DE3226717C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sputtern von insbesondere magnetisches Material enthaltendem Target­ material auf ein Substrat im Vakuum gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for sputtering especially target containing magnetic material material on a substrate in a vacuum according to the generic term of claim 1.

Bei bekannten Sputterverfahren stellt die Targeterosion ein ernstes Problem dar, das die Lebensdauer des Targets begrenzt. Ein weiteres Problem ist in der Überheizung des Targets zu sehen, die beispielsweise dadurch vermindert werden kann, daß die Leistungsdichte des Targets vermin­ dert wird. Dies führt jedoch zu einer Verkleinerung der Materialabscheidungsrate. Wenn außerdem magnetische Mate­ rialien durch ein magnetisch verdichtetes Sputtersystem gesputtert werden, muß die Dicke des Targets relativ klein sein, um eine Ablenkung bzw. Zerstreuung des das Plasma bestimmenden magnetischen Feldes und eine folg­ liche Schwächung des Plasmas zu verhindern. Die oben an­ gegebenen Nachteile beschränken das Betriebsverhalten und die wirksame Verwendung der bekannten Vorrichtungen zum Sputtern von magnetischen und nicht magnetischen Materi­ alien, weil häufig Betriebsunterbrechungen erforderlich sind, um das Targetmaterial zu ersetzen.In known sputtering processes, target erosion occurs a serious problem that affects the life of the target limited. Another problem is the overheating of the To see targets that are reduced, for example can be that the power density of the target min is changed. However, this leads to a downsizing of the Material deposition rate. If magnetic mate rialien by a magnetically compressed sputtering system sputtered, the thickness of the target must be relative be small to distract or distract the user Plasma-determining magnetic field and a consequent prevent weakening of the plasma. The above given disadvantages limit the operating behavior and the effective use of the known devices for  Sputtering of magnetic and non-magnetic material alien because business interruptions are often required to replace the target material.

Beispielsweise sind die mit den gegenwärtig verfügbaren bekannten Vorrichtungen erzielbaren kleinen Sputterraten besonders störend bei ununterbrochenen Verfahren, wie beispielsweise bei der Herstellung von Bändern für die magnetische Aufzeichnung und Wiedergabe. Es ist daher wünschenswert, eine höhere Sputterrate zu erreichen, um die Herstellungsrate von magnetischen Bändern durch Sput­ tern zu vergrößern.For example, those with those currently available known devices achievable small sputtering rates particularly annoying in uninterrupted procedures, such as for example in the production of tapes for the magnetic recording and playback. It is therefore desirable to achieve a higher sputter rate in order to the production rate of magnetic tapes by sput tern to enlarge.

Aus der DE-OS 29 02 448 ist es für die mehrschichtige In­ terferenzbeschichtung von Laserspiegeln bekannt, mehrere Targets auf einem wassergekühlten, drehbaren Revolverkopf anzuordnen und die Targets entsprechend der gewünschten Beschichtung nacheinander dem Ionenstrahl einer Ionenka­ none auszusetzen. Die Kathode der Ionenkanone dieser Vor­ richtung ist stationär, und auch der die Targets tragende Revolverkopf wird lediglich beim Targetwechsel bewegt.From DE-OS 29 02 448 it is for the multi-layer In Conference coating of laser mirrors known, several Targets on a water-cooled, rotatable turret arrange and target according to the desired Coating successively the ion beam of an ion ka to suspend none. The cathode of the ion gun this pre direction is stationary, and also the one that carries the targets The turret is only moved when changing the target.

Aus der DE-AS 23 01 593 ist eine Targetwechselvorrichtung für eine Kathodenzerstäubungsanlage bekannt, bei der das in Form einer Ringscheibe auf einem Drehteller angeordne­ te Targetmaterial unter einer Öffnung einer stationären, den Drehteller abdeckenden Scheibe hindurchbewegt wird. Auf diese Weise wird ein Ionenstrahl mit vergleichsweise kleiner Fläche erreicht, der während einer langen Be­ triebsdauer ohne Auswechseln des Targets aufrecht erhal­ ten werden kann.DE-AS 23 01 593 is a target changing device known for a sputtering system in which the arranged in the form of an annular disc on a turntable target material under an opening of a stationary, the disk covering the turntable is moved through. In this way, an ion beam is comparatively small area reached during a long loading Maintain the operating time without changing the target can be.

Aus der DE-OS 28 56 309 ist es zum Aufsputtern einer gleichmäßigen Schicht von Fotoleiterwerkstoffen auf meh­ rere Zylinder bekannt, die Zylinder in einer epizyklischen Bewegung um die ebenfalls zylindrische, das Targetmateri­ al tragende Kathode herumzuführen. Für eine noch gleich­ mäßigere Beschichtung kann hierbei auch die Kathode in ihrer Längsachse hin- und herbewegt werden. Die Kathode ist wassergekühlt, jedoch vollständig in dem Plasma an­ geordnet.From DE-OS 28 56 309 it is for sputtering one uniform layer of photoconductor materials on meh rere cylinders known, the cylinders in an epicyclic Movement around the also cylindrical, the target material  al carrying cathode. For one more The cathode can also have a more moderate coating be moved back and forth along its longitudinal axis. The cathode is water-cooled, but completely in the plasma orderly.

Aus der DE-OS 29 03 291 ist es für die Herstellung über­ einanderliegender Metall- und Glimmerpolimerisations­ schichten eines Kondensators bekannt, das den Ionenstrahl erzeugende Planarmagnetron für eine gleichmäßige Metalli­ sierung mehrerer nebeneinanderliegender Substrate bei dem Glimmprozeß quer zu den Substraten zu verschieben.From DE-OS 29 03 291 it is for the production mutually opposed metal and mica polymerizations layers of a capacitor known to hold the ion beam Generating planar magnetron for an even metal sation of several adjacent substrates to shift the glow process across the substrates.

Aus der DE-OS 24 35 887 ist es zur Herstellung eines Magnetbands bekannt, ein Bandsubstrat in einer Plasmagas­ atmosphäre kontinuierlich an einer magnetisches Material verdampfenden Abdampfquelle vorbeizubewegen. Das Bandsub­ strat wird hierbei über einen gekühlten Magnet bewegt, der das Plasma konzentriert.From DE-OS 24 35 887 it is used to manufacture a Magnetic tapes are known, a tape substrate in a plasma gas atmosphere continuously on a magnetic material evaporating evaporation source. The band sub strat is moved over a cooled magnet, which concentrates the plasma.

Aus der DE-OS 21 06 543 ist es zur Verlängerung der Be­ triebsdauer, in der eine Vakuum-Bedampfungsvorrichtung ununterbrochen betrieben werden kann, bekannt, als Ab­ dampfquelle einen flexiblen Glühfaden zu verwenden, der zwischen zwei Vorratsspulen umspulbar ist und zwischen den Vorratsspulen an zwei die Betriebsspannung anlegen­ den Kontakten anliegt. Der über die Kontakte zugeführte Strom erhitzt den Glühdraht zwischen den Kontakten auf die zum Abdampfen von Ionen erforderliche Temperatur.From DE-OS 21 06 543 it is to extend the loading operating time in which a vacuum evaporator can be operated continuously, known as Ab steam source to use a flexible filament that can be rewound between two supply spools and between Apply the operating voltage to the supply spools at two contacts. The one fed through the contacts Electricity heats up the filament between the contacts the temperature required to evaporate ions.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Sputtervorrichtung an­ zugeben, die mit hoher Sputterrate insbesondere beim Sputtern magnetischer Materialien ohne Gefahr übermäßi­ ger, die Lebensdauer des Targets unerwünscht verkürzender Targeterosion betrieben werden kann. It is an object of the invention to provide a sputtering device admit that with high sputtering rate especially when Sputtering magnetic materials without excessive risk ger, undesirably shorten the life of the target Target erosion can be operated.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the in the Kennzei Chen of claim 1 specified features solved.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Target der Kathode nicht nur in dem abgegrenzten Bereich des aktiven Plasmas der Kühlwirkung einer gekühlten Stützeinrichtung ausgesetzt, sondern auch zusätzlich außerhalb des Plasmas weiteren Kühleinrichtungen. Da die Kathode während des Sputterbetriebs fortlaufend an der gekühlten Stützein­ richtung und den weiteren Kühleinrichtungen vorbeibewegt wird, kann die Stromdichte des Kathodenstroms und damit die Sputterrate bzw. -leistung erhöht werden. Zugleich ergibt sich eine verlängerte Lebensdauer und ein verbes­ serter Wirkungsgrad. Dies gilt insbesondere beim Sputtern magnetischen Materials, bei welchem es nunmehr möglich ist, das magnetische Material des Targets im Bereich des Plasmas magnetisch zu übersättigen.In the device according to the invention, the target is Cathode not only in the delimited area of the active Plasmas of the cooling effect of a cooled support device exposed, but also outside of the plasma other cooling devices. Since the cathode during the Sputter operation continuously on the cooled support direction and the other cooling devices moved past the current density of the cathode current and thus the sputter rate or performance are increased. At the same time this results in an extended service life and a better result Efficiency. This applies particularly to sputtering magnetic material, which is now possible is the magnetic material of the target in the range of Magnetically oversaturate plasma.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung und deren Ausgestal­ tungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigtThe following are exemplary embodiments of the invention and its configuration tions explained in connection with the figures. It shows

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Sputtervorrichtung; Figure 1 is a schematic representation of an embodiment of the sputtering device according to the invention.

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht, die einem Be­ reich der Fig. 1 entspricht; Fig. 2 is an enlarged partial view corresponding to a loading area of Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung, die einem Bereich der Fig. 2 entspricht; Fig. 3 is a perspective view corresponding to an area of Fig. 2;

Fig. 4 einen Teilschnitt einer alternativen Ausfüh­ rungsform des in der Fig. 3 dargestellten Teiles; FIG. 4 is a partial section of an alternative embodiment of the part shown in FIG. 3;

Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche vergrößerte Teil­ darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und Fig. 5 is a part of FIG. 2 similar enlarged representation of a further embodiment of the invention and

Fig. 6A und 6B eine vereinfachte schematische Aufsicht und einen vereinfachten schematischen Quer­ schnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. FIGS. 6A and 6B is a simplified schematic plan view and a simplified schematic cross-section of another embodiment of the invention.

