DE69825138T2

DE69825138T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von dünnen Schichten einer Metallverbindung

Info

Publication number: DE69825138T2
Application number: DE1998625138
Authority: DE
Inventors: Matsumoto Shigeharu; Kikuchi Kazuo
Original assignee: Shincron Co Ltd
Current assignee: Shincron Co Ltd
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2018-08-20
Also published as: EP0940481A1; US6103320A; DE69825138D1; US6274014B1; EP0940481B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer dünnen Schicht einer Metallverbindung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Schichtaufbringungsvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 7.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der hier in Rede stehenden Art sind in der Druckschrift EP 0 719 874 A1 beschrieben. Die Vorrichtung umfasst ein Paar von Sputterelektroden, die in einer Schichtbildungszone angeordnet sind, um eine durch Sputtern erzeugte Schicht aus einem Metall oder einem unvollständig zur Reaktion gebrachten Metall auf einem Substrat herzustellen. Nachdem die durch Sputtern erzeugte Schicht hergestellt worden ist, wird diese Schicht der Wirkung einer Plasmaeinwirkungszone ausgesetzt, wodurch die Bestandteile in der durch Sputtern erzeugten Schicht in eine Metallverbindung umgewandelt werden. Die beiden Zonen sind voneinander abgeschirmt, um eine gegenseitige Einflussnahme zu verhindern. Zum Umwandeln der metallischen Substanzen innerhalb der durch Sputtern erzeugten Schichten in Substanzen einer metallischen Verbindung wird das gesamte Plasma eingesetzt.
Die Druckschrift US-A-4,793,908 beschreibt eine Mehrfachionenquellenvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung mehrlagiger optischer Schichten. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse zur Aufnahme des zu beschichtenden Substrates. Eine erste Ionenkanone ist zur Bereitstellung einer Wolke aus einem Targetmaterial im Inneren des Gehäuses vorgesehen. Gaseinlässe sind zum Einführen eines selektiven Gases in das Gehäuse direkt aus einer Flasche heraus vorgesehen. Darüber hinaus ist eine zweite Ionenkanone zum Beschießen des Substrates vorgesehen, um dadurch die mittels des selektiven Gases aus der Wolke des Targetmaterials auf das Substrat aufgebrachte Schicht in eine Schicht einer Metallverbindung umzuwandeln.
Die durch Sputtern erfolgte Herstellung dünner Schichten von Metallen oder Metallverbindungen, so beispielsweise von Oxiden, Nitriden, Fluoriden und dergleichen, ist weit verbreitet. Im Gegensatz zur Herstellung dünner Schichten eines Metalls wird zur Herstellung dünner Schichten von Metallverbindungen, so beispielsweise von Oxiden, Nitri den, Fluoriden und dergleichen, üblicherweise eines der nachstehenden Verfahren eingesetzt.

(1) Ein Reaktivgas (beispielsweise Sauerstoffgas, Stickstoffgas oder Fluorgas) wird in eine Kammer eingeführt, in der ein Metallverbindungstarget (isolierend) oder ein Metalltarget (leitend) angeordnet sind, woraufhin eine dünne Schicht mittels Reaktivsputtern durch Aktivierung seitens einer RF-Energiequelle (radio frequency RF, Hochfrequenz) aufgebracht wird.
(2) Ein Reaktivgas wird in eine Kammer eingeführt, in der ein Metalltarget angeordnet ist, woraufhin eine dünne Schicht durch DC-reaktives Magnetronsputtern (distant current DC, Gleichstrom) durch Aktivierung seitens einer DC-Energiequelle aufgebracht wird.

Bei den beiden Verfahren treten die nachfolgenden Probleme auf. Die Aufbringungsrate der dünnen Schicht ist insbesondere beim RF-Sputtern vergleichsweise niedrig. Die Temperatur des Substrates nimmt aufgrund des Plasmas zu, weshalb das Sputtern bei einer Temperatur von nicht mehr als 100°C insbesondere für den Fall des RF-Sputterns schwierig ist. Beim DC-reaktiven Magnetronsputtern bewirkt eine Bogenentladung an dem Target, insbesondere an einem nicht erodierten Teil des Targets, dass sich das Targetmaterial auf dem Substrat verteilt, wobei diese Art von Verteilung merklich zur Entstehung eines Defektes an der dünnen Schicht während des Aufbringungsvorganges beiträgt.
Für den Fall des RF-Magnetronsputterns sammeln sich Ladungen in einer isolierten dünnen Schicht, die an einem auf Massepotential befindlichen Bauteil der Vorrichtung, so beispielsweise an einem Substrat, einem Substrathalter oder dergleichen, ausgebildet ist, und bewirken eine anomale Entladung. Bei Auftreten einer derartigen Bogenentladung an einem bestimmten Bauteil oder dergleichen verteilt sich das jeweilige Material über das Substrat; alternativ bleibt bei Auftreten einer Bogenentladung an einem Substrat ein Bogendefekt auf dem Substrat zurück. Eine derartige Verteilung oder ein derartiger Bogendefekt tragen merklich zur Entstehung eines Defektes an der dünnen Schicht während des Aufbringungsvorganges bei. Steigt die Größe des Substrates, tritt dieses Phänomens häufiger auf.
Wird die dünne Schicht einer Metallverbindung durch Sputtern aufgebracht, so kann eine unvollständige Metallverbindung durch den Mangel an einem konstituierenden Element der Metallverbindung, so beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff oder Fluor, gebildet werden. So wird beispielsweise eine dünne SiO₂-Schicht – die eine typische Oxidschicht darstellt und als optische Schicht, Isolierschicht, Schutzschicht oder dergleichen eingesetzt wird – üblicherweise aufgebracht, indem ein SiO₂-Target (isolierend) einem RF-Magnetronsputtern, dessen Aktivierung durch eine RF-Energiequelle erfolgt, oder einem DC-Magnetronsputtern, dessen Aktivierung durch eine DC-Energiequelle erfolgt, unterzogen wird. Für den Fall, dass die Zufuhr von Sauerstoffgas – das als Reaktivgas dient und gleichzeitig mit Argongas, das als Arbeitsgas zum Sputtern dient, zugeführt wird – ausreichend ist, wird die hergestellte dünne Schicht zur Verbindung SiO_x (x < 2). Um dieses Phänomen zu vermeiden, wird Sauerstoff zu Reaktionszwecken in ausreichender Menge in die Sputteratmosphäre eingebracht. Dies führt jedoch zu einer Verringerung der Aufbringungsrate auf ein Fünftel bis ein Zehntel der Aufbringungsrate einer dünnen Schicht aus Metall.
Darüber hinaus reagiert das auf diese Weise eingeführte Reaktivgas mit dem Target, was zur Bildung von SiO₂ an der Oberfläche des Targets führt. Ladungen positiver Argonionen und positiver Sauerstoffionen in dem Plasma sammeln sich in dem gebildeten SiO₂. Übersteigt die Ansammlung positiver Ladungen die dielektrische Grenze der SiO₂-Schicht, so tritt ein dielektrischer Defekt auf. Alternativ tritt eine Entladung an einer Masseabschirmung (Anode) auf, die einen leitenden Teil des Targets darstellt, sodass die angesammelten Ladungen freigesetzt werden. Dies ist der Mechanismus einer anomalen Entladung, die an einem Target auftritt. Eine derartige Bogenentladung führt zu den nachfolgend beschriebenen Problemen.
Das Targetmaterial verteilt sich auf dem Substrat, sodass während des Aufbringungsvorganges an der dünnen Schicht ein Defekt entsteht.
Ein Bogendefekt bleibt an der Oberfläche des Targets zurück, wobei sich SiO₂, eine isolierende Substanz, andauernd um den Bogendefekt sammelt, was zu einer weiteren anomalen Entladung führt.
Auch beim Vakuumaufdampfverfahren wird eine dünne Schicht einer Metallverbindung wirkungsvoll durch Wiederholung der nachfolgenden Schritte hergestellt: Aufbringen einer metallischen ultradünnen Schicht und Umwandlung des Metalls in ein Metalloxid. In diesem Fall kann aufgrund des gebildeten Reaktionsproduktes (isolierende Substanz) eine anomale Entladung an der Aufdampfungsquelle, insbesondere am Kathodenteil der Elektronenstrahlquelle auftreten.
Im Allgemeinen beträgt die Aufbringungsrate beim Sputtern ein Halb bis ein Zehntel der Aufbringungsrate bei der Dampfaufbringung, bei der das Aufbringmaterial mittels Ionenstrahl oder Widerstand erwärmt wird. Daher eignet sich das Sputtern nicht für die Massenproduktion.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer dünnen Schicht durch Sputtern wird üblicherweise ein Plasma verwendet. Dabei bewirkt der Zusammenstoß geladener Teilchen (Ionen und Elektronen) die Erwärmung von Bestandteilen der Schichtaufbringungsvorrichtung, des Substrathalters, des Substrates und so weiter. Im Ergebnis ist die Aufbringung einer Schicht auf einem Material mit einem schlechten Wärmewiderstand, so beispielsweise Kunststoff, schwierig. Dies trifft insbesondere für das RF-Magnetronsputtern zu, bei dem eine RF-Energiequelle zum Einsatz kommt.
