(57)【要約】  本発明は、真空チャンバ（１）内に少なくとも１種のガスを導入するための少なくとも１つの入口（３）と、プラズマを発生させるための、ターゲット（５；９）を備えた少なくとも１つのマグネトロン（４）とを有する、プラズマ化学蒸着によって真空チャンバ（１）内で基板（２）に層を析出させる装置に関する。本発明の構成では、前記ターゲット（５；９）は層の析出の間、少なくとも１つの所定の範囲で少なくとも３００℃の温度を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ（１）内に少なくとも１種のガスを導入するための少なくとも１つの入口（３）と、プラズマを発生させるための、ターゲット（５；９）を備えた少なくとも１つのマグネトロン（４）とを有する、プラズマ化学蒸着によって真空チャンバ（１）内で基板（２）に層を析出させる装置であって、前記ターゲット（５；９）は層の析出の間、少なくとも１つの所定の範囲で少なくとも３００℃の温度を有することを特徴とする、真空チャンバ内で基板に層を析出させる装置。
【請求項２】
前記ターゲット（５；９）は層の析出の間、少なくとも１つの所定の範囲で少なくとも５００℃の温度を有する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ターゲット（９）は複数の部分ターゲット（１０；１１；１２；１３；１４；１５；１６）から成っている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記部分ターゲット（１０；１１；１２；１３；１４；１５；１６）を冷却する冷却装置（１９）が設けられており、少なくとも１つの部分ターゲット（１１；１２；１３；１４；１５；１６）において、前記冷却装置（１９）に対する熱伝達が、別の１つの部分ターゲット（１０）におけるよりも悪く形成されている、請求項３記載の装置。
【請求項５】
少なくとも１つの部分ターゲットは、別の１つの部分ターゲットに比べて悪い熱伝導率を有する、請求項３または４記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つの部分ターゲットは、ターゲットベースボディ（１０）として形成されており、該ターゲットベースボディ（１０）のスパッタリング可能な表面に少なくとも１つの所定の範囲で別の部分ターゲット（１１；１２；１３；１４；１５；１６）が挿入されている、請求項３から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記ターゲットベースボディ（１０）から前記部分ターゲット（１１；１２；１３；１４；１５；１６）への熱伝達が調節可能である、請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記ターゲットベースボディ（１０）と前記部分ターゲット（１１；１２；１３；１４；１５；１６）との間に、少なくとも１つの機械的なばねエレメントが配置されている、請求項６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマアシストされた化学的な蒸気析出、すなわちプラズマ化学蒸着（英語；plasma enhanced chemical vapour deposition、以降省略して「ＰＥＣＶＤ」と呼ぶ）によって真空中で薄い層を析出させる装置に関する。
【０００２】
背景技術
化学蒸着装置は極めて良く知られている。多くの実施態様において、被覆は、被覆したい基板を、高められた温度にもたらすことに基づいている。この高められた温度は、基板の表面において種々のガス状の原料の間での化学的な反応を生ぜしめる。この反応の際に生じる反応生成物は、少なくとも部分的に層として基板上に析出される。通常、このプロセスは閉鎖された容器、つまりいわゆる「排気鐘」内で行われる。
【０００３】
多くの工業的な使用において、基板温度を高める必要性は技術的な問題となる。このことは特に、基板がプラスチックまたは別の熱に敏感な材料から成る場合に云える。この理由から、プラズマアシストされた化学的な蒸気析出、つまりプラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）が開発された。この場合、ガス状の原料の間での反応を実施するために必要となるエネルギは、少なくとも部分的にプラズマの作用により供給される。その結果、熱ＣＶＤ法の場合よりも低い基板温度で十分となるか、またはそれどころか基板のいかなる加熱をも不要にすることができる。
