EP0417221A1 - Process for detecting the attainment of a predetermined depth in target body erosion and target body therefor - Google Patents

Process for detecting the attainment of a predetermined depth in target body erosion and target body therefor

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EP0417221A1
EP0417221A1 EP19900903743 EP90903743A EP0417221A1 EP 0417221 A1 EP0417221 A1 EP 0417221A1 EP 19900903743 EP19900903743 EP 19900903743 EP 90903743 A EP90903743 A EP 90903743A EP 0417221 A1 EP0417221 A1 EP 0417221A1
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EP
European Patent Office
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target body
discontinuity
atomized
erosion
target
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19900903743
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German (de)
French (fr)
Inventor
Urs Wegmann
Hans Quaderer
Christian Dumont
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OC Oerlikon Balzers AG
Original Assignee
Balzers AG
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Filing date
Publication date
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Application filed by Balzers AG filed Critical Balzers AG
Publication of EP0417221A1 publication Critical patent/EP0417221A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
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    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
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    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3476—Testing and control
    • H01J37/3479—Detecting exhaustion of target material

Definitions

  • the present invention relates to methods for detecting the achievement of a predeterminable depth of erosion on a target body in a cathode sputtering process in which a material discontinuity is provided in or on the target body, at a predetermined depth, whereby if the erosion determines the depth achieved, a significant change in a physical quantity is effected at the point in which a transmission path is provided further from the point to a measuring transducer for the physical quantity and the measuring transducer is used to track a quantity at least corresponding to this quantity and the occurrence of the significant change is detected.
  • the present invention also relates to a method for interrupting a cathode sputtering process when the erosion of a target body reaches a predetermined depth, and to target bodies, methods for their production and sputtering systems which work according to the method mentioned or one have the mentioned target body.
  • Sputtering is a common method of making thin layers.
  • the desired coating material is atomized by ion bombardment of a desired source material, the target material.
  • the ions required for this are generated by a gas discharge by applying a negative potential with respect to an anode to a cathode, by means of which the ions are accelerated towards the cathode.
  • the target body is usually placed at cathodic potential or, for example dielectric material, arranged in the region of the cathode.
  • the target body is eroded in the course of the atomization process. After the erosion depth of the target body has reached a predetermined maximum value, the atomization process must be interrupted and the eroded target body replaced. The target body is cooled intensively during the process. Basically, two approaches are known for this.
  • the process chamber whether by cooling medium or by the material of the cooling plate, would also be contaminated and the coating currently being worked on would be rendered unusable.
  • the former would require intensive cleaning of the chamber before starting the next atomization process, with long plant downtimes.
  • a known technique for obtaining information about the depth of erosion on the target body consists in measuring the electrical process energy which has been used up to a certain point in time. If a specified value is reached, the process is terminated.
  • the erosion rate and thus depth depend on many parameters in addition to the electrical process energy mentioned, such as on the properties of the target material, the dimensions of the target body, the process pressure, the process gas, the target cooling, the design of the chamber and the electrical
  • an indirect approach energy density of the gas discharge is only possible to estimate the current erosion depth or the remaining thickness of the target material on the target body.
  • a physical quantity is monitored during the erosion of the target body, which changes more or less continuously with increasing erosion.
  • a typical example of such a physical quantity is the temperature of the target body or on the target body, for example measured on the side of the body facing away from the atomized surface, which increases with increasing depth of erosion.
  • assignment curves must be determined beforehand in a calibration process, which assign specific temperature values to certain erosion depths, due to different heat conduction behavior, in particular different target materials and different target body dimensions, for each case that is different, at least one.
  • the temperature / erosion depth assignment is also at every change in the cooling conditions different.
  • the temperature increases more rapidly - with the erosion rate remaining the same.
  • Such a rapid increase in the temperature profile is used as an indication that the target body will soon be eroded.
  • An exact determination of the remaining target material thickness is not possible with this method, especially not even if the erosion rate in the sensor area is not constant over time.
  • DE-A-36 30 737 basically follows the same path and proposes to provide a gas-filled chamber in the target body, and registers via a signal line from the gas-filled chamber in the target body as a transmitter and a sensor connected to it as a measuring transducer , a decrease in pressure in this chamber as soon as erosion breaks through into the chamber.
  • a material discontinuity is provided on or in the target body, as a result of which if the erosion causes depth achieved, a significant change in the pressure in the gas chamber provided in the target body or on the target body is brought about, as a significant change in a physical quantity at the said point of discontinuity. From this point to the transducer, a transmission line is provided for this physical quantity.
  • DE-OS-37 24 937 proposes a procedure which is basically the same as the latter. However, no compressed gas chamber is provided here, but a sensor arrangement is provided in or on the target body at the point at which the greatest erosion of the body occurs, which registers the breaking through of the target body. The discontinuity is also formed here by an interface between the target material and a cavity.
  • the present invention is based on methods of the last-mentioned type. These have the disadvantage that they require complex measures in construction or in operation. According to US-A-4 374 722, the chamber must be charged with lithium before each start of process operation. In addition, a discrete signal line in the form of the pressure line between the pressure sensor and the point of discontinuity or gas chamber must be provided, which increases the design effort for a correspondingly operated system.
  • the present invention aims, starting from the above-mentioned methods, to create, from a first aspect, a method in which no specific measures are taken for the transmission or detection of the physical quantity tracked by the measuring transducer on the target body or its base have to.
  • the transducer can be arranged at a selected, optimal location on the process chamber, substrate, electrical supply.
  • US-A-4,374,722, DE-A-36 30 737 and DE-OS-37 24 937 also show indication discontinuities in or on the target body which are caused by a solid / gas transition ⁇ forms.
  • the point of discontinuity in the first-mentioned complex according to the invention, i.e. no provision of signal lines to the point of discontinuity or without provision of installation measures for transducers in the area of discontinuity, it may be desirable in certain cases to further form the point of discontinuity in or on the target body by means of a solid / gas transition.
  • variables of the process atmosphere are used, such as their gas composition, their pressure, electrical charge, optical radiation and / or an electrical process operating variable, such as the plasma impedance etc. is the large measured variable registered by the transducer.
  • the physical change at the point of discontinuity on the basis of which it changes is actually meaningless, provided that it changes significantly when erosion changes the indication Discontinuity reached.
  • the measuring transducer registers a significant change in the measurement variable as an indication that the erosion has reached the point of discontinuity in the target body and therefore the depth assigned to it exactly.
  • this can certainly be achieved with statically operating comparators, it is proposed in a preferred embodiment variant to proceed according to claim 7.
  • a further embodiment variant consists in tracking the measurement variable on the substrate in accordance with the wording of claim 8.
  • the aim is not only to detect the reaching of a maximum permissible erosion depth on the target body, but in principle, for example in order to optimize the use of several atomization systems, the current depth of erosion is of interest in each case, it is proposed to proceed according to the wording of claim 9 , or even if " eg there is uncertainty regarding the location of the greatest depths of erosion.
  • the procedure according to claim 10 results in a point of discontinuity, the secondary material of which is desired in many cases on the substrate.
  • a simple manufacture of the target body with a solid / solid body discontinuity results from the procedure according to claim 12. From the process chamber it is entirely possible to detect when the atomized target material changes color. This is especially true if it is known where the areas of greatest erosion are located. The color in a specific target area can then be monitored using an optical detector as a measuring transducer.
  • Procedure according to claim 15 results, in the case of solid / solid body discontinuities, in a low production cost for the target body with indicator. Depending on the solid / solid material pairings, it is also proposed to form the discontinuities according to the wording of claim 16.
  • claim 19 takes a further step in the simplification of such an approach by, according to its The wording, it is proposed to provide a material in the predetermined depth of a target body, the release of which the atomization process is interrupted, without the need for measuring transducers.
  • a foreign gas such as CO or an ent
  • a target body according to the invention for a cathode sputtering process is designed according to the wording of claim 22, with the result that its manufacture is considerably simplified by, for example, no electrical or optical signal lines or pressure lines specifically provided for this purpose ⁇ see recesses are guided through the target body to the discontinuity.
  • Another target body according to the invention is distinguished by the wording of claim 23, which basically results in simple manufacture of such bodies.
  • the target body according to the invention is preferably realized with the combination of features of claims 22 and 23 according to the wording of claim 24.
  • Preferred embodiments of the target body according to the invention are in claims 25 to 32 specified.
  • a particularly simple production method for solid-state / solid-body discontinuities is defined in claim 33.
  • the gas is preferably used frozen, which leads to a significant simplification of handling.
  • the entire system can be operated much more efficiently and has shorter downtimes.
  • FIG. 1 schematically shows a section of a target body according to the invention used with a solid body / solid body discontinuity
  • FIG. 2 shows a schematic, perspective representation of a further embodiment variant of the target body according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a further embodiment variant of the target body analogous to FIG. 2,
  • FIG. 2 shows a schematic, perspective representation of a further embodiment variant of the target body according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a further embodiment variant of the target body analogous to FIG. 2
  • FIG. 2 shows a schematic, perspective representation of a further embodiment variant of the target body according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a further embodiment variant of the target body analogous to FIG. 2
  • FIG. 4 schematically shows a further possibility of detection of reaching the indication discontinuity on a target body according to FIG. 2,
  • FIG. 5 schematically shows a circular target body in top view, constructed analogously to that of FIG. 2,
  • FIG. 6 shows schematically the target body according to FIG. 5, but essentially rectangular
  • FIG. 8 schematically shows a section through part of a further target body according to the invention with a gas capsule
  • FIG. 9 shows a block diagram of a measurement signal evaluation.
  • the invention as described below and at the outset, relates to DC and AC or HF cathode sputtering processes, including magnetron sputtering processes and reactive sputtering processes.
  • a schematically represented target body 1 comprises a material discontinuity 3, formed by the working plate 5 facing the process space P with a new surface 6, made of the primary material to be atomized M and an underlying indicator solid 7.
  • the erosion profile proceeds in the direction indicated by the arrow p in the course of the atomization process, towards the indication discontinuity point 3.
  • the erosion reaches the discontinuity point 3, formed by the solid / solid transition the properties of the material currently exposed in the process space P, in which the discharge is maintained in a known manner, change. This basically causes an abrupt change in at least one physical quantity. According to the invention, however, it is not of primary interest that the dimensions which change from M to M when passing through
  • Changes in a measurand as a quantity that is easy to measure For example, when transferring from
  • M to M is the lattice structure of the material, but
  • Measured variable is recorded. The following can be listed as such measured variables:
  • Photometric quantities in the reaction space P Number and density of electrically charged particles in process space P; Pressure or partial pressure in process space P; spectrum the light emitted by the target surface or by the gas discharge; Discharge impedance, discharge voltage, deposition on a (not shown) substrate etc.
  • a measuring transducer 11 is provided for the measurement variable selected for evaluation with respect to the target body 1 with solid / solid body discontinuity 3 either on or in the target body 1, as shown in broken lines at 9, but preferably detached from the target body 1, which is shown schematically with s Measured variable registered. If the erosion reaches the point of discontinuity 3, the measured variable s undergoes an abrupt change, as is shown qualitatively on the right in FIG. 1.
  • the distance F can e.g. the process room, the electrical discharge circuit etc.
  • Reaching the point of discontinuity 3 is preferably detected in the process space or on a coated substrate (not shown here), which in a known manner by the cathode the atomization process is coated. It is detected there, for example, when an indicator material M that deviates from the primary material M is applied.
  • the solid / solid discontinuity 3 can, as shown in FIG. 1, be realized by plate-like structures of the target material M to be atomized and an indication material M lying against one another.
  • M can be a material
  • FIG. 2 A further embodiment variant of the indication solid body / solid body discontinuity is shown in FIG. 2.
  • the indication material M forming the points of discontinuity is inserted. 3
  • a film-like layer 15 in the depth D to be monitored is provided in the target body 1 as the indication material M.
  • Pure aluminum or a melted, binary or ternary alloy based on pure aluminum was selected as the primary material M to be atomized, then as the indication material M forming the discontinuity 3 in this regard, be it in plate form according to FIG. 1, in wire or strip form 2 or in foil or layer form according to FIG. 3, copper was selected as the primary material M to be atomized, then as the indication material M forming the discontinuity 3 in this regard, be it in plate form according to FIG. 1, in wire or strip form 2 or in foil or layer form according to FIG. 3, copper was selected as the primary material M to be atomized, then as the indication material M forming the discontinuity 3 in this regard, be it in plate form according to FIG. 1, in wire or strip form 2 or in foil or layer form according to FIG. 3, copper was selected as the primary material M to be atomized, then as the indication material M forming the discontinuity 3 in this regard, be it in plate form according to FIG. 1, in wire or strip form 2 or in foil or layer form according to FIG. 3, copper was selected as the indication material M
  • a material containing a nitrite, a carbonitrite and / or a carbide of at least one of the metals from the group Ti, Zr, Hf, V, Ta and Nb, or an oxide, preferably a Me, can also be used ⁇ tall oxide, such as Al 0.
