JPH0697155A - 金属酸化物層を形成する方法、そのための真空処理装置および少なくとも１つの金属酸化物層をコーティングされた部品 - Google Patents
金属酸化物層を形成する方法、そのための真空処理装置および少なくとも１つの金属酸化物層をコーティングされた部品Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は基板上に最大で選択的にイオンを透
過する金属酸化物層を形成する方法、そのための真空処
理装置および少なくとも１つの金属酸化物層を有する部
品に関し、金属酸化物層を工業的に製造することがで
き、微細な裂け目や障害箇所がなく十分な付着強度が得
られように改良することを目的とする。 【構成】 基板上に最大で所定種類のイオンに選択的に
導通する金属酸化物層を形成する方法において、真空室
が少なくともＨＶ（高真空）の圧力領域に排気され、金
属がその中で基板における遊離された金属粒子の運動エ
ネルギが最大で１０ｅＶであるように遊離され、酸素が
室内へ装入され、単位時間当り装入される酸素量の単位
時間当り遊離される金属量に対する比が基板上に設定可
能な酸化度で金属酸化物が形成されるように選択され、
基板温度が９００℃より低く維持されるように構成す
る。
過する金属酸化物層を形成する方法、そのための真空処
理装置および少なくとも１つの金属酸化物層を有する部
品に関し、金属酸化物層を工業的に製造することがで
き、微細な裂け目や障害箇所がなく十分な付着強度が得
られように改良することを目的とする。 【構成】 基板上に最大で所定種類のイオンに選択的に
導通する金属酸化物層を形成する方法において、真空室
が少なくともＨＶ（高真空）の圧力領域に排気され、金
属がその中で基板における遊離された金属粒子の運動エ
ネルギが最大で１０ｅＶであるように遊離され、酸素が
室内へ装入され、単位時間当り装入される酸素量の単位
時間当り遊離される金属量に対する比が基板上に設定可
能な酸化度で金属酸化物が形成されるように選択され、
基板温度が９００℃より低く維持されるように構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は基板上に最大で選択的に
イオンを透過する金属酸化物層を形成する方法、前記方
法を実施する真空処理装置および少なくとも１つの金属
酸化物層を有する部品に関するものである。ここで「金
属酸化物」という概念は半導体の酸化物も指すものであ
る。
イオンを透過する金属酸化物層を形成する方法、前記方
法を実施する真空処理装置および少なくとも１つの金属
酸化物層を有する部品に関するものである。ここで「金
属酸化物」という概念は半導体の酸化物も指すものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の金属酸化物層は多数の目的に使
用されることが知られている。完全性を要求しなけれ
ば、−導電層間を電気的に絶縁する誘電体として、−薄
膜コンデンサ内の誘電体として、−例えば集積スイッチ
回路をカプセル化するための保護層として、−ジョセフ
スン効果による急速スイッチを形成するために超伝導体
間の絶縁体として（Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ、”Ｔｈｅ Ｓ
ｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ”、１９８８年オックスフォード
大学出版）、−太陽電池における層構造内に、−光学素
子における層構造内に、−固体電解質としての特性によ
って、ガスセンサとして、−ＥＭＫ測定を行うための電
気化学的半電池において、特にｐＨ測定にも、その場合
に電界効果トランジスタ、いわゆるＩＳＦＥＴのゲート
層としてなど、イオン感度を有する半電池素子などに
も、使用される。
用されることが知られている。完全性を要求しなけれ
ば、−導電層間を電気的に絶縁する誘電体として、−薄
膜コンデンサ内の誘電体として、−例えば集積スイッチ
回路をカプセル化するための保護層として、−ジョセフ
スン効果による急速スイッチを形成するために超伝導体
間の絶縁体として（Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ、”Ｔｈｅ Ｓ
ｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ”、１９８８年オックスフォード
大学出版）、−太陽電池における層構造内に、−光学素
子における層構造内に、−固体電解質としての特性によ
って、ガスセンサとして、−ＥＭＫ測定を行うための電
気化学的半電池において、特にｐＨ測定にも、その場合
に電界効果トランジスタ、いわゆるＩＳＦＥＴのゲート
層としてなど、イオン感度を有する半電池素子などに
も、使用される。
【０００３】このような使用においては基本的な要請
は、層内に微細な裂け目が存在しないことである。この
種の微細な裂け目はすべての場合において酸化物層の機
能を無効にする可能性がある。すなわち、例えばｐＨセ
ンサ層として使用した場合に、この種の微細な裂け目に
よって層が短絡される。上述のすべての使用における他
の重要な要求は、特に熱的応力の視点の元でも、基板上
に良好に付着すること、並びに障害箇所ないし異物捕獲
がないことである。
は、層内に微細な裂け目が存在しないことである。この
種の微細な裂け目はすべての場合において酸化物層の機
能を無効にする可能性がある。すなわち、例えばｐＨセ
ンサ層として使用した場合に、この種の微細な裂け目に
よって層が短絡される。上述のすべての使用における他
の重要な要求は、特に熱的応力の視点の元でも、基板上
に良好に付着すること、並びに障害箇所ないし異物捕獲
がないことである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の金属酸化物層を工業的に製造することができ、その場
合に微細な裂け目、障害箇所がないことおよび付着強度
に関する上述の要請を満足させることのできる冒頭で挙
げた種類の方法と、上述の層を製造することのできる真
空処理装置と、上述の要請を満たす工業的に製造された
部品を提案することである。
の金属酸化物層を工業的に製造することができ、その場
合に微細な裂け目、障害箇所がないことおよび付着強度
に関する上述の要請を満足させることのできる冒頭で挙
げた種類の方法と、上述の層を製造することのできる真
空処理装置と、上述の要請を満たす工業的に製造された
部品を提案することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】上記の課題
は、請求項１の特徴部分に示す特徴を有する方法によっ
て解決される。その場合に次のように定義される。 −高真空領域は１０-3から１０-6ｍｂａｒの間であり、
−超高真空領域は、１０-6ｍｂａｒより下の圧力であ
る。
は、請求項１の特徴部分に示す特徴を有する方法によっ
て解決される。その場合に次のように定義される。 −高真空領域は１０-3から１０-6ｍｂａｒの間であり、
−超高真空領域は、１０-6ｍｂａｒより下の圧力であ
る。
【０００６】その他Ｍｅh Ｏk が所望の酸化段階の化学
量論式であり（例えばＳｉ1 Ｏ2 、Ｓｉ1 Ｏ1 ）、ｈと
ｋが正の整数であって、固体内の分子の平均的な実際比
が金属と酸素間でｈに規格化されてｈ／ｋ’で与えられ
る場合には、酸化度γはｋ’／ｋで与えられ、次のこと
が成立する。 − ｋ’／ｋ＝１の場合：酸化が飽和されている； − ｋ’／ｋ＞１の場合：酸化が過飽和である； − ｋ’／ｋ＜１の場合：酸化が不完全である。
量論式であり（例えばＳｉ1 Ｏ2 、Ｓｉ1 Ｏ1 ）、ｈと
ｋが正の整数であって、固体内の分子の平均的な実際比
が金属と酸素間でｈに規格化されてｈ／ｋ’で与えられ
る場合には、酸化度γはｋ’／ｋで与えられ、次のこと
が成立する。 − ｋ’／ｋ＝１の場合：酸化が飽和されている； − ｋ’／ｋ＞１の場合：酸化が過飽和である； − ｋ’／ｋ＜１の場合：酸化が不完全である。
【０００７】ＵＨＶ真空雰囲気内で酸化物層を形成する
ことについては、スイス、インターラーケン１９８８年
２月２９日から３月４日の、高温超伝導と材料および超
伝導のメカニズムに関する国際会議の報告から、論文
「超高真空プラントにおけるＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏフィル
ムの共蒸発（Ｃｏｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｙ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ ｆｉｌｍｓ ｉｎ ａｎ ｕｌｔａｒ
ｈｉｇｈ ｖａｃｕｕｍ ｐｌａｎｔ）、Ｊ．Ｅｄｌ
ｉｎｇｅｒ、Ｈ．Ｆｉｓｃｈｅｒ、Ｊ．Ａ．Ｋｏｐｒｉ
ｏ、Ｇ．Ｐｅｔｅｒ、Ｊ．Ｒａｍｍ、Ｂａｌｚｅｒｓ
ＡＧ、ＦＬ−９４９６ Ｂａｌｚｅｒｓを指摘してお
く。
ことについては、スイス、インターラーケン１９８８年
２月２９日から３月４日の、高温超伝導と材料および超
伝導のメカニズムに関する国際会議の報告から、論文
「超高真空プラントにおけるＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏフィル
ムの共蒸発（Ｃｏｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｙ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ ｆｉｌｍｓ ｉｎ ａｎ ｕｌｔａｒ
ｈｉｇｈ ｖａｃｕｕｍ ｐｌａｎｔ）、Ｊ．Ｅｄｌ
ｉｎｇｅｒ、Ｈ．Ｆｉｓｃｈｅｒ、Ｊ．Ａ．Ｋｏｐｒｉ
