(57)【要約】  真空被覆装置が、被覆チャンバ（２）と、該被覆チャンバ（２）内に配置された２つまたはそれ以上のマグネトロンスパッタ源（３）またはアーク蒸発源と、サブストレート（４）を保持するためのサブストレート担体（６）と、真空ポンプ（８）と、電圧源（１５，１６，１７，１８，１９）とを有する。個別のアノード（５）が被覆チャンバ（２）内でカソード（３）の間に中央で配置されており、サブストレート（４）はアノード（５）とカソード（３）との間に配置されている。アノード（５）とカソード（３）との間でそれぞれ、プラズマ（１４）を伴うガス放電が点弧される。サブストレート（４）は定置して保持されるか、または１つまたは複数の軸を中心に回転され、その際にプラズマ（１４）に曝される。
2010511788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元のサブストレート（４）を均質にＰＶＤ被覆するための真空被覆装置であって、
被覆チャンバ（２）と、該被覆チャンバ（２）内に配置された２つまたはそれ以上のマグネトロンスパッタ源（３）またはアーク蒸発源と、サブストレート（４）を保持するためのサブストレート担体（６）と、真空ポンプ（８）と、電圧源（１５，１６，１７，１８，１９）とを有する真空被覆装置において、
個別の中央アノード（５）がパルス電圧源（１９）と接続されており、それぞれのマグネトロンスパッタ源またはアーク蒸発源がパルス電圧源（１８，１８...）と接続されている、ことを特徴とする真空被覆装置。
【請求項２】
請求項１記載の真空被覆装置において、
前記マグネトロンスパッタ源（３）またはアーク蒸発源はＤＣ電圧源（１５）と接続されている、ことを特徴とする真空被覆装置。
【請求項３】
請求項１記載の真空被覆装置において、
前記パルス電圧源（１９）は、正と負のパルスからなる非対称のパルスシーケンスをアノード（５）に供給する、ことを特徴とする真空被覆装置。
【請求項４】
請求項１記載の真空被覆装置において、
パルス電圧源（１９）からアノード（５）への電気線路には切替可能な装置（２４）が配置されており、該切替可能な装置は正のパルスだけを通過させる、ことを特徴とする真空被覆装置。
【請求項５】
請求項４記載の真空被覆装置において、
前記切替可能な装置（２４）は、負のパルスに対して少なくとも１つの阻止ダイオードを有することを特徴とする真空被覆装置。
【請求項６】
請求項１記載の真空被覆装置において、
前記パルス電圧源（１８，１９）は、−５００Ｖから＋５００Ｖの領域の電圧を形成する、ことを特徴とする真空被覆装置。
【請求項７】
請求項１記載の真空被覆装置において、
前記パルス電圧源（１８，１９）の周波数は、５〜３００ｋＨｚの領域にある、ことを特徴とする真空被覆装置。
【請求項８】
請求項１記載の真空被覆装置において、
前記アノードの材料は、Ａｌ、ＡｌＣｒ、ＺｒＮ、ＣｒＮ、ＴｉＡｌＮである、ことを特徴とする真空被覆装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項記載の真空被覆装置において、
前記アノード（５）の材料は、カソード（３）のターゲットに含まれるのと同じ材料である、ことを特徴とする真空被覆装置。
【請求項１０】
請求項８記載の真空被覆装置において、
前記アノードはグラファイト被覆（５’）されている、ことを特徴とする真空被覆装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元サブストレートに均質なＰＶＤ被膜を形成する真空被覆装置に関するものである。この真空被覆装置は、被膜チャンバと、この被膜チャンバ内に配置された２つ以上のマグネトロンスパッタ源またはアーク蒸発源と、サブストレートを保持するためのサブストレート担体と、真空ポンプと、電圧源を有する。
【背景技術】
【０００２】
磁界に支援されたカソードスパッタ（マグネトロンスパッタリング）は、現在の表面加工技術の多くの分野で使用されている。マイクロエレクトロニクスでの適用から始まり、磁界支援されたカソードスパッタは現在、建築ガラス、平面ディスプレイ、メガネレンズ、ベルト材料、工具、装飾的対象物、および機能的構成部材のための工業的被膜方法として確立されている。機能的構成部材にはしばしば腐食保護層または硬質層が単層または多層技術で設けられる。これらはＴｉＮ，ＴｉＡＩＮ，ＶＮ，ＺｒＮ，ＣｒＮのような窒化物、またはＴｉＣＮのような浸炭窒化物からなる。ナノ多層技術に基づく、５０ＧＰａまでの硬度の「超硬質」層もますます使用されるようになっている。自動車工業では、摩擦および摩耗の少ない金属炭素層に大きな定評がある。