Die vorstehend aufgeführten Probleme verhindern den Einsatz des Sputterns bei der Herstellung einer dünnen Schicht aus einer Verbindung.
Seitens der Erfinder der vorliegenden Erfindung wurden in der Vergangenheit bereits die nachfolgenden Verfahren zur Herstellung einer dünnen Schicht einer Metallverbindung vorgeschlagen.

(1) Eine dünne Schicht einer Metallverbindung mit einer gewünschten Dicke wird durch Wiederholung der nachfolgenden Schritte hergestellt: Aufbringen einer ultradünnen Schicht aus Metall, so beispielsweise aus Titan oder einem ähnlichen Metall, auf ein Substrat durch Sputtern; und Bestrahlen der ultradünnen Schicht mit einem Ionenstrahl eines Reaktivgases, so beispielsweise eines Sauerstoffgases oder eines ähnlichen Gases, um so die ultradünne Schicht in eine Schicht einer Metallverbindung, so beispiels weise Titanoxid oder dergleichen, umzuwandeln (japanische Patentanmeldung Nr. 8-19518).
(2) Eine dünne Schicht einer Metallverbindung mit einer gewünschten Dicke wird durch Wiederholung der nachfolgenden Schritte hergestellt: Aufbringen einer ultradünnen Schicht aus Metall durch Sputtern auf ein Substrat; und Bestrahlen der ultradünnen Schicht mit einem von einer induktiven Plasmaquelle erzeugten Plasma eines Reaktivgases, um so die ultradünne Schicht in eine Schicht einer Metallverbindung umzuwandeln (offengelegte (kokai) japanische Patentanmeldung Nr. 8-176821).

Man hat herausgefunden, dass bei dem Verfahren (1) die nachfolgenden Probleme auftreten: Bei einer Ionenkanone ist der Austausch verbrauchter Drähte von Nöten; es wird eine große Anzahl von Bauteilen, so beispielsweise ein Draht, eine Schirmelektrode und eine Entstörelektrode, verwendet; mit der Verwendung einer großen Anzahl von Bauteilen geht eine Schwächung des Vakuums einher; ein größerer Schirmelektrodenstrom setzt eine Energiequelle größerer Stromleistung voraus; mit einem Neutralisierer geht das Problem eines Temperaturanstieges einher. Was das Verfahren (2) angeht, so traten die folgenden Probleme auf: Da ein Substrat mit geladenen Teilchen (Argonionen, Reaktivgasionen und Elektronen) in Plasmaform bestrahlt wird, beschädigen die geladenen Teilchen das Substrat und die dünne Schicht während des Aufbringungsvorganges auf dem Substrat und bewirken einen Anstieg der Temperatur in dem Substrat.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer dünnen Schicht einer Metallverbindung mit vorbestimmter Dicke bereitzustellen, wobei eine metallische ultradünne Schicht einer Oxidierung, Nitrierung, Fluorisierung oder einer ähnlichen Reaktion unterzogen wird, und das Verfahren und die Vorrichtung eine Beschädigung der dünnen Schicht verhindern, sodass bei vergleichsweise niedriger Temperatur eine dünne Schicht einer Metallverbindung mit stabilen Eigenschaften stabil hergestellt werden kann.
Die vorstehende Aufgabe wird bei der vorliegenden Erfindung durch das Verfahren nach Anspruch 1 und die Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer dünnen Schicht einer Metallverbindung mit den nachfolgenden Schritten bereit: Aufbringen einer metallischen ultradünnen Schicht eines Metalls oder eines unvollständig zur Reaktion gebrachten Metalls auf ein Substrat im Inneren einer Vakuumkammer; und Inkontaktbringen der metallischen ultradünnen Schicht mit elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen eines Reaktivgases, um so die metallische ultradünne Schicht durch Reaktion der metallischen ultradünnen Schicht mit den Aktivierungssubstanzen des Reaktivgases in eine ultradünne Schicht einer Metallverbindung umzuwandeln, wobei die Schritte nacheinander wiederholt werden, um so auf dem Substrat die ultradünne Schicht der Metallverbindung in einer Mehrzahl von Lagen auszubilden, bis eine dünne Schicht der Metallverbindung mit der gewünschten Dicke auf dem Substrat ausgebildet ist.
Die vorliegende Erfindung stellt darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung einer dünnen Schicht einer Metallverbindung mit den nachfolgenden Schritten bereit: Aufbringen einer metallischen ultradünnen Schicht eines Metalls oder eines unvollständig zur Reaktion gebrachten Metalls auf ein Substrat im Inneren einer Vakuumkammer, wobei eine Wechselspannung im Bereich von 1 kHz bis 100 kHz an einem Paar elektrisch voneinander isolierter Magnetronsputtertargets derselben Art oder verschiedener Arten derart angelegt wird, dass die Polarität jedes Targets bezüglich des Massepotentials zwischen positiv und negativ wechselt, damit abwechselnd ein Target als Kathode und das andere Target als Anode dient; und Inkontaktbringen der metallischen ultradünnen Schicht mit den elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen des Reaktivgases, um so die metallische ultradünne Schicht durch Reaktion der metallischen ultradünnen Schicht mit den Aktivierungssubstanzen des Reaktivgases in eine ultradünne Schicht einer Metallverbindung umzuwandeln, wobei die Schritte nacheinander ausgeführt werden, um so auf dem Substrat die ultradünne Schicht der Metallverbindung in einer Mehrzahl von Lagen auszubilden, bis eine dünne Schicht der Metallverbindung mit der gewünschten Dicke auf dem Substrat ausgebildet ist.
Die vorstehend aufgeführten Verfahren erzielen zusammen mit verschiedenen anderen beanspruchten Techniken die erfindungsgemäßen Wirkungen, die nachstehend noch beschrieben werden.
Die vorliegende Erfindung stellt darüber hinaus eine Schichtaufbringungsvorrichtung bereit, umfassend: eine Schichtaufbringungsprozesszone zur Aufbringung einer metallischen ultradünnen Schicht eines Metalls oder eines unvollständig zur Reaktion gebrachten Metalls durch Magnetronsputtern auf ein Substrat; eine Reaktionsprozesszone zum Inkontaktbringen der metallischen ultradünnen Schicht mit den elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen eines Reaktivgases, um so die metallische ultradünne Schicht durch Reaktion der metallischen ultradünnen Schicht mit Aktivierungssubstanzen des Reaktivgases in eine ultradünne Schicht einer Metallverbindung umzuwandeln; eine Verbringungseinrichtung zum Hin- und Herverbringen des Substrates zwischen der Schichtaufbringungsprozesszone und der Reaktionsprozesszone; und eine Abschirmeinrichtung zum Trennen der Schichtaufbringungsprozesszone von der Reaktionsprozesszone in räumlicher und drucktechnischer Hinsicht, um so zu verhindern, dass das Reaktivgas in die Schichtaufbringungsprozesszone eintritt; wobei das Substrat wiederholt eine Mehrzahl von Malen zwischen der Schichtaufbringungsprozesszone und der Reaktionsprozesszone hin und herverbracht wird, um so auf dem Substrat die ultradünne Schicht der Metallverbindung in einer Mehrzahl von Lagen aufzubringen, bis eine dünne Schicht der Metallverbindung mit der gewünschten Dicke auf dem Substrat ausgebildet ist.
Alternativ wird in der Schichtaufbringungsprozesszone eine metallische ultradünne Schicht eines Metalls oder eines unvollständig zur Reaktion gebrachten Metalls auf dem Substrat durch Vakuumaufdampfen aufgebracht.
Darüber hinaus haben andere beanspruchte, jedoch vorstehend nicht erläuterte Techniken die nachfolgenden Wirkungen.
Erfindungsgemäß kann mit hoher Aufbringungsrate eine dünne Schicht einer Metallverbindung mit stabilen Eigenschaften auf dem Substrat hergestellt werden, wobei eine Beschädigung der dünnen Schicht während des Aufbringvorganges verhindert wird, und wobei das Substrat auf einer vergleichsweise niedrigen Temperatur gehalten wird.
Bei der vorliegenden Erfindung liegt eine Wechselspannung an einem Paar elektrisch von Masse isolierter Targets derselben Art oder verschiedener Arten derart an, dass die Polarität jedes Targets bezüglich des Massepotentials zwischen positiv und negativ wechselt. Im Ergebnis erfolgt das Magnetronsputtern derart, dass abwechselnd ein Target als Kathode (Minuspol) und das andere Target als Anode (Pluspol) dient. Diese Anordnung beugt dem ungünstigen beim herkömmlichen DC-reaktiven Magnetronsputtern auftretenden Phänomen vor, dass eine als Anode dienende Targetabschirmung, Bauteile der Vorrichtung und der Körper der Vorrichtung mit einem nichtleitenden oder schlechtleitenden unvollständigen Metall bedeckt werden, was zu Schwankungen beim Anodenpotential führt.
