DE4038577A1 - Verfahren und vorrichtung zum reaktiven beschichten eines substrats - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum reaktiven beschichten eines substratsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum reaktiven Beschichten eines Substrats, beispielsweise
mit Siliziumdioxid (SiO2), bestehend aus einer Strom
quelle, welche mit einer in einer evakuierbaren Beschich
tungskammer angeordneten Elektrode verbunden ist, die
elektrisch mit einem Target in Verbindung steht, das zer
stäubt wird und dessen zerstäubte Teilchen sich auf dem
Substrat niederschlagen, wobei in die Beschichtungskammer
ein Prozeßgas einbringbar ist und daß
1. entweder das zu zerstäubende Target mehrteilig ist,
wobei ein mittiger, dem Substrat gegenüberliegender
Teil des Targets aus einem reaktiveren Material
gebildet ist als der diesen mittigen Teil umschließ
ende oder einrahmende Teil, wobei zwischen dem
Substrat einerseits und dem mehrteiligen Target
andererseits eine Blende vorgesehen ist, mit einer
zentralen Öffnung, die etwa die Konfiguration des
mittleren Targetteils aufweist, und wobei ein
Reaktivgaseinlaß und ein Prozeßgaseinlaß oder ein
gemeinsamer Einlaß für beide Gase vorgesehen sind
und das Magnetfeld der Kathode so ausgebildet ist,
daß während des Beschichtungsvorgangs gleichzeitig
oder periodisch ein Sputtern des reaktiveren Target
materials bewirkt wird, oder daß
2. das zu zerstäubende Target mehrteilig ist, wobei ein
radial außenliegender, dem Substrat gegenüberliegen
der Teil des Targets aus einem reaktiveren Material
gebildet ist als der von diesem äußeren Teil um
schlossener oder eingerahmter Teil, wobei zwischen
dem Substrat einerseits und dem mehrteiligen Target
andererseits eine Blende vorgesehen ist, die etwa
die Konfiguration des mittleren Targetteils auf
weist, und wobei ein Reaktivgaseinlaß und ein Pro
zeßgaseinlaß oder ein gemeinsamer Einlaß für beide
Gase vorgesehen ist und das Magnetfeld der Kathode
so ausgebildet ist, daß während des Beschichtungs
vorgangs ein Sputtern des reaktiveren Targetmate
rials im oxidischen und des weniger reaktiven
Targetmaterials im metallischen Mode bewirkt wird
nach Patent ............... (Patentanmeldung
P 40 25 231.0).
Bei bekannten Verfahren zum Beschichten von Substraten
mit Hilfe von Kathodenzerstäubung und Materialien mit
einer hohen Affinität zum Reaktivgas besteht das Problem,
daß neben dem Substrat selbst auch Teile der Vorrichtung,
wie die Innenwand der Prozeßkammer oder Teile von Blen
den, mit elektrisch nicht oder schlecht leitenden Mate
rialien beschichtet werden, was die häufige Änderung der
Prozeßparameter während eines einzigen Beschichtungspro
zesses oder auch eine häufige Unterbrechung des Prozesses
und auch eine häufige Reinigung oder einen Austausch von
Teilen der Vorrichtung erforderlich macht.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sputtern
von Materialien mit hoher Affinität zu einem Reaktivgas
zu schaffen - wie bereits im Hauptpatent .............
(Patentanmeldung P 40 25 231.0) beschrieben -, das einen
gleichmäßigen bzw. stabilen Prozeß ermöglicht und eine
Reinigung der Teile der Vorrichtung überflüssig macht,
ohne daß herkömmliche bzw. bereits vorhandene Vorrichtun
gen oder Anlagen hierfür ungeeignet sind bzw. ohne daß an
diesen wesentliche oder kostspielige Umbauten oder
Änderungen vorgenommen werden müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
z. B. das mehrteilige Target aus einem hohlzylindrischen
mittleren Teil aus einem Material mit hoher Affinität zum
Reaktivgas, beispielsweise Si, und aus zwei hohlzylindri
schen äußeren Teilen besteht, die sich in axialer Rich
tung jeweils außen an den Stirnseiten des Mittelteils
anschließen und welche aus einem Material geringer Affi
nität zum Reaktivgas, beispielsweise Sn, bestehen.