【０００３】
平坦な表面、例えばシリコンウェハまたはガラス板を均質に被覆するための方法および装置が技術的に高度に開発されており、上手く使用されている。とりわけ３次元サブストレート、例えば時計ハウジング、筆記用具、メガネフレーム、切断工具および変形工具、医用機器、または自動車産業、機械産業、機器産業のコンポーネントに析出される層は顕微鏡的には不均質性を有する。
【０００４】
この不均質性は層品質を損ない、従い被覆コンポーネントの機能特性および機械的耐久性を損なう。
【０００５】
不均質性は、被覆プロセスで使用されるプラズマの異方性の結果である。３次元サブストレートがプラズマカソードの前方に配置される場合、カソードとサブストレート表面の点との間隔は一定ではない。さらにカソードに向いた側のサブストレートの前半分は、その裏側をカソードのプラズマから、ひいてはイオン打込みおよび材料流から遮蔽する。カソードとは反対側の裏側サブストレートでは、イオン打込みの強度が、カソードのプラズマに曝される前側のサブストレートよりも格段に弱い。しかし多くの適用に対して、サブストレートを均質に被覆することが必要である。３次元サブストレートを均質に被覆する現在の方法では、サブストレートを被覆源の前方で回転させる。この場合、サブストレート表面の所定の点はイオン打込みの強い領域と弱い領域を周期的に通過する。これにより、多層被覆部が析出される。この被覆部は回転速度と析出速度に依存して、厚さが数ナノメータから数マイクロメータまでの領域にある層からなる。この種の不均質な層構造は、微細構造、硬度、内部応力、摩耗耐性、浸食耐性、ならびに被覆部の色に少なくとも不所望に影響する。
【０００６】
上に述べたように、不均質な層構造に対する主原因は、マグネトロン放電時に形成されるプラズマがカソード前方の空間ゾーンに制限されていることである。成長する層のイオン打込み強度は、サブストレート表面とカソードとの間隔により変化する。この空間的変化は、深さ寸法の小さいサブストレートの場合、ほぼ完全に補償することができる。サブストレートを被覆中に、対向する２つのカソード間に配置するのである（図１参照）。２つのカソードから発するプラズマは中央でオーバーラップする。ここで空間ゾーンは実質的に等方性のプラズマと均質な被覆条件により形成される。このようにして例えば直径１０ｍｍまでのシリンダ状のサブストレートの周囲を均質に被覆することができ、その際にサブストレートを特別に、シリンダ軸を中心に回転させる必要もない。
【０００７】
いわゆる「平衡型」平面マグネトロンカソード（図３ａ参照）には永久磁石が設けられており、永久磁石はカソードに取り付けられたターゲットの前方にトンネル状の閉じた磁界を形成する。
【０００８】
この閉じた磁界トンネルに電界が重畳されると、電子はターゲット前方でネジ状軌跡の上を運動する。このことは、電子が空間容積エレメント内を、カソードに磁界がない場合よりも長い距離を進むことを意味する。カソードに磁界がない場合、電子は電界線に沿って、少なくとも直線状に運動する。これにより電子とガス原子、ないしは分子状空間容積エレメントとの間の衝突数が増大し、これと結び付いてガスイオン化が増大する。この時に強力なプラズマが形成され、このプラズマはターゲット前方で磁界トンネルの領域に封鎖される。
【０００９】
析出される層の重要な特性、例えば組成、結晶形態学、付着性および内部応力は、サブストレート上の層成長によってほぼ決定される。層成長と層特性は、被覆過程中のイオン打込みによって影響を受けることが公知である。例えばThornton (J. A. Thomton, Annu. Rev. Mater. Sei. 7, p. 239, 1977)とMessier (R. Messier, J. Vac. Sei. & Technol., 2, 500, 1984)は、層成長中の層構造とガス圧およびイオン打込みとの関係を研究した。とりわけ融点の高い材料からなり、それらの層成長がThorntonとMessierにより開発された構造ゾーンモデルでゾーンＴにより記述される硬質組成物層では、コンパクトないし密な層を析出するために強力なイオン打込みが必然的に必要となる。