JP2005522584A - 被覆装置 - Google Patents

Abstract

被覆装置において、収容部（１）が、シールド（２）によって陰極室（３）と基板室（４）とに分割されている。陰極室（３）も基板室（４）も、直接の吐出口（１０，１６）と、それぞれに固有のガス供給部（８，１４）とを有している。陰極室（３）へのガス供給部（８）は、プロセスガス源（９）に接続されており、基板室（４）のためのガス供給部（１４）は、反応性ガス源（１５）に接続されている。

Description

本発明は、被覆装置であって、吐出口とガス供給部とを有する収容部が設けられおり、この収容部内に、スパッタ陰極と基板ホルダとが格納されており、かつ収容部が、スパッタ陰極と基板ホルダとの間に配置されたシールドにより、陰極室と基板室とに分割されている形式のものに関する。

この形式の被覆装置が、欧州特許第０７９５６２３号明細書の対象となっている。この明細書に記載の被覆装置では、アルゴンと酸素とから成るプロセスガスが、基板の近傍で基板室内に流入し、シールドの上方で、陰極室に設けられた吐出口を介して導出される。陰極室にラムダセンサの形で構成された測定装置は、陰極室内の酸素含量を監視し、酸素含量に基づきスパッタ陰極の出力を制御するために働く。反応性ガスとプロセスガスとを一緒に供給し、陰極室に設けられた１つの吐出口を介してガスを導出することにより、スパッタ陰極のターゲットが、著しい酸素濃度にさらされることは阻止され得ない。これにより、ターゲットの不都合な酸化が生じ、このことにより、望ましい高い金属の酸化率の代わりに低い酸化物の酸化率が生じる。欧州特許第０７９５６２３号明細書によるシールドは、傾斜被覆による層質の低下を阻止するという課題を有する。

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の被覆装置を改良して、反応性ガスの十分に高い濃度が可能であり、これにより、同時にターゲット表面が不都合な形式で反応性ガスに反応し、ひいては被覆装置の性能低下につながることなしに、形成される層の完全な反応が可能となるようにようにすることである。

この課題は、本発明によれば、陰極室も基板室も、直接の吐出口とそれぞれ固有のガス供給部とを有しており、陰極室へのガス供給部がプロセスガス源との接続を有しており、かつ基板室のためのガス供給部が、反応性ガス源との接続を有していることにより解決される。

被覆装置のこのような形成により、陰極室及び基板室内にほぼ独立したガス流がもたらされる。本発明によれば、反応性ガスは、シールドによりスパッタプロセスから遮へいされる。これにより、反応性ガス、一般的には酸素の極わずかな量のみが、陰極室内へ到達するようになっており、これにより、ターゲット表面の反応がもたらされず、ひいては被覆装置の被覆能力の低下がもたらされる。層を形成する、ターゲット表面から飛来する微粒子の流れが、シールドの開口を介して基板へ到達する。本発明により、収容部内に２つの独立したガス流が形成されることにより、シールドに設けられた開口は、ターゲット表面から飛来する微粒子が基板への距離においてほとんど妨害されず、この場合に反対に不都合にも多くの酸素がスパッタ陰極に到達し、そこで酸化が生じることのない程度に大きく形成されていてよい。スパッタされる微粒子のためのシールドの遮へい作用は、そこに存在するよりわずかな反応性ガス含有率に基づいた、ターゲットにおける可能な比率上昇により過剰補償され得る。固有の被覆能力の特に際だった上昇が、本発明による被覆装置により、反応的に運転されるＤＣスパッタ陰極により透明なＳｎＯ層及びＺｎＯ層を形成する場合にもたらされる。

ガス流の特に良好な分離が、陰極室及び基板室が、それぞれ固有の負圧ポンプスタンドに接続されている場合にもたらされる。

両方のガス流のさらなる分離が、陰極室にも基板室にもガス供給部と吐出口とが、向かい合った側に配置されている場合に得られる。

層質のさらなる改良が、収容部内の、スパッタ陰極と基板との間に陽極が配置されている場合に得られる。

本発明の別の発展形により、基板室内の陽極が、シールドによりカバーされてシールドと基板ホルダとの間に配置されている場合、層成長へのプラズマグローの影響ができるだけわずかにしか阻止されない。このような陽極は、プラズマグローがシールド開口を貫通して基板の被覆箇所を越えてスリット状ロックゲートの方向へ延びるように作用する。これにより、層特性も改良され得る。特にこのような陽極配置により、高い層厚さが達成され得る。陽極はシールドによりカバーされているので、陽極の重要な被覆はもたらされない。

陽極は、通常の形式で形成されていてよい。陽極が加熱されていない２つの管により形成されている場合、特に有利である。ＳｎＯ及びＺｎＯは、比較的高い導電性を有しているので、基板の被覆プロセスの間に必然的に生じる、陽極の被覆、及び陽極のこれにより生じる作用損失は、このような被覆材料では重要ではない。しかしながら、弱い磁界により取り囲まれた陽極をパルス状にネガティブな電位にさらし、これにより、陽極が導電性かつ清潔に保持されるようにすることともできる。

陽極が、同時にシールドを形成するようにすることも可能である。

陰極が、二重マグネトロン陰極である場合、被覆装置のさらなる性能向上に役立つ。

本発明の別の発展形により、陰極が回転陰極である場合には、ターゲットはできるだけ一様に剥離され、それ故、できるだけ長い耐用寿命を有する。

本発明の別の発展形により、陰極室に、反応性ガスのための測定装置が配置されており、被覆装置が、陰極室内の反応性ガスの濃度に関連した、スパッタ陰極の出力調節装置を有している場合には、ターゲットの酸化物の、ひいてはわずかな浸食率が信頼性良く阻止される。

