WO2003081634A2 - Rohrmagnetron - Google Patents

Rohrmagnetron Download PDF

Info

Publication number
WO2003081634A2
WO2003081634A2 PCT/DE2003/000962 DE0300962W WO03081634A2 WO 2003081634 A2 WO2003081634 A2 WO 2003081634A2 DE 0300962 W DE0300962 W DE 0300962W WO 03081634 A2 WO03081634 A2 WO 03081634A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
target
tube
magnetic field
plates
polygon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2003/000962
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2003081634A3 (de
Inventor
Wolfgang Erbkamm
Hans-Christian Hecht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Original Assignee
Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Von Ardenne Anlagentechnik GmbH filed Critical Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Priority to EP03727150A priority Critical patent/EP1488445A2/de
Priority to AU2003233915A priority patent/AU2003233915A1/en
Priority to US10/508,819 priority patent/US20050145488A1/en
Publication of WO2003081634A2 publication Critical patent/WO2003081634A2/de
Publication of WO2003081634A3 publication Critical patent/WO2003081634A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

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

Definitions

  • the invention relates to a tubular magnetron of a vacuum coating system, which is provided with a hollow, rotatably mounted tubular target arrangement and with a magnet system.
  • the magnet system has two magnetic field maxima in cross section and is arranged in the axial longitudinal extent of the tube target arrangement and in the interior thereof, the magnetic field penetrating the tube target arrangement.
  • the tube target arrangement has elongated target plates which are attached to a target carrier.
  • the magnetic field maximum specified here and below is the maximum of the tangentially oriented magnetic field component on the target surface.
  • Tubular magnetrons of a general type have long been known for use in vacuum coating systems for coating various large-area substrates with different layer materials. They are characterized by a high utilization rate of the target material and a long target life.
  • a tubular magnetron is described in German patent specification DD 217964 A3. Uniform erosion of the sputtering material on the surface of the tube target is achieved by uniform rotation of the tube target.
  • the tube target consists entirely of the material to be sputtered, such as aluminum or titanium.
  • the target cooling in the interior of the tube target is much more effective than with flat targets due to the more favorable heat transfer in the tube, which increases the performance in relation to the coating. rate compared to the flat targets.
  • solid tube targets made of copper and titanium are also known.
  • tube targets consist of a carrier tube and a layer of the sputtering material applied all round. This layer consists primarily of metallic sputtering material and is mainly applied by plasma spraying.
  • No. 4,443,318 describes the most obvious prior art, in which a rotating magnetron is equipped with a tube target which has a large number of individual target strips with the applied sputter material, attached to a carrier tube.
  • the target strips are located in individual grooves of the support tube and are pressed against the support tube by clamping strips (claws) that are screwed onto the support tube.
  • This design allows the use of target materials produced in plate form on the surface of tubular targets.
  • ceramic sputtering material to the surface of a tube target is difficult in the plasma spraying process, since it does not achieve the required material density and material homogeneity of the ceramic material connections. Minor structural and alloy deviations with certain ceramic sputter layers, such as with ITO (indium Tin oxide alloy) or silicon oxide lead to process irregularities. Similarly, solid material tube targets made of ceramic sputter material with the required properties are not known in the current state of the art.
  • the ceramic material sintered in the high-pressure pressing process has a high block density and hardness, which means that this material cannot be processed arbitrarily.
  • the plate shape is therefore a preferred manufacturing form for ceramic sputtering materials.
  • the object on which the invention is based is that when using target plates on tubular targets, in particular target plates made of ceramics, for example made of ITO, zinc oxide, silicon and other ceramic, ceramic-like and / or high-melting material, improved process uniformity is an essential prerequisite for high layer quality the substrate is to be achieved.
  • the coating quality when using the tube targets with target plates should be matched to the coating quality when using tube targets with applied sputter material or consisting of solid material in order to be more variable and To enable cost-effective coating processes when using tube targets with the same quality.
  • the target plates are arranged adjacent to one another in cross section, forming a polygon. This prevents surface areas from appearing as inhomogeneous sections on the tube targets without target material. This significantly reduces the sudden fluctuations in the magnetic field strength and the sputtering rate, which are generated by the alternating traversing of the target plate surfaces and the interstices free of sputtering material by the magnetic fields of the magnet system.
  • the width and number of the target plates is chosen such that an angle, which is enclosed by two imaginary radial lines running through a corner of two adjacent corners of the polygon, becomes an angle ⁇ , that of two through the magnetic field maxi - Including the imaginary radial lines, is related to
  • the distance of each corner of the polygon from the central longitudinal line of a target plate is approximately equal to the distance of the magnetic field maxima in the area of the target plate surface.
