WO2005093781A1 - Method and arrangement for production of gradient layers or layer sequences by means of physical vacuum atomisation - Google Patents

Method and arrangement for production of gradient layers or layer sequences by means of physical vacuum atomisation Download PDF

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WO2005093781A1
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layer
coating
magnetron
producing
gradient
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PCT/DE2005/000532
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Jörg Fiukowski
Matthias List
Falk Milde
Christoph Köckert
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Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a gradient layer or layer sequence on a substrate by physical vacuum sputtering of at least two targets, the coating being carried out under a suitable coating atmosphere, the substrate being moved relative to the coating source and the parameters of the power feed-in Magnetron cathodes carrying targets differ from one another.
  • the invention also relates to an arrangement for producing a gradient layer or layer sequence according to this method in a coating compartment of a vacuum coating system, which as a coating source has at least two magnetron cathodes, each with a target, including the magnetron environment, equipped with a target, and a process gas flow for production of the coating atmosphere and has a transport system which realizes a relative movement between the substrate and the coating source.
  • Such gradient layers or layer sequences are inserted, for example, in optically transparent layer systems in order to specifically set mechanical, optical or chemical properties, in order to adjust the thermal and, associated with them, optical
  • the base layer always present below the optically effective reflection layer is subdivided into three sub-layers, which stabilize the optical properties of the reflection layer and improve the mechanical and morphological properties of the layer system.
  • AI partially oxidized buffer layers are used, which prevent undesirable nitrogen or oxygen diffusions into the optically active layer in the course of heat treatments and the associated change in the optical properties.
  • EP 1174397 A2 describes a layer system which consists, for example, of twelve individual layers and, moreover, the ratio of the material fractions of the connection of their layer material changes in at least two individual layers (gradient layers).
  • sub-layers are usually inserted, which subdivide the structure of the layer system more and more and thereby constantly increase the technical complexity and space requirements, as well as the manufacturing costs, by adding a complete process chamber and possibly also a separation chamber for each additional sub-layer to the neighboring process chambers is required.
  • a further subdivision with individual layers with significantly lower plant engineering expenditure is achieved by producing gradient layers.
  • the gradient layers described in EP 1174397 A2 are produced as layers which have a stoichiometric proportion of oxygen or nitrogen, which decreases to a sub-stoichiometric proportion to the neighboring, optically effective reflection layer, which improves the optical properties and their properties for the layer system Stability in heat treatment processes leads.
  • nickel or an alloy thereof for example, is applied in a reactive sputtering process above and, if appropriate, also below a reflection layer by moving a flat substrate in a coating compartment past a target made of nickel, or an alloy thereof, and an asymmetrical process gas supply takes place in the target environment.
  • a gradient layer produced using this method can only be differentiated to a limited extent, since only limited differences in the degree of oxidation are possible as a gradient and, in addition, a certain variation in the thicknesses of the partial layers and the transition layer.
  • These features of the gradient layer are essentially set by the asymmetry of the reactive gas supply and the substrate speed determined by the system cycle, but the entire layer is based on the uniform performance parameters of the one common cathode and the process gas composition in the one coating compartment.
  • a major disadvantage of the method is therefore that the processes for producing the bottom and top sub-layers cannot be decoupled, since a targeted asymmetrical reactive gas composition in the common compartment is difficult to set.
  • the blocker layers mentioned in DE 100 46 810 C2 and DE 101 31 932 C2 which are intended to prevent the oxidation of the optically effective reflection layer of the layer system by preventing the diffusion of reactive substances into the reflection layer.
  • These blocker layers are designed as gradient layers which, with increasing distance from the reflection layer, have a decreasing proportion of its material and increasing proportion of the blocker material.
  • the anti-reflective layer inserted in the layer system described there is also designed as a gradient layer in order to increase the transmission in the visible range.
  • the partial layers of these gradient layers are produced in different coating stations.
  • the gradient is generated by the individual coating stations, each coating with another Realize material, be arranged spatially to each other so that there is a certain overlap of the plasma lobes of the different materials in the area of the substrate levels.
  • this overlap is also limited to a relatively small area and the differentiation of the gradient is limited in terms of plant technology.
  • the invention is therefore based on the object of presenting a method and an arrangement for producing gradient layers or layer sequences with which the gradient, the composition and the morphology of the gradient layer can be set in a more targeted manner, and the composition of the individual sublayers can be regulated independently of one another in the course of the production process are and a reduction of the plant engineering effort is possible.
  • the task on the process side is achieved in that the coating in a coating compartment is carried out by means of two magnetron cathodes, each carrying a target, by simultaneously using a first partial layer by means of the first target, a mixed layer in the transition region from the first to the second target, and by means of the second target a second sub-layer is deposited and that the power control takes place independently for each magnetron cathode.
  • the problem is solved in that two magnetron cathodes are arranged in a coating compartment of the system and the power of one magnetron cathode can be regulated independently of the power of the other magnetron cathode.
  • the simultaneous coating according to the invention by means of two, arranged in the same coating compartment and the performance of magnetron cathodes controlled independently of one another is the prerequisite for largely independent of the composition of the first partial layer deposited on the substrate at the bottom. Regulate settlement of the second sub-layer and still be able to deposit the mixed layer in the transition area of the common recipient in the coating compartment on the substrate moved relative to the coating source. Since there is a relative movement between the substrate and the coating sources, the simultaneous coating by means of two magnetron cathodes means their simultaneous operation, so that the partial layers are deposited one after the other and the mixed layer between them as a result of the movement.
  • the simultaneous coating by means of two magnetron cathodes within only one common recipient thus brings together the known coating, which is carried out in two coating compartments arranged in succession, in one coating compartment, reduces the required number of compartments by half and thus reduces the length of the system and takes advantage of the mutual influence and overlapping of the mutually running, independently controlled coating processes that is otherwise avoided by arranging gas separations or pressure levels or at least one partition between two compartments with different coating atmospheres, in order to to make the transition of the layer structure from the first to the second partial layer continuous and to form this transition as a mixed layer.
  • a gradient layer produced using the method according to the invention is to be understood as a layer with a continuously increasing or decreasing proportion of the layer materials and in no way as a stack of individual layers.
  • the layer sequence is also to be understood in this sense, but means, for example, a changed morphology between the partial layers, which is formed in particular by the variation in the pressure in the recipient, the stoichiometry or the layer composition of several materials.
  • the coating process is carried out reactively, in particular the degree of oxidation of each of the two sub-layers can be set specifically and separately from one another by regulating the two coating processes via the power control of each individual magnetron cathode.
  • a wide variety of reactive gases can be added to the inert gas, such as, in particular, oxygen and nitrogen.
  • gas additives are also possible which bind contaminations in the process space or which influence the layer composition or the coating process itself, such as hydrogen, a hydrocarbon gas, krypton or a mixture of different gases.
  • suitable control loops for stabilizing the reactive sputtering process for example through the use of plasma emission monitor control loops, occurring drift phenomena of the stoichiometry during deposition of the first sub-layer can be counteracted by the stoichiometry of the second sub-layer and thus also the transition layer accordingly known characteristic curves is deliberately changed so that the optical property of the entire gradient layer maintains the setpoint.
  • This regulation is possible according to the type and extent of the drift by means of the control of the second magnetron cathode.
  • the process control according to the invention in two simultaneous coating processes by means of two magnetron cathodes within a compartment leads to a stable process for selectively adjustable layer properties.
  • a particular advantage of the coating method according to the invention in a common compartment is that both sub-processes are carried out with a uniform pressure, which, owing to the direct influence of this process parameter on the stoichiometry and the morphology of the layers, stabilizes the properties set by the method according to the invention.
  • the method can in principle also be expanded by a further coating source in the same compartment.
  • One of the known forms can be selected for the energy supply of the two magnetron cathodes in accordance with the materials to be deposited and the desired material separation (sputter rate).
  • the energy supply by means of a frequency generator in the medium frequency range preferably from 10 kHz to 100 kHz, or the pulsed direct current supply for each magnetron with variation of the pulsation and the level of the power supply is also possible as well as the energy supply of both magnetron cathodes by means of asymmetrically pulsed, bipolar power supply.
  • the pulsing for the magnetron cathodes it has proven advantageous in certain applications for the pulsing for the magnetron cathodes to be varied independently of one another in the case of asymmetrically pulsed bipolar power supply. Since the pulse packet control allows the stable deposition of thin layers, varying the sputter rates for each magnetron cathode can be achieved by varying the pulse packets, which further increases the possibilities for differentiating the gradient layer or layer sequence.
  • the common recipient and the thus uniform coating atmosphere at both magnetron cathodes particularly advantageously supports the production of a gradient layer which has a non-oxidized area and from there a continuously increasing degree of oxidation.
  • the degree of oxidation can also be produced within the stated limits even in the presence of a reactive gas in the coating atmosphere. If a magnetron cathode is operated with a very high output, the reactive gas portion of the coating atmosphere has no influence on the coating process and the one part layer becomes purely metallic. With the second magnetron cathode, which is operated at a significantly lower power, the other, reactive partial layer and, in the transition region, the mixed layer in the manner described above are deposited with a continuously increasing or decreasing degree of oxidation, depending on the sequence of the magnetron cathodes. In this version, too, both the degree of oxidation and the mixed layer can be influenced via the power control.
  • a particular embodiment of the invention is able to expand the advantage of the possibility of direct variation of the mixed layer by shielding between the two targets and the substrate by means of two separate diaphragms with an aperture to be set independently of one another.
