JPH01263A - Method and apparatus for providing high resistance layer by cathode sputtering - Google Patents

Method and apparatus for providing high resistance layer by cathode sputtering

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JPH01263A
JPH01263A JP63-65965A JP6596588A JPH01263A JP H01263 A JPH01263 A JP H01263A JP 6596588 A JP6596588 A JP 6596588A JP H01263 A JPH01263 A JP H01263A
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target
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distance
cathode
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ペーター・ヴイルツ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、請求項1の前提部による方法、即ち導電性タ
ーゲット物質を、直流電圧の供給されるマグネトロン陰
極を用い、減圧下に反応性雰囲気中で反応ガスの連続的
供給下に陰極スパッタにより基板上に高抵抗層を設け、
その際基板をターゲット表面に対して平行平面に保つか
または案内し、ターゲット表面と゛基板の平面との間に
は遮蔽装置が存在し、該遮蔽装置を陰極電位に対してプ
ラスであるかまたは自己調節的である電位に保つ、基板
上に高抵抗層を設ける方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention provides a method according to the preamble of claim 1, in which a conductive target material is made reactive under reduced pressure using a magnetron cathode supplied with a direct current voltage. A high resistance layer is formed on the substrate by cathode sputtering under continuous supply of reactive gas in an atmosphere.
In this case, the substrate is held or guided in a plane parallel to the target surface, and a shielding device is present between the target surface and the plane of the substrate, the shielding device being positive or self-contained with respect to the cathode potential. The present invention relates to a method of providing a highly resistive layer on a substrate, which is maintained at a potential that is adjustable.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

低抵抗の金属層を吹付けるのは技術的に僅かな問題を惹
起するにすぎないが、高抵抗層の製造は比較的問題があ
る。それというのも操作時間の進むにつれて、相互に特
定の電位差を有しなければならない金属製の装置部分が
次第に高抵抗の層材料で被覆され、この場合この被覆は
なお面積が拡がるからである。これにより、被覆過程を
不安定にする方法パラメータの流動が生じるので、方法
によって製造される生成物が作業時間の増加につれて異
なる性質を有する。
While spraying low-resistance metal layers presents only minor technical problems, the production of high-resistance layers is relatively problematic. This is because, as the operating time progresses, the metallic device parts, which must have a certain potential difference with respect to one another, are coated with increasingly more resistive layer material, and this coating then becomes larger in area. This results in a flow of process parameters that makes the coating process unstable, so that the products produced by the process have different properties as the working time increases.

“高抵抗層”とは、5×10−4オーム/GrrLより
上の抵抗率を有する層を表わすが、この限界値は臨界的
ではなく、場合場合に応じて種々に評価される。この種
の層は、散布される粒子のための凝縮面において既に絶
縁層の性質を有する。
A "high resistance layer" refers to a layer with a resistivity above 5.times.10@-4 ohm/GrrL, although this limit value is not critical and may be evaluated differently on a case by case basis. A layer of this type already has the properties of an insulating layer on the condensation surface for the dispersed particles.

反応ガスは、たとえば酸素、または窒素のような純反応
ガスであるか、またはこれらのガスの少なくとも1種と
スパッタ法に必要な、たとえばアルゴンのような不活性
ガスとの混合物であってもよい。
The reactive gas may be a pure reactive gas, such as, for example, oxygen or nitrogen, or a mixture of at least one of these gases and an inert gas, such as, for example, argon, required for the sputtering process. .

この場合、スパッタ法を直流電圧で作業することができ
るようにするためには、ターゲットは導電性でなければ
ならず、ターゲットは一般に、生成すべき層の反応成分
を形成する金属からなり、他の反応成分は反応ガスから
由来する。
In this case, in order for the sputtering method to be able to work with direct voltage, the target must be electrically conductive, and it generally consists of a metal that forms the reactive component of the layer to be produced and other The reactive components of are derived from the reactant gas.

金属蒸気流と反応ガスとの協同作用によって、基板上に
所望化合物の沈積が行なわれる。しかし、反応ガスはタ
ーゲット表面に作用して、程度に差こそあれ大きいター
ビン)ff面部分に絶縁被膜をつくり、これによりスパ
ッタ速度が低下し、方法の安定性が損なわれる。この場
合、絶縁被膜から十分に免かれるのは、マグネトロン陰
極において典型的な、プラズマ放電が閉じ込められる、
場の磁力線からなるトンネル内を延びる浸食みぞだけで
ある。浸食みぞの底部には、実際に使用可能な方法実施
形ではスパッタ速度は大きいので、不利な絶縁被膜は形
成しえない。しかしこの場合にはなお、一連の他の方法
パラメータに注意しなければならない。
The cooperative action of the metal vapor flow and the reactant gas results in the deposition of the desired compound on the substrate. However, the reactant gases act on the target surface and create an insulating coating on the more or less large turbine) f surface, which reduces the sputtering rate and compromises the stability of the process. In this case, what is largely free from the insulating coating is the typical plasma discharge in magnetron cathodes, where the plasma discharge is confined.
There is only an erosion groove running through a tunnel of magnetic field lines. At the bottom of the erosion groove, the sputtering rate is so high that in practically usable method embodiments no unfavorable insulating coating can be formed. However, in this case a series of other method parameters must still be taken into account.

・ 十分な方法安定性を得るためには、一般に基板とタ
ーゲットとの間の高い減結合を用いて作業される。高い
減結合では、基板面積対有効ターゲット面積(ターグツ
ト上の浸食みぞの面積)の面積比に基づき、基板におけ
る反応ガスの作用はターゲットに対する作用に比して相
対的に高くなっている。高い減結合は、なかんずくター
ゲットと基板との間の大きい距離によって達成され、こ
れは通常約100Hである。
- To obtain sufficient process stability, one generally works with high decoupling between substrate and target. At high decoupling, the effect of the reactant gas on the substrate is relatively high compared to the effect on the target, due to the area ratio of substrate area to effective target area (area of the erosion groove on the target). High decoupling is achieved inter alia by a large distance between target and substrate, which is typically about 100H.