【０００４】
ＰＥＣＶＤプロセス用の装置は、プラズマ発生方式により分類され得る。広く普及しているのが高周波数プラズマである。高周波数プラズマの場合、エネルギ供給は２ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの周波数を有する交番電界中で行われる。別の公知の装置はマイクロ波励起を有し、この場合、２．４１ＧＨｚの周波数を有する交番電界が汎用される。通常この場合には、排気鐘内にまず真空が発生させられる。引き続き、連続的に、化学的な反応のために必要となる原料が供給され、ガス状の反応生成物はポンプ排出される。
【０００５】
ＰＥＣＶＤプロセス用の別の装置は、１０〜２００ｋＨｚ（以降、「中間周波数」と呼ぶ）の範囲の交番電界を使用する。中間周波数の使用時では、重畳された磁界を有する２つの電極の間に、または重畳された磁界を有する１つの電極と、無磁界の別の１つの電極との間に電気的な出力を印加することが普通である。電極を磁界と重畳させることは、この電極の近傍における電荷キャリヤ密度を高めるために役立つ。このような装置は工業的に良く知られていて、「マグネトロン」と呼ばれている。
【０００６】
中間周波数の交番電界を用いて作動される、１つまたは複数のマグネトロンを備えたＰＥＣＶＤプロセス（「マグネトロンＰＥＣＶＤプロセス」とも呼ばれる）用の装置は、１つの装置を用いて比較的大きな面を被覆したい場合には有利である。その場合、基板はマグネトロンの傍らを通って運動させられる。このような装置を用いると、１メートルよりも大きな被覆幅を実現することができる。このような装置は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第２６０８４１５号明細書に記載されている。
【０００７】
マグネトロンプラズマによって化学的な層析出が助成されるような装置は、主として２つのタイプに分類される。第１の実施態様では、プラズマを形成するためにも、層形成のために必要となる材料成分を提供するためにも、マグネトロンが使用され、この場合、マグネトロンに所属するターゲットから材料粒子がマグネトロンスパッタリングによってスパッタ除去される。これらの材料粒子は次いで、化学的な反応により基板上に析出された層成分内に埋入される。このような装置は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８２４３６４号明細書に基づき公知である。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００７０２１号明細書にも、同じくこのような装置が開示されている。この装置を用いると、基板上にＰＥＣＶＤプロセスによって層成分が析出され、この層成分内には、マグネトロンターゲットからはじき飛ばされた銀粒子が埋入される。こうして、析出された層は抗菌性の特性を得る。
【０００８】
マグネトロンＰＥＣＶＤプロセスを実施するための装置の第２のグループは、このマグネトロンＰＥＣＶＤプロセスにおいてマグネトロンによってマグネトロンプラズマだけが形成されることにより特徴付けられている。それに対して、マグネトロンターゲットのスパッタリング除去は目標とされていない。したがって、層形成は化学的な蒸着からしか行われない（ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４００５３１３号明細書）。
【０００９】
ＰＥＣＶＤプロセスを実施するための、上で説明した全てのタイプの装置には、析出プロセスの効率が不安定性によって制限されているという不都合がある。このような不安定性は、プロセスの運転中に１マイクロ秒よりも短い時間内での放電電圧の低下によって現れる。放電電圧の低下の原因は、プラズマがもはやマグネトロン表面にわたって均一に分配されずに、１点に集中するからである。このような結果はプラズマプロセスにおいて知られており、「アーク」もしくは「アーク放電」と呼ばれている。プラズマプロセスのための電気的な出力供給は、アークに反応し、この場合、電気的な出力供給は短時間に出力供給を中断させ、そして数マイクロ秒後に新たに再開させる。前記不安定性は経験によれば、化学的な反応のための原料が多く供給されればされるほど、ますます顕著に出現するようになる。これによって、前記不安定性は、このプロセスによって達成可能な析出率を制限してしまう。