Eine weitere Lösungsmöglichkeit speziell zur Herstellung
von Schichten aus hochreinen Materialien ist, anstelle
der Verwendung von Targets aus zwei unterschiedlichen
Ausgangsmaterialien ein Target aus einem Material, aber
mit Zonen unterschiedlicher Sputterleistungsdichte zu
verwenden, wobei einerseits
- a) in einer Zone höherer Leistungsdichte eine Anode angeordnet ist, die unterhalb und parallel zur Achsrichtung der Rohrkathode verläuft und deren Grundfläche kleiner als die Projektionsfläche des zylindrischen Targets ausgeformt ist, die mit Tar getmaterial unter oxidischem Mode beschichtbar ist, und andererseits
- b) in einer Zone niedriger Leistungsdichte (elektrisch leitend) eine Oxidschicht aus Targetmaterial, vor zugsweise auf dem zu beschichtenden Substrat, kon densierbar ist.
Des weiteren ist auch folgende Lösung denkbar, daß zum
Beispiel ein Flachtarget stellenweise aus einem Werkstoff
gebildet ist, welcher gegenüber demjenigen, aus dem das
Target im übrigen besteht, eine geringere Affinität zu
Sauerstoff aufweist, und diese Stellen um einen Haupt
sputtergraben herum angeordnet sind, wobei eine Blenden
anordnung so gestaltet ist, daß das Material geringerer
Affinität zum Sauerstoff, z. B. Sn, überwiegend auf die
ser Blende im metallischen Mode niedergeschlagen wird und
das übrige Material, z. B. Si, durch die Blendenöffnung
auf das Substrat als Oxid, z. B. SiO2, aufgebracht wird.
Weitere Einzelheiten und Merkmale sind in den Patentan
sprüchen näher gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrich
tungen zur Modifizierung von Schichteigenschaften dünner
Schichten, die oxidisch oder metallisch sein können.
Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmög
lichkeiten zu; einige davon sind in den anhängenden
Zeichnungen schematisch näher dargestellt, die Vorrich
tungen zum reaktiven Beschichten von Substraten zeigen,
und zwar:
Fig. 1 eine Sputteranlage mit einer Magnetron-Sputter
kathode im Schnitt,
Fig. 2 ein Rundtarget, bestehend aus zwei verschiede
nen Metallen in perspektivischer Sicht,
Fig. 3 eine Magnetanordnung für eine Rohrkathode im
Schnitt,
Fig. 4 eine Rohrkathode gemäß Fig. 3 in perspektivi
scher Sicht,
Fig. 5 eine Magnetanordnung im Schnitt für Nebengraben,
Fig. 6 eine Kathode mit einem Haupt- und mehreren
Nebengräben nach Fig. 5 in der Draufsicht und
Fig. 7 eine Sputterkathodenanordnung mit verschieb
baren Magneten im Schnitt.
In Fig. 1 ist ein Substrat 1 dargestellt, das mit einer
dünnen Schicht 2 aus einem Oxid (z. B. Siliziumdioxid oder
Aluminiumoxid) versehen werden soll. Diesem Substrat 1
liegt ein mehrteiliges Target 3 gegenüber, das zu zer
stäuben ist. Das Target 3 steht über eine Platte 4 mit
einer Elektrode 5 in Verbindung, die auf einem Joch 6
ruht, welches zwischen sich und dem Element 4 fünf Mag
nete 7, 8, 9, 30, 31 einschließt.