  • the independent regulation of the aperture size of the aperture which is provided separately for each magnetron cathode, allows the thickness ratio of the first and second partial layers and the influence of the individual magnetron cathode on the transition layer to be varied. Together with or in addition to the independent power control of each magnetron cathode, drift phenomena detected during the course of the coating process can be compensated for and the optical properties of the layer can be stabilized by controlling the aperture openings.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides for the coating in two sub-compartments subdivided within the one coating compartment, each with a magnetron cathode equipped with a target.
  • the compartment is subdivided into sections by a partition between the magnetron cathodes, perpendicular to the substrate and to the direction of transport and at a distance from the substrate.
  • Mixing layer can be varied to a greater extent by regulating the aperture openings.
  • the process gas supply for the magnetron cathodes is operated independently of one another. Because of the known dependency, for example, of the sputtering rate and the structure of the applied layer, this control option, which is independent for both partial coating processes, also supports the differentiation of the gradient layer to be produced or
  • a particularly advantageous embodiment of the method serves to compensate for local fluctuations in the sputtering rate, in that a further inert or reactive gas is fed to at least one magnetron cathode independently of the process gas supply.
  • this independent process gas supply on the arrangement side is implemented by a gas inlet system that runs over the entire length of the magnetron cathode and is subdivided into at least two segments, the sequentially different regulation of a gas inflow can locally regulate the sputtering rate along the magnetron cathode.
  • both the independent supply of inert gas and reactive gas is basically suitable for this. Since a locally low, additional, i.e. gas inlet independent of the production of the process atmosphere, in particular of a gas already present in the process atmosphere, only locally influences the sputtering rate, this process design can be used both in the common coating compartment and in the coating compartment divided in sections by a partition.
  • Targets for the substrate can be set independently of one another and the independent setting of the distances is used for the coating process in order to vary the coating rates, the morphology and the stoichiometry of the sub-layers accordingly.
  • the distance between the magnetron cathodes is adjustable. Since the mixed layer lying between the first and second sub-layers is deposited in the transition area of the common process space from the first to the second magnetron cathode, the thickness is particularly dependent on further process parameters, for example the substrate speed, the power of the magnetron cathodes and the aperture openings and the size of the graph served varied.
  • the magnetron cathodes are designed as tubular cathodes, which also serves to stabilize the deposition, since no so-called back-dust zones arise on the rotating and thus evenly removed targets, which can cause arc discharges or material crumbling.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a method according to the invention by means of tubular cathodes and
  • Fig. 2 is a schematic representation of a method according to the invention by means of planar cathodes.
  • the coating compartment 1 shown in FIG. 1 is part of a vacuum coating system and is separated from it by partitions 2.
  • the partition walls 2 In its upper region, the partition walls 2 have suction openings 3 through which the coating compartment 1 is evacuated.
  • the transport openings 4 in the lower region of the partition walls 2 Through the transport openings 4 in the lower region of the partition walls 2, the flat substrates 5 to be coated are moved on a transport system 6 through the system.
  • the coating compartment 1 has a first 7 and a second magnetron cathode 8 with a first 9 and a second target 10. Both targets 9, 10 are arranged in a target plane 12 with respect to their centers, so that they project into the coating compartment 1 up to the same target-substrate distance 10. , A diaphragm 13 is arranged between the two targets 9, 10 and the substrate 5, which connects laterally to the dividing walls 2 and has an adjustable diaphragm opening 14 in the center under the targets 9, 10.
  • a gas inlet for a mixed gas 15 composed of inert gas and a reactive gas and a further gas inlet for the inert gas 16 are arranged on both sides of the magnetron cathodes 7, 8 in the coating compartment 12, the gas inlet of the inert gas 16 being part of a gas inlet system (not shown in more detail) , which extends over the length of the magnetron cathode, which extends in the viewing direction of the viewer, and is divided into several segments, each with its own gas inlet.
  • the various gas inlets are connected to two separate gas routing systems, not shown.
  • a premixed inert-reactive gas mixture in this example an argon-oxygen mixture
  • argon-oxygen mixture is fed into the coating compartment 1 via the gas inlets for the mixed gas 15 at each magnetron cathode 7, 8, and the inert gas argon is passed through the separate one , sequenced inert gas inlet 16 along the longitudinal extent of the magnetron cathodes 7, 8 supplied locally differentiated, so that a local stabilization of the coating process takes place as described above.
  • the first 17 and second energy supply 18, not shown in more detail, of the first 7 and second magnetron cathode 8 takes place by means of pulsed direct current supply.
  • both magnetron cathodes 7, 8 are each equipped with a ceramic titanium target, consisting of substoichiometric TiO z , with Z ⁇ 2, in that the material was applied to the tube cathodes by means of spray technology with the supply of oxygen.
  • the first magnetron cathode 7 is used to produce a stoichiometric Ti0 2 layer operated just necessary oxygen supply and standard power.
  • the power of the second magnetron cathode 8 is regulated to be significantly higher.
  • a stoichiometric TiO 2 layer is deposited on the moving substrate 5 below the first TiO z target 9 as the first dielectric sublayer, in the region of the overlap of the plasma lobes of the two magnetron cathodes 7, 8, the mixture layer of TiO x accordingly the energy distribution in this area decreasing oxygen fraction X, which is smaller than two and larger than Z, and below the second TiO z target 10 a TiO y layer with the oxygen fraction Y, which is slightly larger than the oxygen fraction of the target Z, so that for the oxygen components of the target Z, the substoichiometric layer Y and the gradient layer X: 2>X>Y> Z.
  • This dielectric layer serves as a protective and / or anti-reflective layer and is deposited above or below the optically effective functional layer, for example silver, in such a way that the gradient decreases toward the silver layer.
  • a further exemplary embodiment the arrangement of which is shown in FIG. 2 for implementing the method, represents the production of a gradient layer, which serves as a so-called blocker layer to protect the reflective functional layer by having a metallic or at least almost metallic character towards the functional layer and with increasing Distance becomes more reactive.
  • the basic structure of the coating compartment is comparable to that of the first exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the two magnetron cathodes 7, 8 are planar cathodes and each cathode is shielded from the substrate with its own screen 13, which is centered on one another and Connect to the side of the partitions 2.
  • Both diaphragms 13 each have one in the center under the targets 9, 10 adjustable aperture 14, which are set to different sizes.
  • the two targets 9, 10 can consist of niobium, for example.
  • the coating is carried out by means of the first magnetron cathode 7 at a very high cathode output, so that an almost metallic niobium partial layer is produced.

Abstract

The invention relates to a method and an arrangement for the production of a gradient layer, or layer sequences on a substrate, by physical vacuum atomisation of at least two targets, whereby the coating is achieved under a suitable blanket atmosphere, with movement of the substrate relative to the coating source and the parameters of the energy input of the magnetron cathodes, supporting the targets, differ from each other. The aim of the invention is to describe a method and an arrangement for the production of gradient layers or layer sequences, by means of which the gradient, the composition and the morphology of the gradient layer may be set as desired, the composition of the individual partial layers formed during the method may be independently controlled and a reduction in the equipment complexity is possible. Said aim is achieved, whereby the coating is carried out in a coating compartment, by means of two magnetron cathodes, each supporting one target, and simultaneously, a first partial layer is deposited by the first target, a mixed layer is deposited in the transition region from the first to the second target, a second partial layer is deposited by means of the second target and the power regulation for each magnetron cathode may be individually carried out.

Description

Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Gradienten- Schichten oder Schichtenfolgen durch physikalische Vakuumzerstäubung Method and arrangement for the production of gradient layers or layer sequences by physical vacuum atomization
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge auf einem Substrat durch physikalische Vakuumzerstäubung von zumindest zwei Targets, wobei die Beschichtung unter einer geeigneten Beschichtungsat- mosphäre erfolgt, dabei das Substrat relativ zur Beschichtungs- quelle bewegt wird und die Parameter der Leistungseinspeisung der die Targets tragenden Magnetron-Kathoden voneinander abweichen. Die Erfindung betrifft ebenso eine Anordnung zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach diesem Verfahren in einem Beschichtungskompartment einer Vakuube- schichtungsanläge, welches als Beschichtungsquelle zumindest zwei, dem Substrat gegenüber liegende, mit je einem Target bestückte Magnetron-Kathoden einschließlich der Magnetronumgebung, eine Prozessgasführung zur Herstellung der Beschichtungs- atmosphäre und ein TransportSystem aufweist, welches eine Rela- tivbewegung zwischen dem Substrat und der Beschichtungsquelle realisiert.The invention relates to a method for producing a gradient layer or layer sequence on a substrate by physical vacuum sputtering of at least two targets, the coating being carried out under a suitable coating atmosphere, the substrate being moved relative to the coating source and the parameters of the power feed-in Magnetron cathodes carrying targets differ from one another. The invention also relates to an arrangement for producing a gradient layer or layer sequence according to this method in a coating compartment of a vacuum coating system, which as a coating source has at least two magnetron cathodes, each with a target, including the magnetron environment, equipped with a target, and a process gas flow for production of the coating atmosphere and has a transport system which realizes a relative movement between the substrate and the coating source.