【００１０】
マグネトロンの広く普及している構造は、ベースボディと冷却体とターゲットとを有する。ベースボディは、このベースボディが磁界を形成するように構成されている。ベースボディは同時に、一連の構造上の重要機能、たとえば取付け機能を果たすことができる。ターゲットはプロセス中に電圧で負荷され、そしてプラズマ成分の衝撃にさらされている。一般的にマグネトロンの加熱を阻止するために、特にターゲットの加熱を阻止するためには、ターゲットと冷却体との接触が必要となる。ターゲットの冷却は、一方ではマグネトロンの熱敏感な部分を保護し、他方ではターゲットの溶融を阻止する。幾つかの公知の装置では、プロセス安定性を向上させるか、もしくはアーキング率を低下させるためにも、ターゲットが冷却される。通常、ターゲットは公知先行技術からの装置の場合、被覆過程の間に約１００℃±５０℃の温度にまで冷却される。
【００１１】
課題設定
したがって、本発明の根底を成す技術的な問題は、公知先行技術からの不都合が克服されるような、ＰＥＣＶＤプロセスを実施する装置を提供することである。特に、本発明による装置を用いて、公知先行技術に比べて高いプロセス安定性を持って、大面積の基板を被覆することができることが望まれる。すなわち、本発明による装置では、公知先行技術に比べて単位時間当たりに発生するアーク数が少なくなることが望まれる。また、被覆プロセスにおいて達成可能な析出率も高められることが望まれる。
【００１２】
上記技術的な問題の解決手段は、請求項１の特徴部に記載の特徴を有する対象により得られる。本発明の別の有利な構成は、請求項２以下の従属項の形の請求項から明らかである。
【００１３】
プラズマアシストされた化学的な蒸気析出、つまりプラズマ化学蒸着によって真空チャンバ内で基板上に層を析出させる本発明による装置は、真空チャンバ内に少なくとも１種のガスを導入するための少なくとも１つの入口と、プラズマを発生させるための、ターゲットを備えた少なくとも１つのマグネトロンとを有する。したがって、本発明による装置は、マグネトロンＰＥＣＶＤプロセスを実施するための装置のグループに属する。
【００１４】
公知先行技術による装置では、マグネトロンのターゲットが約１００℃にまで下がるように冷却されるのに対して、意想外にも、マグネトロンＰＥＣＶＤプロセスにおいて、アーキング率に関して、ターゲットまたはターゲットの少なくとも１つの部分範囲が、１００℃の数倍の温度を有する場合に好都合となることを確認することができた。３００℃のターゲット温度において、単位時間当たりのアーク数（アーキング回数）が公知先行技術に比べて既に１／２以下となることを観察することができた。このことは、プロセス安定性の改善をもたらす。したがって、本発明による装置では、マグネトロンのターゲットが、層の析出の間、少なくとも１つの所定の範囲で少なくとも３００℃の温度を有する。
【００１５】
ターゲット温度をさらに高めることにより、アーキング率の一層の低減を実現することができる。１構成では、マグネトロンのターゲットが、層の析出の間、少なくとも１つの所定の範囲で少なくとも５００℃の温度を有する。この高さのターゲット温度を用いると、アーキング率を公知先行技術に比べて、１／１０以下にまで減少させることができた。
【００１６】
本発明による装置は、マグネトロンによって１つのマグネトロンプラズマしか形成されないようにマグネトロンが配置構成されているようなマグネトロンＰＥＣＶＤプロセスを実施するための装置のグループに属する。所属のターゲットからのスパッタ除去および層構造におけるターゲット粒子の寄与は意図されない。したがって、本発明による装置のためには、特に粒子をターゲット表面からはじき飛ばすことが極めて困難となるようなターゲット材料が適している。したがって、ターゲット材料としては、たとえばチタンまたはジルコニウムが特に適している。
【００１７】