  • a corner creates a comparatively low sputter rate in the magnetic field maximum and a center of the area - because of its greater proximity to the magnet system - a comparatively high sputter rate. Due to the configuration, a corner passes through one magnetic field maximum, while a center of the surface passes through the other magnetic field maximum. This results in a high sputter rate paired with a low sputter rate, in total an average sputter rate. other sections behave in the same way the polygon to each other. This compensates for peaks in the sputtering rates in total and further reduces the fluctuations in the sputtering rate, which are generated by the polygonal tube target surface, despite the full-surface arrangement of the target plates.
  • This swelling and swelling of the sputter rate when passing through the magnetic fields is preferably, preferably by the repetitive positioning of a" polygon tip "and a" polygon sink "simultaneously in areas of the magnetic field at its two maxima, depending on the distance between the magnetic field maxima and the relative width of the target plates, the longitudinal edge of the plate forming the polygon tips and the central longitudinal line forming the polygon sinks ger target plates can be combined. This arrangement achieves the effect of damping the vibration behavior of the sputter rate and thus process uniformity of a new quality.
  • the target plates are glued or bonded onto the target carrier. This technology facilitates the adjacent arrangement of the target plates on the support tube and avoids fastening aids that lead to inhomogeneous surface design of the tube target.
  • the target plates consist of ceramics e.g. from ITO, zinc oxide, silicon and from other ceramic, ceramic-like and / or refractory material, which are difficult to apply to a tube target by other methods.
  • the tube target can be rotated at a speed of 1 s "1 to 2 min " 1 . This means that the speed of the tube target can be optimally aligned to target plates of different widths.
  • one use of the invention provides that minimal fluctuations in the plasma or the sputter rate are compensated for by regulating the voltage or by regulating the plasma emission monitor.
  • the effective compensation of the sputter rate fluctuation by the target plate arrangement according to the invention is further perfected by this regulation.
  • the invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
  • the accompanying drawing shows a cross section through a tube target with the brought target plates and an internal magnet system.
  • the magnetron is equipped here with a rotating tube target 1, which consists of a tubular target carrier 2, on which a large number of individual elongate plane target plates 3 with applied sputtering material, such as e.g. ITO, zinc oxide, silicon and other ceramic, ceramic-like and / or high-melting material, are glued or bonded adjacent to each other.
  • a rotating tube target 1 which consists of a tubular target carrier 2, on which a large number of individual elongate plane target plates 3 with applied sputtering material, such as e.g. ITO, zinc oxide, silicon and other ceramic, ceramic-like and / or high-melting material, are glued or bonded adjacent to each other.
  • the tangential support of the flat target plates 3 on the tubular target carrier 2 forms a complete but polygonal target surface with polygon corners 4 and polygon sinks 6 on the tube target 1.
  • the plate longitudinal edges 8 of the target plates 3 geometrically form the polygon corners 4 and the central longitudinal axis 9 of the target plates 3 geometrically consider the polygon sinks 6 of the target surface.
  • the fixed magnet system 10 In the interior of the tube target 1 is the fixed magnet system 10, which generates a magnetic field with two magnetic field maxima 11 which penetrate the tube target 1 at a distance 12 which is dependent on the design of the magnet system 10.
  • the maximum possible sputter rate is in the core zones of the magnetic field, i.e. H. Reached approximately in the area of the two magnetic field maxima 11, outside of which the sputter rate decreases.
  • the distance between each longitudinal edge 8 of the target plates 3 and the central longitudinal axis 9 of the adjacent target plate is approximately equal to the distance between the magnetic field maxima 12 in the region of the target plate surface.
  • These two geometrically relevant points are located simultaneously in one of the two magnetic field maxima 11 during the rotation of the tube target 1.
  • the deviations in the sputtering rate cancel each other out due to the different radial distance between the tube target surface and the axis of rotation of the tube target 1 and thus to the fixed magnet system 10 occur.
  • the arrangement is to be carried out analogously in such a way that the same number of polygon corners 4 and polygon sinks 6 are in the magnetic field maxima 11 at the same time.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Der Erfindung, die Rohrmagnetron einer Vakuumbeschichtungsanlage betrifft, das mit einer hohlen, drehbar gelagerten Rohrtargetanordnung, und mit einem Magnetsystem versehen ist, das im Querschnitt zwei Magnetfeldmaxima aufweist und das in der axialen Längserstreckung der Rohrtargetanordnung und in deren Inneren angeordnet ist, wobei das Magnetfeld die Rohrtargetanordnung durchdringt und die Rohrtargetanordnung längserstreckte Targetplatten aufweist, die auf einem Targetträger befestigt sind, liegt der Aufgabe zugrunde, insbesondere bei der Verwendung von Targetplatten aus Keramiken z.B. aus ITO, Zinkoxid, Silizium und aus anderen keramischen, keramikähnlichen und/oder hochschmelzenden Material, eine verbesserte Prozessgleichmäßigkeit als wesentliche Voraussetzung für eine hohe Schichtqualität auf dem Substrat zu erzielen. Dies wird dadurch gelöst, dass die Targetplatten im Querschnitt ein Polygon bildend aneinander grenzend angeordnet sind.

