DE3012935A1 - Zerstaeubungsvorrichtung mit magnetischer verstaerkung und verfahren zur erzielung der magnetischen verstaerkung in einer solchen vorrichtung - Google Patents

Description

- 11 Patentanwälte

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipt -Ing JU I ί- O O O

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsborger strasse 19

8 München 60

1. April 1980

VAC-TEC SYSTEMS, INC.

5500 Central Avenue

Boulder, Colorado 80301 /V.St.A.

Unser Zeichen: V 74 9

Zerstäubungsvorrichtung mit magnetischer Verstärkung und Verfahren zur Erzielung der magnetischen Verstärkung in einer solchen Vorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zerstäubungsvorrichtung mit magnetischer Verstärkung und insbesondere darauf, wie die magnetische Verstärkung in einer solchen Zerstäubungsvorrichtung erzielt wird.

In solchen Zerstäubungsvorrichtungen werden im allgemeinen sich überkreuzende magnetische und elektrische Felder erzeugt. Das elektrische Feld erstreckt sich zwischen einer Anode (die die Kammerwand sein kann) und einem Target, das typischerweise auf Katodenpotential liegt und im Stromkreis der Anode so geschaltet ist, daß Elektronen vom Target entfernt werden. Die entfernten Elektronen ionisieren Gasteilchen, damit dadurch ein Plasma erzeugt wird. Die Ionen werden in Richtung zum Target beschleunigt, damit sie Atome des Target-Materials freisetzen. Das freigesetzte Target-Material setzt sich dann

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typischerweise als überzug auf einem zu beschichtenden Objekt ab. Zur Verbesserung der Zerstäubungsrate bei niedrigen Gasdrücken sind die gekreuzten Magnetfelder vorgesehen, damit der von den entfernten Elektronen durchlaufene Weg verlängert und der Ionisierungswirkungsgrad der Elektronen verbessert wird. Zur weiteren Verbesserung des Ionisierungswirkungsgrades der Elektronen wird vorzugsweise eine geschlossene Plasmaschleife erzeugt, damit ein Halleffektstrom in der Schleife zirkuliert.

Die Ionisierungselektronen zeigen die Neigung, sich in den Bereichen zu konzentrieren, in denen die magnetischen Kraftlinien parallel zur Target-Oberfläche verlaufen. In diesen bekannten Vorrichtungen, in denen eine geschlossene Plasmaschleife angewendet wird, ist der Bereich, über den die magnetischen Kraftlinien parallel zur Target-Oberfläche verlaufen, ziemlich schmal, was eine ungleichmäßige Target-Erosion fördert und die Verwirklichung höherer Zerstäubungsraten verhindert.

In den Figuren 1A und 1B ist ein Verfahren dargestellt, das von der Anmelderin versuchsweise angewendet (jedoch nicht veröffentlicht wurde), um ein gleichmäßiges, paralleles Magnetfeld bezüglich der Target-Oberfläche zu erreichen. In diesen Figuren hat das Target 10 die Form eines endlosen Riemens, und es kann auf einem Kühlsystem 12 mit rechtwinkliger, ringförmiger Gestalt angebracht sein, wie Fig. 1B zeigt. Innerhalb des riemenartigen Targets 10 sind Magnete 14 angebracht, die in der in Fig. 1A angegebenen Richtung polarisiert sind. Mit den beiden Enden der Magnete sind Polplatten 16 verbunden; eine dieser Platten 16 ist in Fig. 1B im abgebauten Zustand dargestellt.

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Das resultierende Plasma wird so eingefangen, daß es in der ovalen, gürtelartigen Form zirkuliert, wobei das Zerstäuben an der Oberseite, an der Unterseite und an den Enden des
Targets stattfindet. Das Magnetfeld scheint von den aus Stahl bestehenden Polplatten so auszugehen, als wären die Magnete angrenzend an das Target angebracht. Das Erosionsmuster ist in der Mitte am tiefsten, und es nimmt gegen den Rand hin
auf Null ab. Dies hängt zumindest teilweise von elektrostatischen Effekten und von der Intensität des parallelen Magnetfeldes ab. Die aus Stahl bestehenden Pol platten können Kraftlinien in den Raum abstrahlen, so daß bei einer Bewegung senkrecht zu den Polplatten und parallel zum Target der Magnetfluß stark vom Abstand der Polplatten abhängt. Das Magnetfeld ist also in dieser Hinsicht ungleichmäßig.

Mit Hilfe der Erfindung soll eine Lösung des geschilderten
Problems geschaffen werden. Insbesondere sollen eine Zerstäubungsvorrichtung mit magnetischer Verstärkung und ein Verfahren unter Anwendung eines gleichmäßigen Magnetfeldes geschaffen werden, das bezüglich eines großen Abschnitts der
Targetfläche parallel verläuft. Die zu schaffende Zerstäubungsvorrichtung und das zu schaffende Verfahren sollen das Zerstäuben eines relativ dicken magnetisch per.neablen Targets gestatten. Es soll ermöglicht werden, (a) unter Aufrechterhaltung holier Zerstäubungsraten einen großen Prozentsatz des Target-Materials auszunutzen, (b) sehr hohe Energiedichten
für sehr hohe Zerstäubungsraten anzuwenden und (c) zur Minimalisierung der Lagerhaltung des teuren Target-Materials mit kleineren Targetfächen als bisher zu arbeiten.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beif-pielshalber erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1A eins Schnittansicht einer von der Anmelderin früher angewendeten, jedoch nicht veröffentlichten Ausführungsform einer Zerstäubungsvorrichtung zur Erzeugung eines gleichmäßigen, bezüglich einer Target-Oberfläche parallelen Magnetfeldes,

Fig. 1B eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform von Fig. 1A,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung, bei der zur Erzeugung eines gleichmäßigen Magnetfeldes parallel zu einer Targetfläche Magnetblöcke verwendet werden,

Fig. 3 eine Schnittansicht der Ausführungsform von Fig. 2,

Fig. 4A eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der Magnetschleifen oder Magnetringe angewendet werden,

Fig. 4B eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform von Fig. 4A,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung zum Zerstäuben kleiner Targets,

Fig. 6 weitere Ausführungsformen der Erfindung, bei denen ^un die Orientierung des Flusses innerhalb der Felderzeugungsmagnete von der Orientierung in Fig. 3 verschieden ist.

