EP0328257B2

Magnetron sputtering apparatus and process

Abstract

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EP0328257B2, drawing sheet 1
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Expired 19 January 2009, 17.7 years ago.

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33 claims: 33 independent, 0 dependent

  1. 1
    A sputter coating apparatus comprising:a vacuum chamber (11);a movable substrate support (14) mounted within the vacuum chamber and adapted for mounting substrates thereon for moving the substrates past at least first and second physically spaced work stations (26,27;28), the first work station providing a sputtering zone and the second work station providing a reaction zone for the sputtered material formed in the first work station;characterised in that a magnetron-enhanced sputter device (30) is positioned at the first work station and includes a target of selected material and means for generating a first plasma within the device, adjacent the work station and substantially throughout an extended region of the chamber including the physically spaced second work station for sputter depositing material on the substrates traversing the first work station;and an ion source device (30,40) is positioned atthe second workstation to apply a reactive gas along a relatively narrow zone adjacent the substrate support formed by a second locally intense plasma comprising ions of the reactive gas, the ion source device having means for applying a directed potential between the ion source and said second plasma for accelerating the reactive ions thereof to said substrates for completing said selected reaction with the sputter-deposited material during a single pass of the substrate support. Appareil de revêtement par pulvérisation comportant : une chambre à vide (11) ;un support mobile (14) de substrats monté à l'intérieur de la chambre à vide et sur lequel des substrats sont destinés à être montés, afin qu'il déplace les substrats devant au moins des premier et second postes de travail physiquement espacés (26, 27, 28), le premier poste de travail procurant une zone de pulvérisation et le second poste de travail procurant une zone de réaction pour la matière pulvérisée formée dans le premier poste de travail ;caractérisé en ce qu'un dispositif (30) de pulvérisation renforcée par magnétron est positionné au premier poste de travail et comprend une cible d'une matière choisie et des moyens destinés à générer un premier plasma à l'intérieur du dispositif, à proximité immédiate du poste de travail et sensiblement dans la totalité d'une région étendue de la chambre comprenant le second poste de travail, espacé physiquement, pour déposer par pulvérisation une matière sur les substrats parcourant le premier poste de travail ;et un dispositif (30, 40) à source d'ions est positionné au second poste de travail pour appliquer un gaz réactif le long d'une zone relativement étroite adjacente au support de substrats formée par un second plasma localement intense comprenant des ions du gaz réactif, le dispositif à source d'ions ayant des moyens destinés à appliquer un potentiel dirigé entre la source d'ions et ledit second plasma pour en accélérer les ions réactifs vers lesdits substrats afin de mener à bien ladite réaction choisie avec la matière déposée par pulvérisation pendant une passe unique du support de substrats. Zerstäubungsbeschichtungsvorrichtung mit - einer Vakuumkammer (11),- einem beweglichen Substrathalter (14), der innnerhalb der Vakuumkammer montiert und zum Festhalten von Substraten auf sich zum Bewegen der Substrate über mindestens eine erste und eine zweite Arbeitsstation (26, 27;28), die physisch voneinander getrennt sind, ausgestaltet ist, wobei die erste Arbeitsstation eine Zerstäubungszone und die zweite Arbeitsstation eine Reaktionszone für das in der ersten Arbeitsstation zerstäubte Material bereitstellt,dadurch gekennzeichnet, daß- eine magnetronunterstützte Zerstäubungseinrichtung (30) in der ersten Arbeitsstation angeordnet ist und ein Target ausgewählten Materials und eine Einrichtung zum Erzeugen eines ersten Plasmas innerhalb der Zerstäubungseinrichtung, in der Nachbarschaft der Arbeitsstation und im wesentlichen überall in einem ausgedehnten Bereich der Kammer, einschließlich der physisch separat angeordneten zweiten Arbeitsstation, zum Zerstäubungsabscheiden von Material auf die die erste Arbeitsstation durchlaufenden Substrate aufweist und- eine Ionenquelleneinrichtung (30, 40) in der zweiten Arbeitsstation angeordnet ist, um ein reaktives Gas entlang einer relativ schmalen Zone in der Nachbarschaft des Substrathalters, die durch ein zweites, lokal intensives Plasma, das Ionen des reaktiven Gases aufweist, gebildet wird, anzulegen, wobei die Ionenquelleneinrichtung eine Einrichtung zum Anlegen eines gerichteten Potentials zwischen der Ionenquelle und dem zweiten Plasma zum Beschleunigen von dessen reaktiven Ionen auf die Substrate, um die ausgewählte Reaktion mit dem zerstäubungsabgeschiedenen Material während eines einzigen Durchgangs des Substrathalters abzuschließen, aufweist.
