DE102005055255A1

DE102005055255A1 - Verfahren zum Herstellen eines Targets

Info

Publication number: DE102005055255A1
Application number: DE102005055255A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Klug
Original assignee: Applied Materials GmbH and Co KG
Current assignee: Applied Materials GmbH and Co KG
Priority date: 2005-11-19
Filing date: 2005-11-19
Publication date: 2007-05-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Targets durch Lasersintern. Dabei wird pulverförmiges Material über eine Auslassvorrichtung auf einen Targetträger oder auf einer auf dem Targetträger angeordneten Zwischenschicht aufgebracht und mittels Laserstrahlen gesintert. Bei dem Targetträger kann es sich um planare Targetträger oder Targetträgerrohre handeln. Bei diesem Prozess wird der Abstand zwischen zumindest einem Laser und einer Auslassvorrichtung zum auf dem Targetträger befindlichen pulverförmigen Targetmaterial konstant gehalten, sodass das Herstellungsverfahren ein kontinuierlich ablaufender Prozess ist, durch den ein Target mit einer genau definierten Schichtdicke erhalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Targets nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Targets dienen bei einem Beschichtungsprozess mittels Sputtern als Beschichtungsmaterial. Dabei werden im Vakuum aus dem Target Teilchen herausgeschlagen, die in Richtung des zu beschichtenden Materials, dem so genannten Substrat, wandern, wo sie sich niederschlagen. Mittels dieses Sputterprozesses können dadurch auf dem Substrat Schichten von vorgegebener Dicke aufgebracht werden.
Es sind zwei Grundtypen von Targets bekannt: ein planares und ein rohrförmiges Target. Das planare Target hat die Form einer Platte, wohingegegen das runde Target die Form einer Röhre aufweist.
Die Herstellung von planaren Targets kann durch Sintern, z. B. durch Sintern unter Druck erfolgen. Die Materialien, aus denen das Target später einmal bestehen soll, werden dabei unter hohem Druck zusammengepresst. Während dieser hohe Druck aufrechterhalten wird, wird die Temperatur erhöht, wodurch die Materialien zusammensintern. Typischerweise entstehen so Blöcke, die anschließend in Scheiben zerschnitten werden.
Die Herstellung von rohrförmigen Targets ist hingegen aufwändiger, da das pulverförmige Targetmaterial auf einem Rohr aufgebracht werden muss und erst anschließend gesintert werden kann.
Des Weiteren ist neben dem Sintern unter Druck auch noch das Plasmasprühen für die Herstellung von rohrförmigen und ebenen Targets bekannt.
Die durch Sintern unter Druck hergestellten Targets können zusätzlich noch nachverdichtet werden.

So ist es bekannt, dass ein unter Druck gesintertes Pulver bei erhöhter Temperatur ein zweites Mal gesintert und anschließend mittels Laser an der Oberfläche nachverdichtet wird ( JP 60215761 A ). Dieses Sintern mittels Laser wird auch als selektives Lasersintern (SLS) bezeichnet.

Ein Verfahren, bei dem ein unter Druck gesintertes Pulver anschließend zusätzlich mittels Laser an einer Oberfläche zu einem großflächigen Target gesintert wird, ist ebenfalls bekannt ( DD 293 766 A5 ). Bei diesem Verfahren wird aus einem Pulvergemisch ein Grünling gepresst, der sodann durch Laserstrahleneinwirkung an der Oberfläche verfestigt wird.

Vorgeschlagen wird neben dem Sintern mit einem Laser auch ein Beschuss mit Elektronen oder mit Plasma ( JP 5086461 A ).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, planare und auch rohrförmige Targets direkt durch Lasersintern herzustellen.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Herstellen eines Targets durch Lasersintern. Dabei wird pulverförmiges Material über eine Auslassvorrichtung auf einen Targetträger oder auf einer auf dem Targetträger angeordneten Zwischenschicht aufgebracht und mittels Laserstrahlen gesintert. Bei dem Targetträger kann es sich um planare Targetträger oder Targetträgerrohre handeln. Bei diesem Prozess wird der Abstand zwischen zumindest einem Laser und Auslassvorrichtung zum auf dem Targetträger befindlichen pulverförmigen Targetmaterial konstant gehalten, sodass das Herstellungsverfahren ein kontinuierlich ablaufender Prozess ist, durch den ein Target mit einer genau definierten Schichtdicke erhalten wird.

Dadurch, dass das Target direkt durch Lasersintern hergestellt wird, kann auf das Herstellen eines vorgesinterten Produkts verzichtet werden. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass im Vakuum, unter Atmosphäre oder unter Schutzgas auf ein Trägermaterial oder eine Form, wie zum Beispiel eine Negativ-Form, eine dünne Schicht an Pulver aufgetragen wird. Dabei kann das Pulver mittels elektrostatischer Aufladung sowie unter Ausnutzung der Gravitation auf dem Trägermaterial gehalten werden. Anschließend wird es direkt mittels Lasersinterns verdichtet.

Das Pulver kann aus nur einer Substanz oder aus einer Mischung mehrerer Substanzen bestehen, aus der das spätere Target bestehen soll.

Nachdem das Pulver mittels Lasersintern verfestigt wurde, wird eine neue Pulverschicht aufgetragen und diese mittels Laser gesintert. Der Abstand zwischen dem Laser und dem zu sinternden Pulver kann dabei konstant gehalten werden. Soll der Abstand zum Beispiel konstant gehalten werden, so wird dies dadurch erreicht, dass, nachdem eine gesinterte Schicht entstanden ist, der optische Abstand zwischen Laser und gesinterter Schicht um die Schichtdicke der vorher entstandenen Schicht vergrößert wird. Laser und Targetträger können also relativ zueinander bewegt werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die durch Lasersintern entstandenen Targets nicht mehr zerschnitten werden müssen, was den Materialverlust erheblich reduziert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Targetmaterial, wie z. B. im Falle eines ITO-Targets, sehr teuer ist.