Zunächst wird die erfindungsgemäße Vorrichtung im Zusammenhang mit der Fig. 1 allgemein erläutert. Dann werden die verschie­ denen in den Fig. 2 bis 6 dargestellten Ausführungsformen ausführlicher beschrieben.First, the device according to the invention is generally explained in connection with FIG. 1. Then, the various embodiments shown in Figs. 2 to 6 will be described in more detail.

Fig. 1 zeigt eine Vakuumkammer 26, die von einem Gehäuse 21 umgeben ist, das vakuumdicht an einer geerdeten Grund­ platte 3 befestigt ist, wie dies bekannt ist. Eine Vakuum­ pumpe 5 und eine Quelle 23 eines geeigneten Gases, bei­ spielsweise für Argon, sind jeweils mit der Kammer 21 verbunden. Ein Substrat 27, auf dem durch Sputtern ein ausgewähltes Targetmaterial abgeschieden werden soll, ist an einem Basisteil 28 befestigt und weist einen Abstand von der Sputterstrahlanordnung 22 auf. Das Substrat 27 kann ortsfest angeordnet sein. Es kann auch, wenn es sich beispielsweise um ein flexibles Band handelt, das aus einem geeigneten Kunststoffmaterial besteht, wie dies bei­ spielsweise in Zusammenhang mit der Herstellung von Magnet­ bändern der Fall ist, beweglich sein. Wenn ein bewegliches Substrat 27 in der Form eines Kunststoffbandes verwendet wird, kann dieses über das Basisteil 28 zwischen zwei Spulen 9 transportiert werden, die durch Abschirmungen 29 gegen unerwünschtes Sputtern abgeschirmt sein können. Derartige Abschirmungen sind in der Fig. 1 schematisch durch unterbrochene Linien dargestellt. Die Sputterstrahlanordnung 22 weist eine Kathode 10, die, wie dies später aus­ führlicher beschrieben werden wird, bewegbar ist, und eine Anode 8 auf. In Abhängigkeit von dem speziellen Anwen­ dungsfall kann eine erforderliche Gleichstrom- oder Hoch­ frequenzleistungsversorgungsquelle, die in der Fig. 1 der Einfachheit halber nicht dargestellt ist, mit der Substratanordnung 27, 28 verbunden werden, anstatt daß die Anode 8 mit Leistung versorgt wird. Die Substratan­ ordnung 27, 28 wirkt dann, wie dies bekannt ist, aus prak­ tischen Gründen beim Sputtern als Anode. Zwischen der Anode 8 und der Kathode 10 ist ein elektrisches Feld vor­ handen, dessen Richtung durch den Pfeil 101 angezeigt ist. Fig. 1 shows a vacuum chamber 26 which is surrounded by a housing 21 which is vacuum-tightly attached to a grounded base plate 3 , as is known. A vacuum pump 5 and a source 23 of a suitable gas, for example for argon, are each connected to the chamber 21 . A substrate 27 , on which a selected target material is to be deposited by sputtering, is fastened to a base part 28 and is at a distance from the sputtering beam arrangement 22 . The substrate 27 can be arranged in a stationary manner. It can also, if it is, for example, a flexible tape that consists of a suitable plastic material, as is the case with example in connection with the production of magnetic tapes, be movable. If a movable substrate 27 in the form of a plastic band is used, this can be transported via the base part 28 between two coils 9 , which can be shielded by shields 29 against unwanted sputtering. Such shields are shown schematically in FIG. 1 by broken lines. The sputter beam arrangement 22 has a cathode 10 , which, as will be described later in more detail, is movable, and an anode 8 . Depending on the specific application, a required direct current or high frequency power supply source, which is not shown in FIG. 1 for the sake of simplicity, can be connected to the substrate arrangement 27, 28 instead of the anode 8 being supplied with power. The substrate arrangement 27, 28 then acts, as is known, for practical reasons when sputtering as an anode. Between the anode 8 and the cathode 10 , an electric field is present, the direction of which is indicated by the arrow 101 .

In Abhängigkeit von dem besonderen Anwendungsfall kann die Kathode 10 vollständig aus dem ausgewählten Material gebildet sein, das auf das Substrat gesputtert werden soll. Es kann aber auch nur ein Vorderseitenbereich der Kathode 10 aus dem Targetmaterial bestehen, während ein darunterliegender Bereich der Kathode 10 aus einem an­ deren geeigneten Material bestehen kann. Im folgenden wird aus Gründen der Einfachheit der Ausdruck "Kathode/Target" verwendet, um die zuvor erwähnten möglichen Anwendungs­ fälle der Kathode anzudeuten.Depending on the particular application, the cathode 10 can be formed entirely from the selected material that is to be sputtered onto the substrate. However, it is also possible for only one front area of the cathode 10 to consist of the target material, while an area underneath of the cathode 10 can be made of another suitable material. In the following, the term "cathode / target" is used for the sake of simplicity in order to indicate the aforementioned possible applications of the cathode.

Zwischen der Anode 8 und der Kathode 10 bildet sich eine Glühentladung hoher Energie, d. h. ein aktives Plasma aus. Die Kathode der Sputtervorrichtung ist bewegbar. Wie Fig. 1 zeigt, hat die Kathode/Target 10 beispielsweise die Form eines beweglichen Bandes, das zwischen einer Zufuhrspule 11 und einer entsprechenden Aufnahme­ spule 12 bewegt wird. Der Weg des Kathoden/Targetbandes 10 weist Antriebs- oder Führungsrollen 33, 34 und eine gekühlte Stützeinrichtung 15 auf, die das Band kontaktiert und gleitbar in eine dichte Nähe der Anode 8 führt, wo­ bei das Band einen vorgegebenen Abstand von der Anode 8 aufweist, wie dies beim Sputtern für einen besonderen An­ wendungsfall gefordert wird. Die Quelle für ein geeigne­ tes Gleichstrom- und Hochfrequenzpotential ist mit der Anode 8 und der Kathode 10 verbunden, um eine Glimment­ ladung zwischen diesen Elektroden zu bewirken. Auf diese Weise wird in dem Raum 44 zwischen diesen Elektroden ein heißes Hochenergieplasma unter Verwendung beschleunigter Teilchen eines geeigneten Inertgases von der Quelle 23 aufgebaut. Da in Übereinstimmung mit der vorliegenden Er­ findung die Bandkathode 10 sich fortwährend durch das hei­ ße Plasma 44 bewegt, wird nur ein relativ kleiner Bereich der Kathode/des Targets 10 zu irgendeiner Zeit den in dem Plas­ ma herrschenden Bedingungen ausgesetzt. Neben der Kühl­ einrichtung 15 sind zusätzliche Strahlungs-Kühlungsvor­ richtungen 35 entlang dem Weg der bewegbaren Kathode 10 außerhalb des Plasmaraumes 44 angeordnet. Wenn man einen Vergleich mit bekannten Vorrichtungen zieht, die eine orts­ feste Kathode/Target aufweisen, ergibt sich, daß die Kühlung des Kathoden/Targetbandes wesentlich verbessert ist und daß daher die Stromdichte und die Sputterrate der erfindungsgemäßen Vorrichtung beträchtlich vergrößert werden können, ohne daß die Betriebszeit des Systems in einer unzulässigen Weise beschränkt wird. Die Abschirmungen 2, 29 und 43 werden jeweils verwendet, um zu verhindern, daß gesputtertes Material aus einem gewünschten Bereich heraus gelangt, wie dies später noch ausführlicher erläu­ tert werden wird.A high-energy glow discharge, ie an active plasma, is formed between the anode 8 and the cathode 10 . The cathode of the sputtering device is movable. As shown in FIG. 1, the cathode / target 10 has, for example, the shape of a movable band which is moved between a supply spool 11 and a corresponding take-up spool 12 . The path of the cathode / target strip 10 has drive or guide rollers 33, 34 and a cooled support device 15 , which contacts the strip and slidably guides it in close proximity to the anode 8 , where the strip has a predetermined distance from the anode 8 , as is required in sputtering for a special application. The source of a suitable DC and radio frequency potential is connected to the anode 8 and the cathode 10 to cause a glow discharge between these electrodes. In this way, a hot high-energy plasma is built up in the space 44 between these electrodes using accelerated particles of a suitable inert gas from the source 23 . Because, in accordance with the present invention, ribbon cathode 10 is continuously moving through hot plasma 44 , only a relatively small area of cathode / target 10 is exposed to the conditions in the plasma at any one time. In addition to the cooling device 15 additional radiation Kühlungsvor devices 35 are arranged along the path of the movable cathode 10 outside the plasma space 44 . If one makes a comparison with known devices which have a fixed cathode / target, it follows that the cooling of the cathode / target band is significantly improved and that therefore the current density and the sputtering rate of the device according to the invention can be increased considerably without the Operating time of the system is restricted in an impermissible manner. The shields 2, 29 and 43 are used to prevent sputtered material from coming out of a desired area, as will be explained in more detail later.

Das Merkmal der beweglichen Kathode bzw. des beweglichen Targets stellt eine weitere Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar, wenn magnetische Materialien ge­ sputtert werden, wobei Sputtertechniken mit magnetischer Ver­ stärkung bzw. Verdichtung verwendet werden. Die Erfindung er­ möglicht insbesondere die Verwendung eines magnetischen Targets, das beispielsweise die Form eines flexiblen Ban­ des, einer Hohltrommel oder einer Scheibe aufweist, und das eine relativ kleine Dicke 100 (Fig. 2), beispielsweise eine Dicke von etwa 2,54 · 10^-3 - 12,7 · 10^-2 cm aufweist. Ein derart dünnes Target kann sehr leicht durch das das Plasma bestimmende magnetische Feld übersättigt wer­ den, um eine gewünschte Konzentration und Steuerung der Glimmentladung zu erhalten und auf diese Weise bekannte und gewünschte Sputterbedingungen zu schaffen. Ein wei­ terer Vorteil besteht darin, daß die Geschwindigkeit des beweglichen Targets in bezug auf eine geforderte Strom­ dichte und eine erzielbare Kühlrate, die von dem beson­ deren Material des Targets abhängt, ausgewählt werden kann. Wenn daher die Anforderung für die Leistungsdichte pro Flächeneinheit des Targets zunimmt, kann die Geschwin­ digkeit des beweglichen Targets entsprechend vergrößert werden, um ein Überhitzen des Targets zu vermeiden, wie dies weiter unten ausführlicher erläutert wird.The feature of the movable cathode or of the movable target represents a further improvement over the prior art when magnetic materials are sputtered, sputtering techniques with magnetic reinforcement or compression being used. The invention enables in particular the use of a magnetic target, which has, for example, the shape of a flexible band, a hollow drum or a disk, and which has a relatively small thickness 100 ( FIG. 2), for example a thickness of approximately 2.54 × 10 ^-3 - 12.7 x 10 ^-2 cm. Such a thin target can very easily be oversaturated by the magnetic field determining the plasma in order to obtain a desired concentration and control of the glow discharge and in this way to create known and desired sputtering conditions. A further advantage is that the speed of the movable target with respect to a required current density and an achievable cooling rate, which depends on the particular material of the target, can be selected. Therefore, if the requirement for the power density per unit area of the target increases, the speed of the movable target can be increased accordingly to avoid overheating the target, as will be explained in more detail below.

