本发明涉及一种根据权利要求1或31的磁控管溅射源、一种根据 权利要求20的具有此种溅射源的真空室、一种根据权利要求22的具 有此种真空室的真空处理设备、一种根据权利要求27的此种设备的运 行方法、以及上述内容的应用。

原则上讲，本发明是从需要出发，用来对大平面、尤其是对需要镀 膜的平面至少为900cm2的矩形基片进行溅射镀膜，它可使膜厚分布 均匀，在此，该过程尤其可以是反应性的。这种基片特别是应用在平 面显示屏-它们一般都具有薄于1mm的玻璃基片-的生产中，所以它 们尤其可用于TFT屏或等离子显示屏(PDP)。

在大平面的磁控管溅射镀膜中，通常需要较大的溅射面，因而将需 要较大的靶子，因为溅射源和基片要作相互的移动。从而会产生下述 有关问题：

(a)大平面靶子上处理条件的均匀性，这在反应性的溅射镀膜中 表现十分突出，

(b)侵蚀断面

(c)冷却

(d)基本由大靶子的大气压和冷却介质压力所产生的负荷。

为了解决力学负荷问题(d)，必须使用相当厚的靶子板，它减少 了磁场渗透，从而在给定电气功率下减少了电子陷阱效应。但如果电 气功率提高了，就会产生冷却问题(c)。这主要是因为只有利用较高 的费用才能实现大平面靶子与冷却介质保持良好接触，而且，与靶子 相对的背面磁装置起到了阻碍作用。另外，大家都知道，在磁控管溅 射中，无论是反应性或非反应性，靶子装置都通常由一种定义了溅射 面的靶子板组成，靶子板则由需要溅射的材料和一个配套的支撑板组 成，而且，该靶子装置沿着所谓的“跑道”被溅射镀膜。根据靶子上 沿给定轨迹所生成的隧道状磁场情况-该磁场产生较高的等离子密度 环形区域-，在溅射面上将形成一个或多个环形侵蚀沟。这是根据呈 隧道状环绕的磁控管磁场(电子陷阱)区域内的高电子密度来生成的。 通过这些“跑道”，在安放于磁控管溅射源前面的相对小些的平面上， 进行镀膜的基片将获得一个不均匀的厚度分布。对此，靶子的材料难 以充分利用，因为沿“跑道”的溅射侵蚀使轨道外的靶子区域溅射得 较少，这样就会产生波状或沟状侵蚀断面。实际上，因为有了“跑道”， 大平面靶子的溅射面要比基片平面小。为了消除上述“跑道”对镀膜 的作用，溅射源和需要镀膜的基片可以按照上文作相对运动，但这样 会导致每时间单位的镀膜效率下降。另一方面，在做相对运动的系统 中，按位置实行较高溅射功率的工作还须面对冷却问题。

因此，从原则上讲，这四个问题(a)、(b)、(c)及(d)-即 为所要达到的目标-其单独的解决方法常常随之带来与其他问题解决 方法的冲突；这些解决方法是背道而驰的。

本发明的目的在于，创造一种磁控管溅射源，利用它解决上述问 题，而且该溅射源在实践中能够做到任意大小，尤其是对固定在至少 一个相关溅射源上的大平面基片，能够经济合算地保证它的均匀膜厚 分布。对此，在处理条件为高均匀性情况下，溅射源还应该在高分离 效率或高镀膜效率时具有灵敏的反应性处理。在反应性处理中，由于 公知的较大等离子密度梯度，不均匀的“跑道”作用将导致一些明显 的问题。

该目标是通过本发明的磁控管溅射源来实现的，其中，至少两个、 优选地为多于两个的相互电气绝缘的长形靶子装置其长边相互挨着安 放，它们之间有一个间隙，此间隙与靶子装置的宽度相比要小得多， 并且，每个靶子装置都具有一个自己的电气接线，其中还安放有阳极 装置。靶子装置的靶子优选地在角上沿“跑道”轨迹呈圆形放置。

在本发明的这种磁控管溅射源中，单独的靶子装置的馈电可相互独 立地调整，由此以大大改善基片上的膜厚分布。对此，本发明的溅射 源能够在模件上适合任意大小的待镀膜基片。