  2. 2
    A sputter coating apparatus as claimed in Claim 1, characterised in that the ion source device (40) positioned at the second work station uses electrons from said first plasma in forming said second plasma of ions of the reactive gas. Appareil de revêtement par pulvérisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (40) à source d'ions positionné au second poste de travail utilise des électrons provenant dudit premier plasma dans la formation dudit second plasma d'ions du gaz réactif. Zerstäubungsbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der zweiten Arbeitsstation angeordnete Ionenquelleneinrichtung (40) zum Erzeugen des zweiten Plasmas aus Ionen des reaktiven Gases Elektronen aus dem ersten Plasma benutzt.
  3. 3
    A coating apparatus as claimed in Claim 2, characterised in that means for the sputter device (30) and the ion source device (40) are provided for operating simultaneously. Appareil de revêtement selon la revendication 2, caractérisé en ce que des moyens pour le dispositif de pulvérisation (30) et le dispositif (40) à source d'ions sont prévus pour fonctionner simultanément. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen für die Zerstäubungseinrichtung (30) und die Ionenquelleneinrichtung (40) zum gleichzeitigen Betrieb vorgesehen sind.
  4. 4
    A coating apparatus as claimed in any of Claims 1 to 3, characterised in that said movable support (14) is a cylindrical carrier and means (16) are provided to rotate the carrier to move the substrates past the first and second work stations (26,27;28);and in that the work stations (26,27;28) are positioned so that selected chemical reaction occurs along a circumferential zone of the carrier comprising substantially less than one-half the circumference of the carrier. Appareil de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit support mobile (14) est un élément porteur cylindrique et des moyens (16) sont prévus pour faire tourner l'élément porteur afin de déplacer les substrats au-delà des premier et second postes de travail (26, 27 ;28) ;et en ce que les postes de travail (26, 27 ;28) sont positionnés de manière qu'une réaction chimique choisie se produise le long d'une zone circonférentielle de l'élément porteur comprenant sensiblement moins de la moitié de la circonférence de l'élément porteur. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß- der bewegliche Halter (14) ein zylindrischer Träger ist und Einrichtungen (16) zum Drehen des Trägers zum Bewegen der Substrate über die erste und die zweite Arbeitsstation (26, 27;28) vorgesehen sind und- die Arbeitsstationen (26, 27;28) so angeordnet sind, daß die ausgewählte chemische Reaktion entlang einer Umfangszone des Trägers auftritt, die wesentlich weniger als die Hälfte des Umfangs des Trägers umfaßt.
  5. 5
    A coating apparatus as claimed in Claim 4, characterised in that the sputter device (30) and the ion source device (40) are positioned outside the cylindrical carrier (14). Appareil de revêtement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif (30) de pulvérisation et le dispositif (40) à source d'ions sont positionnés à l'extérieur de l'élément porteur cylindrique (14). Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungseinrichtung (30) und die Ionenquelleneinrichtung (40) außerhalb des zylindrischen Trägers (14) angeordnet sind.
  6. 6
    A coating apparatus as claimed in Claim 4, characterised in that the sputter device (30) and the ion source device (40) are positioned inside the cylindrical carrier (14). Appareil de revêtement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif (30) de pulvérisation et le dispositif (40) à source d'ions sont positionnés à l'intérieur de l'élément porteur cylindrique (14). Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungseinrichtung (30) und die Ionenquelleneinrichtung (40) innerhalb des zylindrischen Trägers (14) angeordnet sind.
  7. 7
    A coating apparatus as claimed in of any of Claims 4 to 6, characterised in that the carrier (14) has rotatable mounting means (22A) provided at the circumference of the carrier for rotatably presenting selected substrates or surface segments thereof to the work stations (26,27,28). Appareil de revêtement selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'élément porteur (14) comporte des moyens rotatifs (22A) de montage situés à la circonférence de l'élément porteur pour présenter de façon tournante des substrats choisis ou des segments de surface de ceux-ci aux postes de travail (26, 27, 28). Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (14) drehbare Befestigungseinrichtungen (22A) am Umfang des Trägers aufweist, die dazu dienen, ausgewählte Substrate oder Oberflächensegmente davon den Arbeitsstationen (26, 27, 28) drehbar zu präsentieren.