  • an electrically highly conductive material M such as copper
  • Brass or copper bronze e.g. in aluminum, when the erosion reaches the position, this material M is exposed, and the now changed color in the exposed area in the process space can be detected as a measurement variable s.
  • the indication material M such as the wires or strips
  • the material M can be atomized primarily by vacuum evaporation, cathode sputtering or galvanic deposition.
  • a particularly simple procedure was found in that the indication material M was rolled on
  • the band or network structure is provided essentially radially, as shown in FIG. 13a, in the case of essentially circular target bodies 1, because in such target bodies, the erosion path B essentially forms concentric circles 17.
  • the network structure is guided essentially parallel to the edges. In many cases it is sufficient to pre-use the indicator material M at that point.
  • a dielectric material for example a metal oxide, such as aluminum oxide
  • the indicator material M with the electrically conductive material primarily to be atomized M
  • the electrical conditions become drastic: Now a dielectric layer has been introduced into the circuit, formed by discharge supply, anode, discharge gap, cathode, over which, as with a capacitance, part of the applied DC voltage drops , which can lead to an interruption of the discharge if appropriately designed.
  • FIG. 7 This procedure is shown in FIG. 7, where 19 schematically represents the anode in process space P, and 21 a DC or AC supply source for the discharge.
  • the target body 1 has a dielectric insert 23.
  • the erosion E reaches the dielectric layer 23, embedded in the electrically conductive material M, the current path 25 is interrupted or its impedance is substantially changed. changes
  • the indication material M can be selected such that it
  • copper a desired additional coating on the substrate, or that it does not interfere with the coating, such as a dielectric material such as silicon oxide, or that it leads to a rapid termination of the discharge such that the discharge is caused by the indication material-induced interference coating is negligible.
  • the procedure described so far creates the possibility of providing target bodies with built-in indication discontinuities.
  • the transducer either e.g. Connected to the target body or the discontinuity via signal lines, or it is provided directly in or on the target body.
  • the transducer preferably set apart from the target body 1, is preferably provided in the process space, for example in the form of photometric sensors, mass spectrometers etc., or else in the discharge circuit.
  • gases are also suitable for forming the discontinuity of indication with the material that is primarily to be atomized.
  • the provision of a point of discontinuity between primarily material to be atomized and gas leads, in particular, to constructively maneuverable measures if, as described at the beginning, a gas transducer or a measurement signal line is connected directly to the gas-containing space. This takes into account sealing problems.
  • a possibility is created to create gas discontinuities to the material to be primarily atomized, while avoiding the disadvantages mentioned, by using the concept according to the invention to choose a size as the measurement variable, which e.g. is measurable in the process space or in the electrical circuit of the discharge gap, i.e. regardless of where the indication discontinuity is provided in the target body.
  • one or more gas capsules which are more or less extended depending on requirements, are installed in the target body 1, which now form the indication discontinuity 3 used according to the invention with the material M which is primarily to be atomized around them.
  • a gas can now be introduced into such gas capsules 27 which significantly changes the process as soon as it is released into the process space P.
  • helium can be released into an argon process atmosphere in such a way that the occurrence of helium in the process space is detected and indicates that the indication discontinuity point 3 has been reached.
  • a gas can also be encapsulated under relatively high pressure, such as CO or
  • the gas is preferably introduced in the frozen state into the still open capsules 27 and then the target body 1 is tightly closed over it.
  • this manufacturing technique is suitable
  • either the same or selectively different solid / solid discontinuities or solid / gas discontinuities can be staggered in depth in the target body in order to successively detect the achievement of different predetermined erosion depths and thus, for example, the To be able to optimize the use planning of various systems, or that such discontinuities of indication are only provided in the maximum permissible erosion depths and where the highest erosion occurs on the target body 1.
  • Solid / solid or solid / gas discontinuities can also be provided laterally staggered, ie laterally separated from one another.
  • the provision of the solid-state / gas discontinuities according to the invention without signal lines to the gas spaces required for this or without provision of transducers directly in or to these gas spaces is indicated in particular where the highest requirements are imposed with regard to the purity of the coating of a substrate. Thanks to the fact that, for example according to FIG. 8, the indication gas capsules are formed on all sides by primarily material M to be atomized, it is prevented that foreign material is deposited on the substrates when the depth of erosion to be monitored is reached.
  • the measurement variable s detected by the transducer 11 is preferably subjected to a differentiation, as shown in the function block 30.
  • the time derivative of the converted measurement signal, U is compared on a comparator unit 32 with an adjustable reference variable R, with which a signal step A emerges on the output side when the measurement signal s changes abruptly at the monitored erosion depth D.

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Abstract

Afin de détecter le moment où l'érosion d'un corps-cible (1) soumis à une pulvérisation cathodique a atteint une profondeur déterminée (D), un point de discontinuité est formé sur le corps-cible par un matériau primaire à pulvériser (M1) et par un matériau témoin (M2). Un transducteur de mesure (11) génère des signaux de mesure en mesurant une grandeur (s) qui se propage à travers l'atmosphère de traitement (P) ou des dispositifs d'alimentation en énergie électrique.In order to detect the moment when the erosion of a target body (1) subjected to cathode sputtering has reached a determined depth (D), a point of discontinuity is formed on the target body by a primary material to be sprayed ( M1) and by a control material (M2). A measurement transducer (11) generates measurement signals by measuring a quantity (s) which propagates through the treatment atmosphere (P) or electrical energy supply devices.

Description

Verfahren zur Detektion des Erreichens einer vorgeb¬ baren Tiefe der Targetkörpererosion sowie Tarqetkör- per hierfürProcess for the detection of reaching a predeterminable depth of the target body erosion and target body for this
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur De- tektion des Erreichens einer vorgebbaren Tiefe der Erosion an einem Targetkörper bei einem Kathodenzer- stäubungsprozess, bei dem im oder am Targetkörper, in vorgegebener Tiefe, eine Material-Unstetigkeitsstelle vorgesehen wird, wodurch, wenn die Erosion die Tiefe erreicht, eine signifikante Aenderung einer physika¬ lischen Grosse an der Stelle bewirkt wird, bei dem weiter von der Stelle zu einem Messwandler eine Ue- bertragungsstrecke vorgesehen ist für die physikali¬ sche Grosse und mit dem Messwandler eine dieser Gros¬ se mindestens entsprechende Grosse verfolgt wird und Auftreten der signifikanten Aenderung detektiert wird.The present invention relates to methods for detecting the achievement of a predeterminable depth of erosion on a target body in a cathode sputtering process in which a material discontinuity is provided in or on the target body, at a predetermined depth, whereby if the erosion determines the depth achieved, a significant change in a physical quantity is effected at the point in which a transmission path is provided further from the point to a measuring transducer for the physical quantity and the measuring transducer is used to track a quantity at least corresponding to this quantity and the occurrence of the significant change is detected.
Im weiteren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Unterbruch eines Kathodenzerstäu¬ bungsprozesses, wenn die Erosion eines Targetkörpers eine vorgegebene Tiefe erreicht, sowie Targetkörper, Verfahren zu deren Herstellung-und Kathodenzerstäu¬ bungsanlagen, die nach dem genannten Verfahren arbei¬ ten bzw. einen der erwähnten Targetkörper aufweisen.Furthermore, the present invention also relates to a method for interrupting a cathode sputtering process when the erosion of a target body reaches a predetermined depth, and to target bodies, methods for their production and sputtering systems which work according to the method mentioned or one have the mentioned target body.
Kathodenzerstäuben ist ein verbreitetes Verfahren zur Herstellung dünner Schichten. Das erwünschte Be- schichtungsmaterial wird durch Ionenbeschuss eines erwünschten Quellenmaterials, das Targetmaterial, zerstäubt. Die hierfür benötigten Ionen werden mit- tels einer Gasentladung erzeugt, indem, bezüglich ei¬ ner Anode, an eine Kathode negatives Potential gelegt wird, womit die Ionen zur Kathode hin beschleunigt werden. Der Targetkörper wird dabei üblicherweise auf kathodisches Potential gelegt oder, z.B. dielektri¬ sches Material, im Bereich der Kathode angeordnet.Sputtering is a common method of making thin layers. The desired coating material is atomized by ion bombardment of a desired source material, the target material. The ions required for this are generated by a gas discharge by applying a negative potential with respect to an anode to a cathode, by means of which the ions are accelerated towards the cathode. The target body is usually placed at cathodic potential or, for example dielectric material, arranged in the region of the cathode.
Dabei ist es bekannt, die Gasentladung sowohl als DC- Entladung wie auch als AC-Entladung zu realisieren. Ebenso sind sog. reaktive Zerstäubungsprozesse be¬ kannt, bei denen zusätzlich für die Schichtbildung an einem Substrat das chemische Reagieren eines Gases ausgenützt wird.It is known to realize the gas discharge both as a DC discharge and as an AC discharge. So-called reactive sputtering processes are also known, in which the chemical reaction of a gas is additionally used for the layer formation on a substrate.
Bei all diesen Zerstäubungsprozessen ist es weiter bekannt, den Wirkungsgrad und damit die Zerstäubungs¬ rate durch Anlegen von Magnetfeldern, insbesondere im Targetkörperbereich, zu erhöhen. Solche Verfahren sind unter dem Begriff Magnetron-Kathodenzerstäuben bekannt.In all of these atomization processes, it is also known to increase the efficiency and thus the atomization rate by applying magnetic fields, in particular in the target body area. Such methods are known under the term magnetron sputtering.
Bei all diesen Verfahren wird im Zuge des Zerstäu¬ bungsprozesses der Targetkörper erodiert. Nachdem die Erosionstiefe des Targetkörpers einen vorgegebenen Maximalwert erreicht hat, muss der Zerstäubungspro- zess unterbrochen werden und der erodierte Targetkör¬ per ersetzt werden. Der Targetkorper wird während des Prozesses intensiv gekühlt. Hierzu sind grundsätzlich zwei Vorgehensweisen bekannt.In all of these methods, the target body is eroded in the course of the atomization process. After the erosion depth of the target body has reached a predetermined maximum value, the atomization process must be interrupted and the eroded target body replaced. The target body is cooled intensively during the process. Basically, two approaches are known for this.
Bei der direkten Kühlung wird die dem Prozessraum ab¬ gekehrte Seite des Targetkörpers durch ein Kühlmedi¬ um, damit in direktem Kontakt, gekühlt. Bei der indi- rekten Methode hingegen wird der Targetkörper auf ei¬ ne Kühlplatte gespannt, durch welche, in Kühlkanälen, ein Kühlmedium getrieben wird.In the case of direct cooling, the side of the target body facing away from the process space is cooled by a cooling medium, thus in direct contact. With the indi- By the right method, however, the target body is clamped onto a cooling plate through which a cooling medium is driven in cooling channels.
Falls nun der Zerstäubungsprozess bei zunehmender Targetkörpererosion nicht rechtzeitig abgebrochen wird, wird, im einen Fall, direkt Kühlmedium in die Prozesskammer freigesetzt, im anderen Fall wird die Kühlplatte mit dem Kühlmediumleitungssystem beschä¬ digt. In Anbetracht der teilweise hohen Reinheitsan¬ forderungen bei der Dünnschichtherstellung würde da¬ bei zusätzlich die Prozesskammer, sei dies durch Kühlmedium, sei dies durch Material der Kühlplatte, verunreinigt und die momentan in Arbeit stehende Be¬ schichtung unbrauchbar gemacht. Ersteres würde eine intensive Reinigung der Kammer vor Aufnahme eines nächsten Zerstäubungsprozesses notwendig machen, mit langen Stillstandszeiten der Anlage.If the atomization process is not stopped in time with increasing target body erosion, in one case cooling medium is released directly into the process chamber, in the other case the cooling plate with the cooling medium line system is damaged. In view of the sometimes high purity requirements in thin-film production, the process chamber, whether by cooling medium or by the material of the cooling plate, would also be contaminated and the coating currently being worked on would be rendered unusable. The former would require intensive cleaning of the chamber before starting the next atomization process, with long plant downtimes.