Derartige Gradientenschichten oder Schichtenfolgen werden beispielsweise in optisch transparenten Schichtsystemen eingefügt, um gezielt mechanische, optische oder chemische Eigenschaften einzustellen, um die thermische und, damit verbunden, optischeSuch gradient layers or layer sequences are inserted, for example, in optically transparent layer systems in order to specifically set mechanical, optical or chemical properties, in order to adjust the thermal and, associated with them, optical
Stabilität insbesondere temperbarer Schichtsysteme zu erhöhen oder die Haftung zwischen den optischen und Schutzschichten zu verbessern. Beispielsweise wird in der DE 199 22 162 C2 die unterhalb der optisch wirksamen Reflexionsschicht stets vorhandenen Grundschicht in drei Teilschichten untergliedert, die der Stabilisierung der optischen Eigenschaften der Reflexionsschicht und die Verbesserung der mechanischen und morphologischen Eigenschaften des SchichtSystems bewirken. In der WO 02/092527 AI finden teilweise oxidierte Pufferschichten Anwendung, welche unerwünschte Stickstoff- oder Sauerstoffdiffusionen in die optisch wirksame Schicht im Verlaufe von Wärmebehandlungen und die damit verbundene Änderung der optischen Eigenschaften verhindern. In der EP 1174397 A2 wird ein Schichtsystem beschrieben, welches aus beispielsweise zwölf Einzelschichten besteht und sich darüber hinaus noch in zumindest zwei Einzelschichten das Verhältnis der Stoffanteile der Verbindung ihres Schichtma- terials ändert (Gradientenschichten) .To increase the stability, in particular, of temperable layer systems or to improve the adhesion between the optical and protective layers. For example, in DE 199 22 162 C2 the base layer always present below the optically effective reflection layer is subdivided into three sub-layers, which stabilize the optical properties of the reflection layer and improve the mechanical and morphological properties of the layer system. In WO 02/092527 AI partially oxidized buffer layers are used, which prevent undesirable nitrogen or oxygen diffusions into the optically active layer in the course of heat treatments and the associated change in the optical properties. EP 1174397 A2 describes a layer system which consists, for example, of twelve individual layers and, moreover, the ratio of the material fractions of the connection of their layer material changes in at least two individual layers (gradient layers).
Zur Einstellung der erforderlichen Eigenschaften des Schichtsystems werden somit meist Teilschichten eingefügt, welche den Aufbau des Schichtsystems immer weiter untergliedern und dabei den anlagentechnischen Aufwand und Platzbedarf sowie die Her- Stellungskosten stetig erhöhen, indem für jeder weitere Teilschicht eine weitere vollständige Prozesskammer und gegebenenfalls auch eine Separationskammer zu den benachbarten Prozesskammern hin erforderlich ist. Eine weitere Untergliederung mit Einzelschichten mit deutlich kleinerem anlagentechnisehen Auf- wand wird hingegen mittels Herstellung von Gradientenschichten erzielt.In order to set the required properties of the layer system, sub-layers are usually inserted, which subdivide the structure of the layer system more and more and thereby constantly increase the technical complexity and space requirements, as well as the manufacturing costs, by adding a complete process chamber and possibly also a separation chamber for each additional sub-layer to the neighboring process chambers is required. On the other hand, a further subdivision with individual layers with significantly lower plant engineering expenditure is achieved by producing gradient layers.
Die in der EP 1174397 A2 beschriebenen Gradientenschichten werden als Schichten hergestellt, die einen stöchiometrischen Sauerstoff- oder Stickstoffanteil aufweisen, welcher sich zur be- nachbarten, optisch wirksamen ReflexionsSchicht hin zu einem unterstöchiometrischen Anteil verringert, was für das Schichtsystem zur Verbesserung der optischen Eigenschaften und deren Stabilität in Wärmebehandlungsprozessen führt. Zur Herstellung dieser Gradientenschicht wird innerhalb eines Prozessschrittes beispielsweise Nickel oder eine Legierung davon in einem reaktiven Sputterprozess oberhalb und gegebenenfalls auch unterhalb einer Reflexionsschicht aufgebracht, indem ein flaches Substrat in einem Beschichtungskompartment an dem einem Target aus Nickel, oder einer Legierung davon, vorbei bewegt wird und dabei in der Targetumgebung eine asymmetrische Prozessgaszufuhr erfolgt. Wird beispielsweise, in Bewegungsrichtung des Substrats betrachtet, vor dem Target ein Gemisch aus einem Inertgas und dem Reaktivgas mit überwiegendem Reak- tivgasanteil oder ausschließlich Reaktivgas und hinter dem Target ein Gemisch mit überwiegenden Inertgasanteil oder ausschließlich Inertgas zugeführt, ist zwischen den beiden Seiten eine ungleichmäßige Verteilung des Reaktivgases vorhanden, so dass der zuerst hergestellte, untere Bereich der Schicht einen höheren Oxidationsgrad aufweist, als der obere Teil der Schicht.The gradient layers described in EP 1174397 A2 are produced as layers which have a stoichiometric proportion of oxygen or nitrogen, which decreases to a sub-stoichiometric proportion to the neighboring, optically effective reflection layer, which improves the optical properties and their properties for the layer system Stability in heat treatment processes leads. To produce this gradient layer, nickel or an alloy thereof, for example, is applied in a reactive sputtering process above and, if appropriate, also below a reflection layer by moving a flat substrate in a coating compartment past a target made of nickel, or an alloy thereof, and an asymmetrical process gas supply takes place in the target environment. If, for example, viewed in the direction of movement of the substrate, a mixture of an inert gas and the reactive gas with a predominant reactive gas component or exclusively reactive gas is fed in front of the target and a mixture with a predominant proportion of inert gas or exclusively inert gas behind the target, there is an uneven distribution between the two sides of the reactive gas is present, so that the lower region of the layer produced first has a higher degree of oxidation than the upper part of the layer.
Eine mit diesem Verfahren hergestellte Gradientenschicht ist nur im begrenzten Maß differenzierbar, da als Gradient nur be- grenzte Unterschiede im Oxidationsgrad möglich sind und ergänzend eine gewisse Variation der Dicken der Teilschichten und der Übergangsschicht . Diese Merkmale der Gradientenschicht werden im Wesentlichen durch die Asymmetrie der Reaktivgaszufuhr und die von dem Anlagentakt bestimmte Substratgeschwindigkeit eingestellt, wobei der gesamten Schicht jedoch die einheitlichen Leistungsparameter der einen, gemeinsamen Kathode und die ProzessgasZusammensetzung in dem einen Beschichtungskompartment zugrunde liegen. Ein wesentlicher Nachteil des Verfahrens liegt deshalb darin, dass die Prozesse zur Herstellung der untersten und obersten Teilschicht nicht zu entkoppeln sind, da eine gezielte asymmetrische Reaktivgaszusammensetzung im gemeinsamen Kompartment schwer einstellbar ist. Das führt in der Praxis dazu, dass sich das in der EP 1174397 A2 beschriebene Verfahren hinsichtlich der gezielten Einstellung der optischen Eigen- schaften der Gradientenschicht als unflexibel und schwer kon- trollierbar erweist. Insbesondere haben sich Drifterscheinungen des stöchiometrischen Verhältnisses der untersten, zuerst hergestellten Teilschicht gezeigt, welche sich, verknüpft mit der einheitlichen Prozesssteuerung, in der Gradientenschicht fort- setzen. Eine Korrektur ist dann stets erst für das folgende Substrat oder den folgenden Substratabschnitt möglich, was die Verlustrate des Verfahrens deutlich erhöht. Hauptsächlich bei dem Einsatz sehr großer Targets, welche die Ausbildung eines räumlichen Spielraum für die Herstellung der erforderlichen Schichtdicke und der ÜbergangsSchicht ermöglichen sollen, ist die Instabilität des Verfahrens und der dadurch bedingten Nachteile besonders ausgeprägt.A gradient layer produced using this method can only be differentiated to a limited extent, since only limited differences in the degree of oxidation are possible as a gradient and, in addition, a certain variation in the thicknesses of the partial layers and the transition layer. These features of the gradient layer are essentially set by the asymmetry of the reactive gas supply and the substrate speed determined by the system cycle, but the entire layer is based on the uniform performance parameters of the one common cathode and the process gas composition in the one coating compartment. A major disadvantage of the method is therefore that the processes for producing the bottom and top sub-layers cannot be decoupled, since a targeted asymmetrical reactive gas composition in the common compartment is difficult to set. In practice, this leads to the fact that the method described in EP 1174397 A2 turns out to be inflexible and difficult with regard to the targeted adjustment of the optical properties of the gradient layer. proves to be trollable. In particular, there have been drift phenomena of the stoichiometric ratio of the lowest, firstly produced partial layer, which, combined with the uniform process control, is continued in the gradient layer. A correction is then always only possible for the following substrate or the following substrate section, which significantly increases the loss rate of the method. Mainly when very large targets are used, which should allow the formation of a spatial scope for the production of the required layer thickness and the transition layer, the instability of the method and the disadvantages resulting therefrom are particularly pronounced.
Die begrenzte Differenzierbarkeit in der Stöchiometrie und deren Instabilität wirkt sich wegen des direkten Zusammenhanges in gleichem Maße nachteilig auf die Herstellung einer gezielten Morphologie der GesamtSchicht, im Sinne einer morphologischen Schichtenfolge aus .The limited differentiability in stoichiometry and its instability have an equally disadvantageous effect on the production of a targeted morphology of the entire layer, in the sense of a morphological layer sequence, because of the direct connection.