ｏ、Ｇ．Ｐｅｔｅｒ、Ｊ．Ｒａｍｍ、Ｂａｌｚｅｒｓ
ＡＧ、ＦＬ−９４９６ Ｂａｌｚｅｒｓを指摘してお
く。
【０００８】少なくともＨＶ圧力領域に初期排気するこ
とによって層内への誤捕獲割合が減少される。さらに、
基板における遊離された金属粒子の運動エネルギが最大
で１０ｅＶであるように金属が遊離されるという特徴
と、時間当り装入される酸素量と時間当り遊離される金
属量との比を、基板に設定可能な酸化度で金属酸化物が
形成されるように選択するという特徴を組み合わせるこ
とにより、かつさらに基板温度を９００℃の下に維持す
ることによって、正確に支配することのできるコーティ
ングプロセスが実現される。基板上に当接する金属粒子
のエネルギの上方を制限することによって、従来の努力
とは異なり、金属粒子源における金属粒子のわずかな遊
離度で、層が商業的、工業的に加工される。
とによって層内への誤捕獲割合が減少される。さらに、
基板における遊離された金属粒子の運動エネルギが最大
で１０ｅＶであるように金属が遊離されるという特徴
と、時間当り装入される酸素量と時間当り遊離される金
属量との比を、基板に設定可能な酸化度で金属酸化物が
形成されるように選択するという特徴を組み合わせるこ
とにより、かつさらに基板温度を９００℃の下に維持す
ることによって、正確に支配することのできるコーティ
ングプロセスが実現される。基板上に当接する金属粒子
のエネルギの上方を制限することによって、従来の努力
とは異なり、金属粒子源における金属粒子のわずかな遊
離度で、層が商業的、工業的に加工される。
【０００９】さらに形成された層の付着を最適なものに
するために、請求項２の文言に示すように行うことが提
案される。それによって、正確に制御して基板と層間の
所望の酸化度プロフィールが、最終的に所望の化学量論
で達成され、それによって例えば基板と層間に熱によっ
てもたらされる応力の吸収を裂け目の形成なしで最適化
することができる。
するために、請求項２の文言に示すように行うことが提
案される。それによって、正確に制御して基板と層間の
所望の酸化度プロフィールが、最終的に所望の化学量論
で達成され、それによって例えば基板と層間に熱によっ
てもたらされる応力の吸収を裂け目の形成なしで最適化
することができる。
【００１０】好ましくはさらに請求項３の文言に示すよ
うに、金属が真空室内へ遊離される。さらに請求項４の
文言に示すように行われ、それによって遊離率を正確に
案内することが可能になり、かつ上述の酸化度プロフィ
ールを、同時に供給される単位時間当りの酸素量に応じ
て、所定の目標プロフィールに従って正確に実現するこ
とが可能になる。
うに、金属が真空室内へ遊離される。さらに請求項４の
文言に示すように行われ、それによって遊離率を正確に
案内することが可能になり、かつ上述の酸化度プロフィ
ールを、同時に供給される単位時間当りの酸素量に応じ
て、所定の目標プロフィールに従って正確に実現するこ
とが可能になる。
【００１１】請求項５の文言によれば、それによってま
た、時間的および遊離面積にわたって平均された遊離さ
れる金属の率のドリフトを２０分で５％より小さく、好
ましくは１時間で０．５％より小さく維持することによ
って、支配している化学量論を変えずに、比較的厚い、
きわめて均質の層を形成することができる。遊離面積と
しては、コーティング時間内に金属粒子を放出する金属
粒子源の全面積と考えるべきである。 請求項６の文言
に示すように酸素と金属粒子を基板に同時に供給するこ
とによって、酸化物層が本来の位置に成長する。例えば
外気におけるアノード酸化あるいは電気化学的酸化の場
合などのような不働態効果はその場合には発生しない。
形成（堆積）プロセスは、酸化物の結合エネルギよりず
っと小さい、非常に小さい運動エネルギで行われるの
で、すでに形成されている酸化物の特性は後から堆積さ
れる粒子によって変化されない。
た、時間的および遊離面積にわたって平均された遊離さ
れる金属の率のドリフトを２０分で５％より小さく、好
ましくは１時間で０．５％より小さく維持することによ
って、支配している化学量論を変えずに、比較的厚い、
きわめて均質の層を形成することができる。遊離面積と
しては、コーティング時間内に金属粒子を放出する金属
粒子源の全面積と考えるべきである。 請求項６の文言
に示すように酸素と金属粒子を基板に同時に供給するこ
とによって、酸化物層が本来の位置に成長する。例えば
外気におけるアノード酸化あるいは電気化学的酸化の場
合などのような不働態効果はその場合には発生しない。
形成（堆積）プロセスは、酸化物の結合エネルギよりず
っと小さい、非常に小さい運動エネルギで行われるの
で、すでに形成されている酸化物の特性は後から堆積さ
れる粒子によって変化されない。
【００１２】本発明により提案されるプロセス全体はさ
らに幾つかのわずかなプロセスパラメータ、すなわちす
でに述べたように、金属の遊離率、さらに単位時間当り
装入される酸素の量およびさらに層を形成する基板の温
度など、を支配することによって支配される。好ましく
は請求項７の文言によれば、金属は蒸発によって遊離さ
れ、その場合に好ましくは、後述する方法で正確に支配
可能なプロセスである電子ビーム蒸発によって遊離され
る。
らに幾つかのわずかなプロセスパラメータ、すなわちす
でに述べたように、金属の遊離率、さらに単位時間当り
装入される酸素の量およびさらに層を形成する基板の温
度など、を支配することによって支配される。好ましく
は請求項７の文言によれば、金属は蒸発によって遊離さ
れ、その場合に好ましくは、後述する方法で正確に支配
可能なプロセスである電子ビーム蒸発によって遊離され
る。
【００１３】単位時間当りに遊離される金属量を正確に
監視するために、この金属量は好ましくは請求項８の文
言によれば、コーティングプロセスの間に測定される。
その場合に行われた測定から、基板上に時間平均で堆積
される金属率がどのようなものであるかについて重要な
データを得るために、請求項９の文言によれば、測定は
基板のコーティングすべき領域が遊離される金属のソー
スに向けられる空間角度領域で行われる。それによっ
て、測定箇所において検出される単位時間当りの金属量
と基板上に堆積される単位時間当りおよび単位面積当り
の金属量との間に比例がほぼ得られる。
監視するために、この金属量は好ましくは請求項８の文
言によれば、コーティングプロセスの間に測定される。
その場合に行われた測定から、基板上に時間平均で堆積
される金属率がどのようなものであるかについて重要な
データを得るために、請求項９の文言によれば、測定は
基板のコーティングすべき領域が遊離される金属のソー
スに向けられる空間角度領域で行われる。それによっ
て、測定箇所において検出される単位時間当りの金属量
と基板上に堆積される単位時間当りおよび単位面積当り
の金属量との間に比例がほぼ得られる。
【００１４】測定はさらに好ましくは請求項１０の文言
に示すように行われ、さらに請求項１１に示すように行
われる。それによって単位時間当りに供給される酸素量
が一定に維持されている場合には、形成される層におけ
る酸化率が制御され、ないしは制御して案内され、ある
いは単位時間当り供給される酸素量が一緒に調節される
場合には、共に調節される。
に示すように行われ、さらに請求項１１に示すように行
われる。それによって単位時間当りに供給される酸素量
が一定に維持されている場合には、形成される層におけ
る酸化率が制御され、ないしは制御して案内され、ある
いは単位時間当り供給される酸素量が一緒に調節される
場合には、共に調節される。
【００１５】さらに誤捕獲を最小にするために、請求項
１２の文言によれば、真空室がＵＨＶ圧力領域まで排気
されてから、コーティングプロセスが開始され、それに
よって残留ガスの影響が防止される。さらに残留ガスの
影響を受けずに金属酸化物層の本来の位置での成長をさ
らに改良するために、請求項１３の文言に示すようにす
ることが提案される。
１２の文言によれば、真空室がＵＨＶ圧力領域まで排気
されてから、コーティングプロセスが開始され、それに
よって残留ガスの影響が防止される。さらに残留ガスの
影響を受けずに金属酸化物層の本来の位置での成長をさ
らに改良するために、請求項１３の文言に示すようにす
ることが提案される。
【００１６】特に単位時間当りに金属源から遊離される
金属量を正確に制御するために、請求項１４の文言によ
り、好ましくはまた請求項１５の文言による率センサが
使用される。その場合に好ましくは選択された応答時間
≦１msecは特に、約１０ｅＶの上述の最大運動エネルギ
において電子ビーム蒸発された粒子が５０ｃｍの区間に
わたって、すなわちソースとソースに対して５０ｃｍの
距離で取り付けられたコーティングすべき基板との間の
区間にわたって飛翔する飛翔時間に相当する。
金属量を正確に制御するために、請求項１４の文言によ
り、好ましくはまた請求項１５の文言による率センサが
使用される。その場合に好ましくは選択された応答時間
≦１msecは特に、約１０ｅＶの上述の最大運動エネルギ
において電子ビーム蒸発された粒子が５０ｃｍの区間に
わたって、すなわちソースとソースに対して５０ｃｍの
距離で取り付けられたコーティングすべき基板との間の
区間にわたって飛翔する飛翔時間に相当する。
【００１７】さらに好ましくは遊離された金属の率を測
定する率センサは請求項１６の文言に示すように配置さ
れ、このことは好ましくは金属ソースおよび率センサ
と、酸素流入口および基板との間に圧力段階を設けるこ
とによって実現される。原則的には、請求項１７の文言
に示す本発明による方法の好ましい実施例において行わ
れる。
定する率センサは請求項１６の文言に示すように配置さ
れ、このことは好ましくは金属ソースおよび率センサ