Vorteilhaft ist auch, dass Rohrtargets einfach hergestellt werden können. Dazu wird ein Pulver bzw. eine Pulvermischung entweder direkt auf einen zylindrischen Targetträger oder auf einer auf dem zylindrischen Targetträger vorgesehenen Zwischenschicht aufgebracht. Bei dieser Zwischenschicht kann es sich je nach Anwendung um eine Haftvermittler- oder eine Trennschicht handeln. Wird zum Beispiel eine Grafitschicht als Trennschicht eingesetzt, so dient diese Grafitschicht dazu, dass das durch Lasersintern hergestellte Target leicht wieder vom Targetträger entfernt werden kann. Eine Haftvermittler-Schicht wird dann eingesetzt, wenn das Targetmaterial an dem Targetträgerrohr haften soll, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn ein guter Wärmeübergang zwischen Target und Targetträgerrohr gewünscht ist.

Bei diesem Prozess wird das Pulver direkt, nachdem es auf das rohrförmige Target gelangt, mittels eines Lasers gesintert, wobei das Targetträgerrohr bei einem Ausführungsbeispiel kontinuierlich um die eigene Längsachse gedreht werden kann. Diese Bewegung hat den Vorteil, dass der Prozess kontinuierlich abläuft, da weiterhin Pulver auf das Targetträgerrohr gebracht wird und das Pulver sofort mittels der vom Laser kommenden Laserstrahlen gesintert wird. Einem Verdampfen des Pulvers wird damit entgegengesteuert, dass die Temperatur weit unterhalb des Siedepunkts gehalten wird.

Damit ist es möglich, kontinuierlich mehrere Schichten auf das Targetträgerrohr aufzutragen, bis das Target die gewünschte Schichtdicke hat.

Es versteht sich, dass nicht nur ein Targetrohr, sondern auch Ringe, die hintereinander aufgesteckt sind, wie dies z. B. in JP 07 728 967 A der Fall ist, mit dieser Methode hergestellt werden können. Ein aufwändiges Bonden oder Klemmen des rohrförmigen Targets oder der hintereinander aufgesteckten Ringe („Slip-on-Ringe") entfällt damit.

Der Prozess zeichnet sich ferner durch eine nur kurze Dauer sowie eine gute Reproduzierbarkeit aus. Die so hergestellten Targets besitzen nicht nur eine gleichmäßige Dicke, sondern auch eine hohe Dichte, was eine hohe Qualität der Beschichtung mit sich bringt. Sie können damit ohne aufwändiges Nachbearbeiten gleich verwendet werden.