Die Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung der bevor­ zugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sputterstrahl­ anordnung 22 der Fig. 1. Diese enthält eine innere Vakuum­ kammer 1, die von einer äußeren Abschirmung 2 umgeben ist, die Seitenwände 2 a, obere Wände 2 b und einen Teil einer Grundplatte 3 umfaßt. Eine Öffnung 2 c wird durch die Wände 2 b gebildet. Diese Öffnung kann kreisförmig oder recht­ eckig sein oder eine beliebige andere passende Form auf­ weisen. Die Öffnung 2 c dient als Öffnung für die durch die Strahlanordnung beschleunigten Teilchen des Targetma­ terials, die auf einem stationären oder beweglichen Sub­ strat 27 abgeschieden werden sollen, wie dies in der Fig. 1 schematisch durch die Linien 40 dargestellt ist. Das Sub­ strat 27 weist eine gewünschte Entfernung von der Öffnung 2 c auf. Die äußere Abschirmung 2, die Grundplatte 3 und das Gehäuse 21 bestehen vorzugsweise aus einem nicht­ magnetischen, leitenden Material und sind mit Massepoten­ tial verbunden. Beispielsweise handelt es sich bei die­ sem Material um korrosionsbeständigen Stahl oder um Alu­ minium. Die Elemente 2, 3 und 21 müssen daher durch bekannte Einrichtungen elektrisch von den restlichen Elementen in der Vakuumkammer 26 isoliert werden, die an einem hohen Kathodenpotential oder einem hohen Anoden­ potential anliegen. Wie dies voranstehend schon beschrie­ ben wurde, ist eine Vakuumpumpe 5 mit der Vakuumkammer 26 durch die Leitung 4 auf eine herkömmliche Weise ver­ bunden und eine Quelle 23 für ein geeignetes Inertgas, bei dem es sich beispielsweise um Argon handelt, ist mit der Vakuumkammer 1 durch eine Leitung 47 verbunden. Wie dies am besten aus der Fig. 3 ersichtlich ist, ist in der Vakuumkammer 1 eine stationäre Anode 8, die vor­ zugsweise die Form von zwei parallelen Stäben aufweist, die beispielsweise aus einem geeigneten Stahlmaterial be­ stehen, angeordnet. Die Kathode/das Target 10 ist so angeordnet, daß ihre/seine Ebene parallel zur Anode 8 verläuft und einen geeigneten Abstand von der Anode 8 aufweist. Das gesamte Material der Bandkathode 10 besteht vorzugsweise aus einem metallischen Magnetmaterial, beispielsweise aus 80% Kobalt und 20% Nickel, und wird durch den Sputtervorgang auf dem Substrat 27 (Fig. 1) abge­ schieden. Die relativ kleine Dicke 100 (etwa 2,54 · 10^-3 - 12,7 · 10^-2 cm) der Kathode/des Targets 10 ist erforderlich, um einen gewünschten übersättigten Zustand in dem magne­ tisch verstärkten Sputtersystem der bevorzugten Ausfüh­ rungsform zu erhalten. Die vorliegende Erfindung ist je­ doch nicht auf die obenbeschriebenen Konfigurationen beschränkt und es kann alternativ auch nur die Vorderseite der Kathode, d. h. die Seite, die der Anode gegenüberliegt, aus dem Targetmaterial bestehen, wie dies bekannt ist. Fig. 2 shows a simplified representation of the preferred embodiment of the sputter jet assembly 22 of FIG. 1 before . This contains an inner vacuum chamber 1 , which is surrounded by an outer shield 2 , the side walls 2 a , upper walls 2 b and one Part of a base plate 3 comprises. An opening 2 c is formed by the walls 2 b . This opening can be circular or rectangular, or have any other suitable shape. The opening 2 c serves as an opening for the particles accelerated by the beam arrangement of the target material, which are to be deposited on a stationary or movable substrate 27 , as is shown schematically in FIG. 1 by the lines 40 . The sub strat 27 has a desired distance from the opening 2 c . The outer shield 2 , the base plate 3 and the housing 21 are preferably made of a non-magnetic, conductive material and are connected to ground potential. For example, this material is corrosion-resistant steel or aluminum. The elements 2, 3 and 21 must therefore be electrically isolated by known means from the remaining elements in the vacuum chamber 26 which are at a high cathode potential or a high anode potential. As has already been described above, a vacuum pump 5 is connected to the vacuum chamber 26 through line 4 in a conventional manner and a source 23 for a suitable inert gas, which is, for example, argon, is through with the vacuum chamber 1 a line 47 connected. As can best be seen from FIG. 3, a stationary anode 8 is arranged in the vacuum chamber 1 , which preferably has the shape of two parallel rods, which are made, for example, of a suitable steel material. The cathode / target 10 is arranged so that its / its plane runs parallel to the anode 8 and is at a suitable distance from the anode 8 . The entire material of the band cathode 10 is preferably made of a metallic magnetic material, for example 80% cobalt and 20% nickel, and is separated by the sputtering process on the substrate 27 ( FIG. 1). The relatively small thickness 100 (about 2.54 x 10 ^-3 - 12.7 x 10 ^-2 cm) of the cathode / target 10 is required to obtain a desired supersaturated state in the magnetically enhanced sputtering system of the preferred embodiment . However, the present invention is not limited to the configurations described above and, alternatively, only the front of the cathode, ie the side opposite the anode, can consist of the target material, as is known.

Das Band 10 ist an seinen gegenüberliegenden Enden je­ weils auf die zwei entsprechenden umsteuerbaren Zufuhr/ Aufnahmespulen 11, 12 gewickelt, wobei sich die Spulen in dem unteren Ende der inneren Vakuumkammer 1 von der Anode 8 entfernt befinden. Die Spulen 11, 12 können zu­ sammen, beispielsweise durch einen Riemenantrieb 13, an­ getrieben werden, der einen geeigneten umsteuerbaren Motor 14 aufweist. Jede Spule 11, 12 kann auch getrennt durch einen eigenen Antriebsmotor (nicht dargestellt) ange­ trieben werden. Es kann jedoch auch irgendein anderes ge­ eignetes Antriebssystem verwendet werden.The tape 10 is wound at its opposite ends each on the two corresponding reversible feed / take-up spools 11, 12 , the spools being located in the lower end of the inner vacuum chamber 1 from the anode 8 . The coils 11, 12 can be driven together, for example by a belt drive 13 , which has a suitable reversible motor 14 . Each coil 11, 12 can also be driven separately by its own drive motor (not shown). However, any other suitable drive system can also be used.

In der Nähe der Anode 8, wo das Band 10 durch den heißen Plasmaraum 44 verläuft, wird das Band 10 von einer gekühlten Stützeinrichtung 15 (Fig. 3) gestützt, die einen Rahmen 16 und eine Vorderplatte 17 aufweist. Auf der Vorderplatte 17 gleitet das Band 10. Die Einrichtung 15 besteht aus einem nichtmagnetischen elektrisch leitenden Material, bei dem es sich beispielsweise um korrosionsbeständigen Stahl oder Aluminium handelt. Ein Kühlmittel führende Röhren 18 sind in der oberen Platte 17 vorgesehen. Beispielsweise werden die Röhren durch das Bohren von geeigneten Durch­ gängen 18 durch die Platte 17 erzeugt, um eine im höchsten Maße wirksame und leitende Kühlung des Bandes 10 zu bewirken. Alternativ können die Röhren auch außerhalb der Platte 17, aber in Kontakt zu der Platte 17, vorgesehen werden. Eine geeignete Kühlflüssigkeit, bei der es sich beispielsweise um gekühltes Wasser handelt, wird über die Enden 19, 20 durch die Röhren 18 in Umlauf gesetzt, wo­ bei Teile der Röhren durch geeignete Rohre (nicht darge­ stellt) miteinander verbunden sind. Die Enden 19 und 20 werden vorzugsweise mit einem nicht dargestellten be­ kannten äußeren Kühlsystem verbunden.In the vicinity of the anode 8 , where the strip 10 runs through the hot plasma space 44 , the strip 10 is supported by a cooled support device 15 ( FIG. 3), which has a frame 16 and a front plate 17 . The belt 10 slides on the front plate 17 . The device 15 consists of a non-magnetic, electrically conductive material, which is, for example, corrosion-resistant steel or aluminum. Tubes 18 carrying coolant are provided in the upper plate 17 . For example, the tubes are produced by drilling suitable passages 18 through the plate 17 in order to effect a highly effective and conductive cooling of the strip 10 . Alternatively, the tubes can also be provided outside the plate 17 , but in contact with the plate 17 . A suitable cooling liquid, which is, for example, chilled water, is circulated via the ends 19, 20 through the tubes 18 , where parts of the tubes are connected to one another by suitable tubes (not shown). The ends 19 and 20 are preferably connected to a known external cooling system, not shown.