本発明による装置において、公知先行技術に比べてターゲット温度を高めることが、アーキング率の点でポジティブでもある場合、この温度増大は、被覆したい基板の、起こり得る熱損傷に関する危険をも成す。このことは、特に基板が、たとえばプラスチック基板である場合に云える。それゆえに、ターゲット全体が少なくとも３００℃の温度を有するのではなく、ターゲットの部分範囲だけが少なくとも３００℃の温度を有することが好ましい。この場合、ターゲットのその他の部分範囲は公知先行技術の場合と同様に、約１００℃にまで冷却される。
【００１８】
すなわち、たとえば、公知先行技術に比べてアーキング率を減少させるためには、特にマグネトロンスパッタリングの際にエロージョン溝が延在することになるターゲットの表面範囲が３００℃を超える温度を有していれば十分となる。
【００１９】
したがって、別の有利な実施態様では、ターゲットが複数の部分ターゲットから成っており、これらの部分ターゲットのうちの少なくとも１つの部分ターゲットが、被覆過程の間、少なくとも３００℃の温度を有する。
【００２０】
ターゲットもしくは部分ターゲットを被覆過程の間、少なくとも３００℃に加熱することは、周知のように大きな問題にはならないが、このことはプラズマ形成時に、ターゲット表面への電荷キャリヤの衝撃に基づいて自動的に行われる。したがって、本発明による装置では、ターゲットまたは少なくとも１つの部分ターゲットが、公知先行技術の場合よりも僅かにしか冷却されないことが実現されるだけでよい。
【００２１】
１つの部分ターゲットをその他の部分ターゲットよりも僅かに冷却したい場合、つまり１つの部分ターゲットの冷却度をその他の部分ターゲットの冷却度よりも弱めたい場合、このことは、たとえば当該部分ターゲットが、冷却装置もしくは冷却体に対して、その他の部分ターゲットよりも悪い熱伝達を持って形成されることにより実現され得る。本発明による装置では、冷却装置もしくは冷却体として、公知先行技術においても汎用されている全ての装置を使用することができる。部分ターゲットの加熱を異ならせることに関する別の手段は、少なくとも１つの部分ターゲットを、別の部分ターゲットに比べて悪い熱伝導率を有する材料から形成することにある。
【００２２】
公知の多くの使用事例では、ターゲットがターゲット材料の１つの中実なブロックから成っている。本発明のさらに別の実施態様では、ターゲット材料のこのような中実なブロックから、マグネトロンスパッタリングの際にエロージョン溝が延在する異なるターゲット表面の少なくとも１つの所定の部分範囲において、ターゲット材料が除去される。このことは、たとえばフライス削りによって行うことができる。しかし、ターゲット材料はターゲット材料の全厚さを通じてフライス切除されるのではなく、ターゲット材料厚さの一部分範囲しかフライス切除されないので、ターゲットの下部では、まだマグネトロンの冷却体にターゲット材料の閉じられた面が接触している。以下において、切除された１つの部分範囲または切除された複数の部分範囲を備えたターゲット材料ブロックを「ターゲットベースボディ」と呼ぶ。次いで、ターゲットベースボディでは、ターゲット材料が除去された部分範囲だけが、別個の部分ターゲットで埋められる。このような部分ターゲットはこの場合、好ましくはそれぞれ当該部分ターゲットを嵌め込みたいターゲットベースボディのフライス切除された部分範囲の形状と同様の形状を有する。部分ターゲットは、たとえばねじ結合、クランプ結合またはねじ−クランプ結合によってターゲットベースボディに固定されていてよい。念のため付言しておくと、この場合、本明細書中では、機械的なターゲット構成要素を分かり易く区別するために、ターゲットベースボディに嵌め込まれたターゲットエレメントだけを「部分ターゲット」を呼んでいるが、しかしターゲットベースボディ自体も、電気的な観点から見ると、マグネトロンプラズマの形成に関して、当然ながら同じく１つの部分ターゲットを成している。
【００２３】
ターゲットベースボディのフライス切除された範囲内に部分ターゲットが嵌め込まれる前に、フライス切除された範囲の底部に機械的なばねエレメントを配置することが好ましい。その場合、部分ターゲットが、ねじ結合、クランプ結合またはねじ−クランプ結合によって、前記機械的なばねエレメントを介して、ターゲットベースボディのフライス切除された範囲の底部にどれくらい強固に押し付けられるのかに応じて、ターゲットベースボディに対する部分ターゲットの機械的な接触の度合い、ひいてはターゲットベースボディに対する部分ターゲットの熱伝達度、つまり部分ターゲットの冷却度を調節することができる。部分ターゲットがターゲットベースボディに強固に押し付けられればられるほど、当該部分ターゲットはますます強力に冷却され、逆に押付け力が弱められればられるほど、冷却度はますます低くなる。