Ferner ist es möglich, über einen Regler die Intensität des Laserstrahls zu jedem Zeitpunkt konstant zu halten oder je nach Bedarf zu variieren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung für die Herstellung eines planaren Targets mittels Lasersinterns;
2 eine perspektivische Ansicht einer Variante der in 1 dargestellten Anordnung;
3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Variante der in 1 dargestellten Anordnung;
4 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung für die Herstellung eines rohrförmigen Targets mittels Lasersinterns;
5 einen Schnitt entlang C-C' durch das in 4 dargestellte Targetträgerrohr während eines laufenden Prozesses;
6 eine Variante der in 4 dargestellten Anordnung;
7 einen Ausschnitt eines unteren Bereichs mit Öffnungen der in 3 dargestellten Auslassvorrichtung;
8 einen planaren Targetträger mit einem Fertigungsrahmen;
8a einen Schnitt entlang E-E' durch die in 8 dargestellte Anordnung;
9 einen rohrförmigen Targetträger mit einer daran angebrachten Trennschicht sowie zwei abgrenzenden Platten;
10 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung für die Herstellung eines rohrförmigen Targets mittels Lasersintern, wobei der Laserstrahl aufgefächert ist;
11a eine perspektivische Ansicht einer weiteren Variante einer Anordnung für die Herstellung eines planaren Targets mit mehreren Lasern;
11b eine Seitenansicht der Anordnung für die Herstellung eines planaren Targets gemäß 11a;
12 eine Variante der in 11b gezeigten Anordnung.
Dargestellt ist, wie ein Target 1 auf einem Targetträger 2 aufgebracht wird. Dabei handelt es sich – wie in 1 gezeigt – um einen planaren Targetträger 2. Das Target 1 besteht aus einer direkt auf dem Targetträger 2 liegenden Targetschicht 4 und einem auf dieser Targetschicht 4 liegenden Teil einer weiteren Targetschicht 3. Dabei befindet sich die Targetschicht 3 gerade im Entstehen. Dies geschieht dadurch, dass über eine rohrförmige Auslassvorrichtung 5 ein Pulver, vorzugsweise ein Nano-Pulver auf eine Oberfläche 6 der Targetschicht 4 gegeben wird. Dabei wird das pulverförmige Targetmaterial beispielsweise durch elektrostatische Aufladung am Targetträger gehalten, bis es gesintert wird.
Zwischen dem Targetträger 2 und der Targetschicht 4 kann auch noch eine Zwischenschicht angeordnet sein. Bei einer solchen Zwischenschicht kann es sich beispielsweise um eine Haftvermittler- oder eine Trennschicht handeln. Als Beispiel einer solchen Trennschicht ist eine Grafitschicht zu nennen.
Diese Auslassvorrichtung 5 kann, wie in 1 dargestellt, rohrförmig ausgebildet sein, wobei nur eine solche Menge an Pulver auf die Oberfläche 6 der Targetschicht 4 gebracht wird, die ausreicht, um eine Schicht zu bilden, die die gleiche Schichtdicke besitzt wie die zuvor gebildeten Schichten. Es versteht sich, dass die Menge an aufgebrachtem Pulver regelbar ist.
Das Pulver besitzt vorzugsweise die Zusammensetzung, die auch das Target besitzen soll. So kann, wenn das spätere Targetmaterial aus ITO bestehen soll, das Pulver eine Mischung aus Indium- und Zinnoxid oder aber auch ein Pulver des Mischoxids sein. Besteht das Pulver aus verschiedenen Verbindungen, so wird dieses Pulver vorher eingehend vermischt, um eine homogene Pulvermischung zu erhalten.
Zum Herstellen eines suboxidischen Targets ist es möglich, eine homogene Mischung aus Indiumoxid, Zinnoxid, Indium und/oder Zinn im gewünschten Mischungsverhältnis zu verwenden. Da die Metalle Indium und Zinn bereits bei niedrigerer Temperatur zu verarbeiten sind als keramische Anteile, wirken Indium bzw. Zinn als eine Art Lötmaterial.
Das Pulver wird über eine Öffnung 7 der Auslassvorrichtung 5 auf die Oberfläche 6 der Targetschicht 4 gebracht, wobei die Öffnung 7 der Auslassvorrichtung 5 einen Mindestabstand von der Oberfläche 6 aufweist. So kann dieser Mindestabstand beispielsweise das 1 1/2-Fache einer Schichtdicke einer Targetschicht betragen.
Während des Aufbringens des Pulvers auf die Oberfläche 6 bewegt sich die Auslassvorrichtung 5 entlang der Richtung des Pfeils 9, d. h. entlang A'-A respektive A'''-A''.
Das die Auslassvorrichtung 5 verlassende Pulver wird an der Stelle 11 der Oberfläche 6 mittels Laserstrahlen gesintert. Diese Laserstrahlen werden von einem Laser 10 abgegeben, dessen Strahl auf das zu sinternde Material fokussiert ist oder dessen Strahl einen Brennfleck von definiertem Durchmesser aufweist. Daher ist es nötig, dass er immer den gleichen optischen Abstand zum aufgetragenen Pulver aufweist, das es zu sintern gilt. Damit ist gewährleistet, dass das Sintern sehr gleichmäßig erfolgt, da die Strahlenintensität an der Stelle des aufgetragenen Pulvers immer gleich groß ist.
Besonders wichtig ist es jedoch, dass der Abstand zwischen der Auslassvorrichtung 5 und dem Targetträger 2 bzw. auf dem Targetträger 2 bereits angebrachten Schichten 3, 4 des gesinterten Pulvers konstant gehalten wird.
Die Intensität des Lasers kann über einen Regler, der hier nicht näher dargestellt und gezeigt ist, genau eingestellt werden. Dies hat zum Beispiel den Vorteil, dass eine hohe Leistung eingestellt werden kann, wenn das Pulver schmelzen soll, um dann wieder aus der Schmelze zu rekristallisieren. Durch diese Rekristallisation können zum Beispiel Mischkristalle unterschiedlicher Zusammensetzung erhalten werden.
Soll jedoch eine solche Rekristallisation vermieden werden, so kann über den Regler die Intensität oder Leistung des Lasers entsprechend herabgesetzt werden.
Ein zusätzlicher Vorteil eines solchen Reglers besteht ferner darin, dass Intensitätsschwankungen des Lasers in der Form geregelt werden können, dass zu jedem Zeitpunkt des Sinterns die Strahlungsintensität konstant ist.
Wie die Auslassvorrichtung 5 in Richtung des Pfeils 9 so wird auch der Laser 10 in Richtung des Pfeils 8, d. h. in dieselbe Richtung bewegt. Dabei ist die Geschwindigkeit, mit der der Laser 10 und die Auslassvorrichtung 5 bewegt werden, vorzugsweise gleich groß.