減結合のもう1つの手段は、作業ガス(たとえばアルデ
ン)と反応ガスとの入口個所の分離であシ、この場合作
業ガスはターゲット近辺に導入され、反応ガス(または
作業ガスと反応ガスとの混合物)は基板近辺に導入され
る。相対的に高い方法安定性は、付加的にガスの入口個
所の間に存在し、基板近くの範囲とターゲット近くの範
囲とを十分に分離する絞りを導入する場合に達成される
。この絞シは一度、ターゲット近くの範囲で反応ガスの
付加的ブラタ面として作用する。これによってターゲッ
ト近くの範囲への反応ガスの導入が減少し、同時に基板
に対する反応ガスの作用が増加する。殊に、絶縁層を設
ける場合に絞りを用いて作業する際には絞りの基板に面
した側に配置されている付加的陽極によって放電電流を
維持しなければならない(西ドイツ国特許出願公開第3
331707号明細書)。
Another means of decoupling is the separation of the working gas (e.g. aldene) and the reactant gas at the inlet point, where the working gas is introduced near the target and the reactant gas (or mixture) is introduced near the substrate. A relatively high method stability is achieved if a constriction is additionally introduced between the gas inlet points and sufficiently separates the region near the substrate and the region near the target. This constriction once acts as an additional blanket surface for the reactant gas in the vicinity of the target. This reduces the introduction of reactive gas into the area near the target and at the same time increases the action of the reactive gas on the substrate. In particular, when working with a diaphragm when applying an insulating layer, the discharge current must be maintained by means of an additional anode, which is arranged on the side of the diaphragm facing the substrate (see German Patent Application No. 3).
331707 specification).

しかし、公知解決手段は技術的欠点を有する。However, the known solutions have technical drawbacks.

たとえば得られる沈積割合は、ターゲット−基板の距離
に基づき、殊に噴霧されるターグツト物質の約60%が
絞りに衝突するために著しく減小している。さらに、絞
りによってプラズマも基板近くの範囲でその密度が著し
く減小する。
For example, the resulting deposition rate is significantly reduced due to the target-substrate distance, in particular because about 60% of the sprayed target material impinges on the aperture. Furthermore, the density of the plasma is significantly reduced in the vicinity of the substrate due to the aperture.

このため、大過剰の還元ガスを用いて作業しなければな
らず、このこと自体は、反応ガスをターゲットから遠ざ
けることによらて方法安定性を高める要求とは正反対で
ある。さらに層の特定の性質は強いプラズマの作用の場
合しか達成することができないので、公知の解決手段は
殊にイオンによる被覆にも不適当である。さらに公知装
置は、運転故障の傾向がある。それというのも絞シ上で
成長する層は、殊に絶縁層である場合に剥離するからで
ある。
This necessitates working with a large excess of reducing gas, which in itself is contrary to the desire to increase process stability by moving the reactant gas away from the target. Furthermore, the known solutions are also particularly unsuitable for coating with ions, since the specific properties of the layer can only be achieved with strong plasma action. Furthermore, known devices are prone to operational failures. This is because the layers grown on the striations, especially in the case of insulating layers, tend to peel off.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従って、本発明の課題は、絶縁層ないしは高抵抗層を、
大きい方法安定性において高割合で沈積させることので
きる、最初に記載した種類の方法を提供することである
Therefore, the problem of the present invention is to
It is an object of the invention to provide a process of the type mentioned at the outset, which allows high rate deposition with great process stability.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

設定された課題の解決は、本発明によれば、請求項1の
特徴部に記載された手段、即ちa)反応ガスを、ターゲ
ットa面からできるだけ小さい距離に、しかし平面図で
見て、ターゲットの輪郭線の外部で供給し、 b)ター
グツト表面と基板表面との間の距離″a”を601Ei
Iよりも小さくし、とくに40〜50mmに保ち、 C
)ターゲットに面している遮蔽装置の表面と基板との間
の距離”d”を距離″a”の半分よりも小さく選択する
手段を組合せることによって行なわれる。
The solution to the problem set out is achieved according to the invention by the means specified in the characterizing part of claim 1, namely: a) directing the reactant gas to the target at a distance as small as possible from the target a-plane, but viewed in plan; b) the distance “a” between the target surface and the substrate surface is 601Ei
Keep it smaller than I, especially 40-50mm, C
) by combining the means of selecting the distance "d" between the surface of the shielding device facing the target and the substrate to be less than half the distance "a".

これらの手段は、公知技術とは異なり、−面では反応ガ
スとターゲットとの間、他面ではり−ゲットと基板との
間の極めて大きい結合を生じ、このことは殊にターゲッ
ト近辺におけるガス入口の配置および短かい基板距離に
よって達成される。しかし、課題を解決する場合、高い
沈積割合を得ることも重要な作用をし、これは実際に絞
シなしで作業することによって達成される。この場合、
遮蔽装置の開口は、粒子流の大部分が該開口を通過しう
るような大きさにすべきである。遮蔽装置における開口
は、これがほぼターゲットの幅に一致するかまたはむし
ろこれよりも大きい場合には、実際にもはや絞シとして
は作用しない。
These measures, in contrast to the prior art, result in extremely high coupling between the reactant gas and the target on one side and between the beam target and the substrate on the other side, which is especially true at the gas inlet in the vicinity of the target. arrangement and short substrate distance. However, in solving the problem, obtaining a high deposition rate also plays an important role, and this is achieved in practice by working without a drawstring. in this case,
The aperture in the shielding device should be sized such that a large portion of the particle stream can pass through the aperture. The opening in the shielding device practically no longer acts as an aperture if it approximately corresponds to the width of the target or is even larger than this.

従って、遮蔽装置の内縁間の距離″X″をターケ9ット
の横寸法″C”の0.6倍と2.0倍との間に選択する
のが有利である。
It is therefore advantageous to choose the distance "X" between the inner edges of the shielding device between 0.6 and 2.0 times the lateral dimension "C" of the tarquet.

円板形ターゲットの場合、横寸法M CI+はターゲッ
トの直径に一致し、距離“x”は遮蔽装置の内径に一致
する。この寸法は容易に長方形のターゲットにも転用す
ることができ、該ターゲットでは遮蔽装置の内縁は距離
″X′で互いに平行に延びている。
For disc-shaped targets, the lateral dimension M CI+ corresponds to the diameter of the target and the distance "x" corresponds to the inner diameter of the shielding device. This dimension can easily be transferred to rectangular targets, in which the inner edges of the shielding devices extend parallel to each other at a distance "X'.

記載の寸法定めの規定により、粒子流の少なくとも60
%が妨げられずに基板の方向に流れるようにすることが
できる。
According to the stated sizing provisions, at least 60% of the particle flow
% can flow unhindered towards the substrate.

この場合、特定の構成の場合に、陽極機能をも発揮する
遮蔽装置が、基板面のすぐ近くに配置されているのがと
くに有利である。この場合ターゲットに面した遮蔽装置
の我面と基板との間の距離”d″が、最大で遮蔽装置の
厚さと幅5111IEの間隙との和に一致するのがとく
に有利である。これにより、プラズマは実際に妨げられ
ずに、高い密度で基板ないしはキこに形成しつつある層
に作用することができる。
In this case, it is particularly advantageous in certain configurations for the shielding device, which also performs an anode function, to be arranged in close proximity to the substrate surface. In this case, it is particularly advantageous if the distance "d" between the side of the shielding device facing the target and the substrate corresponds at most to the thickness of the shielding device plus the gap width 5111IE. This allows the plasma to act practically unhindered and with high density on the substrate or on the layer forming on the groove.

