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DE10234858A1 - Device for producing a magnetron discharge, especially for magnetron sputtering, in the coating of substrates has a unit producing a magnetic field having a fixed position relative to the outer target limit in the region of the outer pole - Google Patents

Device for producing a magnetron discharge, especially for magnetron sputtering, in the coating of substrates has a unit producing a magnetic field having a fixed position relative to the outer target limit in the region of the outer pole Download PDF

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DE10234858A1
DE10234858A1 DE2002134858 DE10234858A DE10234858A1 DE 10234858 A1 DE10234858 A1 DE 10234858A1 DE 2002134858 DE2002134858 DE 2002134858 DE 10234858 A DE10234858 A DE 10234858A DE 10234858 A1 DE10234858 A1 DE 10234858A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
target
pole
area
magnetic field
magnetron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2002134858
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus Gödicke
Jörn-Steffen LIEBIG
Volker Prof. Dr. Kirchhoff
Torsten Winkler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE2002134858 priority Critical patent/DE10234858A1/en
Publication of DE10234858A1 publication Critical patent/DE10234858A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405—Magnetron sputtering
    • H01J37/3408—Planar magnetron sputtering

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Abstract

Device for producing a magnetron discharge, especially for magnetron sputtering, comprises a longitudinally extending target connected as cathode, a unit producing a magnetic field, an anode, a current supply, a substrate, a gas inlet unit and a receiver. The unit producing a magnetic field is structured so that it has a fixed position relative to the outer target limit in the region of the outer pole and has electromagnetic units in the region of the inner pole to position the center pole relative to the target according to a prescribed time program.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer Magnetron-Entladung, genauer einer Niederdruckentladung zur Plasmabehandlung und Beschichtung von Substraten, insbesondere zum Zerstäuben nach dem Magnetronprinzip mit ebenen längserstreckten Targets. Beim Magnetron-Zerstäuben (Magnetron-Sputtern) wird durch ein inhomogenes, ringförmig geschlossenes Magnetfeld, dessen Feldlinien die Katode mit dem zu zerstäubenden Material in Form von Targets durchdringen und ein tunnelförmiges Magnetfeld bilden, eine hohe Ladungsträgerkonzentration in Katodennähe und damit eine hohe Geschwindigkeit der Abtragung des Targetmaterials, also eine hohe Zerstäubungsrate (Sputterrate) erreicht. Das Magnetron-Zerstäuben wird in einem inerten Arbeitsgas oder auch unter der Wirkung eines zusätzlichen reaktiven Gases (reaktives Sputtern) zur Abscheidung einer Vielzahl von Schichtmaterialien in vielfältiger Weise für die Vakuumbeschichtung von Substraten eingesetzt.The invention relates to a device to generate a magnetron discharge, more precisely a low pressure discharge for plasma treatment and coating of substrates, in particular for atomizing according to the magnetron principle with flat, elongated targets. At the Magnetron sputtering (Magnetron sputtering) is closed by an inhomogeneous ring Magnetic field, the field lines of which the cathode with the atomized Penetrate material in the form of targets and create a tunnel-shaped magnetic field form a high charge carrier concentration near the cathode and thus a high speed of removal of the target material, so a high atomization rate (Sputter rate) reached. Magnetron sputtering is done in an inert Working gas or under the action of an additional reactive gas (reactive Sputtering) for the deposition of a large number of layer materials in many different ways Way for vacuum coating of substrates is used.

Das Magnetron-Sputtern ist seinem Wesen nach durch die technologisch bedingte Geometrie der magnetfelderzeugenden Einrichtung mit einer inhomogenen Verteilung der Plasmadichte auf dem Target und damit auch einem inhomogenen Abtrag des Targetmaterials verbunden. Daraus resultiert die Notwendigkeit, im Allgemeinen die zu beschichtenden Substrate relativ zu den Magnetronkatoden während der Beschichtung zu bewegen, um eine gleichmäßige Beschichtung, insbesondere größerer Substrate, zu erreichen. Eine weitverbreitete Einrichtung zum Magnetron-Sputtern besitzt ein längserstrecktes Target, bei dem die Substrate zum Zwecke des Beschichtens linear quer zur Längsachse des Targets bewegt werden. Es sind auch Einrichtungen zum stationären Beschichten mit rotationssymmetrischen Targets und mit mehreren Magnetronentladungen bekannt ( DE 41 27 261 C1 ). Allen Magnetroneinrichtungen ist gemeinsam, dass das Targetmaterial infolge der Inhomogenität der Entladung nur zu einem Bruchteil genutzt werden kann. Auf bestimmten Bereichen der Targetoberfläche in der Nähe der Pollinien der magnetfelderzeugenden Einrichtung findet kein Abtrag des Targetmaterials statt. Als Pollinien sollen dabei die Bereiche bezeichnet werden, in denen die Magnetfeldlinien die sputterseitige Targetoberfläche senkrecht durchstoßen. Beim reaktiven Sputtern werden im Gegenteil diese Bereiche mit Reaktionsprodukten aus dem Targetmaterial und dem Reaktivgas, z. B. einem Oxid, bedeckt. Solche sogenannten Redepositionszonen bilden die Quelle von lose gebundenen Partikeln, die Schichtdefekte bewirken können. Handelt es sich um nichtleitende Reaktionsprodukte, so bilden diese beim Gleichstrom-Magnetronsputtern darüber hinaus durch elektrische Aufladungen die Ursache von Bogenentladungen und Prozessinstabilitäten. Solche Zerstäubungseinrichtungen erfordern dann die Anwendung von Radiofrequenz- oder Mittelfrequenz-Stromversorgungen (Puls-Magnetron-Sputtern). Selbst beim Mittelfrequenz-Pulssputtern stellen die Redepositionszonen noch Quellen von Prozessinstabilitäten und Defekten in den Schichten dar.The nature of the magnetron sputtering is linked to an inhomogeneous distribution of the plasma density on the target and thus also an inhomogeneous removal of the target material due to the technology-related geometry of the magnetic field generating device. This results in the need to generally move the substrates to be coated relative to the magnetron cathodes during the coating in order to achieve a uniform coating, in particular larger substrates. A widely used device for magnetron sputtering has an elongated target in which the substrates are moved linearly transverse to the longitudinal axis of the target for the purpose of coating. Devices for stationary coating with rotationally symmetrical targets and with several magnetron discharges are also known ( DE 41 27 261 C1 ). All magnetron devices have in common that only a fraction of the target material can be used due to the inhomogeneity of the discharge. No removal of the target material takes place on certain areas of the target surface in the vicinity of the pole lines of the magnetic field generating device. The areas in which the magnetic field lines penetrate the target surface on the sputtering side are to be referred to as pole lines. In reactive sputtering, on the contrary, these areas with reaction products from the target material and the reactive gas, for. B. an oxide covered. Such so-called redeposition zones form the source of loosely bound particles that can cause layer defects. If the reaction products are non-conductive, they also cause electrical discharge and process instability in DC magnetron sputtering due to electrical charges. Such atomizing devices then require the use of radio frequency or medium frequency power supplies (pulse magnetron sputtering). Even with medium frequency pulse sputtering, the redeposition zones are still sources of process instabilities and defects in the layers.