サブストレートの強力なイオン打込みを実現するために、従来技術ではいわゆる「不平衡型」マグネトロンカソードが使用されている。不平衡型マグネトロンでは、磁界線の一部がカソードターゲットの前方で閉じておらず、サブストレートが存在する被覆空間の方向に伸長している。この磁界成分に基づき、電子の一部がサブストレートの方向に案内され、これによりプラズマがサブストレートに向かって広がる。サブストレート電位を印加することにより、イオンがサブストレート近傍のプラズマから成長する層に向かって加速され、層成長に有利なイオン打込みが得られる。
【００１０】
イオン支援されたカソードスパッタリング方法および装置について、以下の従来技術で説明する。
【００１１】
DE 40 42 289 A1は、サブストレートを反応性被覆する装置に関するものである。この装置はマグネトロンカソードと、被覆チャンバから電気絶縁された別個のアノードを有する。このアノードはリング状に構成されており、空間的にはマグネトロンカソードと被覆すべきサブストレートの間に配置されている。マグネトロンカソードとアノ―ドとの間の直接的な層結合は絞りにより阻止される。これによりアノードの被覆が回避される。反応ガスに対して高い親和性を有する材料による反応性被覆プロセスでは、被覆チャンバのイオン壁、絞り、およびその他の取付け具が非導電性の膜、または導電性の悪い膜により被覆されることがある。被覆に対してシールドされたアノードを使用することにより、このような場合に被覆プロセスが安定し、アーク放電がなくなる。そして、被覆チャンバとその取付け具を頻繁に清掃したり、取付け具を頻繁に交換する必要がなくなる。
【００１２】
W0 2006/099760 A2から、ワークピースをアーク蒸発源により表面加工するための真空プロセス装置が公知である。この装置は第１の電極を有し、この第１の電極はＤＣ電流供給部と接続されている。この装置は、アーク蒸発源とは別個の第２の電極を有する。２つの電極はそれぞれパルス電流供給部と接続されている。
【００１３】
EP 0 534 066 A1によるアーク被覆装置は、被覆すべき部分を含むチャンバを有し、このチャンバにはカソード／蒸発器および第１と第２のアノードが装備されている。被覆プロセス中に第２のアノードは、第１のアノードの電位よりも高い電位に維持される。ここでサブストレートは、カソードの負電位よりも大きい負の電位にある。前記装置では、アノードによって電子の一部がカソードプラズマから引き出され、被覆チャンバに進入するよう加速される。これにより被覆チャンバに存在するガスのイオン化が増幅され、サブストレートのイオン打込みが強力になる。
【００１４】
US 5556519Aに記載された、サブストレートを磁界支援された低圧放電により被覆する装置は、２つまたはそれ以上のマグネトロンカソードを有する。マグネトロンカソードに隣接する外部の磁極は反対の極性を有し、低圧放電のすべての電極を実質的に包囲する磁界ケージを形成する。これによりカソード前方の空間における低圧放電のイオン化度が高まり、サブストレートのイオン打込みが強力になる。
【００１５】
DE 31 07 914 A1には、３次元の被覆面を有する成形品を、磁界支援されたカソードスパッタリングにより被覆するための方法および装置が開示されている。ここでは成形品が対向する２つのカソード間に配置され、２つのカソードのプラズマ雲に同時に曝される。成形品には、アース電位に対して負の電圧≦−１０Ｖが印加される。対向して配置されたカソードのプラズマは、成形品が円形かつ均等にイオン打込みされるように重畳される。
【００１６】
DE 38 37 487 A1は、サブストレートを磁界支援された低圧放電によりエッチングするため方法および装置を開示する。サブストレートは電子エミッタとアノードの間に配置されている。電子エミッタは、アース電位にある磁気システムの磁界により取り囲まれている。サブストレートには１００から１０００Ｖの負電位が印加される。アノード電位は１０から２５０Ｖである。電流により加熱された電子エミッタから電子が発生し、アノードに向かって加速される。電子はガス原子ないしガス分子と衝突する。このとき衝突イオン化によりガスイオンおよびさらなる電子が生成される。このようにして形成されたプラズマは拡張し、サブストレートに浸透する。サブストレート電位が負であるので、正のガスイオンはプラズマから加速され、これによりサブストレートの強力なイオンエッチングが達成される。
