DE2920780C2

DE2920780C2 - Zerstäubungsvorrichtung mit magnetischer Verstärkung

Info

Publication number: DE2920780C2
Application number: DE19792920780
Authority: DE
Inventors: Charles F. Boulder Col. Morrison jun.
Original assignee: VAC-TEC SYSTEMS Inc BOULDER COL US; Vac Tec Systems Inc
Current assignee: HAUZER INDUSTRIES VENLO NL BV
Priority date: 1978-08-21
Filing date: 1979-05-22
Publication date: 1990-06-21
Also published as: GB2028377B; DE2920780A1; FR2434479B1; GB2028377A; FR2434479A1; CA1141704A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zerstäubungsvorrichtung mit magnetischer Verstärkung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Solche Zerstäubungsvorrichtungen sind bereits bekannt (DE-OS 25 56 607), um dort einen möglichst flachen Verlauf der Magnetfeldlinien über der Targetoberfläche und folglich eine möglichst gleichmäßige Erosion derselben zu erreichen, sind dort zwei getrennte Magneteinrichtungen vorgesehen. Die erste Magneteinrichtung erzeugt Magnetflußlinien, welche die Zerstäubungsfläche durchdringen und entlang einer gekonnten Bahn wieder zur Magneteinrichtung zurückkehren. Die zweits Magneteinrichtung erzeugt ein variables magnetisches Feld, damit die Stelle, an der die sich ergebenden Magnetflußlinien parallel zur Zerstäubungsfläche verlaufen, verändert werden kann, so daß die Zone gleichmäßiger Erosion über den größten Teil der Zerstäubungsoberfläche ausgedehnt werden kann.

Der Krfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Zerstäubungsvorrichtung der eingangs genannten Art auch ohne Anwendung einer getrennten, steuerbaren F i g. 14 ein Diagramm der von der Magnetstruktur in Fig. 13 erzeugten Magnetflußverteilung und einen Querschnitt eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Magnetstruktur der hier bechriebenen Art,

F i g. 15 einen Querschnitt, in dem die rechte Seite der Figur ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Magnetstruktur der hier beschriebenen Art und die linke Seite ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der in F i g. 1 dargestellten bekannten Magnetstruktur ist,

Fig. 16 und 17 einen Querschnitt von zwei weiteren bevorzugten Ausführungsbeispielen von Magnetstrukturen der hier beschriebenen Art, wobei jeweils die linke und rechte Seite der Figur separate Ausfuhrungsbeispiele darstellen,

Fig. 18 den typischen Verlauf einer Strom-Spannungs-Kennlinie einer Zerstäubungskathode mit Magnetverstärkung, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist,

Fig. 19 eine Strom-Spannungs-Kennlinienfamilie entsprechend der in F i g. 18 über einen Druckbereich, Fig.20 ein Schaubild von Stro^wellenformen, die

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Targets über eine möglichst große Oberflg-.he desselben zu erreichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Mittel gelöst

Dadurch läßt sich vorteilhafterweise der Magnetfluß unterhalb der Zerstäubungsfläche gezielt so führen, daß er unter einem besonders günstigen Winkel aus der Zerstäubungsfläche austritt und daher die gewünschte Parallelausrichtung der oberhalb der Zerstäubungsfläche verlaufenden Feldlinien auf relativ große Zerstäubungsflächen ausgedehnt wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter vergleichenden Hinweisen auf bekannte Vorrichtungen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt und

F i g. 2 eine perspektivische Teilansicht einer bekannten ebenen Zerstäubungsvorrichtung mit magnetischer Verstärkung

Fig.3 einen Querschnitt einer weiteren bekannten Zerstäubungsvorrichtung,

Fig.4 ist ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer magnetischen Struktur für eine Zerstäubungsvorrichtung der hier beschriebenen Art zur Erläuterung cies Funktionsyrinzipes,

F i g. 5 einen Querschnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Magnetstruktur der hier beschriebenen Art,

F i g. 6 eine perspektivische Ansicht eines gestapelten flexiblen magnetisierten Bandes zur Ausführung der Magnetstrdktur in F i g. 5,

F i g. 7 und 8 Aufsichten auf gestapelte Magnetstrukturen zur Darstellung verschiedener Ausführungen der Ecken,

F i g. 9 und 10 Querschnitte durch zwe> weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele von Magnetstrukturen der hier beschriebenen Art,

Fig. 11 schematisches Ausführungsbeispiel für eine Magnetstruktur für kleine Kathoden der hier beschriebenen Art,

Fig. 12 einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Magnetstruktur für kleine Kathoden,

Fig. 13 einen Querschnitt eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Magnetstruktur der hier beschriebenen Art,

Fig. 21 eine Strom-Spannungs-Kennlinienfamilie über einen Druckbereich, die typisch für Magnetstruktüren gemäß den Fig. 15 bis 17 ist,

F i g. 22 den Verlauf mehrerer Spannungswellenformen, die im Bereich der Null-Impedanz der Kennlinien in Fig.21 auftreten,

Fig.23 ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem in F i g. 13, wobei auf der linken Seite der Figur eine Feldformung mit einem Nebenschlußblech und auf der rechten Seite das Feld ohne ein Nebenschlußblech dargestellt ist,

Fig. 24 einen Querschnitt durch zwei weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele von Magnetstrukturen der hier beschriebenen Art, wobei auf der linken und rechten Seite jeweils separate Ausführungsbeispiele dargestellt sind,

Fig. 25 einen Querschnitt durch zwei weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele von Magnetstrukiuren der hier beschriebenen Art, wobei die linke und rechte Seite jev eils Modifikationen der linken bzw. rechten Seite in F i g. 24 sind,

F i g. 26, 27 und 28 jeweils einen Querschnitt von weiteren bevorzugten Ausführungsbeispielen von Magnetstrukturen der hier beschriebenen Art, wobei in allen Figuren jeweils die linke und rechte Seite ein eigenes Ausführungsbeispiel zeigen,

Fig. 29 ein Diagramm der Magnetfiußverteilung für die Ausführungsbeispiele gemäß F i g. 28,

Fig. 30 einen schematischen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiet der beschriebenen Zerstäubungsvorrichtung, das für dickere, in Industrieanwendungen bent't'g'.e Zerstäubungstargets geeignet ist,
F i g. 31 schematisch einen Querschnitt aurch ein Ausführungsbeispiel dzr beschriebenen Zerstäubungsvorrichtung zur magnetischen Verschiebung eines Plasma; über einer Zerstpubungsfläche.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Querschnitt bzw. eine perspektivische Ansicht einer bekannten ebenen Zerstäubungsvorrichtung mit magnetischer Verstärkung (Magnetronzerstäubungsvorrichtung) dargstelli, die einen inneren Magneten 10 und einen äuße.-en Magneten 12 aufweist, die üblicherweise jeweils aus mehreren Abschnitten aufgebaut sind und die durch eine Eisenpolplatte 14 im Nebenschluß überbrückt sind. Oberhalb der Magnetstruktur ist eine Zerstäubungskathode bzw. ein Target 16 angeordnet (in F i g. 2 nicht gezeigt). Die ma-

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gnetischen Kraftlinien verlaufen wie in Fig. 1 dargestellt, und zwar treten sie aus der Kathode 16 aus und kehren durch diese zurück; eine solche Vorrichtung ist etwa in der US-PS 38 78 085 beschrieben, wo die magnetischen Kraftlinien ebenfalls in die Kathodenoberfläche eindringen und von dieser ausgehen.

Zwischen einer Ringanode 17, die in einem gewissen Abstand um die Kathode 16 gelegt ist (wobei auch die Behälterwand als Anode dienen kann), und dem Target wird ein elektrisches Feld erzeugt, wodurch aus der Ka- <hode Elektronen herausgezogen werden. Aufgrund des Verlaufs der magnetischen Kraftlinien, der in der Figur nur angenähert dargestellt ist, konzentrieren sich die herausgezogenen Elektronen hauptsächlich in den mit A bezeichneten Bereichen, wo die Kraftlinien etwa parallel zur oberen Oberfläche des Target 16 sind. Dort ionisieren die Elektronen Gasteilchen, welche danach in Richtung auf das Target beschleunigt werden und aus dem Targetmaterial Atome herausschlagen können. Das herausgeschlagene, zerstäubte Targetmateriai schlägt sich dann als filmartige Beschichtung auf ein zu beschichtendes Objekt. Wenn man annimmt, daß das zu beschichtende Objekt Streifenform hat oder auf einen Streifen montiert ist, der in Richtung des Pfeiles in F i g. 2 bev/egt wird, so wird das Objekt gleichmäßig beschichtet, wobei der Streifen nicht so breit wie die Länge der Zerstäubungsvorrichtung ist. Sobald die Ionisierungselektronen aus dem Target herausgezogen sind, legen sie lange Wege zurück, da sie in einer durch den inneren und äußeren Magneten 10 bzw. 12 bestimmten geschlossenen Schleife zirkulieren, wobei die Schleife oberhalb des Target 16 liegt. Auf diese Weise können die Elektronen die Gasteilchen ionisieren. Da jedoch die meisten Ionisierungselektronen in den Bereichen A konzentriert sind, werden auch die ionisierten Gasteilchen die Kathode hauptsächlich in den Bereichen A' erodieren bzw. zerstäuben. Solch ungleichmäßige Zerstäubung des Target ist nicht erwünscht, da die verwendeten Targetmaterialien meistens extrem rein und dementsprechend sehr teuer sind.