  8. 8
    A coating apparatus as claimed in Claim 7, characterised in that the rotatable mounting means in the substrate support means comprise a planetary gear arrangement (22A) which is rotatable in conjunction with rotation of the cylindrical carrier (14). Appareil de revêtement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de montage rotatifs dans les moyens de support de substrats comprennent un train d'engrenages planétaire (22A) qui peut tourner conjointement avec la rotation de l'élément porteur cylindrique (14). Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Befestigungseinrichtungen in der Substrathaltereinrichtung eine Planetengetriebeanordnung (22A), die im Zusammenhang mit der Drehung des zylindrischen Trägers (14) drehbar ist, aufweisen.
  9. 9
    A coating apparatus as claimed in any of Claims 1 to 8, characterised in that the substrate support is a flexible web (73), and in that a rotatable drum (14A) is provided having unwind and wind roll means (71,72) adapted for continuously or intermittently traversing the flexible web about the circumference of the drum;and in that the magnetron sputter device (26,27) and the ion source device (28) are positioned about the periphery of the drum for forming at least a first material on the web or substrates mounted thereon. Appareil de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le support de substrats est une bande flexible (73), et en ce qu'un tambour rotatif (14A) est prévu et comporte des moyens à bobines débitrice et réceptrice (71, 72) destinés à déplacer en continu ou par intermittence la bande flexible le long de la circonférence du tambour ;et en ce que le dispositif (26, 27) de pulvérisation à magnétron et le dispositif (28) à source d'ions sont positionnés le long de la périphérie du tambour pour former au moins une première matière sur la bande ou des substrats montés sur elle. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Substrathalter ein flexibles Gewebe (73) ist und daß eine drehbare Trommel (14A) vorgesehen ist, die Abwickel- und Aufwickelrolleneinrichtungen (71, 72) zum kontinuierlichen oder intermittierenden Verschieben des flexiblen Gewebes um den Umfang der Trommel aufweist, und daß die Magnetronzerstäubungseinrichtung (26, 27) und die Ionenquelleneinrichtung (28) zum Bilden mindestens eines ersten Materials auf dem Gewebe oder den darauf befestigten Substraten um die Peripherie der Trommel herum angeordnet sind.
  10. 10
    A coating apparatus as claimed in Claim 1, characterised in that said substrate support (43) is substantially flat and the movement is substantially linear. Appareil de revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support (43) de substrats est sensiblement plat et le mouvement est sensiblement linéaire. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Substrathalter (43) im wesentlichen flach und die Bewegung im wesentlichen linear ist.
  11. 11
    A coating apparatus as claimed in any of Claims 1 to 10 characterised in that the sputter device is a linear magnetron device (30). Appareil de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le dispositif de pulvérisation est un dispositif à magnétron linéaire (30). Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubungseinrichtung eine Linearmagnetroneinrichtung (30) ist.
  12. 12
    A coating apparatus as claimed in any of any of Claims 1 to 10, characterised in that the ion source device (40) is a linear magnetron device. Appareil de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le dispositif (40) à source d'ions est un dispositif à magnétron linéaire. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenquelleneinrichtung (40) eine Linearmagnetroneinrichtung ist.
  13. 13
    A coating apparatus as claimed in any of Claims 1 to 10, characterised in that the ion source device (40) is an ion gun. Appareil de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le dispositif (40) à source d'ions est un canon à ions. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenquelleneinrichtung (40) eine Ionenkanone ist.
  14. 14
    A coating apparatus as claimed in any of Claims 1 to 13, characterised in that the ion source device (40) is adapted for the inlet of the reactive gas for at least partially converting the sputter-deposited material to at least one of an oxide, nitride, hydride or carbon-containing alloy or compound. Appareil de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le dispositif (40) à source d'ions est conçu pour l'entrée du gaz réactif pour convertir au moins partiellement la matière déposée par pulvérisation en au moins l'un d'un alliage ou d'un composé contenant un oxyde, un nitrure, un hydrure ou du carbone. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenquelleneinrichtung (40) zum Einlaß des reaktiven Gases zum Umwandeln mindestens eines Teils des zerstäubungsabgeschiedenen Materials in mindestens einen der Stoffe Oxid, Nitrid, Hydrid oder kohlenstoffhaltige Legierung oder Verbindung geeignet ist.
