CH665057A5

CH665057A5 - Targetplatte fuer kathodenzerstaeubung.

Info

Publication number: CH665057A5
Application number: CH3545/84A
Authority: CH
Inventors: Eduard Dr Rille; Erich Kaiser; Pius Gruenenfelder
Original assignee: Balzers Hochvakuum
Priority date: 1984-07-20
Filing date: 1984-07-20
Publication date: 1988-04-15
Also published as: DE8516255U1; DE3519907A1; FR2567912B1; US4668373A; FR2567912A1; GB2161837A; GB2161837B; DE3519907C2; JPS6137963A; JPH0213025B2; GB8517160D0

Description

BESCHREIBUNG

Targetplatten für Kathodenzerstäubung bestehen aus dem Material, welches in einer Kathodenzerstäubungsanlage zerstäubt werden soll, um auf Substratflächen eine Schicht aus dem betreffenden Material oder bei Anwesenheit eines chemisch aktiven Restgases in der Zerstäubungsanlage eine chemische Verbindung des Targetmaterials mit dem aktiven Gas niederzuschlagen.

Bei Anlagen grösserer Leistung werden die Kathodenplatten infolge des Beschüsses mit Ionen oft einer sehr hohen thermischen Belastung ausgesetzt und müssen gekühlt werden, um die überschüssige Wärmeenergie abzuführen. Trotzdem ergibt sich bei hohen Leistungen das Problem, dass sich die Targetplatten, wenn sie, wie üblich, an ihrem Rand starr eingespannt gegen eine gekühlte Unterlage angepresst werden, infolge thermischer Ausdehnung verwerfen und dann von der Unterlage abheben, wodurch die Kühlung unzureichend wird und das Targetmaterial eine zu hohe Temperatur annimmt; es erweicht dann und kann schliesslich u.U. sogar schmelzen. Um die zu verhindern, wurde schon versucht, die Targetplatte auf ihrer Rückseite mit der gekühlten Unterlage zu verlöten oder zu verschweissen, doch musste eine solche Verbindung mit grösster Sorgfalt hergestellt werden, ansonsten sich die Targetplatte trotzdem von der Unterlage lösen konnte; jedenfalls ist dieses Anlöten oder Schweissen aufwendig. Meistens wurde die Targetplatte an ihrem Umfang auf der gekühlten Unterlage festgeschraubt und auch in der Mitte der Platte eine Befestigung mittels Schrauben vorgesehen, um ein Abheben zu verhindern. Auch wurde bereits eine Targetplatte vorgeschlagen, welche entlang einer parallelen Mittellinie der zu zerstäubenden Fläche mehrere Ausnehmungen für eine Befestigung aufweist, wobei diese im Boden einer auf der Seite der zu zerstäubenden Fläche entlang der Mittellinie angebrachten Nut angeordnet sind und die Nuttiefe so bemessen ist, dass eine für die Befestigung der Targetplatte in die Nut eingelegte Schiene und die zugehörigen Befestigungsschrauben nicht über die Zerstäubungsebene herausragen.

Dank der geringen Dicke der Targetplatte im Bereich des Nutbodens in der Plattenmitte, wo bei früheren Anordnungen meistens die höchste Temperatur während des Zerstäubungsbetriebes auftrat, wurde an dieser Stelle eine verbesserte Kühlung erreicht und dadurch verhindert, dass das Material im Bereich der Mittelbefestigung sich verwerfen oder fliessen konnte. Die Notwendigkeit einer Befestigungsschiene an der Vorderseite der Targetplatte, also an der zu zerstäubenden Fläche, stellt jedoch immer noch einen Nachteil dar, insbesondere dann, wenn auch schon die geringste Mitzerstäubung des Werkstoffes (Stahl), aus dem die zentrale Befestigungsschiene und die Befestigungsschrauben bestanden, die herzustellenden Schichten in unzulässiger Weise verunreinigt.

Demgegenüber stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Konstruktion einer Targetplatte anzugeben, bei welcher die Vorderseite — abgesehen von ggf. an ihrem äussersten Rand vorgesehenen Halteschienen und Befestigungsschrauben — frei von Befestigungsmitteln ist.

Die Erfindungsaufgabe wird gelöst durch eine Targetplatte, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie an ihrer von der zu zerstäubenden Fläche abgewandten Seite wenigstens ein Ausnehmung aufweist, in welche mittels einer formschlüssigen Federverbindung ein Hilfskörper für die Befestigung an einer Unterlage eingesetzt ist.

An sich sind Federverbindungen im Maschinenbau natürlich bekannt, doch war nicht erkannt worden, dass mit einer solchen speziellen Verbindung überraschenderweise gleichzeitig eine Lösung aller Probleme bei Targetplatten für Zerstäubungsbetrieb erzielt werden kann.

