DE19654000C1

DE19654000C1 - Apparatus for cathode sputtering

Info

Publication number: DE19654000C1
Application number: DE1996154000
Authority: DE
Inventors: Eggo Dipl Ing Sichmann; Michael Muecke
Original assignee: Singulus Technologies AG
Current assignee: Singulus Technologies AG
Priority date: 1996-12-21
Filing date: 1996-12-21
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2016-12-22

Abstract

The apparatus is intended for cathode sputtering to produce coatings on a substrate (27) by of sputtering cathode (2) which can be introduced into a vacuum chamber. The cathode is provided with pole shoes (14), a target (8) and at magnet (9) which is arranged concentrically relative to the central axis (44), or takes the form of a ring. The apparatus is characterised by the fact that in addition to the magnet (9) a component in the form of a coil (76, 77) generating a variable magnetic is provided in the target region.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ka thodenzerstäubung für die Herstellung von Schichten auf einem Substrat mittels einer in einer Vakuumkammer ein bringbaren Zerstäubungskathode, die mit Bezug auf die Mittelachse der Zerstäubungskathode Polschuhe, ein Tar get und mindestens einen konzentrisch bzw. ringförmig angeordneten Magneten aufweist.The invention relates to a device for Ka sputtering for the production of layers a substrate by means of a in a vacuum chamber bringable sputtering cathode, which with respect to the Central axis of the sputtering cathode pole shoes, a tar get and at least one concentric or annular arranged magnets.

Es ist bereits eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung für die statische Beschichtung scheibenförmiger Sub strate mittels eines Plasmas in einer Vakuumkammer mit mindestens einer Öffnung bekannt (DE 43 15 023 A1), welche durch Auflegen einer Zerstäubungskathode von außen verschließbar ist. Zwischen der Kathode und der Kammerwand sind ein elastischer Vakuumdichtring sowie eine ringförmige Anode vorgesehen, die die Öffnungen radial von außen umgeben, wobei die Anode auf ihrer zur Kathode hin zeigenden Seite eine ebene Kontaktfläche aufweist. Die bekannte Zerstäubungskathode besteht aus einem scheibenförmigen, ferromagnetischen Joch und einer Kühlplatte. Zwischen beiden ist ein scheibenför miger Isolator eingelegt. Vor der Kühlplatte befindet sich das zu zerstäubende Target, während auf der Rück seite der Kühlplatte in einer Nut ein ringförmig ange ordneter Magnet eingelegt ist. Durch den ringförmig an geordneten Magneten wird ein Gegenmagnetfeld erzeugt, welches den Verlauf der Magnetfeldlinien beeinflußt. Hierdurch erhält der Verlauf der Magnetfeldlinien einen annähernd parallelen bzw. linsenförmigen oder konvexen Verlauf.It is already a cathode sputtering device for the static coating of disc-shaped sub strate using a plasma in a vacuum chamber at least one opening is known (DE 43 15 023 A1), which by placing a sputtering cathode of is closable on the outside. Between the cathode and the Chamber wall are an elastic vacuum sealing ring as well an annular anode is provided covering the openings surrounded radially from the outside, with the anode on its to Side facing cathode a flat contact surface having. The known sputtering cathode consists of a disc - shaped, ferromagnetic yoke and a cooling plate. There is a disc-shaped between the two Insulator inserted. Located in front of the cooling plate the target to be atomized while on the back side of the cooling plate in a groove in a ring ordered magnet is inserted. Through the ring orderly magnets, a counter magnetic field is generated, which influences the course of the magnetic field lines. This gives the course of the magnetic field lines one approximately parallel or lenticular or convex Course.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Spulen derart anzuordnen oder das Magnetfeld derart zu gestalten, daß die Targetausbeute verbessert wird und gleichzeitig eine hohe Gleichmäßigkeit in der Schichtdicke erzielt wird.In contrast, the invention is based on the object to arrange the coils or the magnetic field in this way to design that the target yield is improved and at the same time high uniformity in the Layer thickness is achieved.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß neben ringförmig angeordneten Magneten mindestens ein weiteres ein veränderbares Magnetfeld erzeugendes Teil im Bereich des Targets vorgesehen ist. Durch die vor teilhafte Anordnung des ringförmig angeordneten Magne ten neben dem ein veränderbares Magnetfeld erzeugenden Teil erhält man auch bei unterschiedlich großem Sub strat eine gleichmäßige Schichtdicke, wobei die Abwei chungen der Schichtdicke zwischen ± 2% bis 3% mit Be zug auf die Schichtdicke liegen können. Der Sputtergra ben bildet sich in Abhängigkeit des eingestellten Ma gnetfelds aus. Bei dieser Anordnung des ringförmig an geordneten Magneten in Verbindung mit dem ein veränder bares Magnetfeld erzeugenden Teil wird das Hauptmagnet feld so ausgebildet, daß über die gesamte Prozeßdauer eine gezielte Beeinflussung des Erosionsgrabens sicher gestellt werden kann.According to the invention, the object is achieved in that in addition to magnets arranged in a ring, at least one another part generating a changeable magnetic field is provided in the area of the target. By the front partial arrangement of the ring-shaped magnet besides the one that generates a changeable magnetic field Part is also available with different sized sub strat a uniform layer thickness, the deviation layer thicknesses between ± 2% to 3% with Be can lie on the layer thickness. The Sputtergra ben forms depending on the set dimension gnetfelds. In this arrangement, the ring ordered magnets in connection with the one change Bare magnetic field generating part becomes the main magnet Field designed so that over the entire process targeted influencing of the erosion trench can be put.

Durch die vorteilhafte Anordnung des ringförmig ange ordneten Magneten in Verbindung mit dem ein veränder bares Magnetfeld erzeugenden Teil bzw. mindestens einer Spule wird eine Veränderung des Magnetfelds, insbeson dere im Bereich der Targetoberfläche, erreicht. Dabei verlaufen die magnetischen Flußlinien von der Mitte nach außen bzw. von außen nach innen und nehmen dabei eine Linsenform ein, so daß man einen möglichst breiten Erosionsgraben erzielen kann. Erhält man nach einer längeren Prozeßdauer einen konkaven Erosionsgraben, so ist es vorteilhaft, daß sich mit Bezug auf die Target oberfläche in etwa parallel verlaufende Magnetfeld linien einstellen. Die Schirmplatte verhindert einen Eintritt der Magnetfeldlinien in das Joch. In vorteil hafter Weise können diese Spulen auch zeitabhängig ge steuert werden, so daß man einerseits die Lebensdauer eines Targets und andererseits über eine Zyklus zeit das Magnetfeld variieren kann. Es kann z. B. empirisch eine Steuerkurve (f_(I) = I_(t)) ermittelt werden, die gewähr leistet, daß erstens das Substrat sehr gleichmäßig be schichtet wird und zweitens das Target optimal ausge beutet wird. Die so empirisch ermittelte Steuerkurve, z. B. für ein Goldtarget, kann dann immer wieder für den Beschichtungsprozeß eingesetzt werden. Der Steuer prozeß für den Beschichtungsvorgang kann auch mittels eines Programms überwacht werden.Due to the advantageous arrangement of the annularly arranged magnet in connection with the part which can produce a changeable magnetic field or at least one coil, a change in the magnetic field, in particular in the region of the target surface, is achieved. The magnetic flux lines run from the center to the outside or from the outside to the inside and assume a lens shape so that the largest possible erosion trench can be achieved. If a concave erosion trench is obtained after a longer process time, it is advantageous that lines of magnetic field running approximately parallel with respect to the target surface are established. The shield plate prevents the magnetic field lines from entering the yoke. Advantageously, these coils can also be controlled time-dependent, so that you can vary the magnetic field on the one hand the life of a target and on the other hand over a cycle time. It can e.g. B. empirically, a control curve (f _(I) = I _(t) ) can be determined, which ensures that, firstly, the substrate is coated very evenly and secondly, the target is optimally exploited. The control curve determined empirically, e.g. B. for a gold target, can then be used again and again for the coating process. The control process for the coating process can also be monitored using a program.

Mit den hier verwendeten Spulen läßt sich auf sehr ko stengünstige Weise ein variables Magnetfeld erzeugen.With the coils used here can be very ko most cost-effective way to generate a variable magnetic field.

Erfindungswesentlich ist es, daß durch die Verwendung der Spulen gemäß Fig. 1, die zum Beispiel unter dem Target oder auch an anderer Stelle angebracht worden sind, das Magnetfeld im Targetraum gezielt beeinflußt und variiert wird, so daß man das Plasma radial von in nen nach außen verschieben kann. Hierdurch erreicht man, daß der Erosionsgraben radial über das Target ver schoben bzw. verändert werden kann, womit man die Mög lichkeit hat, einmal einen sehr breiten Erosionsgraben, indem man das Magnetfeld kontinuierlich variiert, oder zwei Erosionsgräben nebeneinander zu erzeugen, indem man das Magnetfeld stufenweise hin- und herschaltet.It is essential to the invention that by using the coils according to FIG. 1, which have been attached, for example, under the target or elsewhere, the magnetic field in the target space is specifically influenced and varied, so that the plasma is radially directed from inside can move outside. This ensures that the erosion trench can be pushed or changed radially over the target, which gives you the opportunity to create a very wide erosion trench by continuously varying the magnetic field, or to create two erosion trenches next to one another by using the magnetic field switches back and forth in stages.

Ferner ist es vorteilhaft, daß zwischen dem Target oder zwischen Targetrückseite und Jochplatte mindestens eine erste Spule oder ringförmig angeordnete Spule vorge sehen ist.It is also advantageous that between the target or at least one between the back of the target and the yoke plate first coil or ring-shaped coil pre-featured see is.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbil dung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß im Bereich der Jochplatte oder im Bereich des Außenumfangs der Jochplatte mindestens ein ringförmig angeordneter Ma gnet vorgesehen ist.An additional option is according to a continuation extension of the device according to the invention that in the area the yoke plate or in the area of the outer circumference of the Yoke plate at least one ring arranged Ma gnet is provided.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil haft, daß im Bereich des Außenumfangs des Targets die erste Magnetspule und im Bereich des Kühlkopfs die zweite Magnetspule vorgesehen ist.In a further embodiment of the invention, it is advantageous liable that in the area of the outer circumference of the target first magnetic coil and in the area of the cooling head second magnetic coil is provided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs gemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß die bei den Magnetspulen etwas oberhalb der oberen Begrenzung oder der Rückseite des Targets vorgesehen sind.According to a preferred embodiment of the Invention appropriate solution is finally provided that the at the solenoids slightly above the upper limit or the back of the target are provided.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfin dung, daß die beiden Magnetspulen auf der gleichen Querebene angeordnet sind.Is of particular importance for the present inventor that the two solenoids on the same Transverse plane are arranged.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, daß die beiden Ma gnetspulen auf der gleichen Querebene zwischen einer ersten oder zweiten Jochplatte und der Rückseite des Targets angeordnet sind.In connection with the training according to the invention and arrangement, it is advantageous that the two Ma magnetic coils on the same transverse plane between one first or second yoke plate and the back of the Targets are arranged.

Vorteilhaft ist es ferner, daß der im Bereich des Außenumfangs des ersten und/oder zweiten Jochs bzw. der Jochplatte vorgesehene, ringförmig angeordnete Magnet zwischen der unteren bzw. ersten Jochplatte und der oberen bzw. zweiten Jochplatte vorgesehen ist.It is also advantageous that the in the area of Outer circumference of the first and / or second yoke or Yoke plate provided ring-shaped magnet between the lower or first yoke plate and the upper or second yoke plate is provided.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß die beiden Magnetspu len und der ringförmig angeordnete Magnet konzentrisch zur Mittelachse der Zerstäubungskathode angeordnet sind.It is also advantageous that the two Magnetspu len and the ring-shaped magnet concentrically arranged to the central axis of the sputtering cathode are.

Hierzu ist es vorteilhaft, daß der ringförmig angeord nete Magnet einen Außendurchmesser aufweist, der in etwa gleich, etwas kleiner oder etwas größer als der Außendurchmesser der ersten Spule ist.For this purpose, it is advantageous that the ring is arranged Nete magnet has an outer diameter that in about the same, slightly smaller or slightly larger than that Outside diameter of the first coil.

Ferner ist es vorteilhaft, daß in einem zwischen Target und mindestens einer Jochplatte vorgesehenen Isolator und/oder dem Target Ringkammern zur Aufnahme der Spule oder ringförmig angeordnete Spulen vorgesehen sind.It is also advantageous that in a between target and at least one yoke plate provided isolator and / or the target ring chambers for receiving the coil or coils arranged in a ring are provided.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbil dung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß die zwei Spulen oder ringförmig angeordneten Spulen unterschied lich große Durchmesser aufweisen.An additional option is according to a continuation extension of the device according to the invention that the two Coils or coils arranged in a ring Lich have large diameters.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil haft, daß die zweite ringförmig angeordnete Spule einen kleineren Außendurchmesser aufweist als die erste Spule.In a further embodiment of the invention, it is advantageous liable that the second ring-shaped coil one has a smaller outer diameter than the first Kitchen sink.

Wie zuvor beschrieben, gewährleistet die Ausbildung, daß der ringförmig angeordnete Magnet eine in Richtung des Substrats zeigende N/S-Polung aufweist.As previously described, the training ensures that the ring-shaped magnet is one in the direction of the substrate has N / S polarity.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil haft, daß ein Abschirmteil zwischen den beiden Spulen vorgesehen ist. In a further embodiment of the invention, it is advantageous that a shielding part between the two coils is provided.

Eine zusätzliche Möglichkeit gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung besteht darin, daß das Abschirmteil zwischen einer der Joch platten und dem Target vorgesehen ist.An additional option according to further training the drive device according to the invention in that the shielding part between one of the yokes plates and the target is provided.

Von Vorteil ist es ferner, daß das Abschirmteil zwi schen einer der Jochplatten und/oder einem Isolator und dem Target vorgesehen ist.It is also advantageous that the shielding part between one of the yoke plates and / or an insulator and the target is provided.

Eine wesentliche, vorteilhafte Ausführungsform erreicht man dadurch, daß die beiden Jochplatten mit Bezug auf die Mittelachse mit Abstand zueinander angeordnet sind.An essential, advantageous embodiment is achieved one in that the two yoke plates refer to the center axis are spaced apart.

Vorteilhaft ist es außerdem, daß der Abstand zwischen den beiden Jochplatten in etwa der Höhe des ringförmig angeordneten Magneten entspricht.It is also advantageous that the distance between the two yoke plates at approximately the height of the ring arranged magnets corresponds.

Ferner ist es vorteilhaft, daß die beiden Jochplatten unterschiedlich große Außendurchmesser aufweisen bzw. in Form einer Treppenstufe angeordnet sind.It is also advantageous that the two yoke plates have different outer diameters or are arranged in the form of a step.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbil dung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß die im Außendurchmesser kleinere Jochplatte mit dem Kühlfinger und die im Außendurchmesser größere Jochplatte mit dem Polschuh mittel- oder unmittelbar verbunden ist.An additional option is according to a continuation extension of the device according to the invention that the im Outer diameter of the smaller yoke plate with the cooling finger and the larger yoke plate with the outer diameter Pole shoe is connected directly or indirectly.

Hierzu ist es vorteilhaft, daß der an die Spulen ange legte Strom in Abhängigkeit eines Zeitfaktors veränder bar ist.For this purpose, it is advantageous that the on the coils put current change depending on a time factor is cash.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß der an die Spulen an gelegte Strom bzw. die Stromzufuhr zu den Spulen über eine Steuerkurve bzw. über ein vorab festgelegtes Pro gramm steuerbar ist und die Stromleitungen hierzu über einen Stromteiler mit einem Rechner in Wirkverbindung stehen.It is also advantageous that the to the coils current or the power supply to the coils a control curve or via a predetermined pro Gram is controllable and the power lines for this a current divider with a computer in operative connection stand.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzel merkmalen erfindungswesentlich sind. Es zeigt:Further advantages and details of the invention are in the claims and explained in the description and shown in the figures, it being noted that all individual features and all combinations of individual features are essential to the invention. It shows:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Targets mit mehreren konzentrisch angeordneten Spulen und einem Ring aus Permanent magneten, Fig. 1 is a sectional view of the magnet of a target with a plurality of concentrically arranged coils and a ring of permanent,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines treppenförmig ausgebildeten Jochs, Fig. 2 is a schematic representation of a step-shaped yoke,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Polschuhs mit den entsprechenden Ma gnetfeldlinien, Figure 3 is a schematic representation gnetfeldlinien. A pole piece with the corresponding Ma,

Fig. 4 bis 6 drei schematische Darstellungen eines treppenförmig ausgebildeten Jochs mit verschiedenen Anordnungen der Spulen bzw. des Abschirmteils. FIGS. 4 to 6 show three schematic diagrams of a stair-shaped yoke with different arrangements of the coils or of the shield.

Es ist eine Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung für die Herstellung von Schichten auf einem Substrat, bei spielsweise einer Compact Disk 27, dargestellt. Für den Prozeßablauf kann die mit 2 bezeichnete Zerstäubungs kathode in eine Kammerwand 1 der Vorrichtung zur Katho denzerstäubung eingesetzt werden. Die Kathode besteht aus einem scheibenförmigen, ferromagnetischen, ersten, unteren Joch 21′ (I) und einem mit Abstand dazu ange ordneten, zweiten bzw. oberen Joch 21 (II). Das erste Joch 21′ hat einen Durchmesser, der größer ausgebildet ist als der Durchmesser des zweiten Jochs 21.A device for cathode sputtering for the production of layers on a substrate, for example a compact disk 27, is shown. For the process flow, the atomization cathode denoted by 2 can be used in a chamber wall 1 of the device for cathode atomization. The cathode consists of a disc-shaped, ferromagnetic, first, lower yoke 21 '(I) and a spaced apart, second or upper yoke 21 (II). The first yoke 21 'has a diameter which is larger than the diameter of the second yoke 21st

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, sind die beiden Joche 21, 21′ in Form einer Treppenstufe rotationssym metrisch zu einer Längsmittelachse 44 der Zerstäubungs kathode 2 angeordnet und weisen untereinander einen ausreichend großen Abstand auf, so daß in diesen Zwi schenraum ein ringförmig angeordnet er Magnet 9 eben falls rotationssymmetrisch zur Längsmittelachse 44 mit entsprechender Höhe des Zwischenraums angeordnet werden kann. Dieser ringförmig angeordnete Magnet 9 weist mit Bezug auf ein Target 8 eine N/S-Polung auf.As can be seen from FIGS. 1 and 2, the two yokes 21 , 21 'in the form of a step are arranged rotationally symmetrically metrically to a longitudinal central axis 44 of the sputtering cathode 2 and are at a sufficiently large distance from one another so that an annular space is formed in this intermediate space He arranged magnet 9 if it can be arranged rotationally symmetrically to the longitudinal central axis 44 with a corresponding height of the intermediate space. This ring-shaped magnet 9 has an N / S polarity with respect to a target 8 .

Die im Außendurchmesser kleinere bzw. innere Joch platte 21 ist mit einem Kühlfinger 74 und die im Außen durchmesser größere Jochplatte 21′ mit einem Pol schuh 14 mittel- oder unmittelbar verbunden.The outer diameter smaller or inner yoke plate 21 is connected to a cold finger 74 and the outer diameter larger yoke plate 21 'with a pole shoe 14 directly or indirectly.

Im Bereich der Jochplatten 21, 21′ ist z. B. in Fig. 3 ein ein veränderbares Magnetfeld erzeugendes Teil bzw. eine oder mehrere Magnetspulen 76, 77 vorgesehen.In the area of the yoke plates 21 , 21 'z. For example, in FIG. 3 a part generating a changeable magnetic field or one or more magnetic coils 76 , 77 are provided.

Die beiden in Fig. 1 dargestellten Magnetspulen 76, 77 liegen auf einer gleichen Querebene unterhalb der un teren, horizontal verlaufenden Ebene der Joch platte 21′.The two magnet coils 76 , 77 shown in Fig. 1 are on the same transverse plane below the lower, horizontal plane of the yoke plate 21 '.

Im Bereich des Außenumfangs 55 des Targets 8 kann die erste Magnetspule 76 und im Bereich des Kühlfingers bzw. Kühlkopfs 74 die zweite Magnetspule 77 vorgesehen sein. Die beiden Magnetspulen 76, 77 sind etwas ober halb einer oberen Begrenzung 57 oder der Rückseite 40 des Targets 8 vorgesehen. Es ist dabei vorteilhaft, wenn der im Bereich des Außenumfangs des ersten und/oder zweiten Jochs 21, 21′ vorgesehene, ringförmig angeordnete Magnet 9 zwischen der oberen bzw. zweiten Jochplatte 21 und der unteren bzw. ersten Joch platte 21′ vorgesehen ist und die beiden Magnetspu len 76, 77 und der ringförmig angeordnete Magnet 9 kon zentrisch zur Mittelachse 44 der Zerstäubungskathode 2 angeordnet sind.The first magnet coil 76 can be provided in the area of the outer circumference 55 of the target 8 and the second magnet coil 77 can be provided in the area of the cooling finger or cooling head 74 . The two magnetic coils 76 , 77 are provided somewhat above half an upper boundary 57 or the rear 40 of the target 8 . It is advantageous if the in the area of the outer circumference of the first and / or second yoke 21 , 21 'provided, annularly arranged magnet 9 between the upper or second yoke plate 21 and the lower or first yoke plate 21 ' is provided and the both Magnetspu len 76 , 77 and the ring-shaped magnet 9 are arranged con centrically to the central axis 44 of the sputtering cathode 2 .

Die Zerstäubungskathode 2 weist ferner eine Kühl platte 7 auf. Zwischen dem Joch 21′ und der Kühl platte 7 ist ein Isolator 6 eingeklemmt und mittels Schraubenbolzen 91 gesichert.The sputtering cathode 2 also has a cooling plate 7 . Between the yoke 21 'and the cooling plate 7 , an insulator 6 is clamped and secured by means of bolts 91 .

Vor der Kühlplatte 7 ist das zu zerstäubende Target 8 angeordnet. Auf der Rückseite der Kühlplatte 7 befindet sich eine bzw. zwei Ringnuten 86 zur Aufnahme einer in neren und einer äußeren Magnetspule 76, 77, die, wie bereits erwähnt, konzentrisch zur Mittelachse 44 des Targets 8 angeordnet sind.The target 8 to be atomized is arranged in front of the cooling plate 7 . On the back of the cooling plate 7 there is one or two annular grooves 86 for receiving an inner and an outer magnetic coil 76 , 77 which, as already mentioned, are arranged concentrically to the central axis 44 of the target 8 .

Das Joch bzw. der Isolator 6 und die Kühlplatte 7 wer den durch Schrauben 91 und den Kühlfinger 74 gesichert. Die Schraube 91 bzw. eine Schraube 73 ist in vorteil hafter Weise durch den Isolator 6 gegen das Joch iso liert.The yoke or the insulator 6 and the cooling plate 7 who secured by screws 91 and the cooling finger 74 . The screw 91 or a screw 73 is iso liert advantageously by the insulator 6 against the yoke.

An die Magnetspulen 76, 77 kann über elektrische Lei tungen 78, 79 eine Stromversorgung angeschlossen wer den, die zur Erzeugung des Magnetfelds dient. To the magnetic coils 76 , 77 lines 78 , 79 can be connected to a power supply via electrical lines, which is used to generate the magnetic field.

Der Magnet 9 ist an das Joch 21 und/oder 21′ und den Polschuh 14 zur Leitung des magnetischen Flusses ange koppelt und bildet somit den kompletten Magnetfeldein schluß.The magnet 9 is coupled to the yoke 21 and / or 21 'and the pole piece 14 for guiding the magnetic flux and thus forms the complete magnetic field circuit.

Das untere Ende des Polschuhs 14 bildet einen Flansch 88, an den die Außenmaske bzw. eine Anode 4 an geschlossen ist. Die Höhe des Polschuhs 14 und/oder die Höhe der Anode 4 ist veränderbar.The lower end of the pole piece 14 forms a flange 88 to which the outer mask or an anode 4 is closed. The height of the pole piece 14 and / or the height of the anode 4 can be changed.

Am unteren Ende der Anode 4 befindet sich das Sub strat 27, das gemeinsam mit der Anode 4 und der Target oberfläche den Targetraum einschließt.At the lower end of the anode 4 is the sub strate 27 , which together with the anode 4 and the target surface includes the target space.

Im Bereich der Mittelachse 44 der Zerstäubungskathode 2 befindet sich eine Bohrung 67, die sich durch die ge samte Vorrichtung erstreckt und zur Aufnahme einer Hohlschraube 20 und des Kühlfingers 74 dient. Der Kühl finger 74 kann mit einer in der Zeichnung nicht darge stellten Kühlleitung verbunden sein.In the region of the central axis 44 of the sputtering cathode 2 there is a bore 67 which extends through the entire device and serves to receive a banjo bolt 20 and the cooling finger 74 . The cooling finger 74 may be connected to a cooling line not shown in the drawing.

An das obere Ende der Hohlschraube 20 schließt sich in axialer Richtung berührungsfrei das zweite Joch 21 mit einer Jochplatte an.The second yoke 21 with a yoke plate adjoins the upper end of the hollow screw 20 in the axial direction without contact.

Am oberen Ende des Kühlkopfs bzw. des Kühlfingers 74 ist mittels eines Flansches 22 das zweite Joch 21 (II) befestigt, während das erste Joch 21′ (I) an den Pol schuh 14 angeschlossen ist und mittels Schrau ben 73, 73′ gesichert werden kann.At the upper end of the cooling head or the cooling finger 74 , the second yoke 21 (II) is fastened by means of a flange 22 , while the first yoke 21 '(I) is connected to the pole shoe 14 and is secured by screws 73 , 73 ' can.

An die Stirnseite bzw. an das untere Ende eines Gewin deteils 90 des Kühlfingers 74 ist eine Mittelmaske bzw. eine Mittelanode 26 lösbar angeschlossen. Die Mittel anode 26 reicht bis in die zentrische Vertiefung des Targets 8, welches an der Vorderseite des Targets vor gesehen ist, und bildet mit ihrem unteren Ende mit der Außenanode 4 bzw. Außenmaske eine ringförmige Fläche für die Maskierung des Substrats 27.A center mask or a center anode 26 is detachably connected to the end face or to the lower end of a threaded part 90 of the cooling finger 74 . The center anode 26 extends into the central recess of the target 8 , which is seen in front of the target, and forms with its lower end with the outer anode 4 or outer mask an annular surface for masking the substrate 27 .

Der Abstand zwischen dem ringförmig angeordneten Magne ten 9 und der Mittelachse 44 ist je nach Ausführungs form veränderbar. Auf jeden Fall liegt der ringförmig angeordnete Magnet 9 zwischen der Mittelachse 44 und dem Polschuh 14. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, kann ein Abschirmteil 75 zwischen den beiden Spulen 76, 77 vor gesehen sein. Ferner ist es möglich, daß das Abschirm teil 75 zwischen einer der Jochplatten 21, 21′ und dem Target 8 vorgesehen ist. Das Abschirmteil 75 wirkt ein mal als Eisenkern für die Spulen 76, 77 und verstärkt deren Magnetfeld, und gleichzeitig schirmt es einen Targetraum 84 gegenüber den Kurzschlußfeldlinien des Magneten 9 ab, so daß man mit relativ geringen Strömen mittels der Spulen eine Feldveränderung vornehmen kann. Hierzu kann das Abschirmteil 75 zwischen einer der Jochplatten 21, 21′ und/oder dem Isolator 6 sowie dem Target 8 vorgesehen sein. Der Magnet 9 dient zur Erzeu gung des Magnetron-Magnetfelds. Auf der rechten Seite gemäß Fig. 3 haben Feldlinien 71 der Kathode bzw. des Sputter-Magnetrons einen konvexen bzw. abgeflachten oder in etwa parallelen Verlauf zur Targetrückseite. Dies wird in vorteilhafter Weise auch durch das Ab schirmteil 75 bewirkt. Eine derartige Anordnung eignet sich insbesondere bei einem nicht-ferromagnetischen Me talltarget, z. B. einem Gold- bzw. Aluminium-Target.The distance between the annularly arranged magnet 9 and the central axis 44 can be changed depending on the design. In any case, the ring-shaped magnet 9 lies between the central axis 44 and the pole piece 14 . As is apparent from Fig. 1, a shield 75 may be between the two coils 76, 77 to be seen before. It is also possible that the shielding part 75 is provided between one of the yoke plates 21 , 21 'and the target 8 . The shielding part 75 acts once as an iron core for the coils 76 , 77 and strengthens their magnetic field, and at the same time shields a target space 84 from the short-circuit field lines of the magnet 9 , so that a field change can be carried out by means of the coils with relatively low currents. For this purpose, the shielding part 75 can be provided between one of the yoke plates 21 , 21 'and / or the insulator 6 and the target 8 . The magnet 9 is used to generate the magnetron magnetic field. On the right side according to FIG. 3, field lines 71 of the cathode or the sputter magnetron have a convex or flattened or approximately parallel course to the rear of the target. This is also advantageously effected by the shield part 75 . Such an arrangement is particularly suitable for a non-ferromagnetic Me talltarget, z. B. a gold or aluminum target.

Etwas unterhalb des ringförmig angeordneten Magneten 9 befinden sich die beiden Magnetspulen 76, 77. Der ring förmig angeordnete Magnet 9 kann aus zahlreichen ein zelnen, ringförmig angeordneten Magneten gebildet sein.The two magnet coils 76 , 77 are located somewhat below the ring-shaped magnet 9 . The ring-shaped magnet 9 can be formed from numerous individual, ring-shaped magnets.

Je nach Ausführung des Targets 8, das beispielsweise als Aluminium-Target oder als Goldtarget ausgebildet sein kann, kann neben dem ersten ringförmig angeord neten Magneten 9 mindestens ein weiterer in der Zeich nung nicht dargestellter, ringförmig angeordneter Ma gnet in der Nähe des Magneten 9 vorgesehen sein, um die absolute Feldstärke zu erhöhen.Depending on the design of the target 8 , which can be formed, for example, as an aluminum target or as a gold target, in addition to the first ring-shaped magnet 9, at least one further ring-shaped magnet not shown in the drawing can be provided near the magnet 9 to increase the absolute field strength.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist der äußere, ringförmig angeordnete Magnet einen größeren Abstand zur Target rückseite 40 auf als die beiden Magnetspulen 76, 77.As can be seen from FIG. 1, the outer, ring-shaped magnet is at a greater distance from the target rear side 40 than the two magnet coils 76 , 77 .

Die in Fig. 3 dargestellten Magnetspulen 76, 77 dienen zur Variation des Hauptmagnetfelds und können beliebig gepolt sein.The magnetic coils 76 , 77 shown in FIG. 3 serve to vary the main magnetic field and can be polarized in any way.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der an die Spulen 76, 77 angelegte Strom I in Abhängigkeit eines Zeitfaktors veränderbar. Der an die Spulen 76, 77 angelegte Strom I bzw. die Stromzufuhr zu den Spulen ist über eine Steu erkurve bzw. über ein vorab festgelegtes Programm in einem Rechner 82 steuerbar, und die Stromleitungen 78, 79 stehen hierzu über einen Stromteiler 80 mit einem Rechner 82 in Wirkverbindung. Hierdurch ist eine ge zielte Beeinflussung der Targetoberfläche über den ge samten Sputterprozeß möglich, und gleichzeitig wird si chergestellt, daß auf dem Substrat 27 eine sehr gleich mäßige Schichtdicke erzielt wird, wobei die Schicht dickenabweichung zwischen ± 2% bis 3% liegen kann. Die Stromversorgung der Spulen erfolgt wie erwähnt in Abhängigkeit eines Zeitfaktors. Die erforderliche Steu erkurve läßt sich empirisch ermitteln. Somit kann je weils für ein entsprechendes Target, z. B. ein Gold- oder Al-Target, eine für die Stromversorgung optimale Steuerkurve ermittelt werden.As can be seen from FIG. 1, the current I applied to the coils 76 , 77 can be changed as a function of a time factor. The current I applied to the coils 76 , 77 or the current supply to the coils can be controlled via a control curve or via a predetermined program in a computer 82 , and the power lines 78 , 79 are connected to a computer via a current divider 80 82 in operative connection. This makes it possible to influence the target surface in a targeted manner over the entire sputtering process, and at the same time ensures that a very uniform layer thickness is achieved on the substrate 27 , the layer thickness deviation being between ± 2% to 3%. As mentioned, the coils are powered depending on a time factor. The required control curve can be determined empirically. Thus, each for a corresponding target, for. B. a gold or Al target, an optimal control curve for the power supply can be determined.

Besonders vorteilhaft ist es auch, daß das Joch, wie bereits erwähnt, nicht einteilig ausgebildet ist, son dern geteilt wurde und aus zwei einzelnen Teilen, also einer oberen und einer unteren Jochplatte 21, 21′, be steht, die aus zwei rotationssymmetrischen Scheiben be stehen und mit Abstand zueinander angeordnet sein kön nen, so daß mindestens ein Magnet 9 zwischen diesen vorgesehen werden kann.It is also particularly advantageous that the yoke, as already mentioned, is not in one piece, son was divided and consists of two individual parts, that is, an upper and a lower yoke plate 21 , 21 ', which consists of two rotationally symmetrical disks stand and can be arranged at a distance from each other, so that at least one magnet 9 can be provided between them.

In den Fig. 4 bis 6 sind weitere Ausführungsbei spiele der Vorrichtung zur Kathodenzerstäubung für die Herstellung von Schichten auf einem Substrat 27 ge zeigt, in denen die Jochplatten 21, 21′ bzw. der Pol schuh 14 und die Spulen 76, 77 auch anders ausgebildet bzw. angeordnet sein können.In Figs. 4 to 6 further Ausführungsbei are games of the device for cathode sputtering for producing coatings on a substrate 27 ge shows where the yoke plates 21, 21 'and the pole shoe 14 and the coils 76, 77 also formed differently or can be arranged.

Gemäß Fig. 4 sind die Jochplatten 21, 21′ ebenfalls stufenartig ausgebildet, wobei die obere Jochplatte ge mäß Fig. 4 mit ihrem inneren Rand an die Hohl schraube 20 und der außenliegende Rand über den ring förmig angeordneten Magneten 9 an den innenliegenden Rand der unteren, stufenartig versetzten, ersten Joch platte 21′ angeschlossen ist. Der äußere Rand der er sten Jochplatte 21′ ist an den Polschuh 14 angeschlos sen.According to FIG. 4, the yoke plates 21, 21 'is also formed step-like manner, wherein the upper yoke plate accelerator as Fig. 4 screw with its inner edge to the hollow 20 and the outer edge on the ring-shaped arrangement of magnets 9 at the inner edge of the lower , staggered, first yoke plate 21 'is connected. The outer edge of the most yoke plate 21 'is ruled out to the pole piece 14 .

Die erste Spule 76, die im Durchmesser größer ist als die zweite Spule 77, befindet sich oberhalb der oberen Jochplatte 21 zwischen dem außenliegenden Rand der obe ren Jochplatte 21 und dem außenliegenden Rand der un teren Jochplatte, während die zweite im Durchmesser kleinere Spule 77 sich unterhalb der oberen Joch platte 21 zwischen dem innenliegenden Rand der unteren Jochplatte 21′ und der Hohlschraube 20 befindet. Die übrige Anordnung dieser Vorrichtung entspricht der An ordnung der Vorrichtung gemäß Fig. 1.The first coil 76 , which is larger in diameter than the second coil 77 , is located above the upper yoke plate 21 between the outer edge of the upper yoke plate 21 and the outer edge of the lower yoke plate, while the second coil 77, which is smaller in diameter below the upper yoke plate 21 between the inner edge of the lower yoke plate 21 'and the banjo bolt 20 is located. The remaining arrangement of this device corresponds to the arrangement of the device according to FIG. 1st

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind die Jochplat ten 21, 21′ ebenfalls geteilt, und diese sind ebenfalls als ringförmige Jochplatten 21, 21′ mit unterschiedlich großem Durchmesser ausgebildet, wobei beide Jochplatten auf einer mit Bezug auf die Standfläche der Vorrichtung horizontalen Ebene angeordnet sind, die die Mittel achse 44 in einem rechten Winkel schneidet.In the embodiment shown in FIG. 5, the yoke plates 21 , 21 'are also divided, and these are also formed as annular yoke plates 21 , 21 ' with different diameters, both yoke plates being arranged on a horizontal plane with respect to the footprint of the device that intersects the central axis 44 at a right angle.

Zwischen den beiden Jochplatten 21, 21′ liegt der ring förmige Magnet 9.Between the two yoke plates 21 , 21 'is the ring-shaped magnet 9th

Die beiden ringförmig angeordneten Spulen 76, 77 um geben den Abschirmteil 75 und befinden sich gemäß Fig. 5 im Targetraum 84.The two coils 76 , 77 arranged in a ring form the shielding part 75 and are located in the target space 84 according to FIG. 5.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 nur dadurch, daß ein zweites Abschirmteil 75′ mit zwei ringförmigen Spu len 76′, 77′ in der gleichen Anordnung gemäß Fig. 5 sich außerhalb des Targetraums 84 befindet.The embodiment of FIG. 6 differs from the embodiment of FIG. 5 only in that a second shielding part 75 'with two annular spool len 76 ', 77 'in the same arrangement according to FIG. 5 is outside the target space 84 .

Die zusätzliche Schirmplatte 75 im Targetraum 84 oder außerhalb des Targetraums 84 mit den beiden Spulen 76, 77 bzw. 76′, 77′ dient dazu, das Magnetfeld gezielt und noch optimaler zu beeinflussen. Hierdurch wird die Lin senform der Flußlinien (vgl. Magnetfeld 42) beeinflußt. The additional shield plate 75 in the target space 84 or outside the target space 84 with the two coils 76 , 77 and 76 ', 77 ' serves to influence the magnetic field in a targeted and even more optimal manner. This affects the Lin senform of the flux lines (see. Magnetic field 42 ).

Durch die linsenförmige Ausbildung des Magnetfelds 42 gemäß Fig. 3 wird der Einschluß der Elektronen auf dem Target 8 bewirkt, die zum Ionisieren der Argonatome dienen, die mittels des Magnetfelds über dem Target 8 gehalten werden, somit in der optimalen Weise nicht auf die Anode abfließen können und dadurch auch mehrmals an der Ionisation teilnehmen. Hierdurch wird also zusätz lich gewährleistet, daß eine gleichmäßige Schichtdicke auf der Oberfläche des Substrats 27 erreicht wird.The lens-shaped formation of the magnetic field 42 according to FIG. 3 causes the inclusion of the electrons on the target 8 , which serve to ionize the argon atoms which are held above the target 8 by means of the magnetic field and thus do not flow off to the anode in the optimal manner can participate in the ionization several times. This also ensures additional Lich that a uniform layer thickness is achieved on the surface of the substrate 27 .

Durch diese beschriebene Anordnung wird unter Berück sichtigung der Strom-Zeit-Funktion (f_(I) = I_(t)) eine optimale Schichtdicken-Gleichmäßigkeit erreicht. Bei dieser Anordnung wird, wie bereits erwähnt, der Strom in Abhängigkeit der Targetoberfläche variiert. Durch unterschiedliches Belegen der Spulen 76, 77 mit Strom erreicht man, daß das Plasma radial oberhalb der Tar getoberfläche 41 verschoben werden kann. Das heißt, daß das Plasma mit Bezug auf die Oberfläche des Targets 8 entweder nach links oder rechts verschoben wird. Hier durch kann die Oberflächenschicht des Substrats 27 ge zielt besputtert bzw. aufgebaut werden.By this arrangement described, an optimal layer thickness uniformity is achieved taking into account the current-time function (f _(I) = I _(t) ). With this arrangement, as already mentioned, the current is varied depending on the target surface. By covering the coils 76 , 77 differently with current, the plasma can be shifted radially above the target surface 41 . That is, the plasma is shifted either left or right with respect to the surface of the target 8 . Here, the surface layer of the substrate 27 can be sputtered or built up in a targeted manner.

Die gestufte Ausbildung der Jochplatten 21, 21′ ermög licht einen sehr einfachen, kostengünstigen Aufbau der Kathode insgesamt und auch den Einsatz eines einfachen, ringförmig angeordneten Magneten, der z. B. als Quader magnet und nicht als Ringmagnet ausgebildet sein kann und auf einfache Weise zwischen die Jochplatten 21, 21′ gesetzt werden kann. Ringmagneten sind aufwendiger und daher auch teurer als Quadermagneten.The stepped design of the yoke plates 21 , 21 'enables light a very simple, inexpensive construction of the cathode overall and also the use of a simple, ring-shaped magnet, the z. B. can be designed as a cuboid magnet and not as a ring magnet and can be easily placed between the yoke plates 21 , 21 '. Ring magnets are more complex and therefore also more expensive than rectangular magnets.

Gemäß Fig. 4 sind die Spulen 76, 77 weiter entfernt vom Target 8 als die Spulen der Beispiele gemäß Fig. 5 und 6. Die Spulen gemäß Fig. 1 müssen daher größer ausge bildet sein und mit mehr Strom beschickt werden als die Spulen 76, 77 der Beispiele gemäß Fig. 5 und 6. Man kann gemäß Fig. 1 das Plasma ebenso hin- und herschie ben wie bei den anderen Ausführungsbeispielen, wobei der Energieaufwand gemäß Fig. 1 etwas höher ist.According to FIG. 4, the coils 76 , 77 are further away from the target 8 than the coils of the examples according to FIGS. 5 and 6. The coils according to FIG. 1 must therefore be larger and be supplied with more current than the coils 76 77 of the examples according to FIGS. 5 and 6. According to FIG. 1, the plasma can be shifted back and forth in the same way as in the other exemplary embodiments, the energy expenditure according to FIG. 1 being somewhat higher.

Die einzelnen Spulen sind unterschiedlich stark beein flußbar und können je nach Ausführungsbeispiel gekop pelt oder nicht gekoppelt sein. Die Spulen 76, 77 gemäß Fig. 1 können z. B. in Reihe geschaltet werden.The individual coils can be influenced to different extents and, depending on the exemplary embodiment, can be coupled or not coupled. The coils 76 , 77 of FIG. 1 can, for. B. connected in series.

Erfindungswesentlich ist es, daß durch die Verwendung der Spulen gemäß Fig. 1, die zum Beispiel unter dem Target oder auch an anderer Stelle, wie bereits erläu tert, angebracht worden sind, das Magnetfeld im Target raum gezielt beeinflußt und variiert werden kann, so daß man, wie bereits erläutert, das Plasma radial von innen nach außen verschieben kann. Hierdurch erreicht man, daß der Erosionsgraben radial über das Target ver schoben werden kann, womit man die Möglichkeit hat, einmal einen sehr breiten Erosionsgraben, indem man das Magnetfeld kontinuierlich variiert, oder zwei Erosions gräben nebeneinander zu erzeugen, indem man das Magnet feld stufenweise hin- und herschaltet.It is essential to the invention that by using the coils according to FIG. 1, which have been attached, for example, under the target or elsewhere, as already explained, the magnetic field in the target space can be specifically influenced and varied, so that one can, as already explained, shift the plasma radially from the inside to the outside. This ensures that the erosion trench can be pushed radially over the target, which gives you the opportunity to create a very wide erosion trench by continuously varying the magnetic field, or to create two erosion trenches next to one another by gradually moving the magnetic field towards it - and switched.

Die Schichtdicken-Gleichmäßigkeit kann, wie bereits er wähnt, dadurch erreicht werden, daß ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld der Kathode hinzugefügt wird. Die ses variable Magnetfeld dient der Schichtdicken-Opti mierung über einen Beschichtungszyklus. Hier wird eine empirisch zu definierende Strom-Zeit-Funktion erstellt.The layer thickness uniformity can, as he already did believes to be achieved in that a temporally changing magnetic field is added to the cathode. The This variable magnetic field is used for layer thickness opti lubrication over a coating cycle. Here is one current-time function to be defined empirically.

Die im Targetinnenraum 84 vorgesehenen Spulen 76, 77 dienen hauptsächlich dazu, das Magnetfeld im Target raum zu beeinflussen. Um das Magnetfeld außerhalb des Targetraums 84 zu beeinflussen, werden gemäß Fig. 6 die zusätzlichen Spulen 76′, 77′ und das Schirmblech 75′ vorgesehen.The coils 76 , 77 provided in the target interior 84 serve mainly to influence the magnetic field in the target space. In order to influence the magnetic field outside the target space 84 , the additional coils 76 ', 77 ' and the shield plate 75 'are provided according to FIG. 6.

In den Ausführungsbeispielen kann auch das Joch 21, 21′ vertikal mit Bezug auf die Mittellinie 44 geteilt wer den. Hierdurch kann der Magnet 9 so angeordnet werden, daß der magnetische Fluß gezielt auf die Hohl schraube 20 und auf den Polschuh 14 verteilt werden kann. Hierdurch kann man ein homogenes, horizontales Magnetfeld im Targetraum 84 erhalten. Dieses Magnetfeld ist dann ebenfalls durch die Spulen 76, 77, wie bereits erläutert, gezielt beeinflußbar.In the embodiments, the yoke 21 , 21 'vertically divided with respect to the center line 44 who the. As a result, the magnet 9 can be arranged so that the magnetic flux can be selectively distributed on the hollow screw 20 and on the pole piece 14 . This enables a homogeneous, horizontal magnetic field to be obtained in the target space 84 . This magnetic field can then also be specifically influenced by the coils 76 , 77 , as already explained.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist der Radius R₉ zwischen der Mittellinie 44 und dem Magneten 9 veränderbar oder so einstellbar, daß sich ein optimales Magnetfeld 42 gemäß Fig. 3 einstellen kann.As is apparent from Fig. 3, the radius R₉ between the center line 44 and the magnet 9 is changeable or adjustable so that an optimum magnetic field can be set 42 of FIG. 3.

