DE1914747A1

DE1914747A1 - Vorrichtung zum mehrseitigen Aufstaeuben

Info

Publication number: DE1914747A1
Application number: DE19691914747
Authority: DE
Inventors: Davidse Pieter Dirk; Whitaker Howard Lewis
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1968-03-25
Filing date: 1969-03-22
Publication date: 1970-10-08
Also published as: US3627663A; GB1242492A; FR1602787A; DE1914747B2

Description

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenz.d.Anmelderin:

Docket PI 9β7 120

Vorrichtung zum mehrseitigen Aufstäuben

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum mehrseitigen Aufstäuben eines leitenden oder nichtleitenden Materials einer^Targetelektrode auf ein Substrat mit Hilfe des Hohlkathodeneffekts.

Es ist bekannt, daß bei richtiger Ausrichtung von zwei parallelen Platten in einer teilweise evakuierten Vakuumkammer, wobei diese Platten als zwei Teile einer Kathode wirken, zwei überlagerte Glimmentladungen auftreten. Unter den einzelnen Leuchterscheinungen in einer Glimmladung interessiert hier besonders das negative Glimmlicht, an dessen Stelle die Energie der Elektronen, welche im Felde des abklingenden Kathodenfalls aufgenommen wurde, durch Lichtanregung^v verzehrt wird. Die beLden negativen Glimmlichtgebiete der überlagerter* Glimmentladungen können

00 9 841/152 9
FI 967 120

sich gegenseitig überlappen und damit ein einziges negatives Glimmlicht bilden. Dieses erfolgt durch Einstellung des Gasdruckes innerhalb des Rezipienten, in welchem die Kathodenplatten angeordnet- sind, und durch den Abstand der beiden Platten voneinander.

Dieses Phänomen, welches als Polkathodeneffekt bekannt geworden ist, wurde verwendet zum Aufstäuben von einem Target auf ein Substrat. Die US-Patentschrift 3 250 694 beschreibt die Verwendung dieses Phänomens, wobei ein zylinderförmiges Target von einer zylindrischen Kathode umgeben ist, und das Substrat entlang der longitudinalen Achse der beiden Zylinder angeordnet ist. An die Kathode wird eine Gleichspannung gelegt.· Das Target ist.noch zusätzlich umgeben von einer geerdeten Abschirmung.

Wenn man Gleichspannung zum Aufstäuben verwenden will, ist es notwendig, daß das Target aus einem leitfähigen Material besteht. Aus diesem Grunde kann ein dielektrisches Material nicht mit Gleichspannung aufgestäubt werden.

Die vorliegende Erfindung gibt eine Verbesserung und Weiterentwicklung des oben genannten"Patentes, da sie gestattet, dielektrisches Material auf ein Substrat mit Hilfe des Hohlkathodeneffekts aufzustäuben. Dabei entsteht eine gleichmäßige Bedeckung der unterschiedlichen Oberflächen des Substrates. 00984 17 15 29
Pl 96? 120

Die· Verwendung von hochfrequenter Anregung einer Glimmentladung zum Aufstäuben von dielektrischen Materialien ist bereits bekannt durch, das US-Patent 3-369.991. In der dort ausgeführten Anordnung ist jedoch eine geerdete Abschirmung notwendig, um jegliche Glimmentladung zu unterbinden, welche hinter dem Target in der Nähe der Targetelektrode auftreten könnte. Außerdem kann bei dieser Erfindung nur diejenige Oberfläche des Substrates bestäubt werden, welche dem Target zugewandt ist. Es wurde auch schon vorgeschlagen, den Leckstrom zwischen Anode und Kathode um das Target herum durch eine Abblockkapazität zu unterbinden, wodurch eine homogene Schicht des Dielektrikums- auf dem Substrat niedergeschlagen werden ■ konnte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung eines derartigen Leckstromes ohne die Verwendung einer zusätzlichen Kapazität. Außerdem soll die erfindungsgemäße Vorrichtung- ohne zusätzliche Abschirmung wirksam werden. Darüber hinaus sollen mit dieser Anordnung mehrere Oberflächen des zu bestäubenden Substrats bedeckt werden können. Diese Aufgaben werden gemäß der vorliegenden

dadurch gelöst Erfindung bei einer Vorrichtung der. eingangs erwähnten At^ daß bei der Verwendung von hochfrequenter Anregung der Glimmentladung das Substrat innerhalb des negativen Glimmlichts zwischen zwei Targetelektroden angeordnet ist,