In F i g. 3 ist eine weitere bekannte Zerstäubungsvorrichtung gezeigt; hier werden parallele Magnete 18 und 20 mit Polstücken 22 und 24 verwendet. Eine solche Ausbildung ist in ihrer Funktion gleich der in F i g. 1 und 2 und ebenfalls mit deren Problemen behaftet.

In Fig.4 ist eine magnetische Struktur mit einer Flachspule 26 dargestellt, die in einem Versuch getestet wurde, um einen magnetischen Fluß zu erreichen, der gleichmäßiger parallel zu der Oberfläche des Targets 16 verläuft als ein solcher, der bei einer Vorrichtung gemäß der F i g. 1 erzielt wird. Wie oben in bezug zu der F i g. 1 erläutert, wird die Kathode bzw. das Target hauptsächlich dort zersetzt, wo die Feldlinien etwa parallel zu der Kathodenoberfläche sind, d. h. in den Regionen A'. Die Fläche der Kathode, über der die Feldlinien parallel sind, ist jedoch nur klein; hierdurch wird die Kathode nicht wirtschaftlich ausgenutzt.

Eine Vorrichtung gemäß der F i g. 4 erzeugte bereits einen gewünschten annähernd parallelen Feldverlauf, wobei in der Figur die Darstellung nur angenähert ist, jedoch sind die für einen ausreichenden magnetischen Fluß notwendigen Amperewindungen sehr hoch und liegen typisch über 100 Gauß in einer Höhe von 123 mm oberhalb der Spule. Bei dieser Ausführungsform ist zwar bereits das Prinzip der beschriebenen Zer- stäubungsvorrichtung benutzt jedoch sind vorteilhaftere Ausführungsbeispiele möglich.

In den F i g. 5 und 6 ist eine Vorrichtung mit Permanentmagneten dargestellt, die in der Funktion der Vorrichtung gemäß F i g. 2 ähnelt; das dargestellte Magnetfeld ist wiederum angenähert. Die Vorrichtung weist mehrere Magnetelemente 28 in Form flexibler magnetischer Bänder auf, die konzentrisch angeordnet bzw. gestapelt sind, um so eine in F i g. 6 gezeigte Flachspule zu bilden. Jede ringförmige Windung der Spule weist einen Bandstreifen auf, wobei die Enden der Streifen aneinander anstoßen, wie dies mit der Bezugsziffer 30 für den äußeren Ring dargestellt ist. In der Gesamtheit sind magnetische Bandstreifen einem massiven Magneten äquivalent, wobei die Richtungen des Magnetflusses in jedem Magnet in der Fi g. 5 durch Pfeile dargestellt sind und die Nord- und Südpole dieses »massiven« Magneten wie dargestellt liegen; selbstverständlich sind die gezeigten Polaritäten nur beispielhaft und können v/enn gewünscht auch umgekehrt werden. Anstatt konzentrische oder gestapelte Bandstreifen wie beim Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 5 und 6 zu verwenden, kann auch ein einzelner Streifen eng gewunden werden, um so eine spiralförmige Form zu bilden, die ebenfalls sehr wirksam ist. Typisch sind die flexiblen magnetischen Bandstreifen aus mit Ferriten imprägnierten Gummistreifen hergestellt, die 1,6 bzw. 3,2 mm dick sind. Anstelle von Bandstreifen können auch Ferritblockmagnete mit einer typischen Dicke von ca. 4,8 mm verwendet werden, um eine Vorrichtung entsprechend der F i g. 6 zu konstruieren.

Zerstkabungskathoden mit einer magnetischen Verstärkung durch die Magnetstrukturen der hier beschriebenen Art weisen bessere Eigenschaften als solche mit einer herkömmlichen magnetischen Verstärkung gemäß F i g. 1 auf. Durch sie wird ein extrem dichtes Plasma erzeugt, ferner wird das Target besser als bisher ausgenutzt, und außerdem ist der Wirkungsgrad höher als bisher. Hierzu werden keine Polstücke verwendet, außerdem können sie billiger hergestellt werden und haben eine höhere durchschnittliche Lebensdauer.

Die aufgerollt gestapelten Magnetanordnungen unterscheiden sich von herkömmlichen Magnetanordnungen darin, daß sie, wie oben erläutert, einen festen, einheitlichen Magneten darstellen anstelle von verschiedenen Einzelmagneten, die magnetisch zusammengesetzt sind über die Polstücke bzw. Polplatten. Die Ausbildung der zugeordneten Kathoden ist eng an diese Magnetform angelehnt, und zwar speziell an den Ecken 34, die in den Fig.7 und 8 dargestellt sind. Ein homogener Feldverlauf an den Ecken kann durch Spaltzwischenräume zwischen den einzelnen Lagen der Magnete aus Gummistreifen in den Ecken gestört werden. Versucht man, einen Magneten aus Streifen möglichst genau in Form eines Rechteckes an der Außenseite zu wickeln, wobei dann an den Ecken zwischen den einzelnen Streifen Magnetmaterial 36 eingefüllt werden muß (vergleiche F i g. 7) und wodurch eine stark abgeflachte Ellipse in der innersten Windung erzielt wird, so wird eine wesentlich unergiebigere Kathode erzielt als eine, die gemäß F i g. 8 in Form einer enggewundenen abgeflachten Ellipse gewickelt ist

Wenn die Gummimagnetstreifen gestapelt und gerollt werden, treten neue Faktoren auf. Wie bereits angedeutet kann eine Homogenität des Feldes an den Ecken erreicht werden, so daß an diesen Stellen im Plasma keine Verluste auftreten, wie dieses mit gestapelten in einem Winkel angeordneten oder rechteckigen Eckstücken auftritt Der elektrische Wirkungsgrad der Kathode, d. h. die Zerstäubungsmenge pro Watt-Sekunde aufgenommener Leistung, wird höher. Gegenüber her-

kömmlichen Zerstäubungskathoden ist der Wirkungsgrad etwa 1,5- bis 3mal so hoch. Außerdem wird eine wesentlich größere Stabilität gegenüber hohen Spannungen und Strömen und gegenüber sehr niedriger Inertgasdrücken erzielt. Der Betrieb mit maximaler Leistung wird bei einem Druck erreicht, der lOmal niedriger als üblich ist.

Die von diesen Kathoden erreichte Ausgangsleistung bei ep?em Argongasdruck vom 0,266 Pa oder sogar weniger übersteigt die zunächst in Versuchen beobachtete Grenze. Aufgrund von Beschränkungen der Kapazität der Energiequelle und P'ifgrund von Schwierigkeiten hinsichtlich der Kühlung des Targtls konnten die äußersten Grenzen der Energieabgabe mittels der magnetischen Struktur noch nicht bestimmt werden. Auf jeden Fall konnte in Versuchen eine zwei- bis vierfach so hohe Energieabgabe gegenüber bekannten Kathoden erreicht werden, ohne daß ein Bruch in der Strom-Spannungskennlinie beobachtet wurde. Mit dem verwende-Ipn flexiblen Mngnptmnterinl können mich vipIp Strukturen erzeugt werden, die sonst nur schwierig und teuer hergestellt werden können. Sogar die in Fig. 1 dargestellte Art einer Magnetstruktur kann bessere Eigenschaften aufweisen, indem die Ecken ineinander geschachtelt werden, um so eine Feldhomogenität zu erzielen, wenn Gummimagnetstreifen verwendet werden. Die Feidhomogenitäi an den Ecken kann auch durch permeable Metallblätter zwischen einzelnen Lagen von Blöcken oder Streifen in den Eckenregionen erzielt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fi g. 5 wird trot ■ allem das Target noch nicht gleichmäßig ausgenutzt. Wo die Flußlinien auf das Target gegenüber dem Lot in einem Winkel von 45^Λ oder mehr auftreffen, wird das Target nicht erodiert. Für die Gebiete an den Außenkanten kann allerdings keine sichere Vorhersage gemacht werden, da hier die Zentrifugalkraft den Einfluß des Eintrittswinkels zu übervviegen scheint. Ein Winkel von 90° ist ein sicherer Wert: jedoch ist es auch möglich, Klemmringe und Fallen zu entwickeln, durch die an jedem gewünschten Punkt eine Erosion verhindert werden kann, wie dies weiter unten erläutert wird. Der Mangel an Erosion in dem Targetzentrum ist hierbei von besonderer Wichtigkeit, da die meisten Targets sehr teuer sind. Es ist demnach von großer Wichtigkeit, die tatsächlich erodierten Gebiete in dieser Region zu vergrößern, bevor andere Punkte des restlichen Targets erodiert sind. Dementsprechend wird bevorzugt eine magnetische Struktur gemäß der F i g. 9 verwendet, bei der die Magnete 28 aus der in F i g. 5 gezeigten Lotrichtung herausgeschwenkt sind. Der Winkel der Magnete in bezug zu der senkrechten Richtung liegt im Bereich von 40 bis 60°; bei bevorzugten Ausführungsformen beträgt dieser Winkel 50 bis 55°. Eine bestimmte Ausrichtung der Magnete, um so das Erosionsmuster zu beeinflussen und zu ändern, wird erleichtert, wenn ein flexibles Magnetsystem der hier beschriebenen Art verwendet wird. Wenn die Magnete gegenüber der Senkrechten geneigt werden, kann beobachtet werden, daß das Plasma bis zu einem Winkel von 40° kaum beeinflußt wird. Bei etwa diesem Winkelwert, der u. a. von der Geometrie und der Feldstärke abhängt, wird eine besondere magnetische, verschmolzene Glockenstruktur um die Mittellinie des Targets ausgebildet, wobei die Darstellung angenähert ist Es bildet sich hierbei quasi nur eine einzelne senkrechte Flußlinie aus. wo sonst derartige Flußlinien in einem Bereich um 1,2 bis 2,5 cm oder mehr um die Mittellinie auftreten. Diese Flußlinien