阳极装置可以-假如有时不是由靶子装置本身来构造，对照图2或 图3的工作方式-安放在整个装置的外边，但是，它还优选地包括有 在靶子装置长边侧之间和／或位于靶子装置正面的阳极，长边侧是尤其 优选的。

另外还优选地在溅射源上安放了一种固定的磁装置；该装置优选地 由一个围绕靶子装置的公用磁框构成，或者尤其优选地由围绕每个靶 子装置的框架构成。至少部分地由可控电磁体来实现一个或多个框架 上的、或固定磁装置上的磁体，这是完全有可能和有意义的，但是， 本文优选地采用永磁体来实现该装置的、或一个或多个框架的磁体。

通过分别铺设上述固定的磁装置-优选地为永磁框-，使得在直接 相临的靶子装置上所产生的磁场还能够通过如期的“跑道”结构来改 善上述基片上的膜厚分布和所安放长靶子的利用程度。

另外，还优选地在至少两个靶子装置的每一个下面安放了磁装置。 这能够构造成完全位置固定的或不随时间改变的形式，以在每个靶子 装置上构造隧道状磁场。另外，它们还优选地作如此构造，以便在靶 子装置上造成磁场模型的时间变化。有关发明靶子装置上磁装置的构 造和生成，参见同一专利申请人的欧洲专利EP-A-0 603 587以及美国 专利US-A-5 399 253，其与此有关的公开内容声明为本说明书的组成 部分。

按照欧洲专利EP-A-0 603 587中的图2，虽然磁场模型的位置以及 较高等离子密度区域的位置能够作为一个整体改变，但它们最好是不 要变化，或只是很小的变化，相反，按照所述文件的图2和3，顶点 的位置-最高等离子密度的位置-被改变。

无论如何，为了改变磁装置上的区域或顶点的位置，在靶子装置下 方安放了可选择控制的电磁铁-它可能是位置固定的或可移动的-， 优选地，该磁装置由可驱动移动的永磁体来实现。

一种优选的可移动磁装置由至少两个在靶子装置下方沿长度方向 延伸的、可驱动并且旋转放置的磁体滚筒来实现，再次优选使用永磁 体，这在欧洲专利EP-A-0 603 587的图3和4的单个靶子上有所指 明。

磁体滚筒以摆动方式运转，最大摆幅优选地为≤τ／4。有关这项技 术及其效果全部再次参见所提及的欧洲专利EP 0 603 587以及美国专 利US-A-5 399 253，这些文献也被声明与本申请说明书的组成部分有 关。

因此优选地安放了至少两个沿靶子装置的长度方向延伸的、可驱动 并且旋转放置的永磁体滚筒。

利用下述较优选的方式和方法

-具有靶子装置的馈电

-具有所提及的固定式磁装置区域，尤其是所提及的框架区域

-在每一个靶子装置下面具有随时间变化的磁装置，优选地为磁体 滚筒 来提供一组作用量，这组作用量联合起来可以对镀膜的膜厚分布进行 最大程度的优化，尤其是其均匀化作用。同时，还可获得一个较高的 靶子材料利用率。最大的优点是，-利用靶子装置上磁场顶点的移动 -，等离子区域并不扫描移动，而是这个区域中的等离子密度分布摆 动变化。

为了能够获得尽可能高的溅射功率，靶子装置要尽可能好地冷却， 其方法是把它安装在一个支撑机座上，在此，对于机座侧绝大部分平 面被覆盖的靶子装置，其上述平面的反面安放了一种借助薄膜封闭的 冷却介质管道。这样就形成了一种大平面的散热，在此，根据冷却介 质的压力情况，上述薄膜用压力无间隙且又平坦地铺压在待冷却的靶 子装置上。

本发明磁控管溅射源上的支撑机座优选地、并且最好是至少部分地 由电气绝缘材料制成，优选使用塑料，这样，连同上述靶子装置、阳 极、以及(如果有的话)固定式磁装置(优选地为永磁框)、靶子装 置下方的磁装置(优选地为可移动式的永磁装置，尤其是上述滚筒)、 还有冷却介质管道等都被采纳。对此，支撑机座作如此构造和安装， 以便隔开真空与外部大气。这样，就可以在压力机械负荷方面对靶子 装置作出更灵活的设计。