本発明による方法の場合、放電電流は通常存在する暗部
遮蔽ないしはプラズマ遮蔽に到達することはできないで
、基板近辺に誘導される。
In the method according to the invention, the discharge current cannot reach the normally existing dark shield or plasma shield, but is guided in the vicinity of the substrate.

こうして、基板近くの範囲におけるプラズマ密度が増加
する。これは、反応ガスが有効に利用される。つまシ減
結合を有する方法に比べてはるかに少ない反応ガスが特
定の反応度を得るのに必要である結果となる。従前のす
べての発明とは異なり、遮蔽装置ないしは陽極の範囲に
おけるこの種の電位状態の形成によって驚異的なことに
放電の基本安定性の増加を達成することができる。
Thus, the plasma density in the vicinity of the substrate is increased. This makes effective use of the reaction gas. The result is that much less reactant gas is required to obtain a particular degree of reactivity than in methods with lump decoupling. In contrast to all previous inventions, by creating a potential state of this type in the area of the shielding device or the anode, it is surprisingly possible to achieve an increase in the basic stability of the discharge.

本発明方法における極めて重大な利点は、被覆パラメー
タ、ひいては層特性が長時間一定不変であることである
。化合物ないしは高抵抗層を反応により沈積させる場合
、遮蔽装置または反応帯域の近くに存在する他の装置部
分上に絶縁層が沈積するのは不可避である。記載の装置
部分は一般に導電性金属部分であるので、被覆の進行中
に電位分布が変わる。これによって実際に、有効陽極が
時間のたつうちに陰極の近くから基板近辺にまで移動す
る。沈積速度および層厚にもよるが、この移動時間は数
分から1時間以上にまでかかる。層特性に対する電位状
態のかかる変化の結果はがまんできない。
A very important advantage of the method according to the invention is that the coating parameters and thus the layer properties remain constant over time. When chemical compounds or high-resistance layers are deposited by reaction, it is inevitable that an insulating layer is deposited on the shielding device or other device parts that are located in the vicinity of the reaction zone. Since the device parts described are generally electrically conductive metal parts, the potential distribution changes during the course of coating. This actually causes the effective anode to move over time from near the cathode to near the substrate. Depending on the deposition rate and layer thickness, this travel time can range from a few minutes to over an hour. The consequences of such changes in potential conditions on layer properties are intolerable.

実際に、本発明方法でも遮蔽装置上に被覆物質が沈積す
るが、本発明方法によれば、この影響が方法パラメータ
の長時間安定性に対して有害な作用を有しないようにす
ることができる。
In fact, the method according to the invention also results in the deposition of coating substances on the shielding device, but the method according to the invention makes it possible to ensure that this effect does not have a detrimental effect on the long-term stability of the method parameters. .

即ち、これにより℃はじめから、被覆過程に対して最適
の定義された電位状態が達成される。
This means that from the beginning at 0.degree. C. an optimum defined potential state is achieved for the coating process.

この場合、一方では減圧を定める真空ポンプ装置の吸込
み力、他方では単位時間に供給される反応ガス量を、タ
ーゲットと基板との間の反応帯域から、供給される反応
ガスのbよシ少量、とくに塊よりも少量が未消費で排出
されるように調節するのがとくに有利である。
In this case, on the one hand, the suction force of the vacuum pump device that determines the reduced pressure, and on the other hand, the amount of reaction gas supplied per unit time, from the reaction zone between the target and the substrate, the amount b of the reaction gas supplied, It is particularly advantageous to arrange for a smaller amount than the lumps to be discharged unconsumed.

この手段も、通常供給される反応ガスのbよシ多量、た
いていの場合むしろ数倍が未消費で真空ポンプによって
排出される公知技術と相反する。
This measure also contradicts the known technology, in which normally a much larger amount of the reactant gas supplied, in most cases even several times more, is discharged unconsumed by means of a vacuum pump.

この場合、とくに簡単に、反応ガスの供給量対未消費で
吸引される量の割合は、陰極を取り囲む内部ケーシング
と基板との間の間隙幅の選択によって決定することがで
きる。これによつ℃、上記内部ケーシング内の全圧と内
部ケーシングを取シ囲む真空室内の全圧との差が係数2
に向って小さくなるようにすることができる。
In this case, the ratio of the amount of reactant gas supplied to the amount drawn off unconsumed can be determined in a particularly simple manner by selecting the gap width between the inner casing surrounding the cathode and the substrate. Accordingly, the difference between the total pressure inside the inner casing and the total pressure inside the vacuum chamber surrounding the inner casing is a factor of 2.
It can be made smaller towards.

これらの手段は、既述したように、公知技術とは異なる
が、該公知文献は常に、方法安定性は一方では真空ポン
プの吸込みカを上げることにより、他方では反応ガスの
供給流を増加することによって高くすべきであると記載
しておりその理由は反応ガスの通過量を多くすることに
帰するが、これは反応ガスの小部分しか所望の化合物に
変換されない結果となる。
These measures, as already mentioned, differ from the prior art, but the prior art always states that the method stability is improved on the one hand by increasing the suction power of the vacuum pump, and on the other hand by increasing the feed flow of the reaction gas. The reason for this is due to the high throughput of the reaction gas, which results in only a small portion of the reaction gas being converted into the desired compound.

しかし、真空ポンプの吸込み力を上げると、他の難点、
即ち高い反応度を有する層では凝縮割合の制限ないしは
与えられた沈積割合では反応度の制限が生じる。その原
因は、反応ガス流量が増加すると、特定の反応度の調節
に必要な、gE撃数比率も同様に高くなければならない
ことにあると思われる。
However, when increasing the suction power of a vacuum pump, there are other difficulties,
This means that in layers with high reactivity, there is a condensation rate limitation or, for a given deposition rate, a reactivity limitation. The reason appears to be that as the reactant gas flow rate increases, the gE strike rate, which is necessary to adjust a specific reactivity, must also increase.

真空ポンプ装置の吸込み力の減少も、必然的に未消費で
排出される反応ガス量の減少を伴なって現われ、これに
より高い方法安定性のほかに、従前よりも高い反応度も
達成しえたことを観察することができた。
The reduction in the suction power of the vacuum pump equipment was also accompanied by a reduction in the amount of unconsumed reactant gas discharged, which made it possible to achieve not only a high process stability but also a higher reactivity than before. I was able to observe that.