Die in DE 100 46 810 C2 und DE 101 31 932 C2 genannte Blockerschichten, welche die Oxidation der optisch wirksamen Reflexi- onsschicht des Schichtsystems verhindern soll, indem es die Diffusion von reaktiven Stoffen in die ReflexionsSchicht verhindert. Diese Blockerschichten werden als Gradientenschichten ausgebildet, die mit zunehmendem Abstand von der Reflexionsschicht einen sinkenden Anteil dessen Materials und wachsenden Anteil des Blockermaterials aufweisen. Auch die in dem dort beschriebenen Schichtsystem eingefügte Entspiegelungsschicht ist als Gradientenschicht ausgeführt, um die Transmission im sichtbaren Bereich zu erhöhen.The blocker layers mentioned in DE 100 46 810 C2 and DE 101 31 932 C2, which are intended to prevent the oxidation of the optically effective reflection layer of the layer system by preventing the diffusion of reactive substances into the reflection layer. These blocker layers are designed as gradient layers which, with increasing distance from the reflection layer, have a decreasing proportion of its material and increasing proportion of the blocker material. The anti-reflective layer inserted in the layer system described there is also designed as a gradient layer in order to increase the transmission in the visible range.
In den dort beschriebenen Verfahren zur Herstellung dieser Gra- dientenschichten werden die Teilschichten dieser Gradientenschichten in verschiedenen Beschichtungsstationen hergestellt. Dabei wird der Gradient erzeugt, indem die einzelnen Beschichtungsstationen, die jeweils die Beschichtung mit einem anderen Material realisieren, räumlich so zueinander angeordnet werden, dass im Bereich der Substratebenen eine gewisse Überlappung der Plasmakeulen der unterschiedlichen Materialien erfolgt. Jedoch ist auch diese Überlappung auf einen relativ kleinen Bereich beschränkt und der Differenzierung des Gradienten sind anlagentechnisch enge Grenzen gesetzt.In the processes described there for producing these gradient layers, the partial layers of these gradient layers are produced in different coating stations. The gradient is generated by the individual coating stations, each coating with another Realize material, be arranged spatially to each other so that there is a certain overlap of the plasma lobes of the different materials in the area of the substrate levels. However, this overlap is also limited to a relatively small area and the differentiation of the gradient is limited in terms of plant technology.
Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabenstellung zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Herstellung von Gradientenschichten oder Schichtenfolgen darzustellen, mit denen der Gra- dient, die Zusammensetzung und die Morphologie der Gradientenschicht gezielter einstellbar, die Zusammensetzung der einzelnen Teilschichten im Verlaufe des Herstellungsverfahrens unabhängig voneinander regelbar sind und eine Verringerung des anlagentechnischen Aufwandes möglich ist.The invention is therefore based on the object of presenting a method and an arrangement for producing gradient layers or layer sequences with which the gradient, the composition and the morphology of the gradient layer can be set in a more targeted manner, and the composition of the individual sublayers can be regulated independently of one another in the course of the production process are and a reduction of the plant engineering effort is possible.
Erfindungsgemäß wird die verfahrensseitige Aufgabenstellung dadurch gelöst, dass die Beschichtung in einem Beschichtungskompartment mittels zwei, jeweils ein Target tragenden Magnetron-Kathoden erfolgt, indem gleichzeitig mittels des ersten Targets eine erste Teilschicht, im Übergangsbereich vom ersten zum zweiten Target eine Mischschicht und mittels des zweiten Targets eine zweite Teilschicht abgeschieden wird und dass die Leistungsregelung für jede Magnetron-Kathode unabhängig erfolgt.According to the invention, the task on the process side is achieved in that the coating in a coating compartment is carried out by means of two magnetron cathodes, each carrying a target, by simultaneously using a first partial layer by means of the first target, a mixed layer in the transition region from the first to the second target, and by means of the second target a second sub-layer is deposited and that the power control takes place independently for each magnetron cathode.
Anordnungsseitig wird die Aufgabenstellung dadurch gelöst, dass zwei Magnetron-Kathoden in einem Beschichtungskompartment der Anlage angeordnet sind und die Leistung der einen Magnetron- Kathode unabhängig von der Leistung der anderen Magnetron- Kathode regelbar ist.Die erfindungsgemäße gleichzeitige Beschichtung mittels zwei, im selben Beschichtungskompartment angeordneter und in ihrer Leistung unabhängig voneinander geregelter Magnetron-Kathoden ist die Voraussetzung, um die Zusammensetzung der einen, auf dem Substrat zuunterst abgeschiedenen ersten Teilschicht weitestgehend unabhängig von der Zusammen- Setzung der zweiten Teilschicht regeln und gleichwohl im Übergangsbereich des gemeinsamen Rezipienten in dem Beschichtungskompartment auf dem relativ zur Beschichtungsquelle bewegten Substrat die Mischschicht abscheiden zu können. Da eine Relativbewegung zwischen dem Substrat und den Beschichtungs- quellen erfolgt, ist unter der gleichzeitigen Beschichtung mittels zwei Magnetron-Kathoden deren gleichzeitiger Betrieb zu verstehen, so dass infolge der Bewegung die Teilschichten nacheinander und die Mischschicht dazwischen abgeschieden werden.On the arrangement side, the problem is solved in that two magnetron cathodes are arranged in a coating compartment of the system and the power of one magnetron cathode can be regulated independently of the power of the other magnetron cathode. The simultaneous coating according to the invention by means of two, arranged in the same coating compartment and the performance of magnetron cathodes controlled independently of one another is the prerequisite for largely independent of the composition of the first partial layer deposited on the substrate at the bottom. Regulate settlement of the second sub-layer and still be able to deposit the mixed layer in the transition area of the common recipient in the coating compartment on the substrate moved relative to the coating source. Since there is a relative movement between the substrate and the coating sources, the simultaneous coating by means of two magnetron cathodes means their simultaneous operation, so that the partial layers are deposited one after the other and the mixed layer between them as a result of the movement.
Die gleichzeitige Beschichtung mittels zwei Magnetron-Kathoden innerhalb nur eines gemeinsamen Rezipienten führt somit die bekannte in zwei nacheinander angeordneten Beschichtungskom- partments ausgeführte Beschichtung in einem Beschichtungskompartment zusammen, verringert die erforderliche Zahl der Kom- partments auf die Hälfte und reduziert so die Länge der Anlage und nutzt die durch Anordnung von GasSeparationen oder Druckstufen oder zumindest einer Trennwand zwischen zwei Kompart- ments mit unterschiedlichen Beschichtungsatmosphären sonst vermiedene, gegenseitige, über den gesamten Raum zwischen Target und Substrat mögliche Beeinflussung und Überlagerung der nebeneinander ablaufenden, unabhängigen voneinander gesteuerten Be- schichtungsprozesse aus, um den Übergang des Schichtaufbaus von der ersten zur zweiten Teilschicht kontinuierlich zu gestalten und diesen Übergang als Mischschicht auszubilden.The simultaneous coating by means of two magnetron cathodes within only one common recipient thus brings together the known coating, which is carried out in two coating compartments arranged in succession, in one coating compartment, reduces the required number of compartments by half and thus reduces the length of the system and takes advantage of the mutual influence and overlapping of the mutually running, independently controlled coating processes that is otherwise avoided by arranging gas separations or pressure levels or at least one partition between two compartments with different coating atmospheres, in order to to make the transition of the layer structure from the first to the second partial layer continuous and to form this transition as a mixed layer.
Aus diesem Grund ist eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Gradientenschicht als Schicht mit kontinuierlich wachsendem oder sinkendem Anteil der Schichtmaterialien und keinesfalls als Stapel von Einzelschichten zu verstehen. Auch die Schichtenfolge ist in diesem Sinn aufzufassen, meint hinge- gen beispielsweise eine zwischen den Teilschichten veränderte Morphologie, die insbesondere durch die Variation des Druckes im Rezipienten, der Stöchiometrie oder auch der Schichtzusammensetzung aus mehreren Materialien gebildet wird. Wird der Beschichtungsprozess reaktiv geführt, kann insbesondere der Oxidationsgrad jeder der beiden Teilschichten gezielt und getrennt voneinander eingestellt werden, indem die Regelung der beiden Beschichtungsprozesse über die Leistungsregelung jeder einzelnen Magnetron-Kathode erfolgt. Hierbei können dem Inertgas die verschiedensten Reaktivgase zugeführt werden, wie insbesondere Sauerstoff und Stickstoff. Es sind jedoch auch Gaszusätze möglich, welche Kontaminierungen des Prozessraumes binden oder welche die SchichtZusammensetzung oder den Be- schichtungsprozess selbst beeinflussen, wie beispielsweise Wasserstoff, ein Kohlenwasserstoff-Gas, Krypton oder eine Mischung verschiedener Gase. Mittels geeigneter Regelkreise zur Stabilisierung des reaktiven Sputterprozesses, beispielsweise durch den Einsatz von Plasma-Emissions-Monitor-Regelkreisen, kann beispielsweise auftretenden Drifterscheinungen der Stöchio- metrie beim Abscheiden der ersten Teilschicht gegengesteuert werden, indem die Stöchiometrie der zweiten Teilschicht und somit auch der ÜbergangsSchicht entsprechend bekannter Kennlinien bewusst so geändert wird, dass die optische Eigenschaft der gesamten Gradientenschicht den Sollwert beibehält. Diese Regelung ist entsprechend Art und Umfang der Drift mittels der Steuerung der zweiten Magnetron-Kathode möglich. Somit führt die erfindungsgemäße Prozessführung in zwei gleichzeitigen Beschichtungsprozessen mittels zwei Magnetron-Kathoden innerhalb eines Kompartments zu einem stabilen Verfahren für gezielt einstellbare Schichteigenschaften.For this reason, a gradient layer produced using the method according to the invention is to be understood as a layer with a continuously increasing or decreasing proportion of the layer materials and in no way as a stack of individual layers. The layer sequence is also to be understood in this sense, but means, for example, a changed morphology between the partial layers, which is formed in particular by the variation in the pressure in the recipient, the stoichiometry or the layer composition of several materials. If the coating process is carried out reactively, in particular the degree of oxidation of each of the two sub-layers can be set specifically and separately from one another by regulating the two coating processes via the power control of each individual magnetron cathode. A wide variety of reactive gases can be added to the inert gas, such as, in particular, oxygen and nitrogen. However, gas additives are also possible which bind contaminations in the process space or which influence the layer composition or the coating process itself, such as hydrogen, a hydrocarbon gas, krypton or a mixture of different gases. By means of suitable control loops for stabilizing the reactive sputtering process, for example through the use of plasma emission monitor control loops, occurring drift phenomena of the stoichiometry during deposition of the first sub-layer can be counteracted by the stoichiometry of the second sub-layer and thus also the transition layer accordingly known characteristic curves is deliberately changed so that the optical property of the entire gradient layer maintains the setpoint. This regulation is possible according to the type and extent of the drift by means of the control of the second magnetron cathode. Thus, the process control according to the invention in two simultaneous coating processes by means of two magnetron cathodes within a compartment leads to a stable process for selectively adjustable layer properties.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen BeschichtungsVerfahrens in einem gemeinsamen Kompartment besteht darin, dass beide Teilprozesse mit einem einheitlichen Druck durchgeführt werden, was aufgrund des unmittelbaren Einflusses dieses Prozessparameters auf die Stöchiometrie und die Morphologie der Schichten deren mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eingestellten Eigenschaften stabilisiert.A particular advantage of the coating method according to the invention in a common compartment is that both sub-processes are carried out with a uniform pressure, which, owing to the direct influence of this process parameter on the stoichiometry and the morphology of the layers, stabilizes the properties set by the method according to the invention.