Es sind zahlreiche Modifizierungen von Magnetron-Sputter-Einrichtungen bekannt, die die Überwindung der dargelegten Nachteile zum Ziel haben. So sind z. B. zahlreiche Gestaltungsvarianten für die Magnetronanordnung vorgeschlagen worden, die ein möglichst breitgezogenes trogartiges Magnetfeld erzeugen sollen. Die vorgeschlagenen Lösungen benutzen z. B. komplizierte Magnetronanordnungen mit mehreren Magnetpolen und Überlagerung von Teil-Magnetfeldern, die eine zu starke Fokussierung des Plasmas mit fortschreitender Erosion verhindern sollen ( US 5,262,030 und DE 37 27 901 A1 ). Es werden auch magnetfelderzeugende Einrichtungen vorgeschlagen, die mit ferromagnetischen, die Targetebene überragenden Polschuhen versehen sind und ein vergleichsweise homogenes Magnetfeld erzeugen ( DE 41 35 939 A1 ). Solche Einrichtungen sind jedoch komplizierter und arbeiten vor allem technisch nicht ausreichend zuverlässig, weil die überstehenden Teile der Einrichtung einer starken Beschichtung ausgesetzt sind. Eine weitere verbreitete Modifizierung des inhomogenen Magnetfeldes wird durch partiellen magnetischen Kurzschluss mit ferromagnetischen Blechen, sog. shunts, angestrebt ( EP 0 924 744 A1 und DE 196 17 057 C2 ). Solche Maßnahmen erfordern höheren Aufwand für die Erzeugung des Magnetfeldes und können die Entstehung von Redepositionszonen nicht verhindern.Numerous modifications of magnetron sputtering devices are known which aim to overcome the disadvantages set out. So z. B. numerous design variants for the magnetron arrangement have been proposed, which should generate a trough-like magnetic field that is as wide as possible. The proposed solutions use e.g. B. complicated magnetron arrangements with several magnetic poles and superposition of partial magnetic fields, which are intended to prevent the plasma from being focused too strongly with progressive erosion ( US 5,262,030 and DE 37 27 901 A1 ). Devices which generate magnetic fields are also proposed, which are provided with ferromagnetic pole pieces which project beyond the target plane and which generate a comparatively homogeneous magnetic field ( DE 41 35 939 A1 ). However, such devices are more complicated and, above all, do not work with sufficient technical reliability because the protruding parts of the device are exposed to a heavy coating. A further widespread modification of the inhomogeneous magnetic field is sought by partial magnetic short-circuit with ferromagnetic sheets, so-called shunts ( EP 0 924 744 A1 and DE 196 17 057 C2 ). Such measures require higher expenditure for the generation of the magnetic field and cannot prevent the formation of redeposition zones.

Es sind auch Magnetron-Einrichtungen bekannt, bei denen der Raum zwischen Target und Substrat von einem zusätzlichen Elektromagneten umgeben ist [z. B. „Speed Mag" der Firma Leybold, Lit./R. Kukla et al. „High Rate Sputtering of Metals and Metal Oxides with Moving Plasma Zone", Thin Solid Films, 228(1993)51]. Durch periodische Veränderung des Erregerstromes im Elektromagneten entsteht ein Zusatz-Magnetfeld, das sich dem Hauptfeld überlagert und damit neben anderen Wirkungen die Breite der Erosionszone und den Targetausnutzungsgrad erhöht. Der hohe gerätetechnische Aufwand und das Vorhandensein von Bauteilen, die die Targetebene überragen und einer starken Beschichtung ausgesetzt sind, hat nicht zu einer allgemeinen Verbreitung solcher Einrichtungen geführt. In DE 41 07 505 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Magnetron-Sputtern offenbart, bei der das Target auf einem topfförmigen gekühlten Gehäuse montiert und das Magnetaggregat im Inneren des Topfes angeordnet ist. Durch Relativbewegung des gesamten Magnetaggregates relativ zum Target wird eine deutliche Verbreiterung der Erosionszone und damit eine Verbesserung der Targetausnutzung erreicht. Auch die Größe der Redepositionszonen beim reaktiven Magnetron-Sputtern wird reduziert und damit die Prozessstabilität verbessert. Aus geometrischen Gründen muss die Ausdehnung des bewegten Magnetaggregates jedoch kleiner gehalten werden als das Target, so dass die Erhöhung der Targetausnutzung und die Vermeidung von Redepositionszonen nur begrenzt gelingt. Außerdem führt die mechanische Lagerung und Bewegung des Magnetaggregates zu Reibung und Verschleiß und begrenzt damit die Zuverlässigkeit der Einrichtung im Langzeitbetrieb.There are also known magnetron devices in which the space between target and substrate is surrounded by an additional electromagnet [e.g. B. "Speed Mag" from Leybold, Lit./R. Kukla et al. "High Rate Sputtering of Metals and Metal Oxides with Moving Plasma Zone", Thin Solid Films, 228 (1993) 51]. Periodic changes in the excitation current in the electromagnet create an additional magnetic field that overlaps the main field and thus increases the width of the erosion zone and the target utilization rate, among other effects. The high expenditure on equipment and the presence of components which protrude above the target plane and are exposed to a strong coating have not led to the general spread of such devices. In DE 41 07 505 A1 discloses a method and a device for magnetron sputtering, in which the target is mounted on a cup-shaped, cooled housing and the magnet assembly is arranged inside the pot. A relative widening of the erosion zone and thus an improvement in the target utilization is achieved by relative movement of the entire magnet assembly relative to the target. The size of the redeposition zones in reactive magnetron sputtering is also reduced, thus improving process stability. For geometric reasons, however, the expansion of the moving magnet assembly must be kept smaller than the target, so that the increase in target utilization and the avoidance of redeposition zones can only be achieved to a limited extent. In addition, the mechanical mounting and movement of the magnet assembly leads to friction and wear and thus limits the reliability of the device in long-term operation.

Eine Relativbewegung zwischen Magnetron-Target und Magnetaggregat mit dem Ziel hoher Targetausnutzung und Vermeidung von Redepositionszonen kann sehr erfolgreich verwirklicht werden, wenn ein rohrförmiges Target verwendet wird ( DD 217 964 , DE 41 17 518 C2 , DE 41 17 367 C2 ). Aus prinzipiellen geometrischen Gründen lässt sich diese Methode jedoch nicht auf eine Magnetroneinrichtung mit langgestrecktem ebenen Target übertragen.A relative movement between the magnetron target and the magnetic aggregate with the aim of high target utilization and avoidance of redeposition zones can be realized very successfully if a tubular target is used ( DD 217 964 . DE 41 17 518 C2 . DE 41 17 367 C2 ). For basic geometric reasons, however, this method cannot be transferred to a magnetron device with an elongated flat target.