用于上文大平面膜厚分布的另一种优化量和调节量可按下述方式 获得：沿靶子装置的长边侧分散地安放气体出气孔，这些气孔与一种 气体分配系统相通。这样就可能如期地调整分配反应性气体和／或工作 气体，以把它们补充给本发明溅射源的真空处理室或真空处理设备中 的处理室。

矩形靶子装置的相互间隔占其宽度的最大值为15％，优选的最大值 为10％，更优选的最大值可为7％。

在一个优选的实施方案中，每个单独的靶子装置之间的侧面间距d 为           1mm≤d≤230mm，其中优选地为           7mm≤d≤20mm

每个单独的靶子装置所占宽度B优选地为          60mm≤B≤350mm，其中优选地为          80mm≤B≤200mm

其长度L优选地为           400mm≤L≤2000mm。

对此，每个单独的靶子装置的长度与其宽度相比应至少相等，优选 地，前者远远大于后者。虽然单个长形的靶子装置-刚刚或已经预成 型-的溅射平面优选地沿着一个平面安放，但是，完全有可能、尤其 是把靠近待溅射基片的侧溅射平面当作中间平面来安放，有时也是特 意地-如果有必要-用来补偿镀膜厚度分布的边际效应。

磁控管等离子体的电子沿着“跑道”在由靶子表面区域中的磁场和 电场所确定的方向上作环绕运动。现在可以认为，电子轨道的走向及 其作用、以及由此在靶子表面产生的侵蚀沟作用能够如期地被优化， 而且，磁场在沿靶子装置的长度方向上进行构造时，不但是时间变化 的，而且是随位置变化的。无论如何，在优选地安放磁框时-优选为 每一个磁框，进一步优选为每一个永磁框-，通过对框架上安放的磁 体进行定位和／或选择强度来实现该目标，和／或在每一个靶子装置下安 放有磁装置-优选为永磁体滚筒-的情况下，通过对磁装置上的磁体 进行相应强度和相应位置的调整来实现。因为电子对应着磁场极性在 一个给定的环绕方向上运动，所以可以观测到：由于明显的偏移力， 电子尤其会在靶子装置的窄边区域内、并对应于它们的运动方向在对 角的拐角部分区域向外甩出。所以优选地推荐：在安放磁框时，框架 磁体所产生的场强是随位置不同地构建出来的，此场强与靶子“矩形” 对角线呈镜面对称。

在一种优选的实施方案中，本发明的溅射源借助直线卡口式接头来 固定，这尤其适合使用前述方式的加压薄膜来进行冷却。从而，此装 置由于冷却介质管道的减压，而能够非常简单地被替换掉，靶子装置 背面的绝大部分不需要冷却，而且在处理室对面没有用于固定靶子装 置的机构。

一种本发明的优选溅射源具有多于两个的靶子装置，优选地为五个 或更多。

通过在溅射镀膜室中使用本发明的磁控管溅射源，-与此有关的补 充是，安放了一个基片支撑，以用于待溅射镀膜的、优选的平面基片 -，有可能在溅射源的溅射平面FQ和待镀膜的基片表面FS之间实现 一个合适的小比例VQS，其范围为           VQS≤3，优选为           VQS≤2，其中尤其优选为           1．5≤VQS≤2

由此溅射源的有效功率大大提高。此外，在本发明的具有上述溅 射源的溅射镀膜室上，这还可以用其它标准来实现：选择磁控管溅射 源的新平面与基片之间的间距D，基本等于长形靶子装置的宽，           优选为60mm≤D≤250mm           尤其优选为80mm≤D≤160mm

在本发明的具有本发明溅射镀膜室的真空镀膜设备中，由此在本 发明的磁控管溅射源中，靶子装置均连接了一个发电机或电流源，这 些发电机能够相互独立地进行控制。

在另外一个实施方案中，或必要情况下，如果要使安放的多个靶 子装置与前述发电机装置相连，那么，安放的靶子装置中至少有两个 可以与公用交流发电机的输出相连。

给每个靶子装置独立供电的发电机可以是“纯种的”直流发电机、 交流发电机，或者是用于产生交直流叠加信号或脉动直流信号的发电 机，其中，特别是在发电机与每个靶子装置之间，直流发电机附近可 以安放一种斩波器单元，借助该单元，靶子装置承载着脉冲的发电机 输出或低欧姆的发电机参考电势。关于此项技术，全部参见同一专利 申请人的欧洲专利EP-A-0 564 789或美国专利第08／887 091号。