Description

Rohrmagnetron
Die Erfindung betrifft ein Rohrmagnetron einer Vakuumbeschich- tungsanlage, das mit einer hohlen, drehbar gelagerten Rohrtargetanordnung, und mit einem Magnetsystem versehen ist. Das Magnetsystem weist im Querschnitt zwei Magnetfeldmaxima auf und ist in der axialen Längserstreckung der Rohrtargetanordnung und in deren Inneren angeordnet, wobei das Magnetfeld die Rohrtargetanordnung durchdringt. Die Rohrtargetanordnung weist längserstreckte Targetplatten auf, die auf einem Targetträger befestigt sind.
Bei dem hier und im nachfolgenden angegebenen Magnetfeldmaximum handelt es sich um das Maximum der tangential orientierten Magnetfeldkomponente an der Targetoberfläche.
Rohrmagnetrons allgemeiner Art sind seit längerem in der Anwendung in Vakuumbeschichtungsanlagen zum Beschichten von verschiedenen großflächigen Substraten mit unterschiedlichen Schichtmaterialien bekannt. Sie weisen sich durch eine hohe Ausnutzungsrate des Targetmateriales und eine lange Targetstandzeit aus. In der deutschen Patentschrift DD 217964 A3 wird ein Rohrmagnetron beschrieben. Durch eine gleichförmige Rotation des Rohrtargets wird eine gleichmäßige Erosion des Sputtermaterials auf der Rohrtargetoberfläche erzielt. Das Rohrtarget besteht hier vollständig aus dem zu sputternden Material, wie z.B. aus Aluminium oder Titan. Die im Innenraum des Rohrtarget realisierte Targetkühlung ist durch den günstigeren Wärmeübergang im Rohr wesentlich wirksamer als bei ebenen Targets, was eine Leistungssteigerung in Bezug auf die Beschich- tungsrate gegenüber den ebenen Targets ermöglicht. In der Anwendung durch den Anmelder sind auch Vollmaterialrohrtargets aus Kupfer und Titan bekannt.
Ein weiteres Rohrmagnetron ist aus der Druckschrift US 4,356,073 bekannt. In diesem Fall werden Rohrtargets verwandt, die aus einem Trägerrohr und einer umlaufend aufgetragenen Schicht aus dem Sputtermaterial bestehen. Diese Schicht bestehen aus vornehmlich metallischem Sputtermaterial und wird vorwiegend durch Plasmaspritzen aufgetragen.
In der US 4,443,318 wird der naheliegendste Stand der Technik beschrieben, bei dem ein rotierendes Magnetron mit einem Rohrtarget ausgestattet ist, welches eine Vielzahl von einzelnen Targetstreifen mit dem aufgetragenem Sputtermaterial, befestigt auf ein Trägerrohr aufweist. Die Targetstreifen liegen in einzelnen Nuten des Trägerohres und werden durch dazwischenliegende Klemmstreifen (Pratzen) , die auf das Trägerrohr aufgeschraubt werden, an das Trägerrohr angepresst. Diese Gestaltung erlaubt die Anwendung von in Plattenform hergestellten Targetmaterialien auf der Oberfläche von Rohrtargets . Das hat den Vorteil der kostengünstigeren und weiteren Einsatzbreite von verschiedenen Sputtermaterialien, weil abhängig vom Material, teilweise die Herstellung von Plattenmaterial einfacher und wirtschaftlicher ist, als die Anwendung der Vollmaterial- Rohrtargets und des Plasmaspritzverfahrens und darüber hinaus teilweise nur die Herstellung in Plattenform geeignet ist, wie z.B. bei keramische Sputtermaterialien mit ihrer großer Härte und Sprödigkeit.