Auch für Magnetroneinrichtungen mit kreisrundem Target und stationär angeordnetem Substrat sind zahlreiche Bauformen und Prinzipien bekannt, bei denen die magnetfelderzeugende Einrichtung relativ zum Target bewegt wird ( EP 0 451 642 B1 , DE 36 19 194 A1 , EP 0 439 360 A2 , EP 0 439 361 A2 ). Meist wird diese Relativbewegung durch exzentrische Bewegung einer speziell geformten Ringspalt-Magnetanordnung erreicht. Die Drehachse liegt bei einigen Lösungen innerhalb, bei anderen Lösungen außerhalb dieser Ringspaltfigur. Die Form wird durch Experimente und Modellrechnungen so optimiert, dass eine möglichst gleichmäßige Targeterosion und damit auch eine möglichst große Substratfläche entsteht, die gleichmäßig beschichtet werden kann. Bezogen auf die Größe der gleichmäßig beschichtbaren Substratfläche werden bei all diesen Lösungen aus geometrischen Gründen sehr große Targets benötigt. Neben dem apparativen Aufwand sind die Begrenzung der Leistungsdichte und Beschichtungsrate nachteilige Eigenschaften solcher Anordnungen. Für Magnetronquellen mit ebenem langgestreckten Target haben solche Prinzipien deshalb keine Anwendung gefunden.Numerous designs and principles are also known for magnetron devices with a circular target and a stationary substrate, in which the magnetic field generating device is moved relative to the target ( EP 0 451 642 B1 . DE 36 19 194 A1 . EP 0 439 360 A2 . EP 0 439 361 A2 ). This relative movement is usually achieved by eccentric movement of a specially shaped annular gap magnet arrangement. With some solutions, the axis of rotation lies within, with other solutions outside this annular gap figure. The shape is optimized by experiments and model calculations in such a way that target erosion is as uniform as possible and thus also the largest possible substrate area that can be coated evenly. Based on the size of the evenly coatable substrate surface, very large targets are required for all these solutions for geometric reasons. In addition to the expenditure on equipment, the limitation of the power density and coating rate are disadvantageous properties of such arrangements. Such principles have therefore not been applied to magnetron sources with a flat, elongated target.

Es ist weiterhin eine Plasmaerzeugungsvorrichtung nach dem Magnetron-Prinzip bekannt, die eine örtlich feststehende erste Magnetvorrichtung und mindestens eine zweite Magnetpolerzeugungsvorrichtung umfasst, welche Mittel zum Verschieben oder Verdrehen der zweiten gegen die erste Magnetvorrichtung aufweist. Nachteilig an diesem Lösungsweg sind die hohen mechanischen Wechselwirkungskräfte zwischen den beiden Magnetsystemen, deren Überwindung nur durch einen mechanischen Antrieb möglich ist, welcher naturgemäß durch die starke Krafteinwirkung hoher Reibung und hohem Verschleiß ausgesetzt ist ( EP 0 603 587 B1 ).A plasma generating device based on the magnetron principle is also known, which comprises a locally fixed first magnetic device and at least one second magnetic pole generating device, which has means for displacing or rotating the second magnetic device against the first magnetic device. The disadvantage of this solution is the high mechanical interaction forces between the two magnet systems, which can only be overcome by a mechanical drive, which is naturally exposed to high friction and high wear due to the strong force ( EP 0 603 587 B1 ).

Schließlich werden Magnetroneinrichtungen mit einer Anzahl nebeneinander oder konzentrisch ineinander angeordneter tunnelförmiger Magnetfelder beschrieben, die relativ zu plattenförmigen Targets bewegt werden. Solche Vorrichtungen sind zwar z. T. einfach aufgebaut, haben aber den prinzipiellen Nachteil, dass die elektrisch parallelgeschalteten einzelnen Teilentladungen unterschiedliche Impedanz und damit unkontrollierbare Sputterraten aufweisen können und deshalb keine Gewähr für eine reproduzierbare Prozessführung und einen gleichmäßigen Targetabtrag bieten.Finally, magnetron devices are used a number arranged side by side or concentrically one inside the other tunnel-shaped Magnetic fields described that are relative to plate-shaped targets be moved. Such devices are, for. T. simply constructed, but have the basic disadvantage that the electrically connected in parallel individual partial discharges different impedance and thus uncontrollable Sputter rates can have and therefore no guarantee for one reproducible process control and even target removal Offer.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zum Magnetronsputtern mit längserstrecktem Target zu verbessern. Die Targetausnutzung soll erhöht werden. Weiterhin soll die Ausbildung einer Redepositionszone auf dem Target im Bereich des Mittelpols der Magnetron-Magnetanordnung vermieden werden. Damit soll eine dominante Quelle von Schichtdefekten und Bogenentladungen (arcing), insbesondere beim reaktiven Gleichstrom- oder Mittelfrequenz-Pulssputtern zur Abscheidung isolierender Schichten, eliminiert werden. Die Einrichtung soll zuverlässig und langzeitstabil arbeiten.The object of the invention is therefore the basis of the prior art for magnetron sputtering with a longitudinal extension Target to improve. The target utilization should be increased. Furthermore, the formation of a redeposition zone on the target should avoided in the area of the center pole of the magnetron magnet arrangement become. This is said to be a dominant source of layer defects and Arcing, especially with reactive direct current or medium-frequency pulse sputtering for the deposition of insulating layers, be eliminated. The facility should work reliably and with long-term stability.

Die Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 9 beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten einer Einrichtung entsprechend der Erfindung.The task is done by a facility with the features according to claim 1 solved. The requirements 2 to 9 describe advantageous design options for a device according to the invention.

Bei der Gestaltung von magnetfelderzeugenden Einrichtungen für eine Magnetronquelle ist es allgemein üblich, für eine möglichst hohe Gleichmäßigkeit der Magnetfeldstärke auf der Targetfläche entlang der gesamten Erosionszone Sorge zu tragen. Damit soll eine Voraussetzung für sowohl hohe Schichtgleichmäßigkeit als auch niedrige Impedanz der Magnetronentladung geschaffen werden. Die vorliegende Erfindung schlägt im Gegensatz dazu eine bewusste Abweichung von dieser Gestaltungsrichtlinie vor. Bei fester Lage der magnetfelderzeugenden Magnetanordnung im Bereich des Außenpols relativ zur äußeren Targetbegrenzung und einer Lageveränderung des Mittelpols nach einem vorgebbaren Programm ändern sich Krümmung des Magnetfeldes und Magnetfeldstärke zumindest in den für das Magnetronsputtern wichtigen geraden Bereichen der Erosionszone in einer von diesem Programm bestimmter Weise und derart, dass die Magnetfeldparameter in beiden geraden Bereichen mit Ausnahme von kleinen Zeitabschnitten ungleich sind. Es kann experimentell nachgewiesen werden, dass damit keine drastische Erhöhung der Impedanz verbunden ist und auch keine Auswirkungen auf die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke auf linear bewegten Substraten entsteht. Das gilt insbesondere, wenn das vorgebbare Zeitprogramm eine periodische Zeitfunktion ist.When designing magnetic fields Facilities for a magnetron source is generally common for the highest possible uniformity the magnetic field strength on the target surface care along the entire erosion zone. This is supposed to requirement for both high layer uniformity as well as low impedance of the magnetron discharge can be created. The present invention proposes in contrast, a deliberate deviation from this design guideline in front. With a fixed position of the magnetic field generating magnet arrangement in the Area of the outer pole relative to the outer target boundary and a change of location the center pole according to a predefinable program, the curvature of the Magnetic field and magnetic field strength at least in that for that Magnetron sputtering important straight areas of the erosion zone in one determined by this program and in such a way that the Magnetic field parameters in both straight areas with the exception of small periods are unequal. It can be demonstrated experimentally be associated with no drastic increase in impedance and does not affect the uniformity of the layer thickness linear moving substrates. This applies in particular if the predefinable time program is a periodic time function.