Da der Sinterprozess mittels Laser ein sehr schneller Prozess ist, wird das Pulver direkt nach Auftreffen auf die Oberfläche 6 gesintert. Dadurch ist ein kontinuierlicher Prozess gewährleistet.
Der Laser 10 und die Auslassvorrichtung 5 werden sowohl entlang der Linie A-A' (A''-A''') als auch entlang der Linie A-A'' (A'-A''') bewegt, wobei beide Linien parallel zueinander verlaufen. Dargestellt ist dies durch die Doppelpfeile 12 und 13. Laser 10 und Auslassvorrichtung 5 bewegen sich bidirektional und damit etwas anders als ein Elektronenstrahl auf einem Röhren-Bildschirm, bei dem Zeilensprünge auftreten. Hierbei wird kontinuierlich Pulver auf die Oberfläche 6 der Targetschicht 4 gebracht. Dieses Pulver wird, sobald es auf die Oberfläche 6 gelangt ist, mittels des Lasers 10 gesintert.
Ist die Kante 14 der Oberfläche 6 erreicht und damit die Reihe abgeschlossen, so bewegt sich die Auslassvorrichtung 5 entlang A''-A bzw. A'''-A', um die nächste Reihe herzustellen. Damit der Abstand zwischen Laser 10 und Auslassvorrichtung 5 gleich groß bleibt, bewegt sich auch der Laser 10 in diese Richtung, d. h. entlang A''-A bzw. A'''-A'.
Nun beginnt der Prozess von neuem, wobei die Auslassvorrichtung 5 in Richtung des Pfeils 16 und der Laser 10 in Richtung des Pfeils 17 bewegt werden, bis die Kante 15 erreicht ist. Jetzt wird die Auslassvorrichtung 5 wiederum entlang A-A' bzw. A''-A''' bewegt, damit eine neue Reihe, nun jedoch wieder in Richtung 9, gebildet werden kann.
Der Laser 10 wird entsprechend der Auslassvorrichtung 5 bewegt, damit der Abstand zwischen dem Laser 10 und der Auslassvorrichtung 5 konstant bleibt. Der Prozess läuft somit kontinuierlich ab, bis die gesamte Oberfläche 6 der Targetschicht 4 belegt ist.
Der Targetträger 2 wird, nachdem die Herstellung der Targetschicht 3 abgeschlossen ist, in Richtung des Pfeils 18 bewegt, sodass eine weitere Schicht aufgebaut werden kann. Die durch die Bewegung in Richtung des Pfeils 18 zurückgelegte Strecke entspricht vorzugsweise der Dicke der gerade gebildeten Targetschicht 3. Es ist damit klar, dass Laser 10 und Auslassvorrichtung 5 immer den gleichen Abstand zur neu gebildeten Targetschicht besitzen.
Dieser Prozess wird so lange wiederholt, bis die gewünschte Schichtdicke des Targets 1 erreicht ist.
Das Sintern des Pulvers kann aber auch in der Art und Weise geschehen, dass das Pulver als eine erste Schicht auf die gesamte Oberfläche des planaren Targetträgers 2 aufgebracht wird. Anschließend wird diese erste Schicht an Pulver von dem Laser 10 gesintert. Ist diese erste Pulverschicht gesintert worden, so wird die nächste Schicht an Pulver aufgebracht, die dann ebenfalls in einem Stück gesintert wird. In diesem Fall kann das Pulver, wie in den 6 und 7 gezeigt und in der entsprechenden Beschreibung näher erläutert, linienförmig aufgetragen werden, wobei die Pulverlinie die ganze Targetlänge überdeckt.
Der Prozess kann im Vakuum, unter Atmosphäre oder unter Schutzgas ablaufen, wobei CO₂-Laser oder YAG-Laser (= Yttrium-Aluminium-Granat-Laser) bevorzugt verwendet werden. Bei den YAG-Lasern ist der NdYAG-Laser (Neodym-YAG-Laser) besonders hervorzuheben. Da die Frequenz der Laserstrahlung an das zu sinternde Material angepasst werden muss, werden bevorzugt Laser eingesetzt, deren Frequenz abstimmbar ist. So werden neben Lasern mit festen Frequenzbereichen wie zum Beispiel CO₂-Lasern (Infrarotbereich) und YAG-Lasern (sichtbarer Bereich) und Eximer-Laser (UV-Bereich) zum Beispiel auch Farbstoff-Laser eingesetzt. Farbstoff-Laser haben den Vorteil, dass ihre Frequenz über einen weiten Bereich eingestellt werden kann.
2 zeigt eine Variante der in 1 gezeigten Anordnung. Der Laser 19 sintert nun nicht mehr direkt das pulverförmige Targetmaterial, sondern die Laserstrahlen erreichen erst einen Spiegel 20, der dann die Laserstrahlen auf das Pulver lenkt. Damit ist der Laser 19 vorzugsweise ortsfest angeordnet.
Der Spiegel 20 hingegen ist im Raum frei beweglich, sodass der Abstand zum zu sinternden Pulver entsprechend eingestellt werden kann. Zusätzlich kann die Strahlenintensität über einen Leistungsregler gesteuert werden, sodass zu jedem Zeitpunkt die auf das Pulver treffende Strahlenintensität gleich hoch ist.
Dabei ist es möglich, den Laser 19 fest anzuordnen, sodass nunmehr nur der Spiegel 20 bewegt wird. Hierbei ist es ausreichend, dass der Spiegel 20 eine Drehbewegung um zwei zueinander senkrechte Drehachsen ausführt.
Handelt es sich bei dem Spiegel 20 um einen Planspiegel, so ist es lediglich nötig, den Laser 19 und den Spiegel 20 zueinander auszurichten. Sind Laser 19 und Spiegel 20 einmal justiert worden, so muss nur noch der Spiegel 20 gedreht werden, um den Laserstrahl auf die gewünschte Stelle zu lenken. Der dafür eingestellte parallele Strahlengang hat insbesondere den Vorteil, dass der Abstand zwischen Laser, vorzugsweise einem CO₂-Laser, und Targetoberfläche keine Rolle mehr spielt, da die Leistungsdichte eines solchen Laserstrahls auch über eine sehr große Distanz nahezu konstant bleibt, womit an allen Auftreffpunkten die Strahlenintensität gleich groß ist. Wird die Laseroptik auf einen parallelen Strahlengang eingestellt, so kann nicht mit einer Optik gearbeitet werden, die den Laserstrahl auf die Targetoberfläche fokussiert. Es erfolgt somit ein Scannen der zu sinternden Oberfläche.
Dadurch ist die Anordnung weniger anfällig für Störungen.
Ist hingegen gewünscht, den Laserstrahl zu fokussieren, so kann ein sphärischer Spiegel eingesetzt werden.
3 zeigt eine weitere Variante der in 1 dargestellten Anordnung in einer perspektivischen Ansicht. Gezeigt ist ein in Richtung des Pfeils 23 bewegbarer Targetträger 26 mit einer darauf angebrachten Zwischenschicht 27. Dabei befindet sich der Prozess noch im Anfangsstadium, d. h. es ist noch kein pulverförmiges Material auf die Oberfläche 28 der Zwischenschicht 27 aufgebracht worden. Wie auch in 1 gezeigt und dort beschrieben, kann der Laser 29 bewegt werden, was durch den Doppelpfeil 30 angedeutet ist.