これによって、反応ガスはターゲット近辺の入口個所か
らほとんど完全にターグツト表面前方のち密なプラズマ
領域中へ流入させることができ、ここから基板に向って
拡散し、ここで小部分がそこに設けられた間隙を通って
吸引される前に、化学反応で大部分が消費される。こう
して、基板六回前方の励起された反応ガス粒子の密度は
明らかに増加する。これによりまたしても、要求される
反応度の調節のために必要な衝撃数比が小さくなる。こ
のため、反応ガス流が等しいかまたはむしろ小さい場合
に、単位時間あたりの大量の金属を高い反応度で反応さ
せることができる。これは、本発明方法を適用する場合
、ターゲット近辺に反応ガスを導入すること、殊にター
ゲットと基板との間の狭い結合自体は放電の基本安定性
を低下することが期待されるが、放電を安定に作動しう
ろことも説明する。
This allows the reactant gas to flow from an entry point near the target almost completely into the dense plasma region in front of the target surface, from where it diffuses towards the substrate, where a small portion is deposited there. Most of it is consumed in chemical reactions before being sucked through the gap. Thus, the density of excited reactive gas particles six times in front of the substrate increases obviously. This again reduces the impact number ratio required for the required reactivity adjustment. For this reason, a large amount of metal per unit time can be reacted with a high degree of reactivity if the reaction gas flow is equal or even smaller. This is because when applying the method of the present invention, introducing a reactive gas near the target, especially the narrow bond itself between the target and the substrate, is expected to reduce the basic stability of the discharge. It also explains how the scales operate stably.

また、本発明は、請求項10の前提部による本発明方法
を実施するための装置にも関する。
The invention also relates to a device for carrying out the inventive method according to the preamble of claim 10.

同じ課題の解決は、請求項10の特徴部における特徴に
よって行なわれる。
The solution to the same problem is achieved by the features in the characterizing part of claim 10.

本発明の対象の他の有利な構成は、その他の請求項から
明らかである。
Further advantageous developments of the subject matter of the invention are apparent from the further claims.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明対象の実施例を第1図〜第3図につき詳述
する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

第1図には、マグネトロン陰極1が示されておシ、これ
はそれ自体としては公知技術水準に属する。さらに、か
かるマグネトロン陰極の原則的構造の詳細は、第6図か
ら認められる。マグネトロン陰極1は、導線2により約
400〜1000ボルトの間の負直流電圧を放出するこ
とのできる直流電圧源3と接続されている。マグネトロ
ン陰極1は、形成すべき層材料の一方の成分を提供する
導電性材料からなるほぼ合同のターゲット4で被覆され
ている。ターゲットは表面4aを有し、該表面がいわゆ
るスパッタ面である。
FIG. 1 shows a magnetron cathode 1, which as such belongs to the state of the art. Further details of the principle structure of such a magnetron cathode can be seen from FIG. The magnetron cathode 1 is connected by a conductor 2 to a DC voltage source 3 capable of emitting a negative DC voltage of between about 400 and 1000 volts. The magnetron cathode 1 is coated with a substantially congruent target 4 of conductive material which provides one component of the layer material to be formed. The target has a surface 4a, which is the so-called sputtering surface.

マグネトロン陰極ないしはターゲット4は、周縁部分が
反応ガス用分配装置5にょシ取り囲まれておシ、この場
合間隔はできるだけ小さく選択されているが、分配装置
5とターデシト衣面4aとは、平面図で見て、互いに交
差することはない。分配装置5の詳細に示されてない出
口孔は、下方に向いている。ターゲット5は横寸法″′
C”を有する。円形ターゲット4の場合には分配装置5
も環状導管として示されており、これはわかりやすいよ
うに図面には記載されてない。
The magnetron cathode or target 4 is surrounded at its periphery by a distribution device 5 for the reaction gas, in which case the spacing is chosen to be as small as possible; Look, they don't cross each other. The outlet holes of the distribution device 5, which are not shown in detail, point downwards. Target 5 has horizontal dimension ″′
C”. In the case of a circular target 4, the dispensing device 5
is also shown as an annular conduit, which is not shown in the drawings for clarity.

ターデッ)Ft面4aに対し平行平面に整列して、マグ
ネトロン陰極1の傍を、ターゲット材料と反応ガスから
の反応生成物で被覆されるべき基板6が通過する。ター
グツト表面4aから基板6までの距離は寸法Na″を有
する。この距離は40〜601111の間であシ、ター
ゲットの横寸法″C″はとくに重要ではなく、通常の寸
法を有する。この距離″a”内に、基板6のすぐ近くに
遮蔽装置Tがあシ、その内側縁7aは相互間距離nx”
を有し、この距離はターゲット4の横寸法IIc″の肌
6倍〜2.0倍の間にある。この距離″X″の可変性は
、遮蔽装置γの点線の延長部によって衣わされている。
A substrate 6 to be coated with reaction products from the target material and the reaction gas passes past the magnetron cathode 1 aligned in a plane parallel to the Ft plane 4a. The distance from the target surface 4a to the substrate 6 has a dimension Na". This distance may be between 40 and 601111, and the lateral dimension "C" of the target is not particularly important and has a normal dimension. This distance"a", there is a shielding device T in the immediate vicinity of the substrate 6, and its inner edge 7a has a mutual distance nx"
, and this distance lies between 6 and 2.0 times the lateral dimension IIc" of the target 4. The variability of this distance "X" is dominated by the dotted extension of the shielding device γ. ing.

遮蔽装置7は絶縁して配置されており、これは左側に示
された支持絶縁体8によって表わされている。さらに、
遮蔽装置は導線9によって0〜+200ボルトの間の直
流電圧を供給する直流電圧源10と接続されている。タ
ーゲット4に面した、遮蔽装置の表面7bは、基板6か
ら距離Na”の半分よりも小さい距離“d′を有する。
The shielding device 7 is arranged insulatingly, which is represented by the support insulator 8 shown on the left. moreover,
The shielding device is connected by a conductor 9 to a DC voltage source 10 supplying a DC voltage between 0 and +200 volts. The surface 7b of the shielding device facing the target 4 has a distance "d" from the substrate 6 which is less than half the distance Na".

この実施例では、距離”d”は最大で遮蔽装置1の厚さ
と、約5nの間隙幅との和に等しい。
In this embodiment, the distance "d" is at most equal to the thickness of the shielding device 1 plus the gap width of approximately 5n.

第1図の右側部分(部分A)には、マグネトロン陰極1
がその傍で側方に存在する真空室の壁12から比較的大
きい距離を有する装置が示されている。この距離は、真
空室のもう1つの壁13によって橋絡され、これらの壁
はいずれも大地電位にある。この場合、陰極1の中心軸
からの真空室壁12の距離は寸法”b″を有しこれはb
=2cである。この装置の場合、層14および15を有
する室壁12および13は少なくとも部分的に絶縁材料
からなり、これにより室壁は出発状態に比べて徐々にそ
の陽極機能を失なう。
In the right part (part A) of Fig. 1, there is a magnetron cathode 1.
The device is shown having a relatively large distance from the wall 12 of the vacuum chamber beside which it lies laterally. This distance is bridged by another wall 13 of the vacuum chamber, both of which are at ground potential. In this case, the distance of the vacuum chamber wall 12 from the central axis of the cathode 1 has a dimension "b", which is b
=2c. In this device, the chamber walls 12 and 13 with layers 14 and 15 are at least partially made of an insulating material, so that the chamber walls gradually lose their anodic function compared to the starting state.