0 09841/1529

PI 967 120

19H747

welche bezüglich ihrer Fläche größer als die benachbarten, geometrisch ähnlich ausgebildeten Kathoden sind.

Die Verwendung einer zusätzlichen Abschirmung wird dadurch überflüssig, daß das Target wenigstens so groß ist wie die Kathode, vorzugsweise größer, so daß kein Leckstrom um das Target herum auftreten kann. Die Verwendung von Hochfrequenz anstelle einer Gleichstromentladung macht ebenfalls Abschirmungen überflüssig. Außerdem wird dadurch die vorgeschlagene Abblockkapazität vermieden. Dennoch entstehen homogene, defektfreie Schichten aus dielektrischem Material auf dem zu bedeckenden Substrat.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Hilfe der nachstehend aufgeführten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum

hochfrequenten Aufstäuben gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 die perspektivische Ansicht der Kathode, des ■Targets und des Substrates in Fig.1;

Fig. 3 den Querschnitt/entlang der Linie 3-3 in Fig.2;

009841/1529
FI 967 120

Fig. 4 die perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Aufstäubvorrichtung;

Fig. 5 einaiiuerschnitt durch die in Fig.4 gezeigte Struktur;

Fig. 6 die perspektivische Ansicht eines weiteren Äusführungsbeispiels von Kathode, Target und Substrat;

Fig. 7 · die perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; ,

Fig. 8 die schematische Darstellung von Kathode, Target und eines besonders ausgebildeten Substrats;

Fig. 9 einen Craph der Funktion der angelegten

Spannung und des Ionenstromes in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen den parallelen Kathodenplatten.

Fig.1 bis 3 zeigen eine Hochfrequenzaufstäubvorrichtung, welche vom Hohlkathodeneffekt Gebrauch macht. Gemäß Fig.1 besteht diese Vorrichtung aus einer mit Unterdruck arbei-

• tenden Gasionisationskammer 1.0, welche aus einer Glocke

■ FI 967 120 009841/1529

und einer Basisplatte 12 besteht. Ein Dichtungsring 14 zwischen der Glocke 11 und der Platte 12 sorgt für den Abschluß gegenüber der Atmosphäre.

Ein passendes Edelgas, wie z.B. Argon, .wird in das Gefäß 10 durch die öffnung 15 aus einer nicht dargestellten Gasquelle eingelassen. Das Gas befindet sich bei niedrigem Druck, welches innerhalb der Ionisationskammer 10 mit Hilfe einer Vakuumpumpe 16 aufrecht erhalten wird, die an das Gefäß angeschlossen ist, wobei ein relativ hohes Vakuum im Innern aufrecht erhalten wird.

Im Innern des Rezipienten 10 befinden sich zwei parallele Platten 17 und 18.. Die Platte 18 wird durch die Stütze getragen, welche isoliert durch die Grundplatte 19 hindurch geführt ist. Die Stütze 19 ist über eine Leitung mit dem Hochfrequenzgenerator 20 verbunden. Die Platte wird durch eine Stütze 2T von oben aus gehalten, welche ebenfalls isoliert durch die Glocke 11 hindurch geführt wird und ebenfalls mit dem HF-Generator 20 verbunden ist. Damit sind beide Platten I7 und 18 mit dem Hochfrequenzgenerator 20 verbunden, und zwar über ein gemeinsames Anpassungsglied oder getrennte- Anpassungsglieder. ir

Bei geerdeter Basisplatte 12 wird gegenüber dieser an die Platten I7 und 18 eine hochfrequente Wechselspannung angelegt. Die Platten I7 und 18 können als Kathode aufgefaßt PI 967 120 009841/1529

werden, während die Basisplatte 12 als Anode wirkt.

Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Begriffe "Kathode" und "Anode" mehr oder weniger willkürlich sind. Wie ausführlicher in dem bereits angeführten US-Patent j5 369 99I beschrieben ist, wirken die Platten 17 und 18 bzw. die Basisplatte 12 nur als Kathode bzw. Anode.„■ während der negativen Halbwelle der angelegten Hochfrequenzanregungsspannung. Während der dazwischen liegenden positiven Halbwelle sind die Polaritäten der Platten I7 und 18 und der Basisplatte 12 umgekehrt. Wie nun jedoch in dem oben beschriebenen Patent näher ausgeführt ist, entsteht hierbei keine umgekehrte Aufstäubwirkung in der vorliegenden ■Vorrichtung .-..·.-

Die Platte I7 weist ein auf ihr befindliches Target 22 auf, die Platte 18 ein Target 2J. Die Targets 22 und 23 bestehen aus demjenigen Material, das auf das Substrat aufgestäubt werden soll. Wie in Pig.1 bis 3 dargestellt, besteht das Substrat aus einer Anzahl von Drähten 24.

Im allgemeinen können die Drähte 24 innerhalb des Rezipienten angebracht sin, in der vorliegenden Ausführung erstrecken sie sich jedoch durch die Wände der in Glocke 11 von einer Seite zur anderen. Jeder der Drähte 24 ist durch Luftschleusen 25 und 26 geführt. Diese Schleusen 2$ und 26 sind über Ansaugöffnungen 27 mit einer starken,nicht dar-

009841/1529 PI 967 120 ·

gestellten Vakuumquelle verbunden. Diese hält in den Luftschleusen 25 und 26 einen niedrigeren Gasdruck aufrecht als er innerhalb der Kammer 10 herrscht.

Ein Ende der Drähte 24 ist um eine Vorratsspule 28 gewunden, von der eine in Pig.1 dargestellt ist, während das andere Ende der Drähte um eine Aufnahmespule 29 gewunden wird, von der jedoch um eine in Fig. 1 gezeigt ist. " Jede der Aufnahmespulen 29 kann mit Hilfe eines Motors gedreht werden. Durch die Steuerung dieses Motors kann die Durchzugsgeschwindigkeit der Drähte durch den Raum zwischen den Platten 17 und 18 eingestellt werden. Die Drähte können entweder kontinuierlich oder sprungweise bewegt werden.

Fig.2 zeigt als Ausschnitt die beiden Platten 17 und 18 und die darauf befindlichen Targets 22 und 23, welche in ihren Abmessungen größer sind als die entsprechenden Kathodenplatten 17 und 18.

Der Abstand zwischen den beiden Platten 17 und 18 Ist derart eingestellt,· daß das negative Glimmlicht der Kathodenplatte 17 und dasjenige der Kathodenplatte 18 sich wenigstens berühren, wenn nicht gar überlappen* Wenn dieses eintritt, entsteht ein einziges negatives Glimmlicht zwischen den beiden Kathodenplatten 17 und Bei einer solchen Glimmentladung schließt sich an die FI 967 120 009.841/1629

19U747

Kathodenplatten I7 und 18 jeweils ein Dunkelraum an und an diesen wiederum das negative Glimmlicht. Die normalerweise an dieses anschließende positive Säule oder das Plasma innerhalb der Glimmentladung entsteht nicht, wenn die beiden negativen Glimmlichter sich gegenseitig überlappen. Der Abstand der beiden Platten I7 und 18 muß also etwas größer sein als die doppelte Ausdehnung des Dunkelraumes von jeder Kathodenplatte.

Das Überlappen oder das Berühren der negativen.Glimmlichter der beiden Platten wird geradezu als Hohlkathodeneffekt bezeichnet. Dieser hier nur bei Gleichspannungsglimmentladungen bekannte Effekt wird nun gemäß der vorliegenden

Erfindung bei hochfrequenter Wechselstromanregung verwendet.