Im Gegensatz zu der in 1 gezeigten Auslassvorrichtung 5 ist in 3 eine Auslassvorrichtung 31 dargestellt, die in Richtung der Pfeile 24 bzw. 25 bewegbar ist. Die Auslassvorrichtung erstreckt sich von der Seite 32 bis zur Seite 33 des Targetträgers 26. Diese Auslassvorrichtung 31 verfügt auf ihrer Unterseite über mindestens eine sich über die ganze Breite erstreckende Öffnung 34, vorzugsweise jedoch über mehrere Öffnungen, wie in 7 näher dargestellt ist.
Wird der Prozess in Gang gesetzt, wird aus der zumindest einen Öffnung 34 ein pulverförmiges Targetmaterial auf die Oberfläche 28 der Zwischenschicht 27 aufgebracht, wobei dieses Pulver eine Linie bildet, die sich von der Seite 32 bis zur Seite 33 des Targetträgers 26 erstreckt. Dabei kann die Auslassvorrichtung 31 in die Richtungen des Pfeils 35 eine Rüttelbewegung durchführen, sodass sich eine Linie mit gleichmäßiger Dicke und Form bildet. Danach kann mittels des Lasers 29 der Sinterprozess in Gang gebracht werden, wobei der Laser 29 nun von der Seite 32 bis zur Seite 33, d. h. entlang des Pfeils 36 bewegt wird.
Da sich der Laser 29 gleichmäßig in Richtung des Pfeils 36 bewegt, wird auch die Linie aus Pulver gleichmäßig gesintert. Ist der Prozess abgeschlossen, wird die Auslassvorrichtung 31 in Richtung des Pfeils 24 bewegt und eine weitere Linie an Pulver in direkter Nachbarschaft zur ersten Linie des eben gesinterten Targetmaterials auf die Oberfläche 28 der Zwischenschicht 27 aufgebracht.
Der Sinterprozess kann erneut gestartet werden, wobei sich der Laser 29 zuerst in Richtung des Pfeils 37 bewegt haben muss. Damit wird gewährleistet, dass die Intensität der auf das Pulver kommenden Laserstrahlen gleich hoch ist, wobei die Intensität zusätzlich noch über einen hier nicht dargestellten Leistungsregler eingestellt werden kann.
Der Laser 29 sintert nun die nächste Linie an Pulver, wobei er in Richtung des Pfeils 38 bewegt wird.
Dieser Prozess wird so lange wiederholt, bis die erste Schicht aus gesintertem Pulver gebildet wurde. Danach wird der Targetträger 26 in Richtung des Pfeils 23 bewegt und der Prozess kann erneut beginnen, bis das Target die gewünschte Schichtdicke besitzt.
Auch ist es möglich, dass nicht die Auslassvorrichtung 31 in Richtung der Pfeile 24 bzw. 25 bewegt wird, sondern dass der Targetträger 26 diese Bewegung ausführt.
Anstatt nur eines Lasers können auch mehrere Laser in einer Reihe angeordnet werden, wie es in 6 dargestellt und dort auch näher beschrieben ist.
Außerdem kann die Bewegung der Auslassvorrichtung 31 nicht im hinteren Bereich beginnen und dann in Richtung des Pfeils 24 nach vorne wandern, sondern vorne beginnen und dann in Richtung des Pfeils 25 nach hinten wandern.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Herstellungsverfahrens für ein rohrförmiges Target mittels Lasersinterns im Vakuum, wobei der Beginn eines Sinterprozesses dargestellt ist. Obwohl es prinzipiell auch möglich ist, den Prozess des Lasersinterns unter Normaldruck durchzuführen (z. B. in einer inerten Umgebung, wie beispielsweise unter Helium), so hat Vakuum doch den Vorteil, dass es dadurch nicht zu Lufteinschlüssen oder Verunreinigungen innerhalb des Targetmaterials kommt.
Ein weiterer Vorteil des Sinterns im Vakuum ist, dass das Targetpulver ohne störende Konvektion des Umgebungsgases aufgetragen werden kann. Vor allem bei der Verarbeitung von Nanopulvern muss bei einem an Atmosphäre stattfindenden Prozess jegliche Luftbewegung verhindert werden, da ansonsten das Nanopulver fortgetragen wird, bevor es den Targetträger erreicht.
Zu erkennen ist in 4 eine Targetform, zum Beispiel ein Targetträgerrohr 39, das mit einer Zwischenschicht 40 umgeben ist. Diese Zwischenschicht 40 dient beispielsweise dazu, dass das fertiggestellte Target leicht wieder vom Targetträgerrohr 39 entfernt werden kann. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass eine Haftschicht eine solche Zwischenschicht 40 bildet.
An den Seiten weist das Targetträgerrohr 39 zwei Befestigungsmöglichkeiten 41, 42 auf, über die das Targetträgerrohr 39 mit einer hier nicht dargestellten Vorrichtung in Verbindung steht. Diese Vorrichtung verfügt über einen Motor, sodass das Targetträgerrohr 39 um seine Längsachse (B-B'), zum Beispiel in Richtung des Pfeils 43 gedreht werden kann.
Ferner kann mit der Vorrichtung das Targetträgerrohr 39 in Richtung des Doppelpfeils 44 bewegt werden. Da das Targetträgerrohr 39 vorzugsweise parallel zum Boden oder zu einer ebenen Platte angeordnet ist, kann das Targetträgerrohr 39 somit senkrecht zum Boden hin oder vom Boden weg bewegt werden.
Oberhalb des Targetträgerrohrs 39 ist eine Auslassvorrichtung 45 angeordnet, wobei diese ähnlich wie die in 1 beschriebene Auslassvorrichtung 5 aufgebaut ist. In einem genau definierten Abstand zur Oberfläche 46 der Zwischenschicht 40 sowie zur Auslassvorrichtung 45 ist ein Laser 47 angeordnet.
Wird der Herstellungsprozess gestartet, wird eine definierte Menge an Pulver aus der Öffnung 48 der Auslassvorrichtung 45 gelassen, welches auf die Oberfläche 46 der Zwischenschicht 40 gelangt. Dabei kann das Pulver zum Beispiel durch elektrostatische Aufladung am Targetträgerrohr gehalten werden. Zu Beginn des Prozesses kann aber auch eine Auffangleiste 99 in der Nähe des oberen Scheitelpunkts 100 des Targetträgerrohrs 39 angeordnet sein. Diese Auffangleiste 99 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Targetträgerrohrs 39. Durch die Auffangleiste 99 wird verhindert, dass das zu Beginn des Sinterprozesses auf die Oberfläche 46 der Zwischenschicht 40 aufgetragene Pulver von dort herunterfällt. Auf diese Weise kann sowohl punkt- als auch linienförmig gesintert werden.
Am Targetträgerrohr wird das Pulver von den Laserstrahlen des Lasers 47 gesintert, wobei hier wiederum bevorzugt YAG- oder CO₂-Laser eingesetzt werden. Es können jedoch auch Farbstofflaser eingesetzt werden. Auslassvorrichtung 45 und Laser 47 werden dabei mit der gleichen Geschwindigkeit kontinuierlich in Richtung 49, 50 bewegt. Auch die Auffangleiste 99 bewegt sich in diese Richtung, bis das andere Ende des Targetträgerrohrs 39 erreicht ist. Anschließend wird die Auffangleiste 99 entfernt, da nun die gebildete erste Linie an gesintertem Targetmaterial die Auffangleiste 99 ersetzt.
