DE19962890A1

DE19962890A1 - Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung

Info

Publication number: DE19962890A1
Application number: DE1999162890
Authority: DE
Inventors: Wolf Fritsche; Michael Jung
Original assignee: MULTI MEDIA MACHINERY GmbH
Current assignee: MULTI MEDIA MACHINERY GmbH
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2001-07-05

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung 1 für die Herstellung von Schichten auf einem Substrat 4 mittels einer in eine Vakuumkammer einbringbaren, ein Joch 5 und Polschuhe 3 aufweisenden Zerstäubungskathode 2, 8, wobei außerhalb des Bereichs der Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung 1 bzw. außerhalb des Bereichs der Zerstäubungskathode 2 und/oder außerhalb des Bereichs des Jochs 5, der Polschuhe 3 und/oder des zu beschichtenden Substrats 4 alle Bauteile aus nichtmagnetischem Werkstoff hergestellt sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ka thodenzerstäubung für die Herstellung von Schichten auf einem Substrat mittels einer in eine Vakuumkammer ein bringbaren, ein Joch und Polschuhe aufweisenden Zerstäu bungskathode.

Es ist bereits eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung für die Herstellung von Schichten auf einem Substrat be kannt, die in eine Vakuumkammer einbringbar ist und aus mindestens einem Joch, Polschuhen sowie einem Target be steht. Für die Zerstäubung wird hinter der Kathode ein Magnetsystem angeordnet. Die magnetischen Feldlinien durchdringen das Target und werden im Entladungsraum von den elektrischen Feldlinien überlagert. Diese Anordnung bewirkt, daß die Elektronen unmittelbar vor dem Target konzentriert werden. Der Verlauf der Magnetfeldlinien wird im wesentlichen durch die Magnetronanordnung be stimmt. Befinden sich im näheren Bereich der Zerstäu bungskathode ferromagnetische Bauteile, so kommt es zu einer Ablenkung des Magnetfeldes und dadurch zu einer un gleichmäßigen Beschichtung des Substrats. Bisher hat man bei auftretenden Störungen durch ferromagnetische Bau teile das Magnetfeld entsprechend vorverzerrt, um auf diese Weise einen gleichmäßigen Schichtauftrag auf dem Substrat sicherzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zerstäu bungskathode und die im Bereich der Zerstäubungskathode vorgesehenen Bauteile derart auszubilden und anzuordnen, daß ein gleichmäßiges Kathodenmagnetfeld erzeugt wird und dadurch eine einwandfreie, gleichmäßige. Beschichtung der Substratoberfläche erfolgt.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß außerhalb des Bereichs der Vorrichtung zur Kathoden zerstäubung bzw. außerhalb des Bereichs der Zerstäubungs kathode und/oder außerhalb des Bereichs des Jochs, der Polschuhe und/oder des zu beschichtenden Substrats alle Bauteile aus nichtmagnetischem Werkstoff hergestellt sind. Da alle wesentlichen Bauteile, insbesondere auch die ferromagnetischen Bauteile, außerhalb des Einflußbe reichs des Kathodenmagnetfeldes vorgesehen sind, erhält man ein zur Mittelachse der Kathode konzentrisch ausge richtetes Kathodenmagnetfeld und somit die Gewährlei stung, daß bei der Beschichtung des Substrats eine gleichmäßige Schichtdicke erreicht wird.

Vorteilhaft ist es hierzu auch, daß außerhalb des Be reichs der Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung bzw. au ßerhalb des Bereichs der Zerstäubungskathode und/oder au ßerhalb des Bereichs des Jochs, der Polschuhe und/oder des zu beschichtenden Substrats alle Bauteile aus nicht-magne tischem Werkstoff oder hochlegierten Werkstoffen hergestellt sind, die Cr, Ni, Mo und/oder Messing oder andere Legierungsbestandteile enthalten.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbil dung, daß die asymmetrisch angeordneten Bauteile im Bereich der Kathode aus nichtmagnetischen Werkstoffen ge bildet sind.