第1図の左側部分(部分B)には、スペース状態が狭く
されたマグネトロン陰極が示されている。つ−!シ大地
電位にある真空室の壁13は著しく短かい。この場合被
覆時間が進むにつれて電位状態が変化するのを阻止する
ために、直接に隣接する真空室の側壁1Tは絶縁して懸
架されており、これは支持絶縁体18によって表わされ
ている。これによって壁17はそれ自体、自由に選択さ
れる中間電位に調節される。
In the left-hand part of FIG. 1 (part B) a magnetron cathode with narrowed spacing is shown. Tsu-! The walls 13 of the vacuum chamber at ground potential are significantly shorter. In this case, in order to prevent changes in the potential state as the coating time progresses, the immediately adjacent side walls 1T of the vacuum chamber are suspended insulatingly, which is represented by a support insulator 18. As a result, the wall 17 is itself set to a freely selected intermediate potential.

第1図による双方の構成は、殊にたとえば5102のよ
うな特定の残留導電性を有する層の沈積に適当である。
Both configurations according to FIG. 1 are particularly suitable for depositing layers with a certain residual conductivity, such as 5102 for example.

この場合、陽極として作用する部分は、アースかまたは
アースに対する正電位に接続され、直接粒子流中で基板
の前に配置されている。この場合、陽極として作用する
部分上に沈積する層は、放電電流を受取るのになお十分
な導電性を有する。他方の面上には、容易に絶縁層が沈
積しうる。陽極として作用する遮蔽装置γが零電位にあ
る場合、該装置は壁12と短絡させることができる(第
2図、部分A)。しかし通常は、陽極として作用する遮
蔽装置Tは、それを取シ囲む、プラズマスクリーンとし
て作用する壁によ#)(たとえばこれらの壁が壁11の
ように”浮動”しうる場合)分離して配置されている。
In this case, the part acting as an anode is connected to earth or to a positive potential with respect to earth and is placed directly in front of the substrate in the particle stream. In this case, the layer deposited on the part that acts as an anode still has sufficient electrical conductivity to receive the discharge current. An insulating layer can easily be deposited on the other side. If the shielding device γ, which acts as an anode, is at zero potential, it can be short-circuited with the wall 12 (FIG. 2, part A). Usually, however, the shielding device T acting as an anode is separated by surrounding walls acting as a plasma screen (for example if these walls can be "floating" like wall 11). It is located.

それというのもこれらの壁は絶縁して懸架されているか
らである(第1図、部分B−)。
This is because these walls are suspended insulatingly (FIG. 1, section B-).

第2図による双方の構成は、1法および配置が大体にお
いて第1図による相応する構成AおよびBと一致するの
で、同じ参照符号が使用されている。しかし、既に上記
に記載したように第2図による構成は、絶縁層の製造用
に設定されている。この場合には、遮蔽装置T上にも絶
縁層19が沈積するので、該遮蔽装置は、少なくともし
ばらくの後、もはや陽極の機能を実施できない。ここで
陽極機能を確保するために、スパッタ、装置内で遮蔽装
置7の後方に、水貫流管として構成されている特別な陽
極20が配置されている。陽極20は、導線21によっ
て直流電圧源22と接続されており、該電圧源により陽
極は約40〜120■の正電圧が印加可能である。この
場合、陽極20は間隙11内で縁7aに対して後退して
いるので、陽極には非常に僅かな部分に絶縁粒子が衝突
しうるにすぎない。遮蔽装置7は壁12および13と一
緒に大地電位に接続されている(第2図、部分A)かま
たは支持絶縁体8により自動的に自由に調節しうる電位
に保たれている(第2図、部分B)。
Both configurations according to FIG. 2 correspond in principle and arrangement to the corresponding configurations A and B according to FIG. 1, so that the same reference numerals are used. However, as already mentioned above, the arrangement according to FIG. 2 is designed for the production of insulating layers. In this case, an insulating layer 19 is also deposited on the shielding device T, so that the shielding device can no longer perform the function of an anode, at least after a while. In order to ensure the anode function here, a special anode 20, which is designed as a water flow tube, is arranged behind the shielding device 7 in the sputtering device. The anode 20 is connected by a conductive wire 21 to a DC voltage source 22, which can apply a positive voltage of about 40 to 120 μm to the anode. In this case, the anode 20 is set back in the gap 11 relative to the edge 7a, so that only a very small portion of the anode can be hit by the insulating particles. The shielding device 7 together with the walls 12 and 13 is either connected to earth potential (FIG. 2, part A) or is automatically kept at a freely adjustable potential by means of supporting insulators 8 (second Figure, part B).

それぞれの場合に、遮蔽装置1は特別な陽極20に対し
”C遮蔽機能を′も有する。
In each case, the shielding device 1 also has a "C-shielding function" for the special anode 20.

第2図から認めうるように、陽極20と遮蔽装置7の双
方は、基板のすぐ近くに、しかも基板6上に到達する被
覆材料の割合が遮蔽装置7によって実際に変化しないよ
うに配置されている。全プラズマ空間、殊に基板近辺に
おける電位状態は、上記の表面上に絶縁層が生成するか
または既に存在する場合には、時間的および空間的に安
定のままである。しかしこの場合、上記の部分は導電性
でなければならない。それというのもさもないとこれら
の部分は陰極の範囲内で、不利な側方放電を抑圧するそ
の課題を満足できないからである。
As can be seen from FIG. 2, both the anode 20 and the shielding device 7 are arranged in close proximity to the substrate and in such a way that the proportion of the coating material reaching the substrate 6 is not actually changed by the shielding device 7. There is. The potential state in the entire plasma space, in particular in the vicinity of the substrate, remains temporally and spatially stable if an insulating layer is generated or is already present on the surface. However, in this case the above-mentioned parts must be electrically conductive. This is because otherwise these parts would not be able to fulfill their task of suppressing unfavorable lateral discharges within the area of the cathode.

はじめから安定である運転条件を得るために上記表面に
一種の化成相で、基板の本来の被覆前に意図的に絶縁層
を設けるように実施することもできる。
In order to obtain operating conditions that are stable from the beginning, it can also be provided that the surface is intentionally provided with an insulating layer with a chemical phase before the actual coating of the substrate.

第6図による実施例の場合、第1図および第2図に省略
した真空室23も略示されている。
In the embodiment according to FIG. 6, the vacuum chamber 23, which has been omitted from FIGS. 1 and 2, is also schematically illustrated.