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung der Schwierigkeit bei der Erzeugung entsprechender überkreuzter elektrischer und magnetischer Felder über einem magnetisch permeablen Target,

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Fig. 8Λ eine weitere Ausführungsform der Erfindung zum Zerstäuben magnetisch permeabler Materialien,

Fig. 8B eine Darstellung einer elektrischen Analogschaltung zur Ausführungsform von Fig. 8A,

Fig. 8C Ausführungsbeispiele magnetischer Brücken für die Verwendung in der erfindungsgemäßen Zerstäubungsvorrichtung,

Fig. 9A eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Magnetstruktur innerhalb der Katode liegt,

Fig. 9B einen Schnitt der Ausführungsform von Fig. 9A,

Fig. 10 einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der über der Targetfläche ein nichtzerstäubender Plasmarücklaufweg vorgesehen ist,

Fig. 11Ά eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der in einer Ebene liegende Schleifen verwendet werden,

Fig. 11B einen Schnitt der Ausführungsform von Fig. 11A,

Fig. 12 einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der Hilfsmagnete zur Verstärkung des Feldes benutzt werden und

Fig. 13 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

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In der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsform wird ein Magnetfeld mit Hilfe von Magnetblöcken 20 und 22 erzeugt, die jeweils aus mehreren sich überlappenden Streifen 24 bestehen; vorzugsweise bestellt jeder Streifen aus orientierten, mit Ferrit imprägnierten Plastik- oder Kunststoffbändern, wie sie unter der Bezeichnung PL-1.4H von der Firma Minnesota Mining and Manufacturing Co. hergestellt werden. Zwischen den außenliegenden Enden 28 und 30 der Magnetblöcke ist vorzugsweise keine magnetische Verbindung vorgesehen. Das Feld zwischen den Flächen 34 und 36 ist stärker als dann, wenn die außenliegenden Enden mittels eines aus Stahl bestehenden (gestrichelt angegebenen) U-Bügels 32 verbunden wären. Das Feld ist insofern ein besonderes Feld, als es von der Mitte der Fläche 34 senkrecht durch den Raum zur Mitte der Fläche 36 nahezu vollständig konstant ist.

In Fig. 3 ist zu erkennen, daß die die Flächen 34 und 36 verbindenden Kraftlinien stark angenähert parallel verlaufen und im wesentlichen vollständig zwischen Abschnitten des Feldes eingeschlossen sind, die zu den anderen Enden der jeweiligen Magnetblöcke zurückkehren. Aus diesem Grund liegt im wesentlichen eine feste Anzahl von Kraftlinien pro Flächeneinheit im gesamten Mittelraum vor. Das Ergebnis ist ein äußerst gleichmäßiges Feld in diesem Bereich. Sobald dieses Magentflußband eingefangen ist, kann der Abstand zwischen den Magnetblöcken 20 und 22 ohne Änderung der Flußdichte (innerhalb Grenzen) vergrößert oder verkleinert werden . Die Magnete können sogar gekippt oder gebogen werden, so daß sich das in der Mitte verlaufende Kraftlinienmuster bogenförmig nach oben oder nach unten bewegt, ohne daß sich der Fluß merklich ändert. Die schützenden Flußrückkehrschleifen scheinen dieses Phänomen zu ermöglichen. Außerdem können

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Hilfsitiagnete benutzt werden, wie im Zusammenhang mit Fig. 12 noch näher erläutert wird; diese Hilfsmagnete ermöglichen, daß ein größerer Anteil des in der Mitte verlaufenden Magnetflusses für das parallele Linienbündel verfügbar wird. Das eingefangene Band des Magnetflusses ermöglicht die Verwirklichung einer besonderen Verhaltensweise.

Über der Oberfläche eines Targets 37 kann ein in einer Richtung verlaufender Plasmastrom erzeugt werden. Auf diese Weise wird der mittlere Tragetbereich mit begrenzter Erosion eliminiert, dessen Auftreten bei Zerstäubungsvorrichtungen möglich war, wie sie in Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 der Patentanmeldung P 29 20 780.5 möglich war. Ferner können Ecken beseitigt werden, an denen keine Erosion auftritt, weil der gekrümmte Plasmastrom nicht in eine Ecke gelenkt werden kann. Es ergibt sich eine bis nahe 50% heranreichende Traget-Ausnutzung, ohne daß das mit Hilfe der hier zu beschreibenden Vorrichtung erreichbare parallele gleichmäßige Feld angewendet wird. Mit dem parallelen gleichmäßigen Feld wird die Ausnutzung stark abhängig von der Befestigungsart des Targets; sie erreicht praktische Werte bis zu 90%. Das Target 37 kann in den Bereich des Bündels paralleler Linien eingeführt werden, und bis auf den festgeklemmten Teil wird das gesamte Target benutzt. Die Klemmvorrichtung kann eine Kühlung ergeben und dergleichen.

Anstelle der Magnetblöcke 20 und 22 können auch Schleifenmagnete 38 und 40 benutzt werden, wie in den Figuren 4A und 4B dargestellt ist. Dies ermöglicht es, die Schleifenmagnete 38, 40 über ein gekühltes Target 42 zu schieben oder das Traget durch die Magnete zu stecken. Wenn das Target 42 bis zur Grenze erodiert ist, kann es relativ zum Magnet verschoben werden, damit frisches Target-Material zur Verfügung

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steht, wie in Fig. 4A dargestellt ist. Dies ermöglicht eine nahezu vollständige Ausnutzung des Targets. Außerdem kann am Boden der Kühlplatte 44 Traget-Material angebracht werden. Die Schleifen 38 und 40 würden dann zur Erzeugung höherer Produktionsraten und eines höheren Wirkungsgrades eine Zerstäubung von oben und von unten ergeben. Der Energiewirkungsgrad wäre dann typischerweise zwei- bis viermal größer als bei der herkömmlichen Magnetronkatode. In Ausführungsformen, in denen sowohl bei 42 als auch am Boden der Kühlplatte 44 Target-Material vorgesehen ist, kann die Kühlplatte für den Zweck der Anspruchsdefinitionen auch als Teil der Katode angesehen werden.