Permanentmagnete 30 werden verwendet, um das aktive Plas­ ma auf den Raum 44 zu beschränken und auf diese Weise das Sputterverfahren in bekannter Weise zu verstärken. Die Vorrichtung zum Sputtern kann ebenso gut auch im Zusammenhang mit Dioden- und Trioden-Sputter­ techniken und anderen bekannten Sputtertechniken ange­ wendet werden. Bei der bevor­ zugten Ausführungsform weisen die zur Verdichtung des aktiven Plasmas verwendeten Magneten 30 die Form von Stangen auf, deren Breite der Breite des Bandes 10 ent­ spricht, wie dies am besten aus der Fig. 3 ersichtlich ist. Die Ausrichtung der Magnete 30 wird so bestimmt, daß eine gewünschte Konfiguration des magnetischen Feldes in dem Plasmaraum 44 erreicht wird, wie dies durch die Flußlinien 48 dargestellt ist. Aus der Fig. 2 geht hervor, daß die Richtung der Flußlinien 48 im wesentlichen senkrecht zur Richtung des elektrischen Feldes, das durch den Pfeil 101 in den Fig. 1 und 2 bezeichnet ist, verläuft. Der Pfeil 102 zeigt die Richtung des durch die Magneten 30 erzeugten magnetischen Feldes an.Permanent magnets 30 are used to restrict the active plasma to space 44 and in this way reinforce the sputtering process in a known manner. The sputtering device can also be used in connection with diode and triode sputtering techniques and other known sputtering techniques. In the preferred embodiment, the magnets 30 used to compress the active plasma are in the form of rods, the width of which corresponds to the width of the band 10 , as can best be seen from FIG. 3. The orientation of the magnets 30 is determined such that a desired configuration of the magnetic field in the plasma space 44 is achieved, as shown by the flux lines 48 . From Fig. 2 it can be seen that the direction of flux lines 48 substantially perpendicular to the direction of the electric field, indicated by arrow 101 in Figs. 1 and 2, extends. The arrow 102 indicates the direction of the magnetic field generated by the magnets 30 .

Die bewegbare Kathode 10 ist mit einer äußeren Gleich­ stromquelle 31, die eine Hochspannung liefert oder mit einer Hochfrequenzquelle, beispielsweise über eine ab­ geschirmte Leistungsübertragungsleitung 32 verbunden, die leitend mit der Stützeinrichtung 15 verbunden, beispielsweise verlötet ist.The movable cathode 10 is connected to an external direct current source 31 , which supplies a high voltage or to a high frequency source, for example via a shielded power transmission line 32 , which is conductively connected to the support device 15 , for example soldered.

An jeder Seite der gekühlten Stützeinrichtung 15 ist eine Führungsrolle 33, 34, die als Antriebsrolle ausge­ führt sein kann, und auch eine Förderrolle 58, 59 aufweisen kann, die gestrichelt dargestellt ist, vor­ gesehen, um die Bandkathode 10 entlang eines vorge­ gebenen Weges, in Kontakt zur Vorderplatte 17 und in einer gewünschten Entfernung von der Anode 8 an der Anode 8 vorbeizuführen, wobei die Entfernung von dem angewendeten besonderen Sputterverfahren abhängt. Es ist von Bedeutung, daß der Bandführungsmechanismus, der die Rollen 33, 34, 58, 59 und irgendwelche weiteren geeigneten Elemente (nicht dargestellt) aufweisen kann, die erforderlich sein können, um das flexible Band 10 über einen vorgegebenen Weg mit der geforderten Genauig­ keit zu transportieren, so beschaffen ist, daß eine nö­ tige Spannung des Bandes 10 aufrechterhalten wird, um zu verhindern, daß sich das Band 10 verdreht oder faltet oder auf eine andere Weise die Target-Oberfläche verbogen bzw. verzerrt wird.On each side of the cooled support device 15 is a guide roller 33, 34 , which can be a drive roller, and can also have a conveyor roller 58, 59 , which is shown in dashed lines, before seen around the band cathode 10 along a predetermined path, passing out into contact with the front plate 17 and a desired distance from the anode 8 to the anode 8, wherein the removal of the applied special sputtering process depends. It is important that the tape guide mechanism, which may include the rollers 33, 34, 58, 59 and any other suitable elements (not shown) that may be required to move the flexible tape 10 through a predetermined path with the required accuracy to be transported, is such that a nö term tension of the tape 10 is maintained to prevent the tape 10 from twisting or folding or otherwise bending or distorting the target surface.

Eine zusätzliche Kühlung des Bandes 10 wird durch Kühlvorrichtungen bewirkt, die beispielsweise die Form von Strahlungskühlungstöpfen 35 aufweisen, die au­ ßerhalb des Raumes 44 des aktiven Plasmas an einer Seite oder an beiden Seiten des Bandweges angeordnet sind, wie dies aus der Fig. 2 hervorgeht. Diese Töpfe 35 können dadurch gekühlt werden, daß in ihnen eine geeignete gekühl­ te Flüssigkeit durch Röhren 36, 37 zirkuliert, die je­ weils mit einem äußeren Kühlungssystem (nicht dargestellt) verbunden sind. Wenn eine weitere Kühlung gewünscht wird, können zusätzliche Kühlungsröhren 38, 39 in den Rollen 33, 34 in einer ähnlichen Weise vorgesehen werden, wie dies oben im Zusammenhang mit den Kühlungsvorrichtungen 18 und 35 beschrieben wurde. Die jeweiligen Röhren 19, 20, 36, 37, 38 und 39 können mit einer oder mit mehreren äußeren Küh­ lungsvorrichtungen (nicht dargestellt) verbunden wer­ den, die in bekannter Weise außerhalb des Gehäuses 21 angeordnet sind. Es ist leicht zu verstehen, daß jedes nötige Verbindungsrohr und auch jede Verbindung 4, 7, 32, 47, die zwischen dem Inneren der Vakuumkammer, beispielsweise der Kammer 26, und dem Äußeren vorgesehen ist, eine Vakuum­ dichtung 45 aufweisen muß, wie dies in den Zeichnungen dar­ gestellt ist.Additional cooling of the band 10 is brought about by cooling devices which, for example, have the form of radiation cooling pots 35 , which are arranged outside the space 44 of the active plasma on one side or on both sides of the band path, as can be seen from FIG. 2. These pots 35 can be cooled by circulating a suitable cool te liquid in them through tubes 36, 37 , each of which is connected to an external cooling system (not shown). If further cooling is desired, additional cooling tubes 38, 39 can be provided in the rollers 33, 34 in a manner similar to that described above in connection with the cooling devices 18 and 35 . The respective tubes 19, 20, 36, 37, 38 and 39 can be connected to one or more external cooling devices (not shown) who are arranged in a known manner outside the housing 21 . It is easy to understand that each necessary connecting tube and also each connection 4, 7, 32, 47 , which is provided between the inside of the vacuum chamber, for example the chamber 26 , and the outside, must have a vacuum seal 45 , as shown in the drawings are presented.

Eine Vorrichtung 41 zum ununterbrochenen Messen der Dicke des Bandes 10 und eine Vorrichtung 42 zur Anzeige des Endes des Bandes 10 können an einem oder an beiden Enden des Weges des Bandes 10 vorgesehen sein. Beide Vorrichtungen 41, 42 können in einer üblichen Weise ausgebildet sein und das Band nicht berühren. Beispielsweise kann es sich um optische Vorrichtungen handeln, wie sie im allgemeinen in der Tonbandindustrie und bei ähnlichen Anwendungsfällen verwendet werden. Beispielsweise kann das Band 10 per­ foriert sein oder an beiden Enden, die von den Spulen 11, 12 gehalten werden, transparent sein. Wenn das Ende des Bandes sich an die Vorrichtung 42 annähert, wird der transparente Bereich durch die Vorrichtung angezeigt und ein Steuersignal wird an den Motorantrieb 14 gesendet, so daß dieser seine Drehrichtung ändert und auf diese Weise die Richtung des Bandlaufes zwischen den Spulen 11 und 12 umkehrt. In einer analogen Weise kann die Meßvorrichtung 41 ein Steuersignal liefern, wenn die Dicke des Bandes 10 ein vorgegebenes Minimum erreicht. Auf diese Weise wird angezeigt, daß es nötig ist, das Band auszutauschen.A device 41 for continuously measuring the thickness of the band 10 and a device 42 for indicating the end of the band 10 may be provided at one or both ends of the path of the band 10 . Both devices 41, 42 can be designed in a conventional manner and can not touch the belt. For example, they can be optical devices as are generally used in the tape industry and in similar applications. For example, the band 10 can be perforated or be transparent at both ends, which are held by the spools 11, 12 . When the end of the tape approaches the device 42 , the transparent area is indicated by the device and a control signal is sent to the motor drive 14 to change its direction of rotation and thus the direction of the tape travel between the spools 11 and 12 reverses. In an analogous manner, the measuring device 41 can supply a control signal when the thickness of the strip 10 reaches a predetermined minimum. This indicates that it is necessary to replace the tape.

In der inneren Vakuumkammer 1 wird eine geerdete schützen­ de Abschirmung 43 vorzugsweise verwendet und mit der Ab­ schirmung 2 verbunden, wie dies aus der Fig. 2 hervorgeht. Die Abschirmung 43 besteht vorzugsweise aus einem korro­ sionsfesten Stahl oder aus Aluminum und sie kann verwendet werden, um dabei zu helfen, einen gewünschten Differential­ druck zwischen der äußeren Kammer 26 und der inneren Kam­ mer 1 auf die folgende Weise aufrechtzuerhalten. Der Dif­ ferentialdruck wird vorzugsweise dadurch erhalten, daß Argon unter einem vorgegebenen Druck durch die Quelle 23, die über ein Drosselventil 25 mit dem Inneren der Vakuum­ kammer 1 verbunden ist, geliefert wird. Dieser Druck ist beträchtlich höher als der Druck der umgebenden Kammer 26, der über eine Vakuumpumpe 5 und ein Drosselventil 24, die mit der Kammer 26 verbunden sind, aufrechterhalten wird. Beispielsweise kann die Kammer 26 einen Druck von 0,1 bis 5 × 10^-6 Millitorr und die Kammer 1 einen Druck von 10 bis 300 Millitorr aufweisen. Folglich schützt die Abschir­ mung 43 die jeweiligen Elemente 11, 12, 33, 34, 35 usw., die in der inneren Vakuumkammer 1, aber nicht direkt in dem Raum 44 des aktiven Plasmas angeordnet sind, vor unerwünsch­ ten Abscheidungen des gesputterten Targetmaterials.In the inner vacuum chamber 1 , a grounded protective shield 43 is preferably used and connected to the shield 2 , as shown in FIG. 2. The shield 43 is preferably made of a corrosion resistant steel or aluminum and it can be used to help maintain a desired differential pressure between the outer chamber 26 and the inner chamber 1 in the following manner. The Dif ferentialdruck is preferably obtained by supplying argon under a predetermined pressure by the source 23 , which is connected via a throttle valve 25 to the interior of the vacuum chamber 1 . This pressure is considerably higher than the pressure of the surrounding chamber 26 , which is maintained via a vacuum pump 5 and a throttle valve 24 , which are connected to the chamber 26 . For example, chamber 26 may have a pressure of 0.1 to 5 × 10 ^-6 millitorr and chamber 1 may have a pressure of 10 to 300 millitorr. Consequently, the shield 43 protects the respective elements 11, 12, 33, 34, 35 etc., which are arranged in the inner vacuum chamber 1 , but not directly in the space 44 of the active plasma, from undesired deposits of the sputtered target material.