Ein homogenes Kathodenmagnetfeld erhält man insbesondere dadurch, daß alle ferromagnetischen Bauteile konzentrisch zur Zerstäubungskathode angeordnet sind und daß alle ferromagnetischen Bauteile in etwa parallel und/oder konzentrisch zur Mittelachse der Zerstäubungskathode an geordnet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsge mäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß alle fer romagnetischen Bauteile in etwa parallel und/oder konzen trisch zum Hüllmantel der Zerstäubungskathode angeordnet sind.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfin dung, daß alle ferromagnetischen Bauteile konzentrisch zur Mittelachse der Zerstäubungskathode angeordnet sind und/oder mindestens einen Abstand zwischen 25 cm und 30 cm aufweisen.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, daß die Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung im Bereich der Zerstäubungskathode und/oder im Bereich des Jochs, der Polschuhe und/oder des zu beschichtenden Substrats Abschirmelemente aufweist, die die von der Zerstäubungskathode ausgehenden Magnet felder gegenüber außerhalb der Zerstäubungskathode auf tretenden Einflußgrößen abschirmt.

Durch die vorteilhafte Ausbildung und Anordnung der Vor richtung zur Kathodenzerstäubung wird sichergestellt, daß ein gleichmäßiger Schichtauftrag auf dem Substrat insbe sondere auch bei flachen Substraten erfolgt, wobei stö rende Einflüsse von ferromagnetischen Teilen, die im Be reich der Zerstäubungskathode vorgesehen sind, einen ne gativen Einfluß auf den Verlauf der Magnetfeldlinien neh men. Durch diese Anordnung wird also sichergestellt, daß ein ausgewogenes bzw. konzentrisch zur Mittelachse der Kathode ausgerichtetes Magnetfeld entsteht, und damit ge währleistet, daß über die gesamte Oberfläche des flach ausgebildeten Substrats ein gleichmäßiger Schichtauftrag mit gleichbleibender Dicke erfolgt.

Hierzu ist es ferner vorteilhaft, daß die Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung im Bereich der Zerstäubungskathode und/oder im Bereich des Jochs, der Polschuhe und/oder des zu beschichtenden Substrats und/oder einer Maske Abschirmelemente aufweist, die aus einem ferroma gnetischen Material gebildet sind.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbil dung, daß die Abschirmelemente konzentrisch zur Mit telachse der Zerstäubungskathode angeordnet sind. Da die Abschirmelemente konzentrisch zur Mittelachse der Zer stäubungskathode angeordnet sind, wird auf optimale und platzsparende Weise eine sehr gute Abschirmung gegenüber ferromagnetischen Bauteilen erzielt und damit - wie be reits erwähnt - die Schichtverteilung auf dem zu be schichtenden Substrat durch Ausdehnung der aktiven Sput terfläche am inneren Magnetpol der Hochleistungs-Zerstäu bungskathode erreicht und das Eliminieren von störenden Einflüssen ferromagnetischer Maschinenteile in der Nähe der Hochleistungs-Zerstäubungskathode bewirkt.

Ferner ist es vorteilhaft, daß die Abschirmelemente konzentrisch und ringförmig zur Mittelachse der Zerstäu bungskathode angeordnet sind.

Vorteilhaft ist es außerdem, daß die Abschirmelemente einen geschlossenen, kreisförmig ausgebildeten Mantel bilden.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbil dung, daß die Abschirmelemente aus zahlreichen einzelnen ferromagnetischen, nebeneinander angeordneten Bau elementen bestehen, die endseitig mit geringfügigem oder ohne Abstand zum jeweiligen Bauelement angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine hohe Variabilität und die Mög lichkeit, eine optimale Positionierung der Abschirmele mente je nach Kathodengröße oder -ausbildung vorzunehmen. Die einzelnen Abschirmelemente, die aus zahlreichen ein zelnen ferromagnetischen Bauelementen bestehen, können auch einstückig ausgebildet sein.