Die Drähte 24 werden derart im Raum zwischen den beiden Kathoden I7 und 18 geführt, daß sie nicht durch den Dünke1-' raum, sondern innerhalb des negativen Glimmlichts aufgespannt sind. .

Bei einem festen Gasdruck innerhalb des Rezlpienten 10 bewirkt die Bewegung der Platten I7 und 18 aufeinander zu ein Berühren oder Überlappen der beiden negativen Glimmlichter zu einem einzelnen negativen Glimmlicht. Bei Reduktion des Gasdruckes vergrößern sich die Abmessungen der beiden Dunkelräume an den Kathodenplatten 17 und 18. Auch dieses Anwachsen des Dunkelraumes bewegt die negativen Glimmlichter FI 967 120 009841/1529

Μ9Ί4747'

- ίο -

der beiden Kathoden aufeinander bis.eine Überlappung oder Berührung stattfindet. Man hat also zwei Parameter, den Gasdruck und den Abstand der beiden Kathoden um den gewünschten Hohlkathodeneffekt einzustellen.

Dadurch, daß die Drähte innerhalb des negativen Glimmlichts geführt werden, entsteht eine völlig gleichmäßige Bedeckung mit dem Targetmaterial. Würden die Drähte auch durch die Dunkelräume geführt werden, würden derenFeldverteilungen verändert werden und keine gleichmäßige Bedeckung des Targetmaterials auf den Substratdrähten 24 bewirkt werden. Als Targets können je nach der entsprechenden Aufgabe, welche die Beschichtung auf dem Substrat zu lösen hat, z.B. Quarz oder Borsilikatgläser Verwendung finden. Dabei spielt auch das im Rezipienten befindliche Gas eine Rolle. Wenn z.B. neben Argon auch Sauerstoff durch den Einlaßstutzen I5 in den Rezipienten 10 eingelassen wird, können auch unterschiedliche Oxyde, wie z.B. Siliziumoxyd, auf den Drähten 24 niedergeschlagen werden. In diesem Falle wurden die Targets 22 und Z$ aus Silizium bestehen.

Bei der Verwendung von Stickstoffgas neben Argon könnte bei Verwendung von Silizium oder Aluminium als Targetmaterial der Targets 22 und 2j5 Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid auf dem Substrat niedergeschlagen werden. Das Material der Targets kann aus verschiedenen Oxyden, Sulfiden oder Nitriden, wie z.B. Bornitrid, bestehen·

QO9841 / 1829 PI 967 120 ^g

19-U747

In einem solchen Fall würde nur das Edelgas durch den Einsatz stutzen 15 in dem Rezipienten gelassen.

Natürlich kann bei der vorliegenden Erfindung zur Kühlung eine kühlflüssigkeit in Kontakt mit den Kathodenplatten 17 und 18 gebracht werden, um ihre Temperatur beim Betrieb nicht zu hoch werden zu lassen. Bei geringerer Leistung der Vorrichtung kann auf die Kühlung verzichtet werden.

Die Kühlflüssigkeit kann ebenso wie in dem oben genannten Patent an die Elektrodenplatten gebracht werden. Aus diesem Grunde ist die Stütze 19 hohl und besitzt eine Röhre 31, weiche die Kühlfüssigkeit an die Kathode I7 bzw. 18 heranführt.

Im folgenden werden Dimensionierungen gegeben, welche Jedo.cn dem Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet zugänglich sein sollten und auf die die vorliegende Erfindung nicht beschränkt ist.

Eine Aluminiumkathode, die nach Art eines Hohlzylinders ausgebildet ist mit einem Innendurchmesser von 5 cm und einer Länge von 10 cm, wurde verwendet. Ein Quarzrohr innerhalb der Aluminiumkathode besaß einen Durchmesser von etwas weniger als 5 cm und einer Länge von 8cm, so daß das .Quarzrohr fest innerhalb der Aluminiumkathode saß.