Wenn nur die obere Fläche zerstäubt wird, wie es in den Figuren 4A und 4B der Fall ist, kann immer noch der herkömmliche Energiewirkungsgrad erhalten werden. Das Zerstäuben der Schleifenmagnete 38 und 40 wird mit Hilfe von Abschirmungen 48 verhindert:, die auf Anodenpotential gehalten sind. Zum Einschließen der Elektronen im Plasma trägt eine auf Katodenpotential gehaltene Abschirmung 54 dort bei, wo die Orientierung der magnetischen Kraftlinien bezüglich der Oberfläche der Abschirmung 54 vorzugsweise 90° oder mehr beträgt. Das Zerstäuben der oberen Innenflächen 56 und 58 der Magnete und der Abschirmung 54 wird im wesentlichen aufgrund des senkrechten Verlaufs der Kraftlinien bezüglich dieser Flächen verhindert. Die Anode 60 erzeugt das erforderliche elektrische Feld in Rücklaufabschnitten der Plasmaschleife, während die (nicht dargestellte) Kammerwand oder eine andere Anodenvorrichtung über dem Target 42 dazu benutzt werden kann, das erforderliche elektrische Feld über dem Target 42 zu erzeugen, wobei die Anode 60 ein Stab sein kann, wie in Fig. 4A dargestellt ist.

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Bei der obigen Schilderung ist allgemein von der Unterteilung des Katodenaufbaus in zerstäubende und nichtzcrstäubende Abschnitte gesprochen worden. Bis zu einem brauchbaren Grad können die Fälle angegeben werden, in denen ein Zerstäuben aucli bei Anwesenheit einer intensiven Plasmaentladung nicht in bedeutungsvollem Ausmaß auftritt. Bei Fehlen von Drehmoment- und Zentrifugaleffekten reicht das Zerstäuben üblicherweise nicht über die Bereiche hinaus, in denen die Kraftlinien der Target-Oberfläche einen Winkel von etwa oder mehr bilden. Dies wird in der erwähnten Patentanmeldung P 29 20 780.5-52 erläutert, wo beispielsweise die Anwendung solcher Winkel ermöglicht, intensive Entladungen aufrechtzuerhalten, ohne daß ein abgewinkeltes Element zerstäubt wird. Richtig geformte Target-Klemmringe sind ein Beispiel für solche Elemente.

Die räumliche Trennung zwischen dem Plasma und der Target-Oberfläche kann ferner eine sehr feinfühlige Trennung zwischen zerstäubendem und nichtzerstäubendem Plasma ergeben. In der Magnetrontechnologie gemäß den Figuren 1 bis 3 der Patentanmeldung P 29 20 780.5-52 wird eine solche Trennung üblicherweise nicht erzielt, da das Fangmagnetfeld von der Target-Oberfläche aus nach oben ragt und das Feld bei Annäherung an die Target-Oberfläche noch stärker wird. Wenn diese Beziehung zur Oberfläche vermieden wird und gemäß der Erfindung ein parallel zur Target-Oberfläche verlaufendes Magnetfeld verwendet wird, so daß seine maximale Intensität in entsprechendem Abstand von der Target-Oberfläche liegt, ist eine Annäherung an nichtzerstäubende Bedingungen möglich, Das Plasma zeigt die Neigung, sich auf die Mitte der Zone des intensiven Feldes einzustellen. Wenn die mittlere freie Weglänge der Ionen aus dem Plasma, die gegen das Traget

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beschleunigt werden, kurz im Vergleich zum Abstand vom Target ist, dann erreichen nur Ionen mit relativ niedriger Energie die Target-Oberfläche. Durch wiederholte Zusammenstöße haben die Ionen den größten Teil ihrer von der Spannung hervorgerufenen Energie verloren. Wenn die Energie dieser Ionen unterhalb des Zerstäubungsschwellenwerts liegt, findet keine Zerstäubung statt. Zum Zerstäuben müssen einzelne aufprallende Ionen eine genügend große Energie besitzen, um einzelne Target-Atome aus der Traget-Struktur herauszuschlagen. Wenn ihre Energie unter diesen Wert fällt, haben sie nur eine Heizwirkung und verursachen möglicherweise eine vergrößerte Elektronenemission.

In einem Bereich, in dem beabsichtigterweise keine Zerstäubung stattfindet, sollte versucht werden (a) alle auf Katodenpotential befindlichen Teile im Winkel von 90° oder mehr bezüglich der Kraftlinien zu halten, wie das an der Abschirmung 54 von Fig. 4A dargestellt ist, und (b) einen großen Abstand bezüglich der mittleren freien Ionenweglänge der Teile vorzusehen, die nicht in diesen Winkeln bezüglich der Kraftlinien verlaufen. Das Vorsehen höherer Gasdrücke in diesen Bereichen bewirkt, daß diese Abstände weniger kritisch werden. In einem Tunnelsystem, wie es in Fig. 4A dargestellt ist, bei dem das Plasma über die Oberseiten und Unterseiten des Targets verläuft, kann dies dadurch erzielt werden, daß das Zerstäubungsgas über den Tunnel gemäß Fig. 4A eingeführt wird, wo an den Tunnel 63 über eine Leitung 65 eine Gasquelle angeschlossen ist und das Gas von einer Pumpe 67 entfernt wird, die mit dem Raum über dem Target 42 verbunden ist. Herkömmlicherweise sind die Gasquelle 61 und die Pumpe 67 außerhalb der den Aufbau von Fig. 4A enthaltenden Vakuumkammer angebracht. Das Einführen des Zerstäubungsgases in den Tunnel

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ergibt einen hohen Tunneldruck, während an den Zerstäubungsflächen des Targets 42 wesentlich niedrigere Drücke ermöglicht werden. Außerdem verhindert diese Maßnahme eine Verunreinigung des Plasmas mit targetfremden Ionen während des Durchlaufs durch den Tunnel, wenn es zur Targetoberfläche zurückkehrt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es möglich, den Targetbereich wie in Pig. 5 einzuengen, so daß nur kleine Vorräte der teuren Target-Materialien bereitgehalten werden müssen. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, kann ein Target 62 mit kleinem Rauminhalt mittels eines Kühlglieds 64 zu seiner Zerstäubung festgehalten werden, wobei die magnetischen Kraftlinien im wesentlichen parallel zur gesamten Oberfläche des kleinen Targets verlaufen; zur Unterstützung der Einschließung des Plasmas sind auf Katodenpotential liegende Flächen 69 und 71 vorgesehen.