Ist das andere Ende des Targetträgerrohrs 39 mit der angebrachten Zwischenschicht 40 erreicht, so hat sich, da das Targetträgerrohr 39 bisher nicht bewegt wurde, eine linienförmige Targetschicht aufgebaut, die eine genau definierte Schichtdicke und Breite besitzt. Nun wird das Targetträgerrohr 39 um die Achse gedreht, und zwar um einen Winkel α, wobei vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, n = 360°/α gilt. Dabei gibt n die Anzahl der Linien, die eine Targetschicht bilden, an.
Ist das Targetträgerrohr 39 um diesen Winkel α gedreht worden, so beginnt der Prozess erneut, wobei nun Laser 47 und Auslassvorrichtung 45 in die andere Richtung, d. h. in Richtung der Pfeile 51, 52 bewegt werden. Dieser Prozess wird so oft wiederholt, bis die erste Targetschicht gebildet worden ist.
Nun wird das Targetträgerrohr 39 in Richtung des Pfeils 53, d. h. in Richtung auf den nicht dargestellten Boden bewegt. Dabei entspricht die Strecke dieser Bewegung vorzugsweise genau der Schichtdicke der ersten gesinterten rohrförmigen Targetschicht.
Der Prozess kann wieder von vorne beginnen, bis das rohrförmige Target die gewünschte Schichtdicke besitzt. Dabei spielt es keine Rolle, welche Teile welche Bewegungen aus führen, da es sich lediglich um eine Relativbewegung handelt. So kann beispielsweise das Targetträgerrohr 39 in Richtung des Doppelpfeils 54 bewegt werden, wobei die Auslassvorrichtung 45 sowie der Laser 47 fest an einem Ort angeordnet sind.
Das Prinzip ist damit ähnlich wie bei der Herstellung planarer Targets, da das Targetträgerrohr 39 ebenfalls von der Auslassvorrichtung 45 weg bewegt wird, wobei Laser 47 und Auslassvorrichtung 45 entlang einer Ebene bewegt werden.
Einer intensiven Nachbehandlung der Oberfläche nach Beendigung des Herstellungsverfahrens bedarf es damit nicht mehr.
5 zeigt einen Schnitt entlang C-C' durch das in 4 dargestellte Targetträgerrohr 39 während eines laufenden Prozesses. Zu erkennen ist das Targetträgerrohr 39 mit einer Achse 55, um die sich das Targetträgerrohr 39 drehen kann, was durch den Pfeil 43 angedeutet ist. Auf der auf dem Targetträgerrohr 39 angeordneten Zwischenschicht 40 befindet sich bereits ein Teil einer ersten Targetschicht 56.
Die Zwischenschicht 40 besteht aus einem flexiblen Material, das zum Ausgleich der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Targetmaterial und Targetträgerrohr 39 dient. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Wert des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den beiden Wärmeausdehnungskoeffizienten von Targetmaterial und Targetträgerrohr 39 liegt. Dabei besitzt das Targetmaterial häufig den kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten. Auch die Struktur der Zwischenschicht kann dazu beitragen, dass die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Targetträgerrohr und Targetmaterial optimal ausgeglichen werden. So kann die Zwischenschicht beispielsweise schwammartig aufgebaut sein, wodurch gewährleistet wird, dass der bei dem Sinterprozess entstehende Zwischenraum, d. h. der Raum zwischen Targetmaterial und Targetträgerrohr von der Zwischenschicht optimal ausgefüllt wird.
Ist der Unterschied der Ausdehnungskoeffizienten gering, so kann die Dicke der Zwischenschicht weniger als 1 mm betragen.
Sind die Unterschiede der Ausdehnungskoeffizienten hingegen groß, so muss der Ausdehnungskoeffizient der Zwischenschicht ebenfalls groß sein.
Wie in 5 weiterhin zu sehen, besitzt die erste Targetschicht 56 einen Bereich 56'. Dieser Bereich 56' weist eine Dicke auf, die sanft aber stetig ansteigt, bis die gewünschte Dicke der ersten Schicht erreicht ist.
Diese sanft ansteigende Dicke hat den Vorteil, dass nach einer Umdrehung des Targetträgerrohrs 39 um vorzugsweise 360° – α die nächste zu bildende Schicht eine rampenartige Schicht vorfindet, auf der sie gebildet wird. Das wiederum hat den Vorteil, dass es in diesem Bereich 56' nicht zur Bildung von Hohlräumen kommt, die nicht mit Target material gefüllt sind, wie es der Fall sein kann, wenn der Bereich 56' eine scharf abfallende Kante aufweisen würde.
Targetträgerrohre mit einem großen Durchmesser sind für die Bildung von flach ansteigenden Endbereichen von Targetschichten besonders gut geeignet, da diese Targetträgerrohre eine weniger starke Krümmung haben als Targetträgerrohre mit einem sehr kleinen Durchmesser.
Es ist auch zu sehen, dass auf der Zwischenschicht 40 ein Pulver 57 aufgebracht ist, welches direkt durch vom Laser 47 kommende Laserstrahlen gesintert wird. Wie hier gezeigt, muss der Laser 47 nicht in einem 90°-Winkel zur Auslassvorrichtung angeordnet sein, da nur der optische Abstand zum Pulver von Bedeutung ist.
Dabei ist ersichtlich, dass durch Weglassen der Zwischenschicht 40 die Targetschicht auch direkt auf dem Targetträgerrohr 39 angebracht werden kann.
Um das System zusätzlich zu stabilisieren, kann der Laser auch ortsfest angebracht werden, wobei – wie in 2 beschrieben und dargestellt – ein Spiegel den vom Laser kommenden Laserstrahl auf das zu sinternde Pulver lenkt.
Es können nicht nur ganze rohrförmige Targets, sondern auch Slip-on-Ringe durch dieses Verfahren hergestellt werden, die wegen der auf dem Targetträgerrohr angeordneten Zwischenschicht nach Abschluss des Prozesses leicht wieder entfernt werden können.
Es ist auch möglich, ein rohrförmiges Target zur Nachverdichtung auf ein Targetträgerrohr aufzusetzen, um das Target durch Bestrahlung mit Laserstrahlen nachzuverdichten.
6 zeigt eine Variante des in 4 dargestellten Herstellungsprozesses. Sie zeigt ein Targetträgerrohr 58 mit Befestigungsmöglichkeiten 59, 60 sowie einer auf dem Targetträgerrohr 58 angeordneten Zwischenschicht 61. Die Befestigungsmöglichkeiten 59, 60 bilden eine Achse D-D', um die das Targetträgerrohr 58 sich in Richtung 62 bewegen kann. Da 6 eine Momentaufnahme während des Lasersinterverfahrens zeigt, ist auf der Oberfläche 63 der Zwischenschicht 61 bereits ein Teil einer ersten Targetschicht 64 angebracht.