Die Anode 8, ein Bereich der bewegbaren bandförmigen Kathode bzw. des Targets 10, die bzw. das in dem Raum des aktiven Plasmas zu einem vorgegebenen Augenblick angeordnet ist, und die kühlende Stützeinrichtung 15, die die Magnete 30 aufweist und die den genannten Bereich des Bandes 10 stützt, sind jeweils innerhalb der Abschirmung 43 angeordnet. Wie dies bereits erwähnt wurde, ist es erforderlich, alle die Elemente, die in dem Gehäuse 21 angeordnet sind, von den geerdeten Abschirmungen durch bekannte Techniken elektrisch zu isolieren. Beispielsweise können die jeweiligen von den Erdabschirmungen zu isolierenden Elemente auf iso­ lierenden Trägern angeordnet sein, die aus einem nicht­ leitenden Material, beispielsweise aus einem geeigneten Keramikmaterial, bestehen.The anode 8 , a region of the movable band-shaped cathode or target 10 , which is arranged in the space of the active plasma at a predetermined moment, and the cooling support device 15 , which has the magnets 30 and which the mentioned region of Band 10 supports, are each arranged within the shield 43 . As previously mentioned, it is necessary to electrically isolate all of the elements located in the housing 21 from the grounded shields by known techniques. For example, the respective elements to be insulated from the earth shields can be arranged on insulating supports which consist of a non-conductive material, for example of a suitable ceramic material.

Es ist daher unter anderen Elementen erforderlich, auf bekannte Weise das Band 10, das sich auf dem hohen elek­ trischen Potential der Kathode befindet, von der Abschir­ mung 43, speziell an den Öffnungen 46 und 50, ausreichend zu isolieren, die in der Abschirmung 43 zum Durchlaß des Bandes 10 vorgesehen sind. Falls dies gewünscht wird, kann eine zweite zusätzliche Argonquelle 6 vorgesehen wer­ den, die eine Leitung 7 aufweist, die direkt in den von der Abschirmung 43 umschlossenen Raum führt, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist.It is therefore necessary, among other elements, to adequately isolate the tape 10 , which is at the high elec trical potential of the cathode, from the shield 43 , especially at the openings 46 and 50 , in the shield 43 are provided for the passage of the belt 10 . If this is desired, a second additional argon source 6 can be provided who has a line 7 which leads directly into the space enclosed by the shield 43 , as shown in FIG. 2.

An der Stelle der Verwendung von umsteuerbaren Zufuhr- und Aufnahmespulen 11, 12 und anstatt den Bandweg jedesmal, wenn das Ende des Bandes durch die Vorrichtung 42 ange­ zeigt wird, umzukehren, ist es auch möglich, das Band 10 als Endlosband vorzusehen, das in einer ausgewählten Rich­ tung eine vorgegebene Zeit lang oder so lange transportiert wird, bis ein minimaler Wert der Dicke 100 durch die Meß­ vorrichtung 41 angezeigt wird.Instead of using reversible feed and take-up spools 11, 12 and instead of reversing the tape path each time the end of the tape is indicated by the device 42 , it is also possible to provide the tape 10 as an endless tape which is in a Selected direction is transported for a predetermined time or until a minimum value of the thickness 100 is indicated by the measuring device 41 .

In der Fig. 4 ist eine weitere Ausgestaltung der gekühlten Stützeinrichtung 15 der Fig. 2 und 3 dargestellt. In der Fig. 4 ist das aktive Plasma 44 von einem im Grunde U-förmig ausgebildeten Permanent- oder Elektromagneten 51 umgeben, dessen entgegengesetzte Nord- und Südpole 52, 53 an gegenüberliegenden Seiten des Plasmas 44 und ent­ lang der Breite des Bandes 10 vorgesehen sind. Die Magneten 52, 53 erzeugen ein magnetisches Feld in einer Richtung, die durch den Pfeil 102 angedeutet ist und im wesentlichen parallel zur Ebene der bandförmigen Kathode bzw. des bandförmigen Targets 10 und daher senkrecht zur Richtung des elektrischen Feldes 101 zwischen der Anode 8 und der Kathode 10 verläuft. Der Magnet 51 ist an einer nichtmagnetischen, elektrisch leitenden Trägereinrichtung 54, die vorzugsweise aus korrosionsfestem Stahl oder Aluminum besteht, befestigt. Diese Trägerstrukur 54 dient auch als schützende Abschirmung. Eine obere planare Fläche 55 eines mittleren Teiles der Einrichtung 54 trägt das bewegbare Band 10.In FIG. 4, a further embodiment of the cooled support means 15 is shown in FIG. 2 and 3. In FIG. 4, the active plasma 44 is surrounded by a U-shaped basically permanent magnet or electromagnet 51 whose opposite north and south poles 52, 53 are provided on opposite sides of the plasma 44 and ent long the width of the belt 10 . The magnets 52, 53 generate a magnetic field in a direction which is indicated by the arrow 102 and essentially parallel to the plane of the band-shaped cathode or the band-shaped target 10 and therefore perpendicular to the direction of the electrical field 101 between the anode 8 and the Cathode 10 runs. The magnet 51 is fastened to a non-magnetic, electrically conductive carrier device 54 , which preferably consists of corrosion-resistant steel or aluminum. This support structure 54 also serves as a protective shield. An upper planar surface 55 of a central part of the device 54 supports the movable belt 10 .

Röhren 56 zum Bewegen einer geeigneten Kühlflüssigkeit, bei der es sich beispielsweise um Wasser handelt, sind unmittelbar unter der oberen Oberfläche 55 in dichter Nähe des Bandes 10 angeordnet, um eine in höchstem Maße wirksame Kühlung des Bandes 10 zu bewirken. Eine Abschir­ mung 57 umgibt die Trägereinrichtung 54, den Magneten 51, die Anode 8 und einen Bereich der bewegbaren Kathode bzw. des bewegbaren Targets 10. Die Abschirmung 57 der Fig. 5 entspricht im wesentlichen der inneren Abschirmung 43 der Fig. 2 und dient dazu, die Elemente vor der Abschei­ dung von Sputtermaterial zu schützen, die außerhalb der Abschirmung (in Fig. 4 nicht dargestellt) angeordnet sind. Sie dient auch dazu, das Differentialvakuum aufrechtzu­ erhalten, wie dies zuvor in Verbindung mit der Fig. 2 be­ schrieben wurde.Tubes 56 for moving a suitable cooling liquid, which is, for example, water, are arranged immediately below the upper surface 55 in close proximity to the band 10 in order to effect the most effective cooling of the band 10 . A shield 57 surrounds the carrier device 54 , the magnet 51 , the anode 8 and a region of the movable cathode or the movable target 10 . The shield 57 of FIG. 5 corresponds essentially to the inner shield 43 of FIG. 2 and serves to protect the elements from the deposition of sputtering material, which are arranged outside the shield (not shown in FIG. 4). It also serves to maintain the differential vacuum, as previously described in connection with FIG. 2.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Trägereinrichtungen stellen nur zwei von vielen möglichen Anordnungen dar, die gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung vorge­ sehen werden können.The support means shown in Figs. 3 and 4 represent only two of many possible arrangements that can be easily seen in accordance with the teachings of the present invention.

Im folgenden wird nun im Zusammenhang mit der Ausführungs­ form der Fig. 1 und 2 ein bevorzugtes Verfahren zum Sputtern mit einer hohen Rate beschrieben. Vor dem Beginn des Sputterbetriebes wird die Vakuumpumpe 5 zur Erzeugung eines tiefen Druckes in der Kammer 26 eingeschaltet. Dieser Druck liegt beispielsweise in der Größenordnung von 10 bis 5 Millitorr oder tiefer. Danach wird Argon von der Quelle 23 in die innere Kammer 1 eingeleitet, um in dieser Kammer einen höheren Druck in bezug auf den obenangegebenen Druck der Kammer 26 zu erzeugen. Beispielsweise soll in der inneren Kammer ein Druck von 20 Millitorr oder ein höherer Druck erzeugt werden. Wenn dies gewünscht wird, kann zusätzliches Argon von der Quelle 6 in den Raum 44 eingeleitet werden. Die oben angegebenen Druckwerte können sich bei vorgegebenen Sputteranwendungsfällen ändern. Eine oder mehrere äußere Kühlungsvorrichtungen werden eingeschaltet und die Kühl­ flüssigkeit, die bis auf eine gewünschte tiefe Temperatur abgekühlt wurde, wird durch irgendeine oder durch alle Röhren geleitet, die in der Fig. 2 durch die Bezugszeichen 19, 20 und 36 bis 39 bezeichnet sind.A preferred method for sputtering at a high rate will now be described in connection with the embodiment of FIGS. 1 and 2. Before the start of the sputtering operation, the vacuum pump 5 is switched on to generate a low pressure in the chamber 26 . This pressure is on the order of 10 to 5 millitorr or lower, for example. Thereafter, argon is introduced from the source 23 into the inner chamber 1 in order to generate a higher pressure in this chamber in relation to the above-mentioned pressure of the chamber 26 . For example, a pressure of 20 millitorr or higher should be generated in the inner chamber. If desired, additional argon can be introduced into the space 44 from the source 6 . The pressure values given above can change for given sputtering applications. One or more external cooling devices are turned on and the cooling liquid, which has been cooled to a desired low temperature, is passed through any or all of the tubes identified in FIG. 2 by reference numerals 19, 20 and 36 to 39 .

Der Motor 14 wird ebenfalls eingeschaltet, wodurch bewirkt wird, daß sich das Band 10 ununterbrochen zwischen den Spulen 11, 12 über einen vorgegebenen Weg bewegt, der die Rollen 33, 58 und 39, 34, die gekühlte Platte 17 und die Kühlungstöpfe 35 aufweist. In dem Fall, in dem die Rollen 33 und 34 angetrieben werden, wird ein entsprechen­ der Motorantrieb, der nicht dargestellt ist, ebenfalls aktiviert.The motor 14 is also turned on, causing the tape 10 to move continuously between the spools 11, 12 over a predetermined path comprising the rollers 33, 58 and 39, 34 , the cooled plate 17 and the cooling pots 35 . In the case where the rollers 33 and 34 are driven, a corresponding motor drive, which is not shown, is also activated.

