Ladungsträger, elektrische Leitfähigkeit usw.), die Temperatur von Wärmequellen
und der Druck in der Prozesskammer eingesetzt werden. Eine zusätzliche Aus füh rungs form der Erfindung besteht in
der Erfassung des Partialdruckes einzelner Komponenten in der Prozesskammer unter Verwendung chemischer Detektionsmethoden
sowie in der selektiven Verarbeitung der erzeugten
I It·««
Signale anhand charakteristische * ,Frte^üeazen der Entladung
während öes Kathodenzerstäubungsvorganges oder anhand der
charakteristischen Wellenlänge des Lichtes bei photometric sehen Grossen. Im ersteren Fall bedeutet dies» dass die
an den Messpunkten erfassten Signale derart verarbeitet werden, dass ausschliesslich charakteristische Frequenzen
der Entladung während des KathodenzerstÄubüngsprozesses
ausgewertet, andere Frequenzen dagegen nicht verarbeitet werden. Im zweiten Fall erfordert die selektive Verarbeitung
anhand der Wellenlänge eine Ergänzung des Verarbeitungssysteins durch einen Monochromator.
Zur Uebermittlung der Signale bei photometrischen
Grossen eignen sich die bekannten Lichtleitfasern,
die darüberhinaus den konstruktiven Vorteil bieten, dass der Sensorhalter (15) nicht aus einem isolierenden Werkstoff
gefertigt werden muss.
Die Verarbeitung der Signale kann so angelegt sein, dasB die sprunghafte Veränderung der Messgrösse beim
Durcherodieren des Targetkörpers ohne Verzug zum Abschalten der Zerstäubungsquelle führt. Zweckmässiger kann es unteK"
Umständen sein, die Tiefe des Sensors im Targetkörper derart auszuwählen, dass nach dem Durcherodieren noch genügend
Targetmaterial verbleibt, so dass der angefangene Prozesschritt noch in jedem Fall zu Ende gefahren werden
kann. Zu diesem Zweck ist zwischen der sprunghaften Veränderung des Signals beim Durcherodieren und dem Abschalten
der Anlage ein Zeitintervall vorzuprogrammieren/ welches dem Zeitbedarf für einen vollständigen Prozessschritt
unter den gegebenen Rahmenbedingungen entspricht. Auf diese Weise ist dafür gesorgt, dass ein einmal angelaufener
Prozess nicht vorzeitig abgebrochen werden muss, ein unerwünschter
Vorgang, der zu einer Beeinträchtigung der Qualität der produzierten Schichten oder sogar zu Ausschussprodukten
sowie zu unwirtschaftlichen Produktionsunterbrüchen führt.
- 13 -
Im folgenden1
wird die Erfindung anhand verschie
dener Ausführungsformen beispielhaft eriäutert, ist jedoch
nicht auf diese besonderen Ausführungsformen beschrankt.
Dabei stellen dar:
Figur 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe
Zerstäübüngsquelle mit indirekter Kühlung;
Figur 2 eine vergrösserte Einzelheit aus Figur l*r
Figur 3 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Zerstäubungsquelle mit einer Mehrzahl von Sensoren
und indirekter Kühlung*
Figur 4 einen weiteren Querschnitt durch eine erfinduh^sgemässe
Zerstäubungsquelle, bei der die Stelle des mutmas&egr;liehen Durcherodlerens nicht identisch
mit der Position des Sensors ist-. Figur 5 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe
Zerstäubungsquelle mit direkter Kühlung} Figur 6 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe
Zerstäubungsquelle mit indirekter Kühlung, bei der die beiden Sensoren als Signalgeber und
-empfänger ausgestaltet sind.
Die in Figur 1 dargestellte Zerstäübüngsquelle
ist aufgebaut aus einem plattenförmigen Targetkörper 1, der im Zuge des Kathodenzerstäubungsverfahrens erodiert wird
und dessen Material zur Erzeugung der betreffenden dünnen Schichten auf einem Substrat dient. Dieser Targetkörper 1
weist an seinem Rand eine Schulter auf und ist durch einen der Prozesskammer zugewandten und in diese Schulter eingesetzten
Targethalter rahmen 2 mittels Schraubverbindungen 3
roit einer Kühlplatte 5 verbunden. Der thermische Kontakt zwischen Targetkörper 1 und Kühlplatte 5 kann durch eine
eingefügte Folie 4 aus einem Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit
verbessert werden. Die Kühlplatte 5 weist dabei eine Anzahl von Kanälen 6 auf, durch die ein Kühlmittel
geleitet wird. Die Zusammensetzung aus Targetkörper 1 und
,! &igr;
Il IHI
&igr; a >
Kühlplatte 5 ist auf dem Kathodenkörper 11 befestigt, in
dessen Innern «ich ein Magnetsystem aus Permanentmagneten 16 befindet» Der Kathödenkörper 11 ist mittels Isolatoren
9 an einem Prozesskammerflansch 8 befestigt, an dessen der
Prozesskammer zugewandten Seite ein Dunkelraumschild 7 alß
Anöde aufgesetzt ist.