zweigen von der Mittellinie mit Winkeln von 45° oder weniger ab. Das Ergebnis ist ein besonderer Plasmafluß, wobei die Gegenströme des Plasmas die Mittellinie des Magnetflusses überlagern, wodurch eine Erosion des Targets um das Zentrum bewirkt wird. Auf diese Weise wird die Einheitlichkeit der Targeterosion z. B. gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 5 wesentlich verbessert. Obwohl die Magnete 28 in dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 9 eine Polarisation längs ihrer schmalen Seiten aufweisen, können sie selbstverständlich auch in Längsrichtung polarisiert sein, d. h. in Richtung AB in Fig. 9.

In F i g. 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Merkmale gemäß den Beispielen in den Fig. 5 und 9 kombiniert sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Stärke des Magnetfeldes oberhalb der Kathode 16 durch senkrecht ausgerichtete Magnete 28' verstärkt, wohingegen die Erosion des Targetzentrums durch angestellte Magnete 28" verstärkt ist.

2Q Wpnn 7 R Hip KathnHp p\x\p Ausdchnun⁰ von 1Ox 12 cm hat, so erstrecken sich die Magnete 28" auf einer Seite der Kathode über eine Breite von 1,2 bis 1,9 cm und die Magnete 28' über einen Bereich von 2.5 cm. Um eine gleichmäßige einheitlich feste Struktur zu erhalten, wird zwischen den senkrecht ausgerichteten Magneten 28' und den angestellten Magneten 28" ein im Querschnitt keilförmiges Einsatzstück 31 aus magnetisch permeablen Material eingesetzt. Wie bereits oben erwähnt, können auch Klemmringe vorgesehen werden, um an den Außenrändern des Targets Erosion zu stoppen. Ein solcher Ring ist mit der Bezugsziffer 32 in F i g. 10 gezeigt, wobei die Flußlinien senkrecht zu der Oberfläche des Klemmringes verlaufen. Außerdem können solche Klemmringe dazu verwendet werden, die Kathode gemäß der Fig. 10 innerhalb der Bedampfungsanordnung zu positionieren.

Es wurde außerdem versucht, sehr kleine Strukturen für Zerstäubungskathoden entsprechend denen gemäß der F i g. 1 zu konstruieren. Es wurde gefunden, daß bei Durchmessern von weniger als 3,8 cm die Zerstäubungskathoden nicht funktionsfähig sind, da mit ihnen kein stabiles magnetisch verstärktes Plasma aufrechterhalten werden kann. Bei genügend hohen Spannungen arbeiteten sie wie Zerstäubungsdioden, wobei ihr Verhalten und ihre Eigenschaften unabhängig davon waren, ob Magnete vorhanden oder nicht vorhanden waren. Eine solche Struktur ist in Fig. 11 gezeigt, wobei diese der in Fig. 1 dargestellten entspricht; jedoch sind die Entfernungen zwischen den Magneten wesentlich verringen worden, um so eine kleine Zerstäubungsanordnung zu erzielen, wobei dann die Kathode einen Durchmesser von typisch 2.5 cm oder weniger aufweist. Solche kleinen Vorrichtungen sind für viele Anwendungen nützlich.

Es wird vermutet, daß das Problem der Erosion des Zentrums des Targets und das sehr kleiner Targets direkt zusammenhängen. Der Radius der Krümmung entlang des Plasmaweges kann ebenso ein Problem bilden. Die Elektronen, die um sehr enge Kurven wandern, müssen mit sehr starken Magnetfeldern gehalten werden, damit sie nicht durch Zentrifugalkräfte von der Kathode fortgerissen werden. Eine Kathode mit einem Durchmesser von etwa 2^> cm wie in F i g. 11 kann unter Verwendung von sehr starken Ferritmagneten hergestellt werden, obwohl selbstverständlich die Kathode gemäß der Fig. 11 auch eine längliche Gestalt anstelle einer kreisförmigen Gestalt haben kann, wenn dies gewünscht wird. Unter den meisten Bedingungen wird dies

nicht zu einer magnetisch verstärkten Arbeitsweise führen. Mit einer Darstellung durch Eisenpfeilspäne kann eine Angabe über die Lage der Feldlinien gemacht und eine Erklärung gegeben werden. Der glockenförmige Einfangsdom ist sehr schmal und durch seltsam geformte Kraftlinien, die von der äußeren Hälfte des Ringmagneten ausgehen, nach unten gedrückt. Indem der mittlere Magnet stärker gemacht wird, kann der Dom nach oben gedrückt werden, wobei dann jedoch die stärksten zur Zeit auf dem Markt erhältlichen Ferritmagnete verwendet werden müssen. Der Dom soll die Targetoberfläche etwa in einem Bereich bis mindestens etwa 0,9 cm freihalten, damit die Magnetstruktur wirksam wird. Durch die quadrupolartige Form des Feldes oberhalb dem Magneten ist der Dom sehr eng begrenzt.

Offenbar sind bei kleinen Kathodenstrukturen gemäß der Fig. 11 im wesentlichen die quadrupolartigen Kraftlinien ähnlich wie bei den zentrumsorientierten Ausführungsformen gemäß den F i g. 9 und 10 mit angestellten Moneten. Sobald das kleine Kathodenfeld verringert wird oder die Kathodenausmaße vergrößert werden, ist der Quadrupoleffekt nicht mehr nachweisbar. Es sind auch andere Magnetstrukturen denkbar, um die quadrupolartigen Feldlinien entsprechend den Fig.9 und 11 zu verwirklichen. Ein Beispiel für eine solche Struktur ist in Fig. 12 dargestellt, wobei diese auch speziell anwendbar für kleine Kathoden entweder kreisförmiger oder länglicher Gestalt ist. Die Magnetstruktur weist ein Paar im Querschnitt C-förmiger Magnete 40 und 42 mit entgegengesetzter Polarität gemäß Fig. 12 auf, wobei diese Polarität wenn gewünscht auch umgedreht werden kann. Ein Polstück 44 verbindet die beiden unteren Arme und in diesem Ausführungsbeispiel die beiden Südpole der Magnete 40 und 42. Ein Zentrumsmagnet 46 ist zwischen den Magneten 40 und 42 angeordnet, wobei die Polarität dessen oberen Poles entgegengesetzt dessen der oberen Arme der C-Magnete sind. Der Zentrumsmagnet 46 kann auch von dem Polstück 44 ausgehen, wenn dies gewünscht ist.

Bei Magnetstrukturen gemäß der Fig. 1 wird allgemein angestrebt, daß die Fläche der äußeren Pole etwa gleich der der inneren Polfläche ist. Bei den Magnetstrukturen gemäß den F:g. 9, 10 und 11 ist diese Erkenntnis verletzt und verlassen worden. Bei den angestellten Magneten gemäß den Ausführungsformen in Fig.9 und 10 erstrecken sich die Feldlinien von den Außenrändern aufwärts, wobei der Rückweg geschlossen ist und im Zentrumsbereich nach unten gedrückt ist. Bei der kleineren Magnetstruktur gemäß F i g. 11 sind die äußeren gegenüber den inneren Polflächen in einem Verhältnis von ungefähr 10 zu 1. Die Ergebnisse sind bei beiden Ausführungsformen gleich.