  15. 15
    A coating apparatus as claimed in any of Claims 1 to 13, characterised in that the ion source device (40) is adapted for oxidizing the sputter-deposited material. Appareil de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le dispositif (40) à source d'ions est conçu pour oxyder la matière déposée par pulvérisation. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenquelleneinrichtung (40) zum Oxidieren des zerstäubungsabgeschiedenen Materials geeignet ist.
  16. 16
    A coating apparatus as claimed in any of Claims 1 to 15, including a plurality of sputter devices (26,27) for sequentially or simultaneously sputter depositing at least one material. Appareil de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, comprenant plusieurs dispositifs (26, 27) de pulvérisation pour déposer séquentiellement ou simultanément par pulvérisation au moins une matière. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 mit mehreren Zerstäubungseinrichtungen (26, 27) zum aufeinanderfolgenden oder gleichzeitigen Zerstäubungsabscheiden mindestens eines Materials.
  17. 17
    A coating apparatus as claimed in any of Claims 1 to 16, including a plurality of ion source devices (40) for reacting selected reactive gas with the sputter deposited material. Appareil de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, comprenant plusieurs dispositifs (40) à sources d'ions destinés à faire réagir un gaz réactif choisi avec la matière déposée par pulvérisation. Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 mit mehreren Ionenquelleneinrichtungen (40) zum in Reaktion bringen ausgewählten reaktiven Gases mit dem zerstäubungsabgeschiedenen Material.
  18. 18
    A coating apparatus as claimed in any of the preceding claims characterised in that the deposition and reaction devices at said first and second work stations are operable under different partial pressure regimes. Appareil de revêtement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dispositifs de dépôt et de réaction auxdits premier et second postes de travail peuvent être mis en oeuvre sous différents régimes de pressions partielles. Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidungseinrichtung bzw. die Abscheidungseinrichtungen und die Reaktionseinrichtung bzw. die Reaktionseinrichtungen in der ersten und der zweiten Arbeitsstation in unterschiedlichen Partialdruckregimen betrieben werden können.
  19. 19
    A process for forming single layer films and multi-layer composite films on substrates in a vacuum chamber having a movable substrate support therein a first work station having a sputtering zone for forming a layer of sputtered material on a substrate and a second work station having a reaction zone for reacting the sputtered material formed on a substrate in the first work station; characterised in that at least one magnetron- enhanced sputter device is positioned at the first work station adjacent the substrate support for generating a first plasma adjacent the first workstation and substantially throughout an extended region of the chamber including the physically spaced second work station for sputter depositing a selected material on a substrate, and at least one ion source device is positioned adjacent the substrate support at the second work station for providing a locally intense plasma to effect a selected chemical reaction with said selected material, the process comprising the steps of pulling a vacuum in the chamber; introducing working and reactive gases into the chamber; continuously moving the substrate support 5 past the devices; operating the sputter device with an associated relatively low partial pressure of the reactive gas to deposit a layer of said selected material on the substrate; and operating the ion source device having means for applying a directed potential between the ion source and said second plasma for accelerating the reactive ions thereof to said substrates with an associated relatively high 10 partial pressure of reactive gas to complete substantially the selected reaction during a single pass of the substrate support. Procédé pour former des films monocouches et des films composés multicouches sur des substrats dans une chambre à vide renfermant un support mobile de substrats, un premier poste de travail ayant une zone de pulvérisation pour former une couche de matière pulvérisée sur un substrat et un second poste de travail ayant une zone de réaction pour faire réagir la matière pulvérisée, formée sur un substrat dans le premier poste de travail ; caractérisé en ce qu'au moins un dispositif de pulvérisation renforcée par magnétron est positionné au premier poste de travail, à proximité immédiate du support de substrats, pour générer un premier plasma à proximité immédiate du premier poste de travail et sensiblement dans la totalité d'une région étendue de la chambre comprenant le second poste de travail, espacé physiquement ; pour déposer par pulvérisation une matière choisie sur un substrat, et au moins un dispositif à source d'ions est positionné à proximité immédiate du support de substrats au second poste de travail pour produire un plasma localement intense afin d'effectuer une réaction chimique choisie avec ladite matière choisie, le