Auf der anderen Seite ist es wesentlich, den Target¬ körper möglichst gut ausnützen zu können, bevor er ersetzt wird, da vielfach als Targetmaterial kost¬ spielige Materialien eingesetzt werden, wie Silber, Gold, Platin oder Palladium. Deshalb muss der Detek- tion mindestens einer erreichten Erosionstiefe im Targetkörper hohe Wichtigkeit zugeschrieben werden, ebenso da dadurch die Betriebssicherheit der Anlage erhöht wird, ebenso die Ausnützbarkeit des Targetkör¬ pers, womit die Oekonomie derartiger Zerstäubungspro¬ zesse wesentlich erhöht wird.On the other hand, it is essential to be able to use the target body as well as possible before it is replaced, since expensive materials such as silver, gold, platinum or palladium are often used as target material. For this reason, great importance must be attached to the detection of at least one erosion depth in the target body, just as this increases the operational safety of the system, as does the usability of the target body, which significantly increases the economy of such atomization processes.
Dabei ist es weiter oft wesentlich, bei der Organisa¬ tion derartiger Zerstäubungsprozesse nicht nur zu - 4 -It is often further important not only to organize such atomization processes - 4 -
wissen, wann der Targetkörper durcherodiert sein wird, sondern auch, wann die Erosion vorgegebene Tie¬ fen erreicht. Damit kann vorab geplant werden, ob ein neuer Zerstäubungsprozess mit dem gleichen Targetma¬ terial gestartet werden kann bzw. wann an einer Anla¬ ge der Targetkörper ersetzt werden muss, womit insbe¬ sondere bei Betrieb mehrerer Anlagen die Produktions¬ planung optimalisiert werden kann.know when the target body will be eroded, but also when the erosion reaches predetermined depths. In this way, it can be planned in advance whether a new atomization process can be started with the same target material or when the target body has to be replaced on a system, with which the production planning can be optimized, in particular when operating several systems.
Eine bekannte Technik, sich Information über die Ero¬ sionstiefe am Targetkörper zu verschaffen, besteht im Messen der elektrischen Prozessenergie, welche bis zu einem bestimmten Zeitpunkt aufgewendet worden ist. Ist ein vorgegebener Wert erreicht, so wird der Pro- zess abgebrochen. Da aber die Erosionsrate und damit -tiefe von vielen Parametern nebst der erwähnten elektrischen Prozessenergie abhängt, wie von den Ei¬ genschaften des Targetmate ials, den Dimensionen des Targetkδrpers, dem Prozessdruck, dem Prozessgas, der Targetkühlung, der Auslegung der Kammer sowie von der elektrischen Energiedichte der Gasentladung, wird mit diesem Vorgehen, einem indirekten Ansatz, lediglich eine abschätzungsweise Ermittlung der momentanen Ero¬ sionstiefe bzw. der verbleibenden Stärke des Target¬ materials am Targetkörper möglich.A known technique for obtaining information about the depth of erosion on the target body consists in measuring the electrical process energy which has been used up to a certain point in time. If a specified value is reached, the process is terminated. However, since the erosion rate and thus depth depend on many parameters in addition to the electrical process energy mentioned, such as on the properties of the target material, the dimensions of the target body, the process pressure, the process gas, the target cooling, the design of the chamber and the electrical With this procedure, an indirect approach, energy density of the gas discharge is only possible to estimate the current erosion depth or the remaining thickness of the target material on the target body.
Vorgängig zu einem solchen Vorgehen muss eine Kali¬ brierung vorgenommen werden, um die erwähnten Ener¬ giewerte den jeweiligen Targeterosionstiefen zuzuord¬ nen. Genauigkeit und Zuverlässigkeit dieser Methoden sind gering, womit aus Sicherheitsgründen der Prozess eher zu häufig stillgesetzt wird, um ein Durcherodie¬ ren des Targetkörpers auf jeden Fall zu verhindern, was sich wiederum auf die Prozessökonomie, sei dies aufgrund von häufigen Stillstandszeiten, sei dies aufgrund schlechter Ausnützung des Targetmaterials, negativ auswirkt.Prior to such a procedure, a calibration has to be carried out in order to assign the energy values mentioned to the respective target erosion depths. The accuracy and reliability of these methods are low, which means that the process is shut down too often for safety reasons in order to prevent erosion of the target body in any case. which in turn has a negative impact on process economy, either due to frequent downtimes or due to poor utilization of the target material.
Bei anderen bekannten Vorgehensweisen wird eine phy¬ sikalische Grosse während der Erosion des Targetkör¬ pers überwacht, welche mit zunehmender Erosion sich mehr oder weniger stetig ändert.In other known procedures, a physical quantity is monitored during the erosion of the target body, which changes more or less continuously with increasing erosion.
Ein typisches Beispiel einer derartigen physikali¬ schen Grosse ist die Temperatur des Targetkörpers oder am Targetkörper, beispielsweise an der der zer¬ stäubten Fläche abgekehrten Körperseite gemessen, welche mit zunehmender Erosionstiefe zunimmt. Auch hier müssen aber vorgängig in einem Kalibrierprozess Zuordnungskurven ermittelt werden, welche bestimmte Temperaturwerte bestimmten Erosionstiefen zuordnen, aufgrund unterschiedlicher Wärmeleitungsverhalten insbesondere unterschiedlicher Targetmaterialien und unterschiedlicher Targetkörperdimensionen für jeden so unterschiedlichen Fall mindestens eine.A typical example of such a physical quantity is the temperature of the target body or on the target body, for example measured on the side of the body facing away from the atomized surface, which increases with increasing depth of erosion. Here, too, assignment curves must be determined beforehand in a calibration process, which assign specific temperature values to certain erosion depths, due to different heat conduction behavior, in particular different target materials and different target body dimensions, for each case that is different, at least one.
Diese Kalibrierprozesse sind ausserordentlich zeit¬ aufwendig, indem die Erosionstiefen gemessen werden müssen und den jeweiligen herrschenden Temperaturwer¬ ten zugeordnet werden müssen. Dabei resultieren im wesentlichen stetige Abhängigkeitskurven, indem die Temperatur im Targetkörper, im Bereich der stärksten Erosion im wesentlichen stetig mit zunehmender Ero¬ sionstiefe zunimmt.These calibration processes are extremely time-consuming in that the depths of erosion have to be measured and assigned to the prevailing temperature values. This essentially results in constant dependency curves in that the temperature in the target body, in the area of the strongest erosion, increases substantially steadily with increasing depth of erosion.
Die Temperatur/Erosionstiefenzuordnung ist auch bei jeder Aenderung der Kühlverhältnisse anders.The temperature / erosion depth assignment is also at every change in the cooling conditions different.
Derartige Temperaturmesstechniken am Targetmaterial sind beispielsweise in der US-A-4 324 631 und der US- A-4 407 708 dargestellt. Entsprechend der US-A-4 407 708 ist an der Grundseite des Targetkörpers hierfür ein Temperatursensor vorgesehen. Damit wird die Tem¬ peratur gemessen, welche im wesentlichen stetig mit zunehmender Erosionstiefe zunimmt.Such temperature measurement techniques on the target material are shown, for example, in US Pat. Nos. 4,324,631 and 4,407,708. According to US-A-4 407 708, a temperature sensor is provided for this on the base side of the target body. The temperature is thus measured, which essentially increases steadily with increasing depth of erosion.
Nähert sich dabei die Erosion dem vorgesehenen Tempe¬ ratursensor, so nimmt die Temperatur - bei gleich¬ bleibender Erosionsrate - rascher zu. Eine solche ra¬ schere Zunahme des Temperaturverlaufes wird als Indi¬ kation dafür verwendet, dass der Targetkörper bald durcherodiert sein wird. Eine exakte Ermittlung der verbleibenden Targetmaterialdicke ist mit diesem Ver¬ fahren nicht möglich, insbesondere auch dann nicht, wenn im Sensorbereich die Erosionsrate in der Zeit nicht konstant ist.If the erosion approaches the intended temperature sensor, the temperature increases more rapidly - with the erosion rate remaining the same. Such a rapid increase in the temperature profile is used as an indication that the target body will soon be eroded. An exact determination of the remaining target material thickness is not possible with this method, especially not even if the erosion rate in the sensor area is not constant over time.
Im weiteren ist es bekannt, Information über die Ero¬ sionstiefe des Targetkörpers durch Messen der Zer¬ stäubungsspannung gemäss dem CH-A-657 382 vorzunehmen oder, im Falle ferromagnetischer Targetmaterialien, durch Messen der magnetischen Induktion unterhalb des Targetkörpers mittels Hallsonden, gemäss der GB-A-2 144 772, oder durch Messung der Induktion eines ma¬ gnetischen Streufeldes gemäss der DE-A-34 25 659. In Fällen nicht magnetischer Targetmaterialien ist auch hierfür das Messen der Plasmaimpedanz oder der Plas¬ maspannung gemäss einem weiteren Vorschlag aus der DE-A-34 25 659 bekannt. All diese Vorgehen stellen auch indirekt Messungen dar und erfordern ebenfalls teilweise ausserordent¬ lich grosse Aufwendungen, um das Messverfahren zu ka¬ librieren, damit halbwegs genaue Aussagen möglich werden. Diese Vorgehen sind somit grundsätzlich da¬ hingehend nachteilig, als dass eine grosse Unsicher¬ heit bezüglich der Aussagekraft der Messresultate be¬ steht, die in industriellen Prozessen, und speziell bei automatisierten Prozessen, nicht tolerabel ist.Furthermore, it is known to provide information about the depth of erosion of the target body by measuring the atomization voltage in accordance with CH-A-657 382 or, in the case of ferromagnetic target materials, by measuring the magnetic induction below the target body by means of Hall probes, in accordance with the GB -A-2 144 772, or by measuring the induction of a magnetic stray field according to DE-A-34 25 659. In cases of non-magnetic target materials, measuring the plasma impedance or the plasma voltage according to a further proposal from the DE-A-34 25 659 known. All of these procedures also represent measurements indirectly and, in some cases, also require extraordinarily large expenditure in order to calibrate the measurement method so that reasonably accurate statements are possible. These procedures are therefore fundamentally disadvantageous in that there is great uncertainty with regard to the meaningfulness of the measurement results, which is intolerable in industrial processes, and especially in automated processes.
Nun ist es aus der US-A-4 374 722 bekannt, hinter dem Targetkorper eine mit Helium unter Druck gefüllte Kammer vorzusehen, so dass, sobald der Targetkörper durcherodiert ist, das Helium in den Prozessraum ent¬ weicht. An der Heliumdruckkammer ist, über eine Ver¬ bindungsleitung als Uebertrager, ein Drucksensor als Messwandler angeschlossen, der den Druckabfall in der erwähnten Kammer registriert und den Zerstäubungspro- zess unterbricht. Hier ist eine exakte Zuordnung zwi¬ schen Messgrösse und Zeitpunkt der Durcherosion rea¬ lisiert.It is now known from US Pat. No. 4,374,722 to provide a chamber filled with helium under pressure behind the target body, so that as soon as the target body has been eroded through, the helium escapes into the process space. A pressure sensor as a measuring transducer is connected to the helium pressure chamber via a connecting line as a transmitter, which registers the pressure drop in the chamber mentioned and interrupts the atomization process. An exact assignment between the measurement variable and the time of the erosion is realized here.
Die DE-A-36 30 737 geht grundsätzlich denselben Weg und schlägt vor, im Targetkörper eine gasgefüllte Kammer vorzusehen, und registriert über eine Signal¬ leitung aus der gasgefüllten Kammer im Targetkörper, als Uebertrager, und einen daran angeschlossenen Sen¬ sor, als Messwandler, eine Druckabnahme in dieser Kammer, sobald die Erosion in die Kammer durchbricht.DE-A-36 30 737 basically follows the same path and proposes to provide a gas-filled chamber in the target body, and registers via a signal line from the gas-filled chamber in the target body as a transmitter and a sensor connected to it as a measuring transducer , a decrease in pressure in this chamber as soon as erosion breaks through into the chamber.
Bei beiden letzterwähnten Vorgehensweisen wird am oder im Targetkörper eine Material-Unstetigkeitsstel- le vorgesehen, wodurch, wenn die Erosion die Tiefe erreicht, eine signifikante Aenderung des Druckes in der im Targetkörper oder am Targetkörper vorgesehenen Gaskammer bewirkt wird, als signifikante Aenderung einer physikalischen Grosse an der erwähnten Unste- tigkeitsstelle. Von dieser Stelle zu dem Messwandler ist eine Uebertragungsleitung für diese physikalische Grosse vorgesehen.In both of the last-mentioned procedures, a material discontinuity is provided on or in the target body, as a result of which if the erosion causes depth achieved, a significant change in the pressure in the gas chamber provided in the target body or on the target body is brought about, as a significant change in a physical quantity at the said point of discontinuity. From this point to the transducer, a transmission line is provided for this physical quantity.