と、酸素流入口および基板との間に圧力段階を設けるこ
とによって実現される。原則的には、請求項１７の文言
に示す本発明による方法の好ましい実施例において行わ
れる。
【００１８】その場合に好ましくは３つの変量、すなわ
ち単位時間当りの基板温度と単位時間当り装入される酸
素量あるいは遊離率のうち２つの変量がそれぞれ一定に
維持される。好ましくは所望の化学量論を有する層でコ
ーティングするまで、およびそのようにコーティングす
ることにより所望の酸化度プロフィールを形成する場合
に、基板温度および単位時間当りに供給される酸素量ま
たは単位時間当りに遊離される金属量が一定に維持さ
れ、同様に単位時間当り遊離される金属量あるいは供給
される酸素量が、請求項１８の文言に示すよう制御され
て案内される。
ち単位時間当りの基板温度と単位時間当り装入される酸
素量あるいは遊離率のうち２つの変量がそれぞれ一定に
維持される。好ましくは所望の化学量論を有する層でコ
ーティングするまで、およびそのようにコーティングす
ることにより所望の酸化度プロフィールを形成する場合
に、基板温度および単位時間当りに供給される酸素量ま
たは単位時間当りに遊離される金属量が一定に維持さ
れ、同様に単位時間当り遊離される金属量あるいは供給
される酸素量が、請求項１８の文言に示すよう制御され
て案内される。
【００１９】上述の金属酸化物層の多くの使用例におい
て、金属酸化物層は金属表面の片側あるいは両側に接す
るように形成することが必要であって、その場合に好ま
しくは金属としては、層の酸化物を形成するその金属が
選択される。すでに説明したように微細な裂け目の発生
の責任の一端を負うのは、本発明により形成された金属
酸化物層の基板上への、本実施例では少なくとも１つの
上述の金属表面への付着である。この付着は請求項１９
の文言に示す方法によって向上される。
て、金属酸化物層は金属表面の片側あるいは両側に接す
るように形成することが必要であって、その場合に好ま
しくは金属としては、層の酸化物を形成するその金属が
選択される。すでに説明したように微細な裂け目の発生
の責任の一端を負うのは、本発明により形成された金属
酸化物層の基板上への、本実施例では少なくとも１つの
上述の金属表面への付着である。この付着は請求項１９
の文言に示す方法によって向上される。
【００２０】請求項２０の文言に示すように、形成され
る層の酸化度は特に基板温度を一定に維持することによ
って、および単位時間当り装入される酸素量をより大き
な調節時間インターバルに調節することによって実施さ
れ、その場合により小さい調節時間間隔において遊離さ
れる金属量の率が調節される。このことは、遊離される
金属率の調節ステップと調節時間は、特に提案されてい
る後述する蒸発率制御の場合には、供給パイプなどによ
ってもたらされる反応慣性を考慮して、ガス供給制御の
調節時間よりもずっと細かく、ないしは短いからであ
る。
る層の酸化度は特に基板温度を一定に維持することによ
って、および単位時間当り装入される酸素量をより大き
な調節時間インターバルに調節することによって実施さ
れ、その場合により小さい調節時間間隔において遊離さ
れる金属量の率が調節される。このことは、遊離される
金属率の調節ステップと調節時間は、特に提案されてい
る後述する蒸発率制御の場合には、供給パイプなどによ
ってもたらされる反応慣性を考慮して、ガス供給制御の
調節時間よりもずっと細かく、ないしは短いからであ
る。
【００２１】請求項２１の文言によれば、酸素として励
起酸素が、オゾンおよび／または酸素モノマーおよび／
または電子的に励起された酸素あるいはイオンの形状で
使用される。その場合に請求項２２の文言によれば、励
起される酸素の運動エネルギは、酸化収率のみを高め、
その場合にまず基板に、そして層表面特性に定義されな
い影響がもたらされないようにするために、１０ｅＶよ
り大きくなってはならない。
起酸素が、オゾンおよび／または酸素モノマーおよび／
または電子的に励起された酸素あるいはイオンの形状で
使用される。その場合に請求項２２の文言によれば、励
起される酸素の運動エネルギは、酸化収率のみを高め、
その場合にまず基板に、そして層表面特性に定義されな
い影響がもたらされないようにするために、１０ｅＶよ
り大きくなってはならない。
【００２２】上述の方法を遂行する真空処理装置は請求
項２９の文言に従って形成され、この装置の好ましい実
施例は請求項３０から４６の少なくとも１項に従って形
成される。本発明による方法ないし本発明による真空処
理装置によって、予想しなかったわずかな傷もの率で本
発明によりコーティングされた部品を形成することがで
きる。それによって同時に請求項４６に示すように、酸
化度遷移プロフィールなしに少なくとも１つの金属酸化
物層でコーティングされた部品が形成され、それについ
ては少なくとも１５ｍｍ2 の個々の部品の面膨張が所定
である場合に、部品の少なくとも３０％、好ましくは少
なくとも４０％が所定のイオンに関して選択的に導通
し、従ってセンサとして使用することができる。しかし
これらの部品にさらに好ましくは連続的な酸化度を設け
る場合には、上述の収率が９０％以上になり、同時に例
えばセンサとして使用される部品の寿命が著しく向上す
る。
項２９の文言に従って形成され、この装置の好ましい実
施例は請求項３０から４６の少なくとも１項に従って形
成される。本発明による方法ないし本発明による真空処
理装置によって、予想しなかったわずかな傷もの率で本
発明によりコーティングされた部品を形成することがで
きる。それによって同時に請求項４６に示すように、酸
化度遷移プロフィールなしに少なくとも１つの金属酸化
物層でコーティングされた部品が形成され、それについ
ては少なくとも１５ｍｍ2 の個々の部品の面膨張が所定
である場合に、部品の少なくとも３０％、好ましくは少
なくとも４０％が所定のイオンに関して選択的に導通
し、従ってセンサとして使用することができる。しかし
これらの部品にさらに好ましくは連続的な酸化度を設け
る場合には、上述の収率が９０％以上になり、同時に例
えばセンサとして使用される部品の寿命が著しく向上す
る。
【００２３】上述の収率パーセンテージは少なくとも１
５ｍｍ2 のコーティングの面膨張に関するものである。
すなわち例えば９０％の収率は、１５００ｍｍ2 のコー
ティングされた面積のうち１３５０ｍｍ2 に微細な裂け
目がないことである。その場合に部品はすでに部品とし
てコーティングされていてもよく、あるいは初めは「大
基板」として、後で例えばレーザ切断プロセスによっ
て、使用される個々の部品に分割される。
５ｍｍ2 のコーティングの面膨張に関するものである。
すなわち例えば９０％の収率は、１５００ｍｍ2 のコー
ティングされた面積のうち１３５０ｍｍ2 に微細な裂け
目がないことである。その場合に部品はすでに部品とし
てコーティングされていてもよく、あるいは初めは「大
基板」として、後で例えばレーザ切断プロセスによっ
て、使用される個々の部品に分割される。
【００２４】
【実施例】次に図面を用いて本発明を例示して詳細に説
明する。本発明による方法と本発明による装置の好まし
い実施例に関して、金属ソースとして電子ビーム蒸発器
が使用され、かつこのことは好ましくは電子ビームソー
スを用いて率ガイドに関して最大の正確さを延長するた
めに使用されるのであり、これは出願人の公開された公
報ＤＥ−ＯＳ３９２１０４０と３９２９４７５に記載さ
れており、ないしはそこに記載された制御方法によるも
のであるので、これら２つの文献はこの明細書の統合さ
れた構成部分であることを表明する。
明する。本発明による方法と本発明による装置の好まし
い実施例に関して、金属ソースとして電子ビーム蒸発器
が使用され、かつこのことは好ましくは電子ビームソー
スを用いて率ガイドに関して最大の正確さを延長するた
めに使用されるのであり、これは出願人の公開された公
報ＤＥ−ＯＳ３９２１０４０と３９２９４７５に記載さ
れており、ないしはそこに記載された制御方法によるも
のであるので、これら２つの文献はこの明細書の統合さ
れた構成部分であることを表明する。
【００２５】図１には本発明による真空処理装置の好ま
しい実施例が概略図示されており、これを用いて本発明
方法を詳細に説明する。高真空領域ないしは超高真空領
域の条件を満足させるために公知のように形成された真
空排気容器１内には、公知のように可動の、あるいは図
示のように固定の工作物支持体３が設けられている。工
作物支持体３は、加熱部材５で概略図示するように、加
熱可能である。真空排気容器１内には、工作物支持体３
に対向してガスシャワー７が、好ましくは図示のように
リング状に一周するガスノズルとして形成されて設けら
れており、ガスシャワーは質量流調節部材９を介して酸
素貯蔵タンク１１と接続されている。調節部材９は入力
Ｅ９で制御することができる。
しい実施例が概略図示されており、これを用いて本発明
方法を詳細に説明する。高真空領域ないしは超高真空領
域の条件を満足させるために公知のように形成された真
空排気容器１内には、公知のように可動の、あるいは図
示のように固定の工作物支持体３が設けられている。工
作物支持体３は、加熱部材５で概略図示するように、加
熱可能である。真空排気容器１内には、工作物支持体３
に対向してガスシャワー７が、好ましくは図示のように
リング状に一周するガスノズルとして形成されて設けら
れており、ガスシャワーは質量流調節部材９を介して酸
素貯蔵タンク１１と接続されている。調節部材９は入力
Ｅ９で制御することができる。
【００２６】工作物支持体３に対向するガス装入装置７
に関して、電子ビーム発生器１３を有する電子ビーム蒸
発ソースが設けられている。電子ビーム蒸発ユニットの