另外，在靶子装置的长边侧安放的气体出气口与一个反应性储气 罐和／或一个工作储气罐(比如用于储存氩气)相连，优选地，沿不 同靶子装置长边侧的气体出口能够在气流方面相互独立地调整。

具有至少三个长形靶子装置的本发明溅射镀膜设备如此最优化地 运转，使得侧边外安放的靶子装置在运转时比在内部安放的靶子装置 的溅射功率要高5％至35％，优选高10％至20％。上文述及的靶子 装置对有关等离子区域位置的“扫描”、尤其是管道状磁场的顶点位 置的“摆动”、以及由此产生的等离子密度分布的摆动等等-特别是 借助所提及的磁体滚筒来实现-，摆动的频率优选地为1至4Hz，尤 其优选地为大约2Hz。在此，滚筒摆幅优选为φ≤π／4。通过给上述 位置偏移明确地设计一种路径／时间-轮廓图，基片上的膜厚分布还 可以继续得到优化。

在此，需要强调的是，为此连接到靶子装置上的发电机还能够被 控制为实时输出以及输出相互依赖的调制信号。

另外，靶子装置的馈电和／或气体进气的分布和／或磁场分布在进行 控制或实时调制时，使基片上产生一个期望的膜厚分布，优选地为一 种均匀的分布。

磁控管溅射源运转时所具有的最佳功率密度P为           1W／cm2≤P≤30W／cm2，

其中，特别是对于反应性沉积膜，优选地由金属靶子制成，对此， 尤其对于ITO膜，该值为           1W／cm2≤P≤5W／cm2，

对于金属膜的溅射镀膜，优选为           15W／cm2≤P≤30W／cm2。

联系前述本发明磁控管溅射源的发展，可以知道，尤其在长度比 宽度大得多的靶子板装置中，下述做法在原则上是比较优选的，即考 虑在靶子装置的长度方向，尤其是在它的侧面区域内按位置地构造不 同磁控管场的磁场强度。

但是，这些认识也基本适用于长形磁控管。

所以对于本发明的长形磁控源-其下面包括有一种时间变化的磁 系统，优选地为永磁系统-来说，建议给靶子装置分配一个磁框，优 选地为永磁框，并且，沿着靶子装置的长边侧按位置地构造框架磁体 的不同场强-可在给定的空间方向上测量。为了补偿上述作用于环绕 电子的偏移力，在此建议：沿靶子装置对角线基本对称地并且位置不 同地构造这种场强。

本发明在所有方面尤其适合于基片的溅射镀膜，尤其适用于大平 面基片，在此，优选地适用于一种反应性过程下的平坦基片，优选地 利用金属靶子，优选地利用ITO膜(铟锡氧化物)。另外，本发明 尤其适合于基片镀膜，特别是玻璃基片，例如平板显示器特别是TFT 屏或PDP屏的制造，其中，原则上是在经济合理且只有微小次品率 的情况下对大平面基片，比如半导体基片等进行反应性或非反应性镀 膜，但一般是反应性的。

正是在反应性溅射镀膜过程中，尤其是在ITO镀膜中，用于获得 高镀膜质量的低放电电压是比较重要的，对此，特别是低的膜电阻， 即便在没有降温措施时都是很重要的。这些目标可通过本发明的溅射 源达到。

在此，也可实现对弧光放电的有效抑制。

接下来，本发明借助附图进行举例解释。其中：

图1示出了本发明的磁控管溅射源，它工作于第一种电气方案；

图2示出了在另一种电气布线配置下的本发明图1中的溅射源简 图；

图3示出了本发明溅射源的另一种电气布线配置，它类似于图1；

图4示出了本发明磁控管溅射源的横断面一部分；

图5示出了直线卡口式接头俯视图，它优选地装在图4的溅射源 上；

图6示出了本发明磁控管溅射源的部分简化俯视图；

图7示出了一个永磁体滚筒的优选实施方案俯视图，它按照图A 优选地装在本发明的磁控管溅射源上；

图8示出了本发明的一种溅射镀膜设备的简图；

图9示出了本发明溅射源的靶子装置上的侵蚀断面；

图10示出了本发明具有五个靶子装置的溅射源上的溅射源所溅 射的材料分布；

图10示出了使用本发明溅射源进行镀膜的530×630mm2玻璃基片 上的膜厚轮廓图。

在图1中示出了基本配置下的本发明磁控管溅射源1。它包括至 少两个长形靶子装置3a至3c，本图示为三个。安装在磁控管溅射源 上的公知的其他设备组，比如磁场源，冷却装置等在图1中没有示出 出来。溅射源1在每个靶子装置3上都具有电气接线5。优选地，在 长边侧相互隔开的靶子装置3之间，示例地安放了板条状阳极7a、 7b。