In der DE-OS-37 24 937 wird ein Vorgehen, das prinzi¬ piell gleich den letztgenannten ist, vorgeschlagen. Allerdings wird hier keine Druckgaskammer vorgesehen, sondern es wird im oder am Targetkörper an der Stel¬ le, an der die grösste Erosion des Körpers auftritt, eine Sensoranordnung vorgesehen, die das Durchbrechen des Targetkδrpers registriert. Die Unstetigkeitsstel¬ le wird auch hier durch eine Schnittstelle zwischen Targetmaterial und einem Hohlraum gebildet.DE-OS-37 24 937 proposes a procedure which is basically the same as the latter. However, no compressed gas chamber is provided here, but a sensor arrangement is provided in or on the target body at the point at which the greatest erosion of the body occurs, which registers the breaking through of the target body. The discontinuity is also formed here by an interface between the target material and a cavity.
Die vorliegende Erfindung geht von Verfahren letztge¬ nannter Art aus. Diese haben den Nachteil, dass sie in der Konstruktion aufwendige Massnahmen bedingen bzw. im Betrieb. Gemäss der US-A-4 374 722 muss vor jeder Neuaufnahme des Prozessbetriebes die Kammer he¬ liumgeladen werden. Zudem muss eine diskrete Signal¬ leitung in Form der Druckleitung zwischen Drucksensor und Unstetigkeitsstelle bzw. Gaskammer vorgesehen werden, was den Konstruktionsaufwand für eine ent¬ sprechend betriebene Anlage erhöht.The present invention is based on methods of the last-mentioned type. These have the disadvantage that they require complex measures in construction or in operation. According to US-A-4 374 722, the chamber must be charged with lithium before each start of process operation. In addition, a discrete signal line in the form of the pressure line between the pressure sensor and the point of discontinuity or gas chamber must be provided, which increases the design effort for a correspondingly operated system.
Bei Vorgehen gemäss der DE-A-36 30 737 wie auch ge¬ mäss der DE-OS-37 24 937 müssen am Targetkörper oder gegebenenfalls an seiner Kühlunterlage Vorkehrungen, nämlich Ausnehmungen für Sensoren oder Kanäle zur Gasdruckkammer und zur Herausführung der überwachten physikalischen Druckgrösse zu einem Messwandler, vor¬ gesehen werden, was bedingt, dass man bei der Target¬ körperherstellung und/oder gegebenenfalls der Ausle¬ gung der Kühlunterlage berücksichtigen muss, welche Art Sensoren bzw. wo mit der höchsten Erosionstiefe zu rechnen ist, um entsprechend die erwähnten Vorkeh¬ rungen zu treffen.When proceeding according to DE-A-36 30 737 as well as according to DE-OS-37 24 937, precautions, namely recesses for sensors or channels, must be made on the target body or, if applicable, on its cooling base Gas pressure chamber and to lead out the monitored physical pressure variable to a transducer, which means that one has to take into account when producing the target body and / or, if applicable, the design of the cooling pad, what type of sensors or where with the highest erosion depth is to be expected in order to take the above-mentioned precautions accordingly.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, ausgehend von den obgenannten Verfahren, unter einem ersten Aspekt ein Verfahren zu schaffen, bei dem für die Uebertragung bzw. Erfassung der mit dem Messwandler verfolgten physikalischen Grosse am Targetkörper oder dessen Un¬ terlage keine hierfür spezifischen Massnahmen getrof¬ fen werden müssen.The present invention aims, starting from the above-mentioned methods, to create, from a first aspect, a method in which no specific measures are taken for the transmission or detection of the physical quantity tracked by the measuring transducer on the target body or its base have to.
Dies wird bei Ausbildung eines Verfahrens eingangs genannter Art nach dem Wortlaut von Anspruch 1 er¬ reicht.This is achieved when a method of the type mentioned at the outset is formed according to the wording of claim 1.
Indem nämlich die physikalische Grosse, die, wenn die Erosion des Targetkörpers die Unstetigkeitsstelle er¬ reicht, signifikant ändert, einerseits von der Unste¬ tigkeitsstelle zum Messwandler als dieselbe physika¬ lische Grosse - z.B. Druckänderung an der Unstetig¬ keitsstelle wird als Druckänderung übertragen - oder in eine andere - z.B. Druckänderung an der Unstetig¬ keitsstelle wird als Plasmaimpedanzänderung an den Messwandler übertragen - ohne diskrete Signalleitung hierfür übertragen wird, und anderseits der Messwand¬ ler, im wesentlichen unabhängig von der Lokalisation (dem Ort) der Unstetigkeitsstelle im oder am Target- körper, angeordnet wird, ergibt sich eine hohe Flexi¬ bilität für das Anordnen des Messwandlers und dass am Targetkörper oder dessen Unterlage keine Installatio¬ nen vorgesehen werden müssen.This is because the physical quantity, which changes significantly when the erosion of the target body reaches the point of discontinuity, on the one hand from the point of discontinuity to the transducer as the same physical quantity - for example, a change in pressure at the point of discontinuity is transmitted as a change in pressure - or into another - for example pressure change at the point of discontinuity is transmitted to the measuring transducer as a change in plasma impedance - is transmitted without a discrete signal line for this purpose, and on the other hand the measuring transducer is transmitted, essentially independently of the location (location) of the point of discontinuity in or at the target body, is arranged, there is a high degree of flexibility for the arrangement of the transducer and that no installations have to be provided on the target body or its base.
Es müssen keinerlei Signalleitungen in oder an den Targetkörper geführt werden, und es kann der Mess- wandler an ausgewählter, optimaler Stelle an Prozess¬ kammer, Substrat, elektrischer Speisung angeordnet werden.No signal lines have to be routed in or to the target body, and the transducer can be arranged at a selected, optimal location on the process chamber, substrate, electrical supply.
Wie vorgängig erwähnt wurde, zeigen weiter die US-A-4 374 722, die DE-A-36 30 737 und die DE-OS-37 24 937 Indikations-Unstetigkeitsstellen im oder am Target¬ körper, welche durch einen Festkörper/Gasübergang ge¬ bildet sind. In manchen Fällen wäre es aber er¬ wünscht, einen in sich geschlossenen Targetkörper vorsehen zu können, der die Indikations-Unstetig- keitsstelle beinhaltet und konstruktiv einfach ist, was mit eigens hierfür vorgesehenen Gaskammern, sei dies im Targetkörper selbst, sei dies unmittelbar an ihn anschliessend, nicht möglich ist.As mentioned above, US-A-4,374,722, DE-A-36 30 737 and DE-OS-37 24 937 also show indication discontinuities in or on the target body which are caused by a solid / gas transition ¬ forms. In some cases, however, it would be desirable to be able to provide a self-contained target body that contains the indication discontinuity and is structurally simple; what with gas chambers provided specifically for this purpose, be it in the target body itself, be it directly to it afterwards, is not possible.
Dies wird, ausgehend von Verfahren eingangs genannter Art, bei deren Ausbildung nach dem Wortlaut von An¬ spruch 2 erreicht, d.h. indem die Indikations-Unste- tigkeitsstelle im Targetkörper durch eine Festkörper/ Festkörper-Unstetigkeitssteile erstellt wird. Damit kann der Targetkorper mit der Indikationsstelle vorab einfach gefertigt werden.This is achieved on the basis of methods of the type mentioned at the beginning, when they are formed according to the wording of claim 2, i.e. by creating the indication discontinuity in the target body using a solid / solid discontinuity part. The target body with the indication site can thus be easily manufactured in advance.
Bevorzugterweise werden die in Anspruch 1 und 2 spe¬ zifizierten je erfindungsgemässen Massnahmen gemäss Anspruch 3 kombiniert eingesetzt.The measures specified in claims 1 and 2 are preferably carried out according to the invention Claim 3 used in combination.
Bei Vorsehen einer Festkörper/Festkörper-Unstetig- keitsstelle wird weiter vorgeschlagen, nach dem Wort¬ laut von Anspruch 4 vorzugehen, dann, wenn die Ero¬ sion die vorgegebene Tiefe erreicht, die laufende Be¬ schichtung nicht in unzulässigem Masse zu stören.If a solid / solid body discontinuity is provided, it is further proposed to proceed according to the wording of claim 4, when the erosion reaches the predetermined depth, not to disrupt the current coating to an inadmissible extent.
Es ist bekannt, dass häufig zusätzlich zum primär zu zerstäubenden Material ein zusätzliches Aufbringen von Kupfer auf das Substrat erwünscht ist, womit dann Kupfer als das erwähnte zusätzliche Material einge¬ setzt werden kann.It is known that in addition to the material to be atomized primarily, an additional application of copper to the substrate is desired, with which copper can then be used as the additional material mentioned.
Beim ersterwähnten, erfindungsgemässen Komplex, d.h. kein Vorsehen von Signalleitungen zur Unstetigkeits¬ stelle hin bzw. ohne Vorsehen von Einbaumassnahmen für Messwandler im Unstetigkeitsstellenbereich, kann es in gewissen Fällen sehr wohl erwünscht sein, in oder am Targetkörper die Unstetigkeitsstelle weiter¬ hin durch einen Festkörper/Gas-Uebergang zu bilden.In the first-mentioned complex according to the invention, i.e. no provision of signal lines to the point of discontinuity or without provision of installation measures for transducers in the area of discontinuity, it may be desirable in certain cases to further form the point of discontinuity in or on the target body by means of a solid / gas transition.
Als physikalische Grosse, welche durch den Messwand¬ ler verfolgt wird, werden bevorzugterweise Grossen der Prozessatmosphäre eingesetzt, wie deren Gaszusam¬ mensetzung, deren Druck, elektrische Ladung, optische Strahlung und/oder eine elektrische Prozessbetriebs- grösse, wie die Plasmaimpedanz etc. Im weiteren wird die durch den Messwandler registrierte Grosse Mess- grösse genannt. Aufgrund welcher physikalischer Aen¬ derung an der Unstetigkeitsstelle sie sich ändert, ist eigentlich bedeutungslos, sofern sie sich dann signifikant ändert, wenn die Erosion die Indikations- Unstetigkeitsstelle erreicht.As the physical quantity which is tracked by the transducer, preferably variables of the process atmosphere are used, such as their gas composition, their pressure, electrical charge, optical radiation and / or an electrical process operating variable, such as the plasma impedance etc. is the large measured variable registered by the transducer. The physical change at the point of discontinuity on the basis of which it changes is actually meaningless, provided that it changes significantly when erosion changes the indication Discontinuity reached.
Mit dem Messwandler wird, wie erwähnt wurde, eine si¬ gnifikante Aenderung der Messgrösse registriert als Indikation, dass die Erosion die Unstetigkeitsstelle im Targetkörper erreicht hat und mithin die ihr exakt zugeordnete Tiefe. Obwohl dies durchaus mit statisch arbeitenden Komparatoren realisierbar ist, wird in einer bevorzugten AusführungsVariante vorgeschlagen, gemäss Anspruch 7 vorzugehen.As has been mentioned, the measuring transducer registers a significant change in the measurement variable as an indication that the erosion has reached the point of discontinuity in the target body and therefore the depth assigned to it exactly. Although this can certainly be achieved with statically operating comparators, it is proposed in a preferred embodiment variant to proceed according to claim 7.
Eine weitere Ausführungsvariante besteht darin, die Messgrösse gemäss Wortlaut von Anspruch 8 am Substrat zu verfolgen.A further embodiment variant consists in tracking the measurement variable on the substrate in accordance with the wording of claim 8.
Wenn nicht nur das Erreichen einer maximal zulässigen Erosionstiefe am Targetkörper detektiert werden soll, sondern grundsätzlich, wie beispielsweise, um die Einsatzplanung mehrerer Zerstäubungsanlagen zu opti¬ mieren, die momentane Erosionstiefe jeweils interes¬ siert, so wird vorgeschlagen, nach dem Wortlaut von Anspruch 9 vorzugehen, oder auch dann, wenn" z.B. Un¬ sicherheit besteht bezüglich des Ortes des Auftretens der höchsten Erosionstiefen.If the aim is not only to detect the reaching of a maximum permissible erosion depth on the target body, but in principle, for example in order to optimize the use of several atomization systems, the current depth of erosion is of interest in each case, it is proposed to proceed according to the wording of claim 9 , or even if " eg there is uncertainty regarding the location of the greatest depths of erosion.
Wie bereits erwähnt wurde, ergibt das Vorgehen nach Anspruch 10 eine Unstetigkeitsstelle, deren Zweitma¬ terial in vielen Fällen am Substrat erwünscht ist.As already mentioned, the procedure according to claim 10 results in a point of discontinuity, the secondary material of which is desired in many cases on the substrate.