Das Aufbringen von keramischem Sputtermaterial auf die Oberfläche eines Rohrtargets ist im Plasmaspritzverfahren schwierig, da hiermit die erforderliche Materialdichte und Materialhomogenität der keramischen StoffVerbindungen nicht erzielt wird. Geringfügige Gefüge- und Legierungsabweichungen bei bestimmten keramischen Sputterschichten, wie z.B. bei ITO ( Indium- Zinnoxid-Legierung) oder Siliziumoxid führen, zu Prozes- sungleichmäßigkeiten. Gleichermaßen sind im derzeitigen Stand der Technik Vollmaterial-Rohrtargets aus keramischen Sputtermaterial mit den erforderlichen Eigenschaften nicht bekannt. Das im Hochdruckpressverfahren gesinterte keramische Material verfügt über eine hohe Blockdichte und Härte, wodurch sich dieses Material nicht beliebig bearbeiten lässt. Die Plattenform ist daher bei keramischen Sputtermaterialien eine bevorzugte Herstellungsform.
An den bekannten mit Targetplatten belegten Rohrtargets ist es jedoch nachteilig, dass infolge der tangentialen Auflage der ebenen Platten ein unterschiedlicher radialen Abstand der Targetplattenoberfläche zur Drehachse des Rohrtargets entsteht und zudem bedingt durch die Haltemechanismen der Targetplatten (Pratzen) Oberflächenbereiche ohne Targetmaterial vorkommen, wodurch eine polygone Rohrtargetoberfläche mit inhomogenen Abschnitten entsteht. Diese Oberfläche des Rohrtargets führt im Beschichtungsprozess während des Drehvorganges des Rohrtargets durch die feststehenden Magnetfelder zu erheblichen Schwankungen der Magnetfeldwirkung und damit der Sputterrate und nachfolgend zu Schwankungen in den Prozessparametern des Plasmas. Die Prozessgleichmäßigkeit als wesentliche Voraussetzung der Schichtqualität auf dem Substrat ist gestört.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht darin, dass bei der Verwendung von Targetplatten auf Rohrtargets insbesondere von Targetplattenaus Keramiken z.B. aus ITO, Zinkoxid, Silizium und aus anderen keramischen, keramikähnlichen und/oder hochschmelzenden Material , eine verbesserte Prozessgleichmäßigkeit als wesentliche Voraussetzung für eine hohe Schichtqualität auf dem Substrat erzielt werden soll. Die Be- schichtungsqualität bei der Anwendung der Rohrtargets mit Targetplatten soll an die Beschichtungsqualität bei der Anwendung von Rohrtargets mit aufgetragenem Sputtermaterial oder aus Vollmaterial bestehend angeglichen werden, um variablere und kostengünstiger Beschichtungsprozesse im Einsatz von Rohrtargets bei gleicher Qualität zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Targetplatten im Querschnitt ein Polygon bildend aneinander grenzend angeordnet sind. In dieser Weise wird vermieden, dass Oberflächenbereiche auf den Rohrtargets ohne Targetmaterial als inhomogenen Abschnitten vorkommen. Hiermit werden die sprunghaften Schwankungen des Magnetfeldstärke und der Sputterrate, die durch das wechselnde Durchlaufen der Targetplattenoberflächen und der von Sputtermaterial freien Plattenzwischenräume durch die Magnetfelder des Magnetsystems erzeugt werden, erheblich abgebaut.
In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Breite und Anzahl der Targetplatten so gewählt, dass sich ein Winkel , der von zwei durch je eine Ecke zweier benachbarter Ecken des Polygon verlaufenden gedachten Radiallinien eingeschlossen wird, zu einem Winkel ß, der von zwei durch die Magnetfeldmaxi- ma verlaufenden gedachten Radiallinien eingeschlossen wird, verhält zu
ß=(n+0,5)-α mit (n=0, 1, 2 , 3 ,4...).
Damit wird erreicht, dass der Abstand einer jeden Ecke des Polygons zur Mittellängslinie einer Targetplatte annähernd gleich dem Abstand der Magnetfeldmaxima im Bereich der Targetplattenoberfläche ist.