procédé comprenant les étapes consistant à tirer le vide dans la chambre, à introduire des gaz de travail et de réaction dans la chambre ; à déplacer en continu le support de substrats devant les dispositifs ; à faire fonctionner le dispositif de pulvérisation avec une pression partielle associée relativement basse du gaz réactif pour déposer une couche de ladite matière choisie sur le substrat ; et à faire fonctionner le dispositif à source d'ions, ayant des moyens destinés à appliquer un potentiel dirigé entre la source d'ions et ledit second plasma pour en accélérer les ions réactifs vers lesdits substrats, avec une pression partielle associée relativement haute du gaz réactif pour mener à bien sensiblement la réaction choisie pendant une seule passe du support de substrats. Verfahren zum Bilden eines Monoschichtfilms und eines Mehrschichtgemischfilms auf Substraten in einer Vakuumkammer mit - einem beweglichen Substrathalter darin,- einer ersten Arbeitsstation mit einer Zerstäubungszone zum Bilden einer Schicht zerstäubten Materials auf einem Substrat und- einer zweiten Arbeitsstation mit einer Reaktionszone zum Reagieren des in der ersten Arbeitsstation auf einem Substrat gebildeten zerstäubten Materials,dadurch gekennzeichnet, daß- mindestens eine magnetronunterstützte Zerstäubungseinrichtung, die zum Zerstäubungsabscheiden eines ausgewählten Materials auf einem Substrat dient, in der ersten Arbeitsstation benachbart zum Substrathalter zur Erzeugung eines ersten Plasmas angrenzend an die erste Arbeitstation und im wesentlichen über einen ausgedehnten Bereich der Kammer einschließlich der körperlich beabstandeten zweiten Arbeitsstation angeordnet ist und- mindestens eine Ionenquelleneinrichtung, die zum Bereitstellen eines lokal intensiven Plasmas zur Bewirkung einer ausgewählten chemischen Reaktion mit dem ausgewählten Material dient, in der zweiten Arbeitsstation benachbart zum Substrathalter angeordnet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:- Erzeugen eines Vakuums in der Kammer,- Einführen von Arbeitsgas und reaktivem Gas in die Kammer,- kontinuierliches Bewegen des Substrathalters über die Einrichtungen,- Betreiben der Zerstäubungseinrichtung mit einem damit verbundenen relativ niedrigen Partialdruck des reaktiven Gases, um eine Schicht des ausgewählten Materials auf dem Substrat abzuscheiden, und- Betreiben der Ionenquelleneinrichtung, die Einrichtungen zum Anlegen eines gerichteten Potentials zwischen der Ionenquelle und dem zweiten Plasma zur Beschleunigung von dessen relativen Ionen zu den Substraten aufweist, mit einem damit verbundenen relativ hohen Partialdruck des reaktiven Gases, um die ausgewählte Reaktion während eines einzigen Durchgangs des Substrathalters im wesentlichen abzuschließen.
  20. 20
    A process as claimed in Claim 19, characterised in that the substrate support is a rotating cylindrical carrier supporting the substrates along the circumference thereof for continuously traversing the substrates past the sputter device and the ion source, and in that the selected reaction occurs along a fractional circumferential surface zone of the carrier comprising a distance substantially less than one-half the circumference of the carrier and the selected reaction is substantially completed during translation of the workpiece through said fractional zone. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que le support de substrats est un élément porteur cylindrique tournant supportant les substrats le long de sa circonférence pour déplacer en continu les substrats devant le dispositif de pulvérisation et la source d'ions, et en ce que la réaction choisie se produit le long d'une zone fractionnaire de la surface circonférentielle de l'élément porteur couvrant une distance sensiblement inférieure à la moitié de la circonférence de l'élément porteur, et la réaction choisie est menée à bien sensiblement pendant une translation de la pièce dans ladite zone fractionnaire. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Substrathalter ein rotierender zylindrischer Träger ist, der die Substrate längs seines Umfangs zum kontinuierlichen Vorbeibewegen der Substrate an der Zerstäubungseinrichtung und der Ionenquelle trägt, und daß die ausgewählte Reaktion entlang einer Umfangsflächenteilzone des Trägers auftritt, welche eine Strecke aufweist, die wesentlich kleiner als eine Hälfte des Umfangs des Trägers ist, und die ausgewählte Reaktion während einer Translation des Werkstückes durch die Teilzone im wesentlichen abgeschlossen wird.
  21. 21
    A process as claimed in Claim 20, characterised in that the cylindrical carrier is rotatably mounted at the circumference of the carrier and rotatably presents selected substrates or surface segments thereof to the work stations. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'élément porteur cylindrique est monté de façon à pouvoir tourner à la circonférence de l'élément porteur et présente en rotation des substrats choisis ou des segments de surface de ceux-ci aux postes de travail. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Träger drehbar auf dem Umfang des Trägers montiert ist und ausgewählte Substrate oder Oberflächensegmente davon den Arbeitsstationen drehbar präsentiert.