Wird ein Stahlpolstück in das Zentrum und/oder um die Außenränder der Kathode gebracht, so hat dies fast keinen Effekt auf den Betrieb der Kathoden. Die einzigen Effekte sind fast gänzlich verursacht durch den Formfaktor aufgrund der Stapelung. Dieser Formfaktor kann sogar, allerdings bei einigem Flußverlust, noch weiter durch die Verwendung von dünnen magnetischen Nebenschlußblechen verbessert werden, wie dieses in Fig. 13 dargestellt ist, wo dünne Stahlnebenschlußbleche außerhalb direkten magnetischen Kontakts mit den Magnetrandoberflächen vorgesehen sind. Das Niveau der Feldstärke in Gauß parallel zu der Targetoberfläche — wobei eine Anordnung von 5 mm oberhalb der Magnetoberfläche günstig ist — ist in Fig. 14 einmal mit und einmal ohne das Nebenschlußblech gezeigt. Hat dieses Nebenschiußblech eine zweck-

mäßige Dicke, und zwar typisch zwischen 0,12 und 0,4 mm, und eine entsprechende Breite, so wird hierdurch das Gebiet der maximalen Erosion beträchtlich erweitert. Ein starkes Nebenschlußblech zerstört diesen Bereich.

Ebenso kann durch eine Modifikation der Querschnittstiefe der Magneten die Form der Gaußkurve parallel zur Oberfläche günstig beeinflußt werden und damit auch die Erosionsfläche die in F i g. 4 mit »at« bezeichnet ist. Es gibt ferner offensichtlich viele Wege, um mit den gestapelten und gerollten parallelen und angestellten Magnetstrukturen die Targetausnutzung und andere Betriebskriterien zu beeinflussen. Kombinationen dieser Möglichkeiten sind ebenfalls nützlich.

Beim Stand der Technik für magnetisch verstärkte Zerstäubungsrichtungen ist bisher regelmäßig behauptet worden, daß es notwendig sei, einen kontinuierlichen Verlauf eines Kraftlinienfeldes vorzusehen, um eine signifikante Plasmavcrstärkung zu erzielen, wobei diese Schleife wie oben erläutert, in dem Ausführungsbeispie! gemäß der Fig. 1 oberhalb der Kathode 16 und dann zwischen dem inneren Magneten 10 und dem äußeren Magneten 12 verläuft. Mit flexiblen Magnetstreifen kann gezeigt werden, daß einzelne sehr wirkungsvolle Ausbildungen erzielt werden können, die im Widerspruch hierzu stehen. Tatsächlich werden unüblich breite und gleichförmige Zerstäubungsflächen in Fällen erreicht, wo absichtlich von der »Rennbahn«-Art dieses Musters abgegangen wird. Indem lange Gummimagnetstreifen in einer Dicke von 25,4 mm gestapelt werden, können sie gefaltet, gewunden und verdreht werden, so daß Konfigurationen entstehen, bei denen die Enden der Streifen nicht aneinander stoßen. Besonders wirkungsvoll ist eine Konfiguration, wo ein Ende unter 90° auf eine Seitenfläche trifft. Bei einer solchen Verschneidung bei selbstverständlich korrekten Polaritäten, bildet das Plasma einen 90°-Winkel, der ganz in die Ecke hereinreicht, und verteilt sich von dort auf die volle Breite der 45°-Grenzen des Feldlinienmusters. Dieser weite Plasmaverlauf scheint durch vorhandene Ecken zusammengedrückt zu werden, wie dieses aufgrund der Zentrifugalkraft und kontinuierlichen Beschleunigung in den Ecken vorausgesagt werden könnte. Solche Konfigurationen können zu erhöhter Targetausnutzung führen und zu Ausführungsformen, die vom Stand der Technik weit entfernt sind.

Im folgenden wird auf die Fig. 15, 16 und 17 hingewiesen, die jeweils Querschnitte von weiteren Ausführungsbeispielen sind, wobei diese bei extrem niedrigen Drücke stabil sind und eine /-Ε-Charakteristik aufweisen, die eine dynamische Impedanz von Null in einem vorbestimmten niedrigen Druckbereich aufweist. Fig. 15 ist eine Modifikation der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsform gemäß Fig. 1.

Der Teil auf der rechten Seite der angedeuteten Zentrumslinie in Fig. 15 entspricht dem Ausführungsbeispiel mit einer dynamischen Impedanz von Null, wohingegen die linke Seite einer Ausführung entspricht, die die übliche dynamische Sättigungsimpedanz aufweist,

d. h. eine positive Impedanz, wie dies weiter unten näher erläutert wird. Selbstverständlich wäre bei einem vollständigen Ausführungsbeispiel die linke Seite der Fig. 15 das Spiegelbild der rechten Seite. In Fig. 15 ist am Rand der magnetischen Struktur eine erste Gruppe von horizontal angeordneten magnetischen Streifen 50 t.uf einer zweiten Gruppe von ebenfalls horizontal angeordneten Streifen 52 vorgesehen, wobei die Streifen 52 breiter als die Streifen 50 sind. Im Zentrum der ma-

gr.siisitien Stiüktur ist eine dritte Gruppe horizontal ausgerichteter Strafen 54 auf einer vierten Gruppe von Streifen 56 angeordnet, wobei hier die Streifen 56 breiter als die Streifen 54 sind. Durch die Aufvveitung des Zentrumsmagneten an dessen Basis wird dap Feld oberhalb der Kathode 16 noch mehr parallel zu deren Oberfläche gemacht und näher an die Oberfläche der Kathode herangebracht, als dieses der Fall mit bekannten Kathoden gemäß F i g. 1 ist. Die aufgeweitete Basis des äußeren Magneten erleichtert den Rückweg der Kraftlinien, die aus der Basis des Zentrumsmagneten austreten. Dementsprechend ist auch die Fläche der Targeterosion bei dem Ausführungsbeispiel gcrr.?ß Fig. 15 in bezug zu derjenigen nach dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 erweitert. Statt gestapelter Bandstreifen wie in Fig. 15 kann auch eine feste Magnetstruktur wie in Fig. 1 für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15 oder den anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden, wobei für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15 die entsprechenden Basen der Magneten 10 und 12 verbreitert wären.

Die gesclrlderte Anordnung steht im Gegensatz zu dem linken Teil der Fig. 15, wo die Magnete 10 und 12 lediglich durch entsprechende Stapel horizontal ausgerichteter Streifen 58 und 60 ersetzt sind, wie in der Figur dargestellt. Um die hier angestrebten Vorteile zu erreichen, müssen die unteren Schichten der magnetischen Bandstreifen verbreitert werden, wie das in dem rechten Teil der Fig. 15dargestellt ist.

In den Fig. 16 und 17 sind vier weitere Ausführungsbeispiele dargestellt, mit denen ebenfalls eine dynamische Impedanz von Null erreicht werden kann. In Fig. 16 ist auf deren linken Seite ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem um das Zentrum angeordnete angestellte Bandstreifen 28" von einer Gruppe von horizontal ausgerichteten Streifen 62 umgeben ist. Um dieses Ausführungsbeispiel zu vervollständigen, müßte die rechte Seite der F i g. 1 ein Spiegelbild der linken Seite der Fig. 16 sein. Dieses erste Ausführungsbeispiel entspricht demnach demjenigen nach Fig. 10, wobei der Anstellwinkel der Wandstreifen 28" wiederum in den Bereich zwischen 40 und 60° fällt, der im Hinblick auf F i g. 9 erörtert worden ist.

Ferner kann auch ein Einsatzstück 31 verwendet werden, wenn dies gewünscht, obwohl dieses nicht notwendig ist, wenn zwischen den Kanten der Magneten 28" und der Magnete 62 ein guter Kontakt vorhanden ist. Die Flußrichtungen in den Magneten 28" und 62 sind jeweils durch Pfeile repräsentiert, wobei die Nord- und Südpole entsprechend dargestellt sind; selbstverständlich ist die Darstellung der Polaritäten in diesem Ausführungsbeispiel ebenso wie in den anderen Ausführungsbeispielen nur beispielhaft und kann wenn gewünscht auch umgedreht werden.

Der rechte Teil der Fig. 16 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel dar, mit dem eine dynamische Impedanz von Null erzielt werden kann, wobei hier die vertikal ausgerichteten Bandstreifen 28 denen der Fig.5 entsprechen; diese Streifen aird von horizontal ausgerichteten Streifen 62 umgeben. Um dieses Ausführungsbeispiel zu vervollständigen, müßte die linke Seite der F i g. 16 das Spiegelbild der rechten Seite sein.

Die linke Seite der Fig. 17 ist eine Modifikation des auf der linken Seite von Fig. 16 dargestellten Ausführungsbeispiels, wobei wiederum für das vollständige Ausführungsbeispiel die rechte Seite der Fig. 17 das Spiegelbild der linken Seile sein müßte. Die angestellten Magnete 28'" haben im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt, v/obei die Breite der Streifen bei A u;id B kleiner ist als bei C, wie dies in F i g. 17 dargestellt ist. Eine weitere Gruppe von vertikal ausgerichteten Streifen 64 ist zwischen horizontal ausgerichteten Streifen 62 und den angestellten Streifen 28'" angeordnet.