この真空室は吸込み管24により、図示されてない1組
の真空ポンプと接続されている。真空室23内には、マ
グネトロン陰極1および分配装置5をできるだけ接近し
て取り囲む内部ケーシング25が配@烙れ℃いる。しか
しこの場合陰極1はそのターゲット4とともに若干詳細
に図示されておυ、しかもここでは磁極NとSが示され
ていて、これらの磁極はターゲット表面4aの上方に閉
じた磁力線トンネルを形成し、この中にプラズマPが閉
じ込められている。この場合、このプラズマは磁極面の
経過に追従し;円形のマグネトロン陰極の場合にはほぼ
結節の形を有する。マグネトロン陰極1にはなお陰極基
体1aが所属している。ここでは導管2は支持管として
構成され、貫通絶縁体26により真空室23の壁を貫通
している。側面、背面および導管2は、同様に大地電位
にある暗室遮蔽装置27により取り囲まれている。
This vacuum chamber is connected by a suction pipe 24 to a set of vacuum pumps, not shown. Inside the vacuum chamber 23 is arranged an inner casing 25 which surrounds the magnetron cathode 1 and the distribution device 5 as closely as possible. However, in this case the cathode 1 with its target 4 is shown in some detail υ, and here the magnetic poles N and S are shown, which form a closed field line tunnel above the target surface 4a, Plasma P is confined within this. In this case, the plasma follows the course of the magnetic pole surface; in the case of a circular magnetron cathode, it has approximately the shape of a nodule. The magnetron cathode 1 still has a cathode base body 1a. The conduit 2 is here constructed as a supporting tube and penetrates the wall of the vacuum chamber 23 by means of a feedthrough insulator 26 . The sides, back and conduit 2 are surrounded by a dark room shielding device 27 which is also at ground potential.

この場合、遮蔽装置7は内部ケーシング250部分であ
シ、従って大地電位にある。内側縁7aの間には、第1
図および第2図と同様に、寸法″x”を有する被覆材料
用出口30が形成される。しかし、遮蔽装置Tと基板6
との間の内部ケーシング25の周辺上には、定義された
@Wおよび定義された長さSを有する囲繞間隙11が形
成される。これによつ℃一定の絞シ効果が生じるが、こ
の効果により流動および拡散によるガス交換が可能とな
る。分配装置5によって、純反応ガスまたは作業ガス(
アルゴン)と混合した反応ガスを供給することができる
In this case, the shielding device 7 is part of the inner casing 250 and is therefore at ground potential. Between the inner edges 7a, there is a first
Similarly to FIG. 2, an outlet 30 for the coating material is formed with dimension "x". However, the shielding device T and the substrate 6
A surrounding gap 11 with a defined @W and a defined length S is formed on the periphery of the inner casing 25 between. This creates a constriction effect at constant degrees Celsius, which allows gas exchange by flow and diffusion. The distribution device 5 supplies the pure reaction gas or the working gas (
A reactant gas mixed with argon) can be supplied.

内部ケーシング25の外部で、真空室23の内部には、
もう1つの分配装置28が配置されていて、この装置に
よってたとえば純作業ガス(アルゴン)が供給される。
Outside the inner casing 25 and inside the vacuum chamber 23,
A further distribution device 28 is arranged, with which, for example, pure working gas (argon) is supplied.

内部ケーシング25によって、(第1図および第2図に
おける壁1γと同様に)ターケ9ット4と基板6との間
に反応帯域Rが仕切られ、間隙11によって、反応帯域
Rから未消費ガスの隆よりも少量が吸込み管24によっ
て排出可能であるような、ガス運動の平衡状態が達成さ
れる。基板6の裏面上の間隙29は、あま#)11L要
ではない。この間隙は、プレート30によって形成され
るが、該プレートは、基板6がたとえば1系列の個々の
板状基板からなり、該基板が間隔を置いて反応帯域Rを
通過する場合に、プラズマ法にとシ重要である。
An inner casing 25 delimits a reaction zone R between the target 9 and the substrate 6 (similar to the wall 1γ in FIGS. 1 and 2), and a gap 11 allows unconsumed gas to be removed from the reaction zone R. An equilibrium state of gas movement is achieved such that a smaller amount than the ridge can be discharged by the suction pipe 24. The gap 29 on the back surface of the substrate 6 is not necessary. This gap is formed by a plate 30, which can be used in a plasma process if the substrate 6 consists of, for example, a series of individual plate-shaped substrates, which pass through the reaction zone R at intervals. This is important.

上述した手段によって、反応ガスが分配装置5によ)タ
ーゲットの近くでほぼ完全にターゲット表面の前方のち
密なプラズマ領域中へ流入し、ここから基板に拡散し、
ここで化学反応で大部分が消費される。たんに、上記の
残量だけが間1!l!11によって吸引される。こうし
て、励起された反応ガスが真空ポンプにより直接に吸引
され、それとともに基板での化合物への反応から除去さ
れる。こうして、基板表面前方における励起された反応
ガス粒子の密度は増加する。
By means of the above-mentioned means, the reactant gas flows (through the distribution device 5) close to the target into a dense plasma region almost completely in front of the target surface and from there diffuses into the substrate;
Most of it is consumed here in chemical reactions. Simply, the remaining amount above is only 1! l! 11. In this way, the excited reaction gas is directly drawn in by the vacuum pump and removed with it from the reaction to the compound at the substrate. Thus, the density of excited reactive gas particles in front of the substrate surface increases.

これは又しても、要求される反応度の調節に必要な衝撃
数比が小さくなる結果となる。
This again results in a smaller impulse number ratio needed to adjust the required reactivity.

第3図に示したように、定義された流動状態の形成手段
は、−面で基板6と内部ケーシング25との間の定義さ
れた間隙幅および/または間隙長さの選択ならびに吸込
み管24における真空ポンプの有効吸引力の選択に存す
る。
As illustrated in FIG. It consists in the selection of the effective suction power of the vacuum pump.

