CH689673A5 - Anordnung fuer die Montage bzw. Demontage eines Targets, Target zur Montage daran sowie Quelle und Vakuumprozesskammer mit einer derartigen Anordnung und mit einem solchen Target. - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für die Montage bzw. Demontage eines Targets nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Target nach demjenigen von Anspruch 7 sowie eine Quelle mit einer solchen Anordnung und mit einem solchen Target nach Anspruch 8, weiter eine Vakuumprozesskammer mit einer solchen Quelle nach Anspruch 10. 



  Bezüglich des technischen Gebietes sowie vorbekannter Anordnungen der genannten Art, wie auch von Targets der genannten Art, wird vollumfänglich auf die EP-A 0 512 456 entsprechend der US-A 5 269 894 verwiesen, ganz speziell, was den darin erläuterten Stand der Technik und die entstehenden Probleme bei derartigen Anordnungen und Targets bezüglich Montage/Demontage anbetrifft. 


 Zusammenfassend kann folgendes ausgeführt werden: 
 



  Die Targetbefestigung bei Zerstäubungsquellen mit Schrauben ist äusserst zeitaufwendig, was dazu führt, dass in diesen Fällen oft ganze Quellenteile, z.B. bei Magnetronquellen die Kühlanordnung, gewechselt werden oder gar die ganze Quelle, d.h. bei Magnetronquellen, mit Kühlanordnung und Magnetanordnung, gewechselt wird. Dabei ist der Einsatz von Spezialwerkzeugen unumgänglich. 



  Bajonett-Targetbefestigungen, wie sie spezieller Gegenstand der EP-A 0 512 456 sind, oder von Targetbefestigungen, wie sie aus der DE-A 4 020 659 bekannt sind, bedürfen zusätzlicher bewegter Elemente, wie von Kugeln (DE-A), bergen die Gefahr  der Partikelbildung durch Reibeingriff und/oder des Kaltverschweissens relativ zueinander bewegter und verspannter Teile und weisen, wie der kühlmembranverspannte Bajonettverschluss gemäss der erwähnten EP-A, die Gefahr in sich, bei der beim Bajonettverschluss notwendigen Drehbewegung die relativ dünne Wärmeleitmembran zwischen Kühlkanälen und Target zu beschädigen. 



  Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung eingangs genannter Art bzw. ein Target bzw. eine Quelle bzw. Vakuumkammer zu schaffen, welche oder an welchen ein schneller Targetwechsel gewährleistet ist, und dies werkzeuglos. 



  Die erfindungsgemässe Anordnung wird an Zerstäubungsquellen oder Bogenverdampfungsquellen vorgesehen, insbesondere aber an Zerstäubungsquellen, dabei in erster Linie an Magnetronquellen, die mit hohen Leistungen betrieben werden können und spezielle Anforderungen an die Effizienz der Kühlanordnung stellen. Bezüglich Bogenverdampfungstechnik wird auf die US-A 4 673 477 oder die US-A 4 839 011, insbesondere was den Aufbau solcher Quellen anbelangt, verwiesen. Diese Schriften werden diesbezüglich als integrierter Teil der vorliegenden Beschreibung erklärt. 



  Im weiteren können die erfindungsgemäss eingesetzten und aufgebauten Targets beliebige Körperformen aufweisen, sind bevorzugterweise plattenförmig, dies wieder beliebig geformt, aber bevorzugterweise rund; runde Targetplatten sind besonders einfach zu fertigen. 



  Die gestellte Aufgabe wird durch die obgenannte Anordnung, ausgebildet nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1, gelöst, betrachtet seitens des Aufnahmeraumes für das Target. 



  Dadurch, dass im wesentlichen parallel zur Membranebene verschiebliche Eingreifbolzen vorgesehen sind, die gegebenenfalls  im Sinne einer mechanischen Umkehr auch am Target angeordnet sein könnten, wird eine exakte Positionierung des Targets mit entsprechender Einnehmung gemäss Anspruch 7 möglich, und durch Druckbeaufschlagung des Kühlsystems und entsprechendes Spannen der Membran gegen die Targetrückseite wird das Target starr an den eingeführten Eingreifbolzen klemmend in Position gehalten, so dass die Membran an der Targetrückseite einen optimalen Wärmekontakt aufrechterhalten kann. 



  Obwohl es durchaus möglich wäre, die Eingreifbolzen kraftschlüssig in die entsprechende Einnehmung am Target einzutreiben, werden, in einer bevorzugten Ausführungsvariante nach dem Wortlaut von Anspruch 2, die Eingreifbolzen federgespannt, derart, dass sie, insbesondere ausgebildet nach dem Wortlaut von Anspruch 3, beim Einführen des Targets, selbsttätig erst nach aussen gedrückt werden und dann, wenn die Einnehmung am Target mit ihnen fluchtet, darin einschnappen. 



  Zum Entfernen des Targets, nach Entspannung des Kühlsystems, werden die Eingreifbolzen mit den Entriegelungsmitteln gemäss Anspruch 4 rückgeholt, zu deren Realisation sich eine Vielzahl Ausbildungsvarianten eröffnet, welche jedoch, in einer weitaus bevorzugten Realisationsform, an den quellenseitigen Wandteilen gelagert sind, im Sinne der gestellten Aufgabe werkzeugloser Montage bzw. Demontage. 