靶子装置3相互绝缘，并且均具有电气接线5，这样，才有可能 象接下来的图2和3所描述的一样，进行独立的电气接线。

根据图1，每个靶子装置3都连接在发电机9上，此发电机可相 互独立地控制，并且不须是同一种类型的。象图中示出的一样，所有 发电机可以是直流发电机、交流发电机、交直流发电机、产生脉动直 流信号的发电机、或者在发电机输出与每个靶子装置之间安放了斩波 器单元的直流发电机，或者必要时是它们的混合，它们的相关构造及 作用方式全部参见所提及的欧洲专利EP-A-O 564 789以及美国专利 第08／887 091号。

阳极7在电气运行时也具有选择性。象用发电机12所示出的一 样，阳极比如可以工作在直流、交流、或叠加有交流的直流、或脉动 直流电压上，必要时可采用所提及的斩波单元，或者象12a示出的一 样，使用参考电势。通过改变电气阴极的工作方式，也即靶子装置的 工作方式，以及必要时还改变电气阳极的工作方式，分布到由靶子装 置构建的溅射源平面上的溅射材料分布以及安装在溅射源上的基片 (没有示出)上的分布由此便可以如期地被调整。

在此，相互依赖的发电机9可以如调制输入MOD所示，进行实 时调制，以便如期地对靶子装置的电气工作状况进行行波时间调制。

在图2和3中，在保留所描述过的溅射源部件的位置标识情况下， 示出了本发明溅射源1的另外一种电气接线可能性，其中(图中未示 出)可以放弃使用阳极装置。

按照图2和3，靶子装置3均成对地与交流发电机15a、15b或17a、 17b的输入相连，其中，发电机15以及17在必要时也可输出叠加有 交流的直流信号或脉动直流信号。发电机15、17必要时也可再次进 行调制，比如实际用作载波信号的交流输出信号可采用调幅。

根据图2，靶子装置的一个(3b)均与一个发电机15a或15b中 的输入端相连，而根据图3，靶子装置3成对地通过发电机17而连在 一起，对此，完全有可能象19中划线所示的一样，从“共模”信号 的意义上讲，在图2实施方案和图3实施方案中，单个靶子装置组一 同承受不同的电势。如果选用图2或3的接线技术，那么在优选的实 施方案中，发电机的运转频率为12至45kHz。在此，就“共模”电 势而言-比如象在图2中所描述的大地电势一样-，成对连接在发电 机上的靶子装置交替地承受正负电势。

从图1至3的示出可以看出，本发明的磁控管溅射源具有很大的 灵活性，以使单独的靶子装置3进行电气运行，从而在处理室10中， 所溅射材料的分布和沉积在基片上的材料可以如期地进行设计。

在图4中示出的是：优选实施方案中的本发明磁控管溅射源的横 断面图的一段。根据图4，靶子装置均包括一个由待溅射的材料构成 的靶子板3a1以及3b1，靶子板均固定在一个背板3a2以及3b2上。在直 线卡口式接头20的协助下，靶子装置3的侧面四周和／或中间区域固 定在金属冷却板23上。

直线卡口式接头的构造可以从图5中获得。由此，空心夹板25安 放在靶子装置3上或者冷却板23上，其横断面为U形，具有向里弯 曲的U形脚27，其中还补充安放了相互隔开的凹进构造29。优选地， 在靶子装置3两部分的另一半上，安放了一个具有T形横断面的直线 夹板31，其中横梁33的尾部具有突出构造34。通过把突出构造34 插入凹进构造29，和在S方向上的直线移动，两部分便相互钩住。 当然也可以反过来，在空心夹板处安放突出构造，它相应地与夹板31 上的凹进构造相嵌接。