Sofern es für eine weitere Differenzierung der Gradienten- Schicht oder Schichtenfolge erforderlich ist und es die räumlichen Möglichkeiten des einen Kompartments gestatten, ist auch die Erweiterung des Verfahrens durch eine weitere Beschichtungsquelle im selben Kompartment grundsätzlich möglich.If there is a need for further differentiation of the gradient Layer or layer sequence is required and the spatial possibilities of the one compartment permit, the method can in principle also be expanded by a further coating source in the same compartment.
Für die Energieversorgung der beiden Magnetron-Kathoden können entsprechend der abzuscheidenden Materialien und der gewünschten Materialabscheidung (Sputterrate) eine der bekannten Formen gewählt werden. So sind in Abhängigkeit vom abzuscheidenden Material die ungepulste Gleichstromversorgung für jede Magnetron-Kathode bei Variation der jeweiligen Sputterrate durch unterschiedlich hohe Leistungseinspeisung, die Energieversorgung mittels Frequenz-Generator im mittleren Frequenz- Bereich, vorzugsweise von 10 kHz bis 100 kHz, oder die gepulste Gleichstromversorgung für jedes Magnetron bei Variation der Pulsung und der Höhe der Leistungseinspeisung ebenso möglich sowie die Energieversorgung beider Magnetron-Kathoden mittels asymmetrisch gepulster, bipolarer Stromversorgung.One of the known forms can be selected for the energy supply of the two magnetron cathodes in accordance with the materials to be deposited and the desired material separation (sputter rate). Depending on the material to be deposited, the unpulsed direct current supply for each magnetron cathode with variation of the respective sputtering rate due to different power input, the energy supply by means of a frequency generator in the medium frequency range, preferably from 10 kHz to 100 kHz, or the pulsed direct current supply for each magnetron with variation of the pulsation and the level of the power supply is also possible as well as the energy supply of both magnetron cathodes by means of asymmetrically pulsed, bipolar power supply.
Ergänzend zu diesen oder weiteren geeigneten Möglichkeiten der Energieversorgung der Magnetron-Kathoden erweist es sich in bestimmten Anwendungsfällen als günstig, dass bei asymmetrisch gepulster bipolarer Stromversorgung die Pulsung für die Magnetron-Kathoden unabhängig voneinander variiert wird. Da die Pulspaketsteuerung die stabile Abscheidung dünner Schichten zulässt, können durch die Variation der Pulspakete für jede Magnetron-Kathode auch dort unterschiedlich hohe Sputterraten realisiert werden, was die Möglichkeiten zur Differenzierung der Gradientenschicht oder Schichtenfolge weiter erhöht.In addition to these or other suitable options for supplying energy to the magnetron cathodes, it has proven advantageous in certain applications for the pulsing for the magnetron cathodes to be varied independently of one another in the case of asymmetrically pulsed bipolar power supply. Since the pulse packet control allows the stable deposition of thin layers, varying the sputter rates for each magnetron cathode can be achieved by varying the pulse packets, which further increases the possibilities for differentiating the gradient layer or layer sequence.
Der gemeinsame Rezipient und die damit einheitliche Beschich- tungsatmosphäre an beiden Magnetron-Kathoden unterstützt in besonders vorteilhafter Weise die Herstellung einer Gradientenschicht, welche einen nicht oxidierten Bereich und von dort ausgehend einen kontinuierlich ansteigenden Oxidationsgrad aufweist. Zu diesem Zweck sieht eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltung vor, dass die Magnetron-Kathoden mit Targets gleichen Materials bestückt sind.The common recipient and the thus uniform coating atmosphere at both magnetron cathodes particularly advantageously supports the production of a gradient layer which has a non-oxidized area and from there a continuously increasing degree of oxidation. For this purpose, a preferred invention Design before that the magnetron cathodes are equipped with targets of the same material.
Es hat sich herausgestellt, dass in diesem Fall mittels der erfindungsgemäß unabhängigen Leistungsregelung und eventuell ergänzenden, im Folgenden auszuführenden weiteren Regelungsmöglichkeiten der Oxidationsgrad auch bei der Anwesenheit eines Reaktivgases in der Beschichtungsatmosphäre der Oxidationsgrad des abgeschiedenen Targetmaterials in den genannten Grenzen herstellbar ist. Wird eine Magnetron-Kathode mit einer sehr hohen Leistung betrieben, hat der Reaktivgasanteil der Beschichtungsatmosphäre keinen Einfluss auf den Beschichtungspro- zess und die eine Teilschicht wird rein metallisch. Mit der zweiten, mit deutlich geringerer Leistung betriebenen Magnetron-Kathode wird die andere, reaktive Teilschicht und im Übergangsbereich in der oben beschriebenen Weise die Mischschicht mit kontinuierlich wachsendem oder sinkendem Oxidationsgrad, je nach Abfolge der Magnetron-Kathoden, abgeschieden. Auch in dieser Ausführung ist über die Leistungsregelung sowohl der Oxidationsgrad als auch die Mischschicht zu beeinflussen.It has been found that in this case, by means of the power control which is independent according to the invention and possibly additional control options which are to be carried out below, the degree of oxidation can also be produced within the stated limits even in the presence of a reactive gas in the coating atmosphere. If a magnetron cathode is operated with a very high output, the reactive gas portion of the coating atmosphere has no influence on the coating process and the one part layer becomes purely metallic. With the second magnetron cathode, which is operated at a significantly lower power, the other, reactive partial layer and, in the transition region, the mixed layer in the manner described above are deposited with a continuously increasing or decreasing degree of oxidation, depending on the sequence of the magnetron cathodes. In this version, too, both the degree of oxidation and the mixed layer can be influenced via the power control.
Den Vorteil der direkten Variationsmöglichkeit der Mischschicht vermag eine besondere Ausführungsform der Erfindung auszubauen, indem eine Abschirmung zwischen den beiden Targets und dem Substrat durch zwei separate Blenden mit unabhängig voneinander einzustellender Blendenöffnung erfolgt. Durch die unabhängige Regulierung der Blendenöffnungsgroße der für jede Magnetron- Kathode separat vorhandenen Blende kann dabei neben dem Dickenverhältnis der ersten und zweiten Teilschicht auch der Einfluss der einzelnen Magnetron-Kathode auf die ÜbergangsSchicht variiert werden. Gemeinsam mit oder neben der unabhängigen Leis- tungsregelung jeder Magnetron-Kathode können über die Regelung der Blendenöffnungen im Verlaufe des Beschichtungsverfahrens festgestellte Drifterscheinungen ausgeglichen und die optischen Eigenschaften der Schicht stabilisiert werden. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Beschichtung in zwei, innerhalb des einen Beschichtungskompart- ments unterteilten Teilkompartments mit jeweils einer mit einem Target bestückten Magnetron-Kathode vor. Dazu wird anordnungs- seitig das Kompartment durch eine zwischen den Magnetron- Kathoden, senkrecht zum Substrat und zur Transportrichtung und mit einem Abstand zum Substrat angeordnete Scheidewand abschnittsweise in zwei Teilkompartments unterteilt. Mit dieser Verfahrens- und anordnungsseitigen Ausgestaltung wird die ge- genseitige Beeinflussung im Bereich der Magnetron-Kathoden verringert, ohne jedoch die Prozessbereiche so zu trennen, dass die beschriebenen Vorteile hinsichtlich der Stabilisierung des Beschichtungsprozesses, hinsichtlich der Differenzierbarkeit der Teilschichten und hinsichtlich der Reduzierung des anlagen- technischen Aufwandes vermindert werden.A particular embodiment of the invention is able to expand the advantage of the possibility of direct variation of the mixed layer by shielding between the two targets and the substrate by means of two separate diaphragms with an aperture to be set independently of one another. The independent regulation of the aperture size of the aperture, which is provided separately for each magnetron cathode, allows the thickness ratio of the first and second partial layers and the influence of the individual magnetron cathode on the transition layer to be varied. Together with or in addition to the independent power control of each magnetron cathode, drift phenomena detected during the course of the coating process can be compensated for and the optical properties of the layer can be stabilized by controlling the aperture openings. A further advantageous embodiment of the invention provides for the coating in two sub-compartments subdivided within the one coating compartment, each with a magnetron cathode equipped with a target. For this purpose, the compartment is subdivided into sections by a partition between the magnetron cathodes, perpendicular to the substrate and to the direction of transport and at a distance from the substrate. With this method and arrangement-side configuration, the mutual influence in the area of the magnetron cathodes is reduced without, however, separating the process areas in such a way that the described advantages with regard to stabilizing the coating process, with regard to the differentiability of the partial layers and with regard to the reduction in the system - Technical effort can be reduced.