Die auf das Target 3 gerichteten Polaritäten der Pole der
fünf Magnete wechseln sich ab, so daß jeweils die Südpole
der beiden äußeren Magnete 30, 31 mit den Nordpolen der
innenliegenden Magnete 7, 9 etwa kreisbogenförmige Mag
netfelder durch das Target 3 bewirken.
Diese Magnetfelder verdichten das Plasma vor dem Target
3, so daß sie dort, wo die Magnetfelder das Maximum ihrer
Kreisbögen besitzen, ihre größte Dichte haben. Die Ionen
im Plasma werden durch ein elektrisches Feld beschleu
nigt, das sich aufgrund einer Gleichspannung aufbaut, die
von einer Gleichstromquelle 10 angegeben wird. Diese
Gleichstromquelle 10 ist mit ihrem negativen Pol mit der
Elektrode 5 verbunden. Das elektrische Feld steht senk
recht auf der Oberfläche des Targets 3 und beschleunigt
die positiven Ionen des Plasmas in Richtung auf dieses
Target 3. Hierdurch werden mehr oder weniger viele Atome
und Partikel aus dem Target 3 herausgeschlagen, und zwar
insbesondere aus den Gebieten 13, 14, 32 und 33. Die zer
stäubten Atome oder Partikel wandern vorwiegend in Rich
tung auf das Substrat 1 zu, wo sie sich als dünne Schicht
2 niederschlagen.
Das Target 3 besteht aus einem mittleren Teil 3a aus
einem Material hoher Affinität zum Reaktivgas, bei
spielsweise Si, und einem rahmenförmigen Teil 3b aus
einem Material geringer Affinität zum Reaktivgas, bei
spielsweise Sn.
Während des Sputterprozesses tragen diese Konfiguration
und Werkstoffauswahl und entsprechende Magnetfelder und
ein abgestimmtes Verhältnis von Sauerstoff zu Argon dafür
Sorge, daß sich an der Blende 24 vorwiegend das Sn als
elektrisch leitender Werkstoff niederschlägt, während
sich die Schicht 2 auf dem Substrat 1 überwiegend aus
reinem SiO2 (Siliziumdioxid) aufbaut.
Für die Steuerung der dargestellten Anordnung kann ein
Prozeßrechner vorgesehen werden, der Meßdaten verarbeitet
und Steuerungsbefehle abgibt. Diesem Prozeßrechner können
beispielsweise die Werte des gemessenen Partialdrucks in
der Prozeßkammer 15, 15a zugeführt werden. Aufgrund die
ser und anderer Daten kann er zum Beispiel den Gasfluß
aus den Behältern 16, 17 über die Ventile 18, 19 regeln
und die Spannung an der Kathode 5 einstellen. Der Prozeß
rechner ist auch in der Lage, alle anderen Variablen,
z. B. Kathodenstrom, zu regeln. Da derartige Prozeß
rechner bekannt sind, wird auf eine Beschreibung ihres
Aufbaus verzichtet.
Die bei der beschriebenen Vorrichtung während des Be
schichtungsvorgangs auf der Umgebung der Kathode - ins
besondere der Innenseite der Blende 24 - aufgebrachte,
vorwiegend metallische (und damit elektrisch leitende)
Schicht trägt dafür Sorge, daß sämtliche Ladungsträger
aus der Vakuum- bzw. Sputterkammer 25 abgeführt werden,
wodurch dann ein stabiler Sputterprozeß bewirkt wird.
Fig. 2 zeigt ein Rundtarget 35, das eine spezielle Aus
führungsform des in Fig. 1 schematisch gezeigten mehr
teiligen Targets 3 darstellt. Das Target 35 besteht aus
einem hohlzylindrischen Targetkörper, der in drei Berei
che aufgeteilt ist; einen mittleren Teil 35a aus einem
Material hoher Affinität zum Reaktivgas, beispielsweise
Si, und zwei Teilen 35b, die sich in axialer Richtung
jeweils an den Stirnseiten des Mittelteils 35a anschlie
ßen und die aus einem Material geringer Affinität zum
Reaktivgas, beispielsweise Sn, bestehen.