Die erwähnte Ausnehmung in der Targetplatte kann insbesondere hohlzylinderförmig ausgebildet sein, wobei ein zylinderförmiger Hilfskörper mittels eines Seegerringes in die Ausnehmung eingesetzt wird. Um eine genügende mechanische Stabilität auch bei höheren Betriebstemperaturen zu erreichen, soll der Hilfskörper aus einem Werkstoff bestehen, welcher einen wesentlich höheren Erweichungspunkt als das zu zerstäubende Material besitzt. Vorteilhafter weise lässt man den zylinderförmigen Hilfskörper mit seiner einen Seitenfläche dicht an den eben ausgestalteten Boden der Ausnehmung anliegen, während die andere Seitenfläche bündig mit der von der zu zerstäubenden Seite abgewandten Rückseite der Targetplatte ist. Um eine möglichst gute Wärmeableitung zu erreichen, ist es ferner vorteilhaft, wenn der Hilfskörper aus einem Material von höherer Wärmeleitfähigkeit als derjenigen des zu zerstäubenden Materials besteht.

Die anliegende Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dieser bedeutet 1 eine mit Kühlbohrungen 2 versehene Unterlage für die Targetplatte. Diese besteht aus einem Hauptkörper 3 aus dem zu zerstäubenden Material, der eine zylindrische Ausnehmung 4 an der von der zu zerstäubenden Fläche 5 abgewandten Rückseite der Targetplatte aufweist. In der Ausnehmung 4 ist ein zylindrischer Hilfskörper 6, der eine Schulter 7 aufweist, mittels eines Seegerringes 8 formschlüssig eingesetzt. Der Hilfskörper liegt mit einer seiner ebenen Stirnflächen an den ebenen Boden 9 der Ausnehmung 4 gut wärmeleitend an und ist mit seiner anderen Stirnfläche bündig mit der ebenen Rückseite der Targetplatte. Diese Stirnfläche und die genannte Rückseite liegen satt und damit ebenfalls mit gutem Wärmekontakt an die ebene Fläche 10 der kühlbaren Unterlage an. An dieser ist der Hilfskörper mittels einer Schraube 11, die in die zentrale Gewindebohrung 12 des Hilfskörpers eingreift, befestigt. Die Targetplatte besitzt ausserdem entlang ihres Um-fanges eine Schulter 13 und ist mittels eines Ringes 14 an der Unterlage in an sich bekannter Weise zusätzlich festgeschraubt, wie die Zeichnung zeigt.

Natürlich ist es auch möglich, an der Rückseite der Targetplatte mehrere Ausnehmungen mit einem in diese formschlüssig eingesetzten Hilfskörper auszubilden und damit mehrere Befestigungsstellen gemäss Erfindung zu schaffen, was besonders bei .Targetplatten von grösseren Abmessungen zweckmässig sein kann.

Der Hilfskörper besteht vorteilhafterweise aus einem Mate-

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rial guter Wärmeleitfähigkeit und ist daher z.B. als Kupferblock ausgebildet.

Um zu vermeiden, dass der Hilfskörper sich beim Festschrauben an der Unterlage in der Ausnehmung dreht, kann ein Bolzen 15, der in eine entsprechende Bohrung des Hilfskörpers, wie die Zeichnung erkennen lässt, eingreift, vorgesehen werden.

Es ist für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, dass das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung, Targetplatten durch sogenannte Federverbindungen formschlüssig mit einem Hilfskörper zu verbinden, der dann seinerseits mechanisch fest mit einer Unterlage verbunden werden kann und auch einen guten Wärmeübergang sicherstellt, in vielfacher Weise abgewandelt s werden kann. Die eingesetzten Hilfskörper müssen nicht zylinderförmig sein und es gibt eine Reihe weiterer formschlüssiger Federverbindungen, die zur Lösung der Erfindungsaufgabe geeignet sind.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Targetplatte für Kathodenzerstäuber, dadurch gekennzeichnet, dass sie an ihrer von der zu zerstäubenden Fläche (5) abgewandten Seite wenigstens eine Ausnehmung (4) aufweist, in welche mittels einer formschlüssigen Federverbindung (8) ein Hilfskörper (6) für die Befestigung an einer Unterlage (1) eingesetzt ist.

2. Targetplatte nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskörper mit einer Gewindebohrung (12) für die Befestigung an der Unterlage (1) versehen ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Targetplatte nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (4) hohlzylinderförmig ist und in diese ein zylinderförmiger Hilfskörper (6) mittels eines See-gerringes (8) eingesetzt ist.

4. Targetplatte nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskörper (6) aus einem Material besteht, welches einen wesentlich höheren Erweichungspunkt als das zu zerstäubende Material besitzt.

5. Targetplatte nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskörper (6) mit einer seiner Seitenflächen dicht an den eben ausgestalteten Boden (9) der Ausnehmung (4) anliegt und seine andere Seitenfläche bündig mit der von der zu zerstäubenden Seite abgewandten Rückseite der Targetplatte ist.