Zu sehen ist auch eine Auslassvorrichtung 65, die sich über die gesamte Länge des Targetträgerrohrs 58 erstreckt. Diese Auslassvorrichtung 65 besitzt fast über den ganzen unteren Bereich 66 zumindest eine Öffnung. Dieser untere Bereich 66 wird in 7 näher dargestellt und erläutert.
Ferner sind mehrere Laser 67 bis 72 in einer Reihe in Längsrichtung D-D' angeordnet. Diese Laser 67 bis 72 sintern das aus den Öffnungen des Bereichs 66 kommende Pulver direkt. Da die Auslassvorrichtung 65 eine Linie aus Pulver auf die Oberfläche 63 der Zwischenschicht 61 gibt und die Laser 67 bis 72 die gesamte Pulverlinie bestrahlen, wird die Linie komplett gesintert. Eine Bewegung der Laser 67 bis 72 oder der Auslassvorrichtung 65, wie in 1 gezeigt und beschrieben, ist damit nicht mehr nötig. Um jedoch eine noch gleichmäßigere Belegung mit Pulver zu erreichen, kann die Auslassvorrichtung 65 zusätzlich noch eine Rüttelbewegung entlang D-D' bzw. dem Doppelpfeil 73 ausführen. Die gleiche Bewegung können auch, mit mindestens einer ebensolchen Geschwindigkeit, die Laser 67 bis 72 ausführen. Damit wird der Sinterprozess noch gleichmäßiger, wodurch auch die Beschichtung gleichmäßiger wird.
Umgibt eine erste Schicht 64 das Targetträgerrohr 58 bzw. die auf dem Targetträgerrohr 58 angeordnete Zwischenschicht 61 vollständig, so wird das Targetträgerrohr 58 in Richtung des Pfeils 74 bewegt. Wie bereits vorher erwähnt, wird das Targetträgerrohr 58 um die Strecke in Richtung 74 bewegt, die eine Länge aufweist, die der gebildeten Schichtdicke der Targetschicht 64 entspricht. Der Abstand vom Targetträgerrohr 58 zu der Auslassvorrichtung 65 bzw. auch den Lasern 67 bis 72 bleibt damit gleich groß, wodurch zusätzlich eine Gleichmäßigkeit der Beschichtung gewährleistet wird.
Ein Vorteil bei dieser Anordnung mit mehreren Lasern 67 bis 72 ist zudem, dass nunmehr nur noch das Targetträgerrohr 58 bewegt werden muss, während die Auslassvorrichtung 65 sowie die Laser 67 bis 72 fest angebracht sind. Dadurch wird das System zusätzlich stabilisiert, wobei eine solche Anordnung mit mehreren Lasern auch beim Lasersintern bei flachen Targets anwendbar ist.
Eine weitere Stabilität erfährt die Anordnung, wenn die Laser ortsfest angebracht sind und die Laserstrahlen über Spiegel – ähnlich wie bereits in 2 dargestellt und dort beschrieben – auf das pulverförmige Targetmaterial gebracht werden.
7 zeigt einen Ausschnitt des unteren Bereichs 66 mit den Öffnungen 75 bis 79 der Auslassvorrichtung 65. Die Öffnungen 75 bis 79 besitzen alle einen gleich großen Durchmesser und sind durch Wände 80 bis 83 voneinander getrennt und nach außen hin von einer Wand 84 umgeben.
Die Form, die die Öffnungen aufweisen, sowie deren Größe können natürlich stark variieren. So sind neben den runden Öffnungen auch Öffnungen mit ovaler oder rechteckiger Form möglich. Auch ist eine einzige Öffnung denkbar, die sich fast über den ganzen unteren Bereich 66 erstreckt. Um jedoch eine gleichmäßige Verteilung des Pulvers zu gewährleisten, ist es von Vorteil, mehrere kleine Öffnungen bereitzustellen.
8 zeigt einen planaren Targetträger 85 mit einem Fertigungsrahmen 86. Dieser Fertigungsrahmen 86 ist vorzugsweise ein Springrahmen, der um den Targetträger 85 gelegt und anschließend festgezogen wird. Es ist aber auch möglich, dass der Fertigungsrahmen 86 nur auf den Targetträger aufgelegt wird. Im unteren Bereich des Fertigungsrahmens ist eine Zwischenschicht 87, beispielsweise eine Trennschicht angebracht, von der nur die Oberfläche zu erkennen ist. Auf diese Zwischenschicht wird in 8a näher eingegangen.
Wird nun Targetmaterial 90 über eine Auslassvorrichtung 89 auf die Oberfläche der Zwischenschicht 87 gegeben und mittels Laser 88 gesintert, so ist das aufgebrachte Pulver zur Innenseite 91 des Fertigungsrahmens 86 hin glatt. Nach Fertigstellung einer planaren Targetschicht und Entfernen des Fertigungsrahmens 86 sind die Seiten der Targetschicht so geschaffen, dass sie nicht mehr oder nur wenig überarbeitet werden müssen.
8a zeigt einen Schnitt entlang E-E' durch die in 8 dargestellte Anordnung. Dabei umgibt der Fertigungsrahmen 86, ein Springrahmen, den Targetträger zumindest teilweise. Im unteren Bereich des Fertigungsrahmens 86 ist die Zwischenschicht 87 angeordnet, die ein Teil des Fertigungsrahmens 86 ist. Diese Zwischenschicht 87 liegt auf dem Targetträger 85 auf.
In 9 ist ein Targetträgerrohr 92 mit einer daran angebrachten Trennschicht 93 zu sehen. Targetträgerrohr 92 und die darauf angebrachte Trennschicht 93 sind von zwei Platten 94, 95 begrenzt. Diese Platten 94, 95 erfüllen die gleiche Aufgabe wie der Fertigungsrahmen 86 in 8. Wird auf die Trennschicht 93 pulverförmiges Targetmaterial 96 über eine Auslassvorrichtung 97 aufgebracht und mittels Laser 98 gesintert, so wird schließlich ein rohrförmiges Target erhalten, welches eine sehr gleichmäßige Oberfläche besitzt. Ein aufwändiges Bearbeiten der Oberfläche entfällt damit.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anordnung für die Herstellung eines rohrförmigen Targets mittels Lasersintern, wobei der Laserstrahl 101 aufgefächert ist. Das Auffächern kann dabei mittels optischer Zerstreuungslinsen oder mittels Spiegeln erfolgen.
Das auf einer Befestigungsmöglichkeit 102 angeordnete Targetträgerrohr 103 ist von einer Zwischenschicht 104 umgeben. Das Targetträgerrohr 103 kann nicht nur um die eigene Längsachse, d. h. in Richtung des Pfeils 105, sondern auch in Richtung des Pfeils 106 bewegt werden. Diese Bewegungen sind bereits in 6 beschrieben.
10 zeigt die Anordnung vor Prozessbeginn. Wird der Prozess gestartet, so wird aus den Öffnungen 107 der Auslassvorrichtung 108 pulverförmiges Targetmaterial auf die Oberfläche 109 der Zwischenschicht aufgebracht, wobei diese Auslassvorrichtung 108 eine in 6 bereits beschriebene Rüttelbewegung 111 ausführen kann. Das Pulver wird sodann mit nur einem Laser 110 gesintert. Da dieser Laser 110 über einen aufgefächerten Laserstrahl 101 verfügt, kann der Laser 110 fest angeordnet sein. Eine Bewegung des nur einen Lasers 110 ist damit nicht mehr nötig.