Vorteilhaft ist es außerdem, daß die Zerstäubungskathode mit ihrem Außenumfang einen Hüllmantel bildet, in dessen Bereich das Abschirmelement vorgesehen ist, und daß die Stirnseite der Zerstäubungskathode und die außenliegenden Enden einer Maske auf je einer Querebene liegen, zwischen denen die Abschirmelemente vorgesehen sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil haft, daß die Zerstäubungskathode eine Rückseite und eine das Sputtermaterial aufweisende äußere Begrenzung oder Stirnfläche hat, wobei die Abschirmelemente zwischen der Stirnfläche der Zerstäubungskathode und der Oberfläche eines Substrats oder einer Querebene des Substrats liegen, und daß die Abschirmelemente in einem Träger oder in einer oder mehreren der Zerstäubungskathode zuge ordneten Masken befestigbar sind.

Ferner ist es vorteilhaft, daß die Position der Ab schirmelemente über den Bereich der Querebenen der Zer stäubungskathode, des Substrats und/oder den Bereich des Hüllmantels beliebig veränderbar ist, wobei die Abschirm elemente in jeder beliebigen Position an einem Träger fi xierbar sind, und daß auf oder im Bereich der Rückseite des Substrats ein oder mehrere Abschirmelemente vorgesehen sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil haft, daß das Abschirmelement eine Höhe H₁ aufweist, die gleich oder kleiner ist als der Abstand A zwischen der Stirnfläche oder der Rückseite der Zerstäubungskathode und/oder der Oberfläche des Substrats.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil haft, daß das Abschirmelement eine untere und eine obere Stirnkante aufweist, wobei die untere und/oder obere Stirnkante jeweils mit Abstand zur Rückseite oder Stirnfläche der Zerstäubungskathode und/oder mit Abstand zur Oberfläche des Substrats angeordnet ist, und daß der Abstand fest oder beliebig veränderbar ist, und daß das Abschirmelement aus einer die Vorrichtung zur Katho denzerstäubung bzw. die Zerstäubungskathode und/oder das Substrat vollständig umschließenden oder ummantelnden Um hüllungsvorrichtung bzw. einem Abschirmgehäuse gebildet ist.

Vorteilhaft ist es ferner, daß das Joch als Hüllmantel ausgebildet ist und daß das Joch im äußeren Randbereich sich von einer Seite des Jochs weg erstreckende Teile aufweist, die als Abschirmelemente ausgebildet sind und die mit den übrigen im Bereich der Kathode und/oder im Bereich des Substrats angeordneten Abschirmelementen in etwa ein Gehäuse bilden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Zerstäu bungskathode mit den erfindungsgemäßen Abschirmelementen,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zerstäubungskathode mit einem das Sub strat vollständig umgebenden Abschirm element,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Zerstäubungskathode.

In der Zeichnung ist in Fig. 3 eine perspektivische Dar stellung eines oberen Teils einer Sputteranlage 16 mit den für die Erfindung wesentlichen Teilen dargestellt, wobei einige Teile der Einfachheit halber weggelassen sind. Die Sputteranlage 16 weist gemäß Fig. 1 und 3 einen um 180° drehbar gelagerten Greiferarm 17 auf, der die in Fig. 1 mit 4 bezeichneten Substrate bzw. Compact Disks (CD) einer Vorrichtung zum Greifen von Substraten zu führt. Über diese Vorrichtung gelangen dann die Substrate zu der in Fig. 3 dargestellten Prozeßstation mit der in einer geöffneten Darstellung wiedergegebenen Zerstäu bungskathode 2.

Ein Teil der Sputteranlage 16 mit einer Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung 1 ist in den Fig. 1 und 3 schema tisch dargestellt. An der nach unten gerichteten Seite weist die Zerstäubungskathode 2 ein Target 8 auf. Die Zerstäubungskathode 2 ist in einem Kathodengehäuse 2' ge mäß Fig. 1 angeordnet, das auf einer ortsfesten Kammer wand 18 angeordnet ist. In der Kammerwand 18 befindet sich eine ringförmige Nut 19 zur Aufnahme einer Vakuum dichtung 20. Die Kammerwand 18 weist eine ringförmige Öffnung 21 auf, in die sich eine Maske 10 und 10' er streckt.