Durch Reaktion des Materials aus dem Mittelteil 35a mit
dem Reaktivgas (beispielsweise O2) entsteht in der Haupt
sputterzone, welche in ihrer Erstreckung dem Mittelteil
35a entspricht, ein Reaktionsprodukt, beispielsweise
SiO2. Wählt man nun das Material für die beiden Teile 35b
so viel "edler", beispielsweise Sn, so daß bei der Menge
Reaktivgas, die gerade ausreicht für die Reaktion des
Materials aus dem Mittelteil 35a, beispielsweise Si mit
dem Reaktivgas, so findet zwischen dem Material der
beiden äußeren Bereiche 35b und dem Reaktivgas keine
Reaktion mehr statt. Das heißt, daß die Umgebung der
Endzonen 35a und 35b der Targets 35 leitfähig bleibt.
In Fig. 3 ist eine hohlzylindrische, um ihre Längsachse
drehbare Rohrkathode 36 im Schnitt gezeigt, die einer
seits an eine Spannungsversorgung 37 angeschlossen ist
und die andererseits auf ihrer Innenseite eine kreis
bogenförmige, stationäre Anordnung von Magnetpaaren 38
aufweist. Die Kathode 36 ist über ihre gesamte Außen
fläche mit einem zu sputternden Targetmaterial 38, bei
spielsweise Si, versehen. Durch auf dem Target 39 sich
lokal unterschiedlich einstellende elektrische Leistungs
dichten wird bei gleichem Targetmaterial 39 und Reaktiv
gas auch örtlich differenziert, beispielsweise SiO2 und
Si, abgeschieden; Si wird vorzugsweise auf einer fest
installierten Fläche, die als permanent leitfähige Anode
40 dient, abgeschieden, während SiO2 vorzugsweise auf
einem zu beschichtenden Substrat 41 kondensiert.
Fig. 4 zeigt die rotierenden Rohrkathode 36 aus Blick
richtung der Anode 40 nach Fig. 3 in perspektivischer
Sicht. Die beiden Sputtergräben 42 und 43, in Form von
sogenannten "Racetracks", weisen gekoppelte magnetische
Tunnels auf, die auf der jeweils mittleren Bahn (siehe
Elektronenlaufrichtung E) im Gleichgewicht sind. Hier
stellt sich auch die höhere Leistungsdichte ein.
Eine Magnetanordnung für einen Nebensputtergraben gemäß
Fig. 5 besteht aus einem scheibenförmigen Teil eines
Targets 49 mit einer auf der Unterseite zentrisch ange
ordneten Bohrung, die zur Aufnahme eines zylindrischen
Magneten 45 dient. Auf das aus der Targetscheibe 44 her
vorragende Ende des Magneten 45 ist ein scheibenförmiges
Joch 46 aufgebracht, von dem aus sich die Magnetfeld
linien 47 zum Nordpol des Magneten 45 erstrecken.
Eine parallelepipede Kathode 48, wie sie Fig. 6 zeigt,
besteht aus einem Targetmaterial 48, in dem sich der
"Racetrack"-Hauptgraben 50 bildet, und aus einer Vielzahl
kleinerer Bereiche aus einem zweiten Material, in dem
sich die Nebengräben 51, 51′, .. bilden, wie sie auch
bereits in Fig. 5 gezeigt sind. Diese sind um den Haupt
graben 50 herum in die Oberfläche des Targets 49 einge
lassen, wobei die Targetbereiche 44 aus einem "edleren"
Material hergestellt werden als das Target 48.