Eine Ecke erzeugt in dem Magnetfeldmaximum eine vergleichsweise geringe, eine Flächenmitte - wegen ihrer größeren Nähe zur Magnetsystem - eine vergleichsweise hohe Sputterrate. Durch die Ausgestaltung durchfährt jeweils eine Ecke das eine Magnetfeldmaximum, während eine Flächenmitte das andere Magnetfeldmaximum durchfährt. Damit ergibt sich eine hohe Sputterrate gepaart mit einer geringen Sputterrate, in der Summe eine mittlere Sputterrate. in gleicher Weise verhalten sich andere Abschnitte auf dem Polygon zueinander. Damit werden Spitzen der Sputterraten in der Summe ausgeglichen und die trotz der vollflächigen Anordnung der Targetplatten verbleibenden Schwankungen der Sputterrate, erzeugt durch die polygone Rohrtargetoberfläche, weiter vermindert .
Mit anderen Worten schwächt sich beim Durchlaufen einer Stelle der Targetoberfläche mit dem größten Rohrtargetradius "Polygonecke" durch das Magnetfeld die Magnetfeldwirkung auf den Plasmaraum ab und die Sputterrate verringert sich auf ein Minimum, wogegen das Durchlaufen der Stelle der Targetoberfläche mit dem geringsten Rohrtargetradius („Polygonsenke") zu einer Erhöhung der Magnetfeldwirkung führt und die Sputterrate auf ein Maximum ansteigt. Dieses Abschwellen und Anschwellen der Sputterrate beim Durchlaufen der Magnetfelder wird durch die gleichmäßig wiederholende Positionierung einer „Polygonspitze" und einer „Polygonsenke" zeitgleich in Bereichen des Magnetfeldes gleicher Intensität, vorzugsweise an dessen beider Maxima, ausgeglichen. Dabei kann entsprechend dem Abstand der Magnetfeldma- xima und der im Verhältnis dazu stehenden Breite der Targetplatten jeweils der Polygonspitzen bildende Plattenlängsrand und die Polygonsenken bildende Mittellängslinie beliebiger Targetplatten miteinander kombiniert werden. Diese Anordnung erzielt die Wirkung einer Dämpfung des Schwingungsverhaltens der Sputterrate und somit eine Prozessgleichmäßigkeit von neuer Qualität.
Besonders günstig ist es, die Breite und Anzahl der Targetplatten so zu wählen, dass ß = 1, 5 • .
Bei Polygonen mit unterschiedlichen Eckenanzahl ergeben sich dann folgende Winkel der Magnetfeldmaxima:
bei einem sechseckigen Polygon: ß = 90° bei einem achteckigen Polygon: ß = 67,5° bei einem 10-eckigen Polygon: ß = 54° bei einem 12-eckigen Polygon: ß = 45° usw.
Mit diesen Winkeln sind Breiten der Targetplatten möglich, die sich technologisch gut beherrschen lassen.
In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung, sind die Targetplatten auf den Targetträger aufgeklebt oder aufgebondet. Diese Technologie erleichtert die angrenzende Anordnung der Targetplatten auf dem Trägerohr und vermeidet Befestigungs- hilfsmittel, die zu inhomogenen Oberflächengestaltung des Rohrtargets führen.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Targetplatten aus Keramiken z.B. aus ITO, Zinkoxid, Silizium und aus anderen keramischen, keramikähnlichen und/oder hochschmelzenden Material, die durch andere Verfahren schwierig auf ein Rohrtarget aufzubringen sind.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Rohrtarget mit einer Drehzahl von 1 s"1 bis 2 min"1 drehbar. Somit kann die Geschwindigkeit des Rohrtargets auf verschieden breite Targetplatten optimal ausgerichtet werden.
Schließlich ist in einer Verwendung der Erfindung vorgesehen, dass ein Ausgleich von minimalen Schwankungen des Plasmas oder der Sputterrate mittels einer Regelung der Spannung oder mittels einer Plasmaemissionsmonitorregelung erfolgt.