Die Zerstäubungskathode 2 besteht aus einem in etwa scheibenförmig ausgebildeten, ferromagnetischen Joch 5 und einer schematisch angedeuteten Kühlplatte 23. Zwi schen einer Gehäuseplatte 52 und der Kühlplatte 23 befin det sich ein scheibenförmiger Isolator 24. Das Joch 5 und die Kühlplatte 23 werden von einem Polschuh 3 umgeben, der über Schraubenbolzen 26 lösbar mit der Gehäuse platte 52 verbunden ist.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, befindet sich unterhalb der Kühlplatte 23 das zu zerstäubende Target 8, das in den durch den Polschuh 3 gebildeten Ringraum einsetzbar und mittels einer Targethalteschraube 27 mit der Kühl platte 23 kontaktiert ist. Auf der Rückseite bzw. im Be reich des Außenumfangs der Kühlplatte 23 befindet sich ein oder mehrere Ringmagneten 28. Das Joch 5, der Isola tor 24 und die Kühlplatte 23 werden durch die Schrauben bolzen 27', 27" zusammengehalten, wobei die Schrau ben 27' gegenüber dem Joch 5 durch je einen Isolator 29 isoliert und mittels eines in der Zeichnung nicht darge stellten Kabels mit einer ebenfalls nicht dargestellten Sputter-Strom-Versorgungseinrichtung verbunden sind.

Im äußeren Bereich der in etwa radial verlaufenden Stirn fläche des Jochs 5 kann sich - wie bereits erwähnt - der Ringmagnet 28 mit den zugehörigen Polschuhen 3 befinden.

Wie aus der Zeichnung ferner hervorgeht, ist im inneren Bereich der Zerstäubungskathode 2 eine Bohrung 30 vorge sehen, die sich von der Rückseite der Gehäuseplatte 52 bis zur Vorderseite des Targets 8 erstreckt. In dieser Axialbohrung 30 befindet sich die Maske 10 (Mittelanode) mit einer sich daran anschließenden Kühleinrichtung 35, die hohlförmig ausgebildet ist und mit einer Kühllei tung 32 verbunden ist. Die Kühleinrichtung 35 mit einer Kühlsäule 35', die sich durch die Bohrung 30 erstreckt, ist im oberen Bereich mit einem Auslegerarm verbunden und kann über diesen verstellt bzw. verschwenkt werden.

Ein einen Atmosphärendruck P_a aufweisender Raum 33 ist ge genüber einer Vakuumkammer 34 abgedichtet. Hierzu dienen unter anderem die zylinderförmige Kühleinrichtung 35 und eine in der Zeichnung nicht dargestellte Membrane, die aus einem zylinderförmigen Teil bzw. Mittelstück bestehen kann, an das endseitig je ein Flansch angeschlossen ist.

In Fig. 1 ist das eine Ausführungsbeispiel einer Ab schirmvorrichtung wiedergegeben. Die Abschirmvorrichtung gemäß Fig. 1 kann aus Abschirmelementen 6 bis 6"" be stehen, die in einer in der Zeichnung nicht dargestellten Halterung vorgesehen oder mit einer ringförmig ausgebil deten Maske 22 oder dem Kathodengehäuse 2' verbunden sind. Die Maske 22 ist in Fig. 1 im Schnitt dargestellt und weist in ihrem oberen Bereich eine ringförmige Aus sparung 36 auf, die beispielsweise im Innen- oder auch im Außenumfang der Maske 22 vorgesehen sein kann. Die Aus sparung 36 kann zur Aufnahme der Abschirmelemente 6, 6' dienen.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 befindet sich die Aussparung 36 im Außenumfang der Maske 22. In dieser Aus sparung 36, die auch am Innenumfang vorgesehen sein kann, kann beispielsweise ein durchgehendes, ringförmiges Ab schirmelement 6' eingebaut sein. Es ist jedoch auch mög lich, daß das Abschirmelement 6' aus zahlreichen einzel nen Bauelementen besteht, die mit oder ohne Abstand an einander angereiht sind und damit ein ringförmiges Ab schirmelement 6 ergeben. Das Abschirmelement 6 bzw. 6" ist nur schematisch angedeutet.