Die Geschwindigkeit des Bandes 10 wird ausgewählt, um den besonderen Kühlungsanforderungen in bezug auf ein ausgewähltes Targetmaterial der bandförmigen Kathode 10 zu entsprechen und um die besondere Stromdichte zu erzielen, die für eine gewünschte Sputterrate erforderlich ist.The speed of the belt 10 is selected to meet the particular cooling requirements with respect to a selected target material of the belt-shaped cathode 10 and to achieve the particular current density required for a desired sputtering rate.

Es wird festgestellt, daß Stromdichten von etwa 500 Watt bis 5 Kilowatt oder mehr pro 6,45 cm² der Kathode bzw. des Targets durch eine Sputterstrahlanordnung für eine hohe Rate der Erfindung erreicht werden können. Ein Vergleich mit den bekannten Vorrichtungen ergibt, daß die Stromdichte bei diesen auf etwa 50 Watt pro 6,45 cm² beschränkt ist. Die Geschwindigkeit des bewegbaren Bandes 10 beträgt 12,7 cm pro Minute oder mehr, um die erforder­ liche Kühlung des Bandes zu bewirken, was von dem beson­ deren Material, der Größe, der Stromdichte und anderen Cha­ rakteristiken des Bandes ebenso wie von der Sputtervor­ richtung und dem Anwendungsfall abhängt.It is found that current densities of about 500 watts to 5 kilowatts or more per 6.45 cm ^{2 of} the cathode or target can be achieved by a sputter beam arrangement for a high rate of the invention. A comparison with the known devices shows that the current density is limited to about 50 watts per 6.45 cm ² . The speed of the movable belt 10 is 12.7 cm per minute or more to effect the required cooling of the belt, which is due to the particular material, size, current density and other characteristics of the belt as well as from the sputtering device and depends on the application.

Nachdem diese einen vorgegebenen Anwendungsfall erfor­ derlichen Zustände in der Vakuumkammer, die auch die ge­ wünschten Differentialdrücke, die Kühlungszustände und alle anderen bekannten, erforderlichen Sputterzustände enthalten, er­ reicht worden sind, wird die in der Fig. 2 dargestellte Leistungsquelle 31 eingeschaltet, um die gewünschte Leistung in der Form eines Gleichstromes oder einer Hochfrequenz an die Kathode 10 und an die Anode 8 anzulegen. Dadurch wird eine Glimmentladung zwischen den Elektroden bewirkt. Aus der vorherigen Beschreibung geht hervor, daß in der erfindungsgemäßen Sputtervorrichtung eine Glimmentladung in dem Raum 44 zwischen der Anode 8 und dem Bereich der beweglichen Kathode bzw. des beweglichen Targets bewirkt wird, der von der Platte 17 getragen wird und daher zu irgendeiner vorgegebenen Zeit in dem aktiven Plasma 44 angeordnet ist. Wenn sich die Kathode bzw. das Target 10 ununterbrochen durch das aktive Plasma 44 bewegt, wird das Targetmaterial in dem Plasmaraum ununterbrochen er­ gänzt. Aus der vorangehenden Beschreibung geht hervor, daß eine geforderte Intensität der Kühlung des Targetmaterials durch eine ausgewählte Geschwindigkeit des bandförmigen Targets wie auch durch andere einschlägige Parameter in bezug auf eine gewünschte Stromdichte und ein ausgewähl­ tes Material des Targets erreicht werden kann.After this a given application neces sary conditions in the vacuum chamber, which also includes the desired differential pressures, the cooling conditions and all other known, required sputtering conditions, it has been sufficient, the power source 31 shown in FIG. 2 is switched on to the desired Apply power in the form of a direct current or a high frequency to the cathode 10 and to the anode 8 . This causes a glow discharge between the electrodes. From the previous description it appears that in the sputtering device according to the invention a glow discharge is effected in the space 44 between the anode 8 and the area of the movable cathode or the movable target which is carried by the plate 17 and therefore at any predetermined time in the active plasma 44 is arranged. If the cathode or target 10 moves continuously through the active plasma 44 , the target material in the plasma space is continuously added. From the foregoing description it can be seen that a required intensity of cooling of the target material can be achieved by a selected speed of the band-shaped target as well as by other relevant parameters with respect to a desired current density and a selected material of the target.

Beispielsweise kann eine Gleichspannung von -500 Volt bis -5 kV an die Kathode und eine Gleichspannung von +500 Volt bis +4 kV an die Anode über entsprechend isolierte Kabel 32, 32 a geliefert werden, wie dies am besten aus der Fig. 3 hervorgeht. Das Substrat 27 kann auf Nullpotential gehalten werden. Alternativ kann in Abhängigkeit von dem Anwendungsfall das Substrat 27 auf dem Anodenpotential gehalten werden und die Anode 8 kann folglich weggelassen werden. Im letzteren Fall entwickelt sich das elektrische Potential und das aktive Plasma und werden zwischen einem Bereich der Kathode 10, die von der Stützeinrichtung 15 getragen wird, und dem Substrat 27, aufrechterhalten. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 2 ist das Kabel 32 mit dem leitenden, gekühlten Rahmen 15 und daher auch mit dem bewegbaren Band 10 über die leitende Platte 17 des Rahmens 15 verbunden, wie dies zuvor schon beschrieben wurde. Wenn beispielsweise ein sich ununter­ brochen bewegendes Kunststoffband, wie beispielsweise ein MYLAR-Band, als ein Substrat 27 verwendet wird, können eine Gleichspannung von -2000 Volt an die Kathode und eine Gleichspannung von +2000 Volt an die Anode angelegt werden. Wenn die zuvor erwähnten metallischen magnetischen Materialien für die Bandkathode/Target der Fig. 2 ver­ wendet werden, kann schätzungsweise eine Materialabschei­ dungsrate in der Größenordnung von 2 × 10⁴ Angström pro Minute durch die erfindungsgemäße Sputterstrahlanordnung erreicht werden. Diese Rate stellt im Vergleich zu bekann­ ten Sputtervorrichtungen, die zur Herstellung von Magnet­ bändern verwendet werden, eine zweifache Verbesserung dar.For example, a DC voltage from -500 volts to -5 kV to the cathode and a DC voltage from +500 volts to +4 kV to the anode can be supplied via appropriately insulated cables 32, 32 a , as best shown in FIG. 3 . The substrate 27 can be kept at zero potential. Alternatively, depending on the application, the substrate 27 can be kept at the anode potential and the anode 8 can consequently be omitted. In the latter case, the electrical potential and the active plasma develop and are maintained between a region of the cathode 10 which is supported by the support device 15 and the substrate 27 . In the preferred embodiment of FIG. 2, the cable 32 is connected to the conductive, cooled frame 15 and therefore also to the movable belt 10 via the conductive plate 17 of the frame 15 , as has already been described. For example, if a continuously moving plastic tape, such as a MYLAR tape, is used as a substrate 27 , a DC voltage of -2000 volts can be applied to the cathode and a DC voltage of +2000 volts can be applied to the anode. If the aforementioned metallic magnetic materials are used for the ribbon cathode / target of FIG. 2, an estimated material deposition rate in the order of magnitude of 2 × 10 ⁴ angstroms per minute can be achieved by the sputter beam arrangement according to the invention. This rate represents a twofold improvement over known sputtering devices used to manufacture magnetic tapes.

Weil bei der vorliegenden Erfindung die Kühlung der Kathode/des Targets in bezug auf bekannte Vorrichtungen wesentlich verbessert ist, kann die Stromdichte der Kathode/des Targets entsprechend vergrößert werden, wes­ halb wiederum die Sputterrate vergrößert werden kann. Because in the present invention, the cooling of the Cathode / target related to known devices is significantly improved, the current density of the Cathode / of the target are enlarged accordingly half again the sputter rate can be increased.  

Außerdem wird die Menge des gesputterten Materials und daher auch die Länge der Betriebszeit bei einem vorge­ gebenen Target im Vergleich zu stationären Targets be­ trächtlich vergrößert, weil die Kühlung und daher auch die Lebensdauer des Targets vergrößert sind.In addition, the amount of sputtered material and hence the length of the operating time at a pre given target compared to stationary targets enlarged dramatically because of the cooling and therefore also the lifetime of the target is increased.

Die Fig. 5 zeigt die Sputterstrahlanordnung 22 einer wei­ teren Ausführungsform der Erfindung. Um den Vergleich der zahlreichen bevorzugten Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung beschrieben werden, zu erleichtern, sind ähnliche Elemente in den Figuren durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Die Beschreibung dieser Teile muß nicht wiederholt werden. In dieser Ausführungs­ form ist eine bewegliche Kathode/ein bewegliches Target in der Form einer sich ununterbrochen drehenden hohlen Trommel 60 vorgesehen, die auch als Trommeloberfläche 60 bezeichnet wird und die an der Stelle des Bandes 10 der Fig. 2 Verwendung findet. Die Ausführungsform der Fig. 5 ist besonders für Anwendungsfälle geeignet, bei denen das Target aus einem nichtflexiblen, zerbrechlichen Material oder einem Material besteht, das in bezug auf mechanische Beschädigungen infolge von einer Brüchig- bzw. Sprödigkeit, Ermüdungserscheinungen usw. empfindlich ist, wenn es in der Form eines flexiblen Bandes verwendet wird. Die Aus­ führungsform ist aber nicht auf diese Anwendungsfälle be­ schränkt. Beispielsweise handelt es sich bei derartigen Materialien um Wolfram, Ferrit und ähnliche harte, spröde Materialien. FIG. 5 shows the Sputterstrahlanordnung 22 wei a more advanced embodiment of the invention. To facilitate comparison of the numerous preferred embodiments described in the present description, similar elements in the figures are identified by the same reference numerals. The description of these parts need not be repeated. In this embodiment, a movable cathode / a movable target is provided in the form of a continuously rotating hollow drum 60 , which is also referred to as drum surface 60 and which is used at the location of the band 10 of FIG. 2. The embodiment of Fig. 5 is particularly suitable for applications where the target is made of a non-flexible, fragile material or a material that is sensitive to mechanical damage due to brittleness, brittleness, fatigue, etc., if it is is used in the form of a flexible band. However, the embodiment is not limited to these use cases. For example, such materials are tungsten, ferrite, and similar hard, brittle materials.