好ましい構造に関しては、特にＤＥ−ＯＳ３９２９４７
５の図８とそれに付随する説明を参照することができ
る。重要なことは、電子ビーム蒸発ユニット１３は制御
入力Ｅ１３を有し、この入力によって単位時間当りおよ
びソースの遊離ないし蒸発表面にわたって平均された蒸
発された金属量として定義された蒸発率ｒが充分に急速
にかつ充分正確に調節され、その結果後述するように、
堆積された分子層のこの率を次の層に対して所望のよう
に変化させることができる。好ましくは電子ビーム蒸発
ユニット１３において、０．３ｎｍｓ-1より少ない、好
ましくは０．１ｎｍｓ-1より、好ましくは０．０１ｎｍ
ｓ-1より少ない、０．００５ｎｍｓ-1よりも少ない、時
間にわたって平均された蒸発率が調節され、その場合に
この率はもちろん消滅してはならない。
に関して、電子ビーム発生器１３を有する電子ビーム蒸
発ソースが設けられている。電子ビーム蒸発ユニットの
好ましい構造に関しては、特にＤＥ−ＯＳ３９２９４７
５の図８とそれに付随する説明を参照することができ
る。重要なことは、電子ビーム蒸発ユニット１３は制御
入力Ｅ１３を有し、この入力によって単位時間当りおよ
びソースの遊離ないし蒸発表面にわたって平均された蒸
発された金属量として定義された蒸発率ｒが充分に急速
にかつ充分正確に調節され、その結果後述するように、
堆積された分子層のこの率を次の層に対して所望のよう
に変化させることができる。好ましくは電子ビーム蒸発
ユニット１３において、０．３ｎｍｓ-1より少ない、好
ましくは０．１ｎｍｓ-1より、好ましくは０．０１ｎｍ
ｓ-1より少ない、０．００５ｎｍｓ-1よりも少ない、時
間にわたって平均された蒸発率が調節され、その場合に
この率はもちろん消滅してはならない。
【００２７】さらに電子ビーム蒸発ユニット１３におい
て、±１０％、好ましくは最大で±３％の精度を有する
平均の蒸発率を調節することができる。従って電子ビー
ム蒸発ユニット１３において調節可能な電子ビーム蒸発
率の長時間ドリフトは最小でなければならない。という
のはここで取り扱っているプロセスは層が低速で形成さ
れるために比較的時間のかかるプロセスであるからであ
る。好ましくは平均された率のこのドリフトは２０分で
目標値の５％より少なく、その場合に好ましくは１時間
で０．５％より少ないか、それと同じである。
て、±１０％、好ましくは最大で±３％の精度を有する
平均の蒸発率を調節することができる。従って電子ビー
ム蒸発ユニット１３において調節可能な電子ビーム蒸発
率の長時間ドリフトは最小でなければならない。という
のはここで取り扱っているプロセスは層が低速で形成さ
れるために比較的時間のかかるプロセスであるからであ
る。好ましくは平均された率のこのドリフトは２０分で
目標値の５％より少なく、その場合に好ましくは１時間
で０．５％より少ないか、それと同じである。
【００２８】時間的に平均されたあるいは平均的な率ｒ
について話題にする場合には、これは次のように表さ
れ、
について話題にする場合には、これは次のように表さ
れ、
【００２９】
【数１】
【００３０】その場合にｒm は現在の率を意味し、Ｔは
好ましくは１０秒の平均時間である。好ましくは工作物
支持体３の後ろ側に真空排気容器１の排気を行うための
ポンプスリーブ１５と、場合によっては処理室Ｐ内の酸
素分圧の制御装置が設けられている。ポンプスリーブ１
５は真空ポンプ１７と接続されており、真空ポンプのポ
ンプ出力はユニット１９において調節することができ
る。
好ましくは１０秒の平均時間である。好ましくは工作物
支持体３の後ろ側に真空排気容器１の排気を行うための
ポンプスリーブ１５と、場合によっては処理室Ｐ内の酸
素分圧の制御装置が設けられている。ポンプスリーブ１
５は真空ポンプ１７と接続されており、真空ポンプのポ
ンプ出力はユニット１９において調節することができ
る。
【００３１】工作物支持体３の領域において、好ましく
は工作物支持体３に温度センサ２１が設けられており、
その出力信号は工作物支持体の温度を監視するために用
いられ、あるいは好ましくは図示のように温度センサ実
際値信号Ｘθとして符号２３で概略図示する制御回路へ
供給される。温度制御回路２３は温度ガイドユニット２
５によって案内され、操作信号によって増幅された制御
偏差Ｓθに従って工作物支持体温度θ用の操作入力Ｅ３
に作用する。工作物温度は最大で９００℃、好ましくは
最大で６００℃に調節される。
は工作物支持体３に温度センサ２１が設けられており、
その出力信号は工作物支持体の温度を監視するために用
いられ、あるいは好ましくは図示のように温度センサ実
際値信号Ｘθとして符号２３で概略図示する制御回路へ
供給される。温度制御回路２３は温度ガイドユニット２
５によって案内され、操作信号によって増幅された制御
偏差Ｓθに従って工作物支持体温度θ用の操作入力Ｅ３
に作用する。工作物温度は最大で９００℃、好ましくは
最大で６００℃に調節される。
【００３２】ガス装入装置７にはさらに測定センサユニ
ット２７が接続されており、この測定センサユニットに
よって酸素質量流ｍが測定される。この代わりに室内の
酸素分圧を測定することも可能である。排気容器１内に
装入されたガス質量流ｍは真空ポンプ１７で調節された
吸引出力に従って、および酸化反応によって消費される
酸素に従って排気容器内に酸素分圧を発生させる。
ット２７が接続されており、この測定センサユニットに
よって酸素質量流ｍが測定される。この代わりに室内の
酸素分圧を測定することも可能である。排気容器１内に
装入されたガス質量流ｍは真空ポンプ１７で調節された
吸引出力に従って、および酸化反応によって消費される
酸素に従って排気容器内に酸素分圧を発生させる。
【００３３】従ってセンサユニット２７の出力信号は制
御のために使用され、あるいはこれは好ましくは図示の
ように測定された操作量信号Ｘｍとして制御回路２９へ
供給され、制御回路は操作信号Ｓｍによって操作ユニッ
ト９の入力Ｅ９へ作用する。流量ガイドユニット３１に
よって排気容器１に供給される単位時間当りのガス量、
ガス質量流ｍが案内されて制御される。
御のために使用され、あるいはこれは好ましくは図示の
ように測定された操作量信号Ｘｍとして制御回路２９へ
供給され、制御回路は操作信号Ｓｍによって操作ユニッ
ト９の入力Ｅ９へ作用する。流量ガイドユニット３１に
よって排気容器１に供給される単位時間当りのガス量、
ガス質量流ｍが案内されて制御される。
【００３４】最後に金属率測定が行われる。そのために
金属選択的率センサ３３が設けられ、好ましくは特に工
作物支持体３上の工作物Ｏが金属ソースに、従って蒸発
ユニット１３の蒸発方面（遊離面）に向けられる角度領
域に設けられる。率センサは好ましくは≦０．１Åｓ-1
の検出感度を有し、その場合に好ましくは≦０．０１Å
ｓ-1である。制御技術的な理由からさらに使用される率
センサ３３は好ましくは≦１００ｍｓ、好ましくは≦１
０ｍｓないしは好ましくは≦１ｍｓの応答時間（ステッ
プ応答）を有する。最後のものは図示と同様な装置構成
において、蒸発される金属表面とコーティングすべき工
作物表面間に約５０ｃｍの距離が維持されている場合に
は、≦１０ｅＶの運動エネルギで蒸発される金属粒子の
飛翔時間に相当する。
金属選択的率センサ３３が設けられ、好ましくは特に工
作物支持体３上の工作物Ｏが金属ソースに、従って蒸発
ユニット１３の蒸発方面（遊離面）に向けられる角度領
域に設けられる。率センサは好ましくは≦０．１Åｓ-1
の検出感度を有し、その場合に好ましくは≦０．０１Å
ｓ-1である。制御技術的な理由からさらに使用される率
センサ３３は好ましくは≦１００ｍｓ、好ましくは≦１
０ｍｓないしは好ましくは≦１ｍｓの応答時間（ステッ
プ応答）を有する。最後のものは図示と同様な装置構成
において、蒸発される金属表面とコーティングすべき工
作物表面間に約５０ｃｍの距離が維持されている場合に
は、≦１０ｅＶの運動エネルギで蒸発される金属粒子の
飛翔時間に相当する。
【００３５】この仕様を満たすために、好ましくはセン
サ３３として、出願人が販売しているような４極子質量
分析計ＱＭＡ４００が使用される。その他、好ましく
は、図２を用いて説明するように、繊細な率センサ３３
が酸素ガスの影響を受けることがほぼ防止される。その
ために他の好ましい実施例においては、マスク開口部８
ａを有する圧力段階室８の内部にガスシャワー７ａが配
置される。圧力段階室８の内部の圧力は酸素を噴射する
ことによって残りの処理室Ｐ内の圧力より高くされ、そ
の場合にこの圧力差は、少なくとも部分的に、マスク８
ａの作用によって吸収される。それによって、本質的な
量の酸素がセンサ３３の領域へ到達することが防止され
る。
サ３３として、出願人が販売しているような４極子質量
分析計ＱＭＡ４００が使用される。その他、好ましく
は、図２を用いて説明するように、繊細な率センサ３３
が酸素ガスの影響を受けることがほぼ防止される。その
ために他の好ましい実施例においては、マスク開口部８
ａを有する圧力段階室８の内部にガスシャワー７ａが配
置される。圧力段階室８の内部の圧力は酸素を噴射する
ことによって残りの処理室Ｐ内の圧力より高くされ、そ
の場合にこの圧力差は、少なくとも部分的に、マスク８
ａの作用によって吸収される。それによって、本質的な
量の酸素がセンサ３３の領域へ到達することが防止され
る。
【００３６】さらにそれによって、点線で示すように金
属粒子と酸素が大体において分離されて工作物表面へ当
接し、それによって金属酸化物は本来の場所で、すなわ
ち表面上で成長することが保証される。図１に示すその
他の装置が図２には記載されていない。センサ３３によ
って測定された、蒸発表面にわたって支配する現在の蒸
発率に関係する変量は、蒸発率を制御するために使用さ