Die Abschirmelemente 6, 6' sind in vorteilhafter Weise aus einem ferromagnetischen Material gebildet bzw. aus einer ferromagnetischen Legierung, die Eisen, Kobalt und Nickel enthalten kann. Das Abschirmelement 6 bildet gemäß Fig. 1 ein nach oben bzw. auch nach unten offenes Ab schirmgehäuse und dient insbesondere dazu, das Magnetfeld der Zerstäubungskathode von Einflüssen ferromagnetischer Bauteile, die in der Nähe der Zerstäubungskathode ange ordnet sind, abzuschirmen. Hierzu sind die Abschirmele mente 6 konzentrisch zu einer Mittelachse 7 der Zerstäu bungskathode 2 angeordnet und befinden sich gemäß Fig. 1 unterhalb der Stirnfläche oder einer unteren Begren zung 38, der Kühlplatte 23 oder des Targets 8.

Das in Fig. 1 dargestellte Abschirmelement 6' weist eine Höhe H₁ und H₃ auf, die in etwa gleich oder etwas kleiner ist als der Gesamtabstand A zwischen der Begrenzung 38' und einer Oberfläche 39 des Substrats 4. Die Höhe bzw. Länge H₁, H₃ des Abschirmelements 6 kann auch gleich oder größer als der Abstand H₁, H₃ sein. Dabei ist es möglich, daß eine untere Kante 40 des Abschirmelements 6, 6' kurz vor der Oberfläche 39 des Substrats 4 oder auch unterhalb einer Unterseite 41 des Substrats 4 endet und einen Spalt S bildet. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn sich das Abschirmelement 6 insbesondere zwischen der Targetober fläche 38 und der Substratoberfläche 39 befindet.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, bildet die untere Begrenzung des Targets 8 die Stirnfläche 38', die auf einer Querebene 11 liegt. Mit Abstand dazu befindet sich das Substrat 4, dessen Oberfläche 39 ebenfalls eine Querebene 12 bildet. Die beiden Querebenen 11, 12 sind durch den Abstand A gekennzeichnet. Zwischen den beiden Querebenen 11 und 12 ist vorzugsweise das Abschirmele ment 6 (ohne 6') vorgesehen. Das Abschirmelement 6 kann aber auch in seiner Lage zwischen den beiden Querebe nen 11 und 12 oder auch zwischen einer Rückseite 13 des Targets 8 und der Querebene 12 in eine vorteilhaftere Po sition verschoben werden. Hierzu können in der Zeichnung nicht dargestellte Einstellelemente bzw. Arretierungsele mente vorgesehen sein, die eine kontinuierliche Verschie bung der Abschirmelemente 6 zwischen den beiden Querebe nen 11 und 12 bzw. der Rückseite 13 und der Querebene 12 ermöglichen. Diese Arretierungselemente können auch so ausgebildet sein, daß ein Verstellen des Abschirmele ments 6 über die untere und/oder obere Querebene 11, 12 hinaus möglich ist.

In vorteilhafter Weise sind gemäß Fig. 1 zusätzliche Ab schirmelemente 6''' oberhalb der Rückseite 13 bzw. der Oberfläche 43 des Kathodengehäuses 2' vorgesehen. Die Ab schirmelemente 6''' sind ebenso wie die Abschirmele mente 6, 6' konzentrisch zu einer Mittelachse 37 der Zer stäubungskathode 2 ausgerichtet und können die gesamte untere Kreisfläche der Maske 22 überspannen. Die Ab schirmelemente 6" sind ebenfalls aus einem ferromagneti schen Material gebildet und können als Ringscheibe oder scheibenförmige Platten ausgebildet sein, die zusammen eine Ringplatte bilden.