【００２４】
しかし、択一的には、使用される機械的なばねエレメントの種類および個数によっても、一方の側では隣接した部分ターゲットとの接触点を有し、他方の側ではターゲットベースボディとの接触点を有するばねエレメントの全面積を調節し、ひいては部分ターゲットからターゲットベースボディへの熱伝達度を調節することもできる。
【００２５】
前記２つの手段（結合エレメントの押付け圧ならびに機械的なばねエレメントの個数および種類の選択）により、１つの部分ターゲットが被覆過程中にどの程度に加熱されるべきかを調節することができる。それと同時に、ターゲットベースボディは公知先行技術において普通であるように、約１００℃にまで冷却され得る。したがって、さらに別の実施態様では、少なくとも２つの部分ターゲットが、被覆過程の間、少なくとも２００度の温度差を有する。したがって、一方では、被覆したい基板に対する熱負荷が高くなり過ぎないことを確保することができ、他方では、延在するスパッタリングエロージョン溝の範囲における１つまたは複数の部分ターゲットの、より高い温度に基づいたアーキング率を劇的に減少させ、ひいてはプロセス安定性を高めることができる。したがって、本発明による装置を用いると、公知先行技術に基づき知られているあらゆる種類の基板（プラスチック基板を含めて）を被覆することができる。
【００２６】
実施形態
以下に、本発明の有利な実施形態を図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による装置の概略図である。
【図２】本発明による装置の別の構成のターゲットを示す概略的な平面図である。
【図３】図２に示したターゲットの厚さを断面した部分的な断面図である。
【００２８】
図１には、本発明による装置が概略的に図示されている。真空チャンバ１内で、基板２を、プラズマアシストされた化学的な蒸気析出、つまりプラズマ化学蒸着によって、ケイ素含有の層で被覆しようとしている。このためには、基板２がこの被覆過程（被覆過程Ａ）の間、１分間当たり１メートルの速度で矢印方向に運動させられる。
【００２９】
入口３を通じて、等含量の酸素とアルゴンとモノマのヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）とから成るガス混合物が真空チャンバ１内へ導入される。真空チャンバ１内では、３Ｐａの圧力が維持される。ケイ素含有のモノマＨＭＤＳＯのうち、２００ｓｃｃｍが供給される。
【００３０】
真空チャンバ１内でガス粒子の化学的な反応を励起させるプラズマを発生させるためには、基板２の運動方向で見て２つのマグネトロン４が相前後して配置されている。両マグネトロン４は、それぞれ１つの中実なチタンターゲット５を装備していて、それぞれ９００ｍｍの長さおよび１９０ｍｍの幅を有する。マグネトロン４の長手方向は、図１で見て図深さ方向に延びている。両マグネトロン４は、これらのマグネトロン４がマグネトロンプラズマだけを形成するように構成されていて、かつ電気的な出力に関しても、マグネトロンプラズマだけを形成するように作動される。それに対して、たとえこのことが必ずしも完全には回避され得ないとしても、チタンターゲット５からのスパッタ除去、ひいては層構造におけるチタン粒子成分の混入は望ましくない。場合によってはそれにもかかわらずターゲットからスパッタ除去されたチタン粒子の混入量は、無視し得る程度の極僅かである。
【００３１】
電流供給装置６によって、両マグネトロン４の間に５０ｋＨｚの交流電圧が印加され、ひいては形成されたマグネトロンプラズマにおいて１５ｋＷの電気的な出力が実現される。基板２と電磁石４との間には、さらにシールド開口７を備えたシールドが配置されている。このシールド開口７は基板２のための被覆窓のジオメトリ（幾何学的形状）を規定する。
【００３２】
図１には図示されていないが、しかし公知先行技術の場合と同様に各マグネトロン４には、冷却装置が所属している。この冷却装置は、ターゲット５の、マグネトロンプラズマに面した表面範囲が被覆過程中に７００℃±３０℃の温度にまで加熱されるように設定されている。この装置配置構成を用いて、基板２上には、２００ｎｍの厚さのケイ素含有の層が析出される。この場合、被覆過程中に、１秒間当たり１０〜２０アークの頻度でアークがカウントされた。