【００１７】
WO 1998 031041 A1は、サブストレートでイオン電流密度を調整するための装置および方法を開示する。この装置は、周囲にマグネトロンカソードまたはイオン化源が装備された真空チャンバからなり、このグネトロンカソードまたはイオン化源は被覆ゾーンの周囲に配置されている。それらの中心には、個別の永久磁石からなる磁気装置が配置されている。この磁気装置の極性と、これを包囲するマグネトロンカソード/イオン化源の極性は同じでも、反対方向でも良い。付加的に、磁気装置の磁界強度と、それら個々の磁石の位置ないし配向は変更可能である。これにより被覆ゾーンでの磁界を調整するための多種多様の手段が得られ、ひいては基板のイオン化を調整することができる。例えば磁気装置とマグネトロンカソードの極性が反対であると、磁界線が被覆ゾーンを通って案内される。このことはサブストレートでのイオン化の増大につながる。被覆ゾーンに配置されたサブストレートは、電位の印加があってもなくても被覆することができる。サブストレートの給電のために、ＤＣ源、ＡＣ源、パルス状ＤＣ源、ＭＦ源、およびＲＦ源を使用することができる。
【００１８】
３次元サブストレートの工業的被覆では、従来技術から公知の多数のＰＶＤ法が強い不均一な放電プラズマにより動作する。したがってこのＰＶＤ法により３次元サブストレートに析出される層は不均一性を有する。それに対して公知のＰＶＤ方法および装置のいくつかは、均一な放電プラズマを有する手段を含む。しかしそれには格別の装置コストが掛かり、サブストレートスループットが小さく、サブストレート厚が制限されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】DE 40 42 289 A1
【特許文献２】W0 2006/099760 A2
【特許文献３】EP 0 534 066 A1
【特許文献４】US 5556519A
【特許文献５】DE 31 07 914 A1
【特許文献６】DE 38 37 487 A1
【特許文献７】WO 1998 031041 A1
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】J. A. Thornton, Annu. Rev. Mater. Sei. 7, p. 239, 1977
【非特許文献２】R. Messier, J. Vac. Sei. & Technol., 2, 500, 1984
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
したがって本発明の課題は、３次元サブストレートを適切な価格と良好な効率で均一にＰＶＤ被覆することができ、気化材料のイオン化が電子放出と反応ガスのイオン化を高める装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この課題は、冒頭に述べた形式の真空被覆装置において、個別の中央アノードがパルス電圧源と接続されており、それぞれのマグネトロンスパッタ源またはアーク蒸発源がパルス電圧源と接続されていることによって解決される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の改善形態では、マグネトロンスパッタ源またはアーク蒸発源がＤＣ電流供給部がＤＣ電圧源と接続されている。
【００２４】
本発明のさらなる構成は、請求項３から１０の特徴から得られる。
【００２５】
高いサブストレートスループットを、同時にコンパクトな構造で実現するために、本発明の装置には有利には４つまたは６つのカソードが設けられている。とりわけカソードは平衡型マグネトロンカソードとして構成されており、このマグネトロンカソードを中心に同心配置された不平衡型マグネトロンとしての電磁コイルによって駆動される。カソードとして平坦な矩形カソード（線形カソード）または平坦な円形カソードを使用することができる。
【００２６】