把靶子装置3紧固在冷却板23上，首先是通过冷却板23的冷却 管道35中冷却介质的负压力来实现的。管道35沿着朝冷却板23方 向的靶子装置平面的绝大部分平面区域延伸。冷却管道35-象所提及 的一样-被加入一种负压的流动冷却介质，且位于朝着靶子装置3的 方向上，这些在同一专利申请人的CH-A-687 427中有描述，它们是 通过一个薄膜状隔膜37进行封闭的。在冷却介质的压力下，薄膜37 无间隙地位于背板3a2以及3b2的下边。对此，靶子装置首先在冷却 介质的负压作用下，固定在卡口式接头上。为了摘除靶子装置3，冷 却系统作为一个整体或分别的冷却系统被卸压，从而靶子装置能够很 容易地移出和摘除，或者更换。

阳极夹板39沿靶子装置3的长边延伸。阳极夹板以及冷却板23 安装在一个支撑机座41上，此机座优选并且至少部分地由绝缘材料 制成，优选地为塑料。机座41隔开处理室10中的真空与空间11中 的环境或标准大气。

在支撑机座41中的大气压侧，例如，放置了两个沿靶子装置的长 度方向延伸的、并且可旋转的永磁体滚筒43，此滚筒由驱动电机(未 示出)进行驱动摆动。在摆动驱动中，优选地执行180°旋转角摆动 -ω43。在永磁体滚筒43中，沿其长度方向在直径上嵌入了永磁体 45。

另外，在支撑机座41中的大气侧，为每个靶子装置3均嵌入了一 个永磁框47，它基本上沿每个靶子装置3的外围在下面放置，如图6 所示。

根据图6，尤其是沿靶子装置长边方向上具有气体流入导孔49， 并如同图4的划线所示一样进行载入载出，就气流而言，这些导孔优 选为成行地相互独立控制。这在图4中用调节阀51示出，此调节阀 把导孔49和一个气体储存罐装置53连接起来，装置53带有一种工 作气体-如氩气-和／或一种反应性气体。

关于永磁体滚筒43的运行和设计再次全部参见欧洲专利EP-0 603 587以及美国专利US-A-5 399 253的公开内容。

在图6中，简化且部分地示出了图4中本发明磁控管溅射源的俯 视图。象借助图4已示出的一样，每个靶子装置3的下面都装有一个 永磁框47。优选地，磁框47如此构造，以便：从一个空间方向上来 看-如按照图4的Hz-，由永磁框所产生的磁场-如在图6中以X 表示-沿靶子装置3的长边方向上有位置的变化。在较优选的实施方 案中，框架47的长边47l1和47l2上安放的磁体被划分为多个区，例 如象图6中示出的一样为四个区。在图6的图解中，定性地示出了在 x坐标轴方向上每个单独区域Z1至Z4中安放的永磁体的磁场强度， 还由此示出了x方向上的场强分布。另外，在每个区域Z中，都绘上 了永磁体偶极方向。

优选地，在47l1，2处安放同一种永磁体区域，但它们相对长形靶 子装置3的对角线Di呈镜面对称。

对于由靶子装置3上永磁框47所产生的磁场，通过它产生期望的 位置磁场分布，这样才有可能对电子环绕轨迹进行优化，从而优化了 单个靶子装置上侵蚀沟的位置和生成。这尤其考虑到了由偏移力所导 致的轨道变形。在靶子框架47的宽边上，安放了永磁体区域ZB，它 们优选地与区域Z2相一致。如上所述，图4、6和7中的靶子溅射源 都具有创造性。

在每个靶子装置3的x方向上具有位置变化的磁场H-另外还根 据磁体滚筒的摆动作按时间变化-是通过选择所安放的永磁体场强 -如在区域Z1、Z2、Z4中-，和／或通过选择空间偶极定向-如在区 域Z3中-，和／或通过选择位置(即靶子装置的间隔)-来进行有目 的地设计的。

如上所述，优选地为在本发明溅射源上所安放的每个靶子装置3 至少装设两个永磁体滚筒43。在图7中示出了其中的一个。

优选地在滚筒43上也安放不同的永磁体区域，如Z1′至Z4′。图7 中定性地示出了沿着滚筒有位置变化的永磁体磁场HR(x)的变化过 程，以及其优选的设计。

因而，通过按目的实现单个靶子装置的电气馈电的位置及／或时间 分布、和／或按目的实现单个靶子装置的磁体磁场的位置及／或时间分 布，和／或通过按目的实现气体流入口49的气体喷入情况的位置及／ 或时间变化或设计，本发明溅射源上的溅射速率的位置和时间分布将 得到优化。在借助图4至7阐述的优选实时方案中，优选地为所有量 组合起来使用，以便如期地设计待溅射镀膜的基片上、尤其是平板上 的膜厚分布，特别是以便优选地进行均匀构造。