【００３３】
まず公知先行技術による装置配置構成を用いて、類似した被覆過程（被覆過程Ｂ）を実施した。前で図１につき説明した装置構造に対する唯一の相違点は、マグネトロン４に所属する冷却装置の構成にある。すなわち、この場合、冷却装置は、被覆中に約１００℃のターゲット温度しか得られないように構成されていた。この被覆過程では、１秒間当たり最大２００アークの頻度でアークがカウントされた。これにより、析出された層の品質は著しく低減され得る。なぜならば、いずれのアークも層のための析出条件の著しい変化を招くからである。ターゲットを既に短いプロセス時間の後にクリーニングするか、または析出速度を減少させることにより、たしかにアークの頻度を減少させることができるが、しかしターゲットを既に短いプロセス時間の後にクリーニングすることも、析出速度を減少させることも、生産プロセスを促進するためには望ましくない。
【００３４】
図１に示した本発明による装置では、アークが１秒間当たり最大２０アークの頻度でしか発生しないので、本発明による装置を用いた被覆の際には、より高い層品質を得ることができる。さらに、本発明による装置では、アーキング率減少に基づき、ターゲット５をクリーニングするためのサイクルが長くなり、このことは生産性に対して有利に作用する。
【００３５】
以下に、本発明による装置によって実施された被覆過程（被覆過程Ｃ）について説明する。この装置の概略図は、図１に示した装置の概略図と同一であるが、図１に示した装置に比べて、被覆過程Ｃの装置はマグネトロン４の寸法およびマグネトロンのために使用されるターゲットの形態の点でのみ相違している。マグネトロン４は被覆過程Ｃにおいては、それぞれ３５０ｍｍの長さおよび１２１ｍｍの幅を有する。
【００３６】
被覆過程ＡおよびＢでは、それぞれ材料チタンの１つの中実なブロックから成るターゲット５が使用されたが、被覆過程Ｃのための装置は、それぞれ複数の部分ターゲットから成る２つのターゲット９を有する。
【００３７】
このようなターゲット９は図２に平面図で概略的に図示されている。すなわち、図２に見えている表面の上に、マグネトロンプラズマが形成される。ターゲット９はターゲットベースボディ１０を有し、このターゲットベースボディ１０は、最初は同じく材料チタンの中実なブロックから成っていた。しかし、この中実なブロックから、図２において斜線なしで描かれている表面範囲においてチタン材料をフライス加工により切除した。この場合、これらの範囲では、ターゲット厚さの２／３を除去した。これらの範囲においてターゲット厚さの正確に２／３を除去することは本発明にとって重要ではない。択一的には、あらゆる別の厚さ範囲を除去することもできる。しかし、ターゲットもしくは部分ターゲットをあとで冷却するためには、これらの範囲においてターゲット材料の全厚さが除去されないことが好ましい。
【００３８】
図２から判るように、ターゲット材料が除去された範囲は、マグネトロンスパッタリングの際にエロージョン溝が延在することになる範囲にも位置している。周知のように、エロージョン溝は、マグネトロン４も属している矩形マグネトロンにおいては、ターゲットの表面に細長い環状の範囲として形成される。
【００３９】
引き続き、ターゲット９の、ターゲット材料が除去されている範囲には、部分ターゲットが挿入される。これらの部分ターゲットは、それぞれ当該部分ターゲットを挿入したいフライス切除された範囲と同様の形状を有する。１つのターゲットベースボディ１０において、同じくチタンから成る合計６つの部分ターゲットが挿入される。これらの部分ターゲットには、リングセグメントの形状を有する２つの部分ターゲット１１，１２および４５ｍｍの長さと１８ｍｍの幅とを有する４つの方形の部分ターゲット１３，１４，１５，１６が属している。
【００４０】