Die wirkungsvolle Kompensation der Sputterratenschwankung durch die erfindungsgemäßen Targetplattenanordnung wird durch diese Regelung noch vervollkommnet.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch ein Rohrtarget mit erfindungsgemäß aufge- brachten Targetplatten und einem innenliegendem Magnetsystem.
Das Magnetron ist hier mit einem rotierendem Rohrtarget 1 ausgestattet, welches aus einem rohrförmigen Targetträger 2 besteht, auf dem eine Vielzahl von einzelnen längserstreckten e- benen Targetplatten 3 mit aufgetragenem Sputtermaterial, wie z.B. ITO, Zinkoxid, Silizium und anderen keramischen, keramikähnlichen und/oder hochschmelzenden Material , aneinander grenzend aufgeklebt oder aufgebondet werden. Durch die tangentiale Auflage der ebenen Targetplatten 3 auf dem rohrförmigen Targetträger 2 bildet sich eine lückenlose jedoch polygone Targetoberfläche mit Polygonecken 4 und Polygonsenken 6 auf dem Rohrtarget 1.
Formbedingt bilden die Plattenlängsränder 8 der Targetplatten 3 geometrisch die Polygonecken 4 und die Mittellängsachse 9 der Targetplatten 3 geometrisch betrachtet die Polygonsenken 6 der Targetoberfläche .
Im Inneren des Rohrtargets 1 befindet sich das feststehende Magnetsystem 10, das ein Magnetfeld mit zwei Magnetfeldmaxima 11 erzeugt, welche in einem von der Gestaltung des Magnetsystems 10 abhängigen Abstand 12 das Rohrtarget 1 durchdringen. Die maximal mögliche Sputterrate wird in den bei den Kernzonen des Magnetfeldes, d. h. in etwa im Bereich der beiden Magnetfeldmaxima 11 erreicht, außerhalb des davon nimmt die Sputterrate ab.
Die Breite 7 einer jeden Targetplatte 3 und die Anzahl der Targetplatten 3 ist nun so gewählt, dass sich ein Winkel α, der von zwei durch je eine Ecke zweier benachbarter Ecken 4 und 5 des Polygon verlaufenden gedachten Radiallinien 13 und 14 eingeschlossen wird, zu einem Winkel ß, der von zwei durch die Magnetfeldmaxima 11 verlaufenden gedachten Radiallinien 15 und 16 eingeschlossen wird, sich verhält zu ß=(n+0,5)-α mit n = 1, d.h.
ß = 1,5 -α
Dadurch ist der Abstand eines jeden Plattenlängsrandes 8 der Targetplatten 3 zur Mittellängsachse 9 der benachbarten Targetplatte annähernd gleich dem Abstand der Magnetfeldmaxima 12 im Bereich der Targetplattenoberfläche. Diese beiden geometrischen relevanten Stellen (je eine Polygonecke 4 und Polygonsenke 6) befinden sich während des Rotierens des Rohrtargets 1 gleichzeitig in jeweils einem der beiden Magnetfeldmaxima 11. Dabei heben sich die Abweichungen der Sputterrate auf, die durch den unterschiedlichen radialen Abstand der Rohrtargetoberfläche zur Drehachse des Rohrtargets 1 und damit zum feststehendem Magnetsystem 10 auftreten. Werden mehrere Magnetfelder angewendet, ist die Anordnung analog so vorzunehmen, dass zeitgleich die gleiche Anzahl von Polygonecken 4 und Polygonsenken 6 in den Magnetfeldmaxima 11 sind.
Rohrmagnetron
Bezugszeichenliste
Rohrtarget Targetträger Targetplatte Polygonecke Pologonecke Polygonsenke Breite der Targetplatte Längsrand der Targetplatte Mittellängsachse der Targetplatte MagnetSystem Magnetfeldmaximum Abstand der Magnetfeldmaxima Radiallinie durch eine Polygonecke Radiallinie durch eine Polygonecke Radiallinie durch ein Magnetfeldmaximum Radiallinie durch ein Magnetfeldmaximum