Angrenzend an das Target 70 kann der Magnetverlauf um 90° geändert werden, so daß das Feld von einem Ende des Magneten 66 ausgeht und dann über das Target zum Magneten 68 verläuft, wie Fig. 6 zeigt. Die Orientierung der Magnete kann zu Winkeln verändert werden, die zwischen den in den Figuren 5 und 6 dargestellten Winkeln liegen. Sogar ein Auswärtskippen, bei dem der Abstand zwischen den oberen Teilen der Schleifenmagnete 66 und 68 kleiner als zwischen den unteren Abschnitten ist, kann eine wirksame Feldlenkung ergeben. Tatsächlich kann jedes der in den Figuren 2 bis 6 angewendeten Feldlenkungsverfahren benutzt werden, ohne daß dabei die im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 der Patentanmeldung P 29 20 780.5-52 erörterten Probleme berücksichtigt werden müssen. Durch Ändern der Richtung der Drehachse hat sich die Berücksichtigung dieser Probleme erübrigt. Es ist

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auch möglich, in einer Ebene zu verbleiben, wobei beabsichtigterweise ein leerer Mittelbereich auftritt.

Wie in Fig. 6A zu erkennen ist, können die Schleifenmagnete 66 und 68 von Fig. 6 beispielsweise um 90° umgebogen werden, wie bei 71 und 73 dargestellt ist, wodurch das Target 70 unter der Steuerung durch eine Antriebsvorrichtung 75 durch das Zerstäubungsplasma 77 bewegt werden kann. Das Rücklaufplasma 79 ist von dem vom Target durchlaufenen Weg entfernt, so daß es kein Zerstäuben am Target hervorruft. Dies steht im Gegensatz zur Ausführungsform von Fig. 6, wo sich das Target nicht bis unter die Schleifen 66 und 68 in das Rücklaufplasma erstrecken sollte, damit das Target nicht, vom Zerstäubungsabschnitt des Plasmas über den Schleifen 66 und 68 und vom Rücklaufplasma zerstäubt wird.

Im Hinblick auf die magnetisch verstärkte Zerstäubung von magnetisch permeablen Materialien gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung wird nun auf Fig. 7 Bezug genommen. Wenn ein permeables Target über den herkömmlichen Magnetstrukturen angebracht wird, verläuft der Fluß vorzugsweise durch das Target, und er erstreckt sich nicht durch und über das Target zur Erzielung des erforderlichen Flußverlaufs über dem Target. Begrenzte Zerstäubungsraten konnten durch Verwendung eines sehr dünnen Target-Materials und/oder durch Anbringen dieses Target-Materials nur in der rennbahnartigen Fläche des Targets erzielt werden, was jedoch keine angemessene Lösung dieses Problems darstellt.

Wenn angenommen wird, daß die in Fig. 6 dargestellte Struktur mit einem permeablen Target 72 ausgestattet wird, ergibt sich das in Fig. 7 dargestellte Feldbild. Die hohe Permeabilität des Targets 72 bewirkt, daß der zuvor bogenförmig über dem

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Targetbereich verlaufende Fluß in das Target gezogen wird. Das parallele Feld in der kritischen Höhe von 0,3 bis 1,8 cm (1/8 bis 3/4 inch) über der Targetoberfläche hat nahezu den Wert Null und nicht den typischerweise für die Aufrechterhaltung eines Plasmas notwendigen Wert von 80 bis 100 Gauss. Die bisher beschriebenen Ausftihrungsbeispiele können nicht direkt dazu angewendet werden, eine mit hohen Energiewerten erfolgende Zerstäubung von Materialien mit hoher Permeabilität zu erzielen.

Die Permeabilität des Targets 72 kann als Leitfähigkeit für magnetische Kraftlinien angesehen werden. Der Magnetfluß verläuft nur dort, wo er verlaufen will oder gezwungen ist, zu verlaufen. Es erhebt sich somit die Frage, wie die Umgebung eines Targets 72 mit hoher Permeabilität so verändert werden kann, daß der Fluß oberhalb des Targets verlaufen muß und nicht in das Target eindringen kann. Die klassische Terminologie des Magnetismus ist weniger bekannt als die der Elektrizitätslehre. In Fig. 8B ist daher eine elektrische Schaltung dargestellt, die einer magnetischen Lösung des in Fig. 8A dargestellten Problems analog ist. Wenn ein elektrisches Feld vorhanden wäre, in das das Target 72 ohne wesentliche Störung des Feldes eingeschoben werden soll, müßte das Potential des Targets so eingestellt werden, daß es gleich dem Potential des Feldes an der Stelle ist, die das Target einnehmen soll. Es ist daher notwendig, das Target auf ein "magnetisches Potential" zu legen, das gleich dem magnetischen Potential in der Mitte zwischen dem Nordpol des Magneten 66 und dem Südpol des Magneten 68 liegt. Dies wird mit Hilfe von Magneten 74 und 76 erzielt, die den Fluß durch das "Meßgerät" (d.h. das Target 72) in der Brückenschaltung unterbricht, wo die Magnete vorzugsweise mit Hilfe von Polplatten 75 und 77 verbunden sind. Auf diese Weise wird über dem permeablen Target 72 ein Flußfeld erzeugt, das nahezu vollständig

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unempfindlich für die Anwesenheit des Targets ist, so wie die abgeglichene Brücke 78 von Fig. 8B unempfindlich für die Anwesenheit des Meßgeräts 80 ist.

Dieses Verhalten kann auch so betrachtet werden, als würden die Flußwege vom Punkt A des Magneten 66 zum Punkt B des Magneten 74 und vom Punkt C des Magneten 68 zum Punkt D des Magneten 76 entfernt, ebenso wie gleiche elektrische Potentiale an den Punkten E und F in der Brücke 80 das Fließen von Strom durch das Meßgerät 80 verhindern, über die Breite des Targets 72 ist eine kleine Differenz des "magnetischen Potentials" vorhanden, so daß die Feldform über dem Target nicht ganz perfekt ist, doch ist die mittels der Magnetbrücke erzielte Verbesserung so deutlich, daß ein Zerstäuben von magnetisch permeablen Materialien möglich wird.