Der rechte Teil der Fig. 17 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel dar, wobei hier die angestellten Streifen 28" zwischen horizontal ausgerichteten Streifen 62 und vertikal ausgerichteten Streifen 66 angeordnet sind. Für das vollständige Ausführungsbeispiel müßte die linke Seite der F i g. 17 wiederum das Spiegelbild der rechten Seite sein.

Wie aus den F i g. 16 und 17 entnommen werden kann, ist ein gemeinsames Charakteristikum aller dieser Ausführungsbeispiele der äußere Ring von horizontal ausgerichteten Streifen 62 Der Außenrand der Streifen 62 ist hierbei ein wenig innerhalb des Außenrandes der Kathode 16 angeordnet, obwohl auch andere relative Verschiebungen zueinander erlaubt sind. Die Streifen 62 beeinflußt das Feld auf der anderen Seite des Targets 16 so, daß es im wesentlichen senkrecht an der Peripherie der Kathode 16 verläuft. Es wird angenommen, daß dieses Merkmal dazu dient, die vielen Vorteile in Verbindung nicht mit den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 16 und 17, sondern auch denen entsprechend der F i g. 15 zu erzielen. Eine erhöhte Feldstärke scheint jedoch nicht einen wesentlichen Faktor beizutragen. Diese Vorteile werden im folgenden in bezug auf die F i g. 21 und 22 näher erläutert. Jedoch sollen zuvor gewisse Eigenschaften herkömmlicher Magnetrons in bezug auf die Fig. 18 bis 20 näher diskutiert werden. Magnetisch verstärkte Zerstäubungskathoden wie diese gemäß Fig. 1 zeigen typisch eine Strom-Spannungs-Charakteristik wie die in Fig. 18 dargestellte. Die Kathodenreaktionsimpedanz Z kann definiert werden als Delta E zu Delta / bei jedem Punkt entlang der Kennlinie. Diese Impedanz nimmt üblicherweise einen konstanten Wert über einen Strom von mehreren Ampere ein. Die Startspannung £o kann definiert werden als der Schnittpunkt des extrapolierten geraden Teiles der Stromspannungskennlinie mit der Leerlaufspannungsgerade.

!n Fig. 19 ist für bekannte Magnetrons eine Kennlinienfamilie für verschiedene Drücke dargestellt. Die Reaktionsimpedanz Zp, die für einen bestimmten Druck konstant ist, ändert sich typisch in Abhängigkeit von dem Druck und wird bei niedrigen Drücken größen Die Kennlinienkurven knicken bei hohen Leistungen ab. wenn der Druck verringert wird. Dies ist eine Funktion der magnetischen Qualität, und zwar sowohl hinsichtlich der Feldstärke und der Winkelintegrität. Bei einer guten magnetischen Struktur beginnt ein Abbruch derKennlinie etwa bei der Kennlinie für einen Druck von 0,266 Pa. Derartige Kathoden können teilweise auch mit Drücken bis zu 0,133 Pa betrieben werden, jedoch wird das Zünden hier schwierig, und die Entladung setzt manchmal aus. Die Kennlinien für noch geringere Drücke schwenken um bzw. sind bis zu einer Sättigung gekrümmt.
Die Stromwellenform nimmt einen sehr unerwarteten Verlauf, wie dieses in Fig.20 dagestellt ist. Die Form der Stromspitzen bei kleiner Leistung ist eine Funktion der Dreiphasenleistung. Wenn jedoch die Spannung einen kritischen Wert überschreitet, der von vielen Faktoren abhängt, fäüt der Strom auf einen sehr niedrigen Wert, und zwar typisch auf einen kleinen Bruchteil eines Ampere. Dies entspricht wahrscheinlich der Eigenemission von der Targetoberfläche. Der Mechanismus dieses Stromverlustes ist noch nirht ςτοΙίΡΓ hekannt ie-

doch erfolgt während dieser Periode kein Zerstäuben. Sobald die Spannung unterhalb diesen kridschen Wert abfällt, beginnt der Strom erneut zu steigen und folgt der Wellenform wie zuvor.

Kennlinien, die für die neue Kathodenmagnetstruktur gemäß den Fig. ?5, 16 und 17 typisch sind, sind in F i g. 21 dargestellt. Hier werden einige verschiedene interessante Unterschiede deutlich. Die Kennlinie ist bis zu extrem geringen Drücken stabil. Ein Faktor von zehnmai kleineren Druckwerten liegt im Bereich der Praxis. Dies hat viele bedeutende Vorteile. So ist die Haftung hierbei besser, und auch die Entfernung zwischen Target und Substrat wird ein unkritischerer Faktor. Gute Haftung ist bei ca. 45 mm erzielt worden. Der erweiterte Druckbereich ermöglicht auch, den Druck mit einer lonisations-Vakuummeßröhre zu messen und zu steuern anstatt mit einem herkömmlichen Thermokreuz. Hierbei ist die Empfindlichkeit und auch die Wiederholbarkeit besser; des weiteren ist die AnsprechempPndiichkeit schneller. Zusätzlich können verschiedene Pumpsysteme, die nur schematisch mit der Bezugsziffer 68 in Fig. 16 angedeutet sind, unter Argondruck ohne Zwischenschalten einer Drossel bzw. einer Druckbegrenzung bei diesen niedrigen Drücken arbeiten. Die höhere Pumpgeschwindigkeit ergibt auch eine bessere Entfernung von Unreinheiten und ermöglicht eine einfachere Systemkonzeption. Außerdem wird das Argon oder ein anderes Inertgas nur in beschränktem Umfange in der Beschichtung eingefangen. Wegen dem Abfall der Größenordnung des Betriebsargondruckes im Gegensatz zu konventionellen Magnetrons, sollte auch dieser Einfangprozeß entsprechend verringert werden. Dieses Einfangen ist sogar tatsächlich noch geringer als vermutet, und zwar wegen der erhöhten Teilchenenergie für die Beschichtung aufgrund der geringeren Kollir/onen auf ihrem Weg. Wie oben erläutert, wird aufgrund des gleichen Mechanismus auch die Haftung verbessert. Auch die Betriebsgeschwindigkeit kann, wie im nachfolgenden erläutert wird, wesentlich verbessert werden, wobei ein Faktor von vier gegenüber konventionellen Betriebsgeschwindigkeiten durchaus durchführbar erscheint. Bei dieser neuen Betriebsart kann ferner auch festgestellt werden, daß die Erosionsfläche sich über den Mittelpunkt des Targets erstreckt, wodurch die Erosionsfläche des Targets vergrößert wird. Dieser Anteil um das Zentrum ist zwar geringer als in dem Hauptring, jedoch wird hierdurch eine bedeutende Verbesserung erreicht.

Ferner kann festgestellt werden, daß die Impedanz Z₁, mit Magnetstrukturen gemäß den Fig. 15, 16 und 17 nahezu konstant verläuft, und zwar unabhängig von dem Druck über einen weiten Druckbereich. Hieraus kann vermutet werden, daß der Mechanismus der Kathodenreaktion über diesen Bereich sich nicht ändert. Die Änderung der Leerlaufspannung Eq bei einer Verdopplung des Druckes ist konstant und liegt bei etwa 30 Volt über einen weiten Druckbereich. Unter einem Druck von etwa 0.066 Pa ist keine Änderung der Spannung £0 zu bemerken, so daß die Kennlinie für 0.0266 Pa direkt auf der Kennlinie von 0.0532 Pa liegt, wie dies durch die Kurve A in Fig.21 dargestellt ist. Bei einem Druck von etwa 0,024 Pa tritt ein neuer Effekt in der Kennlinie auf. Die Kennlinie biegt hierbei nach oben ab, d. h. im Gegensatz zu einer Sättigung. Auf diese Weise wird die Kennlinie vertikal, d.h. Z_p=0. Die Kennlinie geht nicht in einen Bogen über, dadurch, daß die kritische Spannung zur Aufrechterhaltung dieser Reaktion mit niedriger Impedanz nötig ist. Es wird vermutet, daß bei der kritischen Spannung ein Zustand erreicht wird, bei dem die Reaktion so viel Plasma erzeugt, wie verwendet wird. Aus diesem Grunde ist hiermit auch kein Spannungsabfall verbunden, und ein neues Erfordernis für die Energiezufuhr wird die Stromregelung, während die kritische Spannung gehalten wird. Ein Betrieb ist bis zu einem Druck von 0,0093 Pa erreicht worden, jedoch werden annehmbare Ströme bei diesen Druckwerten zur Zeit noch durch starke Oszillationen in Strom und Spannung blockiert. Der Wellenverlauf der Spannung ist in Fig.22 dargestellt, sobald der Übergang der Kennlinie in den Teil mit der Impedanz Null erfolgt

Ein wichtiges Merkmal der neuen Kathodenstrukturen gemäß den Fig. 15, 16 und 17 ist eine sehr hohe Zerstäubungsrate. Diese Raten sind bei allen Leistungsniveaus um 50 bis 100% verstärkt. Bei der Betriebsweise mit Null-Impedanz werden diese Raten weiter bis zu einem Wert von 400% der konventionellen Rate bei gleichem Leistungsniveau verstärkt. In dem Bereich niedrigen Drucks scheint das Plasma auch noch eine größere Diffusität einzunehmen, was in einer besseren Targetausnutzung resultiert.