Claims

RohrmagnetronPatentansprüche
1. Rohrmagnetron einer Vakuumbeschichtungsanläge, das mit einer hohlen, drehbar gelagerten Rohrtargetanordnung, und mit einem Magnetsystem versehen ist, das im Querschnitt zwei Magnetfeldmaxima aufweist und das in der axialen Längserstreckung der Rohrtargetanordnung und in deren Inneren angeordnet ist, wobei das Magnetfeld die Rohrtargetanordnung durchdringt und die Rohrtargetanordnung längserstreckte Targetplatten aufweist, die auf einem Targetträger befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Targetplatten (3) im Querschnitt ein Polygon bildend aneinander grenzend angeordnet sind.
2. Rohrmagnetron nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite und Anzahl der Targetplatten (3) so gewählt wird, dass sich ein Winkel α, der von zwei durch je eine Ecke (4; 5) zweier benachbarter Ecken (4; 5) des Polygon verlaufenden gedachten Radiallinien (13; 14) eingeschlossen wird, zu einem Winkel ß, der von zwei durch die Magnetfeldmaxima (11) verlaufenden gedachten Radiallinien (15; 16) eingeschlossen wird, sich verhält zu
ß = (n + 0 , 5) • α mit (n = 0 , 1 , 2, 3, 4...) .
3. Rohrmagnetron nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass ß =1, 5 • .
4. Rohrmagnetron nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Targetplatten (3) auf den Targetträger (2) aufgeklebt oder aufgebondet sind.
5. Rohrmagnetron nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Targetplatten (3) aus Keramiken z.B. aus ITO Zinkoxid, Silizium und aus anderen keramischen, keramikähnlichen und/oder hochschmelzenden Material bestehen.
6. Rohrmagnetron nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrtarget (1) mit einer Drehzahl von 1 s"1 bis 2 min"1 drehbar ist.
7. Verwendung eines Rohrmagnetron nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgleich von minimalen Schwankungen des Plasmas oder der Sputterrate mittels einer Regelung der Spannung oder mittels einer Plasmaemissionsmonitorregelung erfolgt .
PCT/DE2003/000962 2002-03-22 2003-03-24 Rohrmagnetron Ceased WO2003081634A2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03727150A EP1488445A2 (de) 2002-03-22 2003-03-24 Rohrmagnetron
AU2003233915A AU2003233915A1 (en) 2002-03-22 2003-03-24 Tube magnetron
US10/508,819 US20050145488A1 (en) 2002-03-22 2003-03-24 Tube magnetron

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10213043.4 2002-03-22
DE10213043A DE10213043B4 (de) 2002-03-22 2002-03-22 Rohrmagnetron und seine Verwendung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2003081634A2 true WO2003081634A2 (de) 2003-10-02
WO2003081634A3 WO2003081634A3 (de) 2004-03-04

Family

ID=27815898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2003/000962 Ceased WO2003081634A2 (de) 2002-03-22 2003-03-24 Rohrmagnetron

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20050145488A1 (de)
EP (1) EP1488445A2 (de)
AU (1) AU2003233915A1 (de)
DE (1) DE10213043B4 (de)
WO (1) WO2003081634A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010149790A3 (de) * 2009-06-26 2011-03-03 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren zur beschichtung eines subtrates in einer vakuumkammer mit einem rotierenden magnetron
EP4131332A1 (de) 2021-08-04 2023-02-08 FHR Anlagenbau GmbH Mehrfach-sputtertarget