009841/1529 PI 967 120

- 12 - . Ί9Η747

Innerhalb des Rezipienten herrschte ein Druck von 3-7 millitorr. Die Hochfrequenz-jstung des Hochfrequenzgenerators betrug 400 Watt und wies eine Spitze-Spitze-Spannung von 1050 Volt auf. - . ■

Das Substrat war eine Siliziumscheibe, welche innerhalb der Quarzröhre auf einem Quarztisch befestigt war. Beim Auftreten des Hohlkathodeneffekts wurde die freie Oberfläche der Siiiziumscheibe mit Quarz bedeckt.

Statt der Drähte 24 können auch als Substrat Magnetbänder beschichtet x^erden. Bei einem Durchgang könnten beide • Seiten auf einmal bedeckt werden, und zwar in der gleichen Weise wie dies für die Drähte 24 beschrieben wurde.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird anhand der Fig.4 und 5 dargestellt. Hier werden das . Drähte 24 innerhalb eines Hohlzylindertargets 35 beschichtet,, welches in einerHohlzylinderelektrode 36 angeordnet ist, die in diesem Falle als Kathode wirkt, analog zu den Platten Λ 7 und 18. Die Kathode 36 ist mit dem Hodhfrequenzgenerator 37 verbunden. Mit Hilfe der Stütze 38 ist die Elektrode 36 innerhalb des Rezipienten befestigt. Wie im vorigen Ausführungsbeispiel ist die Stütze 38 isoliert durch die Grundplatte 12 hindurch geführt. Auch hier kann das -niederzuschlagende Material entweder als im Rezipienten vorhandenesGas vorliegen oder als Targetmaterial.Es muß dafür gesorgt werden, daß ein genügender Gasaustausch PI 967 120 009841/1529

durch, das Rohr lö entlang den Drähten 24 vorhanden ist.

Der Innendurchmesser .der Kathode.:36 bzw. des Targets 35 muß derart ausgewählt sein, daß im Inneren.nur ein einzelnes negatives Glimmlicht entsteht. Dieses wird sich entlang der den beiden. Elementen 35 und j>6 gemeinsamen Achse ausbilden.

Auch hier ist es notwendig, daß die Drähte sauber durch die Hohlkathodenanordnung hindurch geführt werden, so daß sie nur im negativen Glimmlicht bewegt v/erden. Die gleichmäßige Beschichtung des Substrates würde verhindert, wenn die Drähte in die Dunkelzonen hinein ragen würden, da so die gleichmäßige Feldverteilung im Inneren der Hohlkathode gestört würde.

Wie schon in der Vorrichtung gemäß Fig.1-3 beschrieben, erstreckt sich das Target 35 über die Enden der Kathoden 36 hinaus. Dies sorgt dafür, daß kein Leckstrom um das Target 35 herum auftritt. Oft genügt es jedoch schon, daß das Target 35 nicht kleiner als die Kathode 36 ist. Mindestens muß die Länge von Target 35 und Kathode 36 übereinstimmen.

Ähnlich wie in Fig.1 kann die Kathode 36 auch in diesem Fall mit Hilfe einer Kühlflüssigkeit· gekühlt werden. Bei nicht zu hoher Hochfrequenzleistung kann hiervon jedoch Abstand genommen
Wi.967 120

Fig.6 -'zeigt ein Weiteres Ausführungsbeispiel der Kathode. Ein im wesentlichen rechteckig ausgebildetes Target 4Ό, welches hohl ist, wirkt zusammen mit einem ähnlich ausgebildeten Substrat 41. Die Elektrode 42 weist ebenfalls eine*rechteckige Form auf, ist hohl und beherbergt im Inneren das Target 40. An den beiden offenen Enden ist der Querschnitt des Targets wesentlich verringert. Dadurch ^ wird erreicht, daß das Target 40 gleichzeitig als Vakuumkammer wirkt, so daß der Rezipient 10 überflüssig wird. Eine derartige Anordnung kann auch bei einer geometrischen Ausbildung, wie in Fig.4 und 5-, verwendet werden.