In den Fig. 13 und 14 ist das eiserne Nebenschlußblech als ein Mittel zur Feldformung verwendet. Dieser magnetische Leiter bildet ein Medium, durch das einige der Feldlinien von einer Spule 28 aus magnetischem Quellenmaterial kurzgeschlossen werden, wie dieses in Fig. 23 dargestellt ist, wobei die linke Seite der Figur annähernd die Feldverformung darstellt, die mit einem Nebenschlußblech 38 auftritt, während die rechte Seite die Feldform ohne ein derartiges Nebenschlußblech darstellt. Wie ersichtlich werden einige der restlichen Feldlinien durch den Nebenschluß gebeugt bzw. abgelenkt, wobei sie in eine niedrigere und dementsprechend zu der Targetoberfläche mehr parallele Position oberhalb des Targets gebracht werden: hierdurch wird die Fiasmaschicht verstärkt und einheitlicher in dem Zerstäubungsprozeß gestaltet. Da jedoch das Nebenschlußblech 38 einige der Feldlinien oberhalb des Targets abzieht, werden vorzugsweise Mittel verwendet, mit denen ebenfalls die Abflachung des Feldes erreicht werden kann, mit denen jedoch die Flußdichte nicht wesentlich verringert wird.

Es sind viele Ausbildungen von magnetischen Strukturen vorhanden, mit denen ein gewisser Grad von Formung des Feldes erzielt werden kann, z. B. die in den F i g. 24 bei A und B gezeigten. Senkrecht zu den Stapeln von Magnetelementen 28 sind hier dargestellt, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bei A ein Ferritblockmagnet 70 verwendet wird und bei B ein Stapel 72 aus ferritimprägnierten Gummistreifen. Der Blockmagnet 70 sollte genügend stark sein, so daß er durch die Magnetelemente 28 nicht entmagnetisiert wird. Typisch für geeignete Blockmagnete sind Ferritmagnete mit Ausmaßen von 0,6 χ 2,5 cm. Die ferritimprägnierten Streifen des Stapels 72 können von der gleichen Art wie die Magnetelemente 28 sein. Geeignete Streifen sind hier etwa 1.27 cm breit. Der Magnet 70 und der Stapel 72 ziehen die Kraftlinien herab, die von dem Zentrum des Grundstapels der Elemente 28 ausgehen, wie bei B in F i g. 24 dargestellt. Hierdurch kann die benötigte 45°-Beziehung zwischen den Feldlinien und der Targetoberfläche, wie oben beschrieben, sehr nah am Zentrum der Magnetanordnung eingerichtet werden. Die Magnete 70 und 72 sind effektiver als die Kanten der Einzelmagnete 28 in dem Grundstapel aufgrund ihres Ausrichtungswinkels und der größeren Breite eines einzelnen Poles.

Die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig.5 und 24 sind ähnlich, wobei jedoch der Hauptunterschied in dem Vorhandensein der Magnete 70 und 72 liegt Das Grundstapel 78 der Fig.5 richtet einen inneren Fluß ein, der im wesentlichen parallel zu der unteren Oberfläche des Targets ist Wenn eine relativ breite Kathode 16 verwendet wird, so ist die Feldstärke und die Parallelität in bezug zu dem Target so gut, daß eine gleichmäßige Targeterosion und die weiteren oben beschriebenen Vorteile erzielt werden. Wenn jedoch die Kathodengröße auf etwa 11,4 cm oder weniger reduziert wird, wobei dieser Wert der Durchmesser eines kreisförmigen Targets oder die Breite von Cbis D eines rechteckigen oder länglichen Targets wie in F i g. 5 ist, so wird das von der magnetischen Struktur gemäß F i g. 5 produzierte Feld nicht so parallel zur Targetoberfläche sein wie gewünscht, wobei dann die Erosion ebenfalls nicht so gleichförmig ist. Da jedoch die in der Praxis verwendeten Targetgrößen in der Gegend von 12 cm oder weniger liegen, wird die Magnetstruktur gemäß der Fig.5 so modifiziert, daß das Feld in gewünschter Weise, d. h. parallel zum Target, geformt wird. Solche Modifikationen werden durch die Ablenkungsvorrichtungen 38, 70 und 72 für das magnetische Feld der Ausführungsbeispiele in den F i g. 23 und 24 wie oben erwähnt bewirkt. Die mit B in Fig.24 dargestellte Ausführung kann ebenfalls eine bedeutende Rolle bei der Formung des Feldes in der Gegend der Ecken usw. spielen.

Wenn die Magnete 70 und 72 in Fi g. 24 verwendet werden, so wird ein Teil des von dem Stapel von MagRetelementen 28 erzeugten Grundfeldes so versetzt, daß kein Anteil in der Grundrichtung durch die senkrechten Deflektoren 70 und 72 erzeugt wird. In Fällen, wo ds·» maximale Grundfeld benötigt wird, ist es vorteilhaft, die Quelle für das Grundfeld 28 unterhalb den Ablenkungsmagneten fortzuführen, wie dieses in Fig.25 bei den Bezügsziffern 71 und 73 gezeigt ist. Hierdurch wird de;· volle Serienmagnet für das Grundparallelfeld erreicht.

Die Magnete 70, 72, 70' und 72' sollen zur Maximierung der Targetausnutzung in dessen Zentrum dienen. Wenn die äußeren Magnetstapel, so die Magnete 62 in den Fig. 16 und 17, dazu verwendet werden, einen scharf definierten äußeren Rand für die Erosion des Targets zu bilden, so werden vorzugsweise ebenfalls äußere Deflektoren 70" und 77." verwendet, die ebenfalls in Fig.26 dargestellt sind. Alle Prinzipien, die auf den inneren Satz von Magnetelementen 70, 72, 70' und 72' Anwendung finden, gelten auch zu den äußeren Magnetelementen 70" und 72". Hierdurch wird eine gleichmäßige Erosion sowohl zum Zentrum und gegen den Außenrand des Targets 16 erstreckt, wobei dann noch weitere Deflektoren zusätzlich zu den Magnetelementen 70, 72, 70' und 72' verwendet werden können, wenn dies gewünscht wird.

Es ist ebenfalls, wie in Fig. 27 dargestellt, möglich, parallele Magnetelemente 74 u. d 76 zu verwenden. Einige Aspekte der Kriterien für deren Ausbildung sind kritischer als für senkrechte Typen gemäß den Fig. 24 bis 26. Im Prinzip ähneln diese Magnetelemente dem Nebenschlußsystem in Fig. U, jedoch sind sie wirkungsvoller.

Die Ausführungsformen gemäß den Fig.24 bis 27 haben eine hohe Leistung, obwohl sie für einige übliche Zerstäubungsvorrichtungen wohl sehr kostspielig sind. In den Fällen, in denen eine geringe Leistung bei den geringsten Drücken erforderlich ist, können die Magnetelemente 70,72,70', 72', 72", 74 und 76 der Ausführungsbeispiele gemäß den F i g. 24 bis 27 fortgelassen werden. Dies ist in F i g. 28 dargestellt, bei der die linke Seite dem mit B bezeichneten Ausführungsbeispiel in Fig.24 mit einem äußeren senkrechten Ring 62 entspricht, wohingegen die rechte Seite der Figur ein Ausführungsbeispiel mit einem offenen Schlitz 78 zeigt der dem magnetischen Stapel 72 entspricht; der Schlitz hat üblicherweise eine Tiefe von etwa 1,2 cm. Dies letztere Ausführungsbeispiel ist hinsichtlich der Optimierung

ίο der Targetausnutzung unkritischer gegenüber Druckeinflüssen als die Ausführungen in den F i g. 24 bis 27, obwohl hier ein geringer Abfall der Leistungs-Zerstäubungseffektivität vorhanden ist
Die Anordnung des Schlitzes bzw. Spaltes 28 steuert die Form des oberhalb gelegenen parallelen Feldes oberhalb des Magneten 28, wie dieses die Lage des Ringmagneten 72 tut; dis ist in F i g. 29 dargestellt, in der die linke und rechte Seite den AusführungsL"-ispieIen auf der linken bzw. rechten Seite in F i g. 28 entsprechen.

Bei dem Ausführungsbeispiel A in F i g. 28 ist die optimale Lage des Ringes 72 so, daß die Stapel bzw. Ringmagnete 28 auf entgegengesetzten Seiten etwa in ihrer Länge entlang einer Linie von dem Zentrum zum Rand der Magnetstruktur gleich sind, während in dem Ausführungsbeispiel B in F i g. 28 das Stapel bzw. der Ring 28 auf der Innenseite des Schlitzes 78 am besten etwa zweimal so lang wie das Stapel bzw. der Ring 28 am Außenrand des Schlitzes ist.

Der Schlitz 78 braucht den Stapel von Magnetelementen 28 nicht vollständig zu unterbrechen; auch eine Teilunterbrechung in einer Art analog dem Ausführungsbeispiel in Fig. 25 ist möglich. Außerdem können zwei oder mehr vollständige oder Teilschlitze in einer Art analog zu F i g. 26 vorgesehen werden.

Anstelle des Ringes 72 kann in dem Schlitz bzw. den Schlitzen 78 auch ein Eisenring oder ein Ring aus nichtmagnetischem Material, z. B. Plastik oder Kupfer angeordnet sein (hier nicht gezeigt), wobei typisch die Schlitzbreite kleiner wird, wenn in ihr ein nichtmagnetischer Ring enthalten ist. Ein Eisenring in dem Schlitz bietet einen gewissen Vorteil gegenüber einem offenen Schlitz 78, wie dieses in F i g. 29, B dargestellt ist. Zudem wird mit einem Eisenring geringfügig mehr Leistung auf die äußeren Ringe der Magnetstruktur übertragen als mit einem offenen Schlitz.

Indem die Anzahl der Feldlinien erhöht wird, die einen Winkel von 45° oder weniger im Zentrum des Targets haben, genügen die Magnetstrukturen der hier beschriebenen Art einer ersten Bedingung, um eine im wesentlichen gleichmäßige Erosion des /argets 16 zu erreichen. Eine zweite Bedingung für die Erosion besteht darin, daß die magnetische Feldstärke etwa parallel zu der Targetouerfläche in einer Höhe von mindestens 9,5 mm oberhalb der Targetoberfläche mindestens 80Gauß betragen sollte. Speziell sollten diese beiden Bedingungen, nämlich a) Feldlinien mit einem Winkel von 45° oder weniger in bezug zum Target und b) eine Stärke des Parallelfeldes von 80Gauß in einer Höhe von wenigstens 9.5 mm oberhalb dem Target, gemeinsam über einen möglichst großen Teil der Targetoberflache erfüllt sein, um so eine gleichmaßige Targeterosion zu erhalten. Die verschiedenen Ausführungsformen genügen den obigen Bedingungen mit unterschiedlichem Erfolg, wobei die Ausführungsformen A und B in Fig.25 und die Form A in Fig.26 die zur Zeit bestwirkenden scheinen; selbstverständlich sind auch die Ausführungsformen in Fig.25 mit einem äußeren senkrechten Stapel 62 ebenso wie die Ausführungsformen

mit Schlitzen (offen oder nicht) gemäß der F i g. 28, B für viele übliche Zerstäubungsvorrichtungen mit Erfolg anzuwenden.

In Fig.30 ist ein schematisches Ausführungsbeispiel für ein Zerstäubungstarget mit einer Größe von etwa 25,4 mm dargestellt Mit den bei den bisherigen Ausführungsbeispielen für die Magnetkonstruktion verwendeten Materialien und speziell den ferritimprägnierten Plastik- oder Gummimaterialien können die meisten der oben erläuterten Ausführungsformen mit Targets mit einer Dicke bis zu 12,7 mm betrieben werden. Für die meisten Anwendungen ist dieses ausreichend. In größeren industriellen Beschichtungsarbeiten, so z. B. in der Glasindustrie, bei Autoteilen, Plastikfilmen und so fort sind die Kosten für Ausfallzeiten durch den Wechsel des Targets bereits genügend groß, daß Targets von 25,4 mm Dicke gewünscht werden.

Um ein dickeres Target zu erodieren, müssen die Felder oberhalb der Targetoberfläche in einer Höhe von mindestens 9,5 mm bei Stärken oberhalb von 80 Gauß möglichst paraücd sein, ebenso wie für die Ausführungsbeispiele mit dünneren Targets, die oben diskutiert worden sind. Kraftfelder dieser Größenordnung durch die größere Targetdicke erfordern auch stärkere Magnete, obwohl sonst die gleichen Prinzipien zur Anwendung kommen. Es wurde beobachtet, daß duch einen zusätzlichen Magneten 90 senkrecht zu dem Target 16 in dessen Zentrum die Feldstärke in der genannten Höhe parallel zu der Targetoberfläche signifikant erhöht werden kann. Gleichzeitig wird hierdurch der Zentrumsbereich erweitert, in den die Feldlinien in das Target unter einem Winkel grc ""er als 45° eintreten. Hierdurch wird wieder der Anteil der Tareetflächs\ die zerstäubt werden kann, verringert und dadurch auch die Zerstäubungswirkung der Entladungsleistu¹:!? reduziert. So ist der Versuch, dicke Targets zum Zerstäuben zu vewenden, ein Kompromiß, bei dem ein Parameter gegenüber dem anderen eingetauscht wird.

In Fig.31 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Breite und die Gleichmäßigkeit der Erosionsfläehe auf magnetisch verstärkten Zerstäubungskathoden vergrößert werden kann. Wegen der hohen Spannungen an der Kathodenstruktur ist es wünschenswert, daß hier nur ein Minimum einer komplexen Betriebsstruktur vorhanden ist. Die Weite und Form der Erosionsgebiete sind eine Funktion der Form des Magnetfeldes und der Magnetstärke ebenso wie die Lage des Feldes relativ zu der Targetoberfläche. Diese Parameter können gleichzeitig ohne mechanischen Eingriff variiert werden, indem die oben beschriebenen Ausführungsformen mit einem relativ kleinem Elektromagnet 94 kombiniert werden, mit dem lediglich eine Änderung in dem Gesamtfeld vorgenommen wird. Ein solcher Elektromagnet 94 sollte nur mit Vorsicht bei Magnetsystemen aus dem Magnetwerkstoff Alnico verwendet werden, da deren Magnetstärke verringert werden kann, wenn die Feldmodifikation zu stark ist. In Fig. 31 ist ein Querschnitt eines Magnetsystems mit Gummibändern 28 und 62 mit einem zusätzlichen Elekromagnet 94 dargestellt. Das Magnetfeld an den beiden Kontaktflächen zwisehen den festen Magneten 28 und dem Stahlrahmen 96 bzw. 98 ist jeweils gleich. Auf diese Weise wird der Effekt auf dieses feste Feld nur sehr gering sein. Wenn durch eine Elektromagnetspule 92 Strom geführt wird, so werden an den Schenkeln 96 und 98 des Rahmens zwei verschiedene magnetische Polaritäten erzeugt. Hierdurch wird das Feldgleichgewicht gestört, und die mechanische Lage des Zentrums des Magnetsystems mit dem Magnetfeld wird verschoben. In der Mittellinie des Feldes auf dem Target wird dann nur eine verhältnismäßig geringe Erosion auftreten. Wenn diese Linie verschoben wird, so kann dadurch eine vestärkte Erosion um das Zentrum des Targets erzielt werden, wodurch der Anteil der Auswertung des Targets signifikant erhöht wird. Wird der Elektromagnet mit Wechselstrom betrieben, so oszilliert das Zentrum automatisch um eine Mittellage herum. Bei einer korrekten Auslegung der Spule kann ein Festspannungstransformator zum Treiben der Spule verwendet werden. Vorzugsweise sollte die Wellenform des Ausgangssignals rechteckig bzw. quadratisch sein und die Frequenz um 60 Hz liegen, obwohl auch ein breiterer Frequenzbereich verwendet werden kann.

Wie oben erwähnt, kann die beschriebene Zerstäubungsvorrichtung mit hohen Spannungen und Strömen bei geringen Drücken betrieben werden. Infolge können auch Verunreinigungen oder dergleichen schnell abgepumpt werden, so daß dadurch noch eine bessere Zerstäubungsrate erzielbar ist. Beim Betrieb der Zerstäubungsvorrichiungen ist ferner der hohe Anteil von zirkulatorischen Halleffektströmen im Hinblick auf den Entladungsstrom zwischen der Anode und der Kathode beobachtet worden. Der zirkulatorische Halleffektstrom resultiert von der geschlossenen Piasmaschleife, die z.B. durch die Magnetstruktur gemäß Fig.6 er zeugt wird, wobei sicir die Plasmaschleife über die Zerstäubungsoberfläche in einer bekannten Art erstreckt, wie sie z. B. in dem vorerwähnten US-Patent 38 78 085 beschrieben ist. Der Zirkulationsstrom zirkuliert um die Plasmaschleife und rührt in erster Linie von den beweglicheren ionisierenden Elektronen her. Somit ist der hier erzielbare hohe Zirkulationsstrom ein Anzeichen für die Gegenwart einer hohen Anzahl von ionisierenden Elektroden, wodurch wiederum hohe Zerstäubungsraten bei geringen Drücken erzielt werden.