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7790003B2 (en) * 2004-10-12 2010-09-07 Southwest Research Institute Method for magnetron sputter deposition
US7592051B2 (en) * 2005-02-09 2009-09-22 Southwest Research Institute Nanostructured low-Cr Cu-Cr coatings for high temperature oxidation resistance
US7842355B2 (en) 2005-11-01 2010-11-30 Applied Materials, Inc. System and method for modulation of power and power related functions of PECVD discharge sources to achieve new film properties
US20080047831A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Hendryk Richert Segmented/modular magnet bars for sputtering target
DE502006008952D1 (de) † 2006-11-14 2011-04-07 Applied Materials Inc Magnetron-Sputterquelle, Sputter-Beschichtungsanlage und Verfahren zur Beschichtung eines Substrats
GB0715879D0 (en) * 2007-08-15 2007-09-26 Gencoa Ltd Low impedance plasma
US20100044222A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Guardian Industries Corp., Sputtering target including magnetic field uniformity enhancing sputtering target backing tube
CN102272347B (zh) * 2009-01-30 2014-03-05 普雷克斯S.T.科技公司 管靶
JP5265811B2 (ja) * 2010-06-03 2013-08-14 株式会社アルバック スパッタ成膜装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD217964A3 (de) * 1981-10-02 1985-01-23 Ardenne Manfred Einrichtung zum hochratezerstaeuben nach dem plasmatronprinzip
US4443318A (en) * 1983-08-17 1984-04-17 Shatterproof Glass Corporation Cathodic sputtering apparatus
FR2725073B1 (fr) * 1994-09-22 1996-12-20 Saint Gobain Vitrage Cathode rotative de pulverisation cathodique a plusieurs cibles
FR2745010B1 (fr) * 1996-02-20 1998-06-12 Serole Michelle Paparone Cible de pulverisation cathodique de forme tubulaire ou derivee, faite de plusieurs plaques longitudinales et sa methode de fabrication
JPH1129863A (ja) * 1997-07-10 1999-02-02 Canon Inc 堆積膜製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010149790A3 (de) * 2009-06-26 2011-03-03 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren zur beschichtung eines subtrates in einer vakuumkammer mit einem rotierenden magnetron
US8992742B2 (en) 2009-06-26 2015-03-31 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Method for coating a substrate in a vacuum chamber having a rotating magnetron
EP4131332A1 (de) 2021-08-04 2023-02-08 FHR Anlagenbau GmbH Mehrfach-sputtertarget

Also Published As

Publication number Publication date
US20050145488A1 (en) 2005-07-07
DE10213043B4 (de) 2008-10-30
DE10213043A1 (de) 2003-10-09
EP1488445A2 (de) 2004-12-22
WO2003081634A3 (de) 2004-03-04
AU2003233915A1 (en) 2003-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0493647B1 (de) Zerstäubungskathode für die Beschichtung von Substraten in Katodenzerstäubungsanlagen
EP2018653B1 (de) Arcquelle und magnetanordnung
DE3506227A1 (de) Anordnung zur beschichtung von substraten mittels kathodenzerstaeubung
DE3914476C1 (de)
EP1488445A2 (de) Rohrmagnetron
DE2307649A1 (de) Anordnung zur zerstaeubung von verschiedenen materialien
WO2002042518A1 (de) Target mit dickenprofilierung für rf manetron
DE69605840T2 (de) Magnetron Zerstäubungssystem
EP1626433B1 (de) Magnetronsputtereinrichtung, Zylinderkathode und Verfahren zur Aufbringung von dünnen Mehrkomponentenschichten auf einem Substrat
DE102010046780A1 (de) Beschichten von Substraten mit einer Legierung mittels Kathodenzerstäubung
DE19860474A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Beschichten von Substraten mittels bipolarer Puls-Magnetron-Zerstäubung
DE1914747A1 (de) Vorrichtung zum mehrseitigen Aufstaeuben
EP0438627B1 (de) Bogenentladungsverdampfer mit mehreren Verdampfertiegeln
EP3523684B1 (de) Multilayer-spiegel zur reflexion von euv-strahlung und verfahren zu dessen herstellung
EP1524329A1 (de) Modulare Vorrichtung zur Beschichtung von Oberflächen
EP1520290B1 (de) Vorrichtung zur beschichtung von substraten mittels physikalischer dampfabscheidung über den hohlkathodeneffekt
DE102013210155A1 (de) Verfahren zum Abscheiden einer transparenten, elektrisch leitfähigen Metalloxidschicht
CH691717A5 (de) Kondensator mit kaltfliessgepressten Elektroden.
EP4131332A1 (de) Mehrfach-sputtertarget
EP1766656B1 (de) Vorrichtung zur kohlenstoffabscheidung
EP1875484B1 (de) Magnetsystem für eine zerstäubungskathode
DE9017728U1 (de) Zerstäubungskatode für die Beschichtung von Substraten in Katodenzerstäubungsanlagen
DE4011515C1 (en) Coating substrate with metal (alloy) - by magnetic sputtering, with substrate mounted on surface held at negative voltage
EP1462538B1 (de) Verfahren zum reaktiven Magnetron-sputtern
DE2139313C3 (de) Vorrichtung zum Autbringen von homogenen, dünnen Schichten auf Werkstücke

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003727150

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003727150

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10508819

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP