高功率濺射源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種磁控管濺鍍方法，利用該方法可以將材料從靶表面濺射，使得所濺射的材料以離子形式高百分比地存在。根據(jù)本發(fā)明，這借助于簡(jiǎn)單的發(fā)生器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該發(fā)生器的功率以分布在時(shí)間間隔中的方式饋入到多個(gè)磁控管濺鍍?cè)粗校簿褪钦f(shuō)，在一時(shí)間間隔給一個(gè)濺鍍?cè)垂?yīng)最大功率，并且在接下來(lái)的時(shí)間間隔中給下一個(gè)濺鍍?cè)垂?yīng)最大功率。通過(guò)這種方式，實(shí)現(xiàn)了大于0.2A/cm2的放電電流密度。在關(guān)斷時(shí)間期間，濺鍍靶具有冷卻的可能性，使得溫度極限不被超過(guò)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高功率濺射源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種借助于磁控管濺射給襯底鍍層的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在本說(shuō)明書(shū)的范圍內(nèi)，以相同含義使用“濺鍍(Sputtern)”和“濺射(Zerstauben )，，。
[0003]在濺射情況下，用離子轟擊靶(陰極)，這導(dǎo)致靶的材料被侵蝕。離子在由等離子體構(gòu)成的靶表面方向上的加速借助于電場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在磁控管濺鍍的情況下，在靶表面上構(gòu)造磁場(chǎng)。通過(guò)這種方式，迫使等離子體中的電子進(jìn)入到螺旋軌跡上并且在靶表面上環(huán)行。通過(guò)其延長(zhǎng)的路程，電子與原子或離子的碰撞次數(shù)顯著提高，這導(dǎo)致靶表面上的該區(qū)域中的較高電離。由此導(dǎo)致對(duì)直接處于該區(qū)域之下的靶上的提高的濺鍍侵蝕。這導(dǎo)致對(duì)于磁控管濺鍍典型的侵蝕溝槽，該侵蝕溝槽具有處于其上的軌跡(Racetrack)。這樣的侵蝕溝槽所具有的缺點(diǎn)是，靶的大區(qū)域基本上未被侵蝕。但是靶材料常常是昂貴的材料。因此，構(gòu)造磁場(chǎng)的磁系統(tǒng)有時(shí)在靶之下被設(shè)計(jì)為使得這如圖1中所示導(dǎo)致腎形軌跡。在圓形陰極的情況下，磁系統(tǒng)繞圓形陰極的中心軸旋轉(zhuǎn)，使得基本上導(dǎo)致靶材料的均勻的侵蝕。但是傳統(tǒng)濺鍍的仍存在的缺點(diǎn)是，所侵蝕的材料僅僅以非常小的百分比被電離。
[0004]本發(fā)明具體而言涉及一種HIPMS方法(HIPMS =高功率脈沖磁控管濺鍍)。HIPIMS是一種從傳統(tǒng)濺鍍發(fā)展而來(lái)的方法，其利用脈沖時(shí)長(zhǎng)在微秒至毫秒范圍、功率密度大于lOOW/cm2的脈沖狀放電的效應(yīng)。新興的HIPIMS技術(shù)消除了傳統(tǒng)濺鍍的大缺點(diǎn)，即所濺鍍的原子的非常少的電離。因此，從現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)顯示出，借助于HIPMS技術(shù)根據(jù)材料可以實(shí)現(xiàn)所濺鍍顆粒的高達(dá)100%的電離。
[0005]在此，至少短時(shí)間較大的作用于靶的放電電流密度導(dǎo)致提高的電離度。提高的電離度可以改變層的生長(zhǎng)機(jī)制，并且因此對(duì)層特征具有影響。這尤其是導(dǎo)致較高的粘附強(qiáng)度。
[0006]典型地使用的平均功率密度在傳統(tǒng)濺鍍以及在HIPMS的情況下都在20W/cm2的范圍內(nèi)。在使用特殊的靶冷卻裝置的情況下，在高負(fù)載時(shí)達(dá)到高達(dá)50W/cm2。在此，相應(yīng)的放電電流密度處于高達(dá)0.2A/cm2的范圍內(nèi)。但是，從等離子體物理和電子技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)而言，高得多的功率密度以及由此放電電流密度不是問(wèn)題。但是基本上可應(yīng)用于濺鍍靶的平均功率由于靶冷卻裝置有技術(shù)極限而受到限制。出于該原因，在HIPMS方法的情況下，濺鍍功率是以脈沖形式施加的，其中脈沖時(shí)長(zhǎng)被選擇為如此短，使得由于作用于靶的平均功率而不導(dǎo)致超溫。在此清楚的是，靶溫度和允許的最大靶溫度非常強(qiáng)烈地依賴(lài)于靶材料及其熱導(dǎo)率以及其機(jī)械特性。
[0007]在此缺點(diǎn)是，脈沖技術(shù)導(dǎo)致顯著的儀器成本，因?yàn)楸仨毷褂媚軌蛟跁r(shí)間上和空間上將功率劃分成濺鍍功率脈沖的發(fā)生器。這利用傳統(tǒng)的發(fā)生器技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)。
[0008]為了繞過(guò)這些缺點(diǎn)，在現(xiàn)有技術(shù)中提出:過(guò)渡到與靶的總大小相比顯著縮小的軌跡，并且讓所述軌跡移動(dòng)靶表面之上。例如在Wang等人的US 6’413’382中提出了一種磁系統(tǒng)，其導(dǎo)致覆蓋靶表面的20%以下的磁控管。該磁系統(tǒng)以可旋轉(zhuǎn)方式安裝在靶面后面，使得軌跡基本上可以被涂覆在整個(gè)靶表面上。盡管該方案簡(jiǎn)化了發(fā)生器，但是不能完全放棄脈沖技術(shù)。與之相應(yīng)地給出了 10%以下的脈沖/間歇比例。
[0009]但是在此不利的是，與之相應(yīng)設(shè)計(jì)的裝置僅僅適用于HIPMS應(yīng)用。通過(guò)高度減小的軌跡大小，濺射速率是相應(yīng)小的。如果應(yīng)當(dāng)可以在HIPMS層與傳統(tǒng)濺鍍層之間交替，則針對(duì)所述層的相應(yīng)傳統(tǒng)濺鍍速率也被降低。
[0010]Nyberg等人在W003006703AI中遵循了類(lèi)似的方案。其描述了，通過(guò)縮小的濺鍍區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)提高的放電電流密度。為了補(bǔ)償較高的局部升溫，移動(dòng)濺鍍區(qū)域。此外，Nyberg等人描述了，在工業(yè)應(yīng)用中，減小的濺鍍區(qū)域必須以高速度在靶上移動(dòng)，以便防止表面熔化。該技術(shù)允許使用每種傳統(tǒng)的發(fā)生器。一種可能性在于，將靶劃分成多個(gè)部分，所述部分彼此電分離。下面將這些部分稱(chēng)為部分靶。在此，部分靶應(yīng)當(dāng)是完全獨(dú)立的靶，其尤其是在功率施加方面同其他部分靶隔離，其中多個(gè)相同的部分靶的表面相加成總靶面。通過(guò)在一時(shí)刻將全部功率集中到這些部分靶之一上，因此可能的是，控制從中當(dāng)前進(jìn)行濺射的位置。通過(guò)接通和關(guān)斷所述部分，可能的是，在沒(méi)有可運(yùn)動(dòng)部件的情況下可行。
[0011]Nyberg等人的裝置的缺點(diǎn)是如下事實(shí):這樣的構(gòu)造不能在傳統(tǒng)磁控管濺鍍模式下運(yùn)行，因?yàn)椴荒芑蛘呒夹g(shù)上非常高成本地將一個(gè)發(fā)生器的功率均勻地分布到不同部分上。Nyberg等人的方案的缺點(diǎn)尤其是還有，在可接入或可關(guān)斷的部分靶的每一個(gè)上導(dǎo)致固定的侵蝕溝槽。這意味著，與Wang等人描述的旋轉(zhuǎn)磁控管相比，靶利用是明顯更差的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]因此，所期望的是提供一種裝置，其允許在沒(méi)有高成本的脈沖發(fā)生器技術(shù)的情況下執(zhí)行HIPIMS方法，但是應(yīng)能夠以簡(jiǎn)單方式轉(zhuǎn)換到傳統(tǒng)濺鍍模式。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)如下方式來(lái)解決:將靶劃分成多個(gè)電隔離的獨(dú)立部分靶，所述部分靶由功率供應(yīng)單元來(lái)饋電，所述功率供應(yīng)單元在HIPMS模式下被配制成主-從單元。應(yīng)將主-從配置理解成兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)生器的輸出端的并行聯(lián)合，其中發(fā)生器之一(主機(jī))處的要調(diào)整的功率被選擇，并且其他發(fā)生器被電子連接為使得它們?cè)谄湓O(shè)定方面遵循主機(jī)。優(yōu)選地在主-從配置中至少互連如所存在的各個(gè)電隔離的部分靶那么多的發(fā)生器。在各個(gè)部分靶處，在HIPMS模式下僅僅傳輸其冷卻所允許的那么長(zhǎng)時(shí)間的功率。在HIPMS模式下，按順序地接入和關(guān)斷部分靶。因此，以主-從配置的功率供應(yīng)單元不必同時(shí)在所有部分靶處帶來(lái)完全的功率。通過(guò)這種方式可以使用價(jià)格低廉的發(fā)生器。如果應(yīng)當(dāng)以傳統(tǒng)方式進(jìn)行濺鍍，則解除主-從配置并且為每個(gè)部分靶提供自己的發(fā)生器。于是，部分靶可以利用發(fā)生器作為獨(dú)立的濺鍍?cè)磥?lái)運(yùn)行。如果在主-從配置解除以后沒(méi)有部分靶那么多的發(fā)生器可用，則一些部分靶可以持久地保持關(guān)斷或者交替關(guān)斷。通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn):可以簡(jiǎn)單地從HIPIMS模式切換到傳統(tǒng)濺鍍模式。
[0014]在部分靶后面優(yōu)選地分別存在可運(yùn)動(dòng)的磁系統(tǒng)，所述磁系統(tǒng)負(fù)責(zé)將相應(yīng)軌跡移動(dòng)到相應(yīng)的部分靶之上。如果該設(shè)備在HIPMS模式下運(yùn)行，則根據(jù)本發(fā)明，在部分靶后面優(yōu)選旋轉(zhuǎn)的磁系統(tǒng)以一頻率運(yùn)動(dòng)，該頻率優(yōu)選地與濺鍍?cè)吹姆磸?fù)的功率脈沖的頻率不形成合理的比例。由此保證:均勻地從靶表面侵蝕材料。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0015]現(xiàn)在具體地和根據(jù)附圖示例性地更詳細(xì)闡述本發(fā)明。
[0016]圖1示出了靶的表面連同如根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在傳統(tǒng)濺鍍中使用的運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0017]圖2示出了本發(fā)明的具有電絕緣的部分靶的第一實(shí)施方式，所述部分靶分別具有運(yùn)動(dòng)的磁系統(tǒng)，其中功率供應(yīng)單元由多個(gè)發(fā)生器構(gòu)成，所述發(fā)生器以主一從配置連接。
[0018]圖3示出了本發(fā)明的具有電絕緣的部分靶的第一實(shí)施方式，所述部分靶分別具有運(yùn)動(dòng)的磁系統(tǒng)，其中功率供應(yīng)單元由多個(gè)發(fā)生器構(gòu)成，所述發(fā)生器未以主一從配置連接，使得給每個(gè)部分靶都分配有發(fā)生器，并且利用該發(fā)生器可以作為獨(dú)立的濺鍍?cè)催\(yùn)行。
[0019]圖4示出了功率脈沖作用50ms長(zhǎng)的時(shí)間以后不同靶材料的經(jīng)模擬的冷卻行為。
[0020]圖5示出了在電弧放電處的光譜測(cè)量相比于在根據(jù)本發(fā)明的等離子體放電處的這種測(cè)量。
[0021]圖6示出了在傳統(tǒng)DC濺鍍等離子體的放電處的光譜測(cè)量相比于在根據(jù)本發(fā)明的等離子體放電處的這種測(cè)量。
【具體實(shí)施方式】
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，如圖2中示例性示出的那樣，功率供應(yīng)單元3通過(guò)開(kāi)關(guān)SI將電壓和電流提供給布置在真空室4中的濺鍍?cè)磓l以用于在HIPMS模式下運(yùn)行濺鍍裝置。功率供應(yīng)單元3由多個(gè)發(fā)生器gl至g6構(gòu)成，這些發(fā)生器以主一從配置連接。它們可以設(shè)計(jì)成DC發(fā)生器、脈沖DC發(fā)生器。濺鍍?cè)磓l被構(gòu)造成具有部分靶的磁控管濺鍍?cè)?，其中根?jù)該實(shí)施方式的一個(gè)優(yōu)選變型方案，在濺鍍?cè)磓l的部分靶后面設(shè)置可運(yùn)動(dòng)的、優(yōu)選旋轉(zhuǎn)地安放的磁系統(tǒng)msl。在應(yīng)用中，通過(guò)磁系統(tǒng)msl的運(yùn)動(dòng)、優(yōu)選旋轉(zhuǎn)將軌跡移動(dòng)到濺鍍?cè)磓l的靶的幾乎整個(gè)面之上。
[0023]向真空室4中輸送稀有氣體和/或反應(yīng)氣體，如N2、02、C2H4, C2H2,以便尤其是能夠保持用于濺鍍放電的等離子體。功率供應(yīng)單元3提供濺鍍功率，所述濺鍍功率在不中斷地施加在ql上的情況下高于濺鍍?cè)磓l的熱極限。但是濺鍍功率適于生成磁控管放電，在所述磁控管放電情況下，關(guān)于磁控管的軌跡面的電流密度大于0.2A/cm2。
[0024]通過(guò)開(kāi)關(guān)S2至S6，電壓和電流可以施加到也布置在真空室4中的濺鍍?cè)磓2至q6。這些濺鍍?cè)椿旧吓c濺鍍?cè)磓l構(gòu)造相同。
[0025]各個(gè)濺鍍?cè)瓷系钠骄β士偣膊辉试S超過(guò)由熱極限給定的值。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，按順序地在一定時(shí)間以后將一個(gè)濺鍍?cè)搓P(guān)斷并接通下一個(gè)濺鍍?cè)?，這導(dǎo)致脈沖序列。如果所有濺鍍?cè)炊荚谶\(yùn)行，則可以再次接通第一濺鍍?cè)床⑶抑匦麻_(kāi)始該周期，這導(dǎo)致周期性運(yùn)行。允許在靶處遵守最大平均功率的任意脈沖序列都是可能的。
[0026]在濺鍍?cè)春竺孢\(yùn)動(dòng)的、優(yōu)選旋轉(zhuǎn)的磁系統(tǒng)以如下頻率運(yùn)動(dòng):所述頻率優(yōu)選與施加到濺鍍?cè)瓷系姆磸?fù)的功率脈沖的頻率不形成合理的比例，由此保證均勻地侵蝕靶表面的材料。
[0027]如果轉(zhuǎn)到傳統(tǒng)濺鍍，則放棄主一從配置。于是，給每個(gè)濺鍍?cè)炊挤峙渲辽僖粋€(gè)發(fā)生器。相應(yīng)的配置在圖3中示出。如果存在比濺鍍?cè)炊嗟陌l(fā)生器，則多余的發(fā)生器作為從機(jī)附加到已經(jīng)分配給濺鍍?cè)吹陌l(fā)生器。
[0028]如果存在比濺鍍?cè)瓷俚陌l(fā)生器，則多余的濺鍍?cè)匆幢婚e置、要么給不同的濺鍍?cè)窗错樞虻睾椭芷谛缘貜?qiáng)加功率間歇，使得其在功率間歇的時(shí)間釋放發(fā)生器。[0029]在具體示例中，以主/從配置互連例如2個(gè)各具有20KW的DC發(fā)生器AE Pinacle。因此，作為最大濺鍍功率有40kW可用。使用如圖1中所示類(lèi)型的具有150mm靶直徑的圓形磁控管。將濺鍍功率為40kW的在時(shí)間上可調(diào)整的脈沖接到靶上。針對(duì)該大小的靶，當(dāng)平均施加大約5kW時(shí)達(dá)到熱極限。在圖4中示出根據(jù)靶材料計(jì)算表面溫度的時(shí)間發(fā)展。針對(duì)40kff的脈沖功率，在使用上述磁控管的情況下，預(yù)期關(guān)于軌跡面的600 ff/cm2的功率密度。在600V的放電電壓下，因此實(shí)現(xiàn)1.67A/cm2的電流密度。如圖4的有限元模擬所示的，在濺鍍功率密度為lOOOW/cm2并且脈沖時(shí)長(zhǎng)為50ms的情況下，針對(duì)銅或鋁預(yù)期僅僅大致50° C至100° C的升溫、以及針對(duì)鈦預(yù)期大致350° C的升溫。因此，可以如模擬可推斷的那樣排除如常常提到的表面的熔化及其蒸發(fā)。
[0030]在50ms的脈沖時(shí)長(zhǎng)以后，整個(gè)功率被饋入到構(gòu)造相同的另一圓形磁控管中。在根據(jù)本示例的構(gòu)造中，真空室6包括構(gòu)造相同的圓形磁控管，所述圓形磁控管分別按順序被接通。在300ms的時(shí)間間隔以后，第一圓形磁控管再次被接通。圓形磁控管可以在真空室中圓形地圍繞旋轉(zhuǎn)臺(tái)布置，在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)處安置要鍍層的襯底。各個(gè)圓形磁控管的接入可以與旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向相反的順序進(jìn)行，由此模擬旋轉(zhuǎn)臺(tái)的較快旋轉(zhuǎn)。
[0031]在祀表面后面的磁系統(tǒng)以180U/min的頻率旋轉(zhuǎn)。這意味著，在全部進(jìn)行300ms的脈沖重復(fù)的情況下，兩個(gè)頻率不形成合理的比例。
[0032]利用根據(jù)本發(fā)明的配置，在短時(shí)間、例如500μ s內(nèi)實(shí)現(xiàn)了放電電流的強(qiáng)烈升高，該升高在整個(gè)脈沖時(shí)長(zhǎng)期間保持在穩(wěn)定的水平上。利用根據(jù)本發(fā)明的方法避免了在HIPMS方法中由于具有高頻率的脈沖而出現(xiàn)的不利的瞬態(tài)過(guò)程。這之所以發(fā)生，是因?yàn)樵诟鶕?jù)本發(fā)明的方法中，脈沖時(shí)長(zhǎng)為幾毫秒并且瞬態(tài)過(guò)程變得可忽略。
[0033]根據(jù)本發(fā)明方法的第二示例，對(duì)上述系統(tǒng)施加40kW的脈沖功率以及重復(fù)頻率為IOHz的IOms脈沖時(shí)長(zhǎng)。由此得出每個(gè)圓形磁控管4kW的平均功率。在此，可以將高達(dá)10個(gè)圓形磁控管置入到真空室中，所述圓形磁控管全部都可以利用上述主/從配置來(lái)饋電。放電的等離子體被光譜分析，并且與電弧蒸發(fā)相比較。在示例中，所述靶是鈦靶。圖5相比較地示出了兩個(gè)光譜，其中所述光譜分別在其在365.3511111處的11(0)線(xiàn)的強(qiáng)度方面被歸一化。兩個(gè)放電都在336.12nm、368.52nm下、以及在具有375.93nm和376.132nm的未分辨出的雙線(xiàn)情況下對(duì)Ti+顯示出強(qiáng)烈光發(fā)射。這允許作出結(jié)論:根據(jù)本發(fā)明的濺鍍方法導(dǎo)致與電弧蒸發(fā)可比較的對(duì)從靶侵蝕的材料的高度電離。
[0034]根據(jù)第三示例，作為靶材料使用比例為50at% Ti和50at% Al的鈦-鋁。為了將根據(jù)本發(fā)明的方法與傳統(tǒng)濺鍍技術(shù)相比較，以光譜方式繪出了傳統(tǒng)濺鍍鍍層的等離子體和根據(jù)本發(fā)明方法的等離子體，并將其相互比較。針對(duì)傳統(tǒng)濺鍍鍍層使用如圖3中所示的配置。但由于針對(duì)實(shí)驗(yàn)僅有2個(gè)DC發(fā)生器可用，因此用發(fā)生器分別給濺鍍?cè)答侂?，也就是說(shuō)，同時(shí)給兩個(gè)濺鍍?cè)答侂?，并且在預(yù)先給定的時(shí)間間隔以后按照順序?qū)⒐β兽D(zhuǎn)向到兩個(gè)其他的濺鍍?cè)础D6示出了相應(yīng)的比較。在兩種情況下，平均濺鍍功率都為4kW。光譜歸一化到Al (O)線(xiàn)394.4nm和396.15nm。引人注意的是，在傳統(tǒng)DC放電的情況下，基本上缺少對(duì)如Al+的離子在390.07nm處、對(duì)Ti+在雙線(xiàn)375.93nm和376.132nm處以及在368.52nm和336.12nm處的線(xiàn)。這同樣可以推斷出，在根據(jù)本發(fā)明的方法中存在從靶侵蝕的材料的高電罔度。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，將該方法設(shè)計(jì)成雙磁控管方法。在此，濺鍍功率在幾微秒的脈沖期間在至少兩個(gè)濺鍍磁控管之間以通常在20 - 60kHz之間的切換頻率交替停止，其中靶表面分別交替地變?yōu)殛帢O或陽(yáng)極。為了不超過(guò)靶的熱負(fù)荷，分別在時(shí)間上限制在磁控管對(duì)上所施加的功率，其方式是，在所述脈沖之后切換到另一磁控管對(duì)。
[0036]全部示例都根據(jù)圓形陰極來(lái)討論。但是專(zhuān)業(yè)人員容易明白，相同的發(fā)明方案可以以簡(jiǎn)單方式轉(zhuǎn)用于矩形陰極。本發(fā)明的特別的優(yōu)點(diǎn)在于，可以使用簡(jiǎn)單的DC發(fā)生器，所述DC發(fā)生器的例如為40kW的總功率可以被引入到鍍層室中，由于根據(jù)本發(fā)明將所述發(fā)生器與各個(gè)濺鍍?cè)椿ミB，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)在濺鍍方法的范圍內(nèi)通常僅能利用高度復(fù)雜的脈沖發(fā)生器才能實(shí)現(xiàn)的電離度。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，分別在濺鍍靶后面設(shè)置運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)系統(tǒng)，該磁場(chǎng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)將軌跡移動(dòng)到靶之上。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置允許以簡(jiǎn)單方式將通向高離子濃度的根據(jù)本發(fā)明的濺鍍轉(zhuǎn)換為具有低離子濃度的傳統(tǒng)濺鍍。
[0038]在本說(shuō)明書(shū)的范圍內(nèi)，公開(kāi)了一種用于生成等離子體放電的方法，該等離子體放電具有在至少一些區(qū)域中局部地大于0.2A/cm2的放電電流密度，該方法具有步驟:
一提供具有預(yù)先給定的最大功率的功率供應(yīng)單元，
一提供至少兩個(gè)磁控管濺鍍?cè)?，所述磁控管濺鍍?cè)捶謩e具有預(yù)先給定的軌跡和預(yù)先給定的熱極限，其中所述軌跡被設(shè)計(jì)為如此小，使得在功率供應(yīng)單元的最大功率分別作用于所述磁控管濺鍍?cè)粗粫r(shí)，放電電流密度大于0.2A/cm2，
一借助于功率供應(yīng)單元，在第一時(shí)間間隔內(nèi)將第一功率饋入到所述至少兩個(gè)磁控管濺鍍?cè)粗械牡谝粋€(gè)，其中第一功率被選擇為足夠大，使得在該磁控管濺鍍?cè)刺幹辽僭谝粎^(qū)域中局部地產(chǎn)生大于0.2A/cm2的放電電流密度，并且其中第一時(shí)間間隔被選擇為足夠小，使得第一磁控管濺鍍?cè)吹念A(yù)先給定的熱極限不被超過(guò)，
一借助于功率供應(yīng)單元在第二時(shí)間間隔內(nèi)將第二功率饋入到所述磁控管濺鍍?cè)粗械牡诙€(gè)，其中第二功率被選擇得足夠大，使得在第二磁控管濺射源處至少在一區(qū)域中局部地產(chǎn)生大于0.2A/cm2的放電電流密度，并且其中第二時(shí)間間隔被選擇為足夠小，使得第二磁控管濺鍍?cè)吹念A(yù)先給定的熱極限不被超過(guò)，
其特征在于，功率供應(yīng)單元包括至少兩個(gè)發(fā)生器，所述發(fā)生器以主-從配置彼此連接，并且所述兩個(gè)時(shí)間間隔不完全重疊。
[0039]可以提供第三以及優(yōu)選另外的磁控管濺鍍?cè)矗鼈兙哂蟹謩e預(yù)先給定的軌跡和分別預(yù)先給定的熱極限，其中所述軌跡被設(shè)計(jì)為使得在功率供應(yīng)單元的最大功率分別作用于所述磁控管濺鍍?cè)粗粫r(shí)，放電電流密度大于0.2A/cm2，并且功率供應(yīng)單元所具有的從發(fā)生器至少如此多，使得從發(fā)生器的數(shù)目和主發(fā)生器的數(shù)目通向與磁控管濺鍍?cè)吹臄?shù)目相比相同或更大的發(fā)生器數(shù)目。
[0040]所述時(shí)間間隔可以由周期性反復(fù)的間隔組成并且因此形成周期性脈沖。
[0041]在磁控管濺鍍?cè)吹陌兄械闹辽僖粋€(gè)后面可以設(shè)置可運(yùn)動(dòng)的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)的磁系統(tǒng)，所述磁系統(tǒng)導(dǎo)致經(jīng)移動(dòng)的軌跡，所述軌跡的展寬明顯小于靶表面，但是大于靶表面的20%。
[0042]公開(kāi)了一種磁控管濺鍍?cè)O(shè)備，其具有兩個(gè)或更多個(gè)磁控管濺鍍?cè)匆约肮β使?yīng)單元，其中功率供應(yīng)單元包括一定數(shù)目的發(fā)生器，該數(shù)目至少對(duì)應(yīng)于磁控管濺鍍?cè)吹臄?shù)目，并且設(shè)置有如下裝置:所述裝置一方面允許將存在于功率供應(yīng)單元中的發(fā)生器配置為具有主機(jī)和至少一個(gè)從機(jī)，并且設(shè)置有如下電路:利用所述電路，這樣配置的功率供應(yīng)單元的功率可以按順序地被施加到磁控管濺鍍?cè)瓷?，并且所述裝置另一方面允許將功率供應(yīng)單元配制成一定數(shù)目的經(jīng)隔離的發(fā)生器，并且利用所述電路可以將分別至少一個(gè)發(fā)生器的功率置于分別一個(gè)磁控管濺鍍?cè)瓷稀?br> 【權(quán)利要求】
1.一種用于生成等離子體放電的方法，所述等離子體放電具有至少在一些區(qū)域中局部地大于0.2A/cm2的放電電流密度，該方法具有步驟: 一提供具有預(yù)先給定的最大功率的功率供應(yīng)單元； 一提供至少兩個(gè)磁控管濺鍍?cè)?，所述磁控管濺鍍?cè)捶謩e具有預(yù)先給定的軌跡和預(yù)先給定的熱極限，其中所述軌跡被設(shè)計(jì)為如此小，使得在所述功率供應(yīng)單元的最大功率分別作用于所述磁控管濺鍍?cè)粗粫r(shí)，放電電流密度大于0.2A/cm2 ； 一借助于所述功率供應(yīng)單元，在第一時(shí)間間隔內(nèi)將第一功率饋入到所述至少兩個(gè)磁控管濺鍍?cè)粗械牡谝粋€(gè)，其中第一功率被選擇為足夠大，使得在所述磁控管濺鍍?cè)刺幹辽僭谝粎^(qū)域中局部地產(chǎn)生大于0.2A/cm2的放電電流密度，并且其中第一時(shí)間間隔被選擇為足夠小，使得第一磁控管濺鍍?cè)吹念A(yù)先給定的熱極限不被超過(guò)； 一借助于所述功率供應(yīng)單元，在第二時(shí)間間隔內(nèi)將第二功率饋入到所述磁控管濺鍍?cè)粗械牡诙€(gè)，其中第二功率被選擇為足夠大，使得在第二磁控管濺鍍?cè)刺幹辽僭谝粎^(qū)域中局部地產(chǎn)生大于0.2A/cm2的放電電流密度，并且其中第二時(shí)間間隔被選擇為足夠小，使得第二磁控管濺鍍?cè)吹念A(yù)先給定的熱極限不被超過(guò)； 其特征在于，所述功率供應(yīng)單元包括至少兩個(gè)發(fā)生器，所述發(fā)生器以主-從配置彼此連接，并且所述兩個(gè)時(shí)間間隔不完全重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，提供第三以及優(yōu)選另外的磁控管濺鍍?cè)矗鼈兙哂蟹謩e預(yù)先給定的軌跡和分別預(yù)先給定的熱極限，其中所述軌跡被設(shè)計(jì)為使得在功率供應(yīng)單元的最大功率分別作用于所述磁控管濺鍍?cè)粗粫r(shí)，放電電流密度大于0.2A/cm2，并且所述功率供應(yīng)單元所具有的從發(fā)生器至少如此多，使得從發(fā)生器的數(shù)目和主發(fā)生器的數(shù)目通向如下的發(fā)生器數(shù)目，所述發(fā)生器數(shù)目等于或大于磁控管濺鍍?cè)吹臄?shù)目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2之一所述的方法，其特征在于，所述時(shí)間間隔由周期性反復(fù)的間隔組成并且因此形成周期性脈沖。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述磁控管濺鍍?cè)吹陌械闹辽僖粋€(gè)靶后面設(shè)置可運(yùn)動(dòng)的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)的磁系統(tǒng)，所述磁系統(tǒng)導(dǎo)致經(jīng)移動(dòng)的軌跡，所述軌跡的展寬明顯小于靶表面，但是大于靶表面的20%。
5.一種磁控管濺鍍?cè)O(shè)備，其具有兩個(gè)或更多個(gè)磁控管濺鍍?cè)匆约耙粋€(gè)功率供應(yīng)單元，其中所述功率供應(yīng)單元包括一定數(shù)目的發(fā)生器，所述數(shù)目至少對(duì)應(yīng)于磁控管濺鍍?cè)吹臄?shù)目，并且設(shè)置有如下裝置:所述裝置一方面允許將存在于所述功率供應(yīng)單元中的發(fā)生器配置為具有主機(jī)和至少一個(gè)從機(jī)，并且設(shè)置有如下電路:利用所述電路，這樣配置的功率供應(yīng)單元的功率能夠按順序地被施加到所述磁控管濺鍍?cè)瓷?，并且所述裝置另一方面允許將所述功率供應(yīng)單元配制成一定數(shù)目的經(jīng)隔離的發(fā)生器，并且利用所述電路能夠?qū)⒎謩e至少一個(gè)發(fā)生器的功率置于分別一個(gè)磁控管濺鍍?cè)瓷稀?br> 【文檔編號(hào)】C23C14/34GK103620731SQ201280030373
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月20日
【發(fā)明者】S.克拉斯尼策爾, K.魯姆 申請(qǐng)人:歐瑞康貿(mào)易股份公司(特呂巴赫)