  Üblicherweise sind Targets mit anlageseitigen bzw. quellenseitigen Berandungen des Aufnahmeraumes im wesentlichen bündig montiert, so dass, auch nach Lösen der Befestigung durch Entspannen des Kühlsystems und Rückholen der erfindungsgemäss vorgesehenen Eingreifbolzen, ein manuelles Ergreifen des auszuwechselnden Targets nur schwer möglich ist. 



  Um dies zu erleichtern, wird nach dem Wortlaut von Anspruch 6 vorgegangen, d.h. es wird eine Federanordnung vorgesehen,  welche bei Entriegelung der Eingreifbolzen das Target hochstösst, so dass es bequem ergriffen werden kann. 



  Bezüglich der Entriegelungsmittel zum Rückholen der Eingreifbolzen muss an dieser Stelle ausgeführt werden, dass es ohne weiteres möglich ist, die Eingreifbolzen umgekehrt als in Anspruch 2 spezifiziert nach aussen federnd zu spannen, sie nach Eingreifen formschlüssig in die Einnehmung am Target einzutreiben, d.h. ein mit den Bolzen zum Verriegeln in Eingriff gelangendes Verriegelungsmittel vorzusehen, derart, dass nach Entfernen des Entriegelungsmittels die Eingreifbolzen federgetrieben und selbsttätig das Target freigeben, d.h. nach aussen getrieben werden. 



  Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. 



  Diese zeigen: 
 
   Fig. 1 schematisch und vereinfacht einen Querschnitt durch Kombination einer erfindungsgemässen Anordnung und eines erfindungsgemässen Targets an einer erfindungsgemässen Magnetronquelle, 
   Fig. 2 einen Ausschnitt der Anordnung gemäss Fig. 1 bei verriegelter und gespannter Targethalterung, 
   Fig. 3 eine Darstellung analog zu Fig. 2 bei entriegelter und freigegebener Targetplatte. 
 



  Gemäss Fig. 1 ist ein Target 1, hier in der bevorzugten Plattenform und vorzugsweise rund dargestellt mit bereits fortgeschrittenen Erosionsgräben 13, in einen anlageseitigen bzw. quellenseitigen, für die Targetplatte 1 vorgesehenen Aufnahmeraum 3 eingelegt. Der Aufnahmeraum 3 für eine wie auch immer geformte Targetplatte 1, rund, oval oder rechteckig, aber  vorzugsweise rund, weist mindestens zwei sich gegenüberliegende Wandungsteile 5 auf. Wie schematisch in Fig. 1 angedeutet, ist eine Kühlanordnung rückseitig der Targetplatte an der Quelle vorgesehen, welche grundsätzlich ein Kühlmediumskanalsystem umfasst, das gegen den Aufnahmeraum 3 hin mittels einer wärmeleitenden Membran 7, beispielsweise einer Kupfermembran, dichtend verschlossen ist.

   Eine solche Kühlanordnung kann eine separate Kühlplatte sein, ist bei der Ausführung gemäss Fig. 1 ausgebildet durch die Räume 9, in welche, wie schematisch gezeigt, Kühlmediumsleitungen 11 ein- und ausmünden. Durch sie wird ein Kühlmedium, wie Wasser, druckbeaufschlagt, ein- bzw. ausgelassen. Bei der bevorzugten Realisation der vorliegenden Erfindung an Magnetronquellen sind, wie in Fig. 1 dargestellt, Magnete 10, durch die Membran 7 von der Targetplatte 1 getrennt, vorgesehen. Diese können, wie bekannt, stationär oder bewegt sein, um die Ausbildung des Erosionsgrabens 13 zu beeinflussen.

   In den mindestens zwei sich gegenüberliegenden Wandungsteilen 5 sind im wesentlichen, parallel zur Ebene E der Membran 7, Führungsbohrungen 12 eingearbeitet, bevorzugterweise durchgehend, worin die Eingreifbolzen 14 in bevorzugter Ausführungsform gegen das Innere des Aufnahmeraumes 3 hin mittels Federn 16 federgespannt sind. Detaillierter ist diese Anordnung in den Fig. 2 und 3 ersichtlich. 



  Bei wie in Fig. 1 und 2 dargestellter eingelegter und verspannter Targetplatte 1 greifen die Eingreifbolzen 14 in mindestens eine Einnehmung targetplattenseitig ein. Diese Einnehmung kann durch Bohrungen gebildet sein, ist aber bevorzugterweise eine längsausgedehnte oder gar umlaufende Nut 18. Die Bolzen 14 sind mit Schrägflächen 20 versehen, derart, dass bei Einschieben der Targetplatte 1 dann, wenn die Nut 18 auf die Bolzen 14 ausgerichtet ist, letztere automatisch einschnappen. Die Targetplatte 1 kann dabei senkrecht zur Membranebene eingelegt werden, kann gegebenenfalls aber auch, wie mit der Richtung y in Fig. 1 angedeutet, seitlich oder mindestens auch seitlich in den Aufnahmeraum 3 eingeschoben wer den.