図３には、ターゲット９の厚さの部分断面図が概略的に図示されている。この断面図には、ターゲットベースボディ１０の一部と、ターゲットベースボディ１０に挿入された部分ターゲット１５，１６とが見えている。全ての部分ターゲット１１，１２，１３，１４，１５，１６は、ねじ−クランプ結合エレメント１７によってターゲットベースボディ１０に固定されている。これらのねじ−クランプ結合エレメント１７によって、部分ターゲット１１〜１６はターゲットベースボディ１０のフライス切除された範囲の底部に押し付けられる。フライス切除された各範囲の底部には、機械的なばねエレメント１８が配置されている。これらのばねエレメント１８の個数、材料およびばね力は、部分ターゲット１１〜１６が被覆過程中に５００℃を超える温度を形成するようにターゲットベースボディ１０への熱伝達部が部分ターゲット１１〜１６によって形成されるように設定されている。さらに、１つの範囲におけるねじ−クランプ結合エレメント１７の押圧力によっても、部分ターゲット１１〜１６がどの程度に冷却されるべきかが調節可能となる。したがって、ばねエレメント１８の種類および個数の設定によっても、ねじ−クランプ結合エレメント１７の押圧力によっても、被覆過程において部分ターゲット１１〜１６がどの程度に加熱されるべきかを、各部分ターゲットに対して別個に調節することができる。それに対して、ターゲットベースボディ１０は部分ターゲットとは無関係に、公知先行技術の場合と同様に約１００℃の温度にまで冷却され得るので、これにより、被覆したい基板に対する熱負荷は、１つの完全なターゲットを加熱した被覆過程Ａに比べて減少され得る。
【００４１】
図３には、図面を見易くするために、ねじ−クランプ結合エレメント１７が、ターゲットベースボディ表面と部分ターゲット表面とに載置された状態で図示されている。しかし、実際の使用時では、ターゲットベースボディ１０の表面と部分ターゲットの表面とねじ−クランプ結合エレメント１７の表面とが１つの平面を形成するように、ねじ−クランプ結合エレメント１７をターゲットベースボディ１０および部分ターゲットの材料内へ沈み込ませることが好ましい。これによって、この平面の上に、均一なプラズマ条件を提供することもできる。
【００４２】
このようなターゲット９を用いて、被覆過程Ｃを実施した。真空チャンバ内には、この場合、３Ｐａの圧力を維持した。この圧力を発生させるガス混合物は、２３％のアルゴン、３５％の酸素、そして４２％のＨＭＤＳＯから成っている。ケイ素含有のモノマＨＭＤＳＯのうち、１５０ｓｃｃｍが真空チャンバ内に供給される。マグネトロンプラズマ中で、７ｋＷの電気的な出力が実現される。既に上で説明したように、機械的なばねエレメント１８の個数および種類を、これらの部分ターゲット１１〜１６が被覆過程の間、５００℃よりも高い温度に到達するように設定した。それに対して、ターゲットベースボディ１０は被覆過程の間、冷却体１９によって１２０℃の温度に冷却された。被覆したい基板の、１分間当たり１メートルの運動速度で、基板上に５００ｎｍの厚さのケイ素含有の層が析出された。この場合、１秒間当たり最大２０アークの頻度でアークが検出された。
【００４３】
本発明の対象を実施形態において、ＨＭＤＳＯの導入によるケイ素含有の層の析出についてのみ説明したが、本発明による装置は、ＰＥＣＶＤプロセスによって析出可能なその他の全ての層材料を析出させる場合にも使用され得る。たとえば、亜鉛含有のモノマ、たとえばジエチル亜鉛の導入による亜鉛含有の層の析出；アルミニウム含有のモノマ、たとえばＡｌＣｌ３、Ａｌ（ＣＨ３）３およびＡｌ（Ｃ２Ｈ５）３の導入によるアルミニウム含有の層の析出；またはチタン含有のモノマ、たとえばＴｉＣｌ４、テトラジメチルアミノチタン（ＴＤＭＡＴ）またはチタンイソプロポキシドの導入によるチタン含有の層の析出が挙げられる。同じく、ケイ素含有の層の析出のためには、ＨＭＤＳＯ以外の別のモノマ、たとえばテトラエチルオルトシキケート（ＴＥＯＳ）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）、シラン（ＳｉＨ４）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳＮ）を使用することもできる。さらに、上に挙げた種々のモノマとの組み合わせの形でＨ２、Ｎ２、ＮＨ３、Ｈ２Ｏのようなガスを、これらの中に含まれた元素が層形成のために必要とされる場合に、真空チャンバ内に導入することもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2013525601.tif 000008
2013525601.tif 000009
2013525601.tif 000010
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