DD280124A1 - Targetbefestigung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Targetbefestigung fuer grosse dielektrische sowie elektrisch leitfaehige metallische Targets an die Targettraegerplatte einer Zerstaeubungsquelle. Zwischen Target und Targettraegerplatte befindet sich eine Klebemasse aus einem selbstaushaertenden Polymer mit einem metallischen Fuellstoffanteil von 40-80 Gew.-% und einer Klebefugendicke von 0,1 bis 0,2 mm. Es werden Targetueberhitzungen vermieden, eine gute elektrische Leitfaehigkeit erreicht und die Elastizitaet der Klebefuge bleibt erhalten.

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Üblicherweise werden Sputtertargets an Kühlvorrichtungen angebracht, da der lonenbeschuß - insbesondere bei Hochratesputteranlagen -zu starker Erwärmung des Targets führt. Es kommt deshalb auf einen guten Wärmekontakt und - beim DC-Sputtern - auch auf guten elektrischen Kontakt zwischen gekühlter Targetträgerplatte und Target an.

Dazu werden mechanische Klemm- und Spannvorrichtungen, Löt- oder Schweißverbindungen, Klebeverbindungen oder Kombinationen daraus verwendet.

Die mechanischen Befestigungen nach DE-OS 351907, DE-OS 3620908 und DD-WP 148964 erfordern eine zerspanende Verformung, die bei elektrisch nichtleitenden Targets besonders nachteilig ist. Weiterhin besteht der Nachteil des schlechten thermischen Kontaktes mit der Kühlplatte. Insbesondere kommt es bei hohen bis mittleren Sputterleistungen zu Verspannungen und Verwerfungen, damit zu noch schlechterem Kontakt bis schließlich zu Aufschmelzungen.

Löt- und Schweißverbindungen erfordern ein lötfähiges Targetmaterial oder zusätzliche und aufwendige Beschichtungsprozesse (meist Schichtsysteme aus haft- und lötfähiger Schicht), um das Target auflöten zu können, öowie eine hohe thermische Belastung während der Löt- und Schweißprozesse.

Als Klebeverbindungen, die diese Nachteile umgehen, werden ausschließlich Kleber auf Epoxiaharzbasis eingesetzt, die lösungsmittelfrei aushärten. Durch eingemischte Pulver, Kugeln, Graphit oder eingelegte Drähte, Metallgeflechte, wird die thermische und elektrische Leitfähigkeit verbessert. Nachteilig hierbei ist, daß nach dem Aushärten die Klebeverbindung so spröde ist, daß es während des Sputterpro*esses, insbesondere bei großen Targets, zu Abplatzungen kommt.

In der DE-OS 2923174 wird deshalb eine Kombination aus Klebe- und Lötverbindungen vorgeschlagen. Im ersten Schritt wird auf das nichtlötfähige Target eine lötfähige Metallfolie aufgeklebt, mit der dann im zweiten Schritt eine Weichlotverbindung zum Kühlkörper hergestellt wird. Nachteil dieser Lösung sind der hohe präparative Aufwand sowie die thermische Belastung.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, für dielektrische abei auch leitfähige metallische Targets eine Targetbefestigung zu schaffen, mit der bei mittleren Leistungsdichten eine hohe Standzeit des Targets erreicht wird und der präparative Aufwand gesenkt wird.

Wesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, für Targets auch aus spröden Materialien oder mit stark unterschiedlichem Wärmeausdehnungskoeff i.'^:snten zwischen Target und Targetträgerplatte eine sichere Targetbefestigung mit guter elektrischer Leitfähigkeit zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird unter Verwendung einer Klebemasse mit metallischem Füllstoff zwischen Target und Targetträgerplatte die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Klebemasse aus einem selbstaushärtenden elastischen Polymer besteht. Der Füllstoffanteil beträgt 40 bis80Gew.-%, und die Klebefugendicke nimmt den Bereich von 0,1 bis 0,2 mm ein.

Durch die so erreichte Wärmeleitfähigkeit des Polymers wird eine Targetüberhitzung während des Hochratesputterns mit Leistungsdichten Pt = 5W/cm² vermieden. Durch den begrenzten Füllstoffanteil wird eine ausreichend gute elektrische Leitfähigkeit von χ = 0,01 Sm"' erreicht sowie die Elastizität in der Klebefuge erhalten.

Es wird insbesondere für große, mechanisch schwer bearbeitbare Targets, z. B. aus Quarz, Keramik, Cermets eine elastische Befestigung erreicht, die Standzeit des Targets erhöht und der präparative Aufwand für die Befestigung gesenkt. Gleichzeitig wird die Ausbeute in den Chargen verbessert.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Ein Target aus SiO₂ und die Targetträgerplatte werden mit Haftvermittler für Silikonkautschukpasten vorbehandelt. Als Klebemasse wird eine selbstaushärtende Silikonkautschukpaste (z. B. N₀ 3000) verwendet, der die vom Hersteller angegebene Menge Vernetzer und 50 Gew.-% Al-Pulver mit einer Kenngröße < 100 pm zugesetzt wird. Nach intensiver Vermischung wird die Klebemasse im Vakuum entgast und auf die große Targetträgerplatte (Durchmesser 160mm) aufgebracht. Die Klobefugendicke von 0,1 bis 0,2mm erreicht man durch Beilage von entsprechenden Blechen an den Kanten der Targetträgerplatte. Nach dem Aufsetzen des Targets unter Druck, wird die überschüssige Klebemasse herausgedrückt und die Bleche entfernt, tlis zur vollständigen Aushärtung ist es vorteilhaft, die Klebeverbindung einem statischen Druck von 7,5 bis lOp/cm² auszusetzen.

Claims (1)

1. Targetbefestigung, vorzugsweise für dielektrische Targets oder Targets aus schwer bearbeitbaren Materialien an die Targetträgerplatte einer Zerstäubungsquelle, bestehend aus einer Klebemasse mit metallischem Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebemasse aus einem selbstaushärtenden Polymer besteht, der Füllstoffanteil 40-60 Gaw.-% beträgt und die Klebefugendicke zwischen Target und Targetträgerplatte den Bereich von 0,1 bis 0,2mm einnimmt.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Targetbefestigung, vorzugsweise für dielektrische Targets, aber auch elektrisch leitfähige metallische Targets an die Targetträgerplatte einer Zerstäubungsquelle. Die Anwendung erfolgt bei DC- und RF-Hochrate-Zerstäubungsquellen nach dem Planar-Plasmairon/Magnetron-Prinzip sowie bei RF-Dioden-Quellen in der Beschichtungstechnik in der Mikroelektronik.