有利にはアノードは次のことを特徴とする。すなわちアノードは、入れ子式構造であり、したがってアノード長を、被覆チャンバを積み卸しするために短縮することができ、出力密度の高いプラズマによるアノード加熱を補償するために冷却装置が装備されており、ステンレス、グラファイト、または金属被覆されたグラファイトからなる。
【００２７】
サブストレートを水平に積み卸しするために、被覆チャンバには側方に配置された真空ドアまたは真空ハッチが装備されている。
【００２８】
本発明の有利な実施形態では、被覆チャンバは、中央アノードを収容するための受容器と接続されている。アノードを被覆チャンバの換気の際に汚染から保護するために、受容器と被覆チャンバとの間には弁が装着されている。
【００２９】
中央に配置された個別のアノードと複数のカソードとの間にガス放電によってプラズマが形成され、サブストレートは被覆中、プラズマにより包囲される。
【００３０】
本発明によればガス放電は、カソードならびにアノードに向いたサブストレートのイオン打込みが平均で０.２から８.０ｍＡ/ｃｍ2の電流密度、有利には０.２から５.０ｍＡ/ｃｍ2、とくに有利には１.０から３.０ｍＡ/ｃｍ2の電流密度を有するモードで駆動される。
【００３１】
被覆プロセス中にサブストレートは典型的には移動される。とりわけサブストレートは、アノードを中心にセンタリングされた円軌道上をアノードとカソードとの間で案内され、センタリングされた円軌道上で垂直に連行される軸を中心に同時に回転される。
【００３２】
隣接するカソードの磁極が交番することによって閉じた磁界が形成される。この磁界はプラズマを、被覆チャンバの内室で、被覆チャンバの壁からは離れて包囲する。
【００３３】
さらに本発明を図面と実施例に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】二重カソードのプラズマ分布を示す概略図である。
【図２】中央アノードを備える本発明の装置の概略図である。
【図３ａ】平衡型マグネトロンカソードを備える公知のＰＶＤ被覆装置でのプラズマ分布を示す概略図である。
【図３ｂ】不平衡型マグネトロンカソードを備える公知のＰＶＤ被覆装置でのプラズマ分布を示す概略図である。
【図３ｃ】中央アノードを備える本発明の装置でのプラズマ分布を示す概略図である。
【図４ａ】中央アノード用の受容器を備える被覆チャンバを示す図である。
【図４ｂ】入れ子式構造の中央アノードを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、従来技術で公知の二重カソード装置の機能を示す。サブストレートは対向する２つのカソードＡとＢの間に中央で配置されている。各個々のカソードにより形成されるプラズマの密度は、カソードからの間隔とともに急速に減少する。したがって各個々のプラズマＡないしＢはサブストレート上で大きく異なって（異方性）作用する。したがって２つのプラズマＡとＢの重畳によってサブストレートの場所には、プラズマ密度が実質的に均等な（等方性）空間ゾーンが発生する。
【００３６】
工業的被覆技術では、有利にはマグネトロンカソードが使用される。被覆プロセス時に除去（スパッタ）されるターゲットの後方には、永久磁石セグメントが配置される。磁石セグメントの内側ラインは、反対の極性を有する磁石セグメントの外側リングにより包囲されている。この磁気装置はターゲット前方に、トンネル形状の閉じた磁界を形成する。この磁界は被覆プロセス時に、放電プラズマの閉込めに作用する。水冷されるターゲットプレートは、カソード出力が高いときにターゲット表面に形成される熱エネルギを排出する。
【００３７】
図２は、本発明の装置１の実施例を概略的に示す。真空密の被覆チャンバ２の中央にはアノード５が配置されている。アノード５は２つまたはそれ以上のカソード３により取り囲まれ、カソードは被覆チャンバ２の内壁に取り付けられている。カソード３の数ｎは、ｎ＝２，４，６，８、または２ｎ＋１ただしｎ＝１，２，３である。アノード５とカソード３との間には、サブストレート４の装着されたサブストレート担体６が配置されている。サブストレート担体６は、アノード５に対して軸方向に選択リングされた回転皿７の上に取り付けられている。回転皿７と、遊星軸に支承されたサブストレート担体６はモータによって駆動される。これによりサブストレート担体６はアノード５とカソード３との間の円軌道上を通過案内され、これと同時にその長手軸を中心に回転する。
【００３８】
サブストレート担体６の回転速度（ωs）と回転皿７の回転速度（ωD）は、各サブストレート４のカソード３前方での滞在時間が同じ長さであるように整合されている。このことは例えば、ωSがωDの倍数であると達成され、ωs＝ｍ・ωDただしｍ＞３である。これによりサブストレートの均等な被覆が補償される。
【００３９】
被覆チャンバ２には少なくとも１つの不活性ガスまたは反応プロセスガス、例えばアルゴン、ネオン、ヘリウム、または酸素、窒素、アセチレンを充填することができる。その圧力は、被覆チャンバ２と接続された真空ポンプ８によって１０-3から０.１ｍｂａｒの領域に維持される。サブストレート４、カソード３およびアノード５はＤＣ電圧源１５，１６，１７と接続されており、電圧源１５，１６，１７の基準電位と被覆チャンバ２の電位はアース電位にある。通常、アノード５には＋２０から＋２００Ｖの電位が、カソード３には−５０から−１０００Ｖの電位が、サブストレート４には０から−１０００Ｖの電位が印加される。択一的にサブストレート４を絶縁するか、またはフローティングした電位に維持することができる。これは図２に開放したスイッチ２３により示されている。アノード５は図示しない冷却装置により冷却される。
【００４０】
アノード５は付加的にパルス電圧源１９と接続されている。このパルス電圧源はＤＣ電圧供給部に並列に接続されている。パルス電圧源１９は、正と負のパルスからなる非対称のパルスシーケンスをアノード５に送出する。同様にユニポーラまたはバイポーラのパルス電圧供給部とすることもできる。パルス電圧源１９からアノード５への電気線路には操作可能な装置２４が配置されている。この装置はスイッチオンされた状態では正のパルスだけをアノード５に通過させる。装置２４は例えば負のパルスに対する少なくとも１つの阻止ダイオードまたは複数の阻止ダイオード構成体である。
【００４１】
図面でカソード３は平衡型または不平衡型マグネトロンスパッタ源として示されている。マグネトロンスパッタ源の代わりに、ここに図示しないアーク蒸発源を使用することもできる。マグネトロンスパッタ源ないしカソード３は複数のパルス電圧源１８，１８...と接続されており、それらのうちの１つが図２に示されている。パルス電圧源１８，１８....は正弦波状の交番電圧、すなわちユニポーラまたはバイポーラのパルス電圧を送出することができる。
【００４２】
パルス電圧源１８，１９は−５００Ｖから＋５００Ｖのオーダの電圧を形成し、パルス周波数は５から３００ｋＨｚの領域にある。
【００４３】
アノード５の材料は例えば、Ａｌ、ＡｌＣｒ、ＺｒＮ、ＣｒＮ、ＴｉＡｌＮの群から選択される。このリストアップは決して完全なものではない。なぜならさらに窒素、とりわけ窒化炭化物もアノード材料として適するからである。アノード５の材料は、カソード３のターゲットに含まれるのと同じ材料である。
【００４４】
パルス駆動されるアノード５とパルス駆動されるカソード３により電子放出が増大され、これによりカソード電流とサブストレート電流が上昇する。さらに蒸発したターゲット材料と反応ガスのイオン化が増大する。サブストレート表面、すなわち形成される絶縁層は電子密度が高くなるのでより急速に放電される。
【００４５】
サブストレート領域ではプラズマが濃密になり、反応性が増大し、サブストレート温度の上昇が達成される。
【００４６】
図３ａの平面図に示した断面は、従来のＰＶＤ被覆装置での放電プラズマ１４の空間的分布を概略的に示す。この従来のＰＶＤ被覆装置は平衡型マグネトロンとして構成された４つのカソード３を有し、これらのカソードはそれぞれ、ターゲット１３およびターゲット１３の後方に配置された永久磁石セット１１を有する。矢印２０と２１が示すように、サブストレート担体６は円軌道上をカソード３の前方に案内され、かつ同時にその長手軸を中心に回転する。ここで被覆チャンバ２の壁はアノードとして機能する。択一的に、カソード３のすぐ横に配置された別個のアノードを使用することもできる（図３ａには図示されていない）。各カソード３で放電プラズマ１４が点弧される。この放電プラズマ１４はカソード３前方の空間ゾーンに伸長する。ターゲット１３前方では、永久磁石セット１１の磁界と、これに実質的に直角に配向されたカソード電位の磁界とか重畳される。これにより放電プラズマ１４がターゲット１３前方で集束され、ほぼ完全に閉込められる。
【００４７】
図３ｂは公知の形式の別のＰＶＤ被覆装置を示す。このＰＶＤ被覆装置は平衡型マグネトロンとして構成された４つのカソード３を有し、これらのカソードにはそれぞれ１つの電磁コイル１２が装備されている。電磁コイル１２によって付加的な磁界が形成され、その磁界線はターゲット１３に対して垂直に延在し、永久磁石セット１１の外側極の磁界を増強する。これにより前に説明したカソード３前方でのプラズマの閉込めが中止され、放電プラズマ１４はカソード３前方の空間ゾーンを満たす。この原理に従い動作するカソードを一般的に不平衡型マグネトロンカソードと称する。電磁コイル１２により形成される磁界の強度は、カソード３前方の空間での放電プラズマ１４の給電と広がりを決定する。したがって放電プラズマ１４の密度と空間的広がりを制限された領域内で、電磁コイル１２の電流強度ＩＵＢを介して制御することができる。
【００４８】
しかし図３ｂに概略的に示したように、放電プラズマ１４を空間ゾーン２２の開放領域に浸透され、サブストレート４をプラズマにより均等に包囲することは、不平衡型マグネトロンカソード３によっても不可能である。とりわけ隣接するサブストレート担体６の内側間隔が小さい場合、カソード３とは反対側のサブストレート側は放電プラズマ１４から実質的に完全に遮蔽される。
【００４９】
図３ｃは、本発明により中央アノード５が装備されたＰＶＤ被覆装置を示す。中央アノード５は、放電プラズマ１４が被覆チャンバ２の中央領域にまで伸長するように作用する。放電プラズマ１４は空間ゾーン２２の開放領域を突き抜け、アノード５とサブストレート担体６との間の空間を満たす。このときサブストレート４は放電プラズマ１４により取り囲まれる。図３ｃには簡単にするため電圧源は図示されていない。
【００５０】
本発明の有利な構成では、隣接するカソード３の永久磁石セット１１と電磁コイル１２が相互に反対の極性を有し、閉じた磁界を形成する。この閉じた磁界の空間的広がりは図３ｃに、内側に湾曲したラインにより示されている。このラインはそれぞれ永久磁石セット１１の外側Ｎ極から右と左両方に隣接する永久磁石セット１１の外側Ｓ極に延在する。
【００５１】
工業的に使用される被覆装置は、現在の所、２ｍ以上の高さを有する。サブストレートチャージを効率的に積み卸しするために、被覆チャンバには側方に配置された真空ドアまたは真空ハッチが装備されている。この種の真空ドア／ハッチにより、被覆装置の内部へ水平にアクセスすることができる。図４ａは本発明のこの種の実施形態を概略的に示す。この実施形態では、被覆チャンバ２にアノード５を収容するための垂直受容器９が装備されている。サブストレート４が装着されたサブストレート担体６は保持プレートに、または回転皿７に直接取り付けられている。被覆チャンバ２から抜き取るために、まずアノード５が調整モータ（図示せず）によってその作動位置から受容器９内の積み卸し位置へ走行し、被覆チャンバ２の内室を明け渡す。その後、真空ドア／ハッチ（図示せず）は開放され、保持プレートがサブストレート担体６およびサブストレート４とともにチャージングキャリッジによって水平に被覆チャンバ２から取り出される。被覆チャンバ２に装填するためには、保持プレートないし回転皿７がサブストレート担体６および被覆すべきサブストレートとともにチャージングキャリッジによって水平に被覆チャンバ２へ装入される。保持プレートを使用する場合、これは回転皿７の上に載置される。これに続いて真空ドア／ハッチが閉鎖され、被覆チャンバ２は真空にされ、アノード５はその作動位置に走行され、被覆プロセスがスタートされる。
【００５２】
アノード５を被覆チャンバ２の換気の際に汚染から保護するために、受容器９に弁（図示せず）が装着されていると有利である。
【００５３】
図４ｂの参照番号は図４ａと同様である。図４ｂは本発明の別の構成を示し、ここではアノード５’が入れ子式構造を有している。被覆チャンバ２の積み卸しの前にアノード５’は入れ子式に引き出される。これにより受容器９の構造高さを図４ａの実施形態と比較して低減することが可能であり、受容器９を完全に省略することもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【国際調査報告】
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