JP3410496B2 - 基板の被覆方法および被覆装置 - Google Patents
基板の被覆方法および被覆装置Info
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- JP3410496B2 JP3410496B2 JP31486392A JP31486392A JP3410496B2 JP 3410496 B2 JP3410496 B2 JP 3410496B2 JP 31486392 A JP31486392 A JP 31486392A JP 31486392 A JP31486392 A JP 31486392A JP 3410496 B2 JP3410496 B2 JP 3410496B2
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- cathode
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
- H01J37/3405—Magnetron sputtering
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板に反応性雰囲気内
で２つの導電性ターゲットから被覆する方法であって、
変成器と、中位周波発生器と、チョークコイルとからな
る電流源を有し、該電流源は排気可能な被覆室に配置さ
れた２つのカソードも含めた磁石と接続されており、該
カソードは電気的に２つのターゲットと共働し、該ター
ゲットはスパッタされ、該ターゲットのスパッタされる
粒子は基板上にデポジットされ、相互にかつスパッタ室
から電気的に分離された２つのアノードが配置されてお
り、該アノードはカソードと基板との間の同一の平面内
に設けられている、基板の被覆方法、並びに被覆装置に
関する。
で２つの導電性ターゲットから被覆する方法であって、
変成器と、中位周波発生器と、チョークコイルとからな
る電流源を有し、該電流源は排気可能な被覆室に配置さ
れた２つのカソードも含めた磁石と接続されており、該
カソードは電気的に２つのターゲットと共働し、該ター
ゲットはスパッタされ、該ターゲットのスパッタされる
粒子は基板上にデポジットされ、相互にかつスパッタ室
から電気的に分離された２つのアノードが配置されてお
り、該アノードはカソードと基板との間の同一の平面内
に設けられている、基板の被覆方法、並びに被覆装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】既に薄膜を製造するためのスパッタリン
グ装置は公知である（ＤＤ２５２２０５）。この装置は
磁気系と、その上に配置された少なくとも２つの電極を
有する。電極はスパッタされるべき材料からなる。その
際この電極は、ガス放電のカソードとアノードに交互に
なるように構成される。電極はこの目的のために、有利
には５０Ｈｚの正弦波状交流電圧に接続される。
グ装置は公知である（ＤＤ２５２２０５）。この装置は
磁気系と、その上に配置された少なくとも２つの電極を
有する。電極はスパッタされるべき材料からなる。その
際この電極は、ガス放電のカソードとアノードに交互に
なるように構成される。電極はこの目的のために、有利
には５０Ｈｚの正弦波状交流電圧に接続される。
【０００３】この公知のスパッタリング装置は特に、反
応性スパッタにより誘電層をデポジットするのに適す
る。約５０Ｈｚで装置を駆動することにより、アノード
でのフリッカ形成と、金属被覆の場合は電気的短絡（い
わゆるアーク）の発生するのが回避される。
応性スパッタにより誘電層をデポジットするのに適す
る。約５０Ｈｚで装置を駆動することにより、アノード
でのフリッカ形成と、金属被覆の場合は電気的短絡（い
わゆるアーク）の発生するのが回避される。
【０００４】薄いフィルムをスパッタするための別の公
知の装置では、種々異なる材料の層のデポジット速度を
制御することができる（ＤＥ３９１２５７２）。これに
より非常に薄い薄膜パケットを得ることができる。この
装置では、異なる形式の少なくとも２つの対向電極がカ
ソード側に配置されている。
知の装置では、種々異なる材料の層のデポジット速度を
制御することができる（ＤＥ３９１２５７２）。これに
より非常に薄い薄膜パケットを得ることができる。この
装置では、異なる形式の少なくとも２つの対向電極がカ
ソード側に配置されている。
【０００５】さらに、高周波カソードスパッタリングに
より金属合金をデポジットする装置が公知である（ＤＥ
３５４１６２１）。この装置では、交互に２つのターゲ
ットが制御される。しかしここでターゲットはデポジッ
トさるべき金属合金の金属成分を種々異なる割合で含ん
でいる。基板はこの目的のために基板支持体に配置され
る。基板支持体は駆動ユニットによりスパッタリング過
程中回転させられる。
より金属合金をデポジットする装置が公知である（ＤＥ
３５４１６２１）。この装置では、交互に２つのターゲ
ットが制御される。しかしここでターゲットはデポジッ
トさるべき金属合金の金属成分を種々異なる割合で含ん
でいる。基板はこの目的のために基板支持体に配置され
る。基板支持体は駆動ユニットによりスパッタリング過
程中回転させられる。
【０００６】さらに公開された刊行物（ＤＥ３８０２８
５２）により基板を被覆するための装置が公知である。
この装置は２つの電極と、少なくとも１つのスパッタす
べき材料を有している。被覆すべき基板は２つの電極間
に空間的に距離を置いて配置され、交流電流が実質的に
同じ振幅を有する低周波半波として選択される。
５２）により基板を被覆するための装置が公知である。
この装置は２つの電極と、少なくとも１つのスパッタす
べき材料を有している。被覆すべき基板は２つの電極間
に空間的に距離を置いて配置され、交流電流が実質的に
同じ振幅を有する低周波半波として選択される。
【０００７】前に公開された別の刊行物（ＤＥ２２４３
７０８）によれば、動作ガス内に配置された電極装置を
有するグロー放電を形成するための方法が公知である。
電極装置には動作電圧が印加される。この方法は磁界の
形成によるものであり、磁界は電極装置と共に、電極装
置から放出される実質的にはすべての電子を保持するた
めのトラップを形成する。この電子は動作ガスをイオン
化するのに十分なエネルギを有している。この方法に対
しては、電極が対で設けられた電極装置が使用される。
この刊行物は例えば中空電極についても述べている。中
空電極の内部空間にはグロー放電が形成され、電極は管
状シェルとして構成されている。
７０８）によれば、動作ガス内に配置された電極装置を
有するグロー放電を形成するための方法が公知である。
電極装置には動作電圧が印加される。この方法は磁界の
形成によるものであり、磁界は電極装置と共に、電極装
置から放出される実質的にはすべての電子を保持するた
めのトラップを形成する。この電子は動作ガスをイオン
化するのに十分なエネルギを有している。この方法に対
しては、電極が対で設けられた電極装置が使用される。
この刊行物は例えば中空電極についても述べている。中
空電極の内部空間にはグロー放電が形成され、電極は管
状シェルとして構成されている。
【０００８】さらに先行出願（Ｐ４１０６７７０．３）
には、電気的に絶縁された材料、例えば二酸化珪素（Ｓ
ｉＯ2）を有する基板を反応被覆するための方法および
装置が記載されている。この装置は交流電流源を有し、
この電流源は被覆室に配置された磁石と、カソードも含
めて接続されている。カソードはターゲットと共に作用
し、交流電流源のアースされていない２つの出力側はタ
ーゲットを支持するそれぞれ１つのカソードと接続され
ている。被覆室内の２つのカソードは相互に並んでプラ
ズマ空間に設けられており、対向する基板に対してそれ
ぞれほぼ同じ空間的距離を有している。放電電圧の作用
値は、線路を介してカソードに接続された電圧作用値検
出部により測定され、直流電圧として制御器に線路を介
して供給される。制御器は制御弁を介して反応ガス流を
容器から分配管路へ、測定された電圧が目標電圧と一致
するように制御する。
には、電気的に絶縁された材料、例えば二酸化珪素（Ｓ
ｉＯ2）を有する基板を反応被覆するための方法および
装置が記載されている。この装置は交流電流源を有し、
この電流源は被覆室に配置された磁石と、カソードも含
めて接続されている。カソードはターゲットと共に作用
し、交流電流源のアースされていない２つの出力側はタ
ーゲットを支持するそれぞれ１つのカソードと接続され
ている。被覆室内の２つのカソードは相互に並んでプラ
ズマ空間に設けられており、対向する基板に対してそれ
ぞれほぼ同じ空間的距離を有している。放電電圧の作用
値は、線路を介してカソードに接続された電圧作用値検
出部により測定され、直流電圧として制御器に線路を介
して供給される。制御器は制御弁を介して反応ガス流を
容器から分配管路へ、測定された電圧が目標電圧と一致
するように制御する。
【０００９】さらに基板を反応被覆するための装置が先
行特許出願（Ｐ４１３６６５５．７；Ｐ４０４２２８
９．５）に記載されている。この装置では、電気的に真
空室とは別個の、マグネトロンカソードとして構成され
たカソードが設けられており、このカソードは電気的に
相互に別個の２つの部分からなる。ヨークと磁石を有す
るターゲット基体が一方の部分としてコンデンサを介し
て、直流電圧供給部の負極と接続され、ターゲットが他
方の部分として線路を介し、チョークとこれに並列に接
続された抵抗を介して電流供給部と接続されている。タ
ーゲットは別のコンデンサを介して電流供給部のプラス
極およびアノードと接続されている。アノードは抵抗を
介してアースに接続されている。その際インダクション
の低いコンデンサに対して直列にインダクタンスが、抵
抗およびチョークへの分岐線路に接続されており、抵抗
に対する値は典型的には２ｋΩから１０ｋΩである。
行特許出願（Ｐ４１３６６５５．７；Ｐ４０４２２８
９．５）に記載されている。この装置では、電気的に真
空室とは別個の、マグネトロンカソードとして構成され
たカソードが設けられており、このカソードは電気的に
相互に別個の２つの部分からなる。ヨークと磁石を有す
るターゲット基体が一方の部分としてコンデンサを介し
て、直流電圧供給部の負極と接続され、ターゲットが他
方の部分として線路を介し、チョークとこれに並列に接
続された抵抗を介して電流供給部と接続されている。タ
ーゲットは別のコンデンサを介して電流供給部のプラス
極およびアノードと接続されている。アノードは抵抗を
介してアースに接続されている。その際インダクション
の低いコンデンサに対して直列にインダクタンスが、抵
抗およびチョークへの分岐線路に接続されており、抵抗
に対する値は典型的には２ｋΩから１０ｋΩである。
【００１０】この比較的に古い装置は既に、被覆プロセ
ス中に発生するアークのほとんどの数を抑圧し、アーク
のエネルギを低減し、アーク後のプラズマの再点弧を改
善するように構成されている。
ス中に発生するアークのほとんどの数を抑圧し、アーク
のエネルギを低減し、アーク後のプラズマの再点弧を改
善するように構成されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、マグ
ネトロンスパッタ源を用いた被覆プロセス中に、反応雰
囲気中に発生するアークを可能な限り完全に消失させる
か、またはアーク形成の傾向が高まるプロセスフェーズ
中に既に、この傾向を識別しそれを阻止するように構成
することである。またスパッタプロセスの安定度はさら
に反応コンテナ内の残留水蒸気に特に不感であるように
する。
ネトロンスパッタ源を用いた被覆プロセス中に、反応雰
囲気中に発生するアークを可能な限り完全に消失させる
か、またはアーク形成の傾向が高まるプロセスフェーズ
中に既に、この傾向を識別しそれを阻止するように構成
することである。またスパッタプロセスの安定度はさら
に反応コンテナ内の残留水蒸気に特に不感であるように
する。
【００１２】アーク形成の傾向に対抗する本発明の装置
の特性は、ガラス板を金属導電性ターゲットにより被覆
するため反応性（例えば酸化）雰囲気内で非導電性層を
デポジットする方法に適する。
の特性は、ガラス板を金属導電性ターゲットにより被覆
するため反応性（例えば酸化）雰囲気内で非導電性層を
デポジットする方法に適する。
【００１３】さらにすべてのカソードは任意に選択可能
な電力比関係性を以て駆動することができ、それにより
電力電位はカソードに対して非対称である。
な電力比関係性を以て駆動することができ、それにより
電力電位はカソードに対して非対称である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明の方法
により、チョークコイルを介して中位周波発生器と接続
された変成器の二次巻線の２つの出力側はそれぞれ、２
つの給電線路の一方を介してカソードの一方に接続され
ており、該第１および第２の給電線路は第１の分岐線路
を介して相互に接続されており、該分岐線路にはコイル
とコンデンサからなる発振回路が挿入接続されており、
２つの給電線路の各々は、アースに対する直流電圧電位
を設定するそれぞれ１つの第１結合回路網を介して被覆
室と接続され、かつそれぞれ１つの相応の第２結合回路
網を介してそれぞれのアノードと接続され、コイルと第
１の給電線路との間の接続点は整流ダイオードのカソー
ドと接続されており、整流ダイオードのアノードは、抵
抗を介して、コンデンサと第２の給電線路との間の接続
点に接続されており、２つのカソードを駆動する際の駆
動電力の比は任意であるように構成して解決される。
により、チョークコイルを介して中位周波発生器と接続
された変成器の二次巻線の２つの出力側はそれぞれ、２
つの給電線路の一方を介してカソードの一方に接続され
ており、該第１および第２の給電線路は第１の分岐線路
を介して相互に接続されており、該分岐線路にはコイル
とコンデンサからなる発振回路が挿入接続されており、
２つの給電線路の各々は、アースに対する直流電圧電位
を設定するそれぞれ１つの第１結合回路網を介して被覆
室と接続され、かつそれぞれ１つの相応の第２結合回路
網を介してそれぞれのアノードと接続され、コイルと第
１の給電線路との間の接続点は整流ダイオードのカソー
ドと接続されており、整流ダイオードのアノードは、抵
抗を介して、コンデンサと第２の給電線路との間の接続
点に接続されており、２つのカソードを駆動する際の駆
動電力の比は任意であるように構成して解決される。
【００１５】本発明による装置では、チョークコイルを
介して中位周波発生器と接続された変成器の二次巻線の
２つの出力側はそれぞれ、２つの給電線路の一方を介し
てカソードの一方と接続されており、第１および第２の
給電線路は第１の分岐線路を介して相互に接続されてお
り、該分岐線路にはコイルとコンデンサからなる発振回
路が挿入接続されており、２つの給電線路の各々はそれ
ぞれ、アースに対して直流電圧電位を設定するそれぞれ
１つの第１結合回路網を介して被覆室と接続され、かつ
それぞれ１つの相応の第２結合回路網を介してそれぞれ
のアノードと接続されており、コイルと第１の給電線路
との間の接続点は整流ダイオードのカソードと接続され
ており、整流ダイオードのアノードは抵抗を介して、コ
ンデンサと第２の給電線路との間の接続点に接続されて
おり、２つのカソードを駆動する際の駆動電力の比は任
意であるように構成されている。
介して中位周波発生器と接続された変成器の二次巻線の
２つの出力側はそれぞれ、２つの給電線路の一方を介し
てカソードの一方と接続されており、第１および第２の
給電線路は第１の分岐線路を介して相互に接続されてお
り、該分岐線路にはコイルとコンデンサからなる発振回
路が挿入接続されており、２つの給電線路の各々はそれ
ぞれ、アースに対して直流電圧電位を設定するそれぞれ
１つの第１結合回路網を介して被覆室と接続され、かつ
それぞれ１つの相応の第２結合回路網を介してそれぞれ
のアノードと接続されており、コイルと第１の給電線路
との間の接続点は整流ダイオードのカソードと接続され
ており、整流ダイオードのアノードは抵抗を介して、コ
ンデンサと第２の給電線路との間の接続点に接続されて
おり、２つのカソードを駆動する際の駆動電力の比は任
意であるように構成されている。
【００１６】本発明ではカソードを“ソフト”に点弧す
ることが重要である。このことはチョークを用いて行う
ことができる。チョークは変成器と中位周波発生器との
間に挿入接続される。さらに消弧用発振装置がカソード
間に設けられている。この装置はアークにより発振へと
励振することができ、アークを再発振の際に消弧する。
発振回路の固有共振周波数はその際、装置の動作周波数
の倍数でなければならない。
ることが重要である。このことはチョークを用いて行う
ことができる。チョークは変成器と中位周波発生器との
間に挿入接続される。さらに消弧用発振装置がカソード
間に設けられている。この装置はアークにより発振へと
励振することができ、アークを再発振の際に消弧する。
発振回路の固有共振周波数はその際、装置の動作周波数
の倍数でなければならない。
【００１７】本発明では種々の実施例が可能である。そ
のうちの１つを図面に示された回路模式図により説明す
る。
のうちの１つを図面に示された回路模式図により説明す
る。
【００１８】
【実施例】被覆室１５では２つのカソード１、２に中位
周波発生器１３から２つの給電線路２０、２１を介して
４０ｋＨｚの正弦波状交流電流が給電される。この給電
は２つのカソードがスパッタリング放電のマイナス極と
プラス極に交互になるように行われる。
周波発生器１３から２つの給電線路２０、２１を介して
４０ｋＨｚの正弦波状交流電流が給電される。この給電
は２つのカソードがスパッタリング放電のマイナス極と
プラス極に交互になるように行われる。
【００１９】被覆室１５には２つのマグネトロンカソー
ド１、２が、この２つのカソード間でプラズマが点弧さ
れ得るように隣接して配置されている。その際カソード
は、カソード上に配置されたターゲット３、４の表面が
１つの平面内にあり、基板７の平面に平行に存在し、相
互にそして基板平面に対して角度をもって配置されてい
る。
ド１、２が、この２つのカソード間でプラズマが点弧さ
れ得るように隣接して配置されている。その際カソード
は、カソード上に配置されたターゲット３、４の表面が
１つの平面内にあり、基板７の平面に平行に存在し、相
互にそして基板平面に対して角度をもって配置されてい
る。
【００２０】ターゲット３、４と基板面との間では距離
Ａが保持されている。この中間室内には電極５、６が配
置されている。電極は電気結合回路網８と９を介してカ
ソード１ないし２と接続点１０ないし１１で接続されて
いる。
Ａが保持されている。この中間室内には電極５、６が配
置されている。電極は電気結合回路網８と９を介してカ
ソード１ないし２と接続点１０ないし１１で接続されて
いる。
【００２１】接続点１０ないし１１では、カソード１な
いし２がさらに変成器１２の二次巻線の端子１２ａ、１
２ｂとそれぞれ接続されている。この変成器１２はその
エネルギを中位周波発生器１３から受け取る。この中位
周波発生器１３の出力端子２３はチョークコイル１４の
端子と接続されている。中位周波発生器１３の他方の端
子２９は変成器１２の一次巻線の端子１２ｃと接続され
ており、変成器１２の一次巻線の他方の端子１２ｄはチ
ョークコイル１４の第２の端子と接続されている。
いし２がさらに変成器１２の二次巻線の端子１２ａ、１
２ｂとそれぞれ接続されている。この変成器１２はその
エネルギを中位周波発生器１３から受け取る。この中位
周波発生器１３の出力端子２３はチョークコイル１４の
端子と接続されている。中位周波発生器１３の他方の端
子２９は変成器１２の一次巻線の端子１２ｃと接続され
ており、変成器１２の一次巻線の他方の端子１２ｄはチ
ョークコイル１４の第２の端子と接続されている。
【００２２】接続点１０ないし１１はさらに結合回路網
１６ないし１７と接続されている。結合回路網１６、１
７のそれぞれの第２端子２４、２５は被覆室１５と接続
されている。接続点１０にはコイル１９の第１の端子が
接続されている。コイルの第２の端子はコンデンサ１８
の端子と接続されている。コンデンサの第２の端子は接
続点１１と接続されている。
１６ないし１７と接続されている。結合回路網１６、１
７のそれぞれの第２端子２４、２５は被覆室１５と接続
されている。接続点１０にはコイル１９の第１の端子が
接続されている。コイルの第２の端子はコンデンサ１８
の端子と接続されている。コンデンサの第２の端子は接
続点１１と接続されている。
【００２３】結合回路網８、９、と１６、１７は、ダイ
オード、抵抗およびコンデンサからなる直列回路からな
り、全体でアースに対して直流電圧電位を形成してい
る。
オード、抵抗およびコンデンサからなる直列回路からな
り、全体でアースに対して直流電圧電位を形成してい
る。
【００２４】前記の装置では、中位周波発生器１３が正
弦波状の交流電圧を形成する。この交流電圧は変成器１
２により電圧領域がマグネトロンカソード１、２の動作
電圧に適合するように昇圧される。カソード１、変成器
１２、カソード２を含む前記の回路によて、２つのカソ
ード間での導電接続路が形成される。この導電接続路に
より変成器１２を介して交流電圧が誘起される。この手
段により、ある時点ではカソード１がマイナス極、すな
わち放電のスパッタ部を形成し、カソード２が放電のプ
ラス極を形成するようになる。また別の時点ではカソー
ド１が放電のプラス極を形成し、カソード２がマイナス
極となり、それによりスパッタされる。
弦波状の交流電圧を形成する。この交流電圧は変成器１
２により電圧領域がマグネトロンカソード１、２の動作
電圧に適合するように昇圧される。カソード１、変成器
１２、カソード２を含む前記の回路によて、２つのカソ
ード間での導電接続路が形成される。この導電接続路に
より変成器１２を介して交流電圧が誘起される。この手
段により、ある時点ではカソード１がマイナス極、すな
わち放電のスパッタ部を形成し、カソード２が放電のプ
ラス極を形成するようになる。また別の時点ではカソー
ド１が放電のプラス極を形成し、カソード２がマイナス
極となり、それによりスパッタされる。
【００２５】中位周波電圧の周波数は、プラズマ放電が
交流電圧の零点通過の際に消失するように低く選定され
る。プラズマ放電は交流電圧の各半波の際に、電圧が変
成器１２にて十分に上昇すると直ちに新たに点弧する。
交流電圧の零点通過の際に消失するように低く選定され
る。プラズマ放電は交流電圧の各半波の際に、電圧が変
成器１２にて十分に上昇すると直ちに新たに点弧する。
【００２６】この交互の作用により、放電は常にスパッ
タリングにより輝く表面をプラス極として見るようにな
る。一方のカソードがプラス極として用いられれば、こ
のカソードはこの時点でスパッタしている他方のカソー
ドにより非導電層が被覆される。交流周波数は、被覆が
プロセスに対して影響を及ぼさないように高く選定され
なければならない。
タリングにより輝く表面をプラス極として見るようにな
る。一方のカソードがプラス極として用いられれば、こ
のカソードはこの時点でスパッタしている他方のカソー
ドにより非導電層が被覆される。交流周波数は、被覆が
プロセスに対して影響を及ぼさないように高く選定され
なければならない。
【００２７】接続線路２２に並列に、接続点１０と１１
の間、ないし２つの給電線路２０、２１の間には第２の
接続線路２８が設けられている。この第２の接続線路に
は整流ダイオード２６と抵抗２７が挿入接続されてい
る。ここでは、整流ダイオード２６のカソードが第１の
給電線路と接続され、整流ダイオード２６のアノードが
抵抗２７と接続され、この抵抗が第２の給電線路２１と
接続される。
の間、ないし２つの給電線路２０、２１の間には第２の
接続線路２８が設けられている。この第２の接続線路に
は整流ダイオード２６と抵抗２７が挿入接続されてい
る。ここでは、整流ダイオード２６のカソードが第１の
給電線路と接続され、整流ダイオード２６のアノードが
抵抗２７と接続され、この抵抗が第２の給電線路２１と
接続される。
【００２８】ダイオード２６によって、接続点１０が接
続点１１よりも負になるとき電力の一部が抵抗２７に導
出される。この電力がスパッタカソード１に利用され
る。交流電圧が転極した後、ダイオード２６は遮断し、
スパッタカソード２が全電力でスパッタリングする。
続点１１よりも負になるとき電力の一部が抵抗２７に導
出される。この電力がスパッタカソード１に利用され
る。交流電圧が転極した後、ダイオード２６は遮断し、
スパッタカソード２が全電力でスパッタリングする。
【００２９】物理的機構は直流電圧スパッタリングと同
じであるから、もちろんアークも発生する。しかしアー
クの発生は、ターゲット表面に対する条件の他に、時間
条件、電流条件および電位条件と結び付いている（交流
周波数を、アークが形成され得るよりも前に極性が既に
変化するように選択すれば）。チョーク１４によって、
点弧およびアーク形成の際に電流上昇が遅延される。コ
イル１９およびコンデンサ１８から形成される発振回路
は動作周波数よりも格段に高い周波数−約５０倍−に調
整されている。アークが発生しようとするとこの発振回
路が発振し、カソードの付加的な極性交番を生ぜしめ
る。それによりアークは直ちに消失する。結合回路網
５、６ないし１６、１７によって電極５、６と被覆室１
５の電位が、室１５に僅かな磁界強度しか発生せず、そ
れによりアーク形成が同様に遅延されるように保持され
る。以下の手段の組み合わせにより実質的にアークが発
生しないようになる：導電的に接続された２つのカソー
ド、周波数、チョーク、電位調整のための結合回路網。
じであるから、もちろんアークも発生する。しかしアー
クの発生は、ターゲット表面に対する条件の他に、時間
条件、電流条件および電位条件と結び付いている（交流
周波数を、アークが形成され得るよりも前に極性が既に
変化するように選択すれば）。チョーク１４によって、
点弧およびアーク形成の際に電流上昇が遅延される。コ
イル１９およびコンデンサ１８から形成される発振回路
は動作周波数よりも格段に高い周波数−約５０倍−に調
整されている。アークが発生しようとするとこの発振回
路が発振し、カソードの付加的な極性交番を生ぜしめ
る。それによりアークは直ちに消失する。結合回路網
５、６ないし１６、１７によって電極５、６と被覆室１
５の電位が、室１５に僅かな磁界強度しか発生せず、そ
れによりアーク形成が同様に遅延されるように保持され
る。以下の手段の組み合わせにより実質的にアークが発
生しないようになる：導電的に接続された２つのカソー
ド、周波数、チョーク、電位調整のための結合回路網。
【００３０】＊動作周波数に対しては４０ｋＨｚが最適
であると判明した。８ｋＨｚから７０ｋＨｚの領域内で
の４０ｋＨｚとは異なる周波数の適用は品質の劣化を甘
受すれば考えられる。
であると判明した。８ｋＨｚから７０ｋＨｚの領域内で
の４０ｋＨｚとは異なる周波数の適用は品質の劣化を甘
受すれば考えられる。
【００３１】＊単相交流電流の代わりに多相（３相）交
流電流による装置を使用することもできる。
流電流による装置を使用することもできる。
【００３２】＊変成器１２には複数の二次巻線を設ける
ことができる。それにより複数のカソード対を駆動する
ことができる。
ことができる。それにより複数のカソード対を駆動する
ことができる。
【００３３】＊カソードの構成は、並置する他に、
−はめ込み構造にする、
−基板状に屋根構造にする、
−メッシュ状基板と共に中央に対向配置する、
−４極子のように空間的に分配する、
ことができる。
【００３４】＊ターゲット材料が２つのカソード１、２
で同じ場合、基板平面に異なる被覆率分布を形成するこ
とができる。
で同じ場合、基板平面に異なる被覆率分布を形成するこ
とができる。
【００３５】カソード１に、カソード２とは別のターゲ
ット材料を被覆する場合は、異なる混合比を基板平面に
調整することができる。層の組成をその厚さに依存して
変化することも（グラディエント層）、層の組成を基板
の線膨張に依存して変化することもできる。
ット材料を被覆する場合は、異なる混合比を基板平面に
調整することができる。層の組成をその厚さに依存して
変化することも（グラディエント層）、層の組成を基板
の線膨張に依存して変化することもできる。
【００３６】＊適用されるカソードの構造形状は平坦型
マグネトロンの他に、 −中間極ターゲット、 −管状マグネトロン、 −トロイダル形マグネトロン、 とすることができる。
マグネトロンの他に、 −中間極ターゲット、 −管状マグネトロン、 −トロイダル形マグネトロン、 とすることができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明により、マグネトロンスパッタ源
を用いた被覆プロセス中に、反応雰囲気中に発生するア
ークを可能な限り完全に消失させるか、またはアーク形
成の傾向が高まるプロセスフェーズ中に既に、この傾向
を識別しこれを阻止するように構成することができる。
を用いた被覆プロセス中に、反応雰囲気中に発生するア
ークを可能な限り完全に消失させるか、またはアーク形
成の傾向が高まるプロセスフェーズ中に既に、この傾向
を識別しこれを阻止するように構成することができる。
【図１】本発明の装置の回路模式図である。
１、２ カソード
３、４ ターゲット
５、６ アノード、電極
７ 基板
８、９ 電気結合回路網
１０、１１ 接続点
１２ 変成器
１３ 中位周波発生器
１４ チョークコイル
１５ 被覆室
１６、１７ 結合回路網
１８ コンデンサ
１９ コイル
フロントページの続き
(72)発明者 ヨーアヒム スツィルボフスキー
ドイツ連邦共和国 ゴルトバッハ リン
グオーフェンシュトラーセ ５
(72)発明者 ゲッツ テシュナー
ドイツ連邦共和国 ゲルンハウゼン ア
ム フェルゼンケラー ２
(56)参考文献 実開 昭63−131757（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 14/00 - 14/58
H01J 37/34
H05H 1/46
Claims (2)
- 【請求項１】 基板（７）に反応性雰囲気内で２つの導
電性ターゲット（３、４）から被覆する方法であって、変成器（１２）と、中位周波発生器（１３）と、チョー
クコイル（１４）とからなる 電流源を有し、該電流源は
排気可能な被覆室（１５）に配置された２つのカソード
（１、２）も含めた磁石と接続されており、 該カソードは電気的に２つのターゲット（３、４）と共
働し、 該ターゲットはスパッタされ、該ターゲットのスパッタ
される粒子は基板（７）上にデポジットされ、 相互にかつスパッタ室（１５）から電気的に分離された
２つのアノード（５、６）が配置されており、該アノー
ドはカソード（１、２）と基板（７）との間の同一の平
面内に設けられている、基板の被覆方法において、 チョークコイル（１４）を介して中位周波発生器（１
３）と接続された変成器（１２）の二次巻線の２つの出
力側（１２ａ、１２ｂ）はそれぞれ、２つの給電線路
（２０、２１）の一方を介してカソードの一方（１ない
し２）に接続されており、該第１および第２の給電線路
（２０、２１）は第１の分岐線路（２２）を介して相互
に接続されており、 該分岐線路にはコイル（１９）とコンデンサ（１８）か
らなる発振回路が挿入接続されており、 ２つの給電線路（２０、２１）の各々は、アースに対す
る直流電圧電位を設定するそれぞれ１つの第１結合回路
網（１６ないし１７）を介して被覆室（１５）と接続さ
れ、かつそれぞれ１つの相応の第２結合回路網（８ない
し９）を介してそれぞれのアノード（５ないし６）と接
続され、 コイル（１９）と第１の給電線路（２０）との間の接続
点は整流ダイオード（２６）のカソードと接続されてお
り、 整流ダイオード（２６）のアノードは、抵抗（２７）を
介して、コンデンサ（１８）と第２の給電線路（２１）
との間の接続点(１１)に接続されており、 ２つのカソード（１、２）を駆動する際の駆動電力の比
は任意であることを特徴とする、基板の被覆方法。 - 【請求項２】 基板（７）に反応性雰囲気内で２つの導
電性ターゲット（３、４）から被覆する装置であって、変成器（１２）と、中位周波発生器（１３）と、チョー
クコイル（１４）とからなる 電流源を有し、該電流源は
排気可能な被覆室（１５）に配置された２つのカソード
（１、２）も含めた磁石と接続されており、 該カソードは電気的に２つのターゲット（３、４）と共
働し、 該ターゲットはスパッタされ、該ターゲットのスパッタ
される粒子は基板（７）上にデポジットされ、 相互にかつスパッタ室（１５）から電気的に分離された
２つのアノード（５、６）が配置されており、該アノー
ドはカソード（１、２）と基板（７）との間の同一の平
面内に設けられている、基板の被覆装置において、 チョークコイル（１４）を介して中位周波発生器（１
３）と接続された変成器（１２）の二次巻線の２つの出
力側（１２ａ、１２ｂ）はそれぞれ、２つの給電線路
（２０、２１）の一方を介してカソードの一方（１ない
し２）と接続されており、 第１および第２の給電線路は第１の分岐線路（２２）を
介して相互に接続されており、 該分岐線路にはコイル（１９）とコンデンサ（１８）か
らなる発振回路が挿入接続されており、 ２つの給電線路（２０、２１）の各々はそれぞれ、アー
スに対して直流電圧電位を設定するそれぞれ１つの第１
結合回路網（１６ないし１７）を介して被覆室（１５）
と接続され、かつそれぞれ１つの相応の第２結合回路網
（８ないし９）を介してそれぞれのアノード（５ないし
６）と接続されており、 コイル（１９）と第１の給電線路（２０）との間の接続
点は整流ダイオード（２６）のカソードと接続されてお
り、 整流ダイオード（２６）のアノードは抵抗（２７）を介
して、コンデンサ（１８）と第２の給電線路（２１）と
の間の接続点に接続されており、 ２つのカソード（１、２）を駆動する際の駆動電力の比
は任意であることを特徴とする、基板の被覆装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4138794A DE4138794A1 (de) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | Verfahren und vorrichtung zum beschichten eines substrats, insbesondere mit elektrisch nichtleitenden schichten |
| DE4204998.9 | 1992-02-19 | ||
| DE4204998A DE4204998A1 (de) | 1991-11-26 | 1992-02-19 | Verfahren und vorrichtung zum beschichten eines substrats, insbesondere mit elektrisch nichtleitenden schichten |
| DE4138794.5 | 1992-02-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222530A JPH05222530A (ja) | 1993-08-31 |
| JP3410496B2 true JP3410496B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=25909489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31486392A Expired - Lifetime JP3410496B2 (ja) | 1991-11-26 | 1992-11-25 | 基板の被覆方法および被覆装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0546293B1 (ja) |
| JP (1) | JP3410496B2 (ja) |
| DE (3) | DE4138794A1 (ja) |
| ES (1) | ES2074320T3 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4202425C2 (de) * | 1992-01-29 | 1997-07-17 | Leybold Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Substrats, insbesondere mit elektrisch nichtleitenden Schichten |
| US5698082A (en) * | 1993-08-04 | 1997-12-16 | Balzers Und Leybold | Method and apparatus for coating substrates in a vacuum chamber, with a system for the detection and suppression of undesirable arcing |
| DE4326100B4 (de) * | 1993-08-04 | 2006-03-23 | Unaxis Deutschland Holding Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Substraten in einer Vakuumkammer, mit einer Einrichtung zur Erkennung und Unterdrückung von unerwünschten Lichtbögen |
| US5830331A (en) * | 1994-09-23 | 1998-11-03 | Seagate Technology, Inc. | Apparatus and method for sputtering carbon |
| DE19537212A1 (de) * | 1994-10-06 | 1996-04-11 | Leybold Ag | Vorrichtung zum Beschichten von Substraten im Vakuum |
| ES2202439T3 (es) * | 1995-04-25 | 2004-04-01 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Sistema de pulverizacion que utiliza un magnetron cilindrico rotativo alimentado electricamente utilizando corriente alterna. |
| DE19605314C2 (de) * | 1996-02-14 | 2002-01-31 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zum Bearbeiten von Substraten in einem bipolaren Niederdruck-Glimmprozeß |
| DE19610253C2 (de) * | 1996-03-15 | 1999-01-14 | Fraunhofer Ges Forschung | Zerstäubungseinrichtung |
| DE19651378A1 (de) * | 1996-12-11 | 1998-06-18 | Leybold Systems Gmbh | Vorrichtung zum Aufstäuben von dünnen Schichten auf flache Substrate |
| DE19651811B4 (de) * | 1996-12-13 | 2006-08-31 | Unaxis Deutschland Holding Gmbh | Vorrichtung zum Belegen eines Substrats mit dünnen Schichten |
| JP3735462B2 (ja) * | 1998-03-30 | 2006-01-18 | 株式会社シンクロン | 金属酸化物光学薄膜の形成方法および成膜装置 |
| DE19826297A1 (de) * | 1998-06-12 | 1999-12-16 | Aurion Anlagentechnik Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Vermeidung von Überschlägen bei Sputterprozessen durch eine aktive Arcunterdrückung |
| US6264804B1 (en) | 2000-04-12 | 2001-07-24 | Ske Technology Corp. | System and method for handling and masking a substrate in a sputter deposition system |
| CN1258616C (zh) | 2001-02-07 | 2006-06-07 | 旭硝子株式会社 | 溅射装置及溅射成膜方法 |
| EP1491154A1 (en) * | 2002-01-22 | 2004-12-29 | JFE Steel Corporation | Ceramic-coated instruments for medical use, ceramic-coated instruments for studying living organisms and process for producing the same |
| US7749622B2 (en) | 2002-10-22 | 2010-07-06 | Asahi Glass Company, Limited | Multilayer film-coated substrate and process for its production |
| EP1675155B1 (de) * | 2004-12-24 | 2012-01-25 | HÜTTINGER Elektronik GmbH + Co. KG | Plasmaanregungssystem |
| US8083911B2 (en) | 2008-02-14 | 2011-12-27 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for treating a substrate |
| US8182662B2 (en) | 2009-03-27 | 2012-05-22 | Sputtering Components, Inc. | Rotary cathode for magnetron sputtering apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE555863A (ja) * | ||||
| BE539040A (ja) * | 1955-04-25 | |||
| FR1556849A (ja) * | 1967-03-24 | 1969-02-07 | ||
| US3860507A (en) * | 1972-11-29 | 1975-01-14 | Rca Corp | Rf sputtering apparatus and method |
| DD221202A1 (de) * | 1983-12-15 | 1985-04-17 | Fi Manfred V Ardenne | Einrichtung zur verhinderung von ueberschlaegen beim hochratezerstaeuben |
| BG41745A1 (en) * | 1984-12-29 | 1987-08-14 | Minchev | Device for discontinuing of arc dicharges in gas dicharge vessel |
| DD252205B5 (de) * | 1986-09-01 | 1993-12-09 | Fraunhofer Ges Forschung | Zerstaeubungseinrichtung |
| US4887005A (en) * | 1987-09-15 | 1989-12-12 | Rough J Kirkwood H | Multiple electrode plasma reactor power distribution system |
| DE4042287C2 (de) * | 1990-12-31 | 1999-10-28 | Leybold Ag | Vorrichtung zum reaktiven Aufstäuben von elektrisch isolierendem Werkstoff |
-
1991
- 1991-11-26 DE DE4138794A patent/DE4138794A1/de not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-02-19 DE DE4204998A patent/DE4204998A1/de not_active Ceased
- 1992-10-24 DE DE59202813T patent/DE59202813D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-24 EP EP92118239A patent/EP0546293B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-24 ES ES92118239T patent/ES2074320T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-25 JP JP31486392A patent/JP3410496B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4138794A1 (de) | 1993-05-27 |
| DE59202813D1 (de) | 1995-08-10 |
| EP0546293B1 (de) | 1995-07-05 |
| JPH05222530A (ja) | 1993-08-31 |
| EP0546293A1 (de) | 1993-06-16 |
| ES2074320T3 (es) | 1995-09-01 |
| DE4204998A1 (de) | 1993-08-26 |
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