In Fig. 7 ist ein planares Target 52 gezeigt, das aus
einem einheitlichen Material besteht und auf deren dem
Substrat abgewandten Seite Magnete 53a, 53b vorgesehen
sind, die in die Positionen 53a, 53b verschiebbar ange
ordnet sind. Zwischen dem Target 52 und dem Substrat 57a
sind die als Anoden wirkenden Blenden 54a und 54b so
angeordnet, daß sie den mittleren Bereich zwischen dem
Target 52 und dem Substrat 57a frei lassen. Auf der den
Magneten 53a, 53b gegenüberliegenden Seite des Targets 52
stellen sich unter Betriebsbedingungen die Sputtergräben
55a und 55b ein, und durch Zusatz eines Reaktivgases wird
das Sputterprodukt durchoxidiert und schlägt sich als
Schicht 57 auf einem unterhalb der Blendenöffnung 56
befindlichen Substrat 57a nieder.
Bei einer getakteten Betriebsweise, d. h. die Magnete
53a, 53b werden auf dem Target 52 nach außen in die Posi
tionen 53a, 53b gegenüber des zur Haupterstreckungsrich
tung des Targets 52 parallelen Teils der Blenden 54a und
54b verschoben, stellen sich weitere Sputtergräben 58a
und 58b ein. Durch Erhöhung der elektrischen Sputterlei
stung oder Reduzierung der zugeführten Reaktivgasmenge
oder durch gleichzeitige Anwendung beider Maßnahmen
stellt sich ein metallisches Sputterprodukt ein, das sich
nun als Schicht 54c auf den Innenseiten der umliegenden
Blenden 54a und 54b niederschlägt und deren Funktion als
elektrisch leitende Anoden sicherstellt.
Die Verwendung der verschiebbaren Permanentmagnete 53a,
53b kann teilweise oder vollständig durch regelbare Elek
tromagnete oder durch regelbare Spulen ersetzt werden,
was die praktische Anwendung erheblich vereinfacht.
Bezugszeichenliste
1 Substrat
2 Schicht
3, 3a, 3b Target
4 Platte, Kupferplatte
5 Elektrode
6 Joch
7 Magnet
8 Magnet
9 Magnet
10 Gleichstromquelle
11 Induktivität
12 Induktivität
13 Sputtergraben (Gebiet)
14 Sputtergraben (Gebiet)
15, 15a Beschichtungskammer, Rezipient
16 Gasbehälter
17 Gasbehälter
18 Ventil
19 Ventil
20 Einlaßstutzen, Argoneinlaß
21 Einlaßstutzen, Reaktivgaseinlaß
22 Gaszuführungsleitung
23 Gaszuführungsleitung
24, 24a Blende, Öffnung
25 Behälter, Vakuumkammer
26 Blende
27 elektrischer Anschluß (Masseleitung)
28 elektrischer Anschluß
29 Kondensator
30 Magnet
31 Magnet
32 Sputtergraben
33 Sputtergraben
34 Kondensator
35, 35a, 35b Rundtarget
36 Rohrkathode
37 Spannungsversorgung
38 Magnet
39 Target
40 Anode
41 Substrat
42 Sputtergraben
43 Sputtergraben
44 Target
45 Magnet
46 Joch
47 Magnetfeldlinien
48 Kathode
49 Target
50 Hauptsputtergraben
51, 51′ Nebensputtergraben
52 Target
53a, 53′a, 53b, 53′b Magnet
54a, 54b Blende, Anode
54c Schicht
55a, 55b Sputtergraben
56 Blendenöffnung
57, 57a Schicht, Substrat
58a, 58b Sputtergraben
E Elektronenlaufrichtung
2 Schicht
3, 3a, 3b Target
4 Platte, Kupferplatte
5 Elektrode
6 Joch
7 Magnet
8 Magnet
9 Magnet
10 Gleichstromquelle
11 Induktivität
12 Induktivität
13 Sputtergraben (Gebiet)
14 Sputtergraben (Gebiet)
15, 15a Beschichtungskammer, Rezipient
16 Gasbehälter
17 Gasbehälter
18 Ventil
19 Ventil
20 Einlaßstutzen, Argoneinlaß
21 Einlaßstutzen, Reaktivgaseinlaß
22 Gaszuführungsleitung
23 Gaszuführungsleitung
24, 24a Blende, Öffnung
25 Behälter, Vakuumkammer
26 Blende
27 elektrischer Anschluß (Masseleitung)
28 elektrischer Anschluß
29 Kondensator
30 Magnet
31 Magnet
32 Sputtergraben
33 Sputtergraben
34 Kondensator
35, 35a, 35b Rundtarget
36 Rohrkathode
37 Spannungsversorgung
38 Magnet
39 Target
40 Anode
41 Substrat
42 Sputtergraben
43 Sputtergraben
44 Target
45 Magnet
46 Joch
47 Magnetfeldlinien
48 Kathode
49 Target
50 Hauptsputtergraben
51, 51′ Nebensputtergraben
52 Target
53a, 53′a, 53b, 53′b Magnet
54a, 54b Blende, Anode
54c Schicht
55a, 55b Sputtergraben
56 Blendenöffnung
57, 57a Schicht, Substrat
58a, 58b Sputtergraben
E Elektronenlaufrichtung
Claims (5)
1. Verfahren und Vorrichtung zum reaktiven Beschichten
eines Substrats (1, 41, 57a), beispielsweise mit
Siliziumdioxid (SiO2), bestehend aus einer Strom
quelle (10, 37), welche mit einer in einer evakuier
baren Beschichtungskammer (15, 15a) angeordneten,
Magnete (7, 8, 9, 30, 31, 38, 45, 53a, 53b) ein
schließende Kathode (5, 36, 48) verbunden ist, die
elektrisch mit einem Target (3, 35, 39, 44, 49, 52)
zusammenwirkt, das zerstäubt wird und dessen zer
stäubte Teilchen sich auf dem Substrat (1, 41, 57a)
niederschlagen, wobei in die Beschichtungskammer
(15, 15a) ein Prozeßgas und ein Reaktivgas, z. B.
Argon und Sauerstoff, einbringbar sind und das zu
zerstäubende Target (3, 35, 39, 44, 49, 52) mehrtei
lig ist, wobei ein mittiger, dem Substrat (1, 41,
57a) gegenüberliegender Teil (3a, 35a) des Tar
gets (3, 35, 39, 44, 49, 52) aus einem reaktiveren
Material gebildet ist als der diesen mittigen
Teil (3a, 35a) umschließende oder einrahmende
Teil (3b, 35b), wobei zwischen dem Substrat (1, 41,
57a) einerseits und dem mehrteiligen Target (3, 35)
andererseits eine Blende (24, 54) vorgesehen ist,
mit einer zentralen Öffnung (24a, 56), die etwa die
Konfiguration des mittleren Targetteils (3a, 35a)
aufweist und wobei ein Reaktivgaseinlaß (21) und ein
Prozeßgaseinlaß (20) oder ein gemeinsamer Einlaß für
beide Gase vorgesehen sind und das Magnetfeld der
Kathode (5, 36, 48) so ausgebildet ist, daß während
des Beschichtungsvorgangs gleichzeitig ein Sputtern
des reaktiveren Targetmaterials (3a, 35a) und des
weniger reaktiven Targetmaterials (3b, 35b) bewirkt
wird nach Patent ............... (P 40 25 231.0),
dadurch gekennzeichnet, daß das mehrteilige Target
(35) aus einem hohlzylindrischen mittleren Teil
(35a) aus einem Material mit hoher Affinität zum
Reaktivgas, beispielsweise Si, und aus zwei hohl
zylindrischen äußeren Teilen (35b) besteht, die sich
in axialer Richtung jeweils außen an den Stirnseiten
des Mittelteils (35a) anschließen und welche aus
einem Material geringer Affinität zum Reaktivgas,
beispielsweise Sn, bestehen.
2. Verfahren und Vorrichtung zum reaktiven Beschichten
eines Substrats (1, 41, 57a), beispielsweise mit
Siliziumdioxid (SiO2), bestehend aus einer Strom
quelle (10, 37), welche mit einer in einer evakuier
baren Beschichtungskammer angeordneten, Magnete (38)
einschließende Rohrkathode (36) verbunden ist, die
elektrisch mit einem Target (39) zusammenwirkt, das
zerstäubt wird und dessen zerstäubte Teilchen sich
auf dem Substrat (41) niederschlagen, wobei in die
Beschichtungskammer ein Prozeßgas und ein Reaktiv
gas, z. B. Argon und Sauerstoff, einbringbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrkathode (36) auf
ihrer dem zu beschichtenden Substrat (41) zugewand
ten, radial außenliegenden Mantelfläche Zonen unter
schiedlicher Leistungsdichte aufweist, wobei in
einer Zone höherer Leistungsdichte eine Anode (40),
die unterhalb und parallel zur Achsrichtung der
Rohrkathode (36) angeordnet und deren Grundfläche
kleiner als die Projektionsfläche des zylindrischen
Targets ausgeformt sowie mit Targetmaterial im
metallischen Mode (elektrisch leitend) beschichtbar
ist und in einer Zone niedriger Leistungsdichte eine
Schicht aus oxidischem Targetmaterial, vorzugsweise
auf dem zu beschichtenden Substrat (41), kondensier
bar ist.
3. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Planarkathode auf ihrer dem
zu beschichtenden Substrat (41) zugewandten Außen
fläche Zonen unterschiedlicher Sputterleistungsdich
te aufweist, wobei in der Zone höherer Leistungs
dichte eine Anode (40), die unterhalb und parallel
zur Planarkathode angeordnet und mit Targetmaterial
im metallischen Mode (elektrisch leitend) beschicht
bar ist und in einer Zone niedriger Leistungsdichte
eine Schicht aus oxidischem Targetmaterial, vorzugs
weise auf dem zu beschichtenden Substrat (41),
kondensierbar ist.
4. Verfahren und Vorrichtung zum reaktiven Beschichten
eines Substrats (1, 41, 57a), beispielsweise mit
Siliziumdioxid (SiO2), bestehend aus einer Strom
quelle (10, 37), welche mit einer in einer evakuier
baren Beschichtungskammer (15) angeordneten, Magnete
einschließende Kathode (5, 36, 48) verbunden ist,
die elektrisch mit einem Target (3, 35, 39, 44, 49,
52) zusammenwirkt, das zerstäubt wird und dessen
zerstäubte Teilchen sich auf einem Substrat (1, 41,
57a) niederschlagen, wobei in die Beschichtungs
kammer (15) ein Prozeßgas und ein Reaktivgas, z. B.
Argon und Sauerstoff, einbringbar sind, gekennzeich
net durch ein Flachtarget (49), das stellenweise aus
einem Werkstoff gebildet ist, welcher gegenüber
demjenigen, aus dem das Target im übrigen besteht,
eine geringere Affinität zu Sauerstoff aufweist und
diese Stellen (44) um einen Hauptsputtergraben (50)
herum angeordnet sind, wobei eine Blendenanordnung
so gestaltet ist, daß das Material geringerer Affi
nität zum Sauerstoff, z. B. Sn, überwiegend auf die
ser Blende im metallischen Mode (elektrisch leitend)
aufbringbar und das übrige Material, z. B. Si, durch
die Blendenöffnung auf das Substrat als Oxid, z. B.
SiO2, aufbringbar ist.
5. Verfahren und Vorrichtung zum reaktiven Beschichten
eines Substrats (1, 41, 57a), beispielsweise mit
Siliziumdioxid (SiO2), bestehend aus einer Strom
quelle (10, 37), welche mit einer in einer evakuier
baren Beschichtungskammer (15) angeordneten, ver
schiebbare Magnete (53a, 53b) einschließende Kathode
verbunden ist, die elektrisch mit einem Target (52)
zusammenwirkt, das zerstäubt wird und dessen zer
stäubte Teilchen sich auf dem Substrat (1, 41, 57a)
niederschlagen, wobei in die Beschichtungskammer
(15) ein Prozeßgas und ein Reaktivgas, z. B. Argon
und Sauerstoff, einbringbar sind, und daß die Magne
te (53a, 53b) auf der dem Substrat (57a) abgewandten
Seite des Targets (52) verschiebbar angeordnet sind,
und daß bei einer getakteten Betriebsweise gesput
tert wird, wobei die Magnete (53a, 53b) zyklisch
verschiebbar sind von einem zentralen Bereich (53a,
53b) zu einem Randbereich (53′a, 53′b), dadurch
gekennzeichnet, daß bei der Anordnung der Magnete
(53a, 53b) in einem zentralen Bereich ein oxidisches
Sputterprodukt als Schicht (57) auf dem Substrat
(57a) kondensierbar ist in einem Bereich, der von
einer Blendenöffnung (56) bestimmt ist, die sich in
einer Ebene erstreckt, die zwischen dem Target (52)
und dem Substrat (57a) und parallel zu beiden ver
läuft, und daß bei einer Anordnung der Magnete
(53′a, 53′b) in einem Randbereich durch zusätzliche
Erhöhung der Sputterleistung oder Reduzierung der
zugeführten Reaktivgasmenge oder durch beide Maßnah
men gleichzeitig ein metallisches Sputterprodukt als
Schicht (54c) auf den dem Target (52) zugewandten
Innenseiten der Blenden (54a und 54b) kondensierbar
ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4025231A DE4025231C2 (de) | 1990-07-11 | 1990-08-09 | Verfahren und Vorrichtung zum reaktiven Beschichten eines Substrats |
DE19904038577 DE4038577A1 (de) | 1990-08-09 | 1990-12-04 | Verfahren und vorrichtung zum reaktiven beschichten eines substrats |
US07/728,562 US5427665A (en) | 1990-07-11 | 1991-07-11 | Process and apparatus for reactive coating of a substrate |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4025231A DE4025231C2 (de) | 1990-07-11 | 1990-08-09 | Verfahren und Vorrichtung zum reaktiven Beschichten eines Substrats |
DE19904038577 DE4038577A1 (de) | 1990-08-09 | 1990-12-04 | Verfahren und vorrichtung zum reaktiven beschichten eines substrats |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4038577A1 true DE4038577A1 (de) | 1992-06-11 |
Family
ID=25895780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904038577 Withdrawn DE4038577A1 (de) | 1990-07-11 | 1990-12-04 | Verfahren und vorrichtung zum reaktiven beschichten eines substrats |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4038577A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0674337A1 (de) * | 1994-03-23 | 1995-09-27 | The Boc Group, Inc. | Magnetron-Zerstäubungs-Verfahren und -Gerät |
EP0924744A1 (de) * | 1997-10-30 | 1999-06-23 | Leybold Systems GmbH | Sputterkathode |
-
1990
- 1990-12-04 DE DE19904038577 patent/DE4038577A1/de not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
61-24371 A., C-411, March 19,1987, Vol.11, No. 89 * |
Patents Abstracts of Japan: 1-255668 A., C-673, Jan. 10,1990, Vol.14, No. 7 * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0674337A1 (de) * | 1994-03-23 | 1995-09-27 | The Boc Group, Inc. | Magnetron-Zerstäubungs-Verfahren und -Gerät |
US5616225A (en) * | 1994-03-23 | 1997-04-01 | The Boc Group, Inc. | Use of multiple anodes in a magnetron for improving the uniformity of its plasma |
EP0924744A1 (de) * | 1997-10-30 | 1999-06-23 | Leybold Systems GmbH | Sputterkathode |
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