れ、あるいはこれは好ましくは、かつ図示するように測
定された制御量Ｘｒとして制御回路３５へ供給され、制
御回路の制御信号Ｓｒは電子ビーム蒸発ユニット１３の
入力Ｅ１３において現在の蒸発率を調節する。制御回路
は率ガイドユニット３７によって案内される。
属粒子と酸素が大体において分離されて工作物表面へ当
接し、それによって金属酸化物は本来の場所で、すなわ
ち表面上で成長することが保証される。図１に示すその
他の装置が図２には記載されていない。センサ３３によ
って測定された、蒸発表面にわたって支配する現在の蒸
発率に関係する変量は、蒸発率を制御するために使用さ
れ、あるいはこれは好ましくは、かつ図示するように測
定された制御量Ｘｒとして制御回路３５へ供給され、制
御回路の制御信号Ｓｒは電子ビーム蒸発ユニット１３の
入力Ｅ１３において現在の蒸発率を調節する。制御回路
は率ガイドユニット３７によって案内される。
【００３７】好ましい実施例の電子ビーム蒸発器におけ
る最小の率をきわめて正確に調節するためのこの種の率
調節および好ましくは率制御回路の構造と機能に関して
は、その全般にわたってＤＥ−ＯＳ３９２１０４０の当
業者のための開示内容を参照することができる。好まし
くはＤＥ−ＯＳ３９２１０４０に示す電子ビーム蒸発器
のような金属粒子ソースは、好ましくは最大で１００ｍ
ｓ、好ましくは最大で１０ｍｓないしは最大で１ｍｓの
率調節時間を有する。
る最小の率をきわめて正確に調節するためのこの種の率
調節および好ましくは率制御回路の構造と機能に関して
は、その全般にわたってＤＥ−ＯＳ３９２１０４０の当
業者のための開示内容を参照することができる。好まし
くはＤＥ−ＯＳ３９２１０４０に示す電子ビーム蒸発器
のような金属粒子ソースは、好ましくは最大で１００ｍ
ｓ、好ましくは最大で１０ｍｓないしは最大で１ｍｓの
率調節時間を有する。
【００３８】図１に概略図示するような装置において、
本発明方法は次のように行われる。すなわち、真空排気
容器１は真空ポンプ１７によって高真空、好ましくは超
高真空に、すなわち≦１０-6ｍｂａｒ、好ましくは≦１
０-9ｍｂａｒの開始圧力に排気される。それによって後
から供給されるプロセスガス、すなわち酸素が残留ガス
によって汚染されることが最小にされる。
本発明方法は次のように行われる。すなわち、真空排気
容器１は真空ポンプ１７によって高真空、好ましくは超
高真空に、すなわち≦１０-6ｍｂａｒ、好ましくは≦１
０-9ｍｂａｒの開始圧力に排気される。それによって後
から供給されるプロセスガス、すなわち酸素が残留ガス
によって汚染されることが最小にされる。
【００３９】電子ビーム蒸発ユニット１３によって金属
が蒸発され、そしてガス装入装置７ないし７ａを介して
酸素が真空排気容器１内へ装入される。その場合に単位
時間当り装入される酸素量、すなわち酸素質量流ｍの単
位時間当り蒸発される平均の金属量に対する比、すなわ
ちその率ｒは、蒸発された金属が好ましくは特に基板、
すなわちコーティングすべき工作粒表面Ｏ上に均質に分
配されて、所定の酸化率で酸化されるように、選択され
る。その場合に基板温度θは最低に、好ましくは９００
℃より下、好ましくはその場合に６００℃より下かそれ
に等しく維持される。
が蒸発され、そしてガス装入装置７ないし７ａを介して
酸素が真空排気容器１内へ装入される。その場合に単位
時間当り装入される酸素量、すなわち酸素質量流ｍの単
位時間当り蒸発される平均の金属量に対する比、すなわ
ちその率ｒは、蒸発された金属が好ましくは特に基板、
すなわちコーティングすべき工作粒表面Ｏ上に均質に分
配されて、所定の酸化率で酸化されるように、選択され
る。その場合に基板温度θは最低に、好ましくは９００
℃より下、好ましくはその場合に６００℃より下かそれ
に等しく維持される。
【００４０】金属としてイリジウムを用いて、本発明に
よる方法の次の状況において優れた結果が得られた。上
述の好ましい電子ビーム蒸発ユニットと好ましい率制
御、並びに５０ｃｍの工作物表面−蒸発表面距離を有す
る図１に示す装置： １０ｓにわたって平均された金属
の蒸発率ｒ：≦０．３ｎｍｓ-1 処理室Ｐ内における基板領域のＯ2 分圧：≦８・１０-4
ｍｂａｒ 約１５ｍｍ2 の大きさのコーティングされた１０の部品
のうち４つが次に電子化学的センサとして使用すること
ができた。
よる方法の次の状況において優れた結果が得られた。上
述の好ましい電子ビーム蒸発ユニットと好ましい率制
御、並びに５０ｃｍの工作物表面−蒸発表面距離を有す
る図１に示す装置： １０ｓにわたって平均された金属
の蒸発率ｒ：≦０．３ｎｍｓ-1 処理室Ｐ内における基板領域のＯ2 分圧：≦８・１０-4
ｍｂａｒ 約１５ｍｍ2 の大きさのコーティングされた１０の部品
のうち４つが次に電子化学的センサとして使用すること
ができた。
【００４１】その場合に層形成する場合に酸素の分圧
と、従ってｍと、同様に率ｒはコーティングプロセスの
間一定に維持された。層形成のさらなる改良が、図３を
用いて後述するように、達成された。上述の条件の元
で、Ｉｒ2 Ｏ3 層がＩｒ基板上と、サファイア基板上に
蒸着された。その場合に、図３に示すように蒸発率ｒは
一定に制御され、同様にコーティング基板の温度も上述
の例のように６００℃に維持された。
と、従ってｍと、同様に率ｒはコーティングプロセスの
間一定に維持された。層形成のさらなる改良が、図３を
用いて後述するように、達成された。上述の条件の元
で、Ｉｒ2 Ｏ3 層がＩｒ基板上と、サファイア基板上に
蒸着された。その場合に、図３に示すように蒸発率ｒは
一定に制御され、同様にコーティング基板の温度も上述
の例のように６００℃に維持された。
【００４２】最初は、図３の酸素質量流の推移に概略図
示するように、図１に示す真空排気容器１内に酸素は装
入されなかった。従って最初はサファイア基板上ないし
イリジウム基板上には金属層が成長した。その後所定時
間の間、すなわち５０ｍｉｎの間ｍがランプ形状に連続
的に増大された。図３の点Ｍに示すように酸素質量流ｍ
の増大の終了後、次に最低で１０００ｓｅｃの間所望の
一定の酸化度でさらにコーティングが行われた。
示するように、図１に示す真空排気容器１内に酸素は装
入されなかった。従って最初はサファイア基板上ないし
イリジウム基板上には金属層が成長した。その後所定時
間の間、すなわち５０ｍｉｎの間ｍがランプ形状に連続
的に増大された。図３の点Ｍに示すように酸素質量流ｍ
の増大の終了後、次に最低で１０００ｓｅｃの間所望の
一定の酸化度でさらにコーティングが行われた。
【００４３】結果として、約１５ｍｍ2 の大きさのコー
ティングされた部品の１００％が電子化学的なセンサと
して使用することが可能であったことが示された。層付
着を接着バンドテストで調べた：形成された層は罫書き
針でなければ剥せなかった。このことはサファイア基板
上でも金属基板上でもそうであった。ランプ長さの縮小
は、プロセス技術的な理由、すなわち時間と装入量から
約５分まで縮小された。最小量は本発明により形成され
る各金属／金属酸化物層システムにおいて、経験的に求
められる。実現された酸化度プロフィールによって電子
化学的センサ部材の寿命は、酸化度プロフィールのない
センサ部品に比べて劇的に向上した。同様に図３から明
らかなように、本発明により形成された金属酸化物層に
連続して金属層を堆積しようとする場合には、好ましく
は酸素質量流ｍをランプ形状に減少させることによって
酸化度が連続的に減少され、その場合に層構造はだんだ
んと金属的になる。
ティングされた部品の１００％が電子化学的なセンサと
して使用することが可能であったことが示された。層付
着を接着バンドテストで調べた：形成された層は罫書き
針でなければ剥せなかった。このことはサファイア基板
上でも金属基板上でもそうであった。ランプ長さの縮小
は、プロセス技術的な理由、すなわち時間と装入量から
約５分まで縮小された。最小量は本発明により形成され
る各金属／金属酸化物層システムにおいて、経験的に求
められる。実現された酸化度プロフィールによって電子
化学的センサ部材の寿命は、酸化度プロフィールのない
センサ部品に比べて劇的に向上した。同様に図３から明
らかなように、本発明により形成された金属酸化物層に
連続して金属層を堆積しようとする場合には、好ましく
は酸素質量流ｍをランプ形状に減少させることによって
酸化度が連続的に減少され、その場合に層構造はだんだ
んと金属的になる。
【００４４】図４にはプロセスガイドの他の実施例が概
略図示されている。この場合にはまず第１の時間モード
Ｔ１において例えば金属基板上に金属が析離される。そ
のために適当な蒸発率ｒが調節され、酸素は装入されな
い。その後酸素質量流が（そのガイド量ＷO2に従って）
１ステップにおいて増大される。酸素質量流と特に排気
容器内の分圧が制御ステップに反応する慣性が、質的に
誇張されて図示されている。蒸発される材料の率はその
ガイド量Ｗr に従って次のように案内される。すなわち
その時所望の酸化度を得るために、それぞれ現在の優勢
の酸素質量流に従って、コーティングすべき表面におけ
る現在の所望の酸素対金属比が優勢になるように案内さ
れる。そのために率ｒはｍに従って案内される。
略図示されている。この場合にはまず第１の時間モード
Ｔ１において例えば金属基板上に金属が析離される。そ
のために適当な蒸発率ｒが調節され、酸素は装入されな
い。その後酸素質量流が（そのガイド量ＷO2に従って）
１ステップにおいて増大される。酸素質量流と特に排気
容器内の分圧が制御ステップに反応する慣性が、質的に
誇張されて図示されている。蒸発される材料の率はその
ガイド量Ｗr に従って次のように案内される。すなわち
その時所望の酸化度を得るために、それぞれ現在の優勢