Ferner ist es möglich, daß auch unterhalb der Unter seite 41 des Substrats 4 zusätzliche Abschirmelemente 6" vorgesehen sind, die ebenso ausgebildet sein können wie die vorerwähnten Abschirmelemente 6'.

Alle in der Anmeldung beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Abschirmelemente 6 bis 6''' bzw. 6"" sind in vorteilhafter Weise aus einem ferromagnetischen Mate rial hergestellt.

Das Joch 5 kann (Fig. 1) mittels eines Abschirmele ments 6"" so verlängert werden, daß es mit den ringför migen Abschirmelementen 6' bzw. 6" insgesamt ein gehäu seartiges Abschirmelement bildet. Die Wandteile des Ab schirmelements 6' und 6"" können auch mit Bezug auf die Zeichnung gemäß Fig. 1 auf der vertikalen Ebene angeord net sein. Die genaue Lage der einzelnen Abschirmele mente 6 bis 6"" wird durch die Konfiguration der Ka thode bzw. deren Magnetfeld mit bestimmt.

In einem anderen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 befin det sich die gesamte Vorrichtung der Kathodenzerstäu bung 1, d. h. auch die Zerstäubungskathode 2 bzw. das Ka thodengehäuse 2', innerhalb eines Abschirmgehäuses 45, das ebenfalls wie die Abschirmelemente 6 aus einem ferro magnetischen Material besteht.

In Fig. 2 ist das Abschirmgehäuse 45 lediglich schema tisch angedeutet und kann aus einem gehäuseartigen Ober teil 46 und einem Unterteil 47 bestehen. Die beiden Ge häuseteile 46 und 47 können über in der Zeichnung nicht dargestellte Flanschverbindungen bzw. Schraubenelemente lösbar miteinander verbunden sein. Eine Trennfläche 48 von Gehäuseoberteil 46 und Gehäuseunterteil 47 befindet sich in etwa im Bereich der Querebene 11 der unteren Stirnkante des Jochs 5, wobei der obere Teil des Gehäu ses 46 den Raum 33 und der untere Teil des Gehäuses 47 den Raum 34 aufnimmt. Im vorliegenden Fall liegt das Sub strat 4 auf einem Drehteller 49, der über eine Achse 50 aus einer Arbeitsposition in eine das Substrat 4 zu ent nehmende Stellung verstellt werden kann. Um also den Drehteller 49 zwischen den beiden Positionen verstellen zu können, weist das Abschirmgehäuse 45 im Bereich der Drehachse 50 eine Schleuse bzw. Öffnung 51 auf, durch die das Substrat 4 mittels des Drehtellers 49 bewegt werden kann. Die Abschirmvorrichtung bzw. das Abschirmgehäuse 45 kann ebenfalls an einer Stellvorrichtung vorgesehen wer den, um das Abschirmgehäuse 45 in eine weitere in Fig. 3 nicht dargestellte Stellung zu verschwenken, so daß dann die Zerstäubungskathode 2 gemäß Fig. 3 in eine Offenstel lung verschwenkt werden kann, um das fertig gestellte Substrat 4 entnehmen zu können.

Durch die verschieden ausgebildeten Abschirmelemente 6, 6', 6" wird auf jeden Fall sichergestellt, daß sich mit Bezug auf die Mittelachse 37 ein gleichmäßiges Magnetfeld bildet und dadurch eine Verbesserung der Schichtvertei lung auf dem zu beschichtenden Substrat 4 eintritt. Hier durch kann auch die aktive Sputterfläche bis in den Rand bereich der Abschirmvorrichtung 6 vollständig genutzt werden. Durch die Abschirmelemente 6 bzw. das Abschirmge häuse 45 werden - wie bereits erwähnt - alle störenden Einflüsse außerhalb der Abschirmvorrichtung fern gehal ten, die sonst einen ungünstigen Einfluß auf das Magnet feld der Sputterkathode bzw. der Zerstäubungskathode 2 haben würden. Die Abschirmelemente 6 bzw. die ferromagne tischen Abschirmelemente oder magnetisch nicht veränder baren Elemente sind - wie bereits erwähnt - in vorteil hafter Weise gemäß Fig. 1 im Bereich der Kathode bzw. der Zerstäubungskathode 2 vorgesehen.

Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung

2

Zerstäubungskathode

2

' Kathodengehäuse

3

Polschuh Zerstäubungskathode

4

Substrat

5

Joch

6

,

6

',

6

",

6

''',

6

"" Abschirmelemente für entsprechende Magnetfeldsammler

7

Mittelachse

8

Target (= Zerstäubungskathode)

9

Hüllmantel

10

Maske (mittlere)

10

' Maske

11

Querebene

12

Querebene

13

Rückseite Target

14

Querebene

15

Stirnkante

16

Sputteranlage

17

Greiferarm

18

ortsfeste Kammerwand

19

Ringnut

20

Vakuumdichtung

21

ringförmige Öffnung

22

Maske

23

Kühlplatte (Kathodenpotential)

24

Isolatorplatte

26

Schraubenbolzen

27

,

27

',

27

" Schraubenbolzen bzw. Targethalteschraube

28

Ringmagnet

29

Isolator

30

Bohrung, Axialbohrung

31

Mittelmaske

32

Kühlleitung

33

Raum

34

Vakuumkammer

35

Kühleinrichtung

35

' Kühlsäule

36

Aussparung in der Maske

22

38

Stirnfläche, Stirnseite, Begrenzung (Targetoberfläche)

38

' Begrenzung

39

Oberfläche des Substrats

4

40

Unterkante des Teils

6

41

Unterseite des Substrats

4

42

obere Kante des Teils

6

43

Rückseite, Oberfläche des Jochs

44

Magnet

45

Abschirmgehäuse

46

Gehäuseoberteil, Gehäuseteil

47

Gehäuseunterteil, Gehäuseteil

48

Trennfläche

49

Drehteller

50

Drehachse

51

Öffnung

52

Gehäuseplatte

53

Auslegerarm
H₁

Höhe Abschirmteil C
H₂

Abstand
H₃

Höhe Abschirmelement
A Abstand
S Spalt

Claims

1. Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung (1) für die Her stellung von Schichten auf einem Substrat (4) mittels einer in eine Vakuumkammer einbringbaren, ein Joch (5) und Polschuhe (3) aufweisenden Zerstäubungskathode (2, 8), da durch gekennzeichnet, daß außerhalb des Bereichs der Vor richtung zur Kathodenzerstäubung (1) bzw. außerhalb des Bereichs der Zerstäubungskathode (2) und/oder außerhalb des Bereichs des Jochs (5), der Polschuhe (3) und/oder des zu beschichtenden Substrats (4) alle Bauteile aus nichtma gnetischem Werkstoff hergestellt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Bereichs der Vorrichtung zur Kathoden zerstäubung (1) bzw. außerhalb des Bereichs der Zerstäu bungskathode (2) und/oder außerhalb des Bereichs des Jochs (5), der Polschuhe (3) und/oder des zu beschichten den Substrats (4) alle Bauteile aus nichtmagnetischem Werkstoff oder hochlegierten Werkstoffen hergestellt sind, die Cr, Ni, Mo und/oder Messing oder andere Legierungsbe standteile enthalten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die asymmetrisch angeordneten Bauteile im Bereich der Kathode (2) aus nichtmagnetischen Werkstoffen gebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle ferromagneti schen Bauteile konzentrisch zur Zerstäubungskathode (2) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle ferromagneti schen Bauteile in etwa parallel und/oder konzentrisch zur Mittelachse (37) der Zerstäubungskathode (2) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle ferromagneti schen Bauteile in etwa parallel und/oder konzentrisch zum Hüllmantel (9) der Zerstäubungskathode (2) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß alle ferromagnetischen Bauteile konzentrisch zur Mittelachse der Zerstäubungskathode (2) angeordnet sind und/oder mindestens einen Abstand zwischen 25 cm und 30 cm aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung (1) im Bereich der Zerstäubungska thode (2, 8) und/oder im Bereich des Jochs (5), der Pol schuhe (3) und/oder des zu beschichtenden Substrats (4) Abschirmelemente (6 bis 6"") aufweist, die die von der Zerstäubungskathode (2, 8) ausgehenden Magnetfelder gegen über außerhalb der Zerstäubungskathode (2, 8) auftretenden Einflußgrößen abschirmt.