Eine Vakuumpumpe ist über einen Ansaugstutzen mit dem,-Inneren des Targets 40 verbunden. Zusätzlich wird das Targetinnere mit der Edelgasquelle, im vorliegenden Falle Argon, verbunden. An den beiden Enden des Targets, wo das . zu beschichtende Substrat hindurchtritt, muß eine relativ gute Vakuumdichtung vorhanden sein. Andernfalls ist die Pumpleistung der Vakuumpumpe so zu bemessen, daß die einströmende Luft abgesaugt werden kann.

Die Elektrode 42, welche mit einer passenden Hochfrequenzquelle 43 verbunden ist, und gleicherweise als Kathode wirkt, wie die oben beschriebenen Platten 17 und 18, ist ' um das Target gewunden und wird dadurch gehalten. Auch hier kann ein Kühlmittel für eine niedrige Temperatur der Kathode 42 sorgen. Im allgemeinen wird jedoch die an«

•00 9841/1529 • FI 967 120 .

grenzende Atmosphäre für eine genügende Kühlung sorgen.

Es ist nun vorteilhaft, in einer Vorrichtung gemäß Fig„6 eine Anode 44 innerhalb des Targets 40 einzubauen· Diese Anode 44 könnte.z.B. aus einem geerdeten rechteckigen Ring bestehen. Falls das Material, mit dem das Substrat zu beschichten ist, Eigenschaften besitzt, wonach die dargestellte Targetform 40 nicht hergestellt werden kann, könnte ein Glasbehälter in der dargestellten Weise geformt werden und das aufzubringende Material auf der Innenseite angebracht werden. ■ .

Fig.7 zeigt eine andere geometrische Ausbildung der Vorrichtung nach der Erfindung. Hier besteht die Aufgabe darin, ein im Querschnitt dreieckiges Substrat zu beschichten. Das Target 46 weist wiederum eine größere Abmessung gegenüber der Kathode 47 auf. Das Substrat muß innerhalb des gemeinsamen negativen Glimmlichtes geführt werden und darr nicht in den Dunkelraum in der Nähe des Targets hineinragen. Die Kathode 47 istmit einer passenden Hochfrequenzquelle 48 verbunden, in gleicher V/eise wie die in Fig.1-3 dargestellte Anordnung. Die Kathode 47 wird in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben,·innerhalb des Rezipienten gehalten und gestützt. ...

Ähnlich wie in Fig.6 könnten auch hier die Enden des Targets nahezu geschlossen werden, so daß der zusätzliche

00984 1/1529
EI 967 120

Rezipient überflüssig wird. Auch eine geerdete Anode wie in Fig.6 könnte,:hier verwendet werden.

Fig.8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein besonders ausgebildetes Substrat, welches im Querschnitt die Form eines I aufweist. Im Inneren der Kathode 5² befindet sich ein Target 51* welches größer ist als die Kathode. Die Form von Target und Kathode ist derjenigen des zu beschichtenden Substrates angepaßt. Auch hier muß der Abstand und das Gasdruck so eingerichtet werden, daß der Hohlkathodeneffekt auftritt, d.h. nur ein einziges negatives Glimmlicht innerhalb der Kathodenanordnung erscheint. Die Kathode 52 wird mit Hilfe des

Hochfrequenzgenerators 55 angeregt. Dadurch, daß das Substrat nicht in den Dünkelraum der Glimmentladung zwischen den Kathodenteilen eindringt, entsteht auf dem • völlig ungleichmäßig ausgebildeten Substrat eine gleich-• mäßige Beschichtung.

Zum Schluß soll noch eine qualitative Darstellung der Abhängigkeiten von Spannung und Strom zwischen den beiden Platten I7 und 18 in Fig.1-3 unddem Abstand dieser beiden Platten gegeben werden. In Fig.9 sind als Ordinate Strom und Spannung und als Abszisse der Abstand der beiden Platten d aufgetragen. Wenn der Abstand zwischen den beiden Platten verringert wird, fällt plötzlich 'die Spannung stark

FI 967 120 0 0 9 8 4 1/ 15 29

ab. Der dazu gehörige Abstand ist in Pig.9 mit D bezeichnet. Gleichzeitig steigt mit kleiner werdendem Abstand d der Ionenstrom zwischen den Kathodenplatten . 17 und 1S stark an. Für d <D sprechen wir vom Hohlkathode ne ff ekt. Dieses Gebiet ist in Fig.9 schraffiert.