の酸素質量流に従って、コーティングすべき表面におけ
る現在の所望の酸素対金属比が優勢になるように案内さ
れる。そのために率ｒはｍに従って案内される。
【００４５】このようにして酸素対金属比が連続的に増
加するのに従って、酸化度を連続的に増大させることが
可能になり、その場合にこの方法は特に、所望の酸化度
プロフィールが酸素質量流の連続的な変化によって、あ
るいは比較的大きな時間間隔において質量流の単独の変
化によって実現できない場合に、使用される。このこと
は、酸素質量流の急激な変化は、それがガイド量の変化
に反応する慣性によって、蒸発される金属の率の正確な
制御技術的ガイドのようには、質量においてできないか
らである。
加するのに従って、酸化度を連続的に増大させることが
可能になり、その場合にこの方法は特に、所望の酸化度
プロフィールが酸素質量流の連続的な変化によって、あ
るいは比較的大きな時間間隔において質量流の単独の変
化によって実現できない場合に、使用される。このこと
は、酸素質量流の急激な変化は、それがガイド量の変化
に反応する慣性によって、蒸発される金属の率の正確な
制御技術的ガイドのようには、質量においてできないか
らである。
【００４６】図５には酸化度と酸素質量流ｍの関係が概
略的に図示されている。これは異なる金属蒸発率ｒがそ
れぞれ一定に維持され、かつ吸引出力と基板温度は一定
に維持されている場合である。図から明らかなように、
酸素質量流ｍが増加するにつれて、反応度が１へ向かっ
て移動し、しかもそれぞれ一定に維持されている蒸発率
ｒが少ないほど、急速である。
略的に図示されている。これは異なる金属蒸発率ｒがそ
れぞれ一定に維持され、かつ吸引出力と基板温度は一定
に維持されている場合である。図から明らかなように、
酸素質量流ｍが増加するにつれて、反応度が１へ向かっ
て移動し、しかもそれぞれ一定に維持されている蒸発率
ｒが少ないほど、急速である。
【００４７】蒸発率ｒが一定に維持されている場合に、
例えばＯ２で図示されているカーブを見ると、興味深い
ことに状況は一定であるが励起された酸素ＯないしＯ３
が供給されると、酸素収率が高くなることによって反応
ガス流ｍが低い場合にすでに飽和された酸化が生じる。
そこから明らかなように、本発明による層を急速に形成
するために、金属蒸発率ｒを増加させる方法は、励起さ
れた酸素を供給することによって酸素の反応を高めるこ
とにある。異なるように励起された酸素を選択的に供給
することによっても、酸化度プロフィールを案内するこ
とが可能になる。
例えばＯ２で図示されているカーブを見ると、興味深い
ことに状況は一定であるが励起された酸素ＯないしＯ３
が供給されると、酸素収率が高くなることによって反応
ガス流ｍが低い場合にすでに飽和された酸化が生じる。
そこから明らかなように、本発明による層を急速に形成
するために、金属蒸発率ｒを増加させる方法は、励起さ
れた酸素を供給することによって酸素の反応を高めるこ
とにある。異なるように励起された酸素を選択的に供給
することによっても、酸化度プロフィールを案内するこ
とが可能になる。
【００４８】図６には図５と同様に酸化度と蒸発率ｒと
の関係が示されており、それぞれ酸素質量流ｍは一定に
維持されている。図７には、図３あるいは４に示す方法
において、あるいは励起された酸素の割合の制御によっ
て実現される本発明による好ましい層が図示されてい
る。その場合に純粋に質的に、暗い領域が酸化物の層成
分を意味している。図から明らかなように、金属層と金
属酸化物層間の連続的な酸化遷移が所望の酸化度で行わ
れており、それによって図示のように層の基板への付着
が著しく増大する。金属と酸化物の領域間の酸化度プロ
フィールを本発明により好ましく制御する場合には、単
層から単層へ酸化度が変化することが示されている。
の関係が示されており、それぞれ酸素質量流ｍは一定に
維持されている。図７には、図３あるいは４に示す方法
において、あるいは励起された酸素の割合の制御によっ
て実現される本発明による好ましい層が図示されてい
る。その場合に純粋に質的に、暗い領域が酸化物の層成
分を意味している。図から明らかなように、金属層と金
属酸化物層間の連続的な酸化遷移が所望の酸化度で行わ
れており、それによって図示のように層の基板への付着
が著しく増大する。金属と酸化物の領域間の酸化度プロ
フィールを本発明により好ましく制御する場合には、単
層から単層へ酸化度が変化することが示されている。
【００４９】この浸透効果によって、このように形成さ
れた層は圧力応力も剪断応力も非常に多く吸収すること
が可能になる。上述の例は金属層の上に本発明により同
じ金属の金属酸化物層を形成することを前提としている
が、異なる金属の金属層と金属酸化物層を形成するこ
と、ないしはすでに示したようにサファイアなど非金属
の基板上に金属酸化物層を本発明により形成することも
全く可能である。
れた層は圧力応力も剪断応力も非常に多く吸収すること
が可能になる。上述の例は金属層の上に本発明により同
じ金属の金属酸化物層を形成することを前提としている
が、異なる金属の金属層と金属酸化物層を形成するこ
と、ないしはすでに示したようにサファイアなど非金属
の基板上に金属酸化物層を本発明により形成することも
全く可能である。
【００５０】図８と９には、その厚みｄにわたって所望
の酸化度プロフィールを有する層を得るために酸素供給
がｍに従って時間ｔにわたってどのように行われるか、
およびそれに伴って酸化度の分配が時間にわたってどの
ように案内されるかが示されている。図１に示す装置へ
の好ましい追加を示す図１０によれば、酸素タンクない
し酸素貯蔵部１１は第１の弁４０、圧力計４１、第２の
弁、すなわち絞り弁４３を介して図１に示す排気容器１
へ導かれている。第１と第２の弁４０、４３間において
第３の弁４５を介してポンプ４７を有するポンプスリー
ブが分岐している。この装置は酸素貯蔵部１１を接続す
るために用いられる。弁４３、４５および４０間の空間
はタンク１１を接続する前に排気される。その後タンク
１１が設置され、弁４０、４３、４５は閉鎖されてい
る。その後弁４５が開放され、ポンプ４７によって最終
圧力≦１０-2ｍｂａｒ、好ましくは≦１０-7ｍｂａｒに
排気される。同時に好ましくは弁４０、４３、４５間の
パイプシステムが、好ましくは少なくとも２００℃に加
熱される。パイプ空間の排気後に弁４５が閉鎖され、ガ
スがタンク１１から、弁４０の開放後に弁４３と４５間
のパイプ空間へ膨張される。その後弁４０が閉鎖され、
弁４５が開放され、このサイクルが好ましくは多数回、
好ましくは少なくとも５回繰り返され、それから弁４５
を閉鎖した後に酸素貯蔵容器１１が弁４０と４３を介し
て制御されて真空排気容器１と接続される。
の酸化度プロフィールを有する層を得るために酸素供給
がｍに従って時間ｔにわたってどのように行われるか、
およびそれに伴って酸化度の分配が時間にわたってどの
ように案内されるかが示されている。図１に示す装置へ
の好ましい追加を示す図１０によれば、酸素タンクない
し酸素貯蔵部１１は第１の弁４０、圧力計４１、第２の
弁、すなわち絞り弁４３を介して図１に示す排気容器１
へ導かれている。第１と第２の弁４０、４３間において
第３の弁４５を介してポンプ４７を有するポンプスリー
ブが分岐している。この装置は酸素貯蔵部１１を接続す
るために用いられる。弁４３、４５および４０間の空間
はタンク１１を接続する前に排気される。その後タンク
１１が設置され、弁４０、４３、４５は閉鎖されてい
る。その後弁４５が開放され、ポンプ４７によって最終
圧力≦１０-2ｍｂａｒ、好ましくは≦１０-7ｍｂａｒに
排気される。同時に好ましくは弁４０、４３、４５間の
パイプシステムが、好ましくは少なくとも２００℃に加
熱される。パイプ空間の排気後に弁４５が閉鎖され、ガ
スがタンク１１から、弁４０の開放後に弁４３と４５間
のパイプ空間へ膨張される。その後弁４０が閉鎖され、
弁４５が開放され、このサイクルが好ましくは多数回、
好ましくは少なくとも５回繰り返され、それから弁４５
を閉鎖した後に酸素貯蔵容器１１が弁４０と４３を介し
て制御されて真空排気容器１と接続される。
【００５１】それによって本発明による行われるコーテ
ィングが上述のパイプシステムからの不純物によって不
用意にドーピングされることが防止される。その他、本
発明方法に従ってＳｉ層上にＳｉＯ２層が成長した。測
定された蒸発率は０．５Å-1より少ない基板上の層成長
に相当し、それは時間当り０．１より少ない単層に相当
する。それによって単層当り１０ｓのコーティング時間
が得られた。時間平均された率の変動は±１％より少な
い。従って酸素質量流が一定に維持される場合には、±
１％の酸化度精度で制御して単層を形成することができ
る。
ィングが上述のパイプシステムからの不純物によって不
用意にドーピングされることが防止される。その他、本
発明方法に従ってＳｉ層上にＳｉＯ２層が成長した。測
定された蒸発率は０．５Å-1より少ない基板上の層成長
に相当し、それは時間当り０．１より少ない単層に相当
する。それによって単層当り１０ｓのコーティング時間
が得られた。時間平均された率の変動は±１％より少な
い。従って酸素質量流が一定に維持される場合には、±
１％の酸化度精度で制御して単層を形成することができ
る。
【図１】本発明による方法を説明するために、本発明に
よる真空処理装置の実施例を概略図示する。
よる真空処理装置の実施例を概略図示する。
【図２】図１に示す装置に使用される真空排気容器の他
の実施例を示す。
の実施例を示す。
【図３】例えば遊離された、特に電子ビーム蒸発によっ
て遊離された金属の率と、基板温度と、装入される酸素
の質量流の閉ループ制御されたあるいは開ループ制御さ
れた推移をそれぞれ時間軸にわたって概略的に示すもの