Zur Erfassung der Erosion 12 des plattenförmigen Targetkörpers 1 weist dieser an seiner der Prozesskammer
«bgewandten Seite eine Ausnehmung 13 auf, der eine entsprecneüoe Buiiiüiiy j-&Ggr;&igr; uSx KUuj.piättc j yeySniii>ejfli.eyiL. Tn aiese
Bohrung der Kühlplatte 5 ist eine Halterung 15 für einen Sensor 14 eingeschraubt, dessen plättchenförmig ausgestaltetes
Ende in die Ausnehmung 13 im Targetkörper 1 hineinragt. Je nach der Art der von dem Sensor zu erfassenden Messgrösse
ist dabei die Sensorhalterung 15 entweder aus einem isolierenden oder aus einem elektrisch leitenden Werkstoff
ausgeführt.
Wird der Rand der Ausnehmung 13 im Zuge des Katho*
denzerstäubungsverfahrens durcherodiert, so verändert sich der als Messgrösse eingesetzte Parameter (photometrische
Grossen, elektrische Ladung, Temperatur, Druck usw.) sprungartig von einem Nullwert auf den in der Prozesskammer herrschenden
Wert. Dieser Sprung wird vom Sensor 14 registriert und als ein entsprechendes Signal durch die Leitung 16 und
die Bohrung 17 iir Kathodenkörper 11 an das Verarbeitungssystem
weitergegeben, welches in an si^n bekannter Weise aus
Trennverstärker 18, Schaltverstärker 19 und Schalter 2o aufgebaut ist. Vorteilhafterweise werden dabei die Verhältnisse
derart gewählt, dass die Zerstäubungsquelle erst nach einem vorgegebenen Zeitintervall abgeschaltet wird, wodurch
eine optimale Ausnutzung des Targetkörpers 1 gewährleistet ist, welche !die Standzeit erhöht und bei teuren Werkstoffen
besonders ins Gewicht fallen kann.
Figur 2 zeigt &bgr;&idiagr;&eegr;&eacgr;'ve.rgrossertje·Einzelheit aus |
der Figur 1. Die Sensorhaiterung 15 ist dabei als zapfenför- %
mige Struktur erkennbar und weist ein Gewinde zum Verschrau-
ben in einer entsprechenden Bohrung der Kühlplatte 5 auf. ■
Der Sensor 14 endet in einem Plättchen 21, das in die Aus- \
nehmung 13 des Targetkörpers 1 hineinragt und beispielswei- \
se als Elektrode zur Erfassung der elektrischen Ladungen in \
der Prozesskammer dienen kann. Dieses Plättchen wird zweckmäs- |
sigerweise aus dem gleichen Werkstoff gefertigt wie der betref- '
fende Targetkörper 1. Da nach dem Durcherodieren notwendigerweise
während eines kurzen Zeitintervalls Material dieses Plättchens abgestäubt wird, verhindert diese Massnahme, dass die
erzeugte dünne Schicht durch diesen Vorgang verunreinigt wird.
In Figur 3 ist ein weiterer Targetkörper mit indirekter Kühlung dargestellt. Dieser weist eine Mehrzahl von
Ausnehmungen 13a, 13b und 13c auf, welche von der Rückseite des Targetkörpers her in diesen eindringen und untersch d-Iiehe
Tiefen aufweisen. Eine derartige Anordnung gestattet es, das Fortschreiten der Erosion 12 des Targetkörpers 1 zu
verschiedenen Zeitpunkten während des Kathoden ze rs täubungsverfahrens
zu verfolgen und das Abschalten der Quelle mit den entsprechenden Zeit Intervallen vorzuprogrammieren.
Die in Figur 4 dargestellte Aus füh rungs form der Erfindung weist die Besonderheit auf, dass die Stelle, an
der das Durcherodieren des Targetkörpers 1 erwartet wird, nicht mit der Position des Sensors 14 übereinstimmt, der
diesen Durchbruch registrieren soll. Vielmehr sind diese beiden Positionen lediglich durch eine Ausnehmung 13 miteinander
verbunden. Der Sensor 14 ist darüberhinaus in der Bohrung der Kühlplatte 5 etwas versenkt eingesetzt und steht daher nicht
in mechanischem Kontakt mit dem Targetkörper 1. Diese besondere für optische Sensoren Vorteilhafte Ausführungsform der M
Erfindung verhindert fticht iiur ein Abstäuben von Material des §S
ItM * t *
Sensors nach dem Durcher,pd:ieren,:d?s·,Targets« sondern eorgt
auch dafür, dass dieser .§enpOr J3j4 nicht selbst durch abgestäubtes Material beschichtet wird und das Messresultat dadurch verfälscht und eine aufwendige Reinigung des Sensors
erforderlich wird. Um Verunreinigungen zu vermeiden.kann ein
Abdeckplättchen la aus Targetmaterial vorgesehen werden.