Vorteilhafterweise kann das magnetfelderzeugende Magnetaggregat im Bereich der Außenpole in bekannter Weise aus einer Vielzahl längs gereihter Permanentmagnete mit einem ferromagnetischen Rückschluss aufgebaut sein. Damit ist eine platzsparende Gestaltung möglich. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn das Magnetaggregat durch einen Elektromagneten gebildet wird, der im Bereich des Außenpols einen möglichst weit an das Target heran reichenden Polschuh aufweist. Auf diese Weise kann eine gute Anpassungsfähigkeit an die Art und Dicke des Targets erreicht werden.The magnetic field-generating magnet unit can advantageously be located in the area of the outer po le can be constructed in a known manner from a large number of longitudinal magnets with a ferromagnetic yoke. This enables space-saving design. It can also be advantageous if the magnet assembly is formed by an electromagnet that has a pole piece that reaches the target as far as possible in the region of the outer pole. In this way, good adaptability to the type and thickness of the target can be achieved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Elektromagneten im Bereich des Innenpols, wie in den Ansprüchen 4 und 5 beansprucht, werden anhand der 1 und 2 erläutert.Advantageous refinements of the electromagnet according to the invention in the region of the inner pole, as claimed in claims 4 and 5, are based on the 1 and 2 explained.

In 1 ist ein Elektromagnet im Bereich des Innenpols dargestellt, dessen Kern parallel zum längserstreckten Target angeordnet und ebenfalls längserstreckt ist. Im dargestellten Zustand wird der Elektromagnet so erregt, dass durch Superposition mit dem Magnetfeld des Magnetaggregats im Bereich des Außenpols ein Gesamt-Magnetfeld wirksam ist, dessen Feldlinien auf einer relativ zum Außenrand des Targets ortsfesten Pollinie aus dem Target austreten. Im Bereich des Innenpols bilden die in das Target eintretenden Magnetfeldlinien eine Pollinie, die gegenüber der Symmetrieachse der Anordnung nach rechts verschoben ist. Das vorgebbare Programm für die Erregung des Elektromagneten bewirkt in anderen Phasen des Sputtervorgangs andere Werte der Verschiebung der inneren Pollinie gegenüber der Symmetrieachse.In 1 an electromagnet is shown in the area of the inner pole, the core of which is arranged parallel to the elongated target and is also elongated. In the state shown, the electromagnet is excited in such a way that a total magnetic field is effective through superposition with the magnetic field of the magnet assembly in the region of the outer pole, the field lines of which emerge from the target on a pole line that is stationary relative to the outer edge of the target. In the area of the inner pole, the magnetic field lines entering the target form a pole line which is shifted to the right with respect to the axis of symmetry of the arrangement. The predeterminable program for the excitation of the electromagnet brings about different values of the displacement of the inner pole line with respect to the axis of symmetry in other phases of the sputtering process.

In 2 ist eine Gestaltung des Elektromagneten im Bereich des Innenpols mit zwei Spulen veranschaulicht. Die Kerne beider Spulen stehen senkrecht zum längserstreckten Target und sind ebenfalls in dieser Richtung langgestreckt. Im dargestellten Zeitpunkt sind die Spulen so erregt, dass ihre Magnetfelder antiparallel verlaufen. Durch Superposition mit dem Magnetfeld des Magnetaggregates im Bereich des Außenpols entsteht ein Gesamt-Magnetfeld, das unsymmetrisch zum Target ist. Der Innenpol ist nach links gegenüber der Symmetrielinie verschoben und hat im linken geraden Bereich der Erosionszone eine stärkere Krümmung und eine höhere Magnetfeldstärke als im rechten geraden Bereich der Erosionszone. Das vorgebbare Programm bewirkt in anderen Phasen des Sputtervorgangs andere Werte der Verschiebung der inneren Pollinie gegenüber der Symmetrielinie, insbesondere auch eine Verschiebung in die rechte Hälfte der dargestellten Anordnung.In 2 a design of the electromagnet in the area of the inner pole is illustrated with two coils. The cores of both coils are perpendicular to the elongated target and are also elongated in this direction. At the time shown, the coils are excited so that their magnetic fields run anti-parallel. Superposition with the magnetic field of the magnet unit in the area of the outer pole creates an overall magnetic field that is asymmetrical to the target. The inner pole is shifted to the left opposite the line of symmetry and has a greater curvature and a higher magnetic field strength in the left straight area of the erosion zone than in the right straight area of the erosion zone. In other phases of the sputtering process, the predefinable program effects different values for the shift of the inner pole line with respect to the symmetry line, in particular also a shift into the right half of the arrangement shown.