   Entsprechend der Bewegung von Targetplatte zum Ausrichten der Nut 18 auf die Bolzen 14 sind auch die Schrägflächen 20 angeordnet, so dass bei dieser Bewegung die Bolzen vorerst selbsttätig in die in Fig. 3 dargestellte Entriegelungsposition geschoben werden, dies gegen die Kraft der Feder 16, bis sie einschnappen. 



  Im gespannten Zustand ist die Kühlanordnung druckbeaufschlagt, wie in den Fig. 1 und 2 mit p dargestellt, so dass, wie insbesondere in Fig. 2 ersichtlich, die Targetplatte 1 im Bereich 22 an die eingeschnappten Bolzen 14 gepresst wird. 



  Zum Demontieren der Targetplatte 1 wird nach Druckentspannung (p = 0) ein Entriegelungsschieber 24, wie mit dem Pfeil A in Fig. 3 dargestellt, auf eine Schrägfläche 26 an den Bolzen 14 gedrückt, wodurch letzterer gegen die Kraft der Federn 16 aus dem Eingriff mit der Targetplatte 1 geschoben wird. Dies in Richtung des Pfeiles B in Fig. 3. 



  Zur Erleichterung der Targetplattenentnahme sind Stossfedern 28 vorgesehen, welche einerseits quellenseitig abgestützt sind und welche andererseits auf Widerlagerflächen 30 an der Targetplatte 1 wirken. Dadurch wird die Targetplatte im entriegelten Zustand und nachdem, wie in Fig. 3 mit p = 0, dargestellt, die Kühlmediumsanordnung entlastet wurde, in Richtung C hochgehoben, so dass sie einfach ergriffen und entfernt werden kann. Dies ist selbstverständlich vornehmlich dann notwendig, wenn die Quelle eine im wesentlichen nach oben gerichtete zu zerstäubende Fläche entsprechend 13 aufweist. 



  Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist auch der Entriegelungsschieber 24 mittels Federn 34 so vorgespannt, dass er gegen deren Kraft, d.h. selbsttätig rückgeführt, zur Entriegelung der Bolzen 14 in Richtung A eingedrückt werden kann. 

Claims (10)

1. Anordnung für die Montage oder Demontage eines Targets an einer Zerstäubungs- oder Bogenverdampfungsquelle mit einer in Zerstäubungs- oder Verdampfungsrichtung mittels einer im wesentlichen eine Ebene festlegenden Trennmembran (7) verschlossenen, unter Druck eines Kühlmediums setzbaren Kühlkanalanordnung (9) für das Target (1) und mit Befestigungsorganen für das Target, dadurch gekennzeichnet, dass einen Aufnahmeraum (3) für das Target (1) mindestens teilweise definierende, von der Ebene (E) aufragende Wandteile (5) vorgesehen sind, worin im wesentlichen parallel zur Membranebene (E) verschiebliche Eingreifbolzen (14) gelagert sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingreifbolzen (14) federgespannt (16) sind, vorzugsweise gegen den Aufnahmeraum (3) hin.

3.

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gegen den Aufnahmeraum (3) hin endständigen Partien der Bolzen (14), auf der der Membran (7) gegenüber der Kühlkanalanordnung abgekehrten Seite, abgeschrägt (20) sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Wandteile (5) verschiebliche, an letzteren gelagerte Entriegelungsmittel (24) vorgesehen sind, welche, betätigt, die Eingreifbolzen (14) nach aussen treibend, mit letzteren (14) in Wirkverbindung stehen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entriegelungsmittel (24) im wesentlichen senkrecht zur Membranebene (E) an den Wandteilen (5) verschieblich gelagerte Verschiebeorgane umfassen, welche vorzugsweise über Schrägflächen (26) auf die Eingreifbolzen (14) wirken.

6.

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im wesentlichen senkrecht zur Membranebene (E) wirkende Federorgane (28) vorgesehen sind, welche einerseits kühlkanalanordnungsseitig (9) abgestützt sind, andererseits ausgelegt sind zur Abstützung am Target (1).

7. Target zur Montage an einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es in seinen Seitenflächen mindestens eine Einnehmung (18) für die Eingreifbolzen aufweist, vorzugsweise in Form einer längsausgedehnten Nut oder von Einbohrungen.

8.

Zerstäubungs- oder Bogenverdampfungsquelle mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und mit einem Target nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingreifbolzen (14) in die Einnehmung (18) einragen, das Target (1) durch Druckbeaufschlagung der Kanalanordnung (9) mit Kühlmedium, über die Membran (7), mit den Eingreifbolzen (14) verspannt ist.

9. Quelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im wesentlichen senkrecht zur Membranebene (E) wirkende Federorgane (28) sich einerseits kühlkanalanordnungsseitig (4) abstützen, andererseits an das Target (1) gespannt sind.

10. Vakuumprozesskammer mit einer Quelle nach einem der Ansprüche 8 oder 9.