Insbesondere werden zwei Sputtertargets (ein Paar) zum Sputtern derart verwendet, dass sie alternativ als Anode und als Kathode dienen, indem ein elektrisches Wechselfeld angelegt wird. Ein nichtleitendes oder schlechtleitendes unvollständiges Metall, das an dem als Anode dienenden Target anhaftet, wird beim Sputtern entfernt, wenn das Target als Kathode dient. Auf diese Weise erhält man stets ein stabiles Anodenpotential, wenn das Target als Anode dient, sodass Schwankungen beim Plasmapotential (üblicherweise gleich dem Anodenpotential) vermieden werden. Im Ergebnis kann die metallische ultradünne Schicht stabil hergestellt werden. Das erfindungsgemäß eingesetzte Sputterkathodensystem wird gemeinhin Dualkathodensystem oder Twin-mag-System genannt. Ein derartiges Sputterkathodensystem wird beispielsweise in den offengelegten (kokai) japanischen Patentanmeldungen Nr. 4-325680, 5-222531 und 5-311433 sowie in dem Patentblatt Nr. 2574630 beschrieben.
Während des Schrittes der Umwandlung der metallischen ultradünnen Schicht eines Metalls oder eines unvollständig zur Reaktion gebrachten Metalls durch Reaktion der metallischen ultradünnen Schicht mit einem Reaktivgas in eine ultradünne Schicht einer Metallverbindung ist die Verwendung elektrisch neutraler Aktivierungssubstanzen, so beispielsweise von Radikalen, Radikalen in einem angeregten Zustand, Atomen in einem angeregten Zustand, Molekülen in einem angeregten Zustand oder dergleichen, wirkungsvoll.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Wirkungen des Dualmagnetronsputterns lassen sich mit der vorliegenden Erfindung die nachfolgenden Wirkungen erzielen.

(1) Der Schritt der Herstellung einer metallischen ultradünnen Schicht und der Schritt der Umwandlung der metallischen ultradünnen Schicht in eine ultradünne Schicht einer Metallverbindung werden wiederholt, sodass die ultradünne Schicht der Metallverbindung in einer Mehrzahl von Lagen aufgebracht wird. Auf diese Weise kann eine dünne Schicht mit einer gewünschten Dicke bei hoher Aufbringungsrate hergestellt werden, während das Substrat auf einer vergleichsweise niedrigen Temperatur gehalten wird.
(2) Durch Einsatz des Dualmagnetronsputterns zum Aufbringen einer metallischen ultradünnen Schicht erhält man ein stabiles Anodenpotential; mit anderen Worten, es kann Schwankungen beim Anodenpotential vorgebeugt werden, wodurch eine dünne Schicht hoher Güte mit zufriedenstellender Reproduzierbarkeit hergestellt wird.
(3) Durch Verwendung der Aktivierungssubstanzen, so beispielsweise der Radikale, der Radikale in einem angeregten Zustand, der Atome in einem angeregten Zustand, der Moleküle in einem angeregten Zustand oder dergleichen, beim Schritt der Umwandlung der metallischen ultradünnen Schicht in eine ultradünne Schicht einer Metallverbindung können eventuelle Beschädigungen an der dünnen Schicht während des Aufbringungsvorganges vermieden werden, wobei ein Anstieg der Temperatur des Substrates ebenfalls verhindert wird. Auf diese Weise kann wirkungsvoll eine dünne Schicht mit guten Eigenschaften hergestellt werden.
(4) Die Schichtaufbringungsprozesszone und die Reaktionsprozesszone sind voneinander durch eine Abschirmeinrichtung getrennt, sodass die Prozesszonen unabhängig voneinander zur Erreichung optimaler Bedingungen angesteuert werden können, um so stabil eine dünne Schicht herzustellen. Vorzugsweise hält man den Druck in der Schichtaufbringungsprozesszone höher als denjenigen in der Reaktionsprozesszone, um so zu vermeiden, dass das Reaktivgas in die Schichtaufbringungsprozesszone eintritt.
(5) Sogar wenn das Reaktivgas in die Schichtaufbringungsprozesszone eintritt, was zur Erzeugung eines Reaktionsproduktes an dem Target führt, wird das Reaktionsprodukt aufgrund der Wirkung des Dualsputterns entfernt. Auf diese Weise kann das Sputtern mit hoher Rate, stabil und mit ausreichender Reproduzierbarkeit erfolgen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer verwendeten Vorrichtung gemäß der Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-B-C von 1.
3(A) ist eine erläuternde Ansicht, die die Struktur einer Plasmaquelle zeigt.
3(B) ist eine Skizzenansicht der Plasmaquelle von 3(A).
4 ist eine erläuternde Ansicht, die die Struktur einer Plasmaquelle zeigt.
5 ist eine erläuternde Ansicht, die die Struktur einer Plasmaquelle zeigt.
6 ist eine Skizzenansicht, die ein Mehröffnungsgitter zeigt.
7 ist eine Skizzenansicht, die ein Mehrschlitzgitter zeigt.
8 ist eine Skizzenansicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel einer eingesetzten Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
9 ist eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-B-C von 9.
11 ist eine Skizzenansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
1 und 2 zeigen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer dünnen Schicht entsprechend der vorliegenden Erfindung, wobei 1 eine Draufsicht (zum besseren Verständnis teilweise im Querschnitt) und 2 eine Seitenansicht entlang der Linie A-B-C von 1 ist.
Sputterelektroden 21 und 41, ein Aktivierungssubstanzgenerator 61 und ein Gitter 81 sind um einen im Wesentlichen zylinderförmigen Substrathalter 13 herum im Inneren einer Vakuumkammer 11 angeordnet. Schichtaufbringungsprozesszonen 20 und 40 sind jeweils vor den Sputterelektroden 21 und 41 angeordnet. 13 zeigt eine Schichtaufbringungsvorrichtung, die mit zwei Sputterelektroden 21 und 41 zum Sputtern zweier verschiedener Substanzen ausgestattet ist.
Eine Reaktionsprozesszone 60 ist vor dem Aktivierungssubstanzgenerator 61 und dem Gitter 81 angeordnet.
Sobald der Substrathalter 13 von einem Motor 17 in Drehung versetzt wird, wird eine metallische ultradünne Schicht aus Si oder einem ähnlichen Metall auf ein (nicht gezeigtes) Substrat aufgebracht, das von dem Substrathalter 13 in jeder der Schichtaufbringungsprozesszonen 20 und 40 gehalten wird, woraufhin in der Reaktionsprozesszone 60 die metallische ultradünne Schicht in eine ultradünne Schicht eines Metalloxides, so beispielsweise SiO₂ oder dergleichen, umgewandelt wird. Diese Vorgänge werden wiederholt, um so auf dem Substrat die ultradünne Schicht des Metalloxides in einer Mehrzahl von Lagen aufzubringen, bis eine dünne Schicht aus SiO₂ oder dergleichen mit der gewünschten Dicke hergestellt ist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung dient der Begriff „ultradünne Schicht" zur Unterscheidung zwischen einer fertigen dünnen Schicht aus einer Vielzahl ultradünner Schichten, die aufgebracht werden, sodass die fertige dünne Schicht hergestellt wird, und bezeichnet den Umstand, dass jede der ultradünnen Schichten im Wesentlichen dünner als die fertige dünne Schicht ist.
Die Dicke einer ultradünnen Schicht unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, beträgt jedoch vorzugsweise 0,1 bis 20 Ångström oder 0,5 bis 10 Ångström.
Eine Schicht aus Si oder einem ähnlichen Material kann bei einer vergleichsweise hohen Rate durch DC-Magnetronsputtern aufgebracht werden. Die so hergestellte Schicht wird in der Reaktionsprozesszone in eine Schicht einer Metallverbindung, so beispielsweise SiO₂ oder dergleichen, umgewandelt, wodurch eine dünne Schicht einer Metallverbindung, so beispielsweise SiO₂, TiO₂ oder dergleichen, mit einer vergleichsweise hohen Produktionsrate hergestellt wird.
Die Schichtaufbringungsprozesszone 20 umfasst die Sputterelektrode 21, eine Sputterenergiequelle 23, ein Target 29, einen Sputtergaszylinder 27, eine Massenstromsteuerung 25 und eine Abschirmplatte (Abschirmeinrichtung) 12 (die Schichtaufbringungsprozesszone 40 weist denselben Aufbau wie die Schichtaufbringungsprozesszone 20 auf). Ein Sputterargongas oder dergleichen wird in die Schichtaufbringungsprozesszone 20 eingebracht, die den Raum darstellt, der durch die Abschirmplatte im Inneren der Vakuumkammer 11 festgelegt ist, und deren Vakuumstärke mittels einer Vakuumpumpe 15 eingestellt wird. Das DC-Magnetronsputtern wird in einer Vakuumatmosphäre durchgeführt, die in der Schichtaufbringungsprozesszone 20 ausgebildet ist.
Das Target 29 ist ein metallisches Target aus Al, Ti, Zr, Sn, Cr, Ta, Si, Te, Ni-Cr, In-Sn oder dergleichen. Durch die Einwirkung der Aktivierungssubstanzen des Reaktivgases werden Schichten aus diesen Metallen in optische oder isolierende Schichten aus Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂, Ta₂O₅, SiO₂ und dergleichen, in leitende Schichten aus ITO oder dergleichen, in magnetische Schichten aus Fe₂O₃ oder dergleichen und in superharte Schichten aus TiN, CrN, TiC oder dergleichen umgewandelt. Isolierende Metallverbindungen, so beispielsweise TiO₂, ZrO₂ und SiO₂ weisen eine durchaus niedrige Sputterrate im Vergleich zu Metallen wie Ti, Zr und Si auf und sind daher mit Blick auf die Schichtproduktivität schlecht. Die vorliegende Erfindung ist bei der Bildung dünner Schicht derartiger isolierender Metallverbindungen besonders wirkungsvoll.
Die vorliegende Erfindung kann auch so verwirklicht sein, dass das RF-Magnetronsputtern durch Verwendung des Targets 29 aus SiO₂ oder dergleichen erfolgt. Bei der vorliegenden Erfindung kann auch ein unvollständig zur Reaktion gebrachtes Produkt, so beispielsweise SiO_x (x < 2), zum Einsatz kommen, welches durch Sputtern von SiO₂ bei nicht ausreichendem Vorhandensein von Sauerstoff erfolgt. Bei der Ausbildung einer derartigen ultradünnen Schicht aus SiO_x wird diese in der nachfolgenden Reaktionsprozesszone 60 in eine stabile ultradünne Schicht aus SiO₂ umgewandelt. Dies bedeutet, dass hierbei eine metallische ultradünne Schicht eine ultradünne Schicht eines unvollständig zur Reaktion gebrachten Metalls, so beispielsweise SiO_x (x < 2), zusätzlich zu einer ultradünnen Schicht eines Metalls, enthält.
Eine metallische ultradünne Schicht wird in der Reaktionsprozesszone 60 in eine ultradünne Schicht eines Metalloxides, so beispielsweise SiO₂, umgewandelt.
Die Reaktionsprozesszone 60 umfasst den Aktivierungssubstanzgenerator 61, das Gitter 81 und die Abschirmplatte (Abschirmeinrichtung) 14.
Plasma, das durch Entladung in einer Reaktivgasplasmaerzeugungskammer 53 des Aktivierungssubstanzgenerators 61 erzeugt wird, setzt sich aus Plasmaionen, Elektronen, Radikalen, Radikalen in einem angeregten Zustand, Atomen in einem angeregten Zustand, Molekülen in einem angeregten Zustand und so weiter zusammen. Erfindungsgemäß führt das Gitter 81 die in dem Plasma enthaltenen Aktivierungssubstanzen – Radikale, Radikale in einem angeregten Zustand, Atome in einem angeregten Zustand und Moleküle in einem angeregten Zustand – selektiv in die Reaktionsprozesszone 60 ein. Im Gegensatz hierzu können geladene Teilchen, so beispielsweise Elektronen und Ionen, nicht durch das Gitter 81 hindurch gelangen, und treten somit nicht in die Reaktionsprozesszone 60 ein. Entsprechend wirken in der Reaktionsprozesszone 60 keine geladenen Teilchen, sondern nur die elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen des Reaktivgases auf die metallische ultradünne Schicht ein. Als Ergebnis reagiert ein Metall, so beispielsweise Si oder dergleichen, durch Kontakt mit den Aktivierungssubstanzen, sodass eine Metallverbindung, so beispielsweise SiO₂ oder dergleichen, gebildet wird.
Man beachte, dass der Begriff „Radikal" ein Atom oder Molekül mit wenigstens einem unpaarigen Elektron bezeichnet. Der Begriff „angeregter Zustand" bezeichnet denjenigen Zustand, in dem das Energieniveau im Vergleich zum Grundzustand, der die niedrigste Energie aufweist, höher ist.
Bei einem Reaktivschichtaufbringungsschritt, bei dem eine Metallverbindung aus einem Metall oder einem unvollständig zur Reaktion gebrachten Metall hergestellt wird, werden aus folgenden Gründen Aktivierungssubstanzen verwendet. Für die chemische Reaktion bei dem Schichtaufbringungsschritt sind chemisch aktive, elektrisch neutrale Aktivie rungssubstanzen, so beispielsweise Radikale und angeregte Substanzen, um einiges wichtiger als geladene Teilchen wie Ionen und Elektronen. Darüber hinaus kann man eine dünne Schicht mit Targeteigenschaften einfach durch Verwendung nur derjenigen Teilchen erhalten, die im Gegensatz zu geladenen Teilchen nicht zu einer Beschädigung der dünnen Schicht führen, keinen ungünstigen Anstieg der Substrattemperatur bewirken, eine genaue Trennung des chemischen Reaktionsprozesses von dem Schichtaufbringungsprozess ermöglichen, um so eine gemeinsame Einflussnahme auf verschiedene Eigenschaften – optische, mechanische und elektrische Eigenschaften – einer dünnen Schicht möglich zu machen, sowie erheblich zu einer relevanten chemischen Reaktion beitragen.
Der Aktivierungssubstanzgenerator 61 wird auch Radikalquelle genannt und umfasst das Gitter 81 und eine Reaktivgasplasmaerzeugungseinheit, die wiederum eine Reaktivgasplasmaerzeugungskammer 63, eine Elektrode 65 zur Erzeugung eines Plasmas und eine RF-Energiequelle 69 umfasst. Das Reaktivgas, so beispielsweise Sauerstoffgas, wird aus einem Reaktivgaszylinder 73 über eine Massenstromsteuerung 61 in die Reaktivgasplasmaerzeugungskammer 63 eingeführt. Die RF-Energiequelle 69 überträgt über eine Anpassungseinheit 67 (matching box) RF-Energie auf die gewendelte Elektrode 65, die um die Außenumfangsfläche der von einer Quarzröhre gebildeten Reaktivgasplasmakammer 63 gewendelt ist, sodass ein Reaktivgasplasma im Inneren der Reaktivgasplasmakammer 63 erzeugt wird.
Beispiele für ein Reaktivgas sind unter anderem oxidierende Gase, so beispielsweise Sauerstoff und Ozon, nitrierende Gase, so beispielsweise Stickstoff, karbonisierende Gase, so beispielsweise Methan, und fluorisierende Gase, so beispielsweise CF₄.
Die Reaktivgasplasmaerzeugungseinheit setzt sich aus der Reaktivgasplasmaerzeugungskammer und einer äußeren oder inneren Elektrode, insbesondere einer induktiv gekoppelten Plasmaquelle, einer kapazitiv gekoppelten Plasmaquelle oder einer induktiv-kapazitiv gekoppelten Plasmaquelle, zusammen. Diese Typen von Plasmaquellen werden nachstehend detailliert beschrieben.
(1) Plasmaquelle gemäß 1 und 2: Induktiv gekoppelte Plasmaquelle
Die gewendelte Elektrode 65 ist an der atmosphärenseitigen Umfangsfläche der Reaktivgasplasmaerzeugungskammer 63 angeordnet, die von einem Dielektrikum, so beispielsweise Quarzglas, in zylindrischer Form gebildet wird. Eine RF-Energie von 100 kHz bis 50 MHz wird an der gewendelten Elektrode 65 angelegt, um so das Plasma zu erzeugen.
(2) Plasmaquelle gemäß 3: Induktiv gekoppelte Plasmaquellen
Eine spiralförmig gewendelte Elektrode 91 ist auf der Atmosphärenseite der Reaktivgasplasmaerzeugungskammer 63 angeordnet, die von einem scheibenförmigen Dielektrikum, so beispielsweise Quarzglas, gebildet wird. Eine RF-Energie von 100 kHz bis 50 MHz wird an der spiralförmigen gewendelten Elektrode 91 angelegt, um dadurch ein Plasma erzeugen. 3(B) zeigt eine Skizzenansicht der spiralförmig gewendelten Elektrode 91.
(3) Plasmaquelle gemäß 4: Kapazitiv gekoppelte Plasmaquelle
Eine flache plattenartige Elektrode 93 ist im Inneren der Reaktivgasplasmaerzeugungskammer 63 angeordnet. Eine RF-Energie von 100 kHz bis 50 MHz wird an der flachen plattenartigen Elektrode 93 angelegt, um so ein Plasma zu erzeugen.
(4) Plasmaquelle gemäß 5: Induktiv-kapazitiv gekoppelte Plasmaquelle
Eine gewendelte Elektrode 95 oder eine spiralförmig gewendelte Elektrode ist im Inneren der Reaktivgasplasmaerzeugungskammer 63 angeordnet. RF-Energie zwischen 100 kHz und 50 MHz wird an der gewendelten Elektrode 95 oder an der spiralförmigen gewendelten Elektrode angelegt, um so eine Mischung aus einem induktiv gekoppelten Plasma und einem kapazitiv gekoppelten Plasma herzustellen.
Darüber hinaus kann eine Helikonwellenplasmaquelle durch die Verstellung der Wendelform oder dergleichen realisiert werden, um so die Wirksamkeit der Erzeugung der Aktivierungssubstanzen in dem Plasma zu verbessern.
Darüber hinaus sind ein externer Magnet 71 und/oder ein interner Magnet 73, wie in 1 und 2 gezeigt, derart angeordnet, dass ein Magnetfeld zwischen 20 und 300 Gauss in der Reaktivgasplasmaerzeugungseinheit erzeugt wird, um so ein hochdichtes Plasma zu erhalten und die Wirksamkeit der Erzeugung der Aktivierungssubstanzen zu verbessern.
Das in der Reaktivgasplasmaerzeugungskamrner 63 erzeugte Plasma enthält geladene Teilchen, so beispielsweise Ionen und Elektronen, und elektrisch neutrale Aktivierungssubstanzen eines Reaktivgases, so beispielsweise Radikale, Radikale in einem angeregten Zustand, Atome in einem angeregten Zustand und Moleküle in einem angeregten Zustand. Erfindungsgemäß werden nur die elektrisch neutralen Teilchen zur Verwendung bei der reaktiven Umwandlung der metallischen ultradünnen Schicht in eine ultradünne Schicht eines Metalloxides (beispielsweise Si → SiO₂) selektiv in die Reaktionsprozesszone 60 eingeführt.
Zur Bewerkstelligung der vorstehend erwähnten selektiven Einführung der Aktivierungssubstanzen ist zwischen der Reaktivgasplasmaerzeugungskammer 63 und der Reaktionsprozesszone 60 ein Gitter vorgesehen, das ermöglicht, dass nur elektrisch neutrale Aktivierungssubstanzen passieren, während geladene Teilchen nicht passieren. Ionen und Elektronen in Plasmaaustauschladungen an der Oberfläche des Gitters werden dadurch neutralisiert.
Beispiele für derartige Gitter sind Mehröffnungsgitter und Mehrschlitzgitter.
6 ist eine Skizzenansicht eines Mehröffnungsgitters 101. Das Mehröffnungsgitter ist eine flache Platte, die aus einem Metall oder einer isolierenden Substanz hergestellt ist, und die eine Anzahl von Öffnungen mit einem Durchmesser von 0,1 bis 3 mm aufweist.
7 ist eine Skizzenansicht eines Mehrschlitzgitters 111. Das Mehrschlitzgitter 111 ist eine flache Platte, die aus einem Metall oder einer isolierenden Substanz hergestellt ist und eine Anzahl von Schlitzen mit einer Breite von 0,1 bis 1 mm aufweist.
Vorzugsweise werden die Gitter 101 und 111 jeweils mit Wasser oder dergleichen unter Verwendung von Kühlröhren 105 und 115 oder dergleichen gekühlt.
Die Gitter 101 und 111 bewirken, dass Ionen und Elektronen in dem Plasma Ladungen an dessen Oberfläche austauschen, sodass eine elektrisch neutrale hochreaktive Substanz in die Reaktionsprozesszone 60 eingeführt wird.
Nachstehend wird die Abschirmeinrichtung (Abschirmplatte) beschrieben.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, umschließen die Abschirmplatten 12, 14 und 16 (Abschirmeinrichtungen) jeweils die Schichtaufbringungsprozesszonen 20 und 40 und die Reaktionsprozesszone 60, um dadurch unabhängige Räume in einer Vakuumatmosphäre festzulegen, die im Inneren der Vakuumkammer 11 herrscht. Mit anderen Worten, es existieren in der großen Vakuumkammer 11 zwei Arten von Vakuumkammern, nämlich die Schichtaufbringungsprozesszonen 20 und 40 und die Reaktionsprozesszone 60, die nicht vollständig voneinander getrennt, jedoch im Wesentlichen unabhängig voneinander sind und unabhängig voneinander angesteuert werden können. Im Ergebnis können die Zonen (Kammern) jeweils Vakuumatmosphären, die einander kaum beeinflussen, enthalten, sodass jeweils optimale Bedingungen herrschen können. So können beispielsweise die Entladung, die mit dem Sputtern in Verbindung steht, und die Entladung, die mit der Erzeugung der Aktivierungssubstanzen des Reaktivgases in Verbindung steht, unabhängig voneinander kontrolliert werden, weshalb sie einander nicht beeinflussen. Entsprechend erfolgt die Entladung stabil, und es treten keine unerwarteten Vorkommnisse auf, sodass hohe Verlässlichkeit gegeben ist. Insbesondere ist der Druck in den Schichtaufbringungsprozesszonen 20 und 40 vorzugsweise höher als derjenige in der Reaktionsprozesszone 60. Dies verhindert, dass in die Reaktionsprozesszone 60 eingeführtes Reaktivgas in die Schichtaufbringungsprozesszonen 20 und 40 eindringt, wodurch eine anomale Entladung verhindert wird, die ansonsten bedingt durch die an den Oberflächen der Targets in den Schichtaufbringungsprozesszonen 20 und 40 ausgebildeten Metallverbindungen auftreten würde.
Der Einsatz der Abschirmplatten ist insbesondere dann wirkungsvoll, wenn eine Mehrzahl von Targets nebeneinander angeordnet ist.
Der Druck (Grad des Vakuums) in den Schichtaufbringungsprozesszonen 20 und 40 beträgt vorzugsweise 0,8 bis 10 × 10^–3 Torr.
Der Druck (Grad des Vakuums) in der Reaktionsprozesszone 60 beträgt vorzugsweise 0,5 bis 8 × 10^–3 Torr.
Typische Arbeitsbedingungen sind nachstehend aufgeführt.

(1) Sputterbedinungen (Si) eingesetzte Leistung: 3,6 kW Substrattemperatur: Raumtemperatur Druck in der Schichtaufbringungsprozesszone: 2,0 × 10^–3 Torr Drehgeschwindigkeit des Substrathalters: 100 UpM Dicke der ultradünnen Schicht: 2 bis 6 Ångström
(2) Sputterbedinungen (Zr) eingesetzte Leistung: 1,9 kW Substrattemperatur: Raumtemperatur Druck in der Schichtaufbringungsprozesszone: 5,0 × 10^–3 Torr Drehgeschwindigkeit des Substrathalters: 100 UpM Dicke der ultradünnen Schicht: 1 bis 4 Ångström
(3) Antriebsparameter des Aktivierungssubstanzgenerators Vorrichtung: Induktiv gekoppelte Plasmaquelle gemäß 1 und 2 eingesetzte Leistung: 1,9 kW Druck: 1,4 × 10^–3 Torr

In diesem Fall ist die nachfolgende Strategie zur aktiven Verhinderung des Auftretens einer anomalen Entladung an der Oberfläche eines Targets bei stabilem Ablauf des Schichtaufbringungsvorganges äußerst wirkungsvoll: Die Spannung an einem Target wird in Intervallen von 1 bis 200 kHz auf eine Spannung im Bereich zwischen +50 V und +200 V invertiert, um dadurch mit Elektronen in dem Plasma positive Ladungen zu neu tralisieren, die sich in der herzustellenden Verbindung an einem nicht erodierten Teil des Targets ansammeln.
Um auch in diesem Fall einen Anstieg der Substrattemperatur, der durch das in Verbindung mit dem Sputtervorgang erzeugte Plasma hervorgerufen wird, zu verhindern, ist eine Kühleinrichtung, so beispielsweise eine wassergekühlte Einrichtung, für Bauteile in der Schichtaufbringungsprozesszone, so beispielsweise die Abschirmplatten, vorgesehen, die die Schichtaufbringungsprozesszone, die Targetabschirmung und dergleichen umschließen.
Nachstehend wird ein Beispiel für die Herstellung einer mehrlagigen Reflexionsschicht unter Einsatz der Vorrichtung von Anspruch 1 beschrieben.
Ein Metalltarget aus Si oder einem ähnlichen Metall, dessen Oxid eine vergleichsweise niedrige Brechzahl aufweist, wird an dem Target 29 befestigt. Ein Metalltarget aus Ti, Zr oder einem ähnlichen Metall, dessen Oxid eine vergleichsweise hohe Brechzahl aufweist, wird an dem Target 49 befestigt. Das Target 29 wird gesputtert, um so eine ultradünne Schicht aus Si zu bilden, die sodann in eine ultradünne Schicht aus SiO₂ umgewandelt wird. Der Substrathalter 13 wird mehrere Male gedreht, bis eine dünne Schicht aus SiO₂ mit einer gewünschten Dicke entstanden ist. Anschließend wird das Target 49 gesputtert, um so eine ultradünne Schicht aus Ti oder Zr herzustellen, die sodann in der Reaktionsprozesszone 60 in eine ultradünne Schicht aus TiO₂ oder ZrO₂ umgewandelt wird. Der Substrathalter 13 wird mehrere Male gedreht, bis eine dünne Schicht aus TiO₂ oder ZrO₂ mit der gewünschten Dicke entstanden ist. Dieser Vorgang wird wiederholt, um so eine mehrlagige Antireflexionsschicht zu erhalten, die aus Schichten (SiO₂) mit niedriger Brechzahl und Schichten (TiO₂ und ZrO₂) mit hoher Brechzahl besteht, die abwechselnd in Schichten angeordnet sind.