Beispielsweise kann die Trommel 60 dadurch hergestellt werden, daß Wolfram oder Kobalt im Vakuum gegossen wird, um eine homogene Struktur in der Form einer relativ dün­ nen, hohlen Trommel einer gewünschten Dicke 100 zu er­ reichen. Dabei werden bekannte Techniken angewendet. For example, drum 60 can be made by vacuum casting tungsten or cobalt to achieve a homogeneous structure in the form of a relatively thin, hollow drum of a desired thickness 100 . Known techniques are used.

Die Trommel 60 wird von einer gekühlten Stützeinrichtung 61 getragen, die der zuvor beschriebenen Einrichtung 15 der Fig. 2 und 3 ähnelt. Eine obere Platte 62 der Struk­ tur 61 weist jedoch eine Krümmung auf, die derjenigen der Trommeloberfläche 60 entspricht. Durch dieses Merkmal wird ein besserer Kontakt zur beweglichen Trommelober­ fläche 60 hergestellt, wodurch diese besser gekühlt wer­ den kann. Die gekühlte Stützstruktur 61 stützt gleitend die sich drehende Trommeloberfläche 60. Kühlungsrohre 18, Magnete 30, die Anode 8 und die Abschirmung 43 sind jeweils in der Fig. 5 in einer ähnlichen Weise angeordnet, wie dies auch bei der im Zusammenhang mit der Fig. 2 be­ schriebenen Ausführungsform der Sputterstrahlanordnung 22 der Fall ist. Die Trommel 60 wird vorzugsweise durch An­ triebsrollen 63, 64 angetrieben, die an gegenüberliegenden Seiten der Trommel und außerhalb der schützenden Abschir­ mung 43 vorgesehen sind. Es können Förder- bzw. Gegen­ rollen 65, 66, die in der Fig. 5 durch unterbrochene Linien dargestellt sind, verwendet werden, wenn dies ge­ wünscht wird, um ein Rutschen zwischen der Trommelober­ fläche 60 und den Antriebsrollen 63, 64 zu vermeiden. Die Antriebsrollen 63, 64 können durch einen geeigneten Motor (nicht dargestellt) angetrieben werden, wodurch die Dre­ hung der Trommel 60 in eine ausgewählte Richtung, die durch den Pfeil 69 dargestellt ist, oder in entgegen­ gesetzte Richtung bewirkt wird.The drum 60 is carried by a cooled support device 61 , which is similar to the previously described device 15 of FIGS. 2 and 3. An upper plate 62 of the structure 61 , however, has a curvature that corresponds to that of the drum surface 60 . This feature provides better contact with the movable drum surface 60 , which means that it can be cooled better. The cooled support structure 61 slidably supports the rotating drum surface 60 . Cooling tubes 18 , magnets 30 , the anode 8 and the shield 43 are each arranged in a similar manner in FIG. 5, as is also the case with the embodiment of the sputter beam arrangement 22 described in connection with FIG. 2. The drum 60 is preferably driven by drive rollers 63, 64 , which are provided on opposite sides of the drum and outside the protective shield 43 . It can convey or counter rolls 65, 66 , which are shown in Fig. 5 by broken lines, can be used if this is desired to avoid slipping between the drum surface 60 and the drive rollers 63, 64 . The drive rollers 63, 64 can be driven by a suitable motor (not shown), causing the drum 60 to rotate in a selected direction, as shown by arrow 69 , or in the opposite direction.

In der Nähe der sich drehenden Trommeloberfläche 60 sind stationäre Kühlplatten 67, 68 angeordnet, die ähnlich wie die Kühlungsplatten 35 der Fig. 2 als Strahler ausge­ bildet sein können. Die Platten 67 und 68 sind gekrümmt, damit sie der Trommeloberfläche 60 folgen, um eine wirk­ samere Kühlung derselben zu bewirken. Die Trommel 60 kann irgendeine geeignete Länge und einen geeigneten Durchmesser aufweisen. Beispielsweise könen die Länge und der Durch­ messer in der Größenordnung von mehreren Inches liegen, was von der Größe des Substrates und anderen sachdienli­ chen Parametern abhängt, die mit einer besonderen Sputter­ anwendung in Verbindung stehen.In the vicinity of the rotating drum surface 60 , stationary cooling plates 67, 68 are arranged, which, similar to the cooling plates 35 of FIG. 2, can be formed as radiators. The plates 67 and 68 are curved so as to follow the drum surface 60 to provide a more efficient cooling effect thereof. The drum 60 can be of any suitable length and diameter. For example, the length and diameter may be on the order of several inches, depending on the size of the substrate and other relevant parameters associated with a particular sputtering application.

Die Fig. 6A und 6B zeigen eine vereinfachte Aufsicht und einen vereinfachten Querschnitt einer weiteren Ausfüh­ rungsform der Erfindung. Insbesondere weist die Sputter­ strahlanordnung 22 dieser Ausführungsform eine beweg­ bare Kathode/bewegbares Target in der Form einer sich fortwährend drehenden Scheibe 70 auf, die eine vorgege­ bene Dicke 100 besitzt und vorzugsweise vollständig aus einem ausgewählten Targetmaterial besteht. Die Scheibe 70 wird beispielsweise durch eine Welle 77 gedreht, die mit einem geeigneten Motor 78 verbunden ist, wie er zur Drehung einer Drehscheibe bzw. eines Drehtisches bekannt ist. Es können an beiden Seiten der Scheibe 70 in der Nähe eines ausgewählten Bereiches dieser Scheibe Küh­ lungsplatten 71, 72 vorgesehen sein. Ein anderer benach­ barter Bereich der bewegbaren Scheibe 70 ist in der Nähe einer Anode 74 angeordnet und weist eine vorgegebene Ent­ fernung von dieser auf. Dieser Bereich der Scheibe 70 wird gleitbar von einer in Berührung stehenden, gekühlten Stützstruktur 73 getragen. Die Anode 74 weist vorzugs­ weise eine ringförmige Form auf und ähnelt der zuvor beschriebenen Anode 8 der Fig. 5, während die gekühlte Stützanordnung 73 der zuvor beschriebenen Einrichtung 61 der Fig. 5 ähnelt, wenn man davon absieht, daß sie eine ebene obere Platte 79 aufweist. Die Anode 74 kann einen kreisförmigen oder rechtwinkeligen Querschnitt aufwei­ sen. Die Anordnung 73 kann Magnete (nicht dargestellt) enthalten, die ein magnetisches Feld 102 erzeugen, um das aktive Plasma 44 zu verdichten, wie dies weiter oben im Zusammenhang mit den Fig. 2 oder 5 bereits erläutert wurde. Eine geeignete Gleichstrom- oder Hochfrequenzleistung wird an die sich drehende scheibenförmige Kathode 70 und an die Anode 74 von einer Leistungsquelle (nicht dargestellt) geliefert, die der Leistungsquelle 31 der Fig. 2 entspricht, um ein elektrisches Feld 101 zu er­ zeugen, wie dies früher beschrieben wurde. Die Kühlungsplat­ ten 71, 72 und ein benachbarter Teil der durch sie ge­ kühlten drehbaren Scheibe 70 sind jeweils von einer ge­ erdeten schützenden Abschirmung 76 umgeben. Die ge­ samte in den Fig. 6A und 6B dargestellte Anordnung ist in einer Vakuumkammer, wie beispielsweise der Vakuumkammer 26 der Fig. 1, angeordnet. Andere Elemente, die zur Her­ stellung von Zuständen zur Schaffung einer Glimmentla­ dung in dem Raum 44 zwischen der Anode 74 und der Kathode 70 der Ausführungsform der Fig. 6A und 6B erforderlich sind, ähneln den zuvor beschriebenen und im Zusammenhang mit den Fig. 1, 2 und 5 dargestellten Elementen. FIGS. 6A and 6B show a simplified plan view and a simplified cross section of a further exporting approximately of the invention. In particular, the sputtering beam arrangement 22 of this embodiment has a movable cathode / movable target in the form of a continuously rotating disk 70 , which has a predetermined thickness 100 and preferably consists entirely of a selected target material. The disk 70 is rotated, for example, by a shaft 77 which is connected to a suitable motor 78 , as is known for rotating a turntable or a turntable. It can cooling plates 71, 72 may be provided on both sides of the disk 70 in the vicinity of a selected region of this disk. Another adjacent area of the movable disk 70 is arranged in the vicinity of an anode 74 and has a predetermined distance from it. This area of the disk 70 is slidably supported by a cooled support structure 73 in contact. The anode 74 preferably has an annular shape and is similar to the previously described anode 8 of FIG. 5, while the cooled support assembly 73 is similar to the previously described device 61 of FIG. 5, except that it has a flat upper plate 79th having. The anode 74 may have a circular or rectangular cross section. The arrangement 73 can contain magnets (not shown) which generate a magnetic field 102 in order to compress the active plasma 44 , as has already been explained above in connection with FIG. 2 or 5. Appropriate DC or radio frequency power is provided to the rotating disc-shaped cathode 70 and to the anode 74 from a power source (not shown) that corresponds to the power source 31 of FIG. 2 to generate an electric field 101 as previously has been described. The cooling plates 71, 72 and an adjacent part of the rotatable disk 70 cooled by them are each surrounded by a grounded protective shield 76 . The entire arrangement shown in FIGS . 6A and 6B is arranged in a vacuum chamber, such as the vacuum chamber 26 of FIG. 1. Other elements required to establish conditions for creating a glow discharge in the space 44 between the anode 74 and the cathode 70 of the embodiment of FIGS. 6A and 6B are similar to those previously described and in connection with FIG. 1, 2 and 5 elements shown.

