DD216259B1 - TARGET FOR HIGH-RATE DISTORTION OF FERROMAGNETIC MATERIALS - Google Patents
TARGET FOR HIGH-RATE DISTORTION OF FERROMAGNETIC MATERIALS Download PDFInfo
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Description
Ziel der Erfindung ist es, die Mängel des Standes der Technikzu überwinden, die beim Einsatz ferromagnetischer Materialien als Target für Plasmatron-Zerstäubungsquellen auftreten. Es sollen die Voraussetzungen für das Hochrate-Sputtern ferromagnetischer Materialien in produktiven Sputteranlagen geschaffen werden.The aim of the invention is to overcome the shortcomings of the prior art which occur when using ferromagnetic materials as targets for plasmatron sputtering sources. It is intended to create the conditions for the high-rate sputtering of ferromagnetic materials in productive sputtering systems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Target zum Hochrate-Zerstäuben ferromagnetischer Materialien zu schaffen, das sich durch hohe Gebrauchsdauer, niedrige spezifische Targetkosten, hohe Zerstäubungsrate und gleichmäßige Schichtdicke auf den zu beschichtenden Werkstücken auszeichnet und in Plasmatron-Quellen üblicher Bauart eingesetzt werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst daß das Target im Bereich des Ringspaltes der Magneteinrichtung der Plasmatron- Quellen mindestens eine, vorzugsweise jedoch mehrere ringförmig in sich geschlossene ineinanderliegende Nuten besitzt, die parallel zueinander und zum Ringspalt verlaufen. Die Tiefe der Nut beträgt 15 bis 45% der Dicke des Targets und nimmt bei Targets mit mehreren Nuten von innen nach außen je Nut in Stufen von 5 bis 15% der Dicke des Targets zu. Das Verhältnis der Tiefe zur Breite der Nut ist kleiner 1. Die Summe der mittleren Breite der Nuten beträgt 5% bis 20% der Targetbreite bzw. des Targetdurchmessers bei kreisscheibenförmigen Targets. Für die Lage und den Querschnitt der Nuten gilt weiterhin die BeziehungThe invention has for its object to provide a target for high-rate sputtering ferromagnetic materials, which is characterized by high service life, low specific target costs, high sputtering rate and uniform layer thickness on the workpieces to be coated and can be used in Plasmatron sources conventional design. According to the invention the object is achieved in that the target in the region of the annular gap of the magnetic device of the Plasmatron sources has at least one, but preferably a plurality of annular self-contained nested grooves which extend parallel to each other and to the annular gap. The depth of the groove is 15 to 45% of the thickness of the target, and in the multi-groove target from the inside to the outside, increases per groove in increments of 5 to 15% of the thickness of the target. The ratio of the depth to the width of the groove is smaller than 1. The sum of the average width of the grooves is 5% to 20% of the target width or the target diameter for circular disk-shaped targets. For the position and the cross section of the grooves still applies the relationship
Q/(x-x,)dF>0Q / (x-x) dF> 0
Dabei ist χ der Abstand jedes Flächenelementes dF der Querschnittsfläche der Nuten von der Symmetrieachse bzw. dem Mittelpunkt des Targets (für kreisscheibenförmige Targets), x, ist die Koordinate der Mitte des Ringspaltes, und Q bedeutet der gesamte Querschnitt der Nuten. (Die Bezeichnungen sind in Fig. 1 erläutert.)Here, χ is the distance of each surface element dF of the cross-sectional area of the grooves from the axis of symmetry or the center of the target (for circular targets), x, the coordinate of the center of the annular gap, and Q means the entire cross-section of the grooves. (The terms are explained in FIG. 1.)
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß das in die Quelle eingesetzte Target durch Magnetisierung im eingebauten Zustand mittels eines kurzzeitig angeschlossenen Hilfs- und Magnetisierungskreises magnetisch gesättigt ist. Diese Targeteigenschaft wird dadurch hergestellt, daß mit an sich bekannten Einrichtungen, z. B. einem Elektromagneten, dessen Erregung durch Kondensatorstoßentladung erfolgt, die Magneteinrichtung gemeinsam mit dem ferromagnetische!! Target im eingebauten Zustand magnetisiert wird.Another feature of the invention is that the target used in the source is magnetically saturated by magnetization in the installed state by means of a temporarily connected auxiliary and magnetizing circuit. This Targeteigenschaft is prepared by using known per se, for. B. an electromagnet whose excitation is done by capacitor shock discharge, the magnetic device together with the ferromagnetic !! Target is magnetized in the installed state.
Die Gestaltung der erfindungsgemäßen Targets scheint dem Ziel der Erfindung entgegengerichtet zu sein, denn das Target hat im Bereich der Erosion, der die Nutzungsdauer bestimmt, seine geringste Dicke. Überraschenderweise wird jedoch durch diese Gestaltung eine höhere Standzeit des Targets erreicht als ohne Nuten. Das hat seine Ursache darin, daß die insgesamt resultierende Ptasmafokussierung auf dem Target durch die Gestaltung des Targets reduziert wird. Bei GestaJtung des Targets mit mehreren Nuten wird die erodierte Targetfläche weiter vergrößert, Zerstäubung findet auch außerhalb der Nuten im Bereich der Stege zwischen jeweils zwei nebeneinanderliegenden Nuten statt. Das Target ist ungeheizt und wassergekühlt, so daß die Curie-Temperatur weit unterschritten bleibt.The design of the targets according to the invention seems to be contrary to the aim of the invention, because the target has its smallest thickness in the area of erosion, which determines the useful life. Surprisingly, however, a higher service life of the target is achieved by this design than without grooves. This is due to the fact that the overall resulting Ptasmafocusing on the target is reduced by the design of the target. GestaJtung the target with multiple grooves, the eroded target surface is further increased, atomization also takes place outside the grooves in the area of the webs between two adjacent grooves. The target is unheated and water-cooled, so that the Curie temperature falls well below.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Targets wird die Erosionszone auf den Bereich für optimale Targetkühlung und optimale Schichtdickenverteilung fixiert.Due to the design of the target according to the invention, the erosion zone is fixed to the region for optimal target cooling and optimum layer thickness distribution.