在图8中，示出了一种具有本发明溅射镀膜室60的溅射镀膜设备 50，其中，同样也示出了一种本发明磁控管溅射源10。图示的溅射源 10具有-如同在优选实施方案中所实现的那样-六个靶子装置3，并 且象图4至7中所阐述的那样进行更进一步的构造。本发明具有靶子 装置的溅射源工作时可进行独立的电气-必要时也可为模块化-馈 电，如框62所示。另外，尤其是沿靶子装置长度方向上的气体喷入 情况-必要时也可模块化-可有选择地进行调整，如调节阀框64所 示，以便让工作气体和／或反应性气体从气体储气罐53流入反应室。

驱动框65示出了安放在本发明溅射源上的永磁体滚筒的驱动装 置-有时为路径／时间可调制的-，这样，所期望的滚筒摆动能够有 选择性地进行优选调整。

在本发明的处理室60中，安放了一个基片支撑66，尤其用于接 收待镀膜的平面基片。根据本发明的溅射源，能够优选地调整溅射源 10发射材料的时间和位置分布，尤其是在时间段内的平均均匀分布， 特别是在溅射源边缘区域，可以把溅射源的溅射面FQ与待镀膜的基 片表面FS的比例VQS设定得相当小，优选地           VQS≤3，           优选地为VQS≤2，           尤其优选地为1．5≤VQS≤2。

这些量说明，由溅射源发出的材料高效率地被利用，其中只有相 当少的发射材料没有落到待镀膜基片平面上。这些特性得到增强的方 式是，溅射镀膜基片平面和磁控管溅射源10的新平面之间的间距D -由于溅射源的大平面等离子分布-可以选择得小一点，基本上等于 靶子装置3的溅射平面的宽度B(见图4)，优选地为           60mm≤D≤250mm           更优选地为80mm≤D≤160mm。

由于所提及的小间距D的可实现性，可以获得具有高溅射利用率 的镀膜速率，从而获得最经济的镀膜。

在图8所示的设备中，优选地，侧面最外边的靶子装置利用发电 机63在较高的溅射功率下进行工作，优选地比其它内部放置的靶子 装置的溅射功率高5％至35％，尤其优选地为高10％至20％。另外， 安放在如图4所示的溅射源10上的永磁体滚筒，其工作时的摆动频 率为1至4Hz，优选地为大约2Hz。

尤其在优选工作方式下，本发明的磁控管溅射源、溅射室以及设 备尤其适合于大平面、特别是平面基片的磁控管溅射镀膜，并且具有 高的镀膜质量和所期望的膜厚分布，尤其是具有高经济性的均匀膜厚 分布。这些主要取决于本发明溅射源上的大平面均匀分布的处理条 件。从而，本发明能够用于大平面半导体基片镀膜，尤其是用于平板 显示器的基片镀膜，特别是TFT屏以及PDP屏。在此，本发明尤其 应用于所述基片的反应性镀膜-特别是利用ITO膜-，或者通过非 反应性溅射镀膜对所述基片进行金属镀膜。下面列举了本发明的溅射 源或处理室或设备的优选设定量。

1．几何学

1．1溅射源

图4的侧面间距d：最高值为靶子装置宽度B的15％，优选

为10％，尤其优选为7％，和／或          1mm≤d≤230mm，优选为          7mm≤d≤20mm。 ■  沿一个平面的靶子装置的新平面； ■  靶子装置的宽度B：           60mm≤B≤350mm，优选为           80mm≤B≤200mm。 ■  靶子装置的长度L：至少为B，优选地为远远大于B，更优选为           400mm≤L≤2000mm。 ■  靶子装置的末端区域：比如，半圆形。 1．2溅射源／基片： ■  溅射平面FQ大小与待镀膜基片上表面FS大小的比例VQS：           VQS≤3，优选为           VQS≤2，更优选为           1．5≤VQS≤2。 ■  溅射源新平面／待镀膜平面的最小间距D：           60mm≤D≤250mm，优选为           80mm≤B≤160mm。 ■  基片尺寸：比如为750×630mm2，镀膜溅射源的溅射平面为：           920×900mm2，或者