Für die Brücke von Fig. 8A sind viele Magnetanordnungen möglich. Dabei muß nur die Neigung des Flusses, durch das Target zu verlaufen, beträchtlich herabgesetzt werden. Es sei bemerkt, daß die unteren Magnete 74 und 76 den Rücklaufplasmaweg bilden können und nicht Teil der Rotations- und Erweiterungsfigur von Fig. 8A sind. Anordnungen verschiedener bügelartiger Kombinationen gemäß den Figuren 8C bis 8G können diese Doppelfunktion erfüllen oder wie in Fig. 8A erweitert und gedreht werden, oder Tunnelrücklaufwege umfassen oder dergleichen. Es sei bemerkt, daß das Polstück dieser Ausführungsformen, beispielsweise der von Fig. 8C, weggelassen werden kann, wodurch die gegeneinandergerichteten Südpole der Magnete 66 und 74 dicht beieinander oder mit Berührung aneinandergehalten würden. Außerdem sei bemerkt, daß sich der Rücklaufteil des Plasmas nicht vollständig um das Target zur Bildung eines Tunnelrücklaufs erstrecken muß. Er kann vielmehr so umgebogen sein, daß er zur Seite verläuft und

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wahlweise dicht bei der Zerstäubungsfläche zurückläuft, wobei das Umbiegen der Magnetlinien allgemein in bezug auf Fig. 6A angegeben wurde. Dies ermöglicht eine lange Gestalt der Targets und eine von den magnetischen Verhältnissen ziemlich unabhängige Targetbewegung.

Die Ausführungsformen mit dem Doppelfunktionsbügel scheinen zwar sehr einfach zu sein, jedoch ermöglichen sie das Zerstäuben von Materialien mit hoher Permeabilität. Dabei sei bemerkt, daß das Target in den Ausführungsformen der Figuren 8A bis 8G nicht permeabel sein muß.

Die oben erläuterten Grundsätze zur Errichtung einer magnetischen Brückenschaltung, in der ein permeables Target angebracht ist, können auf die meisten, wenn nicht gar auf alle mit magnetischer Verstärkung arbeitende Zerstäubungsvorrichtungen angewendet werden, was unabhängig vom Ort der zur Erzeugung des Magnetfeldes im Zerstäubungsabschnitt des Plasmas verwendeten primären Magnetstruktur bezüglich der Target-Oberfläche gilt. Die zum Schließen der magnetischen Brückenschaltung hinter der Target-Oberfläche von der Hilfsmagnetstruktur erzeugten Kraftlinien können durch das permeable Target verlaufen, wie in Fig. 8A dargestellt ist.

In den Auführungsformen der Figuren 2 bis 8 befindet sich das Target innerhalb des Magnetsystems. In den Ausführungsformen der Figuren 9A und 9B liegen die Magnetschleifen und 40 innerhalb eines endlosen, bandartigen Targets 82. Eine Anode 84 ist innerhalb der Magnetschleife angeordnet, damit die zur Erzielung der Plasmaeinschließung mittels gekreuzter Felder erforderlichen Spannungsbeziehungen erzeugt werden. Bei diesem System erfolgt das Zerstäuben nach innen. Auf Katodenpotential liegende (nicht dargestellte)

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Abschirmungen sollten an den Magnetinnenflächen angeordnet sein. Diese Abschirmungen zerstäuben wegen der senkrechten Kraftlinien nicht-. Wenn das Target, nicht jedoch die Abschirmungen, entfernt wird, ist die verbleibende Struktur einem Magnetron-Vakuummeter sehr ähnlich. Diese Vorrichtung ist eine sehr wirksame Plasmafalle.

Es ist möglich, nur das untere Segment 68 des Targets zu benutzen. Daraus resultiert ein nach oben zerstäubendes System, bei dem das Plasma durch den offenen Raum über dem Target zurückkehrt, wie in Fig. 10 dargestellt ist. Die Schleifen 38 und 40 können gekippt oder gebogen werden, damit sich an der Oberseite 88 eine größere öffnung ergibt, so daß der Fluß des zerstäubten Materials nicht beeinträchtigt wird. Es ergibt sich eine Katode mit einem in einer Richtung erfolgenden Plasmafluß über das Target, jedoch ist kein Plasmatunnel unter dem Target erforderlich. Die Target-Halterung und die Katodenstruktur sind beträchtlich vereinfacht. In der Ausführungsform von Fig. 10 ist die Möglichkeit einer Plasmaverunreinigung stark herabgesetzt. Der Rücklaufabschnitt 38, 40 kann unter dem Target 90 oder daran angrenzend gebogen sein, wobei das Umbiegen der Magnetlinien allgemein im Zusammenhang mit Fig. 6A angegeben wurde. Außerdem können untere Hilfsmagnete 92 und 94 für die Verwendung bei Targets mit hoher Permeabilität verwendet werden. Die Anode 84 sollte an ihren Enden überkreuzt sein. Wahlweise können auch Polplatten 96 und 98 benutzt werden. Außerdem kann eine Kühlplatte 100 verwendet werden, die das Target 90 an Ort und Stelle festhält.

Die von der Magnetstruktur gebildeten Schleifen können auch so ausgestaltet sein, daß sie im wesentlichen in einer Ebene liegen, wie die Magnete 102 und 104 in den Figuren 11A und

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11B zeigen. Das Target 106 hat dabei die Form eines ebenen Rings, eines rechtwinkligen Rohrs, usw. Auch dieses System hat praktische Anwendungsmöglichkeiten. Das Target kann durch den Raum zwischen den Magnetringen 102 und 104 eingeführt werden.

Es gibt zahlreiche Kombinations- und Austauschmöglichkeiten der obigen Ausführungsbeispiele, die Vorteile ergeben. Magnetkombinationen, wie sie in Fig. 12 dargestellt sind, erscheinen dort wirksam, wo ein zusätzlicher Ringmagnet 108 unterhalb eines Spalts 110 bewirkt, daß der Flußwert im Spalt höher als der bei den zwei Magnetschleifen 38 und 40 verfügbare Flußwert ist. Wenn der Ringmagnet 108 nicht verwendet wird, können zusätzliche Innenringe 112 für magnetische Targets benutzt werden.

In Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der Magnete 114 und 116 an beiden Seiten des Targets 120 wie in den anderen, oben erörterten Ausführungsformen angeordnet sind. Die von den Magneten 114 und 116 ausgehenden Kraftlinien verlaufen jedoch allgemein entgegengesetzt zueinander, und sie verlaufen durch das Target zu einem darunter angebrachten Magneten 118, wobei der Fluß im Magnet 118 allgemein senkrecht zur Target-Oberfläche verläuft. Die Ausführungsform von Fig. 13 vereinigt die Merkmale der Ausführungsformen der Figuren 1 bis 12 mit den Merkmalen der Ausführungsformen, die in der erwähnten Patentanmeldung P 29 20 780.5-52 erläutert sind, wobei die Parallelität des durch das Target verlaufenden Feldes von Magneten verstärkt wird, die an beiden Seiten des Targets angebracht sind.

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Die erwünschte Gleichmäßigkeit der Magnetfeldstärke und die Parallelität des Magnetfeldes werden mit den Ferritmagneten erzielt, die oben beschrieben wurden, wobei Gummioder Kunststoffbänder, die mit orientierten Ferritteilchen imprägniert sind, besonders vorteilhaft sind. Die Anwesenheit dieser Teilchen, die in einem Bindematerial wie Gummi oder Kunststoff mit niedriger Permeabilität ein sehr starkes Magnetfeld erzeugen können, bewirkt offensichtlich die Erzeugung von Feldern mit den erforderlichen Eigenschaften. Außerdem ermöglichen mit orientierten Ferriten imprägnierte Kunststoffe mehrteilige Magnetsysteme, in denen es nicht notwendig ist, Verbindungen mit hoher Permeabilität vorzusehen. Tatsächlich führen Teile, wie Verbindungsplatten aus Stahl, häufig zu einer Beeinträchtigung der erzielten Flußwerte.

In vielen Ausführungsformen der Erfindung können Ferritmagnete ganz oder teilweise benutzt werden, beispielsweise Ferritmagnete der Firma Arnold Magnetics, Inc. oder der Firma Crucible Iron and Steel Co. In vielen der hier beschriebenen Ausführungsformen können auch herkömmliche Magnete, beispielsweise ferromagnetische Alnico-Magnete ganz oder zum Teil verwendet werden, was jedoch selten mit der gleichen Zweckmäßigkeit und Ausführbarkeit wie bei den bevorzugten Materialien möglich ist. Auch Elektromagnete können benutzt werden, doch gelten für sie die gleichen Einwände. Auf jeden Fall werden die oben geschilderten Magnetvorrichtungen, z.B. Permanentmagnete oder Elektromagnete, vorzugsweise in den beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet, obgleich auch Magnetvorrichtungen wie Polplatten im Zusammenhang mit Magnetvorrichtungen verwendet werden können, wie sie anhand der Figuren 1A und 1B und weiteren Figuren der Zeichnung erläutert wurden.

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Die nach der Erfindung ausgebildeten Magnetstrukturen können mit ebenen Katoden benutzt werden, die kreisförmig oder länglich sind. Längliche Katoden können rechtwinklig, elliptisch oder oval sein. Auch die ebene Katode kann ringförmig sein, wie Fig. 11A zeigt. Die ebene Katode kann nicht geradlinige Abschnitte, beispielsweise konkave Abschnitte wie bei den Katoden der Figuren 5 und 7 der US-PS 3 878 085 aufweisen. Außer ebenen Katoden können auch zylindrische oder konische Katoden oder auch Katoden in Form eines endlosen Bandes benutzt werden. Beim Zerstäuben der Katode kann es vorkommen, daß eine ungleichmäßige Erosion eintritt. Trotzdem kann die Katode immer noch als ebene, zylindrische oder entsprechend ihrer ursprünglichen Form ausgebildete Katode betrachtet werden. Die Oberflächen der Katode können auch so profiliert werden, daß die Katode in den Bereichen der größten erwarteten Erosion dicker ist, wodurch das Target relativ gleichmäßig zerstäubt wird. Auch eine solche Katode ist als ebene, zylindrische, usw. Katode anzusehen, was von ihrer allgemeinen Gestalt vor ihrer Zerstäubung abhängt.

Das zu zerstäubende Target-Material kann die Katode der Vorrichtung sein oder nicht. Ist das Target-Material nicht die Katode, dann kann es an· der Katode mittels einer Klemme festgeklemmt werden, die den Klemmen gleicht, die für die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung dargestellt wurden, wobei die Klemme auch zum Festhalten der Katode innerhalb der Zerstäubungsvorrichtung benutzt werden kann.

Die oben erwähnte Anode wird üblicherweise als solche bezeichnet, da Zerstäubungssysteme typischerweise beim Anlegen eines Wechselstrompotentials einen Gleichrichtereffekt zeigen. Obgleich in den Ansprüchen der Ausdruck "Anode" benutzt

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wird, kann es sich dabei natürlich auch um eine andere äquivalente Elektrode im System handeln. Außerdem kann die Anode die Wand des Behälters der Zerstäubungsvorrichtung sein. Zwischen die Anode und die Katode können ein Gleichstrom, ein Niederfrequenz-Wechselstrom (60 Hz beispielsweise) oder ein industrieller HF-Strom mit beispielsweise 13,56 MHz oder 27,12 MHz angelegt werden. Zur HF-Isolierung ist die Anode fast stets die Behälterwand, wenn diese hohen Frequenzen benutzt werden, obgleich diese oft auch als Anode benutzt wird, wenn mit Gleichstrom gearbeitet wird.

Zu dem im System verwendeten Gas sei bemerkt, daß es sich dabei entweder um ein aktives oder ein inertes Gas handelt, was von der Art der gewünschten zerstäubten Schicht abhängt.

Ferner sei bemerkt, daß die Grundsätze der hier beschriebenen Erfindung auch auf das Zerstäubungsätzen angewendet werden können.

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Claims (51)

Patentansprüche

1. Zerstäubungsvorrichtung mit magnetischer Verstärkung, gekennzeichnet durch eine Katodo, von der wenigstens ein Abschnitt mit einer Zerstäubungsflache versehen ist, eine im Abstand von der Katode angebrachte Anode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen der Katode und der Anode und einer ersten und einer zweiten Magnetvorrichtung zur Erzeugung eines ersten Magnetfeldes, das das elektrische Feld kreuzt, so daß wenigstens ein Teil einer geschlossenen Plasmaschleife an der Zerstäubungsfläche erzeugt wird, wobei wenigstens ein Teil der beiden Magnetvorrichtungon so über oder seitlich der Zerstäubungsfläche angeordnet ist, daß einige Kraftlinien des ersten Magnetfeldes von der ersten Magnetvorrichtung durch die zweite Magnetvorrichtung über die Zerstäubungsfläche gerichtet sind, und wobei die Stärke des Feldes über einen beträchtlichen Abschnitt der Strecke zwischen den beiden Magnetvorrichtungen angenähert gleichmä ß i g ist.