In Anspruch 6 ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Magnetaggregates im Bereich des Außenpols beschrieben. Sie ist am Beispiel eines aus Permanentmagneten aufgebauten Magnetaggregates in 3 erläutert. In diesem Bereich weist das Magnetaggregat Polschuhe auf, die nach außen gerichtet sind. Ihre Richtung bildet mit der Targetnormalen einen Winkel α, der einen Betrag von mindestens 10°, vorzugsweise einen Betrag von mindestens 30° bis 40° hat. Damit wird erreicht, dass die äußere Pollinie direkt auf dem Targetrand oder sogar außerhalb des Targets liegt und das Zerstäuben des Targets bis zum Targetrand erfolgt, ohne dass sich dort Redepositionszonen ausbilden.Claim 6 describes a particularly advantageous embodiment of the magnet assembly in the region of the outer pole. It is based on the example of a magnet assembly in permanent magnets in 3 explained. In this area, the magnet assembly has pole shoes that face outwards. Their direction forms an angle α with the target normal, which has an amount of at least 10 °, preferably an amount of at least 30 ° to 40 °. This ensures that the outer pole line lies directly on the target edge or even outside the target and that the target is atomized up to the target edge without redeposition zones being formed there.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, wie in Anspruch 7 ausgeführt, die den technischen Aufwand zur Realisierung verringert und die Superposition der Magnetfelder des Magnetaggregates im Bereich des Außenpols und des Elektromagneten im Bereich des Innenpols unterstützt, wird anhand der 4a und 4b verdeutlicht. Zur besseren Abstimmung beider Teil-Magnetfelder ist der magnetische Rückschluss mit Mitteln ausgestattet, die eine Einstellbarkeit der maximalen magnetischen Flussdichte zulassen. In 4a und 4b ist die Wirkungsweise solcher Mittel schematisch veranschaulicht. Durch Bewegung in Pfeilrichtung findet die genannte Einstellung statt. In einer Einrichtung gemäß 4a wird der Querschnitt des Rückschlusses verändert, gemäß 4b wird durch Veränderung der Lage eines Shunts die Flussdichte im Bereich ihres Maximums begrenzt.A further advantageous embodiment of the invention, as set out in claim 7, which reduces the technical outlay for implementation and supports the superposition of the magnetic fields of the magnet assembly in the region of the outer pole and of the electromagnet in the region of the inner pole, is shown in FIG 4a and 4b clarified. To better match the two partial magnetic fields, the magnetic yoke is equipped with means that allow the maximum magnetic flux density to be adjusted. In 4a and 4b the mode of operation of such means is illustrated schematically. The setting mentioned takes place by moving in the direction of the arrow. In a facility according to 4a the cross-section of the inference is changed according to 4b the flux density is limited in the region of its maximum by changing the position of a shunt.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung wirkt sich beim Magnetron-Sputtern in einer deutlichen Erhöhung der Targetausnutzung aus, weil die Erosion des Targets im Zeitmittel sehr homogen gestaltet werden kann. Für die Qualität der abgeschiedenen Schichten ist weiterhin bedeutsam, dass durch Anwendung eines geeigneten vorgebbaren Programms für die Erregung des Elektromagneten im Bereich des Innenpols erreicht werden kann, dass keine Redepositionszone ausgebildet wird. Es entfallen somit Ursachen für Schichtdefekte, aber auch beim reaktiven Sputtern Ursachen für die Ausbildung von Bogenentladungen (arcing). Eine beim Zerstäuben bestimmter Targetmaterialien bekannte störende Erscheinung, das Wachstum von Materialanhäufung in Form sogenannter nodules, die eine Prozessunterbrechung und Bearbeitung des Targets erzwingen, kann ebenfalls deutlich vermindert werden. Damit erhöht sich die erreichbare ununterbrochene Betriebszeit der Magnetron-Sputtereinrichtung.The use of the device according to the invention has a significant increase in magnetron sputtering Target exploitation because the erosion of the target in the time average can be made very homogeneous. For the quality of the secluded Layering is also significant by using an appropriate one predeterminable program for excitation of the electromagnet in the area of the inner pole is achieved can be that no redeposition zone is formed. It does not apply thus causes for Layer defects, but also the causes of the formation of reactive sputtering Arcing. One when atomizing certain target materials known disturbing appearance, the growth of material accumulation in Form of so-called nodules, which is a process interruption and processing forcing the target can also be significantly reduced. So that increases the achievable uninterrupted operating time of the magnetron sputtering device.

Die erreichbaren Verbesserungen durch die Nutzung der erfindungsgemäßen Einrichtung werden durch die Art des vorgebbaren Programms beeinflusst.The achievable improvements through the use of the device according to the invention are influenced by the type of program that can be specified.

Es ist demgemäß im Interesse einer möglichst gleichmäßigen Targeterosion vorteilhaft, wenn der Zeitanteil, in dem die Lage des Innenpols deutlich von der symmetrischen Lage relativ zum Target abweicht, groß ist. Die höchste Targetausnutzung wird erreicht, wenn die mittlere Aufenthaltszeit des Innenpols in den beiden Endlagen deutlich höher ist als die an anderen Positionen.It is therefore in the interest of one if possible uniform target erosion advantageous if the proportion of time in which the position of the inner pole deviates significantly from the symmetrical position relative to the target, is great. The highest Target utilization is achieved when the average residence time the inner pole in the two end positions is significantly higher than that in others Positions.

Ein besonders zweckmäßiges vorgebbares Programm ist durch eine zeitliche Periodizität gekennzeichnet, wobei die aktuelle Lage des Innenpols von der symmetrischen Lage gleich oft in beide Richtungen abweicht und die Frequenz der Lageänderung mindestens 1 Hz, vorzugsweise mindestens 50 Hz, beträgt. Damit wird erreicht, dass beim reaktiven Magnetron-Sputtern auch im Bereich der aktuellen Lage des Innenpols nur eine Bedeckung des Targets mit Reaktionsprodukten von weit weniger als einer monoatomaren Lage auftritt. Eine solche Bedeckung hat praktisch keine negativen Auswirkungen auf den Prozess.A particularly expedient predeterminable program is characterized by a temporal periodicity, the current position of the inner pole deviating equally often in both directions from the symmetrical position and the frequency of the positions tion is at least 1 Hz, preferably at least 50 Hz. This means that in reactive magnetron sputtering, even in the area of the current position of the inner pole, the target is only covered with reaction products of far less than a monoatomic position. Such coverage has practically no negative impact on the process.

Eine andere vorteilhafte Auswirkung der Erfindung kann genutzt werden, wenn zwei der erfindungsgemäßen Magnetronkatoden in Längsrichtung benachbart Seite an Seite angeordnet und zum Zwecke des bipolaren Puls-Magnetron-Sputterns mit einer mittelfrequenten Wechselspannung betrieben werden (sog. Dual-Magnetron-Systeme bzw. Twin-Mag-Katoden). Sie wirken damit jeweils nur in bestimmten Zeitabschnitten als Katode und in andern Zeitabschnitten als Anode. Es ist bekannt, dass auch bei optimaler Dimensionierung der Magnetfeldverteilung nach dem Stand der Technik ein ungleichmäßiger Abtrag der äußeren gegenüber den inneren Erosionszonen solcher Dual-Anordnungen stattfindet. Ursachen dafür werden in der Form des elektrischen Feldes während des bipolaren Pulsbetriebes vermutet. Bei Verwendung von Magnetronelektroden mit Merkmalen entsprechend der Erfindung in solchen Dual-Magnetron-Systemen kann für jeden Satz von Betriebsparametern ein Zeitprogramm vorgegeben werden, das zu einer im Zeitmittel gleichmäßigen Targeterosion in allen Bereichen der Erosionszonen führt. Der Nutzen besteht nicht nur in einer höheren Targetausnutzung, sondern vor allem in einer einheitlichen Reaktivität des Prozesses beim reaktiven Puls-Magnetron-Sputtern in solchen Systemen.Another beneficial impact the invention can be used if two of the magnetron cathodes according to the invention adjacent in the longitudinal direction Arranged side by side and for the purpose of bipolar pulse magnetron sputtering are operated with a medium-frequency AC voltage (so-called Dual magnetron systems or twin mag cathodes). They only work in each case in certain periods as a cathode and in other periods as an anode. It is known that even with optimal dimensioning the magnetic field distribution according to the prior art an uneven removal the outer versus the inner erosion zones of such dual arrangements takes place. causes for that in the form of the electric field during bipolar pulse operation supposed. When using magnetron electrodes with features accordingly The invention in such dual magnetron systems can be used by anyone Set of operating parameters a time program can be specified that leads to an even target erosion in all over time Areas of the erosion zones. The benefit is not only a higher target utilization, but also especially in a uniform reactivity of the process in reactive pulse magnetron sputtering in such systems.