基片尺寸：11OO×900mm2，溅射源的溅射平面为：1300×1200         mm2。 1．3冷却：

溅射平面与冷却平面的比例VSK：           1．2≤VSK≤1．5。 2．运行数据： ■            靶子温度T：           40℃≤T≤150℃，优选为           60℃≤T≤130℃。 ■  每个溅射平面单元的溅射功率：10至30W／cm2，优选为15至 20W／cm2。 ■  侧面最外边的靶子装置均优选具有多出5至35％的溅射功率， 优选地为每平面单元多出10至20％的溅射功率。 ■  磁体滚筒的摆动频率：1至4Hz，优选为大约2Hz。 结果：达到下列镀膜速率： ■  ITO：20 ■  铝：130至160 ■  铬：140 ■  钛：100 ■  钽：106

在图9中，描述了在本发明溅射源上一个靶子装置15cm宽的溅射 平面上的侵蚀断面。可以看出最外边的均匀加工余量，其中“跑道” 以及侵蚀沟几乎看不出来。

在图10中，示出了带有五个靶子装置的本发明溅射源在ITO溅射 镀膜中的最终镀膜速率分布，其中，每个靶子装置均带有宽度B为 150mm的溅射平面。在这种分布中，对于安放在距溅射源平面为D= 120mm远的基片，其上面只有一个仅为+3．8％的膜厚偏差。

在图11中，示出了在一个大平面玻璃基片上的最终膜厚分布，其 具体镀膜如下：

-总溅射功率Ptot：2千瓦。

-溅射时间：100秒。

-溅射速率R：26 相对值13 千瓦。

-溅射源具有六个靶子装置，其中最外边的靶子装置(P1，P6) 以高出5至35％的溅射功率工作。

-基片尺寸：650×550mm2。

在图11中记录了基片的边缘区域，此种基片位于使用较高效率工 作的靶子装置上。在平均膜厚为267nm的ITO镀膜中，获得的膜厚 偏差为+6．3％。

在本发明中，尤其避免了已公开溅射源的下述缺点，特别是在大平 面工件镀膜中：

■  由于本发明在大磁控管溅射平面上能够实现处理条件的均匀分 布，利用较高的镀膜速率和较高的溅射速度，可获得大平面基 片镀膜的高度经济性，必要时可同时对许多单个基片镀膜。

■  由于在本发明的溅射源上进行大平面同时溅射，可在基片上获 得一个较好的膜厚分布，并防止了干扰的形成(电弧)。

■由于解决了反应性气体的分布问题和／或在均匀性意义上的靶子 侵蚀分布问题，待镀膜的基片能够相当近地放置到溅射源上， 并且对溅射源平面来说，可以拥有相当大的镀膜平面，这大大 提高了带有本发明溅射源的溅射镀膜设备的经济性。

■在大平面靶子上，解决了靶子中央与靶子边缘之间产生的等离 子密度不同的问题。

■溅射源能够灵活地利用模块化靶子装置来适应各种尺寸要求。

■解决了大平面靶子中，也即靶子中央缺少反应性气体的处理问 题，因为在原来的溅射源平面上分散安放了气体流入口49。

■(见图4)因为支撑机座(41)位于处理真空和大气压之间，所 以没有必要安放较厚的冷却板(23)-虽然它也承受负荷-， 这样，溅射源减少了费用，并且尤其可使磁装置(47，43)的 磁场实现较好的渗透，此磁装置安放在靶子装置(3)的下方。 通过选择地控制下列分布：

■靶子装置电运行的时间和／或位置分布

■靶子装置磁运行的时间和／或位置分布

■气体流入的时间和／或位置分布 才有可能在大平面基片上对最终膜厚分布进行优化调整，特别是均匀 性调整。

■靶子装置通过冷却介质压力压紧，并与安放的卡口式接口一起 作用，在此基础上，靶子装置的更换可以非常简单和迅速，并 且大平面冷却可以非常有效。

■溅射平面下方安放有卡口支架，在此基础上，不会尤其是不会 从处理室引来溅射材料之外的固定装置。