In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:
Fig. 1: ein Target mit Magneteinrichtung im Schnitt, Fig.2: ein Target in Draufsicht.Fig. 1: a target with magnetic device in section, Figure 2: a target in plan view.
In einer kontinuierlich arbeitenden Zerstäubungsanlage sollen Schichten aus einer Eisen-Nickel-Legierung FeNi 50/50 mit hoher Kondepsationsrate auf 0,5 m breiten Werkstücken abgeschieden werden, die zu diesem Zweck durch die Anlage geführt werden. Dazu befindet sich in der Anlage eine Plasmatron-Quelle zum Hochrate-Zerstäuben mit rechteckigem Target aus FeNi mit den Abmessungen 600 mm Länge und 150 mm BreiteIn a continuous sputtering system layers of iron-nickel alloy FeNi 50/50 with high Kondepsationsrate on 0.5 m wide workpieces are deposited, which are led for this purpose through the plant. For this purpose, there is a Plasmatron source for high-rate sputtering with rectangular FeNi target with dimensions of 600 mm length and 150 mm width
Das Target 1 ist erfindungsgemäß wie folgt ausgebildet: The target 1 is formed according to the invention as follows:
Die Targetdicke beträgt außerhalb des Bereiches des Ringspaltes 2 7 mm. Auf der Fläche des Targets 1, auf der die Targeterosion stattfindet, sind zwei ringförmig in sich geschlossene ineinanderliegende Nuten 3 gefräst. Die innere Nut ist 5mm breit, die äußere Nut ebenfalls. Der Steg zwischen den beiden Nuten beträgt 10 mm und liegt symmetrisch zur Mitte zwischen dem Rande des inneren und dem inneren Rand des äußeren Polschuhes 4, die den Ringspalt 2 der Magneteinrichtung der Piasmatronquelle bilden. Die äußere Nut 3 ist 3mm tief und die innere Nut 3 2mm gefräst. Gegenüber konventioneilen Targets 1 ohne Nuten aus diesem Material, die eine maximale Dicke von 2 mm haben dürfen, wird die Gebrauchsdauer des Targets 1 verfünffacht. Die Targeterosion erfolgt genau fixiert im Bereich der beiden Nuten 3 und im Bereich des Steges zwischen den Nuten 3. Dadurch ist eine hohe Schichtgleichmäßigkeit auf den Werkstücken in der vollen Nutzbreite von 0,5m gesichert. Das erfindungsgemäße Target 1 ist durch Magnetisierung im eingebauten Zustand mittels eines kurzzeitig angeschlossenen Magnetisierungskreises, der durch das Target 1 selbst und einen aufgesetzten Elektromagneten gebildet wird, magnetisch gesättigt. In analoger Weise erfolgt die Anordnung einer oder mehrerer Nuten bei Targets aus ferromagnetischen Materialien bei jeder geometrischen Form des Targets.The target thickness is outside the range of the annular gap 2 7 mm. On the surface of the target 1, on which the target erosion takes place, two annular self-contained nested grooves 3 are milled. The inner groove is 5mm wide, the outer groove also. The web between the two grooves is 10 mm and lies symmetrically to the center between the edge of the inner and the inner edge of the outer pole piece 4, which form the annular gap 2 of the magnetic device of Piasmatronquelle. The outer groove 3 is 3mm deep and the inner groove 3 2mm milled. Compared with conventional targets 1 without grooves made of this material, which may have a maximum thickness of 2 mm, the service life of the target 1 is quintupled. The target erosion is precisely fixed in the region of the two grooves 3 and in the region of the web between the grooves 3. This ensures a high layer uniformity on the workpieces in the full useful width of 0.5m. The target 1 according to the invention is magnetically saturated by magnetization in the installed state by means of a briefly connected magnetizing circuit, which is formed by the target 1 itself and an attached electromagnet. In an analogous manner, the arrangement of one or more grooves in targets of ferromagnetic materials is carried out at each geometric shape of the target.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD25255983A DD216259B1 (en) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | TARGET FOR HIGH-RATE DISTORTION OF FERROMAGNETIC MATERIALS |
Applications Claiming Priority (1)
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DD25255983A DD216259B1 (en) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | TARGET FOR HIGH-RATE DISTORTION OF FERROMAGNETIC MATERIALS |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD216259A1 DD216259A1 (en) | 1984-12-05 |
DD216259B1 true DD216259B1 (en) | 1989-01-11 |
Family
ID=5548649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD25255983A DD216259B1 (en) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | TARGET FOR HIGH-RATE DISTORTION OF FERROMAGNETIC MATERIALS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD216259B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19819933A1 (en) * | 1998-05-05 | 1999-11-11 | Leybold Systems Gmbh | Target for a cathode sputtering device for producing thin layers |
-
1983
- 1983-06-30 DD DD25255983A patent/DD216259B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19819933A1 (en) * | 1998-05-05 | 1999-11-11 | Leybold Systems Gmbh | Target for a cathode sputtering device for producing thin layers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DD216259A1 (en) | 1984-12-05 |
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