Es sei ausdrücklich vermerkt, dass die Erfindung am Beispiel des Magnetron-Sputterns dargestellt wurde, dass die Ausführungen aber sinngemäß in analoger Weise gelten, wenn eine Niederdruck-Gasentladung vom Magnetrontyp z. B. für die Plasmabehandlung von Substraten, etwa das magnetronverstärkte Sputterätzen genutzt wird.It is expressly noted that the invention Using the example of magnetron sputtering, it was shown that the versions but analogously Wise apply when a low pressure gas discharge of the magnetron type z. B. for used the plasma treatment of substrates, such as magnetron-enhanced sputter etching becomes.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigtThe invention is based on an embodiment are explained in more detail. In the associated Shows drawings

5 den Querschnitt durch eine beispielhafte Einrichtung zum Magnetronsputtern entsprechend der Erfindung, 5 the cross section through an exemplary device for magnetron sputtering according to the invention,

6 das Magnetfeld der Einrichtung zu drei Zeitpunkten t1 = 50 ms, t2 = 100 ms und t3 = 150 ms sowie 6 the magnetic field of the device at three times t 1 = 50 ms, t 2 = 100 ms and t 3 = 150 ms as well

7 den Zeitverlauf des Erregerstromes durch den Elektromagneten im Bereich des Innenpols. 7 the time course of the excitation current through the electromagnet in the area of the inner pole.

In einem Rezipienten 1 mit einem Anschluss für einen Vakuumerzeuger 2 und einer Gaseinlassvorrichtung 3 befindet sich ein Substrat 4, welches in Pfeilrichtung linear bewegbar ist und mit einer homogenen dünnen Schicht beschichtet werden soll. Die dazu vorgesehene Magnetronkatode 5 ist von einer rahmenförmigen Anode 6 umgeben. Katode und Anode sind mit den Polen einer Sputterstromversorgung 7 verbunden. Das zu zerstäubende Material ist in Form eines Targets 8 auf eine wassergekühlte Trägerplatte 9 gebondet. Das Target hat eine Breite von 130 mm und eine Länge von 500 mm senkrecht zur Zeichenebene. Die Trägerplatte besitzt eine trogförmige Ausformung und ist durch einen Isolator 10 mit Vakuumdichtungen in der Wand des Rezipienten montiert. Eine magnetfelderzeugende Einrichtung ist im Bereich des Außenpols aus einer geschlossenen rahmenförmig nebeneinander angeordneten Vielzahl von Permanentmagneten 11 aufgebaut, die auf einem ferromagnetischen Rückschluss 12 angeordnet sind. Gegenüber der Targetnormalen sind die Permanentmagnete nach außen um einen Winkel α = 30° entsprechend der Erläuterungen zu 3 geneigt. Die geometrischen Abmessungen sind im Übrigen so gewählt, dass in diesem Targetbereich die senkrecht aus den Permanentmagneten austretenden Magnetfeldlinien die sputterseitige Targetfläche direkt an der Außenkante des Targets durchstoßen. Die magnetfelderzeugende Magnetanordnung umfasst weiterhin einen Elektromagneten mit einem Kern 13 und einer Spulenwicklung 14. Der Kern ist senkrecht zur Zeichenebene, also parallel zur Längsachse des Magnetrons, erstreckt und hat in dieser Richtung eine Ausdehnung von 410 mm. Die Spulenwicklung ist so gerichtet, dass sie senkrecht zur Zeichenebene liegt. Der Spulenstrom wird durch eine Stromversorgungs einrichtung mit einem Funktionsgenerator (nicht dargestellt) erzeugt und folgt in Richtung und Größe einem durch den Funktionsgenerator vorgebbaren Zeitprogramm. Die maximale Erregung der Spule beträgt 800 Amperewindungen. Unter der Wirkung des zeitabhängigen Erregerstromes des Elektromagneten erreicht die innere Pollinie der magnetfelderzeugenden Einrichtung eine seitliche maximale Abweichung von ± 11 mm gegenüber der Symmetrielinie des Targets. In diesen beiden Extremlagen werden für die Absolutwerte der Magnetfeldstärke auf der Targetoberfläche in den Bereichen der momentanen Targeterosion 23 kA/m und 19 kA/m gemessen.In a recipient 1 with a connection for a vacuum generator 2 and a gas inlet device 3 there is a substrate 4 , which can be moved linearly in the direction of the arrow and is to be coated with a homogeneous thin layer. The magnetron cathode provided for this 5 is of a frame-shaped anode 6 surround. The cathode and anode are with the poles of a sputtering power supply 7 connected. The material to be atomized is in the form of a target 8th on a water-cooled carrier plate 9 bonded. The target has a width of 130 mm and a length of 500 mm perpendicular to the plane of the drawing. The carrier plate has a trough-shaped shape and is through an insulator 10 mounted in the recipient's wall with vacuum seals. A magnetic field generating device is in the area of the outer pole from a closed, frame-like arranged plurality of permanent magnets 11 built up on a ferromagnetic inference 12 are arranged. Compared to the target normal, the permanent magnets are turned outwards by an angle α = 30 ° according to the explanations 3 inclined. The geometric dimensions are, moreover, chosen so that in this target area the magnetic field lines emerging perpendicularly from the permanent magnets penetrate the target surface on the sputtering side directly on the outer edge of the target. The magnetic field-generating magnet arrangement further comprises an electromagnet with a core 13 and a coil winding 14 , The core is perpendicular to the plane of the drawing, i.e. parallel to the longitudinal axis of the magnetron, and has an extension of 410 mm in this direction. The coil winding is oriented so that it is perpendicular to the plane of the drawing. The coil current is generated by a power supply device with a function generator (not shown) and follows in direction and size a time program which can be predetermined by the function generator. The maximum excitation of the coil is 800 ampere turns. Under the effect of the time-dependent excitation current of the electromagnet, the inner pole line of the magnetic field generating device reaches a lateral maximum deviation of ± 11 mm compared to the line of symmetry of the target. In these two extreme positions, the absolute values of the magnetic field strength on the target surface are in the areas of the current target erosion 23 kA / m and 19 kA / m measured.

In 5b zeigt die Kurve 15 das resultierende Erosionsprofil des ebenen längserstreckten Targets im Querschnitt, nachdem in das Target unter Nutzung der erfindungsgemäßen Einrichtung in der beschriebenen Ausführung eine Energie von 150 kWh eingetragen worden ist. Die Kurve 16 deutet im Vergleich dazu das Profil an, wenn eine Sputter-Magnetronkatode gleicher Abmessung entsprechend dem Stand der Technik betrieben würde. Die Kurve 15 entspricht einer erreichbaren Targetausnutzung von mehr als 50 %. Bemerkenswert ist das vollständige Fehlen von Redepositionszonen auf dem Target sowohl im Bereich des Außenpols als auch im Bereich des Innenpols und der damit verbundenen Gefahr der Entstehung von Defekten in der aufzubringenden Schicht.In 5b shows the curve 15 the resulting erosion profile of the flat elongated target in cross section after an energy of 150 kWh has been entered into the target using the device according to the invention in the embodiment described. The curve 16 in comparison indicates the profile if a sputter magnetron cathode of the same size would be operated according to the prior art. The curve 15 corresponds to an achievable target utilization of more than 50%. It is noteworthy the complete absence of redeposition zones on the target both in the area of the outer pole and in the area of the inner pole and the associated risk of defects in the field layer.