Obwohl die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft für das Aufstäuben dielektrischer Materialien auf ein Substrat Verwendung finden kann, kann die Erfindung auch allgemeiner auf anderen Gebieten benutzt werden. Sie kann überall dort eingesetzt werden, wo niederenergetische Ionen benutzt werden, um' ein Substrat, welches durch hochenergetische Ionen zerstört würde, zu schützen. Da nun gemäß der vorliegenden Erfindung relativ niederengergetische Ionen im Vergleich zum normalen Hochfrequenzaufstäuben verwendet werden, ist die Aufstäubrate etwas größer als in den bekannten Anordnungen, da die Anzahl der zur Verfugung stehenden Ionen größer ist.

Vorzugsweise wird das zu beschichtende Substrat nicht geerdet, sondern' isoliert in der Vorrichtung angeordnet. Das bedeutet, daß die Grundplatte 12 oder die geerdete Anode 44 die einzig benötigte Anode ist.

Im praktischen Fall wird der Abstand zwischen den Platten 17 und 13 oder der Durchmesser der Kathode 56 so klein FI967 120 . 009841/1529

19H747

wie möglich gehalten bzgl. der Große des zu beschichtenden Substrates> denn auf diese Weise kann ein größerer Bereich hinsichtlich des verwendeten Gasdruckes innerhalb des Gefäßes 10 benutzt werden.

Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen intier Eliminierung der bisher notwendigen geerdeten Abschirmung, die zusammen mit der Targetelektrode notwendig war.· Es tritt kein Rückstrom zwischen Anode und Kathode um das Target herum auf, obwohl kein Abblockkondensator verwendet wird. Weiterhin ist die Energie der zur Beschichtung beitragenden Ionen genügend niedrig, so daß keine Zerstörung des Substrates auftritt. Darüber hinaus wird mit der vorliegenden Erfindung eine völlig gleichmäßige Beschichtung" von selbst relativ kompliziert ausgebildeten Substraten erreicht.

0 09841/1529
PI 967 120

Claims

19T4747 14. März 1969 s2-sk Patentansprüche

1. Vorrichtung zum mehrseitigen Aufstäuben eines leitenden oder nichtleitenden Materials einer · * Targetelektrode auf ein Substrat mit Hilfe des Hohlkathodeneffekts, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von hochfrequenter Anregung der Glimmentladung das Substrat innerhalb des negativen Glimmlichts zwischen zwei Targetelektroden angeordnet ist, welche bezüglich ihrer Fläche größer als die benachbarten, geometrisch ähnlich aus- '. gebildeten" Kathoden sind. - .

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Targetelektroden gleich groß wie die ähnlich ausgebildeten Kathoden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Targetelektrode und Kathode ringförmig geschlossen sind und sich im Inneren das zu beschichtende Substrat befindet.

4· Vorrichtung nach Anspruch 3>, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der ringförmigen TargeiELektrode ein

00 9841/152 9
PI 967 120

19U747

- 20 geerdeter Fang als Anode dient.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Targetelektrode zu den Enden hin . im Querschnitt verkleinert ist, so daß zwei schmale als Luftschleusen für das zu bestäubende Substrat dienende Öffnungen entstehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Targetelektrode aus einem im. Inneren mit dem • aufzustäubenden Matei&l beschichteten Glasgefäß besteht.

7· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat im negativen Glimmlicht derart angebracht oder geführt wird, daß es an keiner Stelle in den Dunkelraum der Glimmentladung hineinragt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei bandförmig zu bestäubendem Substrat die Targetelektrode(n) und Kathode(n) geometrisch ähnlich dem Querschnitt des Substrats ausgebildet sind.

00 9 84 1 I■ 1 52 9
PI 967 120