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich tung zur Kathodenzerstäubung (1) im Bereich der Zerstäu bungskathode (2, 8) und/oder im Bereich des Jochs (5), der Polschuhe (3) und/oder des zu beschichtenden Sub strats (4) und/oder einer Maske (10) Abschirmelemente (6) aufweist, die aus einem ferromagnetischen Material gebil det sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, data die Abschirm elemente (6) konzentrisch zur Mittelachse der Zerstäu bungskathode (2) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirm elemente (6) konzentrisch und ringförmig zur Mittelachse der Zerstäubungskathode (2) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirm elemente (6) einen geschlossenen, kreisförmig ausgebilde ten Mantel bilden.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirm elemente (6) aus zahlreichen einzelnen ferromagnetischen, nebeneinander angeordneten Bauelementen bestehen, die endseitig mit geringfügigem oder ohne Abstand zum jewei ligen Bauelement angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäu bungskathode (2) mit ihrem Außenumfang einen Hüllman tel (9) bildet, in dessen Bereich das Abschirmelement (6) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirn seite (38) der Zerstäubungskathode und die außenliegenden Enden einer Maske (10) auf je einer Querebene (11, 12) liegen, zwischen denen die Abschirmelemente (6) vorge sehen sind.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäu bungskathode (2) eine Rückseite (13) und eine das Sput termaterial aufweisende äußere Begrenzung oder Stirnflä che (38) hat, wobei die Abschirmelemente (6) zwischen der Stirnfläche (38) der Zerstäubungskathode (2) und der Oberfläche eines Substrats (4) oder einer Querebene (12) des Substrats (4) liegen.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirm elemente (6) in einem Träger oder in einer oder mehreren der Zerstäubungskathode (2) zugeordneten Masken (14) be festigbar sind.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der Abschirmelemente (6) über den Bereich der Querebe nen (11, 12) der Zerstäubungskathode (2), des Sub strats (4) und/oder den Bereich des Hüllmantels (9) be liebig veränderbar ist, wobei die Abschirmelemente (6) in jeder beliebigen Position an einem Träger fixierbar sind.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf oder im Bereich der Rückseite (13) des Substrats (4) ein oder mehrere Abschirmelemente (6) vorgesehen sind.

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirm element (6) eine Höhe H₁ aufweist, die gleich oder kleiner ist als der Abstand A zwischen der Stirnfläche (38) oder der Rückseite der Zerstäubungskathode (2) und/oder der Oberfläche (39) des Substrats (4).

21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirm element (6) eine untere und eine obere Stirnkante (40, 42) aufweist, wobei die untere und/oder obere Stirn kante (40, 42) jeweils mit Abstand zur Rückseite (13) oder Stirnfläche (38) der Zerstäubungskathode (2) und/oder mit Abstand zur Oberfläche (39) des Sub strats (4) angeordnet ist, und daß der Abstand fest oder beliebig veränderbar ist.

22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirm element (6) aus einer die Vorrichtung zur Kathodenzer stäubung (1) bzw. die Zerstäubungskathode (2) und/oder das Substrat (4) vollständig umschließenden oder umman telnden Umhüllungsvorrichtung bzw. einem Abschirmge häuse (45) gebildet ist.

23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (5) als Hüllmantel ausgebildet ist.

24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (5) im äußeren Randbereich sich von einer Seite des Jochs weg er streckende Teile aufweist, die als Abschirmele mente (6"") ausgebildet sind und die mit den übrigen im Bereich der Kathode (8) und/oder im Bereich des Sub strats (4) angeordneten Abschirmelementen (6 bis 6"") in etwa ein Gehäuse bilden.