  22. 22
    A process as claimed in Claim 21 characterised in that the rotatable mounting ror the carrier includes a planetary gear arrangement which rotates in conjunction with rotation of the cylindrical carrier. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que le montage rotatif de l'élément porteur comprend un train d'engrenage planétaire qui tourne conjointement avec la rotation de l'élément porteur cylindrique. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Befestigung für den Träger eine Planetengetriebeanordnung, die sich im Zusammenhang mit der Drehung des zylindrischen Trägers dreht, aufweist.
  23. 23
    A process as claimed in Claim 19, characterised in that the substrate carrier is substantially flat and the movement is substantially linear. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'élément porteur de substrats est sensiblement plat et le mouvement est sensiblement linéaire. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Substratträger im wesentlichen flach und die Bewegung im wesentlichen linear ist.
  24. 24
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 23, consistant en outre à faire fonctionner le dispositif de pulvérisation pour déposer par pulvérisation des couches de matières choisies sur le substrat et à faire fonctionner le dispositif à source d'ions pour faire réagir au moins certaines, choisies, des couches avant le dépôt par pulvérisation de la couche immédiatement suivante. The process of any of Claims 19 to 23, further comprising operating the sputter device to sputter deposit layers of selected materials on the substrate and operating the ion source device to react at least selected ones of the layers prior to sputter deposition of the next successive layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, weiter mit Betreiben der Zerstäubungseinrichtung zum Zerstäubungsabscheiden von Schichten ausgewählter Materialien auf das Substrat und Betreiben der Ionenquelleneinrichtung so, daß mindestens eine ausgewählte der Schichten vor der Zerstäubungsabscheidung der nächstfolgenden Schicht reagieren gelassen wird.
  25. 25
    A process as claimed in any of Claims 19 to 24, in which a plurality of ion source devices are provided. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 24, dans lequel plusieurs dispositifs à sources d'ions sont prévus. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, in welchem mehrere Ionenquelleneinrichtungen vorgesehen sind.
  26. 26
    A process as claimed in any of Claims 19 to 25, in whch a plurality of sputter devices are provided. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 25, dans lequel plusieurs dispositifs de pulvérisation sont prévus. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, in welchem mehrere Zerstäubungseinrichtungen vorgesehen sind.
  27. 27
    A process as claimed in any of Claims 19 to 26, further comprising selectively operating the sputter and ion source devices to form a composite coating comprising at least a plurality of layers, the composition of each layer being selected from at least one of a first metal, a second metal, an oxide of the first metal, an oxide of the second metal, mixtures of the first and second metals and an oxide or mixtures of the first and second metals. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 26, consistant en outre à faire fonctionner sélectivement les dispositifs de pulvérisation et à source d'ions pour former un revêtement composite comprenant au moins plusieurs couches, la composition de chaque couche étant choisie parmi au moins l'un d'un premier métal, d'un second métal, d'un oxyde du premier métal, d'un oxyde du second métal, de mélanges des premier et second métaux et d'un oxyde ou de mélanges des premier et second métaux. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, weiter mit selektivem Betreiben der Zerstäubungseinrichtung bzw. der Zerstäubungseinrichtungen und der Ionenquelleneinrichtung bzw. der Ionenquelleneinrichtungen um eine Mischbeschichtung zu bilden, die mindestens mehrere Schichten aufweist, von denen die Zusammensetzung jeder Schicht aus mindestens einem der folgenden Stoffe ausgewählt ist:ein erstes Metall, ein zweites Metall, ein Oxid des ersten Metalls, ein Oxid des zweiten Metalls, Gemische des ersten und zweiten Metalls und ein Oxid oder Gemische des ersten und zweiten Metalls.
  28. 28
    A process as claimed in any of Claims 19 to 27, further comprising selectively operating selected ones of the sputter devices to sputter deposit layers of selected materials on the substrate and operating selected ones of ion source devices in conjunction with supplying selected reactant gas thereto for effecting the selected reaction with at least selected ones of the layers prior to sputter deposition of the next successive layer. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 27, consistant en outre à faire fonctionner sélectivement certains, choisis, des dispositifs de pulvérisation pour déposer par pulvérisation des couches de matières choisies sur le substrat et à faire fonctionner certains, choisis, des dispositifs à sources d'ions conjointement avec leur alimentation en un gaz de réaction choisi pour effectuer la réaction choisie avec au moins certaines, choisies, des couches avant le dépôt par pulvérisation de la couche immédiatement suivante. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, weiter mit selektivem Betreiben einer ausgewählten der Zerstäubungseinrichtungen zum Zerstäubungsabscheiden von Schichten ausgewählter Materialien auf dem Substrat und Betreiben einer ausgewählten der Ionenquelleneinrichtungen im Zusammenhang mit der Zufuhr ausgewählten Reaktionsgases dazu, um die ausgewählte Reaktion mit mindestens einer ausgewählten der Schichten vor der Zerstäubungsabscheidung der nächstfolgenden Schicht zu bewirken.
  29. 29
    A process as claimed in any of Claims 19 to 28, characterised in that the selected reaction involves converting the selected layers to at least one oxide, nitride, hydride, sulphide or carbon-containing compound or mixture. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 28, caractérisé en ce que la réaction choisie comprend la conversion des couches choisies en au moins un composé ou un mélange contenant un oxyde, un nitrure, un hydrure, un sulfure ou du carbone. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählte Reaktion eine Umwandlung der ausgewählten Schichten in mindestens einen der folgenden Stoffe beinhaltet:Oxid, Nitrid, Hydrid, Sulphid oder kohlenstoffhaltige Verbindung oder kohlenstoffhaltiges Gemisch.
  30. 30
    A process as claimed in any of Claims 19 to 28, wherein the selected reaction is oxidation. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 28, dans lequel la réaction choisie est une oxydation. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 28, worin die ausgewählte Reaktion eine Oxidation ist.
  31. 31
    A process as claimed in any of Claim 19 to 30, adapted for forming on curved substrates single layer films; multilayer films and multi-layer composite films of selected variable or constant thickness profile in the direction from the center to the edge of the substrate, wherein the magnetron-enhanced sputter cathode device has an associated sputtering zone of relatively elongated length and relatively narrow width and wherein the ion source device has an associated reaction zone of relatively elongated length and relatively narrow width for providing a selected reaction with the deposited coating along a fractional circumferential zone of the carrier substantially less than one-half the circumference of the carrier; and further comprising continuously rotating the cylindrical workpiece carrier; operating the sputter device to deposit at least a layer of selected material on the rotating substrate; and operating the ion source device to effect the complete and selected reaction during a single traversal of the workpiece through the fractional circumferential zone. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 30, destiné à former, sur des substrats courbés, des films monocouches ; des films multicouches et des films composites multicouches ayant un profil d'épaisseur choisi, variable ou constant, dans la direction allant du centre au bord du substrat, dans lequel le dispositif à cathode de pulvérisation renforcée par magnétron présente une zone associée de pulvérisation de longueur relativement grande et de largeur relativement faible, et dans lequel le dispositif à source d'ions présente une zone associée de réaction de longueur relativement grande et de largeur relativement faible pour produire une réaction choisie avec le revêtement déposé le long d'une zone circonférentielle fractionnaire de l'élément porteur, sensiblement inférieure à la moitié de la circonférence de l'élément porteur ; et consistant en outre à faire tourner en continu l'élément cylindrique porteur de pièces ; à faire fonctionner le dispositif de pulvérisation pour déposer au moins une couche d'une matière choisie sur le substrat tournant ; et à faire fonctionner le dispositif à source d'ions pour effectuer la réaction complète et choisie pendant un passage unique de la pièce dans la zone circonférentielle fractionnaire. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 30, ausgelegt zum Bilden von Monoschichtfilmen, Mehrschichtfilmen und Mehrschichtgemischfilmen ausgewählter variabler oder konstanter Dickeprofile in der Richtung vom Zentrum zum Rand des Substrats auf gekrümmten Substraten, - worin die magnetronunterstützte Kathodenzerstäubungseinrichtung eine zugehörige Zerstäubungszone relativ langer Länge und relativ schmaler Weite hat und- worin die Ionenquelleneinrichtung eine zugehörige Reaktionszone relativ langer Länge und relativ schmaler Breite zum Hervorrufen einer ausgewählten Reaktion mit der abgeschiedenen Beschichtung entlang einer Umfangsteilzone des Trägers, die wesentlich kleiner als die Hälfte des Umfangs des Trägers ist, hat und das weiter folgendes aufweist:- kontinuierliches Drehen des zylindrischen Werkstückträgers,- Betreiben der Zerstäubungseinrichtung zum Abscheiden mindestens einer Schicht ausgewählten Materials auf dem sich drehenden Substrat und- Betreiben der Ionenquelleneinrichtung zum Bewirken der vollständigen und ausgewählten Reaktion während eines einzigen Durchgangs des Werkstücks durch die Umfangsteilzone.