8 ist eine Skizzenansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Schichtaufbringungskammer 121, eine Substratzuführkammer 123, die auf der einen Seite der Schichtaufbringungskammer 121 angeordnet ist, und eine Substratabgabekammer 125, die auf der anderen Seite der Schichtaufbringungskammer 121 angeordnet ist. In 8 bezeichnen RP eine Rotationspumpe und TMP eine Turbomolekularpumpe. Die Kammern 125, 121 und 123 sind über Sperrventile 131 und 133 miteinander verbunden. Die Substratzuführkammer 123 kann zur Atmosphäre hin über ein Sperrventil 135 oder eine Tür geöffnet werden, während die Substratabgabekammer 125 zur Atmosphäre hin über ein Sperrventil 137 oder eine Tür geöffnet werden kann. Dies bedeutet, dass die Kammern 125, 121 und 123 drucktechnisch voneinander isoliert sind, jeweils voneinander unabhängige Evakuierungssysteme aufweisen und die Verbringung des Substrathalters 143 über die Sperrventile 131 und 133 ermöglichen.
Der die Substrate 141 tragende Substrathalter 143 wird über das Sperrventil 135 in die Substratzuführkammer 123 eingebracht. Anschließend wird die Substratzuführkammer 123 mittels RP evakuiert, woraufhin die Substrate 141 an dem Substrathalter 143 einer Erwärmung oder einer ähnlichen Vorbehandlung unterzogen werden. Nach Abschluss der Vorbehandlung wird der Substrathalter 143 in die Schichtaufbringungskammer 121 verbracht. Daher ist die Substratzuführkammer 123 derart ausgelegt, dass eine Anbringung und Abnahme des Substrathalters 143 und eine Evakuierung sowie gegebenenfalls eine Vorbehandlung erfolgen können.
In der Schichtaufbringungskammer 121 wird auf jedem der Substrate 141 eine dünne Schicht ausgebildet. Zur Vermeidung von Komplikationen ist in der Darstellung der Schichtaufbringungskammer 121 lediglich der Substrathalter 143 durch eine Punkt-Strich-Linie dargestellt, während die Substrate 141 nicht dargestellt sind.
Nach Abschluss des Schichtaufbringungsvorganges wird der Substrathalter 143 in die Substratabgabekammer 125 verbracht. Die Substrate 141 an dem Substrathalter 143 werden gegebenenfalls einer Nachbehandlung unterzogen und sodann aus der Substratabgabekammer 125 über das Sperrventil 137 abgegeben. Daher ist die Substratabgabekammer 125 derart ausgelegt, dass eine Anbringung oder Abnahme des Substrathalters 143 und eine Evakuierung sowie gegebenenfalls eine Nachbehandlung erfolgen können.
Der Schichtaufbringungsvorgang in der Schichtaufbringungskammer 121 ist grundsätzlich demjenigen der Vorrichtung gemäß 1 und 2 ähnlich, außer dass der Substrathalter 143 die Form einer horizontalen Platte aufweist. Targets 155 und 165 sind jeweils in den Schichtaufbringungsprozesszonen 153 und 163 angeordnet, die jeweils durch Abschirmplatten 151 und 161 festgelegt sind. Die Targets 155 und 165 werden mittels DC-Magnetronsputtern gesputtert, um so eine metallische ultradünne Schicht auf dem Substrat 141 auszubilden. In 8 bezeichnet MFC eine Massenstromsteuerung. Mit der Drehung des Substrathalters 143 tritt das Substrat 141 in eine Reaktionsprozesszone 173 ein, die von einer Abschirmplatte 171 umschlossen ist. In der Reaktionsprozesszone 173 wirken auf das Substrat 141 die elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen, so beispielsweise Radikale, ein, die in dem Aktivierungssubstanzgenerator 175 erzeugt wird, sodass die metallische ultradünne Schicht aus beispielsweise Si in eine ultradünne Schicht eines Metalloxides, beispielsweise SiO₂, umgewandelt wird.
Nachstehend werden weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand 9 und 10 sowie 11 beschrieben. Zunächst wird das Ausführungsbeispiel gemäß 9 und 10 beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel setzt zwei Paare von Magnetronsputterelektroden (so genanntes Dualmagnetronsputtern) ein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind ein Paar von Magnetronsputterelektroden 21a und 21b, ein weiteres Paar von Magnetronsputterelektroden 41a und 41b, ein Aktivierungssubstanzgenerator 61 und ein Gitter 81 um einen im Wesentlichen zylinderförmigen Substrathalter 13 herum im Inneren einer Vakuumkammer 11 angeordnet.
Eine Schichtaufbringungsprozesszone 20 ist vor den Magnetronsputterelektroden 21a und 21b angeordnet, wobei eine Schichtaufbringungsprozesszone 40 vor den Magnetronsputterelektroden 41a und 41b ausgebildet ist. In 9 sind zwei Paare von Magnetronsputterelektroden 21a und 21b sowie 41a und 41b vorgesehen, um so zwei verschiedene Arten von Substanzen zu sputtern.
Ein Reaktionsprozesszone 60 ist vor dem Aktivierungssubstanzgenerator 61 und einem Gitter 81 ausgebildet.
Si oder ein ähnliches Metall wird mit vergleichsweise hoher Rate mittels Dualmagnetronsputtern schichtartig aufgebracht. Die auf diese Weise ausgebildete metallische ultradünne Schicht wird in eine metallische ultradünne Schicht einer Metallverbindung, so beispielsweise SiO₂ oder dergleichen, umgewandelt. Auf diese Weise kann durch das Magnetronsputterverfahren unter Verwendung von Metalltargets eine dünne Schicht einer Metallverbindung, so beispielsweise SiO₂, TiO₂ oder dergleichen, erhalten werden.
Die Schichtaufbringungsprozesszone 20 umfasst ein Paar von Magnetronsputterelektroden 21a und 21b, eine Sputterenergiequelle 23, ein Paar von Metalltargets 29a und 29b, einen Sputtergaszylinder 27, eine Massenstromsteuerung 25 und eine Abschirmplatte (Abschirmeinrichtung) 12 (die Schichtaufbringungsprozesszone 40 weist denselben Aufbau wie die Schichtaufbringungsprozesszone 20 auf). Ein Sputterargongas oder dergleichen wird in die Schichtaufbringungsprozesszone 20 eingebracht, die denjenigen Raum darstellt, der durch die Abschirmplatte im Inneren der Vakuumkammer festgelegt ist, und dessen Grad des Vakuums mittels einer Vakuumpumpe 15 eingestellt wird. Das Dualmagnetronsputtern wird in einer Vakuumatmosphäre ausgeführt, die in der Schichtaufbringungsprozesszone 20 herrscht.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 9 und 10 wird durch die Verwendung wenigstens einen Paares von (Magnetron-)Sputterelektroden 21a und 21b und eines Paares metallischer oder leitender Sputtertargets 29a und 29b eine metallische ultradünne Schicht durch Dualmagnetronsputtern hergestellt.
Beim Dualmagnetronsputtern kommen ein Paar von Sputterelektroden 21a und 21b und entsprechende elektrisch von Masse isolierte Sputtertargets 29a und 29b zum Einsatz. Entsprechend sind diese Sputterelektroden 21a und 21b und die Targets 29a und 29b an einem geerdeten Vorrichtungskörper (Vakuumkammer 11) über nicht dargestellte Isolatoren angebracht. Die Sputterelektrode 21a und das Target 29a sind elektrisch von der Sputterelektrode 21b und dem Target 29b getrennt. Bei einer derartigen Anordnung wird ein Arbeitsgas, so beispielsweise Argongas oder dergleichen, in die Schichtaufbringungsprozesszone 20 derart eingebracht, dass die Sputteratmosphäre geändert wird, woraufhin eine Spannung aus der AC-Sputterquelle 23 an die Sputterelektroden 21a und 21b über einen Transformator 24 angelegt wird. Im Ergebnis liegt stets ein magnetisches Wechselfeld an den Targets 29a und 29b an. Insbesondere dient zu einem bestimmten Zeitpunkt das Target 29a als Kathode (Minuspol), während das Target 29b als Anode (Pluspol) dient. Zu einem anderen Zeitpunkt, an dem die Stromrichtung eine andere ist, dient das Target 29b als Kathode (Minuspol) und das Target 29a als Anode (Pluspol). Auf diese Weise dienen die Targets 29a und 29b abwechselnd als Anode und als Kathode, um so das Plasma erzeugen, das bewirkt, dass das als Kathode dienende Target gesputtert wird, um eine metallische ultradünne Schicht auf dem Substrat zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt kann ein nichtleitendes oder schlechtleitendes unvollständiges Metall an der Anode anhaften. Das Sputtern des unvollständigen Metalls erfolgt gleichwohl, wenn die Anode aufgrund des elektrischen Wechselfeldes zur Kathode wird; auf diese Weise wird die Targetfläche in ihren ursprünglichen sauberen Zustand zurückversetzt. Dieser Zyklus wird wiederholt, sodass stets ein stabiles Anodenpotential gegeben ist, wodurch Schwankungen in dem Plasmapotential (normalerweise gleich dem Anodenpotential) vermieden werden. Im Ergebnis kann eine metallische ultradünne Schicht stabil hergestellt werden.