であり、最後のものは例えば本発明による酸化層を金属
表面上に設けるためないしは発生された金属酸化物を後
から金属被覆によって被覆することに関するものであ
る。
て遊離された金属の率と、基板温度と、装入される酸素
の質量流の閉ループ制御されたあるいは開ループ制御さ
れた推移をそれぞれ時間軸にわたって概略的に示すもの
であり、最後のものは例えば本発明による酸化層を金属
表面上に設けるためないしは発生された金属酸化物を後
から金属被覆によって被覆することに関するものであ
る。
【図４】図３と同様に、例えば装入される酸素の質量流
と単位時間当り蒸発される金属量ないしは電子ビーム蒸
発される金属量の閉ループあるいは場合によっては開ル
ープ制御される推移と、例えば酸素質量流と金属率の比
（Ｖ）のもたらされる推移を概略的および定質的に示
し、その場合に酸素質量流はより大きなタイムインター
バルで調節され、所望の比を得るために金属率は補正さ
れた。
と単位時間当り蒸発される金属量ないしは電子ビーム蒸
発される金属量の閉ループあるいは場合によっては開ル
ープ制御される推移と、例えば酸素質量流と金属率の比
（Ｖ）のもたらされる推移を概略的および定質的に示
し、その場合に酸素質量流はより大きなタイムインター
バルで調節され、所望の比を得るために金属率は補正さ
れた。
【図５】所定の装置構成において、酸化度と装入される
酸素の質量流との関係、それぞれ一定に維持された種々
の率の場合に遊離される金属を概略的かつ定質的に示
す。
酸素の質量流との関係、それぞれ一定に維持された種々
の率の場合に遊離される金属を概略的かつ定質的に示
す。
【図６】それぞれ装入される酸素の質量流が一定に維持
される場合に、酸化度を遊離される金属の率の関数で示
す。
される場合に、酸化度を遊離される金属の率の関数で示
す。
【図７】最適な層付着を得るために、特に金属基板上
の、本発明による層の本発明による構造を概略的に示
す。
の、本発明による層の本発明による構造を概略的に示
す。
【図８】例えば酸素質量流の推移、金属遊離率が一定に
維持された場合にそこからもたらされる酸化度、および
そこからもたらされる、形成される本発明による層の厚
みにわたる酸化度プロフィールをそれぞれ定質的に示
す。
維持された場合にそこからもたらされる酸化度、および
そこからもたらされる、形成される本発明による層の厚
みにわたる酸化度プロフィールをそれぞれ定質的に示
す。
【図９】例えば酸素質量流の推移、金属遊離率が一定に
維持された場合にそこからもたらされる酸化度、および
そこからもたらされる、形成される本発明による層の厚
みにわたる酸化度プロフィールをそれぞれ定質的に示
す。
維持された場合にそこからもたらされる酸化度、および
そこからもたらされる、形成される本発明による層の厚
みにわたる酸化度プロフィールをそれぞれ定質的に示
す。
【図１０】貯蔵部と真空室間の接続システム用のクリー
ニングサイクルを説明するために真空室と酸素貯蔵部と
を接続して示す。
ニングサイクルを説明するために真空室と酸素貯蔵部と
を接続して示す。
１…真空排気容器 ３…工作物支持体 ５…加熱部材 ７…ガスシャワー ９…調節部材 １１…酸素貯蔵タンク １３…電子ビーム蒸発ユニット １５…ポンプスリーブ １７…真空ポンプ １９…調節ユニット ２１…温度センサ ２３…制御回路 ２５…温度ガイドユニット ２７…測定センサユニット ２９…制御回路 ３１…流量ガイドユニット ３３…率センサ ３５…制御回路 ３７…率ガイドユニット
Claims (50)
- 【請求項１】 基板上に最大で所定種類のイオンに選択
的に導通する金属酸化物層を形成する方法において、 真空室が少なくともＨＶ（高真空）の圧力領域に排気さ
れ、 金属がその中で、基板における遊離された金属粒子の運
動エネルギが最大で１０ｅＶであるように遊離され、 酸素が室内へ装入され、 単位時間当り装入される酸素量の単位時間当り遊離され
る金属量に対する比が、基板上に設定可能な酸化度で金
属酸化物が形成されるように選択され、 基板温度が９００℃より低く維持されることを特徴とす
る金属酸化物層を形成する方法。 - 【請求項２】 酸化度が、基板に基づいて、制御されて
増大され、それに加えて酸化度の変化が、層成長に関し
て、最大でそれぞれ単原子ないしは単分子層の堆積時間
に相当する時間的調節パターンで行われることを特徴と
する請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 時間と遊離面積にわたって平均された金
属粒子ソースからの遊離率が０．３ｎｍｓ-1、好ましく
は０．１ｎｍｓ-1、さらに好ましくは０．０１ｎｍ
ｓ-1、特に０．０５ｎｍｓ-1よりも大きくないように、
金属が室内へ遊離されることを特徴とする請求項１ある
いは２に記載の方法。 - 【請求項４】 時間と遊離面積にわたって平均された金
属ソースからの金属の遊離率の精度が目標値に関して≦
１０％、好ましくは≦１％であることを特徴とする請求
項１から３までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】 時間的および遊離面積にわたって平均さ
れた金属ソースからの金属の遊離率のドリフトが、２０
分で≦５％、好ましくは１時間で≦０．５％であること
を特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載
の方法。 - 【請求項６】 基板ないしそれに形成される層に酸素と
金属粒子がほぼ無反応で供給され、金属酸化物層が本来
の位置で成長されることを特徴とする請求項１から５ま
でのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項７】 金属が蒸発され、好ましくは電子ビーム
蒸発されることを特徴とする請求項１から６までのいず
れか１項に記載の方法。 - 【請求項８】 金属ソースから遊離される金属の率が測
定されることを特徴とする請求項１から７までのいずれ
か１項に記載の方法。 - 【請求項９】 測定が、基板のコーティングすべき領域
が遊離される金属のソースに向く空間角度領域で行われ
ることを特徴とする請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 測定が、４極子質量分析計によって、
例えば出願人が販売しているＱＭＡ質量分析計などを用
いて、行われることを特徴とする請求８ないし９に記載
の方法。 - 【請求項１１】 遊離される金属の率の測定が、遊離さ
れる金属の率を制御する制御回路において実際値測定と
して使用され、制御回路のガイド量を用いて前記率とそ
れに伴って形成される層における酸化度が少なくとも一
緒に調節されることを特徴とする請求項８から１０まで
のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１２】 真空室がＵＨＶ（超高真空）残留ガス
圧力領域に排気されることを特徴とする請求項１から１
１までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１３】 酸素が装入される、基板を有する空間
が残りの処理室から圧力段階を介して分離されることを
特徴とする請求項１から１２までのいずれか１項に記載
の方法。 - 【請求項１４】 率を測定するために、金属ソースにお
ける金属粒子の遊離に関して、≦０．１Åｓ-1の検出感
度を有する、好ましくは≦０．０１Åｓ-1の検出感度を
有する材料選択的な率センサが使用されることを特徴と
する請求項８から１３までのいずれか１項に記載の方
法。 - 【請求項１５】 率を測定するために、応答時間≦１０
０ｍｓ、好ましくは応答時間≦１０ｍｓ、さらに好まし
くは応答時間≦１ｍｓの率センサが使用されることを特
徴とする請求項８から１４までのいずれか１項に記載の
方法。 - 【請求項１６】 遊離される金属率を測定するために使
用される率センサが、同時に室内に存在する酸素によっ
てほとんど影響を受けず、好ましくは基板と酸素流入口
が圧力段階を介して真空室の残りの部分から分離され、
かつ前記残りの部分に金属ソースが率センサと共に配置
されるように、位置決めされることを特徴とする請求項
８から１５までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１７】 次の変量、すなわち 基板の温度 単位時間当り遊離される金属量 単位時間当り装入される酸素量ないしはそれぞれ単位時
間当り遊離される金属量と装入される酸素量の比、 の少なくとも１つが制御されることを特徴とする請求項
１から１６までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１８】 ３つの変量、基板温度、単位時間当り
装入される酸素の量、遊離される金属量の率のうち２
つ、好ましくは基板温度と単位時間当り装入される酸素
の量、あるいは単位時間当りの金属量がが少なくともそ
れぞれ所定のコーティング時間部分の間一定に維持さ
れ、 第３の変量がそれぞれ案内されることを特徴とする請求
項１から１７までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１９】 層が金属表面の片側あるいは両側に接
して形成され、さらに金属コーティングに基づいて金属
基板の増加する、好ましくは連続的に増加する酸化度が
調節され、ないしはさらに行おうとする金属コーティン
グに向けて減少する、好ましくは連続的に減少する酸化
度が調節されることを特徴とする請求項１から１８まで
のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２０】 層の厚みに沿って酸化度の分配が３つ