Das Gesamt-Magnetfeld zu drei ausgewählten Zeitpunkten t1, t2 und t3 ist in 6a bis 6c veranschaulicht.The total magnetic field at three selected times t 1 , t 2 and t 3 is in 6a to 6c illustrated.

7 stellt den zeitlichen Verlauf des Erregerstromes dar, der die Wicklung 14 durchfließt, und markiert die Zeitpunkte t1, t2 und t3. Die Erregung der Spule des Mittelpols erfolgt in diesem Beispiel relativ lange, erst dann wird zügig umgepolt und danach ein Magnetfeld umgekehrter Feldrichtung wiederum für eine gewisse Zeit aufrecherhalten. Das sichert, dass die mittlere Aufenthaltszeit des Innenpols in den beiden Endlagen deutlich höher ist als die an anderen Positionen. 7 represents the time course of the excitation current, the winding 14 flows through, and marks the times t 1 , t 2 and t 3 . In this example, the excitation of the coil of the center pole takes place for a relatively long time, only then is the polarity reversed rapidly and then a magnetic field in the opposite field direction is again maintained for a certain time. This ensures that the average residence time of the inner pole in the two end positions is significantly longer than that at other positions.

Claims (9)

Einrichtung zur Erzeugung einer Magnetronentladung, insbesondere zum Magnetron-Sputtern mit einem als Katode geschalteten ebenen längsgestreckten Target und einer magnetfelderzeugenden Einrichtung, ferner mindestens einer Anode, einer Stromversorgung, einem Substrat und einer Gaseinlassvorrichtung sowie einem Rezipienten, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetfelderzeugende Einrichtung so ausgeführt ist, dass sie im Bereich des Außenpols eine vorgegebene ortsfeste Lage relativ zur äußeren Targetbegrenzung aufweist und im Bereich des Innenpols mit elektromagnetischen Mitteln ausgestattet ist, derart, dass die Lage des Mittelpols relativ zum Target nach einem vorgebbaren Zeitprogramm geändert werden kann.Device for generating a magnetron discharge, in particular for magnetron sputtering with a flat elongate target connected as a cathode and a magnetic field generating device, furthermore at least one anode, a power supply, a substrate and a gas inlet device and a recipient, characterized in that the magnetic field generating device is designed in this way is that it has a predetermined fixed position relative to the outer target boundary in the area of the outer pole and is equipped with electromagnetic means in the area of the inner pole such that the position of the center pole relative to the target can be changed according to a predefinable time program. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung im Bereich des Außenpols aus einer Vielzahl von gereihten Permanentmagneten besteht und ein Magnetjoch in Form eines ferromagnetischen Rückschlusses besitzt.Device according to claim 1, characterized in that the Magnet arrangement in the area of the outer pole from a variety consists of lined up permanent magnets and a magnetic yoke in the form a ferromagnetic inference has. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung im Bereich des Außenpols einen Elektromagneten mit einem rahmenförmigen Polschuh enthält.Device according to claim 1, characterized in that the Magnet arrangement in the area of the outer pole of an electromagnet with a frame-shaped Contains pole shoe. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung im Bereich des Innenpols einen Elektromagneten mit einem Kern enthält, der parallel zur Längsachse des Targets angeordnet und ebenfalls längsgestreckt ist.Device according to claim 1, characterized in that the Magnet arrangement in the area of the inner pole with an electromagnet contains a nucleus the parallel to the longitudinal axis of the target is arranged and also elongated. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung im Bereich des Innenpols zwei gemeinsam wirkende Elektromagnete enthält, deren Kerne parallel nebeneinander in Längsrichtung des Targets und senkrecht zu Target und Rückschlussplatte angeordnet sind.Device according to claim 1, characterized in that the Magnet arrangement in the area of the inner pole two acting together Contains electromagnets, their cores parallel next to each other in the longitudinal direction of the target and perpendicular to target and back plate are arranged. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung im Bereich des Außenpols Polschuhe aufweist, die zum Target eine nach außen gerichtete Schräglage mit einem Winkel α = 10° gegen die Targetnormale bilden bzw. dass die Magnete selbst in diesem Winkel angeordnet sind.Device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that that the magnet arrangement has pole pieces in the area of the outer pole, the one to the target one to the outside directional inclination with an angle α = 10 ° against the Form target normals or that the magnets themselves at this angle are arranged. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschluss mit Mitteln ausgestattet ist, die eine Einstellbarkeit der maximalen magnetischen Flussdichte ermöglicht.Device according to at least one of the preceding claims, characterized characterized that inference is equipped with means that adjust the maximum allows magnetic flux density. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein vorgebbares Zeitprogramm eine höhere mittlere Aufenthaltszeit der Lagen der Pollinie auf dem Target im Bereich des Innenpols mit maximaler Abweichung von der symmetrischen Lage auf dem Target einstellbar ist als andere Lagen der Pollinie.Device according to at least one of the preceding claims, characterized characterized that a higher mean by a predetermined time program Time of stay of the positions of the pole line on the target in the area of the inner pole with maximum deviation from the symmetrical position is adjustable on the target than other layers of the pole line. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das vorgebbare Zeitprogramm eine zeitlich periodische Veränderung der Lage der Pollinie auf dem Target im Bereich des Innenpols mit einer Frequenz von mindestens 1 Hz, vorzugsweise mindestens 50 Hz einstellbar ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the time program that can be specified is a temporal periodic change the position of the pole line on the target in the area of the inner pole a frequency of at least 1 Hz, preferably at least 50 Hz is adjustable.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004027897A1 (en) * 2004-06-09 2006-01-05 Leybold Optics Gmbh Apparatus and method for atomization with a movable planar target
WO2007076793A1 (en) * 2005-12-20 2007-07-12 Itg Induktionsanlagen Gmbh Method and apparatus for producing a magnetic-field system
DE102012106403A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Reactive magnetron sputtering for coating substrates by target of magnetron, comprises arranging substrate opposite to magnetron, atomizing target material by sputtering and depositing sputtered target material to substrate
DE102013105771A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Von Ardenne Gmbh Device and method for depositing a layer by means of magnetron sputtering
WO2018204570A1 (en) * 2017-05-04 2018-11-08 Cardinal Cg Company Flexible adjustable return path magnet assembly and methods

Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2920780A1 (en) * 1978-08-21 1980-03-06 Vac Tec Syst SPRAYING DEVICE WITH MAGNETIC REINFORCEMENT
DD217964A3 (en) * 1981-10-02 1985-01-23 Ardenne Manfred DEVICE FOR HIGH-RATE SCREENING ACCORDING TO THE PLASMATRON PRINCIPLE
DE3619194A1 (en) * 1986-06-06 1987-12-10 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg MAGNETRON SPRAYING CATODE FOR VACUUM COATING SYSTEMS
DE3727901A1 (en) * 1987-08-21 1989-03-02 Leybold Ag SPRAYING CATHODE ACCORDING TO THE MAGNETRON PRINCIPLE
EP0439361A2 (en) * 1990-01-26 1991-07-31 Varian Associates, Inc. Sputtering apparatus with a rotating magnet array having a geometry for specified target erosion profile
EP0439360A2 (en) * 1990-01-26 1991-07-31 Varian Associates, Inc. Rotating sputtering apparatus for selected erosion
DE4127261C1 (en) * 1991-08-17 1992-06-04 Forschungsges Elektronenstrahl Sputtering equipment for coating large substrates with ferromagnetic and non-magnetic material - has cathode target comprising sub-targets, and cooling plates contg. magnet unit and poles shoes
DE4107505A1 (en) * 1991-03-08 1992-09-10 Leybold Ag METHOD FOR OPERATING A SPUTTER, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
DE4135939A1 (en) * 1991-10-31 1993-05-06 Leybold Ag, 6450 Hanau, De SPRAYING CATHODE
US5262030A (en) * 1992-01-15 1993-11-16 Alum Rock Technology Magnetron sputtering cathode with electrically variable source size and location for coating multiple substrates
DE4342766A1 (en) * 1993-12-15 1995-06-22 Andre Dipl Ing Linnenbruegger Magnetron sputtering unit giving improved removal of target material
DE4102102C2 (en) * 1991-01-25 1995-09-07 Leybold Ag Magnet arrangement with at least two permanent magnets and their use
EP0451642B1 (en) * 1990-03-30 1996-08-21 Applied Materials, Inc. Sputtering system
EP0603587B1 (en) * 1992-12-23 1996-09-25 Balzers Aktiengesellschaft Plasma generating apparatus
DE19617057C2 (en) * 1996-04-29 1998-07-23 Ardenne Anlagentech Gmbh Sputtering system with two elongated magnetrons
EP0924744A1 (en) * 1997-10-30 1999-06-23 Leybold Systems GmbH Sputtering cathode
DE4117367C2 (en) * 1991-05-28 1999-11-04 Leybold Ag Method for generating a homogeneous removal profile on a rotating target of a sputtering device
DE19819785A1 (en) * 1998-05-04 1999-11-11 Leybold Systems Gmbh Atomizing cathode based on the magnetron principle
DE4117518C2 (en) * 1991-05-29 2000-06-21 Leybold Ag Device for sputtering with a moving, in particular rotating, target
DE10010448C1 (en) * 2000-03-03 2002-04-25 Multi Media Machinery Gmbh Cathode used for coating a substrate comprises yoke sides with magnets surrounding a yoke plate
DE10138165A1 (en) * 2001-08-03 2003-02-27 Singulus Technologies Ag Magnetron sputtering system with a device for preventing a back coating of the sputtering target

Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2920780A1 (en) * 1978-08-21 1980-03-06 Vac Tec Syst SPRAYING DEVICE WITH MAGNETIC REINFORCEMENT
DD217964A3 (en) * 1981-10-02 1985-01-23 Ardenne Manfred DEVICE FOR HIGH-RATE SCREENING ACCORDING TO THE PLASMATRON PRINCIPLE
DE3619194A1 (en) * 1986-06-06 1987-12-10 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg MAGNETRON SPRAYING CATODE FOR VACUUM COATING SYSTEMS
DE3727901A1 (en) * 1987-08-21 1989-03-02 Leybold Ag SPRAYING CATHODE ACCORDING TO THE MAGNETRON PRINCIPLE
EP0439361A2 (en) * 1990-01-26 1991-07-31 Varian Associates, Inc. Sputtering apparatus with a rotating magnet array having a geometry for specified target erosion profile
EP0439360A2 (en) * 1990-01-26 1991-07-31 Varian Associates, Inc. Rotating sputtering apparatus for selected erosion
EP0451642B1 (en) * 1990-03-30 1996-08-21 Applied Materials, Inc. Sputtering system
DE4102102C2 (en) * 1991-01-25 1995-09-07 Leybold Ag Magnet arrangement with at least two permanent magnets and their use
DE4107505A1 (en) * 1991-03-08 1992-09-10 Leybold Ag METHOD FOR OPERATING A SPUTTER, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
DE4117367C2 (en) * 1991-05-28 1999-11-04 Leybold Ag Method for generating a homogeneous removal profile on a rotating target of a sputtering device
DE4117518C2 (en) * 1991-05-29 2000-06-21 Leybold Ag Device for sputtering with a moving, in particular rotating, target
DE4127261C1 (en) * 1991-08-17 1992-06-04 Forschungsges Elektronenstrahl Sputtering equipment for coating large substrates with ferromagnetic and non-magnetic material - has cathode target comprising sub-targets, and cooling plates contg. magnet unit and poles shoes
DE4135939A1 (en) * 1991-10-31 1993-05-06 Leybold Ag, 6450 Hanau, De SPRAYING CATHODE
US5262030A (en) * 1992-01-15 1993-11-16 Alum Rock Technology Magnetron sputtering cathode with electrically variable source size and location for coating multiple substrates
EP0603587B1 (en) * 1992-12-23 1996-09-25 Balzers Aktiengesellschaft Plasma generating apparatus
DE4342766A1 (en) * 1993-12-15 1995-06-22 Andre Dipl Ing Linnenbruegger Magnetron sputtering unit giving improved removal of target material
DE19617057C2 (en) * 1996-04-29 1998-07-23 Ardenne Anlagentech Gmbh Sputtering system with two elongated magnetrons
EP0924744A1 (en) * 1997-10-30 1999-06-23 Leybold Systems GmbH Sputtering cathode
DE19819785A1 (en) * 1998-05-04 1999-11-11 Leybold Systems Gmbh Atomizing cathode based on the magnetron principle
DE10010448C1 (en) * 2000-03-03 2002-04-25 Multi Media Machinery Gmbh Cathode used for coating a substrate comprises yoke sides with magnets surrounding a yoke plate
DE10138165A1 (en) * 2001-08-03 2003-02-27 Singulus Technologies Ag Magnetron sputtering system with a device for preventing a back coating of the sputtering target

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Kukla, R. et al., Thin Solid Films 228 (1993) 51 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004027897A1 (en) * 2004-06-09 2006-01-05 Leybold Optics Gmbh Apparatus and method for atomization with a movable planar target
WO2007076793A1 (en) * 2005-12-20 2007-07-12 Itg Induktionsanlagen Gmbh Method and apparatus for producing a magnetic-field system
DE102012106403A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Reactive magnetron sputtering for coating substrates by target of magnetron, comprises arranging substrate opposite to magnetron, atomizing target material by sputtering and depositing sputtered target material to substrate
DE102012106403B4 (en) 2012-07-17 2019-03-28 VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG Method for reactive magnetron sputtering for coating substrates
DE102013105771A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Von Ardenne Gmbh Device and method for depositing a layer by means of magnetron sputtering
DE102013105771B4 (en) * 2013-06-05 2021-01-21 VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG Device and method for depositing a layer by means of magnetron sputtering
WO2018204570A1 (en) * 2017-05-04 2018-11-08 Cardinal Cg Company Flexible adjustable return path magnet assembly and methods
US10790127B2 (en) 2017-05-04 2020-09-29 Cardinal Cg Company Flexible adjustable return path magnet assembly and methods

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