Schw/Gl

030043/0751

ORIGINAL INSPECTED

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der ersten Magnetvorrichtung angrenzend an eine Seite der Zerstäubungsfläche angeordnet ist und daß wenigstens ein Teil der zweiten Magnetvorrichtung angrenzend an eine dieser Seite gegenüberliegenden Seite der Zerstäubungsflache angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetvorrichtungen Ferritmagnete sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferritmagnete jeweils mehrere Schichten aus einem orientierten, mit Ferrit imprägnierten Band enthalten, von denen wenigstens eine eine der an sie angrenzenden Schichten zumindest teilweise überlappt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfluß in den beiden Magnetvorrichtungen im Winkel zu einer Ebene verläuft, die wenigstens einen Teil der Zerstäubungsfläche enthält, so daß die Kraftlinien im Bogen über die Zerstäubungsfläche verlaufen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfluß der beiden Magrietvorrichtungen im wesentlichen senkrecht zu der Ebene verläuft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfluß der beiden Magnetvorrichtungen angenähert parallel zur Zerstäubungsfläche verläuft, so daß die Kraftlinien parallel zu der Zerstäubungsfläche gerichtet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetvorrichtungen ringförmig sind und in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eine der beiden ringförmigen Magnetvorrichtungen
so gebogen ist, daß diese eine ringförmige Magnetvorrichtung wenigstens einen in einer Ebene liegenden Abschnitt und einen in einer anderen, bezüglich der einen Ebene geneigten
Ebene liegenden zweiten Abschnitt aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsfläche zwischen den beiden ringförmigen Magnetvorrichtungen angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum relativen Bewegen der Zerstäubungsfläche zwischen den beiden Magnetvorrichtungen in einer dritten Ebene, die zwischen den die beiden ringförmigen Magnetvorriciitungen enthaltenden Ebenen angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsfläche in den offenen Räumen der beiden ringförmigen Magnetvorrichtungen so angeordnet ist, daß ein erster
Abschnitt der Plasmaschleife die Zerstäubungsfläche zerstäubt und ein Rücklaufabschnitt der Plasmaschleife unterhalb der
Seite der Katode verläuft, die der Zerstäubungsfläche gegenüberliegt, damit das Plasma zum ersten Abschnitt zurückgeführt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
der Rücklaufabschnitt der Plasmaschleife genügend weit von
der der Zerstäubungsfläche gegenüberliegenden Seite der
Katode entfernt ist, damit diese Seite nicht zerstäubt wird.

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15. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einführen eines ionisierbaren Zerstäubungsgases in die Vorrichtung an der Stelle, wo der Rücklaufabschnitt
der Plasmaschleife unterhalb der entgegengesetzten Seite der Katode verläuft.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Seite der Katode, die der Zerstäubungsfläche gegenüberliegt, ebenfalls mit einer zweiten Zerstäubungsfläche über wenigstens einen Teil davon versehen ist, die vom Rücklaufabschnitt der geschlossenen Plasmaschleife zerstäubt wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung zum Kühlen und Halten der Katode.

18. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Hilfsmagnetvorrichtung auf der Seite der Katode, die der Zerstäubungsfläche gegenüberliegt, wobei die Hilfsmagnetvorrichtung das Magnetfeld zwischen den beiden Magnetvorrichtungen verstärkt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum relativen Bewegen der Zerstäubungsfläche bezüglich der offenen Räume.

20. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ringförmigen Magnetvorrichtungen so über der Zerstäubungsfläche angeordnet sind, daß ein erster Abschnitt der
geschlossenen Plasmaschleife die Zerstäubungsfläche zerstäubt und ein Rücklaufabschnitt der Plasmaschleife ebenfalls über
der Zerstäubungsfläche verläuft, wobei der Rücklaufabschnitt der Plasmaschleife das Plasma zu dem ersten Abschnitt zurückführt.

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21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte der beiden Magnetvorrichtungen, die der Zerstäubungsfläche am nächsten liegen, enger beieinander als ihre entgegengesetzten Abschnitte liegen, damit das Wegführen des zerstäubten Materials von der Zerstäubungsfläche erleichtert wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Katode ringförmig ist, daß sich die Zerstäubungsfläche um wenigstens einen Abschnitt der Innenfläche der Katode erstreckt und daß die beiden Magnetvorrichtungen in der Nähe 'der gegenüberliegenden offenen Enden der ringförmigen Katode angeordnet sind, so daß die geschlossene Plasmaschleife zumindest teilweise um die Zerstäubungsfläche verläuft.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetvorrichtungen ringförmig sind und konzentrisch in einer Ebene verlaufen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Katode ringförmig ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum relativen Bewegen der ringförmigen Zerstäubungsfläche zwischen den beiden Magnetvorrichtungen.

26. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsfläche aus magnetisch permeablem Material besteht und daß eine weitere Magnetvorrichtung vorgesehen ist, die ein zweites Magnetfeld erzeugt, das bezüglich des ersten Magnetfeldes und der Zerstäubungsfläche so verläuft, daß die Neigung des ersten Magnetfeldes, die magnetisch permeable Zerstäubungsfläche zu durchdringen, wesentlich reduziert wird.

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27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetfelder an gegenüberliegenden Seiten der Zerstäubungsfläche angeordnet sind.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftlinien der beiden Magnetfelder im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

29. Zerstäubungsvorrichtung mit magnetischer Verstärkung, gekennzeichnet durch eine Katode, von der wenigstens ein Teil mit einer Zerstäubungsfläche versehen ist, eine im Abstand von der Katode liegende Anode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen der Katode und der Anode, eine Primärmagnetvorrichtung zur Erzeugung eines ersten Magnetfeldes, das das elektrische Feld kreuzt, so daß angrenzend an die Zerstäubungsfläche ein Plasma erzeugt wird, wobei die Primärmagnetvorrichtung einige Kraftlinien des Magnetfeldes über die Zerstäubungsfläche richtet, und eine weitere Magnetvorrichtung zur Erzeugung eines zweiten Magnetfeldes, das bezüglich des ersten Magnetfeldes und der Zerstäubungsfläche so verläuft, daß die Neigung des ersten Magnetfeldes, die Zerstäubungsfläche zu durchdringen, wesentlich reduziert wird.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsfläche aus einem magnetisch permeablen Material besteht.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetfelder an gegenüberliegenden Seiten der Zerstäubungsfläche angeordnet sind.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftlinien allgemein in der gleichen Richtung verlaufen.