Die Abschirmplatten 12 und 16 erhalten jeweils die gegenseitige Unabhängigkeit der Schichtaufbringungsprozesszone 20 und der Reaktionsprozesszone 60. Sogar wenn Reaktivgas, so beispielsweise Sauerstoffgas, aus der Reaktionsprozesszone 60 in die Schichtaufbringungsprozesszone 20 eintritt, und ein Oxid oder dergleichen vorübergehend an den Targets 29a und 29b gebildet wird, bleibt ein stabiler Anodenzustand durch das von dem elektrischen Wechselfeld bewirkte Dualsputtern bestehen. Auf diese Weise erfolgt der Schichtaufbringungsvorgang mit einer zufriedenstellenden Reproduzierbarkeit.
Die Targets 29a und 29b können aus demselben Metall oder auch aus verschiedenen Metallen sein. Werden Targets 29a und 29b aus demselben Metall verwendet, so wird eine metallische ultradünne Schicht aus einem einzigen Metall (beispielsweise Silizium) gebildet. Werden Targets 29a und 29b aus verschiedenen Metallen verwendet, so wird eine metallische ultradünne Sicht aus einer Legierung hergestellt.
Die Frequenz der an den Targets 29a und 29b anliegenden Spannung ist vorzugsweise zwischen 1 und 100 kHz.
Weitere Elemente der Schichtaufbringungsprozesszone 20, so beispielsweise eine (nicht gezeigte) Targetabschirmung, die Abschirmplatte 12 und so weiter, werden vorzugsweise mit Wasser gekühlt, um nachteilige Effekte, so beispielsweise einen Anstieg der Temperatur des Substrates zu vermeiden, der ansonsten durch die Wärmeentwicklung bewirkt würde.
Wie vorstehend bereits erwähnt, wird auch dann, wenn eine Metallverbindung an den Oberflächen der Targets in den Schichtaufbringungsprozesszonen 20 und 40 aufgrund des Eintritts eines Reaktivgases in die Schichtaufbringungsprozesszonen 20 und 40 erzeugt wird, die Metallverbindung gesputtert, wenn die Targets als Kathoden dienen. Entsprechend herrscht ein verlässlicher stabiler Anodenzustand, sodass eine stabile Plasmaentladung erhalten werden kann.
Nachstehend werden typische Arbeitsbedingungen aufgelistet. Die Arbeitsbedingungen in der Schichtaufbringungsprozesszone und der Reaktionsprozesszone sind ähnlich denjenigen bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen.

(1) Sputterbedinungen (Si) eingesetzte Leistung: 2,8 kW Substrattemperatur: Raumtemperatur Druck in der Schichtaufbringungsprozesszone: 5,0 × 10^–3 Torr Frequenz der anliegenden AC-Spannung: 40 kHz Drehgeschwindigkeit des Substrathalters: 100 UpM Dicke der ultradünnen Schicht: 2 bis 6 Ångström
(2) Sputterbedinungen (Ta) eingesetzte Leistung: 1,5 kW Substrattemperatur: Raumtemperatur Druck in der Schichtaufbringungsprozesszone: 5,0 × 10^–3 Torr Frequenz der anliegenden AC-Spannung: 40 kHz Drehgeschwindigkeit des Substrathalters: 100 UpM Dicke der ultradünnen Schicht: 1 bis 4 Ångström
(3) Antriebsparameter des Aktivierungssubstanzgenerators (O₂) Vorrichtung: Induktiv gekoppelte Plasmaquelle gemäß 1 und 2 eingesetzte Leistung: 2,0 kW Druck: 1,4 × 10^–3 Torr

Nachstehend wird ein Beispiel für die Bildung einer mehrlagigen Antireflexionsschicht unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 9 beschrieben.
Ein Metalltarget aus Si oder einem ähnlichen Metall, dessen Oxid eine vergleichsweise niedrige Brechzahl aufweist, wird an einem der Targets 29a und 29b befestigt. Ein Metalltarget aus Ti, Zr oder einem ähnlichen Metall, dessen Oxid eine vergleichsweise hohe Brechzahl aufweist, wird an jedem der Targets 49a und 49b befestigt. Die Targets 29a und 29b werden mittels Dualmagnetronsputtern behandelt, um so eine ultradünne Schicht aus Si zu bilden, die sodann in der Reaktionsprozesszone 60 in eine ultradünne Schicht aus SiO₂ umgewandelt wird. Der Substrathalter 13 wird mehrere Male gedreht, wodurch Lagen einer ultradünnen Schicht aus SiO₂ aufgebracht werden, bis eine dünne Schicht aus SiO₂ mit einer gewünschten Dicke entstanden ist. Anschließend werden die Targets 49a und 49b gesputtert, um so eine ultradünne Schicht aus Ti oder Zr herzustellen, die sodann in der Reaktionsprozesszone 60 in eine ultradünne Schicht aus TiO₂ oder ZrO₂ umgewandelt wird. Der Substrathalter 13 wird mehrere Male gedreht, wodurch Lagen einer ultradünnen Schicht aus TiO₂ oder ZrO₂ aufgebracht werden, bis eine dünne Schicht aus TiO₂ oder ZrO₂ mit der gewünschten Dicke entstanden ist. Dieser Vorgang wird wiederholt, um so eine mehrlagige Antireflexionsschicht zu erhalten, die aus Schichten mit niedriger Brechzahl (SiO₂) und Schichten mit hoher Brechzahl (TiO₂ und ZrO₂) besteht, die abwechselnd in Schichten angeordnet sind.
Nachstehend wird das Ausführungsbeispiel von 11 beschrieben.
Der Schichtaufbringungsvorgang in der Schichtaufbringungskammer 121 ist grundsätzlich ähnlich zu demjenigen bei der Vorrichtung gemäß 9 und 10, außer dass das Substrat 143 die Form einer horizontalen Platte aufweist. Targets 155a und 155b sowie Targets 165a und 165b sind jeweils in den Schichtaufbringungsprozesszonen 153 und 163 angeordnet, die jeweils durch Abschirmplatten 151 und 161 festgelegt sind. Die Targets 155a und 155b sowie die Targets 165a und 165b werden mittels Dualmagnetronsputtern behandelt, um so eine metallische ultradünne Schicht an einem Substrat 141 auszubilden. In 11 bezeichnet MFC eine Massenstromsteuerung. Mit der Drehung des Substrathalters 143 tritt das Substrat 141 in die Reaktionsprozesszone 173 ein, die von der Abschirmplatte 171 umschlossen ist. In der Reaktionsprozesszone 143 wirken elektrisch neutrale Aktivierungssubstanzen, die von dem Aktivierungssubstanz generator 175 erzeugt wurden, auf das Substrat 141 ein, sodass eine metallische ultradünne Schicht aus beispielsweise Si in eine ultradünne Schicht aus einem Metalloxid, beispielsweise SiO₂, umgewandelt wird.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer dünnen Schicht einer Metallverbindung, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst: Aufbringen eines Metalls oder eines unvollständig zur Reaktion gebrachten Metalls auf ein Substrat im Inneren einer Vakuumkammer (11) zur Herstellung einer metallischen ultradünnen Schicht; anschließendes Inkontaktbringen der metallischen ultradünnen Schicht mit einem Reaktivgas, um so die metallische ultradünne Schicht durch Reaktion der metallischen ultradünnen Schicht mit Aktivierungssubstanzen des Reaktivgases in eine ultradünne Schicht einer Metallverbindung umzuwandeln; und nacheinander erfolgendes Wiederholen der Schritte, um so auf dem Substrat die ultradünne Schicht der Metallverbindung in Lagen aufzubringen, bis eine dünne Schicht der Metallverbindung mit einer gewünschten Dicke auf dem Substrat ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Inkontaktbringens der metallischen ultradünnen Schicht mit dem Reaktivgas den Schritt des mittels eines Gitters (81) erfolgenden Herausnehmens der elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen aus dem Reaktivgas und das Bestrahlen der ultradünnen Schichten mit den elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen des Reaktivgases umfasst, wobei die Aktivierungssubstanzen des Reaktivgases aus einer Radikale, Radikale in einem angeregten Zustand, Atome in einem angeregten Zustand und Moleküle in einem angeregten Zustand umfassenden Gruppe gewählt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend die nachfolgenden Schritte: Einführen des Reaktivgases in eine Reaktivgasplasmaerzeugungskammer (63); Einwirken einer Hochfrequenzleistung auf das Reaktivgas, um so die Entladung zur Erzeugung eines Reaktivgasplasmas in Gang zu setzen, das aus Reaktivgasionen, Elektronen und elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen zusammengesetzt ist; und Einführen der elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen aus der Reaktivgasplasmaerzeugungskammer (63) in die Vakuumkammer (11) unter Verwendung des Gitters (81) zum selektiven Einfangen geladener Teilchen, Elektronen und Ionen aus dem Reaktivgasplasma und zum selektiven Ermöglichen des Passierens der elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen, um so die elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen mit der metallischen ultradünnen Schicht zum Zwecke einer Reaktion in Kontakt zu bringen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Aufbringens der metallischen ultradünnen Schicht das Aufbringen durch Magnetronsputtern wenigstens zweier Targets (29, 49) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren umfassend den nachfolgenden Schritt: Anlegen einer Wechselspannung im Bereich zwischen 1 kHz und 100 kHz an einem Paar elektrisch von Masse isolierter Magnetronsputtertargets (29, 49) derselben Art oder verschiedener Arten derart, dass die Polarität jedes Targets (29, 49) bezüglich des Massepotentials zwischen positiv und negativ wechselt, wodurch abwechselnd ein Target als Kathode und das andere Target als Anode dient.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine an jedem der Targets anliegende negative Spannung in Intervallen von 1 bis 200 kHz in eine positive Spannung im Bereich zwischen +50 V und +200 V invertiert wird, um so mit Elektronen in dem Plasma positive Ladungen zu neutralisieren, die sich in der auszubildenden Verbindung an der Oberfläche jedes Targets ansammeln.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der schichtweise erfolgenden Aufbringung der metallischen ultradünnen Schicht eines Metalls oder eines unvollständig zur Reaktion gebrachten Metalls auf ein Substrat ein Vakuumaufdampfen mittels einer Vakuumaufdampfvorrichtung umfasst.