Indem die beiden Kathodenräume durch die Scheidewand entkoppelt werden, werden vielmehr insbesondere die Differenzierung der Teilschichten und die Stabilisierung des Prozesses durch die Regelung der Prozessparameter im zweiten Teilkompartment in der oben beschriebenen Weise erhöht. Darüber hinaus ist auch dieBy decoupling the two cathode compartments through the partition, the differentiation of the sub-layers and the stabilization of the process are increased by regulating the process parameters in the second sub-compartment in the manner described above. In addition, the
Mischschicht über die Regulierung der Blendenöffnungen im größeren Umfang variierbar.Mixing layer can be varied to a greater extent by regulating the aperture openings.
In einer weiteren Fortbildung der soeben beschriebenen Ausgestaltung des Verfahrens zur Gradientenherstellung in zwei Teil- kompartments wird die Prozessgaszufuhr für die Magnetron- Kathoden unabhängig voneinander betrieben. Aufgrund der bekannten Abhängigkeit beispielsweise der Sputterrate und der Struktur der aufgetragenen Schicht unterstützt auch diese für beide Teilbeschichtungsprozesse unabhängige Regelungsmöglichkeit die Differenzierung der herzustellenden Gradientenschicht oderIn a further development of the embodiment of the method for gradient production in two partial compartments just described, the process gas supply for the magnetron cathodes is operated independently of one another. Because of the known dependency, for example, of the sputtering rate and the structure of the applied layer, this control option, which is independent for both partial coating processes, also supports the differentiation of the gradient layer to be produced or
Schichtenfolge und der Stabilisierung von deren Eigenschaften, indem die Beschichtungsatmosphäre im Zusammenhang mit der Regelung der Leistungseinspeisung reguliert wird. Ebenso kann bei reaktiver Prozessführung nureiner der Magnetron-Kathoden zu- sätzlich zu dem Inertgas ein Reaktivgas zugeführt wird.Layer sequence and the stabilization of their properties by regulating the coating atmosphere in connection with the regulation of the power feed. Likewise, with reactive process control, only one of the magnetron cathodes can be in addition to the inert gas, a reactive gas is supplied.
Dem Ausgleich lokaler Schwankungen der Sputterrate dient eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens, indem zumindest einer Magnetron-Kathode unabhängig von der Prozessgas- zufuhr ein weiteres Inert- oder Reaktivgas zugeführt wird. Insbesondere wenn diese unabhängige Prozessgaszufuhr anordnungs- seitig durch ein über die gesamte Länge der Magnetron-Kathode führendes Gaseinlasssystem realisiert und in zumindest zwei Segmente untergliedert ist, kann durch die sequentiell unter- schiedliche Regelung eines Gaszuflusses die Sputterrate entlang der Magnetron-Kathode lokal reguliert werden, wobei sowohl die unabhängige Zufuhr von Inertgas als auch von Reaktivgas grundsätzlich dafür geeignet ist. Da ein lokal geringer, zusätzlicher, das bedeutet von der Herstellung der Prozessatmosphäre unabhängiger Gaseinlass von insbesondere einem in der Prozessatmosphäre bereits vorhandenen Gase die Sputterrate auch nur lokal beeinflusst, ist diese Verfahrensausgestaltung sowohl in dem gemeinsamen als auch dem durch eine Scheidewand abschnittsweise geteilten Beschichtungskompartment anwendbar.A particularly advantageous embodiment of the method serves to compensate for local fluctuations in the sputtering rate, in that a further inert or reactive gas is fed to at least one magnetron cathode independently of the process gas supply. In particular if this independent process gas supply on the arrangement side is implemented by a gas inlet system that runs over the entire length of the magnetron cathode and is subdivided into at least two segments, the sequentially different regulation of a gas inflow can locally regulate the sputtering rate along the magnetron cathode. both the independent supply of inert gas and reactive gas is basically suitable for this. Since a locally low, additional, i.e. gas inlet independent of the production of the process atmosphere, in particular of a gas already present in the process atmosphere, only locally influences the sputtering rate, this process design can be used both in the common coating compartment and in the coating compartment divided in sections by a partition.
Alternativ ist es ebenso von Vorteil, dass die Abstände derAlternatively, it is also advantageous that the distances between the
Targets zum Substrat unabhängig voneinander einstellbar sind und die unabhängige Einstellung der Abstände für das Beschich- tungsverfahren genutzt wird, um die Beschichtungsraten, die Morphologie und die Stöchiometrie der Teilschichten dementspre- chend zu variieren.Targets for the substrate can be set independently of one another and the independent setting of the distances is used for the coating process in order to vary the coating rates, the morphology and the stoichiometry of the sub-layers accordingly.
Darüber hinaus ist es dienlich, dass der Abstand zwischen den Magnetron-Kathoden einstellbar ist. Da die zwischen der ersten und zweiten Teilschicht liegende Mischschicht im Übergangsbereich des gemeinsamen Prozessraumes von der ersten zur zweiten Magnetron-Kathode abgeschieden wird, ist in Abhängigkeit von weiteren Prozessparametern, beispielsweise der Substratgeschwindigkeit, der Leistungen der Magnetron-Kathoden und der Blendenöffnungen, insbesondere die Dicke und die Größe des Gra- dienten variierbar.In addition, it is useful that the distance between the magnetron cathodes is adjustable. Since the mixed layer lying between the first and second sub-layers is deposited in the transition area of the common process space from the first to the second magnetron cathode, the thickness is particularly dependent on further process parameters, for example the substrate speed, the power of the magnetron cathodes and the aperture openings and the size of the graph served varied.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung sind die Magnetron-Kathoden als Rohrkathoden ausgebildet, was ebenfalls der Stabilisierung der Abscheidung dient, da auf den rotierenden und somit gleichmäßig abgetragenen Targets keine so genannten Rückstäubzonen entstehen, welche Bogenentladungen oder Materialabbröckelungen verursachen können.In a further embodiment of the arrangement according to the invention, the magnetron cathodes are designed as tubular cathodes, which also serves to stabilize the deposition, since no so-called back-dust zones arise on the rotating and thus evenly removed targets, which can cause arc discharges or material crumbling.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines AusführungsbeiSpieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt in denThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The associated drawing shows in the
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mittels Rohrkathoden undFig. 1 is a schematic representation of a method according to the invention by means of tubular cathodes and
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mittels Planarkathoden.Fig. 2 is a schematic representation of a method according to the invention by means of planar cathodes.
Das in der Fig. 1 dargestellte Beschichtungskompartment 1 ist Teil einer Vakuumbeschichtungsanlage und von dieser durch Trennwände 2 abgeteilt. Die Trennwände 2 weisen in ihrem oberen Bereich Saugöffnungen 3 auf, durch welche das Beschichtungskompartment 1 evakuiert wird. Durch die Transportöffnungen 4 im unteren Bereich der Trennwände 2 werden die zu beschichtenden, flachen Substrate 5 auf einem Transportsystem 6 durch die Anlage bewegt .The coating compartment 1 shown in FIG. 1 is part of a vacuum coating system and is separated from it by partitions 2. In its upper region, the partition walls 2 have suction openings 3 through which the coating compartment 1 is evacuated. Through the transport openings 4 in the lower region of the partition walls 2, the flat substrates 5 to be coated are moved on a transport system 6 through the system.