  32. 32
    A process as claimed in Claim 31, further comprising controlling at least one of the total system pressure, the kinetic energy of the sputtered material, the mass of the sputtered material, the mass of the working gas used in the sputter deposition, and the target-to-substrate distance, for controlling the thickness profile of the film. Procédé selon la revendication 31, consistant en outre à régler au moins l'une de la pression totale du système, de l'énergie cinétique de la matière pulvérisée, de la masse de la matière pulvérisée, de la masse du gaz de travail utilisé dans le dépôt par pulvérisation et de la distance de la cible au substrat pour ajuster le profil d'épaisseur du film. Verfahren nach Anspruch 31, weiter mit Steuern mindestens eines der folgenden Parameter zum Steuern des Dickeprofils des Films:Gesamtsystemdruck, kinetische Energie des zerstäubten Materials, Masse des zerstäubten Materials , Masse des bei der Zerstäubungsabscheidung benutzten Arbeitsgases und Abstand zwischen Target und Substrat.
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    A process as claimed in any of claims 18 to 31 characterised in that the magnetron-enhanced sputter device has an associated sputtering zone of a first partial pressure regime and of relatively elongated length and relatively narrow width for sputter depositing said selected material onto the workpiece;in that the ion source device forms a locally intense plasma in an associated reaction zone of a second partial pressure regime and of relatively elongated length and relatively narrow width, for providing said selected reaction with the deposited coating along a fractional circumferential zone of the carrier substantially less than one-half the circumference of the carrier, thereby providing a selected chemical reaction with the selected material;and in that the carrier is moved continuously past the devices and the sputter device and the ion source device are operated continuously to deposit said layer of the selected material on the substrate and substantially complete the selected reaction during a single pass of the substrate support. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 à 31, caractérisé en ce que le dispositif de pulvérisation renforcée par magnétron comporte une zone associée de pulvérisation d'un premier régime de pression partielle et d'une longueur relativement grande et d'une largeur relativement faible pour déposer par pulvérisation ladite matière choisie sur la pièce ;en ce que le dispositif à source d'ions forme un plasma localement intense dans une zone associée de réaction d'un second régime de pression partielle et d'une longueur relativement grande et d'une largeur relativement faible, pour produire ladite réaction choisie avec le revêtement déposé le long d'une zone circonférentielle fractionnaire de l'élément porteur, sensiblement inférieure à la moitié de la circonférence de l'élément porteur, afin de produire une réaction chimique choisie avec la matière choisie ;et en ce que l'élément porteur est déplacé en continu devant les dispositifs, et le dispositif de pulvérisation et le dispositif à source d'ions sont mis en fonctionnement en continu pour déposer ladite couche de la matière choisie sur le substrat et mener à bien sensiblement la réaction choisie au cours d'une seule passe du support de substrats. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß- die magnetronunterstützte Zerstäubungseinrichtung eine zugehörige Zerstäubungszone mit einem ersten Partialdruckregime und mit relativ langer Länge und relativ schmaler Breite zum Zerstäubungsabscheiden des ausgewählten Materials auf das Werkstück hat,- die Ionenquelleneinrichtung ein lokal intensives Plasma in einer zugehörigen Reaktionszone mit einem zweiten Partialdruckregime und mit relativ langer Länge und relativ schmaler Breite zum Hervorrufen der ausgewählten Reaktion mit der abgeschiedenen Beschichtung entlang einer Umfangsteilzone des Trägers, die wesentlich kleiner als die Hälfte des Umfangs des Trägers ist, erzeugt und dabei eine ausgewählte chemische Reaktion mit dem ausgewählten Material liefert, und- der Träger kontinuierlich über die Einrichtungen bewegt wird und die Zerstäubungseinrichtung und die Ionenquelleneinrichtung kontinuierlich betrieben werden, um die Schicht ausgewählten Materials auf dem Substrat abzuscheiden und die ausgewählte Reaktion während eines einzigen Durchgangs des Substrathalters im wesentlichen abzuschließen.
Independent claims33