Schichtaufbringungsvorrichtung, umfassend: eine Schichtaufbringungsprozesszone (20) zum Aufbringen eines Metalls oder eines unvollständig zur Reaktion gebrachten Metalls auf ein Substrat zur Bildung einer metallischen ultradünnen Schicht; einen Aktivierungssubstanzgenerator (61) zum Erzeugen von Aktivierungssubstanzen, der eine Reaktivgasplasmaerzeugungseinheit zum Erzeugen eines Reaktivgasplasmas umfasst, das aus Reaktivgasionen, Elektronen und elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen durch Einwirken einer Hochfrequenzleistung auf das eingeführte Reaktivgas zusammengesetzt ist; eine Reaktionsprozesszone (60) zum Inkontaktbringen der metallischen ultradünnen Schicht mit einem Reaktivgas, um so die metallische ultradünne Schicht durch Reaktion der metallischen ultradünnen Schicht mit dem Reaktivgas in eine ultradünne Schicht einer Metallverbindung umzuwandeln; eine Verbringungseinrichtung (13, 17) zum Verbringen des Substrates zwischen der Schichtaufbringungsprozesszone (20) und der Reaktionsprozesszone (60); und eine Abschirmeinrichtung (12, 16) zum Trennen der Schichtaufbringungsprozesszone (20) von der Reaktionsprozesszone (60) in räumlicher und drucktechnischer Hinsicht, um zu verhindern, dass das Reaktivgas in die Schichtaufbringungsprozesszone eintritt; wobei das Substrat mehrere Male zwischen der Schichtaufbringungsprozesszone (20) und der Reaktionsprozesszone (60) hin- und herverbringbar ist, um so auf dem Substrat die ultradünne Schicht der Metallverbindung in einer Mehrzahl von Lagen aufzubringen, bis eine dünne Schicht der Metallverbindung in einer Mehrzahl von Lagen und mit einer gewünschten Dicke auf dem Substrat ausgebildet ist, gekennzeichnet durch eine Gittereinrichtung (81) zum selektiven Einfangen geladener Teilchen, Elektronen und Ionen aus dem Reaktivgasplasma und zum selektiven Ermöglichen des Passierens der elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen, um so die elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen in die Reaktionsprozesszone (60) einzuführen, und die ultradünne Schicht mit den elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen des Reaktivgases in Kontakt zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei in der Schichtaufbringungsprozesszone (20) eine metallische ultradünne Schicht eines Metalls oder eines unvollständig zur Re aktion gebrachten Metalls auf einem Substrat durch Magnetronsputtern mittels einer Magnetronsputtervorrichtung (21) hergestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Magnetronsputtervorrichtung (61) ein Paar von Masse isolierter Targets (29a, 29b) derselben Art oder verschiedener Arten aufweist, wobei eine Wechselspannung an dem Paar von Targets (29a, 29b) derart angelegt wird, dass die Polarität jedes Targets bezüglich des Massepotentials zwischen positiv und negativ wechselt, sodass abwechselnd ein Target als Kathode und das andere Target als Anode dient, um so auf das Substrat die metallische ultradünne Schicht eines Metalls oder eines unvollständig zur Reaktion gebrachten Metalls aufzubringen.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 9, wobei die Einrichtung zum selektiven Einfangen geladener Teilchen, Elektronen und Ionen aus dem Reaktivgas und zum selektiven Ermöglichen des Passierens der elektrisch neutralen Aktivierungssubstanzen ein Gitter (81) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Gitter ein Mehröffnungsgitter (101) oder ein Mehrschlitzgitter (111) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Reaktivgasplasmaerzeugungseinheit des Aktivierungssubstanzgenerators (61) eine induktiv gekoppelte Plasmaquelle ist, die ein zylinderförmiges Dielektrikum und eine gewendelte Elektrode (65) aufweist, die an der atmosphärenseitigen Umfangsfläche des Dielektrikums angeordnet ist, und die Plasma durch Einwirken einer Hochfrequenzenergie zwischen 100 kHz und 50 MHz auf die gewendelte Elektrode (65) erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Reaktivgasplasmaerzeugungseinheit des Aktivierungssubstanzgenerators (61) eine induktiv gekoppelte Plasmaquelle ist, die ein scheibenartiges Dielektrikum und eine spiralförmig gewendelte Elektrode (91) aufweist, die an der Atmosphärenseite des Dielektrikums angeordnet ist, und die Plasma durch Einwirken einer Hochfrequenzenergie zwischen 100 kHz und 50 MHz auf die gewendelte Elektrode (91) erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Reaktivgasplasmaerzeugungseinheit des Aktivierungssubstanzgenerators (61) eine kapazitiv gekoppelte Plasmaquelle ist, die eine innere flache plattenartige Elektrode (93) aufweist, und die Plasma durch Einwirken einer Hochfrequenzenergie zwischen 100 kHz und 50 MHz auf die flache plattenartige Elektrode (93) erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Reaktivgasplasmaerzeugungseinheit des Aktivierungssubstanzgenerators (61) eine Plasmaquelle ist, die eine innere gewendelte Elektrode (95) oder eine innere spiralförmig gewendelte Elektrode aufweist und eine Mischung aus einem induktiv gekoppelten Plasma und einem kapazitiv gekoppelten Plasma durch Einwirken einer Hochfrequenzenergie zwischen 100 kHz und 50 MHz auf die Elektrode erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, wobei ein Helikonwellenplasma in der Reaktivgasplasmaerzeugungseinheit erzeugt wird, um die Wirksamkeit der Erzeugung der Aktivierungssubstanzen in dem Aktivierungssubstanzgenerator (61) zu verbessern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, wobei ein Magnetfeld zwischen 20 und 300 Gauss in der Reaktivgasplasmaerzeugungseinheit erzeugt wird, um die Wirksamkeit der Erzeugung der Aktivierungssubstanzen in dem Aktivierungssubstanzgenerator (61) zu verbessern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, des Weiteren umfassend eine Substratzuführkammer (123) und eine Substratabgabekammer (125), die an beiden Seiten einer Schichtaufbringungskammer (121) angeordnet sind, in der die Schichtaufbringungsprozesszone und die Reaktionsprozesszone befindlich sind, wobei die Substratzuführkammer (123) derart ausgelegt ist, dass die Anbringung oder Abnahme eines Substrathalters (143) und die Evakuierung sowie gegebenenfalls eine Vorbehandlung vorgenommen werden können, und die Substratabgabekammer (125) derart ausgelegt ist, dass die Anbringung oder Abnahme eines Substrathalters (143) und die Evakuierung sowie gegebenenfalls eine Nachbehandlung vorgenommen werden können, wobei die Substratzuführkammer und die Substratabgabekammer jeweils Evakuierungssysteme aufweisen, die drucktech nisch voneinander isoliert sind, und wobei ein Substrat zwischen der Substratzuführkammer und der Schichtaufbringungskammer sowie zwischen der Schichtaufbringungskammer und der Substratabgabekammer hin- und herverbracht wird, um so einen Dünnschichtaufbringungsvorgang sequentiell vorzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei in der Schichtaufbringungsprozesszone (20) eine metallische ultradünne Schicht eines Metalls oder eines unvollständig zur Reaktion gebrachten Metalls auf einem Substrat durch Vakuumaufdampfen mittels einer Vakuumaufdampfvorrichtung hergestellt wird.