BezugszeichenlisteReference list

1 Kammerwand
2 Zerstäubungskathode bzw. Sputter-Magnetron (Zerstäubungs-Magnetron)
4 Anode
5 Schraube
6 Isolator
7 Kühlplatte
8 Target
9 ringförmig angeordneter Magnet
R₉ Radius zwischen Mittellinie 44 und Magnet 9
14 Polschuh
20 Hohlschraube
21 obere, zweite Jochplatte
21′ untere, erste Jochplatte
22 Flansch
26 Mittelmaske bzw. Mittelanode
27 Substrat
40 Targetrückseite
41 Targetoberfläche
42 Magnetfeld
44 Mittelachse bzw. Längsmittelachse
55 Außenumfang des Targets 8
57 Begrenzung
67 Bohrung
71 Feldlinien
73 Schraube
73′ Schraube
74 Kühlfinger, Kühlkopf
75 Abschirmteil
75′ zweites Abschirmteil, Schirmteil
76 erste Spule 1 bzw. Spule oder ringförmig angeordnete Spule, Magnetspule
76′ ringförmige Spulen
77 zweite Spule I bzw. Spule oder ringförmig angeordnete Spule, Magnetspule
77′ ringförmige Spulen
78 elektrische Leitung
79 elektrische Leitung
80 Stromteiler
82 Rechner
84 Targetraum
86 Ringkammer bzw. Ringnuten
88 Flansch
89 Antriebsvorrichtung
90 Gewindeteil
91 Schraube 1 chamber wall
2 sputtering cathode or sputtering magnetron (sputtering magnetron)
4 anode
5 screw
6 isolator
7 cooling plate
8 target
9 ring-shaped magnet
R₉ radius between center line 44 and magnet 9
14 pole piece
20 banjo bolt
21 upper, second yoke plate
21 ′ lower, first yoke plate
22 flange
26 center mask or center anode
27 substrate
40 rear of target
41 target surface
42 magnetic field
44 central axis or longitudinal central axis
55 Outer circumference of the target 8
57 limitation
67 hole
71 field lines
73 screw
73 ′ screw
74 Cold fingers, cooling head
75 shielding part
75 ′ second shielding part, shielding part
76 first coil 1 or coil or coil arranged in a ring, magnetic coil
76 ′ ring-shaped coils
77 second coil I or coil or coil arranged in a ring, magnetic coil
77 ′ ring-shaped coils
78 electrical wire
79 electrical wire
80 current dividers
82 computers
84 target space
86 ring chamber or ring grooves
88 flange
89 drive device
90 threaded part
91 screw

Claims

1. A device for cathode sputtering for Her position of layers on a substrate (27) by means of an insertable in a vacuum chamber sputtering cathode (2) with respect to the central axis (44) of the sputtering cathode (2) pole shoes (14), a target (8) and at least one concentrically or annularly arranged Magne th (9), characterized in that ne ben annularly arranged magnets (9) minutes least another one variable magnetic field generating member (coil 76, 77) in the region of the target ( 8 ) is provided.

2. Device according to claim 1, characterized in that between the target ( 8 ) or between the target rear side ( 40 ) and yoke plate ( 21 , 21 ') at least a first coil or annularly arranged coil ( 76 , 77 ) is provided.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the area of the yoke plate ( 21 ) or in the area of the outer periphery of the yoke plate ( 21 ) min at least an annular magnet ( 9 ) is provided.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in the region of the outer circumference ( 55 ) of the target ( 8 ), the first magnetic coil ( 76 ) and in the cooling head ( 74 ), the second magnetic coil ( 77 ) is provided .

5. The device according to claim 1, characterized in that the two magnetic coils ( 76 , 77 ) above the upper limit ( 57 ) or the back ( 40 ) of the target ( 8 ) are provided.

6. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the two magnetic coils ( 76 , 77 ) are arranged on the same transverse plane.

7. The device according to claim 1, characterized in that the two magnetic coils ( 76 , 77 ) on the same transverse plane between a first or second yoke plate ( 21 , 21 ') and the rear side ( 40 ) of the target ( 8 ) are arranged .

8. The device according to claim 1 or 2, characterized in that in the region of the outer circumference of the first and / or second yoke or the yoke plate ( 21 , 21 ') provided, annularly arranged magnet ( 9 ) between the lower or First yoke plate ( 21 ') and the upper or second yoke plate ( 21 ) is provided.

9. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the two magnetic coils ( 76 , 77 ) and the ring-shaped magnet ( 9 ) concentrically to the central axis ( 44 ) of the atomization cathode ( 2 ) are arranged.

10. The device according to claim 1, characterized in that the ring-shaped magnet ( 9 ) has an outer diameter which is approximately the same, slightly smaller or slightly larger than the outer diameter of the first coil ( 76 ).

11. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that in an between the target ( 8 ) and at least one yoke plate ( 21 , 21 ') provided insulator ( 6 ) and / or the target ( 8 ) annular chambers ( 86 ) For receiving the coil or annularly arranged spools ( 76 , 77 ) are provided.

12. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the two coils or annularly arranged spools ( 76 , 77 ) have different diameters.

13. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the second ring-shaped coil ( 77 ) has a smaller outer diameter than the first coil ( 76 ).

14. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the ring-shaped magnet ( 9 ) has an N / S polarity pointing in the direction of the substrate ( 27 ).

15. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a shielding part ( 75 ) between the two spools ( 76 , 77 ) is provided.

16. The apparatus according to claim 1, characterized in that the shielding part ( 75 ) between one of the yoke plates ( 21 , 21 ') and the target ( 8 ) is easily seen.

17. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the shielding part ( 75 ) between one of the yoke plates ( 21 , 21 ') and / or an insulator ( 6 ) and the target ( 8 ) is provided.

18. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the two yoke plates ( 21 , 21 ') with respect to the central axis ( 44 ) are arranged at a distance from each other.

19. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the distance between the two Jochplat th ( 21 , 21 ') corresponds to the height of the ring-shaped magnet ( 9 ).

20. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the two yoke plates ( 21 , 21 ') have different outer diameters or are arranged in the form of a step.

21. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the outer diameter smaller yoke plate ( 21 ) with the cooling finger ( 74 ) and the outer diameter larger yoke plate ( 21 ') with the pole shoe ( 14 ) medium or is directly connected.

22. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the current applied to the coils ( 76 , 77 ) can be changed as a function of a time factor.

23. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the current applied to the coils ( 76 , 77 ) or the current supply to the coils can be controlled via a control curve or via a predetermined program and the power lines ( 78 , 79 ) are in operative connection with a computer ( 82 ) via a current divider ( 80 ).