この場合、2つのケ〒スが区別される:反応ガス以外に
、作業ガス(アルゴン)も内部ケーシング25中へ送入
するか、または反応ガスを単独で上記ケーシング中へ送
入する。はじめに挙げた場合では間隙の寸法によって定
まる、内部ケーシング25内の選択された全圧における
反応ガスおよび作業ガスの流量の和としての流量は、真
空室23内の全圧により、真空ポンプの有効吸引力に適
合させねばならない。第2の場合、作業ガスは分配装置
によって真空室中へ送入され、拡散によって、反応プロ
セスが進行する内部ケーシング25中へ入る。この場合
、間隙11は大体において、吸引されるべき反応が電流
に対してのみ寸法定めされている。しかし双方の場合、
内部ケーシング25と真空室23内の空間との間の分圧
差は、間隙11によって僅かな反応が電流しか生成しな
いようにするため、小さくすることは共通している。
In this case, two cases are distinguished: in addition to the reaction gas, a working gas (argon) is also introduced into the inner housing 25, or the reaction gas alone is introduced into said casing. The flow rate as the sum of the flow rates of the reaction gas and of the working gas at the selected total pressure in the inner casing 25, which in the first mentioned case is determined by the dimensions of the gap, is determined by the total pressure in the vacuum chamber 23 such that the effective suction of the vacuum pump Must be adapted to the force. In the second case, the working gas is introduced into the vacuum chamber by means of a distribution device and passes by diffusion into the inner casing 25, where the reaction process proceeds. In this case, the gap 11 is dimensioned essentially only for the reaction to be attracted to the current. But in both cases,
It is common that the partial pressure difference between the inner casing 25 and the space within the vacuum chamber 23 is small in order to ensure that a small reaction through the gap 11 generates only an electric current.

第6図による装置内で、有効吸込み力を1001 / 
sに調節した。マグネトロン陰極は500龍の長さを有
し、出力安定の電流供給装置で1000Wの電力を供給
した。真空室23内の全圧は4 X 10−3ミIJバ
ールであり、ターゲットW面と基板との間の距離″a”
は40mmであった。この場合、分配装置5によ’) 
350 secmの純酸素の流れを内部ケーシング25
中へ導入し、分配装置28により2505ccIrLの
アルゴンの流れを導入した。間隙11の両側で得られる
圧力差は1.7 X 10−3ミリバールであった。
In the device according to FIG. 6, the effective suction force is 1001 /
Adjusted to s. The magnetron cathode had a length of 500 mm, and a stable current supply device supplied 1000 W of power. The total pressure inside the vacuum chamber 23 is 4 x 10-3 mIJ bar, and the distance between the target W surface and the substrate is "a".
was 40 mm. In this case, the distribution device 5')
A flow of pure oxygen of 350 sec to the inner casing 25
A flow of 2505 ccIrL of argon was introduced by the distributor 28. The pressure difference obtained on both sides of gap 11 was 1.7 x 10-3 mbar.

基板用保持および案内装置は、第1図〜第6図には示さ
れていない。これについて問題となるのは、たとえば1
つの軸を中心に回転するか、さもなければ定置に支承さ
れた基板ホルダーまたは真空室内でローラまたはレール
上を走行しうる板状または枠状の基板ホルダーである。
The substrate holding and guiding device is not shown in FIGS. 1-6. The problem with this is, for example, 1
substrate holders that rotate about two axes or are otherwise mounted stationary, or plate-like or frame-like substrate holders that can run on rollers or rails in a vacuum chamber.

殊に絶縁層の製造には、基板ホルダーが自己調整電位(
” float、endis Potenzial”)
に存在することが必要である。このような層の場合、大
地電位に存在する基板ホルダーは陰極周囲における電位
状態に強い影響を及ぼす。それというのもこの空間内の
導電性面が陽極の有効性に影響を及ぼしそれによυ層不
規則性およびアーク放電が形成しうるからである。導電
性層に対しでも、基板ホルダーの浮動電位はいずれにせ
よ不利ではない。
Particularly for the production of insulating layers, the substrate holder has a self-regulating potential (
"float, endis potenzial")
It is necessary to exist in For such layers, the substrate holder, which is at ground potential, has a strong influence on the potential state around the cathode. This is because conductive surfaces within this space can affect the effectiveness of the anode and thereby lead to layer irregularities and arc discharges. Even for conductive layers, the floating potential of the substrate holder is not disadvantageous in any case.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付図面は本発明の実施例を示すもので、第1図はなお
かなりの導電性を有する層をつくる装置の2つの構成を
示す略示断面図であり、第2図は記述した絶縁層として
認めることのできる層をつくる装置の2つの構成を示す
略示断面図であり、 第3図は大体において第1図の右半分による構成に一致
する装置の実際の実施例を示す断面図である。 1・・・マグネトロン陰極、2・・・導線、3・・・直
流電圧源、4・・・ターゲット、4a・・・ターピット
表面、5・・・分配装置、6・・・基板、γ・・・遮蔽
装置、7a・・・内側縁、8・・・支持絶縁体、9・・
・導線、10・・・直流電圧源、11・・・間隙、12
・・・壁、13・・・壁、14・・・層、15・・・層
、13・・・壁、17・・・壁、18・・・支持絶縁体
、19・・・層、20・・・陽極、21・・・導線、2
2・・・直流電圧源、23・・・真空室、24・・・吸
込み管、25・・・内部ケーシング、26・・・貫通絶
縁体、2γ・・・暗部遮蔽装置、28・・・分配装置、
29・・・間隙、30・・・プレート。
The accompanying drawings show embodiments of the invention, FIG. 1 being a schematic cross-sectional view of two configurations of an apparatus for producing layers of still considerable electrical conductivity, and FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing two configurations of an apparatus for producing discernible layers; FIG. . DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Magnetron cathode, 2... Conductive wire, 3... DC voltage source, 4... Target, 4a... Tarpit surface, 5... Distribution device, 6... Substrate, γ... - Shielding device, 7a... Inner edge, 8... Support insulator, 9...
・Conducting wire, 10... DC voltage source, 11... Gap, 12
... Wall, 13... Wall, 14... Layer, 15... Layer, 13... Wall, 17... Wall, 18... Supporting insulator, 19... Layer, 20 ...Anode, 21...Conductor, 2
2... DC voltage source, 23... Vacuum chamber, 24... Suction pipe, 25... Internal casing, 26... Penetrating insulator, 2γ... Dark part shielding device, 28... Distribution Device,
29...Gap, 30...Plate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、導電性ターゲット物質を、直流電圧の供給されるマ
グネトロン陰極を用い、減圧下に反応性雰囲気中で反応
ガスの連続的供給下に陰極スパッタにより基板上に高抵
抗層を設け、その際基板をターゲット表面に対して平行
平面に保つかまたは案内し、ターゲット表面と基板の平
面との間には遮蔽装置が存在し、該遮蔽装置を陰極電位
に対してプラスであるかまたは自己調節的である電位に
保つ、基板上に高抵抗層を設ける方法において、 a)反応ガスを、ターゲット表面からできるだけ小さい
距離に、しかし平面図で見て、ターゲットの輪郭線の外
部で供給し、 b)ターゲット表面と基板表面との間の距離“a”を6
0mmよりも小さくし、 c)ターゲットに面している遮蔽装置の表面と基板との
間の距離“d”を距離“a”の半分よりも小さく選択す
ることを特徴とする陰極スパッタによつて高抵抗層を設
ける方法。2、遮蔽装置の内縁の間の距離“x”を、タ
ーゲットの横寸法“c”の0.6倍と2.0倍との間に
選択する、請求項1記載の方法。 3、距離“d”が最大で遮蔽装置の厚さと5mmの間隙
の和に一致する、請求項1記載の方法。 4、遮蔽装置が、放電電流の少なくともフロ%が遮蔽装
置上へ導かれるような電位にある、請求項1記載の方法
。 5、付加的にスパッタ方向で遮蔽装置の後方に存在する
陰極が、放電電流の少なくとも70%が陽極上へ導かれ
るような電位にある、請求項1記載の方法。 6、遮蔽装置が大地電位にある請求項5記載の方法。 7、遮蔽装置を絶縁しかつ自己調節的に配置する請求項
5記載の方法。 8、一方で減圧を定める真空装置の吸込み管、他方で単
位時間あたり供給される反応ガスの量を、ターゲットと
基板との間の反応帯域から供給される反応ガスの1/3
よりも少量が未消費で排出されるように調節する請求項
1記載の方法。 9、反応ガスの供給量と未消費で吸引される量との比を
、陰極を取り囲む内部ケーシングと基板との間の間隙幅
によつて定める請求項8記載の方法。 10、真空ポンプ、ターゲットを担持するマグネトロン
陰極、基板保持ないしは案内装置を有し、ターゲット表
面の面と基板の面との間に配置された、規定可能または
自己調節性電位を有する遮蔽装置、および反応ガスの供
給および分配装置を有する、請求項1記載の方法を実施
する装置において、 a)反応ガス用分配装置(5)が、ターゲット表面(4
a)からできるだけ小さい距離にしかし平面図で見て、
ターゲットの輪郭線の外部に配置されており、 b)ターゲット表面(4a)と基板(6)の表面との間
の距離“a”が60mmよりも小さく、かつ c)ターゲットに面した、遮蔽装置(7)の表面と基板
(6)との間の距離“d”が距離“a”の半分よりも小
さいことを特徴とする陰極スパッタによつて高抵抗層を
設ける装置。 11、距離“d”が最大で、遮蔽装置(7)の厚さと5
mmの間隙との和に一致する請求項10記載の装置。 12、遮蔽装置(7)の内縁(7a)間の距離“x”が
、ターゲット(4)の横寸法“c”の0.6倍と2.0
倍との間にある請求項10記載の装置。 13、ターゲット(4)と、基板(6)ならびに反応ガ
スの分配装置(5)の間の反応帯域(R)が、真空室(
23)の内側に配置された内部ケーシング(25)によ
り取囲まれていて、該ケーシングは、1側面が基板(6
)により仕切られた少なくとも1つの間隙(11)によ
つて真空室の内部空間と接続され、該間隙は反応帯域か
ら未消費反応ガスの1/3よりも少量が排出可能である
ように寸法定めされている、請求項10記載の装置。
[Claims] 1. Using a magnetron cathode supplied with a DC voltage, a conductive target material is formed into a high resistance layer on a substrate by cathode sputtering in a reactive atmosphere under reduced pressure and with continuous supply of a reactive gas. , the substrate is held or guided in a plane parallel to the target surface, and a shielding device is present between the target surface and the plane of the substrate, the shielding device being positive with respect to the cathode potential. A method of providing a highly resistive layer on a substrate, which is maintained at a potential that is self-regulating or self-regulating, in which: a) the reactant gas is introduced at as small a distance as possible from the target surface, but outside the contour of the target when viewed in plan; b) the distance “a” between the target surface and the substrate surface is 6
by cathodic sputtering, characterized in that: c) the distance "d" between the surface of the shielding device facing the target and the substrate is selected to be smaller than half the distance "a"; A method of providing a high resistance layer. 2. The method of claim 1, wherein the distance "x" between the inner edges of the shielding device is selected between 0.6 and 2.0 times the lateral dimension "c" of the target. 3. The method of claim 1, wherein the distance "d" corresponds at most to the thickness of the shielding device plus the gap of 5 mm. 4. The method of claim 1, wherein the shielding device is at a potential such that at least a % of the discharge current is directed onto the shielding device. 5. The method as claimed in claim 1, wherein the cathode additionally located behind the shielding device in the sputtering direction is at a potential such that at least 70% of the discharge current is conducted onto the anode. 6. The method of claim 5, wherein the shielding device is at ground potential. 7. The method of claim 5, wherein the shielding device is insulated and self-regulating. 8. On the one hand, the suction pipe of the vacuum device determines the reduced pressure, and on the other hand, the amount of reactant gas supplied per unit time is set to 1/3 of the reactant gas supplied from the reaction zone between the target and the substrate.
2. The method according to claim 1, wherein the method is adjusted such that a smaller amount is discharged unconsumed. 9. The method according to claim 8, wherein the ratio between the amount of reactant gas supplied and the amount drawn in unconsumed is determined by the width of the gap between the inner casing surrounding the cathode and the substrate. 10. A vacuum pump, a magnetron cathode carrying a target, a shielding device with a substrate holding or guiding device and having a definable or self-regulating potential, which is arranged between the plane of the target surface and the plane of the substrate; 2. A device for carrying out the method according to claim 1, comprising a reactant gas supply and distribution device, characterized in that: a) the reactant gas distribution device (5) is located on the target surface (4);
a) at the smallest possible distance from but seen in plan,
a shielding device arranged outside the contour of the target, b) the distance “a” between the target surface (4a) and the surface of the substrate (6) is less than 60 mm, and c) facing the target; (7) An apparatus for providing a high resistance layer by cathode sputtering, characterized in that the distance "d" between the surface of (7) and the substrate (6) is less than half the distance "a". 11. Distance "d" is maximum, thickness of shielding device (7) and 5
11. The device according to claim 10, which corresponds to the sum of the gaps in mm. 12. The distance “x” between the inner edges (7a) of the shielding device (7) is 0.6 times the lateral dimension “c” of the target (4) and 2.0
11. The apparatus of claim 10, wherein the apparatus is between 1 and 2 times. 13. The reaction zone (R) between the target (4) and the substrate (6) as well as the distribution device (5) for the reaction gas is located in the vacuum chamber (
surrounded by an inner casing (25) arranged inside the substrate (23), which casing is surrounded by a substrate (6) on one side;
) is connected to the interior space of the vacuum chamber by at least one gap (11), which gap is dimensioned in such a way that less than one-third of the unconsumed reaction gas can be discharged from the reaction zone. 11. The device according to claim 10, wherein:
JP63065965A 1987-03-20 1988-03-22 Method and apparatus for providing a high resistance layer with a cathode spatter Expired - Lifetime JP2609273B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3709175.1 1987-03-20
DE19873709175 DE3709175A1 (en) 1987-03-20 1987-03-20 METHOD AND DEVICE FOR SPRAYING HIGH-OHMED LAYERS THROUGH CATODE SPRAYING

Publications (3)

Publication Number Publication Date
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