の変量、すなわち基板の温度、遊離される金属量、装入
される単位時間当りの酸素量のうち少なくとも１つを時
間に従って案内することによって制御され、好ましくは
基板温度が一定に維持され、装入される単位時間当りの
酸素量と遊離される金属の率が案内され、その場合に好
ましくは装入される酸素の量は大きなタイムインターバ
ルを有する調節ステップにおいて、それに対して遊離さ
れる金属の率はより小さい調節時間パターンで案内され
ることを特徴とする請求項１から１９までのいずれか１
項に記載の方法。 - 【請求項２１】 励起された酸素がオゾンおよび／また
は酸素モノマーおよび／または電子的に励起された酸素
および／またはイオンの形状で供給されることを特徴と
する請求項１から２０までのいずれか１項に記載の方
法。 - 【請求項２２】 酸素あるいは励起された酸素の運動エ
ネルギが１０ｅＶより高くないことを特徴とする請求項
１から２１までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２３】 酸素がグロー放電、マイクロ波放電、
誘導的に結合されたプラズマおよび／または光線、特に
ＵＶ線によって励起されることを特徴とする請求項１か
ら２２までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２４】 基板温度が最高で６００℃に維持され
ることを特徴とする請求項１から２３までのいずれか１
項に記載の方法。 - 【請求項２５】 金属としてＩｒが遊離され、好ましく
は電子ビーム蒸発されることを特徴とする請求項１から
２４までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２６】 プロセス開始圧力として真空室が少な
くとも１０-6ｍｂａｒ、好ましくは１０-9ｍｂａｒに排
気されることを特徴とする請求項１から２５までのいず
れか１項に記載の方法。 - 【請求項２７】 酸素貯蔵部が貯蔵部側の第１の弁と室
側の第２の弁を介して真空室と接続され、第１と第２の
弁の間に第３の弁を介してポンプが接続され、好ましく
は３つの弁の間のパイプシステムを、好ましくは少なく
とも２００℃に、加熱して、第１と第２の弁を閉鎖し
て、第３の弁を開放してパイプシステムが少なくとも１
０-2ｍｂａｒ、好ましくは１０-7ｍｂａｒに排気され、
その後第３の弁が閉鎖され、第１の弁が開放され、酸素
が供給され、このサイクルが好ましくは少なくとも５回
実施され、最後の供給の後第１の弁を閉鎖し、第３の弁
を開放することによってパイプシステムがポンプによっ
て排気され、その後に初めて第２の弁が開放されること
を特徴とする請求項１から２６までのいずれか１項に記
載の方法。 - 【請求項２８】 基板に基づいて、遊離される金属の一
定の率が調節され、かつ供給される酸素の量が、金属遊
離率に従って堆積される単分子層の反応度が次の層に対
して所定に変化するように、連続的に増大されることに
よって、金属酸化物層が所望の酸化度プロフィールで形
成されることを特徴とする請求項１から２７までのいず
れか１項に記載の方法。 - 【請求項２９】 請求項１から２８までの少なくとも１
項に記載の方法を実施する真空処理装置においてポンプ
ユニット（１７）を有する、少なくともＨＶアップリケ
ーション用に形成された真空室（１）と、 流量調節装置（９）を備えた、酸素貯蔵部（１１）と接
続されたガス装入装置（７）と、 温度調節装置（５）を有する加熱可能な工作物支持体装
置（３）と、 ソースを通して単位時間当たり遊離される金属粒子量を
調節する調節装置（Ｅ１３）を有する少なくとも１つの
金属粒子ソース（１３）を有することを特徴とする真空
処理装置。 - 【請求項３０】 真空室（１）がＵＨＶアップリケーシ
ョン用に設計されていることを特徴とする請求項２９に
記載の装置。 - 【請求項３１】 金属粒子ソースが蒸発ソース、好まし
くは電子ビーム蒸発ソースであることを特徴とする請求
項２９あるいは３０に記載の装置。 - 【請求項３２】 金属粒子ソースが、少なくとも０．３
ｎｍｓ-1、好ましくは少なくとも０．１ｎｍｓ-1、好ま
しくは少なくとも０．０１ｎｍｓ-1、さらに少なくとも
０．００５ｎｍｓ-1までの、時間とその遊離表面にわた
って平均された率の金属粒子を放出するように設計され
ていることを特徴とする請求項２９から３１までのいず
れか１項に記載の装置。 - 【請求項３３】 時間と遊離面積にわたって平均された
金属粒子の遊離率の精度が、目標値に関して≦１０％、
好ましくは≦１％であることを特徴とする請求項２９か
ら３２までのいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項３４】 時間と遊離面積にわたって平均され
た、ソースにおける遊離される金属粒子量の時間的ドリ
フトが、目標値に関して２０分で≦５％、好ましくは１
時間で≦０．５％であることを特徴とする請求項２９か
ら３３までのいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項３５】 単位時間当りソースから遊離される金
属量を測定するセンサが設けられていることを特徴とす
る請求項２９から３４までのいずれか１項に記載の装
置。 - 【請求項３６】 センサが真空室内で、工作物支持体の
少なくとも１つの重要な部分が金属粒子ソースの遊離面
に向く空間角度領域に配置されていることを特徴とする
請求項２９から３５までのいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項３７】 センサが材料選択的なセンサであっ
て、好ましくは≦０．１Åｓ-1、さらに好ましくは≦
０．０１Åｓ-1の検出感度を有することを特徴とする請
求項３５あるいは３６に記載の装置。 - 【請求項３８】 センサが最大で１００ｍｓ、好ましく
は最大で１０ｍｓ、さらに好ましくは最大で１ｍｓの応
答時間を有することを特徴とする請求項３５から３７ま
でのいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項３９】 工作物支持体とガス装入装置が圧力段
階室の内部に配置され、圧力段階室が少なくとも１つの
マスクを介して真空室（１）の他の内部空間と接続され
ており、 好ましくは金属粒子ソースから遊離される金属粒子の率
を測定するセンサが真空室内の圧力段階室の外部に配置
されていることを特徴とする請求項２９から３８までの
いずれか１項に記載の装置。 - 【請求項４０】 室内に粒子ソースから遊離される金属
粒子率を測定するために、出願人が販売しているＱＭＡ
４００など４極子質量分析計が設けられていることを特
徴とする請求項２９から３９までのいずれか１項に記載
の装置。 - 【請求項４１】 流量調節装置および／または温度調節
装置および／または率調節部材が、それぞれの制御回路
の調節装置を形成することを特徴とする請求項２９から
４０までのいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項４２】 流量調節装置が制御ユニット（３１）
と接続されており、それによって、時間の関数で酸素の
流量が設定可能な時間特性に従って開ループ制御あるい
は閉ループ制御されることを特徴とする請求項２９から
４１までのいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項４３】 金属粒子ソースが、ＤＥ−ＯＳ３９２
９４７５に図示され、特に図８との関連において説明さ
れ、かつ請求されるように構成された電子ビーム蒸発ソ
ースであることを特徴とする請求項２９から４２までの
いずれか１項に記載の装置。 - 【請求項４４】 金属粒子ソースが、ＤＥ−ＯＳ３９２
１０４０に図示され、説明され、かつ請求されている方
法によって開ループないし閉ループ制御される電子ビー
ム蒸発ソースであることを特徴とする請求項２９から４
３までのいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項４５】 ガス装入装置が第１の弁と第２の弁を
介して酸素貯蔵部と接続されており、これらの弁間に第
３の弁を介してポンプが接続されていることを特徴とす
る請求項２９から４４までのいずれか１項に記載の装
置。 - 【請求項４６】 少なくとも１つの金属酸化物層を同時
にコーティングされた部品において、少なくとも１５ｍ
ｍ2 の表面を走査する場合に、層表面全体の少なくとも
３０％、好ましくは表面の９０％より多くが、最大で所
定のイオンに関して選択的に透過することを特徴とする
金属酸化物をコーティングされた部品。 - 【請求項４７】 酸化度が層内において、かつ基板から
のその厚みの広がり方向に見て、所定の領域にわたって
増加し、好ましくは連続的に増加することを特徴とする
請求項４６に記載のコーティングされた部品。 - 【請求項４８】 酸化度が少なくとも部分的に層厚にわ
たって見て単分子−単層から単分子−単層へ規則的に変
化することを特徴とする請求項４７に記載のコーティン
グされた部品。 - 【請求項４９】 遊離される金属の量が、≦１００ｍ
ｓ、好ましくは≦１０ｍｓ、さらに好ましくは≦１ｍｓ
の調節時間で調節されることを特徴とする請求項１から
２８までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５０】 金属粒子ソースが遊離率に関して≦１
００ｍｓ、好ましくは≦１０ｍｓ、さらに好ましくは≦
１ｍｓの調節時間で調節可能であることを特徴とする請
求項２９から４５までのいずれか１項に記載の装置。
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