Bei der Ausführung des Sputterverfahrens der Fig. 6A und 6B dreht der Motor 78 die scheibenförmige Kathode/das scheibenförmige Target 70, wie dies durch den Pfeil 75 dargestellt ist, mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit, um die erforderliche Kühlung der Scheibe durch die ent­ sprechende Kühlungsanordnung 73 und, wenn dies gewünscht wird, auch durch die Kühlungsplatten 71, 72 zu errei­ chen. Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß bei der Ausführungsform der Fig. 6A und 6B ein Bereich der sich drehenden scheibenförmigen Kathode/des scheiben­ förmigen Targets 70 zu irgendeiner vorgegebenen Zeit während des Betriebs in dem Plasmaraum 44 angeordnet ist, während ein anderer, benachbarter Bereich außerhalb des Plasmaraums gekühlt werden kann. Auf diese Weise kann die sich drehende Scheibe durch diese Ausführungsform der Erfindung äußerst wirksam gekühlt werden. Die Dreh­ geschwindigkeit, der Durchmesser und die Dicke der Schei­ be können in bezug auf eine gewünschte Stromdichte, eine gewünschte Sputterrate und eine gewünschte Lebensdauer des Targets und ähnliche Überlegungen und natürlich auch in Abhängigkeit von der erforderlichen Kühlung ausge­ wählt werden. Die geschätzte Oberflächengeschwindigkeit der Scheibe 70 ist bei den meisten Anwendungsfällen größer als 12,7 cm pro Minute.In carrying out the sputtering of Figs. 6A and 6B rotates the motor 78, the disc-shaped cathode / the disk-shaped target 70, as shown by the arrow 75, at a predetermined speed to provide the required cooling of the wafer by the ent speaking cooling arrangement 73 and, if desired, also through the cooling plates 71, 72 . From the above description, it is apparent that in the embodiment of Figs. 6A and 6B, one region of the rotating disc-shaped cathode / disc-shaped target 70 is disposed in the plasma space 44 at any given time during operation, while another, adjacent region can be cooled outside the plasma room. In this way, the rotating disc can be cooled extremely effectively by this embodiment of the invention. The rotational speed, the diameter and the thickness of the disk can be selected in relation to a desired current density, a desired sputtering rate and a desired lifetime of the target and similar considerations and, of course, also depending on the cooling required. The estimated surface speed of the disk 70 is greater than 12.7 cm per minute in most applications.

Die Ausführungsform der Fig. 6A und 6B ist besonders ge­ eignet, um in Verbindung mit einem Targetmaterial verwen­ det zu werden, das keine Biegungen und Krümmungen zuläßt, wie sie bei der bandförmigen Kathode/Target der Fig. 2 bewirkt werden. Die Ausführungsform ist aber nicht auf solche Materialien beschränkt. Die Scheibe 70 kann bei­ spielsweise aus Wolfram oder Kobalt durch Gießen im Va­ kuum erzeugt werden, wie dies bekannt ist.The embodiment of FIGS. 6A and 6B is particularly suitable to be used in conjunction with a target material that does not allow bends and curvatures, such as are caused in the band-shaped cathode / target of FIG. 2. However, the embodiment is not limited to such materials. The disk 70 can be produced for example from tungsten or cobalt by casting in a vacuum, as is known.

Beispielsweise kann die Scheibe 70 einen Durchmesser in der Größenordnung von mehreren 2,54 cm oder einen größe­ ren Durchmesser aufweisen und sich mit einer Geschwin­ digkeit von etwa 1 bis 300 Umdrehungen pro Minute drehen, während eine Spannung von 500 Volt bis 4 kV an die Scheibe angelegt werden kann und eine Sputterrate von mehr als 2 × 10⁴ Angström pro Minute erreicht werden kann.For example, the disk 70 may have a diameter on the order of several inches or a larger diameter and rotate at a speed of about 1 to 300 revolutions per minute while a voltage of 500 volts to 4 kV is applied to the disk can be applied and a sputtering rate of more than 2 × 10 ⁴ angstroms per minute can be achieved.

Der Fachmann kann erkennen, daß bei den verschiedenen oben­ beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung die Anoden, Substrate und Abschirmungen als gekühlte Strukturen aus­ gebildet sein können, wie dies bekannt ist.Those skilled in the art can recognize that the various described embodiments of the invention the anodes, Substrates and shields as cooled structures can be formed as is known.

Während die jeweiligen Ausführungsformen der Fig. 2 bis 6B als Beispiele für Sputtertechniken beschrieben wurden, die in bekannter Weise magnetisch verstärkt werden, kön­ nen diese beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung jedoch auch in Sputtervorrichtungen anderer Art verwendet werden. Beispielsweise kann an der Stelle der Verwendung von Magnetstrukturen der Fig. 3 und 4 eine zusätzliche Anode in Verbindung mit einem heißen Filament verwendet werden, um den Sputtervorgang zu verstärken bzw. anzu­ reichern, wie dies bei bekannten Triodensputtervorrich­ tungen der Fall ist.While the respective embodiments of FIGS. 2 to 6B have been described as examples of sputtering techniques that are magnetically amplified in a known manner, these described embodiments of the invention can also be used in other types of sputtering devices. For example, in place of using the magnetic structures of FIGS. 3 and 4, an additional anode can be used in conjunction with a hot filament in order to intensify or enrich the sputtering process, as is the case with known triode sputtering devices.

Aus der obigen Beschreibung der Fig. 1 und 2 folgt, daß wenn das Material der Trommel 60 in der Fig. 5 oder der Scheibe 70 in den Fig. 6A und 6B magnetisch ist, eine kleine Dicke dieser jeweiligen Targets wünschenswert ist, um eine gewünschte Übersättigung zu erreichen. Beispiels­ weise liegt diese Dicke in der Größenordnung von 2,54 × 10^-3 bis 12,7 × 10² cm.From the above description of Figures 1 and 2 it follows that if the material of drum 60 in Figure 5 or disk 70 in Figures 6A and 6B is magnetic, a small thickness of these respective targets is desirable to achieve a desired one To achieve supersaturation. For example, this thickness is on the order of 2.54 × 10 ^-3 to 12.7 × 10 ² cm.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Sputtern von insbesondere magneti­ sches Material enthaltendem Targetmaterial auf ein Substrat im Vakuum, mit einer das Substrat (27) auf­ nehmenden Vakuumkammer (26), und einer zwischen einer Anode (8; 74) und einer mit dem Targetmaterial verse­ henen, im Abstand von dem Substrat (27) angeordneten, von einer Transporteinrichtung (11, 12, 14; 63, 64; 78) bewegten Kathode (10; 60; 70) zur Erzeugung eines abgegrenzten Bereichs eines aktiven Plasmas (44), dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (11, 12, 14; 63, 64; 78) die Kathode (Target) (10; 60; 70) fortlaufend über eine im Bereich des aktiven Plasmas (44) angeordnete, ge­ kühlte Stützeinrichtung (15; 61; 73) bewegt und daß außerhalb des Plasmas (44) weitere Kühleinrichtungen (35; 67, 68; 71, 72) für die Kathode (10; 60; 70) vorgesehen sind.1. Device for sputtering, in particular, magnetic material containing target material onto a substrate in a vacuum, with a vacuum chamber ( 26 ) accommodating the substrate ( 27 ), and one between an anode ( 8; 74 ) and one provided with the target material, Cathode ( 10; 60; 70 ) arranged at a distance from the substrate ( 27 ) and moved by a transport device ( 11, 12, 14; 63, 64; 78 ) for generating a delimited area of an active plasma ( 44 ), characterized in that that the transport device ( 11, 12, 14; 63, 64; 78 ) the cathode (target) ( 10; 60; 70 ) continuously via a ge in the region of the active plasma ( 44 ) arranged, cooled support device ( 15; 61; 73 ) moves and that outside of the plasma ( 44 ) further cooling devices ( 35; 67, 68; 71, 72 ) are provided for the cathode ( 10; 60; 70 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Kühleinrichtungen (35; 67, 68; 71, 72) mit der Kathode (10; 60; 70) strahlungsgekoppelt sind.2. Device according to claim 1, characterized in that the further cooling devices ( 35; 67, 68; 71, 72 ) are radiation-coupled to the cathode ( 10; 60; 70 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschirmung (43; 57; 76; 87) vorgesehen ist, die die Transporteinrichtung (11, 12, 14; 63, 64; 78) und die außerhalb des aktiven Plasmas (44) angeordne­ ten weiteren Kühleinrichtungen (35; 67, 68; 71, 72) von dem aktiven Plasma (44) trennt.3. Device according to claim 2, characterized in that a shield ( 43; 57; 76; 87 ) is provided which the transport device ( 11, 12, 14; 63, 64; 78 ) and outside the active plasma ( 44 ) angeordne th further cooling devices ( 35; 67, 68; 71, 72 ) separates from the active plasma ( 44 ). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode als flexibles Band (10) ausgebildet ist, welches außerhalb des aktiven Plasmas (44) auf Spulen (11, 12) der Transporteinrich­ tung (11, 12, 14) aufwickelbar ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cathode is designed as a flexible strip ( 10 ) which outside of the active plasma ( 44 ) on coils ( 11, 12 ) of the transport device ( 11, 12, 14th ) can be wound up. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (11, 12, 14) das Band (10) mit umkehrbarer Bewegungsrichtung bewegt und von einer außerhalb des aktiven Plasmas (44) angeordne­ ten, auf das Bandende ansprechenden Sensoreinrichtung (42) gesteuert wird.5. The device according to claim 4, characterized in that the transport device ( 11, 12, 14 ) moves the belt ( 10 ) with reversible direction of movement and from an outside of the active plasma ( 44 ) arranged, responsive to the belt end sensor device ( 42 ) is controlled. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode als von der Transport­ einrichtung (63, 64) rotierend angetriebene Hohltrom­ mel (60) ausgebildet ist.6. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cathode is designed as a rotationally driven hollow drum ( 60 ) from the transport device ( 63, 64 ). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode als von der Transporteinrichtung (78) rotierend angetriebene Scheibe (70) ausgebildet ist.7. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cathode is designed as a rotating disk ( 70 ) driven by the transport device ( 78 ). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (15; 61; 73) aus leitendem Material besteht und leitend mit der Kathode (10; 60; 70) verbunden ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the support device ( 15; 61; 73 ) consists of conductive material and is conductively connected to the cathode ( 10; 60; 70 ). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Targetmaterial magnetisches Tragetmaterial ent­ hält, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdichtung des aktiven Plasmas (44) eine Magneteinrichtung (30; 51; 86; 99) vorgesehen ist, deren magnetisches Feld einen Bereich des im Plasma (44) sich befindenden Targetma­ terials magnetisch übersättigt.9. Device according to one of claims 1 to 8, wherein the target material contains magnetic carrier material ent, characterized in that a magnetic device ( 30; 51; 86; 99 ) is provided for the compression of the active plasma ( 44 ), the magnetic field of which an area of the targetma material in the plasma ( 44 ) magnetically supersaturated. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Targetmaterials der Kathode (10; 60; 70) klein ist in bezug auf die Länge und Breite der Kathode.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the thickness of the target material of the cathode ( 10; 60; 70 ) is small in relation to the length and width of the cathode.