Eine einfache Herstellung des Targetkörpers mit Fest- kδrper/Festkörper-Unstetigkeitsstelle ergibt sich bei Vorgehen nach dem Anspruch 12. Aus der Prozesskammer ist es durchaus möglich, zu de- tektieren, wenn das zerstäubte Targetmaterial seine Farbe ändert. Dies insbesondere, wenn vorbekannt ist, wo etwa die Partien höchster Erosion liegen. Dann kann mit einem optischen Detektor als Messwandler die Farbe in einem bestimmten Targetbereich überwacht werden.A simple manufacture of the target body with a solid / solid body discontinuity results from the procedure according to claim 12. From the process chamber it is entirely possible to detect when the atomized target material changes color. This is especially true if it is known where the areas of greatest erosion are located. The color in a specific target area can then be monitored using an optical detector as a measuring transducer.
Dann wird die Indikations-Unstetigkeitsstelle bei Vorgehen gemäss Wortlaut von Anspruch 13 detektiert.Then the indication discontinuity is detected when proceeding according to the wording of claim 13.
Hierzu eignen sich Materialien gemäss Wortlaut von Anspruch 14 besonders gut.Materials according to the wording of claim 14 are particularly suitable for this.
Vorgehen nach Anspruch 15 ergibt, bei Festkörper/ Festkörper-Unstetigkeitsstellen, einen geringen Fer¬ tigungsaufwand für die Targetkörper mit Indikator. Je nach Festkörper/Festkörpermaterialpaarungen wird aber auch vorgeschlagen, die Unstetigkeitsstellen nach dem Wortlaut von Anspruch 16 zu bilden.Procedure according to claim 15 results, in the case of solid / solid body discontinuities, in a low production cost for the target body with indicator. Depending on the solid / solid material pairings, it is also proposed to form the discontinuities according to the wording of claim 16.
Angesichts der Tatsache, dass in vielen Fällen letzt¬ endlich die Information bezüglich Erosionstiefe dazu verwendet wird, den Prozess in obgenanntem Sinne ra¬ tionell stillzusetzen, geht Anspruch 19 einen weite¬ ren Schritt in der Vereinfachung eines solchen Vorge¬ hens, indem, gemäss seinem Wortlaut, vorgeschlagen wird, in vorgegebener Tiefe eines Targetkörpers ein Material vorzusehen, bei dessen Freisetzung der Zer- stäubungsprozess abgebrochen wird, und zwar ohne dass hierzu Messwandler vorgesehen werden müssten.In view of the fact that in many cases the information regarding the depth of erosion is ultimately used to rationally shut down the process in the abovementioned sense, claim 19 takes a further step in the simplification of such an approach by, according to its The wording, it is proposed to provide a material in the predetermined depth of a target body, the release of which the atomization process is interrupted, without the need for measuring transducers.
Dies kann bevorzugterweise nach dem Wortlaut von An- spruch 20 ausgeführt werden bzw. dem Wortlaut von An¬ spruch 21, indem in vorgegebener Erosionstiefe desThis can preferably be done according to the wording of are carried out according to claim 20 or the wording of claim 21, in that the
Targetkörpers ein Fremdgas, wie CO oder eine ent-A foreign gas, such as CO or an ent
2 sprechende Menge Helium, freigesetzt wird, so dass der Entladungsprozess selbsttätig abgebrochen wird, ohne dass hierzu eine Detektion und entsprechende Ab¬ schaltung notwendig wäre und ohne dass Prozessraum und Substratbeschichtung unzulässig kontaminiert wür¬ den. So kann beispielsweise in einem Targetkörper ein solches Fremdgas mit relativ hohem Druck gekapselt sein, welches, freigesetzt und angesichts der übli¬ cherweise tiefen Prozessdrücke, die Prozessbedingun¬ gen derart stört, dass die Entladung abbricht.2 speaking amount of helium is released, so that the discharge process is automatically terminated without the need for detection and corresponding shutdown and without the process space and substrate coating being contaminated inadmissibly. For example, such a foreign gas can be encapsulated in a target body with a relatively high pressure, which, released and in view of the usually low process pressures, disturbs the process conditions in such a way that the discharge stops.
Ein erfindungsgemässer Targetkörper für einen Katho- denzerstäubungsprozess ist nach dem Wortlaut von An¬ spruch 22 ausgebildet, womit erreicht wird, dass sei¬ ne Fertigung wesentlich vereinfacht wird, indem bei¬ spielsweise keine elektrischen oder optischen Signal¬ leitungen bzw. Druckleitungen in eigens dafür vorge¬ sehenen Ausnehmungen durch den Targetkörper hin zur Unstetigkeitsstelle geführt sind.A target body according to the invention for a cathode sputtering process is designed according to the wording of claim 22, with the result that its manufacture is considerably simplified by, for example, no electrical or optical signal lines or pressure lines specifically provided for this purpose ¬ see recesses are guided through the target body to the discontinuity.
Ein weiterer erfindungsgemässer Targetkörper zeichnet sich nach dem Wortlaut von Anspruch 23 -aus, was grundsätzlich eine einfache Fertigung derartiger Kör¬ per ergibt. Bevorzugterweise wird der erfindungsge- mässe Targetkörper mit der Merkmalskombination der Ansprüche 22 und 23 nach dem Wortlaut von Anspruch 24 realisiert.Another target body according to the invention is distinguished by the wording of claim 23, which basically results in simple manufacture of such bodies. The target body according to the invention is preferably realized with the combination of features of claims 22 and 23 according to the wording of claim 24.
Bevorzugte AusführungsVarianten der erfindungsgemäs- sen Targetkörper sind in den Ansprüchen 25 bis 32 spezifiziert.Preferred embodiments of the target body according to the invention are in claims 25 to 32 specified.
Ein besonders einfaches Herstellungsverfahren für Festkörper/Festkörper-Unstetigkeitsstellen ist in An¬ spruch 33 definiert.A particularly simple production method for solid-state / solid-body discontinuities is defined in claim 33.
Zum Herstellen eines Targetkörpers mit "automati¬ scher" Zerstäubungsprozessabschaltung in vorgegebener Tiefe zeichnet sich nach dem Wortlaut von Anspruch 34 aus, wobei, bei der Herstellung, das Gas bevorzugter¬ weise gefroren eingesetzt wird, was zu einer bedeu¬ tenden Handhabungsvereinfachung führt.According to the wording of claim 34, for producing a target body with "automatic" atomization process switch-off at a predetermined depth, the gas is preferably used frozen, which leads to a significant simplification of handling.
Durch Einsatz des erfindungsgemässen Verfahrens bzw. der erfindungsgemässen Targetkörper an einer Katho¬ denzerstäubungsanlage wird die ganze Anlage wesent¬ lich rationeller betreibbar und weist kürzere Still¬ standszeiten auf.By using the method according to the invention or the target bodies according to the invention on a cathode sputtering system, the entire system can be operated much more efficiently and has shorter downtimes.
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise an¬ hand von Figuren erläutert.The invention is subsequently explained, for example, using figures.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 schematisch einen Ausschnitt aus einem er- findungsgemäss eingesetzten, erfindungsge¬ mässen Targetkörper, mit Festkörper/Festkör- per-Unstetigkeitsstelle,1 schematically shows a section of a target body according to the invention used with a solid body / solid body discontinuity,
Fig. 2 in schematischer, perspektivischer Darstel¬ lung eine weitere AusführungsVariante des Targetkörpers nach Fig. 1, Fig. 3 in Darstellung analog zu Fig. 2 eine weitere AusführungsVariante des Targetkδrpers,2 shows a schematic, perspective representation of a further embodiment variant of the target body according to FIG. 1, FIG. 3 shows a further embodiment variant of the target body analogous to FIG. 2, FIG.
Fig. 4 schematisch eine weitere Detektionsmδglich- keit des Erreichens der Indikations-Unste- tigkeitsstelle an einem Targetkörper nach Fig. 2,4 schematically shows a further possibility of detection of reaching the indication discontinuity on a target body according to FIG. 2,
Fig. 5 schematisch in Aufsicht ein kreisförmiger Targetkörper, aufgebaut analog demjenigen von Fig. 2,5 schematically shows a circular target body in top view, constructed analogously to that of FIG. 2,
Fig. 6 schematisch den Targetkörper nach Fig. 5, aber im wesentlichen rechteckförmig,6 shows schematically the target body according to FIG. 5, but essentially rectangular,
Fig. 7 schematisch einen Schnitt durch einen weite¬ ren Targetkorper mit dielektrischer Indika¬ tions-Einlage,7 schematically shows a section through a further target body with a dielectric indication insert,
Fig. 8 schematisch einen Schnitt durch einen Teil eines weiteren erfindungsgemässen Targetkör¬ pers mit Gaskapsel,8 schematically shows a section through part of a further target body according to the invention with a gas capsule,
Fig. 9 ein Blockschaltbild einer Messignalauswer- tung.9 shows a block diagram of a measurement signal evaluation.
Die Erfindung, wie nachfolgend und eingangs beschrie¬ ben, bezieht sich auf DC- und AC- bzw. HF-Kathoden¬ zerstäubungsprozesse einschliesslieh Magnetronzer- εtäubungsprozesse und reaktive Zerstäubungsprozesse.The invention, as described below and at the outset, relates to DC and AC or HF cathode sputtering processes, including magnetron sputtering processes and reactive sputtering processes.
Gemäss Fig. 1 umfasst ein schematisch dargestellter Targetkorper 1 eine Materialunstetigkeitsstelle 3, gebildet durch die im Einsatz dem Prozessraum P zuge¬ wandte Nutzplatte 5 mit Neufläche 6, aus dem primär zu zerstäubenden Targetmaterial M und einem darunter liegenden Indikator-Festkörper 7. Das Material M des1, a schematically represented target body 1 comprises a material discontinuity 3, formed by the working plate 5 facing the process space P with a new surface 6, made of the primary material to be atomized M and an underlying indicator solid 7. The material M of the
2 Indikator-Festkörpers 7 ist bezüglich des primär zu zerstäubenden Materials M der Platte 5 unterschied¬ lich. Gestrichelt ist qualitativ ein Erosionsprofil dargestellt, wie es sich beim Kathodenzerstäuben des Targetkörpers 1 präsentiert.2 indicator solid 7 is different with respect to the primary material M of the plate 5 to be atomized. In dashed lines, an erosion profile is shown qualitatively, as it presents itself when the target body 1 is sputtered.
Das Erosionsprofil schreitet in der mit dem Pfeil p angedeuteten Richtung im Zuge des Zerstäubungsprozes¬ ses vor, hin gegen die Indikations-Unstetigkeitsstel- le 3. Wenn die Erosion die Unstetigkeitsstelle 3, ge¬ bildet durch den Festkörper/Festkörper-Uebergang, er¬ reicht, ändern sich die Eigenschaften des momentan in den Prozessraum P, worin die Entladung in bekannter Art und Weise aufrechterhalten wird, freigelegten Ma¬ terials. Dies bewirkt grundsätzlich eine abrupte Aen¬ derung mindestens einer physikalischen Grosse. Erfin- dungsgemäss interessieren aber nicht in erster Linie die sich bei Durchtreten von M nach M ändernden Ma-The erosion profile proceeds in the direction indicated by the arrow p in the course of the atomization process, towards the indication discontinuity point 3. When the erosion reaches the discontinuity point 3, formed by the solid / solid transition , the properties of the material currently exposed in the process space P, in which the discharge is maintained in a known manner, change. This basically causes an abrupt change in at least one physical quantity. According to the invention, however, it is not of primary interest that the dimensions which change from M to M when passing through
1 2 terialeigenschaften, sondern dadurch kausal bewirkte1 2 material properties, but causally caused
Aenderungen einer Messgrösse als Grosse, die einfach messbar ist. So ändert sich z.B. bei Uebertritt vonChanges in a measurand as a quantity that is easy to measure. For example, when transferring from
M nach M die Gitterstruktur des Materials, die aberM to M is the lattice structure of the material, but
1 2 durch die Aenderung z.B. der Zerstäubungsrate als1 2 due to the change e.g. the atomization rate as
Messgrösse erfasst wird. Als solche Messgrössen las¬ sen sich aufführen:Measured variable is recorded. The following can be listed as such measured variables:
Fotometrische Grossen im Reaktionsraum P; Anzahl und Dichte elektrisch geladener Partikel im Prozessraum P; Druck oder Partialdruck im Prozessraum P; Spektrum des von der Targetoberfläche oder von der Gasentla¬ dung emittierten Lichtes; Entladungsimpedanz, Entla¬ dungsspannung, Abscheidung an einem (nicht darge¬ stellten) Substrat etc.Photometric quantities in the reaction space P; Number and density of electrically charged particles in process space P; Pressure or partial pressure in process space P; spectrum the light emitted by the target surface or by the gas discharge; Discharge impedance, discharge voltage, deposition on a (not shown) substrate etc.