基板の搬送方向に測定された、シールドのシールド開口長さの、基板の搬送方向に測定された、スパッタ陰極の幅に対する比率が、０．７５よりもわずかであるか、有利には０．５から０．３までの間であると、特に有利であることが明らかとなった。

本発明は、種々異なった構成形式を可能にする。本発明の基本原理のさらなる明確化のために、そのうちの１つを概略的に図面に示し、以下に詳しく説明する。

図面は、本発明による被覆装置の横断面図を示している。この被覆装置は、収容部１を有している。この収容部１は、シールド２によって陰極室３と基板室４とに分割されている。陰極室３には、収容部１に対して電気的に絶縁されたスパッタ陰極５が位置している。このスパッタ陰極５は、本実施例では例えばマグネトロン陰極の形で形成されており、シールド２の側にターゲット６を有している。シールド２の下方には、このシールド２によりカバーされて、基板室４内に陽極７が配置されている。この図面で見て、陰極室３の左側にはガス供給部８が位置している。このガス供給部８は、プロセスガス源９に接続されている。陰極室３の、向かい合った側には、負圧ポンプスタンド１１を備えた吐出口１０が配置されている。

基板室４には、被覆したい基板１３を備えた基板ホルダ１２が位置しいている。基板１３の搬送方向で測定した、シールド２のシールド開口長さの、基板１３の搬送方向で測定した、スパッタ陰極５の幅に対する比率は、０．７５よりもわずかであり、有利には０．５〜０．３までである。陰極室３とまさに同じように、基板室４は、陰極室３と同じ側にガス供給部１４を有している。このガス供給部１４は、反応性ガス源１５との接続を有している。さらに前記ガス供給部１４に向かい合うように、負圧ポンプスタンド１７を備えた吐出口１６が設けられている。

被覆プロセスを調節するためには、陰極室３内に、ラムダセンサの形で形成された、センサ加熱装置２０を備えた測定装置１８が配置されている。この測定装置１８は、スパッタ陰極５の出力調節装置１９との接続を有している。これにより、陰極室３内の反応性ガスの濃度、一般には酸素濃度が測定され、次いでスパッタ陰極５の電圧が調節される。

本発明による被覆装置の横断面図である。

符号の説明

１ 収容部、 ２ シールド、 ３ 陰極室、 ４ 基板室、 ５ スパッタ陰極、 ６ ターゲット、 ７ 陽極、 ８ ガス供給部、 ９ プロセスガス源、 １０ 吐出口、 １１ 負圧ポンプスタンド、 １２ 基板ホルダ、 １３ 基板、 １４ ガス供給部、 １５ 反応性ガス源、 １６ 吐出口、 １７ 負圧ポンプスタンド、 １８ 測定装置、 １９ 出力調節装置、 ２０ センサ加熱装置、

Claims (11)

1. 被覆装置であって、吐出口とガス供給部とを有する収容部（１）が設けられており、該収容部（１）内に、スパッタ陰極（５）と基板ホルダ（１２）とが格納されており、収容部（１）が、スパッタ陰極（５）と基板ホルダ（１２）との間に配置されたシールド（２）により、陰極室（３）と基板室（４）とに分割されている形式のものにおいて、陰極室（３）も基板室（４）も、直接の吐出口（１０，１６）と、それぞれに固有のガス供給部（８，１４）とを有しており、陰極室（３）へのガス供給部（８）が、プロセスガス源（９）との接続を有しており、かつ基板室（４）のためのガス供給部（１４）が、反応性ガス源（１５）との接続を有していることを特徴とする、被覆装置。
2. 陰極室（３）と基板室（４）とが、それぞれ固有の負圧ポンプスタンド（１１，１７）に接続されている、請求項１記載の被覆装置。
3. 陰極室（３）にも基板室（４）にも、ガス供給部（８，１４）と吐出口（１１，１７）とが、向かい合った側に配置されている、請求項１又は２記載の被覆装置。
4. 収容装置（１）内の、スパッタ陰極（５）と基板（１３）との間に、陽極（７）が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の被覆装置。
5. 基板室（４）に設けられた陽極（７）が、シールド（２）によりカバーされて、シールド（２）と基板ホルダ（１２）との間に配置されている、請求項４記載の被覆装置。
6. 陽極（７）が、加熱されていない２つの管により形成されている、請求項４記載の被覆装置。
7. 陽極（７）が、同時にシールド（２）を形成している、請求項１から６までのいずれか１項記載の被覆装置。
8. スパッタ陰極（５）が、二重マグネトロン陰極である、請求項１から７までのいずれか１項記載の被覆装置。
9. スパッタ陰極（５）が、回転陰極である、請求項１から８までのいずれか１項記載の被覆装置。
10. 陰極室（３）に、反応性ガスのための測定装置（１８）が配置されており、被覆装置が、陰極室（３）内の反応性ガスの濃度に関連した、スパッタ陰極（５）の出力調節装置を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の被覆装置。
11. 基板（１３）の搬送方向に測定された、シールド（２）のシールド開口長さの、基板（１３）の搬送方向に測定された、スパッタ陰極（５）の幅に対する比率が、０．７５よりも小さく、有利には０．５から０．３までの間である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の被覆装置。

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