Der Entladungsstrom zwischen der Anode und der Kathode ist der, der in üblicher Weise über den externen Stromkreis, der zwischen diesen beiden ^plektroden angeordnet ist, fließt. Es sind Zirkulationsstrome beobachtet worden, die fünf- bis einhundertmal größer als der Entladungsstrom sind. Die Magnetfeldstärke, die durch den Zirkulationsstrom erzielt wird, ist der von der Magnetstruktur erzeugten Feldstärke etwa gleich, was ein weiteres Anzeichen für die Größe dieses Stromes ist. Es scheint ferner, daß das von dem Zirkulationsstrom erzeugte Magnetfeld das in einer geschlossenen Schleife verlaufende Plasma zu einer dünnen intensiven bandartigen Fläche zusammendrückt, obwohl bisher noch nicht nachgewiesen werden konnte, welchen Umfang dieser Pincheffekt erreicht. Dieser Effekt könnte zu dem Merkmal der hohen Zerstäubungsraten bei geringen Drücken beitragen, obwohl durch eine spezielle Theorie der Betriebsweise keine Beschränkung beabsichtigt ist.

Es wird vermutet, daß verschiedene Faktoren und Kombinationen dieser Faktoren zu den oben erwähnten verbesserten Eigenschaften von Zerstäubungsvorrichtungen der hier beschriebenen Art beitragen. Ein Faktor liegt darin, daß die Erosion des Targets über deren Fläche verstärkt wird, d. h. in Richtung der durch die verschiedenen Ausführungen erzeugten Feldlinien über den Bereich des Targets. Im Idealfall entspricht die Größe des gleichförmigen Targeterosionsbereich die Größe des oben erwähnten in einer geschlossenen Schleife verlaufenden Plasmaverlaufs. Zusätzlich zu der Gleichförmigkeit der Targeterosion über die Breite des geschlossenen Verlaufs ist auch die Gleichförmigkeit des Ma-

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gnetfeldes um diesen geschlossenen Verlauf wünschenswert, und zwar einschließlich der nicht linearen gekrümmten oder über 90° Winkel verlaufenden Teile. Noch ein weiterer Faktor liegt in der Aufrechterhaltung eines ausreichend starken magnetischen Feldes über das Target, um so Elektronen einzufangen. Ein weiterer Faktor ist die Begrenzung des Plasmas auf das Gebiet der geschlossenen Schleife, wo die Magnetfeldlinien durch die Targetschicht von Zerstäubungsmaterial greifen oder nicht, während sie aus der Magnetstruktur heraustreten oder in diese zurücklaufen.

Verschiedene Eigenschaften der oben beschriebenen Magnetstrukturen dienen ferner ü<*-'u, die unterschiedlichen Faktoren oder Kombinationen aus diesen zu verbessern. Wenn eine gute Parallelität der Magnetfeldlinien in bezug zu der Zerstäubungsoberfläche angestrebt wird, so ist die Ausführungsform gemäß der Fig.5 für größere Targets geeignet, obwohl auch die anderen Ausführungsformen hierzu verwendet werden können. Für kleinere üblichere Targets werden Feldablenkvorrichtungen bevorzugt verwendet, wie sie im Hinblick auf die Fig. 13 und 23 bis 28 beschrieben worden sind.

Um das Plasma auf das Gebiet einer geschlossenen Schleife zu begrenzen und dadurch Erosion außerhalb des Randes des Targets oder der Kathode zu vermeiden, kann ein Magnet 62 wie in den F i g. 15 bis 17,26 bis 28, 30 und 31 verwendet werden. Bei dem obigen Ausführungsbeispiel liegt der Südpol z. B. des Magneten 62 dem des Magneten 28 direkt gegenüber. Dieie direkte Nebeneinanderlage der gleichartigen Pole ist ein weiterer Faktor, um die Feldlinien am Rand des Plasmabereiches parallel zu halten, wobei an diesem Punkt die Feldlinien im weentlichen senkrecht durch den Rand des Targets verlaufen, wodurch hier die Erosion weiterhin begrenzt wird. Im Idealfall sollten die Feldlinien etwa rechtwinklig über der Zerstäubur.gsoberfläche verlaufen, im Gegensatz zu in Bogen verlaufenden Linien; die angegebenen Möglichkeiten der Feldformung können so verwendet werden, daß dieser Idealfall zwar mit unterschiedlicliem Erfolg jedoch sehr gut angenähert wird, wobei gleichzeitig eine ausreichende Feldstärke über dem Target erzielt wird.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Zerstäubungsvorrichtung mit magnetischer Verstärkung durch eine Permanentmagnetanordnung, die auf der von der Zerstäubungsfläche eines Targets abgewandten Seite dieses Targets angeordnet ist und ein Magnetfeld erzeugt, dessen Kraftlinien oberhalb dsr Zerstäubungsfläche verlaufen und diese durchdringen, mit einer Kathode, die zumin- to dest teilweise von der Zerstäubungsfläche gebildet ist, und mit einer von der Kathode im Abstand angeordneten Anode zum Erzeugen eines elektrischen Feldes, wobei Maßnahmen getroffen sind, die einen flachen Verlauf der Magnetlinien über der Zerstäubungsfläche des Targets bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetanordnung aus einer Anzahl von einzelnen, aneinandergefügten Magnetelementen (28, 28', 28"; 28'"; 62; 70, 71, 72, 73) gebildet ist, deren Orientierung und Anordnung relaltiv zueinander so gewählt ist, daß die Kraftlinien des Magnetfeldes sowohl im Inneren der Magnetanordnung als auch über einem großen Teil der Zerstäubungsfläche des Targets (16) im wesentlichen parallel zu dieser verlaufen.

2. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aro Außenrand der Zerstäubungsfläche des Targets (16) ein Klemmring (32) angeordnet ist, durch den die Magnetfeldlinien etwa senkrecht zu dem Rand der Zerstäubungsfläche gerichtet werden.

3. Zerstäub Jngsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daRdie Mehrzahl der die Zerstäubungsfläche des Targets (16) schneidenden Magnetfeldlinien diese Zsrstä'.'bungsfläche unter Winkeln von 45° oder weniger scnneiden.

4. Zerstäubungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungsfläche des Targets (16) außer an ihrem Rand auch in wenigstens einem weiteren Flächenbereich von den Magnetfeldlinien geschnitten wird.

5. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Zerstäubungsfläche des Targets nahezu eben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Flächenbereich der Zerstäubungsfläche im Zentrum derselben liegt.

6. Zerstäubungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetelemente (28") einer ersten Gruppe eine geneigt zur Zerstäubungsfläche des Targets (16) verlaufende Polungsrichtung und die Magnetelemente (28') einer zweiten Gruppe eine zur Zerstäubungsfläche parallel verlaufende Polungsrichtung aufweisen.

7. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gruppe von Magnetelementen (28') am Rand der ersten Gruppe von Magnetelementen (28") anliegt.

8. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe von Magnetelementen (28") zwischen den einander zugekehrten Enden der zweiten Gruppe von Magnetelementen (28') angeordnet ist.

9. Zerstäubungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfluß in einer ersten Gruppe von Magnetelementen (28) senkrecht zu dem Magnetfluß in einer zweiten Gruppe von Magnetelementen (62,72) ist.

10. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gruppe von Magnetelementen (62) neben einem der Pole der ersten Gruppe von Magnetelementen (28) angeordnet ist

11. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfluß einer ersten Gruppe von Magnetelementen (28) sich zwischen zwei Polen weiterer Gruppen von Magnetelementen (72,62) erstreckt und daß ein Pol dei ersten Gruppe neben zumindest einem Pol gleicher Polarität einer weiteren Gruppe angeordnet ist

12. Zerstäubungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Magnetelementen (28) eine geschlossene Schleife für den Magnetlinienverlauf bildet

13. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese Gruppe von Magneteiementen (28) innerhalb einer weiteren Gruppe von Magnetelementen (62) angeordnet ist

14. Zerstäubungsvorichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Targets (16) mindestens 2,5 cm beträgt.

15. Zerstäubungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetflußrichtung in einer ersten Gruppe von Magnetelementen (28) parallel, jedoch entgegengerichtet zu der in eine; zweiten Gruppe von Magnetelementen ist

16. Zerstäubungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Gruppen von Magnetelementen (28) ein Schütz (78) angeordnet ist

17. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schlitz (78) magnetisch permeables Material angeordnet ist.

18. Zerstäuoungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schlitz (78) ein elektrisch-isolierendes Material angeordnet ist.

19. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (32) eine zu der Zerstäubungsfläche des Targets (16) geneigte Oberfläche aufweist.

20. Zerstäubungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetelemente (28; 28', 28"; 28'"; 62; 70; 71; 72; 73) aus einem flexiblen Material bestehen.

21. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetelemente (28; 28'; 28"; 28'"; 62; 70; 71; 72; 73) aus mehreren Schichten eines magnetisierten Bandes gebildet sind.

22. Zerstäubungsvorrichtung nch Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten aus magnetisiertem Band in Form einer geschlossenen Schleife (34) ausgebildet sind.

23. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Schleifenform der Schichten durch einen in einer Spirale gewickelten einzigen Streifen eines magnetisierten Bandes hergestellt ist.

24. Zerstäubungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten aus ma· gnetisiertem Band in einer geschlossenen Schleifenform konzentrisch zueinander angeordnet sind.