Für die jeweils zur Auswertung gewählte Messgrösse ist bezüglich des Targetkörpers 1 mit Festkörper/ Festkörper-Unstetigkeitsstelle 3 entweder am oder im Targetkörper 1, wie bei 9 gestrichelt dargestellt, aber bevorzugterweise losgelöst vom Targetkörper 1, ein Messwandler 11 vorgesehen, der die schematisch mit s dargestellte Messgrösse registriert. Erreicht die Erosion die Unstetigkeitsstelle 3, so erfährt die Messgrösse s eine sprunghafte Aenderung, wie dies in Fig. 1 rechts qualitativ dargestellt ist.A measuring transducer 11 is provided for the measurement variable selected for evaluation with respect to the target body 1 with solid / solid body discontinuity 3 either on or in the target body 1, as shown in broken lines at 9, but preferably detached from the target body 1, which is shown schematically with s Measured variable registered. If the erosion reaches the point of discontinuity 3, the measured variable s undergoes an abrupt change, as is shown qualitatively on the right in FIG. 1.
Wenn man die Signaltechnische Uebertragung darstellt, so wird bei Uebertritt der Erosion von M in M min-If the signal transmission is represented, the erosion from M to M min-
1 2 destens eine Materialeigenschaft, generell mit e be- x zeichnet, geändert; zum vorgesehenen Messwandler 11, der die Messgrösse s aufnimmt, besteht eine Uebertra- gungsstrecke F, grundsätzlich der Art, dass z.B. gilt:1 2 at least one material property, generally designated e, changed; There is a transmission path F to the intended transducer 11, which takes up the measurement variable s, basically of the type that e.g. applies:
s = F • es = F • e
Die Strecke F kann z.B. der Prozessraum sein, der elektrische Entladungsstromkreis etc.The distance F can e.g. the process room, the electrical discharge circuit etc.
Das Erreichen der Unstetigkeitsstelle 3 wird bevor¬ zugterweise im Prozessraum oder an einem hier nicht dargestellten beschichteten Substrat erfasst werden, welches in bekannter Art und Weise durch den Katho- denzerstäubungsprozess beschichtet wird. Dort wird z.B. detektiert, wenn ein vom Primärmaterial M ab¬ weichendes Indikatormaterial M aufgetragen wird. DieReaching the point of discontinuity 3 is preferably detected in the process space or on a coated substrate (not shown here), which in a known manner by the cathode the atomization process is coated. It is detected there, for example, when an indicator material M that deviates from the primary material M is applied. The
2 für die Messung der Messgrösse s vorgesehenen Mess¬ wandler sind bekannt und werden im Rahmen der vorlie¬ genden Erfindung nicht weiter beschrieben.2 transducers provided for the measurement of the measurement variable s are known and are not further described in the context of the present invention.
Das anhand von Fig. 1 dargestellte Prinzip, wonach am Targetkörper 1, integral, mindestens eine Festkörper Festkörper-Unstetigkeitsstelle als Erosionstiefenin¬ dikator geschaffen wird, hat den wesentlichen Vor¬ teil, unabhängig von der Teςhnik, die angewandt wird, das Erreichen der genannten Unstetigkeitsstelle zu registrieren, dass der Targetkörper mit der Indika- tions-Unstetigkeitsstelle als ein Bauteil bereitge¬ stellt werden kann.The principle illustrated with reference to FIG. 1, according to which at least one solid-state solid discontinuity is created as an erosion depth indicator on the target body 1, integrally, has the essential advantage of reaching the said discontinuity, irrespective of the technical means used to register that the target body with the indication discontinuity can be provided as one component.
Die Festkörper/Festkörper-Unstetigkeitsstelle 3 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, durch aneinanderliegende plattenförmige Strukturen des primär zu zerstäubenden Targetmaterials M und eines Indikationsmaterials M realisiert sein. M kann dabei ein Material sein,The solid / solid discontinuity 3 can, as shown in FIG. 1, be realized by plate-like structures of the target material M to be atomized and an indication material M lying against one another. M can be a material
2 welches gewollt als Sekundärmaterial auch zu zerstäu¬ ben bzw. am Substrat abzulegen ist, wie beispielswei¬ se Cu.2 which is intended to be atomized or deposited on the substrate as a secondary material, such as Cu.
Eine weitere Ausführungsvariante der Indikations- Festkörper/Festkörper-Unstetigkeitsstelle ist in Fig. 2 dargestellt. Hier ist in vorgegebener Tiefe D unter der Neufläche 6 des Targetkörpers 1 in Form von Dräh¬ ten oder Bändern 13 das die Unstetigkeitsstellen bil¬ dende Indikationsmaterial M eingelegt. In Fig. 3 ist als Indikationsmaterial M, eine folien¬ ähnliche Lage 15 in der zu überwachenden Tiefe D im Targetkörper 1 vorgesehen.A further embodiment variant of the indication solid body / solid body discontinuity is shown in FIG. 2. Here, at a predetermined depth D, under the new surface 6 of the target body 1 in the form of wires or strips 13, the indication material M forming the points of discontinuity is inserted. 3, a film-like layer 15 in the depth D to be monitored is provided in the target body 1 as the indication material M.
Als primär zu zerstäubendes Material M wurde Rein¬ aluminium oder eine auf Reinaluminiumbasis erschmol¬ zene, binäre oder ternäre Legierung gewählt, dann als diesbezüglich die Unstetigkeitsstelle 3 bildendes In¬ dikationsmaterial M , sei dies in Plattenform gemäss Fig. 1, in Draht- oder Bandform gemäss Fig. 2 oder in Folien- bzw. Schichtform nach Fig. 3, wurde Kupfer,Pure aluminum or a melted, binary or ternary alloy based on pure aluminum was selected as the primary material M to be atomized, then as the indication material M forming the discontinuity 3 in this regard, be it in plate form according to FIG. 1, in wire or strip form 2 or in foil or layer form according to FIG. 3, copper was
Gold, Messing oder Kupferbronze eingesetzt. Als MGold, brass or copper bronze used. As M
2 kann auch ein Material, das ein Nitrit, ein Karboni- trit und/oder ein Karbid mindestens eines der Metalle aus der Gruppe Ti, Zr, Hf, V, Ta und Nb enthält, ein¬ gesetzt werden oder ein Oxyd, vorzugsweise ein Me¬ talloxyd, wie AI 0 .2, a material containing a nitrite, a carbonitrite and / or a carbide of at least one of the metals from the group Ti, Zr, Hf, V, Ta and Nb, or an oxide, preferably a Me, can also be used ¬ tall oxide, such as Al 0.
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Werden beispielsweise, gemäss Fig. 4, draht- oder bandförmige Einlagen 13 gemäss Fig. 2 aus einem elek¬ trisch gut leitenden Material M , wie Kupfer, in das primär zu zerstäubende Material M , welches schlech¬ ter leitet, eingelegt, so kann an den Drähten oder Bändern 13 der ohmsche Widerstand gemessen werden, der, sobald diese Drähte durch die Erosion unterbro¬ chen werden bzw. durch die Erosion dünner und dünner werden, abrupt zunimmt.If, for example, according to FIG. 4, wire or ribbon-shaped inlays 13 according to FIG. 2 made of an electrically highly conductive material M, such as copper, are inserted into the material M which is primarily to be atomized and which conducts less, then the wires or strips 13, the ohmic resistance is measured, which increases abruptly as soon as these wires are interrupted by the erosion or thinner and thinner due to the erosion.
Wird anderseits beispielsweise folienartig, wie in Fig. 3 dargestellt, in das primär zu zerstäubende Ma¬ terial M als Indikatormaterial M ein sich davon op-On the other hand, if, for example, foil-like, as shown in FIG.
1 2 tisch unterscheidendes Material, wie Kupfer, Gold,1 2 table-distinguishing material, such as copper, gold,
Messing oder die Kupferbronze, z.B. in Aluminium, eingelegt, so wird dann, wenn die Erosion die Lage erreicht, dieses Material M freigelegt, und es kann die nun geänderte Farbe im freigelegten Bereich im Prozessraum als Messgrösse s detektiert werden.Brass or copper bronze, e.g. in aluminum, when the erosion reaches the position, this material M is exposed, and the now changed color in the exposed area in the process space can be detected as a measurement variable s.
Das Indikationsmaterial M , wie die Drähte oder Bän-The indication material M, such as the wires or strips
2 der 13 gemäss Fig. 2 oder die durchgehende Lage 15 gemäss Fig. 3, kann durch Vakuumaufdampfen, Kathoden¬ zerstäuben oder eine galvanische Abscheidung auf dem primär zu zerstäubenden Material M aufgebracht wer¬ den. Ein besonders einfaches Vorgehen wurde darin ge¬ funden, das Indikationsmaterial M durch Aufwalzen am2 of the 13 according to FIG. 2 or the continuous layer 15 according to FIG. 3 can be applied to the material M to be atomized primarily by vacuum evaporation, cathode sputtering or galvanic deposition. A particularly simple procedure was found in that the indication material M was rolled on
2 primär zu zerstäubenden Material M aufzubringen, so2 Primary material M to be atomized, see above
2 auf Aluminium oder einer auf Reinaluminiumbasis er¬ schmolzenen, binären oder ternären Legierung, als M .2 on aluminum or a pure aluminum-based melted, binary or ternary alloy, as M.
Bei Ausführung der Indikations-Unstetigkeitsstellen, prinzipiell gemäss Fig. 2, wird, wie in Fig. 5 darge¬ stellt, bei im wesentlichen kreisförmigen Targetkör¬ pern 1 die Band- bzw. Netzstruktur im wesentlichen radial, wie bei 13a dargestellt, vorgesehen, weil die Erosionsbahn B bei derartigen Targetkörpern im we¬ sentlichen konzentrische Kreise 17 bildet. Bei im we¬ sentlichen rechteckförmigen Targetkörpern 1 gemäss Fig. 6 wird die Netzstruktur im wesentlichen kanten¬ parallel geführt. In vielen Fällen reicht es aus, an derjenigen Stelle das Indikatormaterial M vorzuse-When the indication discontinuities are carried out, in principle according to FIG. 2, as shown in FIG. 5, the band or network structure is provided essentially radially, as shown in FIG. 13a, in the case of essentially circular target bodies 1, because in such target bodies, the erosion path B essentially forms concentric circles 17. In the case of essentially rectangular target bodies 1 according to FIG. 6, the network structure is guided essentially parallel to the edges. In many cases it is sufficient to pre-use the indicator material M at that point.
2 hen, an der die stärkste Erosion auftritt.2 hen where the greatest erosion occurs.
Im Rahmen des erfindungsgemässen Vorgehens, nämlich im Targetkörper 1 zur Erosionstiefenindikation Fest¬ körper/Festkörper-Unstetigkeitssteilen zu bilden, ist es auch möglich, mit dem primär zu zerstäubenden Ma- terial M- ein weiteres Material M2 zu vereinen, wel¬ ches, wenn freigelegt, die Entladungscharakteristik drastisch ändert.Within the scope of the procedure according to the invention, namely to form solid / solid discontinuity parts in the target body 1 for the erosion depth indication, it is also possible to use the material to be atomized primarily. material M- to combine a further material M 2 which, when exposed, drastically changes the discharge characteristic.
Wird beispielsweise als primär zu zerstäubendes Mate¬ rial, in einem DC-Zerstäubungsprozess, als Indika¬ tionsmaterial M mit dem elektrisch leitenden, primär zu zerstäubenden Material M ein dielektrisches Mate¬ rial, beispielsweise ein Metalloxyd, wie Aluminium¬ oxyd, eingesetzt, so ändern sich kathodenseitig dann, wenn die Erosion das dielektrische Material erreicht, die elektrischen Verhältnisse drastisch: Nun ist im Stromkreis, gebildet durch EntladungsSpeisung, Anode, Entladungsstrecke, Kathode, eine dielektrische Schicht eingeführt, worüber, wie bei einer Kapazität, ein Teil der angelegten Gleichspannung abfällt, was bei entsprechender Auslegung direkt zum Unterbruch der Entladung führen kann.If, for example, a dielectric material, for example a metal oxide, such as aluminum oxide, is used as the primary material to be atomized, in a DC sputtering process, as the indicator material M with the electrically conductive material primarily to be atomized M, then change On the cathode side, when the erosion reaches the dielectric material, the electrical conditions become drastic: Now a dielectric layer has been introduced into the circuit, formed by discharge supply, anode, discharge gap, cathode, over which, as with a capacitance, part of the applied DC voltage drops , which can lead to an interruption of the discharge if appropriately designed.