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33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftlinien der beiden Magnetfelder im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

34. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärmagnetvorrichtung eine erste und eine zweite Magnetvorrichtung enthält und daß wenigstens ein Teil der beiden Magnetvorrichtungen so über der Zerstäubungsfläche angeordnet ist, daß einige Kraftlinien des ersten Magnetfeldes von der ersten Magnetvorrichtung über die Zerstäubungsfläche durch die zweite Magnetvorrichtung gerichtet werden.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetvorrichtungen und die Anode mit Einrichtungen versehen sind, die wenigstens einen Abschnitt einer geschlossenen Plasmaschleife an der Zerstäubungsfläche erzeugen.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetvorrichtungen ringförmig sind und daß die weitere Magnetvorrichtung dritte und vierte ringförmige Magnetvorrichtungen enthält, die innerhalb der ersten und zweiten ringförmigen Magnetvorrichtungen jeweils so angeordnet sind, daß einige Kraftlinien des zweiten Magnetfeldes hinter die Zerstäubungsfläche gerichtet werden.

37. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite ringförmige Magnetschleifen vorgesehen sind, die zusammen mit der Anode bei der Zerstäubungsfläche eine geschlossene Plasmaschleife erzeugen und daß die Primärmagnetvorrichtung einen ersten Abschnitt jeder der ringförmigen Magnetschleifen enthält, wobei einige Kraftlinien des ersten Magnetfeldes von einem der ersten Abschnitte durch den anderen der ersten Abschnitte der beiden ringförmigen Magnetschleifen über die Zerstäubungsfläche gerichtet werden.

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38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Magnetvorrichtung einen zweiten Abschnitt jeder der ringförmigen Magnetschleifen enthält, wobei einige Kraftlinien des zweiten Magnetfeldes hinter die Zerstäubungsfläche gerichtet werden.

39. Zerstäubungsvorrichtung mit magnetischer Verstärkung, gekennzeichnet durch eine Katode, von der wenigstens ein Abschnitt mit einer Zerstäubungsfläche versehen ist, eine im Abstand von der Katode angeordnete Anode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen der Katode und der Anode, und eine erste und eine zweite Magnetvorrichtung zur Erzeugung eines ersten Magnetfeldes, das das elektrische Feld kreuzt, so daß bei der Zerstäubungsfläche ein Plasma erzeugt wird, wobei wenigstens ein Abschnitt der Magnetvorrichtung so über der Zerstäubungsfläche angeordnet ist, daß einige Kraftlinien des ersten Magnetfeldes von der ersten Magnetvorrichtung durch die zweite Magnetvorrichtung über die Zerstäubungsfläche gerichtet werden und wobei die Stärke des Feldes über einen beträchtlichen Abschnitt der Strecke zwischen den beiden Magnetvorrichtungen angenähert gleichmäßig ist, während die beiden Magnetvorrichtungen jeweils mehrere Schichten aus einem orientierten, mit Ferrit imprägniertem Band bestehen, von denen wenigstens eine eine ihr benachbarte Schicht zumindest teilweise überlappt.

40. Zerstäubungsvorrichtung mit magnetischer Verstärkung, gekennzeichnet durch eine Katode, von der wenigstens ein Abschnitt mit einer Zerstäubungsfläche versehen ist, eine im Abstand von der Katode liegende Anode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zwischen der Katode und der Anode, erste und zweite Magnetvorrichtungen zum Erzeugen von ersten bzw. zweiten Magnetfeldern, die das elektrische Feld kreuzen, so daß bei der Zerstäubungsfläche ein Plasma erzeugt wird, eine dritte Magnetvorrichtung auf einer der Zerstäubungsfläche gegenüberliegenden

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Seite der Katode und wenigstens einen Abschnitt an den beiden Magnetvorrichtungen, der so über der Zerstäubungsfläche angeordnet ist, daß einige Kraftlinien der beiden Magnetfelder von den beiden Magnetvorrichtungen durch die Katode und die Magnetvorrichtung über die Zerstäubungsfläche gerichtet werden .

41. Verfahren zur Erzielung einer magnetischen Verstärkung in einer Vorrichtung zur Zerstäubung eines Target-Materials, dadurch gekennzeichnet, daß um das Target-Material eine magnetische Brückenschaltung gebildet wird, damit die Neigung der magnetischen Kraftlinien, das Target-Material zu durchdringen, herabgesetzt wird.

42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Traget-Material ein magnetisch permeables Material ist.

43. Verfahren nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Brückenschaltung erste und zweite Magnetfelder enthält, die bezüglich des Target-Materials so angeordnet sind, daß die Neigung des ersten Magnetfeldes, das Target-Material zu durchdringen, beträchtlich herabgesetzt wird.

44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetfelder an gegenüberliegenden Seiten des Traget-Materials angeordnet sind.

45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftlinien der beiden Magnetfelder im wesentlichen in der gleichen Richtung verlaufen.

46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftlinien der beiden Magnetfelder im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

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47. Verfahren zur Erzielung einer magnetischen Verstärkung in einer Vorrichtung zum Zerstäuben von Target-Material, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Magnetfeld über eine Zerstäubungsfläche aus dem Target-Material gerichtet wird und daß ein zweites Magnetfeld bezüglich der Seite des Target-Materials gerichtet wird, die der Zerstäubungsfläche gegenüberliegt, wobei die Richtung und die Stärke des zweiten Magnetfeldes so eingestellt werden, daß jede Neigung des ersten Magnetfeldes, das Target-Material zu durchdringen, reduziert wird.

48. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß das Traget-Material ein magnetisch permeables Material ist.

49. Verfahren nach Anspruch 47 oder 48, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetfelder an gegenüberliegenden Seiten des Target-Materials angeordnet sind.

50. Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftlinien der beiden Magnetfelder im wesentlichen in der gleichen Richtung verlaufen.

51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftlinien der beiden Magnetfelder im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

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