Die in Figur 5 dargestellte Ausfühxungsform der
Erfindung weist eine direkte Kühlung auf, bei der der Kühlmittelkanal 6 unmittelbar an den Targetkörper 1 angrenzt und
eine Dichtung 22 zwischen diesem und der Kühlplatte 5 vorgesehen ist. Bei dieser Aus füh rungs form erscheint es als weniger zweckmässig, Sensoren von der Rückseite des Targetkörpers
her an diesem zu befestigen. Aussichtsreicher erscheint es dagegen, den Sensor 14 in einer Ausnehmung 13 an der Seite
des Targetkörpers I einzusetzen. Diese Ausnehmung 13 ist dabei als sog. Sackloch (blind hole) ausgestaltet, dessen Tiefe
von der Lage derjenigen Stelle abhängt, an der die Erosion
12 des Targetkörpers 1 erfasst werden soll. Besteht der Sensor 14, wie in der Figur dargestellt, aus einer Lichtleitfaser, so ergeben sich aus der grösseren Tiefe des Sackloches
13 keine zusätzlichen Schwierigkeiten und die Sensorhalterung 15 braucht in diesem Fall auch nicht aus einem isolierenden
Werkstoff gefertigt zu werden.
Eine Variante dieser Ausführungsform der Erfindung
zeigt Figur 6. Nach dieser Variante werden zwei lateral befestigte Sensoren als Signalgeber 14a und als Signalempfänger
14b ausgestaltet und mit einer durchgehenden Bohrung 23 miteinander verbunden. Wird dabei eints photometrische Grosse, wie
beispielsweise die Beleuchtungsdichte als Messgrösse verwendet, so wirkt die dargestellte Anordnung als Durchlichtschranke. Diese Variante bietet den Vorteil, dass die Erosion 12
des Targetkörpers 1 auf der ganzen Ausdehnung desselben gleichzeitig überwacht werden kann und dass daher die Stelle maximaler Erosion 12 nicht punktuell genau vorbestimmt werden muss.
Claims (9)
1. Zerstäubungsquelle für Kathodenzerstäubungsanlagen mit einer Vorrichtung zum Erfassen der Erosion der Targetoberfläche,
dadurch gekennzeichnet, dass
(a) der abzutragende Targetkörper (1) an vorbestimmten
und während des KathodenzerstäubungsVorganges unveränderlichen Stellen mindestens einen Sensor (14)
aufweist«
(b) welcher zur direkten Erfassung des Durcherodierens
des Targetkörpers (1) an der vorbestimmten Stelle bestimmt ist.
2. Zerstäubunc,squelle nach anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sensor (14) an derjenigen Stelle angebracht ist, an welcher die stärkste Erosion des Targetkörpers (1) im
Kathodenzerstäubungsprozess stattfindet.
3. Zerstäubungsquelle nach den-#ate»fe#nsprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Mehrheit von Sensoren (14) an in horizontaler Richtung unterschiedlichen Stellen des Erosionsbildes des
Targetkörpers (1) angebracht sind.
4. Zerstäubungsquelle nach den afeifiprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Mehrheit von Sensoren (14) an in vertikaler Richtung unterschiedlichen Stellen des Targets (1} entsprechend Positionen fortschreitender Erosion (12) der
Targstoberflache angebracht sind.
5. Zerstäubungsquelle nach den -Pa*e&t£bsprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die vorbestimmte Stelle, an der das Durcherodieren
des Targetkörpers (1) festgestellt werden soll,und die
Stelle, en der der Sensor (1&Iacgr;) angebracht ist, nicht
identisch sind und durch eine Ausnehmung (13) im Targetkörper
(1) miteinander verbunden sind, welche dazu bestimmt ist, ein Verschmutzen des Sensors (14) im
Zeitpunkt des Durcherodierens des Targetkörpers (1) zu verhindern.
6. Zerstäubungsquelle nach den £ate&taffjsprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
Targetkörper (1), Sensor (14) und Sensorhalterung (15)
aus dem gleichen Werkstoff gefertigt sind, um eine Verunreinigung der erzeugten dünnen Schichten im Falle
des Durcherodierens des Targetkörpers (1) zu verhindern.
7. Zerstäubungsquelle nach den £-a4ervfe^nsprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausnehmungen (13) im Targetkörper (1) in der Form von Sacklöchern (blind holes) ausgestaltet sind.
r..
8. Zerstäubungsquelle nach den -Patentansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Ausnehmungen (13) im Targetkörper (1) durch durchgehende Bohrungen (23) oder Nuten miteinander
verbunden sind·
ft · ·» fl * &iacgr; * * &iacgr;
9. Zerstäubungsquei 1 e nach -PAteftt^ispruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sensoren (14) mindestens einen Signalgeber (14a)
und mindestens einen Signal empfänger (14b) aufweisen,
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