In einem solchen Falle ist das Vorsehen eines Mess¬ wandlers gar überflüssig, denn bei Erreichen der In- dikations-Unstetigkeitsstelle wird der Entladungspro- zess und damit der Zerstäubungsprozess selbsttätig abgebrochen.In such a case, the provision of a measuring transducer is even superfluous, because when the indication discontinuity is reached, the discharge process and thus the atomization process are automatically terminated.
Dieses Vorgehen ist in Fig. 7 dargestellt, wo mit 19 schematisch im Prozessraum P die Anode, mit 21 eine DC- oder AC-Speisungsquelle für die Entladung darge¬ stellt ist. Der Targetkörper 1 weist eine dielektri¬ sche Einlage 23 auf. Dann, wenn die Erosion E die dielektrische Schicht 23, eingebettet im elektrisch leitenden Material M , erreicht, wird der Strompfad 25 unterbrochen bzw. dessen Impedanz wesentlich geän- dert,This procedure is shown in FIG. 7, where 19 schematically represents the anode in process space P, and 21 a DC or AC supply source for the discharge. The target body 1 has a dielectric insert 23. When the erosion E reaches the dielectric layer 23, embedded in the electrically conductive material M, the current path 25 is interrupted or its impedance is substantially changed. changes
Bezüglich der Substratbeschichtung kann das Indika¬ tionsmaterial M so gewählt werden, dass es, wie bei-With regard to the substrate coating, the indication material M can be selected such that it
2 spielsweise in vielen Zerstäubungsprozessen Kupfer, eine gewollte zusätzliche Beschichtung am Substrat bewirkt oder dass es, wie beispielsweise ein dielek¬ trisches Material, wie Siliziumoxyd, die Beschichtung nicht stört oder aber zu einem derart raschen Abbruch der Entladung führt, dass die durch das Indikations¬ material bewirkte Stδrbeschichtung vernachlässigbar ist.For example, in many sputtering processes, copper, a desired additional coating on the substrate, or that it does not interfere with the coating, such as a dielectric material such as silicon oxide, or that it leads to a rapid termination of the discharge such that the discharge is caused by the indication material-induced interference coating is negligible.
Durch das bis anhin beschriebene Vorgehen wird die Möglichkeit geschaffen, Targetkörper mit eingebauten Indikations-Unstetigkeitsstellen vorzusehen. Dabei wird der Messwandler, entweder z.B. über Signallei¬ tungen, mit dem Targetkörper bzw. der Unstetigkeits¬ stelle verbunden oder er wird direkt im oder am Tar¬ getkörper vorgesehen. Bevorzugterweise wird der Mess¬ wandler, abgesetzt vom Targetkörper 1, vorzugsweise im Prozessraum, beispielsweise in Form fotometrischer Sensoren, Massenspektrometern etc., vorgesehen oder aber im Entladungsstromkreis.The procedure described so far creates the possibility of providing target bodies with built-in indication discontinuities. The transducer, either e.g. Connected to the target body or the discontinuity via signal lines, or it is provided directly in or on the target body. The transducer, preferably set apart from the target body 1, is preferably provided in the process space, for example in the form of photometric sensors, mass spectrometers etc., or else in the discharge circuit.
Wie erwähnt wurde, ist es auch durchaus möglich, die Beschichtung am Substrat zu überwachen.As mentioned, it is also possible to monitor the coating on the substrate.
Zur Bildung der Indikations-Unstetigkeitsstelle mit dem primär zu zerstäubenden Material eignen sich in vielen Fällen auch Gase. Das Vorsehen einer Unstetig¬ keitsstelle zwischen primär zu zerstäubendem Material und Gas führt insbesondere dann zu konstruktiv auf- wendigen Massnahmen, wenn, wie eingangs beschrieben wurde, mit dem das Gas enthaltenden Raum direkt ein Messwandler oder eine Messignalleitung verbunden ist. Dies unter Berücksichtigung von Dichtungsproblemen.In many cases, gases are also suitable for forming the discontinuity of indication with the material that is primarily to be atomized. The provision of a point of discontinuity between primarily material to be atomized and gas leads, in particular, to constructively maneuverable measures if, as described at the beginning, a gas transducer or a measurement signal line is connected directly to the gas-containing space. This takes into account sealing problems.
Erfindungsgemäss wird, wie nachfolgend beschrieben wird, eine Möglichkeit geschaffen, trotzdem und unter Umgehung der genannten Nachteile Gas-Unstetigkeits- stellen zum primär zu zerstäubenden Material zu schaffen, indem das erfindungsgemässe Konzept einge¬ setzt wird, als Messgrösse eine Grosse zu wählen, die z.B. im Prozessraum oder im elektrischen Kreis der Entladungsstrecke messbar ist, d.h. unabhängig davon, wo im Targetkörper die Indikations-Unstetigkeitsstel- le vorgesehen ist.According to the invention, as will be described below, a possibility is created to create gas discontinuities to the material to be primarily atomized, while avoiding the disadvantages mentioned, by using the concept according to the invention to choose a size as the measurement variable, which e.g. is measurable in the process space or in the electrical circuit of the discharge gap, i.e. regardless of where the indication discontinuity is provided in the target body.
In Fig. 8 ist schematisch dieses Prinzip dargestellt. Im Targetkorper 1 werden zur Bildung der Unstetig- keitsstellen ein oder mehrere, je nach Erfordernissen mehr oder weniger ausgedehnte Gaskapseln eingebaut, die nun mit dem sie umgebenden primär zu zerstäuben¬ den Material M die erfindungsgemäss eingesetzte In- dikations-Unstetigkeitsstelle 3 bilden. In solchen Gaskapseln 27 kann nun ein Gas eingebracht sein, wel¬ ches den Prozess, sobald in den Prozessraum P freige¬ setzt, signifikant ändert. So kann beispielsweise in eine Argon-Prozessatmosphäre Helium freigesetzt wer¬ den, derart, dass Auftreten von Helium im Prozessraum detektiert wird und anzeigt, dass die Indikations-Un¬ stetigkeitsstelle 3 erreicht wurde.This principle is shown schematically in FIG. In order to form the discontinuities, one or more gas capsules, which are more or less extended depending on requirements, are installed in the target body 1, which now form the indication discontinuity 3 used according to the invention with the material M which is primarily to be atomized around them. A gas can now be introduced into such gas capsules 27 which significantly changes the process as soon as it is released into the process space P. For example, helium can be released into an argon process atmosphere in such a way that the occurrence of helium in the process space is detected and indicates that the indication discontinuity point 3 has been reached.
Falls erwünscht ist, bei Erosion bis auf eine Gaskap¬ sel 27 den Prozess unmittelbar stillzusetzen, kann beispielsweise auch ein Gas unter relativ hohem Druck gekapselt werden, wie beispielsweise CO oder auchIf it is desired to stop the process immediately except for a gas capsule 27 in the event of erosion For example, a gas can also be encapsulated under relatively high pressure, such as CO or
2 Helium, welches bei Austreten in den Prozessraum die2 helium, which is the
Entladung unterbricht, ohne dass hierzu das Austreten mittels eines Messwandlers zu detektieren ist.Discharge interrupts without the leakage being detected using a transducer.
Zur Herstellung derartiger gasgefüllter Kapseln 27 wird bevorzugterweise das Gas in gefrorenem Zustand in die noch geöffneten Kapseln 27 eingeführt und dann der Targetkörper 1 darüber dicht geschlossen. Für diese Herstellungstechnik eignet sich beispielsweiseTo produce such gas-filled capsules 27, the gas is preferably introduced in the frozen state into the still open capsules 27 and then the target body 1 is tightly closed over it. For example, this manufacturing technique is suitable
CO , das fest eingebracht werden kann und bei derCO that can be firmly introduced and at which
2 nachmaligen Erwärmung, insbesondere auch während des2 subsequent heating, especially during the
Prozesses, in der Kapsel 27 einen hohen Druck entwik- kelt.Process in which capsule 27 develops a high pressure.
Es versteht sich von selbst, dass entweder gleiche oder selektiv unterschiedliche Festkörper/Festkörper- Unstetigkeitsstellen oder Festkörper/Gas-Unstetig- keitsstellen tiefengestaffelt im Targetkörper vorge¬ sehen werden können, um sukzessive das Erreichen ver¬ schiedener vorgegebener Erosionstiefen zu detektieren und um so beispielsweise die Einsatzplanung verschie¬ dener Anlagen optimieren zu können, oder dass derar¬ tige Indikations-Unstetigkeitsstellen nur in den ma¬ ximal zulässigen Erosionstiefen vorgesehen werden und dort, wo am Targetkorper 1 die höchste Erosion auf¬ tritt.It goes without saying that either the same or selectively different solid / solid discontinuities or solid / gas discontinuities can be staggered in depth in the target body in order to successively detect the achievement of different predetermined erosion depths and thus, for example, the To be able to optimize the use planning of various systems, or that such discontinuities of indication are only provided in the maximum permissible erosion depths and where the highest erosion occurs on the target body 1.
Es können auch lateral gestaffelt, d.h. seitlich von¬ einander getrennt, Festkörper/Festkörper oder Fest¬ körper/Gas-Unstetigkeitsstellen vorgesehen sein. Das Vorsehen der erfindungsgemässen Festkörper/Gas- Unstetigkeitsstellen ohne Signalleitungen zu den dazu notwendigen Gasräumen oder ohne Vorsehen von Mess¬ wandlern direkt in diesen oder an diese Gasräume, ist insbesondere dort angezeigt, wo bezüglich Reinheit der Beschichtung eines Substrates höchste Anforderun¬ gen gestellt werden. Dank der Tatsache, dass, bei¬ spielsweise gemäss Fig. 8, die Indikationsgaskapseln allseitig durch primär zu zerstäubendes Material M gebildet werden, wird verhindert, dass bei Erreichen der zu überwachenden Erosionstiefe Fremdmaterial auf die Substrate abgelegt wird.Solid / solid or solid / gas discontinuities can also be provided laterally staggered, ie laterally separated from one another. The provision of the solid-state / gas discontinuities according to the invention without signal lines to the gas spaces required for this or without provision of transducers directly in or to these gas spaces is indicated in particular where the highest requirements are imposed with regard to the purity of the coating of a substrate. Thanks to the fact that, for example according to FIG. 8, the indication gas capsules are formed on all sides by primarily material M to be atomized, it is prevented that foreign material is deposited on the substrates when the depth of erosion to be monitored is reached.
Gemäss Fig. 9 wird bevorzugterweise die mit .dem Mess¬ wandler 11 erfasste Messgrösse s einer Differentia¬ tion, wie im Funktionsblock 30 dargestellt, unterwor¬ fen. Die zeitliche Ableitung des gewandelten Messi- gnals, U, wird an einer Komparatoreinheit 32 mit ei¬ ner einstellbaren Referenzgrösse R verglichen, womit ausgangsseitig ein Signalschritt A dann austritt, wenn das Messignal s bei der überwachten Erosionstie¬ fe D sprungartig ändert. According to FIG. 9, the measurement variable s detected by the transducer 11 is preferably subjected to a differentiation, as shown in the function block 30. The time derivative of the converted measurement signal, U, is compared on a comparator unit 32 with an adjustable reference variable R, with which a signal step A emerges on the output side when the measurement signal s changes abruptly at the monitored erosion depth D.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Verfahren zur Detektion des Erreichens einer vor¬ gebbaren Tiefe der Erosion an einem Targetkörper bei einem Kathodenzerstäubungsprozess, bei dem im oder am Targetkörper, in vorgegebener Tiefe, eine Material¬ unstetigkeitsstelle vorgesehen wird, wodurch, wenn die Erosion die Tiefe erreicht, eine signifikante Aenderung einer physikalischen Grosse an der Stelle bewirkt wird, bei dem weiter von der Stelle zu einem Messwandler eine Uebertragungsstrecke vorgesehen ist für die physikalische Grosse und mit dem Messwandler eine dieser Grosse mindestens entsprechende Grosse verfolgt wird und Auftreten der signifikanten Aende¬ rung detektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalische Grosse von der Unstetigkeitsstelle zu einem vom Targetkörper entfernten Messwandler ohne diskrete Signalleitung hierfür übertragen wird und der Messwandler, im wesentlichen unabhängig von der Lokalisation der Stelle im oder am Targetkörper, an¬ geordnet wird.1. A method for the detection of reaching a predeterminable depth of erosion on a target body in a cathode sputtering process, in which a material discontinuity is provided in or on the target body at a predetermined depth, so that when the erosion reaches the depth, a significant one A change in a physical quantity is effected at the point in which a transmission path is provided from the point to a measuring transducer for the physical quantity, and the measuring transducer is used to track a quantity that at least corresponds to this quantity and to detect the occurrence of the significant change, thereby characterized in that the physical quantity is transmitted from the discontinuity to a transducer remote from the target body without a discrete signal line for this purpose, and the transducer is arranged, essentially independently of the location of the location in or on the target body.
2. Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle durch eine Festkδrper/FestJörper-Unstetigkeitsstelle erstellt wird.2. The method according to the preamble of claim 1, characterized in that the discontinuity is created by a solid / solid body discontinuity.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2.3. The method according to claims 1 and 2.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle durch primär beim Prozess zu zerstäubendes Targetma¬ terial einerseits und ein mit dem Prozess kompatibles Material anderseits gebildet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the discontinuity on the one hand by target material to be atomized primarily during the process and one compatible with the process Material is formed on the other hand.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 4, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle durch einen Festkörper/Gasübergang gebildet wird.5. The method according to any one of claims 1 or 4, characterized in that the discontinuity is formed by a solid / gas transition.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da¬ durch gekennzeichnet, dass als entsprechende Grosse eine Grosse der Prozessatmosphäre verfolgt wird, wie Gaszusammensetzung, Druck, elektrische Ladung, opti¬ sche Strahlung und/oder eine elektrische Prozessbe- triebsgrösse, wie die Plasmaimpedanz.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a size of the process atmosphere is tracked as a corresponding size, such as gas composition, pressure, electrical charge, optical radiation and / or an electrical process operating size, such as the Plasma impedance.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da¬ durch gekennzeichnet, dass der Messwandler die zeit¬ liche Ableitung der Messgrösse bildet und das Auftre¬ ten einer zeitlichen Ableitung vorgegebener Grosse detektiert wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the transducer forms the time derivative of the measured variable and the occurrence of a time derivative of a predetermined size is detected.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da¬ durch gekennzeichnet, dass die entsprechende Grosse an einem durch den Kathodenzerstäubungsprozess be¬ schichteten Substrat verfolgt wird, wie dessen Be- schichtungsmaterial oder -rate.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the corresponding size is tracked on a substrate coated by the cathode sputtering process, such as its coating material or rate.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da¬ durch gekennzeichnet, dass am Targetkörper, tiefenge¬ staffelt und/oder seitlich gestaffelt, mehrere Unste- tigkeitsstellen vorgesehen werden.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a plurality of discontinuities are provided on the target body, staggered in depth and / or staggered to the side.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ins¬ besondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle durch primär zu zerstäu- bendes Targetmaterial und Kupfer gebildet wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, in particular according to claim 4, characterized in that the discontinuity is primarily atomized by target material and copper is formed.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle durch primär zu zerstäubendes Material sowie ein eine mit dem Prozess vorgenommene Beschichtung an einem Substrat nur vernachlässigbar störendes, hingegen, wenn freigelegt, den Prozess änderndes Material, wie, bei leitendem Primärmaterial, ein dielektrisches Ma¬ terial, z.B. ein Metalloxyd, wie Aluminiumoxyd, ge¬ bildet wird.11. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the discontinuity is primarily by material to be atomized and a coating made on the substrate with the process is only negligibly disruptive, but, when exposed, material that changes the process, such as , with conductive primary material, a dielectric material, for example a metal oxide, such as aluminum oxide, is formed.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle durch mindestens eine drahtförmige, bandförmige oder folienförmige Einlage aus vom primären Targetmaterial abweichenden Material gebildet wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the discontinuity is formed by at least one wire-shaped, band-shaped or foil-shaped insert made of material different from the primary target material.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle durch zwei farblich voneinander unterschiedliche Ma¬ terialien gebildet wird.13. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the discontinuity is formed by two materials different in color.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich¬ net, dass eines der Materialien an der Unstetigkeits¬ stelle Kupfer, Gold, Messing oder Kupferbronze ist.14. The method according to claim 13, characterized in that one of the materials at the point of discontinuity is copper, gold, brass or copper bronze.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle durch Aufwalzen eines Metalls auf ein zweites gebil¬ det wird.15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the discontinuity is formed by rolling a metal onto a second one.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da- durch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle durch Vakuumaufdampfen, Kathodenzerstäuben oder gal¬ vanische Abscheidung gebildet wird.16. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the discontinuity is formed by vacuum evaporation, cathode sputtering or galvanic deposition.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da¬ durch gekennzeichnet, dass mindestens eine Unstetig¬ keitsstelle in maximal ausnützbarer Nutztiefe des Targetkörpers vorgesehen wird.17. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that at least one discontinuity is provided in the usable depth of the target body that can be used to the maximum.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle einerseits durch primär zu zerstäubendes Material, anderseits durch ein Gas gebildet wird, bei dessen Austritt in den Prozessraum der Prozess signifikant geändert wird.18. The method according to any one of claims 1, 3 to 17, characterized in that the discontinuity is formed on the one hand by material to be atomized primarily, on the other hand by a gas, the process of which changes significantly when it exits into the process space.
19. Verfahren zum Unterbruch eines Kathodenzerstäu¬ bungsprozesses, wenn die Erosion eines Targetkörpers eine vorgegebene Tiefe erreicht, dadurch gekennzeich¬ net, dass im Targetkörper in der vorgegebenen Tiefe ein Material so vorgesehen wird, dass durch dessen Freisetzung in den Prozessraum der Kathodenzerstäu¬ bungsprozess selbsttätig abgebrochen wird.19. A method for interrupting a cathode sputtering process when the erosion of a target body reaches a predetermined depth, characterized in that a material is provided in the target body at the predetermined depth in such a way that the cathode sputtering process automatically occurs when it is released into the process space is canceled.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich¬ net, dass als Material ein Prozessfremdgas vorgesehen wird.20. The method according to claim 19, characterized in that a process foreign gas is provided as the material.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich¬ net, dass als Prozessfremdgas CO oder Helium vorge¬ sehen wird.21. The method according to claim 20, characterized in that CO or helium is provided as process extraneous gas.
22. Targetkorper für einen Kathodenzerstäubungspro- zess, bei dem primär ein Material zu zerstäuben ist, an dem in vorgegebener Tiefe unter der Zerstäubungs- Neufläche eine Materialunstetigkeitsstelle vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass von der Körperbe- randung keine diskrete, vom Umgebungsmaterial unter¬ schiedliche Signalleitung zur Unstetigkeitsstelle hin vorgesehen ist.22. Target body for a cathode sputtering process, in which primarily a material is to be atomized, at which a material discontinuity is provided at a predetermined depth below the new atomization surface, characterized in that no discrete signal line, different from the surrounding material, is provided to the point of discontinuity from the body boundary.
23. Targetkorper nach dem Oberbegriff von Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeits¬ stelle durch zwei aneinanderliegende Festkörper un¬ terschiedlichen Materials gebildet ist.23. Target body according to the preamble of claim 22, characterized in that the point of discontinuity is formed by two adjacent solid bodies of different material.
24. Targetkörper nach den Ansprüchen 22 und 23.24. Target body according to claims 22 and 23.
25. Targetkörper nach Anspruch 22, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle durch ein im Körper gekapseltes Gas gebildet ist, wie CO oder He¬ lium, gegebenenfalls in gefrorenem Zustand.25. Target body according to claim 22, characterized in that the discontinuity is formed by a gas encapsulated in the body, such as CO or helium, optionally in a frozen state.
26. Targetkörper nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das primär zu zerstäu¬ bende Material Reinaluminium oder eine auf Reinalumi¬ niumbasis erschmolzene, binäre oder ternäre Legierung ist.26. Target body according to one of claims 22 to 25, characterized in that the primary material to be atomized is pure aluminum or a binary or ternary alloy melted on a pure aluminum basis.
27. Targetkörper nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass, zur Bildung der Materi- al-Unstetigkeitsstelle, im oder am Targetkörper ein vom primär zu zerstäubenden Material unterschiedli¬ ches Material in Form von Drähten, Bändern, Folien oder einer dünnen Schicht vorgesehen ist. 27. Target body according to one of claims 22 to 26, characterized in that, in order to form the material discontinuity, in or on the target body a material different from the primary material to be atomized in the form of wires, strips, foils or a thin material Layer is provided.
28. Targetkörper nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle durch das primär zu zerstäubende Material und ein von diesem optisch unterschiedlichen Material gebildet ist.28. Target body according to one of claims 22 to 27, characterized in that the discontinuity is formed by the material to be atomized primarily and a material which is optically different therefrom.
29. Targetkörper nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das primär zu zerstäu¬ bende Material bevorzugterweise Reinaluminium ist oder aus einer auf Reinaluminiumbasis erschmolzenen, binären oder ternären Legierung besteht, dass die Un¬ stetigkeitsstelle durch Kupfer, Gold, Messing oder Kupferbronze, an dem primär zu zerstäubenden Material anliegend, gebildet ist.29. Target body according to one of claims 22 to 28, characterized in that the primary material to be atomized is preferably pure aluminum or consists of a melted, aluminum or binary or ternary alloy that the discontinuity is made of copper, gold, brass or Copper bronze is formed on the primary material to be atomized.
30. Targetkorper nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle einerseits ein Material, das ein Nitrit, Karbonitrit und/oder ein Karbid mindestens eines der Metalle aus der Gruppe Ti, Zr, Hf, V, Ta und Nb enthält oder ein dielektrisches Material, wie ein Metalloxyd, z.B.30. Target body according to one of claims 22 to 28, characterized in that the discontinuity on the one hand contains a material containing a nitrite, carbonitrite and / or a carbide of at least one of the metals from the group Ti, Zr, Hf, V, Ta and Nb or a dielectric material such as a metal oxide, e.g.
AI 0 , umfasst, vorzugsweise das zweite MaterialAI 0, preferably comprises the second material
2 3 Reinaluminium ist oder eine auf Reinaluminiumbasis erschmolzene, binäre oder ternäre Legierung.2 3 is pure aluminum or a melted, binary or ternary alloy based on pure aluminum.
31. Targetkörper nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle durch auf das primär zu zerstäubende Material aufge¬ walztes Material gebildet ist, dabei vorzugsweise das primär zu zerstäubende Material Reinaluminium oder eine auf Reinaluminiumbasis erschmolzene, binäre oder ternäre Legierung ist. 31. Target body according to one of claims 22 to 30, characterized in that the discontinuity is formed by material rolled onto the primary material to be atomized, the primary material to be atomized preferably being pure aluminum or a pure aluminum-based, binary or ternary alloy .
32. Targetkörper nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Unstetigkeitsstelle einerseits durch das primär zu zerstäubende Material, anderseits durch ein weiteres, durch Vakuumaufdamp¬ fen, Kathodenzerstäuben oder galvanische Abscheidung aufgebrachtes Material gebildet ist.32. Target body according to one of claims 22 to 30, characterized in that the discontinuity is formed on the one hand by the material to be atomized primarily, on the other hand by another material applied by vacuum evaporation, cathode sputtering or galvanic deposition.
33. Verfahren zur Herstellung eines Targetkörpers mit einer Festkörper-Unstetigkeitsstelle unterhalb der Neuzerstäubungsfläche zur Anzeige, während des Pro¬ zesses, wenn die Targetkörpererosion eine vorgegebene Tiefe erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Platte des primär zu zerstäubenden Materials, wie und insbesondere aus Reinaluminium oder aus einer auf Reinaluminiumbasis erschmolzenen, binären oder ternä¬ ren Legierung, ein weiteres Material, wie Kupfer, Gold, Messing oder Kupferbronze durch Aufwalzen auf¬ gebracht wird.33. Method for producing a target body with a solid body discontinuity below the new sputtering surface for display, during the process when the target body erosion reaches a predetermined depth, characterized in that on a plate of the material to be primarily atomized, such as and in particular from pure aluminum or from a pure aluminum-based, binary or ternary alloy, another material such as copper, gold, brass or copper bronze is applied by rolling.
34. Verfahren zur Herstellung eines Targetkörpers für einen Kathodenzerstäubungsprozess mit eingebauter Prozessabschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prozessfremdgas, wie CO oder Helium, im Targetkörper gekapselt wird, bevorzugterweise in gefrorenem Zu¬ stand.34. Method for producing a target body for a sputtering process with built-in process shutdown, characterized in that a foreign process gas, such as CO or helium, is encapsulated in the target body, preferably in a frozen state.
35. Kathodenzerstäubungsanlage, bei der nach dem Ver¬ fahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21 eine Ueber- wachung der Targetkörpererosionstiefe erfolgt.35. Cathode sputtering system, in which the target body erosion depth is monitored after the method according to one of claims 1 to 21.
36. Kathodenzerstäubungsanlage mit einem Targetkorper nach einem der Ansprüche 23 bis 32. 36. Cathode sputtering system with a target body according to one of claims 23 to 32.
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