Das Beschichtungskompartment 1 weist eine erste 7 und eine zweite Magnetron-Kathode 8 auf, mit einem ersten 9 und einem zweiten Target 10 bestückt sind. Beide Targets 9, 10 sind, bezüglich ihrer Mittelpunkte, in einer Targetebene 12 angeordnet, so dass sie bis zu einem gleichen Target-Substrat-Abstand 10 in das Beschichtungskompartment 1 ragen. . Zwischen den beiden Targets 9, 10 und dem Substrat 5 ist eine Blende 13 angeordnet, welche seitlich an die Trennwände 2 anschließt und mittig unter den Targets 9, 10 eine verstellbare Blendenöffnung 14 aufweist. Im Beschichtungskompartment sind oberhalb der Targetebene 12 jeweils beidseitig der Magnetron-Kathoden 7, 8 ein Gaseinlass für ein MischGas 15 aus Inertgas und einem Reaktivgas und ein weiterer Gaseinlass für das Inertgas 16 angeordnet, wobei der Gaseinlass des Inertgases 16 Teil eines nicht näher dargestellten Gaseinlasssystems ist, welches sich über die in Blickrichtung des Betrachters ausdehnende Länge der Magnetron-Kathode erstreckt und in mehrere Segmente mit jeweils eigenem Gaseinlass unterteilt ist. Die verschiedenen Gaseinlässe sind mit zwei getrennten, nicht dargestellten GasführungsSystemen verbunden.The coating compartment 1 has a first 7 and a second magnetron cathode 8 with a first 9 and a second target 10. Both targets 9, 10 are arranged in a target plane 12 with respect to their centers, so that they project into the coating compartment 1 up to the same target-substrate distance 10. , A diaphragm 13 is arranged between the two targets 9, 10 and the substrate 5, which connects laterally to the dividing walls 2 and has an adjustable diaphragm opening 14 in the center under the targets 9, 10. A gas inlet for a mixed gas 15 composed of inert gas and a reactive gas and a further gas inlet for the inert gas 16 are arranged on both sides of the magnetron cathodes 7, 8 in the coating compartment 12, the gas inlet of the inert gas 16 being part of a gas inlet system (not shown in more detail) , which extends over the length of the magnetron cathode, which extends in the viewing direction of the viewer, and is divided into several segments, each with its own gas inlet. The various gas inlets are connected to two separate gas routing systems, not shown.
Zur Beschichtung des Substrats 5 wird es auf dem Transportsystem 6 in Transportrichtung 19 gleichförmig durch das Beschichtungskompartment 1 befördert. Für den Beschichtungsprozesses wird über die Gaseinlässe für das Mischgas 15 an jeder Magnetron-Kathode 7, 8 gleichermaßen ein vorgemischtes Inert- Reaktivgas-Gemisch, in diesem Beispiel ein Argon-Sauerstoff- Gemisch, in das Beschichtungskompartment 1 geleitet und das Inertgas Argon über den separaten, sequentierten Inertgasein- lass 16 entlang der Längsausdehnung der Magnetron-Kathoden 7, 8 lokal differenziert zugeführt, so dass eine lokale Stabilisierung des Beschichtungsprozesses wie oben beschrieben erfolgt.To coat the substrate 5, it is conveyed uniformly through the coating compartment 1 in the transport direction 19 on the transport system 6. For the coating process, a premixed inert-reactive gas mixture, in this example an argon-oxygen mixture, is fed into the coating compartment 1 via the gas inlets for the mixed gas 15 at each magnetron cathode 7, 8, and the inert gas argon is passed through the separate one , sequenced inert gas inlet 16 along the longitudinal extent of the magnetron cathodes 7, 8 supplied locally differentiated, so that a local stabilization of the coating process takes place as described above.
Die nicht näher dargestellte erste 17 und zweite Energieversorgung 18 der ersten 7 und zweiten Magnetron-Kathode 8 erfolgt durch gepulste Gleichstromversorgung.The first 17 and second energy supply 18, not shown in more detail, of the first 7 and second magnetron cathode 8 takes place by means of pulsed direct current supply.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird eine TiOx- Gradientenschicht mit dem Sauerstoffanteil X als Gradient hergestellt. Zu diesem Zweck werden beide Magnetron-Kathoden 7, 8 mit jeweils einem keramischen Titan-Target bestückt, bestehend aus unterstöchiometrisehern TiOz, mit Z<2, indem das Material mittels Spritztechnologie unter Sauerstoffzufuhr auf die Rohrkathoden aufgebracht wurden. Die erste Magnetron-Kathode 7 wird mit der zur Herstellung einer stöchiometrischen Ti02-Schicht gerade notwendigen Sauerstoffzufuhr und Standardleistung betrieben. Hingegen ist die Leistung der zweiten Magnetron- Kathode 8 deutlich höher geregelt.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a TiO x gradient layer with the oxygen fraction X as a gradient is produced. For this purpose, both magnetron cathodes 7, 8 are each equipped with a ceramic titanium target, consisting of substoichiometric TiO z , with Z <2, in that the material was applied to the tube cathodes by means of spray technology with the supply of oxygen. The first magnetron cathode 7 is used to produce a stoichiometric Ti0 2 layer operated just necessary oxygen supply and standard power. In contrast, the power of the second magnetron cathode 8 is regulated to be significantly higher.
Dadurch wird auf dem bewegten Substrat 5 unterhalb des ersten TiOz-Targets 9 als erste dielektrische Teilschicht eine stöchi- ometrische Ti02-Schicht abgeschieden, im Bereich der Überlappung der Plasmakeulen der beiden Magnetron-Kathoden 7, 8 die Mischschicht aus TiOx mit entsprechend der Energieverteilung in diesem Bereich abnehmendem Sauerstoffanteil X, welcher kleiner als zwei und größer als Z ist, und unterhalb des zweiten TiOz- Targets 10 eine TiOy-Schicht, mit dem Sauerstoffanteil Y, welcher geringfügig größer ist als der Sauerstoffanteil der Targets Z, so dass für die Sauerstoffanteile der Targets Z, der unterstöchiometrischen Schicht Y und der Gradientenschicht X gilt: 2>X>Y>Z. Diese Dielektrikumsschicht dient als Schutz- und/oder Entspiegelungsschicht und wird derart oberhalb oder unterhalb der optisch wirksamen Funktionsschicht, beispielsweise Silber abgeschieden, dass der Gradient zur SilberSchicht hin abnimmt .As a result, a stoichiometric TiO 2 layer is deposited on the moving substrate 5 below the first TiO z target 9 as the first dielectric sublayer, in the region of the overlap of the plasma lobes of the two magnetron cathodes 7, 8, the mixture layer of TiO x accordingly the energy distribution in this area decreasing oxygen fraction X, which is smaller than two and larger than Z, and below the second TiO z target 10 a TiO y layer with the oxygen fraction Y, which is slightly larger than the oxygen fraction of the target Z, so that for the oxygen components of the target Z, the substoichiometric layer Y and the gradient layer X: 2>X>Y> Z. This dielectric layer serves as a protective and / or anti-reflective layer and is deposited above or below the optically effective functional layer, for example silver, in such a way that the gradient decreases toward the silver layer.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel dessen Anordnung zur Realisierung des Verfahrens in Fig. 2 dargestellt ist, stellt die Herstellung einer Gradientenschicht dar, welche als sogenannte Blockerschicht zum Schutz der reflektierenden Funktionsschicht dient, indem sie zur Funktionsschicht hin einen metallischen oder zumindest nahezu metallischen Charakter aufweist und mit zunehmenden Abstand reaktiver wird.A further exemplary embodiment, the arrangement of which is shown in FIG. 2 for implementing the method, represents the production of a gradient layer, which serves as a so-called blocker layer to protect the reflective functional layer by having a metallic or at least almost metallic character towards the functional layer and with increasing Distance becomes more reactive.
Der grundlegende Aufbau des Beschichtungskompartments ist vergleichbar mit dem des ersten Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1. Jedoch sind in diesem Verfahren die beiden Magnetron- Kathoden 7, 8 Planarkathoden und jede Kathode wird mit eine eigenen Blende 13 zum Substrat abgeschirmt, welche in der Mitte aneinander und seitlich an die Trennwände 2 anschließen. Beide Blenden 13 weisen mittig unter den Targets 9, 10 jeweils eine verstellbare Blendenöffnung 14 auf, die unterschiedlich groß eingestellt sind.The basic structure of the coating compartment is comparable to that of the first exemplary embodiment according to FIG. 1. However, in this method the two magnetron cathodes 7, 8 are planar cathodes and each cathode is shielded from the substrate with its own screen 13, which is centered on one another and Connect to the side of the partitions 2. Both diaphragms 13 each have one in the center under the targets 9, 10 adjustable aperture 14, which are set to different sizes.
In dieser Ausführungsform können die beiden Targets 9, 10 beispielsweise aus Niob bestehen. Die Beschichtung wird, bei sonst vergleichbaren Substratdurchlauf und Prozessgasführung, mittels der ersten Magnetron-Kathode 7 bei sehr hoher Kathoden-Leistung ausgeführt, so dass eine nahezu metallische Niob-Teilschicht entsteht. Indem die Leistungsregelung der zweiten Magnetron- Kathode 8 deutlich niedriger geführt wird, wird eine zumindest teilweise reaktive Niob-Teilschicht NbOy und im Übergangsbereich zwischen beiden Magnetron-Kathoden 7, 8 eine Niob- Mischschicht NbOx mit zunehmendem Sauerstoffanteil X (mit X < Y) abgeschieden. In this embodiment, the two targets 9, 10 can consist of niobium, for example. With an otherwise comparable substrate flow and process gas flow, the coating is carried out by means of the first magnetron cathode 7 at a very high cathode output, so that an almost metallic niobium partial layer is produced. By making the power control of the second magnetron cathode 8 significantly lower, an at least partially reactive niobium partial layer NbO y and in the transition area between the two magnetron cathodes 7, 8 a niobium mixed layer NbO x with increasing oxygen content X (with X <Y ) deposited.
Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Gradientenschichten oder Schichtenfolgen durch physikalische VakuumzerstäubungMethod and arrangement for the production of gradient layers or layer sequences by physical vacuum atomization
BezugzeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Beschichtungskompartment Trennwand Saugöffnung Transportöffnung Substrat Transportsystem erste Magnetron-Kathode zweite Magnetron-Kathode erstes Target zweites Target Target-Substrat-Abstand Targetebene Blende Blendenöffnung Gaseinlass für Mischgas Gaseinlass für Inertgas erste Energieversorgung zweite Energieversorgung Transportrichtung Coating compartment partition suction opening transport opening substrate transport system first magnetron cathode second magnetron cathode first target second target target-substrate distance target plane orifice aperture gas inlet for mixed gas gas inlet for inert gas first energy supply second energy supply transport direction

Claims

Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Gradientenschichten oder Schichtenfolgen durch physikalische Vakuumzerstäubung Method and arrangement for the production of gradient layers or layer sequences by physical vacuum atomization
1. Verfahren zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge auf einem Substrat durch physikalische Vakuumzerstäubung von zumindest zwei Targets, wobei die Beschichtung unter einer geeigneten Beschichtungsatmosphäre erfolgt, dabei das Substrat relativ zur Beschichtungsquelle bewegt wird und die Parameter der Leistungseinspeisung der die Targets tragenden Magnetron-Kathoden voneinander abweichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung in einem Beschichtungskompartment (1) mittels zwei, jeweils ein Target tragenden Magnetron-Kathoden (7, 8) erfolgt, indem gleichzeitig mittels des ersten Targets (9) eine erste Teilschicht, im Übergangsbereich vom ersten (9) zum zweiten Target (10) eine Mischschicht und mittels des zweiten Targets (10) eine zweite Teilschicht abgeschieden wird und dass die Leistungsregelung für jede Magnetron-Kathode (7, 8) unabhängig erfolgt.1. A method for producing a gradient layer or layer sequence on a substrate by physical vacuum sputtering of at least two targets, the coating being carried out under a suitable coating atmosphere, the substrate being moved relative to the coating source, and the parameters of the power supply of the magnetron cathodes carrying the targets from one another Deviate, characterized in that the coating is carried out in a coating compartment (1) by means of two magnetron cathodes (7, 8) each carrying a target, by simultaneously using the first target (9) a first partial layer, in the transition area from the first (9 ) a mixed layer is deposited to the second target (10) and a second partial layer is deposited by means of the second target (10) and that the power control for each magnetron cathode (7, 8) takes place independently.
2. Verfahren zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung der Magnetron-Kathoden (7, 8) mittels asymmetrisch gepulster, bipolar Stromversorgung er- folgt und für die Magnetron-Kathoden (7, 8) die Pulsung unabhängig voneinander variiert wird.2. A method for producing a gradient layer or layer sequence according to claim 1, characterized in that the energy supply to the magnetron cathodes (7, 8) takes place by means of asymmetrically pulsed, bipolar power supply and the pulsing for the magnetron cathodes (7, 8) is varied independently.
3. Verfahren zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeich- net, dass eine Abschirmung zwischen den beiden Targets (7, 8) und dem Substrat (5) durch zwei separate Blenden (13) mit unabhängig voneinander einzustellender Blendenöffnung (14) erfolgt.3. A method for producing a gradient layer or layer sequence according to claim 2 or 3, characterized in that a shield between the two targets (7, 8) and the substrate (5) through two separate screens (13) with an aperture (14) to be set independently of one another.
4. Verfahren zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung in zwei, innerhalb des Beschichtungskompartments (1) unterteilten Teilkompartments mit jeweils einer mit einem Target (9 oder 10) bestückten Magnetron-Kathode (7 oder 8) erfolgt.4. The method for producing a gradient layer or layer sequence according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coating is divided into two partial compartments within the coating compartment (1), each with a magnetron cathode (7 or 10) fitted with a target (9 or 10) or 8).
5. Verfahren zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessgaszufuhr für die Magnetron-Kathoden (7, 8) unabhängig voneinander betrieben wird.5. The method for producing a gradient layer or layer sequence according to claim 4, characterized in that the process gas supply for the magnetron cathodes (7, 8) is operated independently of one another.
6. Verfahren zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer Magnetron-Kathode (7 oder 8) unabhängig von der Prozessgaszufuhr ein weiteres Inert- oder Reaktivgas zugeführt wird.6. The method for producing a gradient layer or layer sequence according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one magnetron cathode (7 or 8) is supplied with a further inert or reactive gas independently of the process gas supply.
7. Verfahren zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Targets (9, 10) und dem Substrat (5) unabhängig voneinander eingestellt wird.7. The method for producing a gradient layer or layer sequence according to one of claims 1 to 6, characterized in that the distance between the targets (9, 10) and the substrate (5) is set independently of one another.
8. Anordnung zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge mittels Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einer Vakuu beschichtungsanläge, welche als Be- schichtungsquellen zumindest zwei, dem Substrat gegenüber liegende, mit je einem Target bestückte Magnetron-Kathoden einschließlich der Magnetronumgebung, eine Prozessgasfüh- rung zur Herstellung der Beschichtungsatmosphäre und ein TransportSystem aufweist, welches eine Relativbewegung zwischen dem Substrat und den Beschichtungsquellen realisiert, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Magnetron-Kathoden (7, 8) in einem Beschichtungskompartment (1) der Anlage angeordnet sind und die Leistung der ersten Magnetron-Kathode (7) unabhängig von der Leistung der zweiten Magnetron-Kathode (8) regelbar ist.8. Arrangement for producing a gradient layer or layer sequence by means of the method according to one of claims 1 to 7 in a vacuum coating system, which as the coating sources at least two, opposite the substrate, each with a target equipped magnetron cathodes including the magnetron environment, a process gas has a system for producing the coating atmosphere and a transport system which realizes a relative movement between the substrate and the coating sources, characterized in that two magnetron cathodes (7, 8) are arranged in a coating compartment (1) of the system and the power of the first magnetron cathode (7) can be regulated independently of the power of the second magnetron cathode (8).
9. Anordnung zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die beiden Magnetron-Kathoden getrennte Gleichstromversorgungen angeordnet ist, deren Leistungseinkopp- lungen unabhängig voneinander stellbar ist.9. Arrangement for the production of a gradient layer or layer sequence according to claim 8, characterized in that separate direct current supplies are arranged for the two magnetron cathodes, the power inputs of which can be set independently of one another.
10. Anordnung zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetron-Kathoden (7, 8) mit Targets (9, 10) gleichen Materials bestückt sind.10. Arrangement for producing a gradient layer or layer sequence according to claim 9, characterized in that the magnetron cathodes (7, 8) are equipped with targets (9, 10) of the same material.
11. Anordnung zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach Anspruch 8 oder 9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetronumgebungen der Magnetron-Kathoden (7, 8) jeweils eine separate Blende (13) umfassen, deren Blendenöffnungen (14) unabhängig voneinander einstellbar sind.11. Arrangement for producing a gradient layer or layer sequence according to claim 8 or 9, characterized in that the magnetron environments of the magnetron cathodes (7, 8) each comprise a separate diaphragm (13), the diaphragm openings (14) of which can be set independently of one another.
12. Anordnung zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungskompartment (1) durch eine zwischen den Magnetron-Kathoden (7, 8), senkrecht zum Substrat (5) und zur Transportrichtung (19) und mit einem Abstand zum Substrat (5) angeordnete Scheidewand abschnittsweise in zwei Teilkompartments unterteilt ist.12. Arrangement for producing a gradient layer or layer sequence according to one of claims 8 to 11, characterized in that the coating compartment (1) by one between the magnetron cathodes (7, 8), perpendicular to the substrate (5) and to the transport direction (19 ) and a partition arranged at a distance from the substrate (5) is divided in sections into two partial compartments.
13. Anordnung zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessgasführung derart ausgeführt ist, dass zumindest einer Magnetron-Kathode (7 oder 8) eine weitere unabhängige Prozessgaszufuhr für zumindest eines der Prozessgase zugeordnet ist.13. Arrangement for producing a gradient layer or layer sequence according to one of claims 8 to 12, characterized in that the process gas flow is designed such that at least one magnetron cathode (7 or 8) a further independent process gas supply for at least one of the process gases is assigned.
14. Anordnung zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die unabhängige Prozessgaszufuhr ein über die gesamte Länge der Magnetron-Kathode (7 oder 8) führendes Gaseinlasssystem aufweist und in zumindest zwei Segmente untergliedert ist.14. Arrangement for producing a gradient layer or layer sequence according to claim 13, characterized in that the independent process gas supply has a gas inlet system leading over the entire length of the magnetron cathode (7 or 8) and is subdivided into at least two segments.
15. Anordnung zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Targets (9, 10) zum Substrat (5) unabhängig voneinander einstellbar sind.15. Arrangement for producing a gradient layer or layer sequence according to one of claims 8 to 14, characterized in that the distances of the targets (9, 10) to the substrate (5) can be set independently of one another.
16. Anordnung zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach einem der Ansprüche 8 bis 15 dadurch gekennzeichne , dass der Abstand zwischen den Magnetron- Kathoden (7, 8) einstellbar ist.16. Arrangement for producing a gradient layer or layer sequence according to one of claims 8 to 15, characterized in that the distance between the magnetron cathodes (7, 8) is adjustable.
17. Anordnung zur Herstellung einer Gradientenschicht oder Schichtenfolge nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetron-Kathoden (7, 8) Rohrkathoden sind. 17. Arrangement for producing a gradient layer or layer sequence according to one of claims 8 to 16, characterized in that the magnetron cathodes (7, 8) are tubular cathodes.
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