Mit einer geeigneten Laseroptik kann der Strahl so aufgefächert werden, dass an jeder Stelle, an der der Laserstrahl auf das pulverförmige Targetmaterial auftritt, eine gleich große Strahlungsintensität herrscht. Um jedoch ein gleichmäßiges Sintern zu gewähr leisten, ist es nötig, nur Laserstrahlen von leistungsstarken Lasern aufzufächern. Damit ist an jeder Stelle eine genügend hohe Leistungsdichte vorhanden, die ausreicht, um das Pulver gleichmäßig zu sintern.
Die Strahlenform der Laser richtet sich danach, welche Intensität für das zu sinternde Targetmaterial benötigt wird, welchen Absorptionsfaktor es hat oder welcher Laser mit welcher Ausgangsleistung verwendet werden kann. Werden lediglich schwache Laser verwendet, so ist das punktförmige Sintern mit einem oder mehreren Lasern zu bevorzugen. Der Laserstrahl dieser Laser kann je nach Bedarf parallel ausgerichtet oder fokussiert werden. Dabei wird bei paralleler Ausrichtung bevorzugt auf die Spiegel-Scanning-Methode zurückgegriffen.
Sind die Laser jedoch genügend stark, so können die Laserstrahlen auch aufgefächert werden. Lassen es Material und Leistung der Laser zu, so ist die flächige Aufweitung des Laserstrahls bevorzugt, da dadurch der Herstellungsprozess sehr schnell ist.
11a zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Variante einer Anordnung für die Herstellung eines planaren Targets. Bei dieser Anordnung wurde bereits mittels einer hier nicht dargestellten Auslassvorrichtung pulverförmiges Targetmaterial 112 auf einen planaren Targetträger 113 aufgebracht. Oberhalb des Targetträgers 113 mit dem darauf angebrachten Targetmaterial 112 sind mehrere Laser 114 bis 125 angeordnet, die jeweils über einen aufgefächerten Laserstrahl verfügen. Der Übersicht halber sind jedoch nur die aufgefächerten Laserstrahlen 126 bis 131 der Laser 114 bis 119 dargestellt. Die Laser bilden dabei eine Linie, wobei die Laser simultan dieselbe Fläche bestrahlen, wodurch die Leistung addiert wird. Damit kann ein eventueller Abfall der Flächenleistungsdichten der Laserstrahlen ausgeglichen werden. Die Flächenbestrahlung wird somit aus einem Bündel aus Lasern erzeugt.
11b zeigt eine Seitenansicht der Anordnung für die Herstellung eines planaren Targets gemäß 11a, wobei nur die vorderen Laser 114 bis 116 zu sehen sind. Bei dieser Anordnung handelt es sich um eine dezentrale Anordnung der Laser, bei der die Laser 114 und 116 weit außen angeordnet sind.
12 zeigt eine Variante der in 11b gezeigten Anordnung, wobei die Laser 132 und 133 recht nahe beieinander und somit zentral angeordnet sind. Wie auch in 11a bzw. 11b befindet sich auf einem planaren Targetträger 134 bereits pulverförmiges Targetmaterial 135.
Nicht dargestellt ist eine Variante der zentral angeordneten Laser, wobei mehrere Laser hintereinander entlang der Mittellinie, die senkrecht zur Auftrefflinie der Laserstrahlen verläuft, angeordnet werden. Damit alle aufgefächerten Laserstrahlen auf derselben Bestrahlungslinie auftreffen, sind sie in unterschiedlichen Winkeln zur Bearbeitungsoberfläche ausgerichtet.
Eine Kombination von zentral und dezentral angeordneten Lasern ist auch denkbar, wobei bevorzugt eine zentrale oder eine dezentrale Anordnung gewählt wird. Eine solche zentrale bzw. dezentrale Anordnung von Lasern ist auch im Falle der in 10 gezeigten Anordnung denkbar. In diesem Fall wird kontinuierlich pulverförmiges Targetmaterial in Form einer Linie auf das Targetträgerrohr aufgebracht und anschließend unter kontinuierlichem Drehen gesintert.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Targets, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) es wird ein Träger (2, 26, 39, 58, 85, 92, 103, 113, 134) bereitgestellt, b) auf den Träger (2, 26, 39, 58, 85, 92, 103, 113, 134) wird ein pulverförmiges Target-Material aufgebracht, c) das pulverförmige Target-Material wird mittels Laserstrahlen gesintert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass direkt auf dem Träger (2, 26, 39, 58, 85, 92, 103, 113, 134) eine Zwischenschicht (27, 40, 61, 104) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein Targetträgerrohr (39, 58, 92, 103) ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein planarer Targetträger (2, 26, 85, 113, 134) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Trägers (2, 26, 39, 58, 85, 92, 103, 113, 134) eine Auslassvorrichtung (5, 31, 45, 65, 108) für das pulverförmige Target-Material vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassvorrichtung (5, 31, 45, 65, 108) einen Mindestabstand zum Träger (2, 26, 39, 58, 85, 92, 103, 113, 134) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Laser (10, 19, 29, 47, 67-72, 88, 98, 110, 114-125, 132, 133) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Lasers das pulverförmige Target-Material gesintert wird.
Verfahren nach Anspruch 7 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Laser (10, 19, 29, 47, 67-72, 88, 98, 110, 114-125, 132, 133) einen genau definierten optischen Abstand zum pulverförmigen Target-Material sowie zur Auslassvorrichtung (5, 31, 45, 65, 89, 97, 108) aufweist.
Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die auf das pulverförmige Targetmaterial auftreffenden Laserstrahlen des zumindest einen Lasers (10, 19, 29, 47, 67-72, 88, 98, 110, 114-125, 132, 133) über eine genau definierte Strahlungsintensität verfügen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassvorrichtung (5, 31, 45, 65, 89, 97, 108) sowie der zumindest eine Laser (10, 19, 29, 47, 67-72, 88, 98, 110, 114-125, 132, 133) mindestens entlang einer Raumkoordinate beweglich sind.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassvorrichtung (5, 31, 45, 65, 88, 98) sowie der zumindest eine Laser (10, 29, 47, 67-72, 89, 97) synchron bewegt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2, 26, 39, 58, 85, 92, 103, 113, 134) bewegt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger senkrecht zu den Bewegungskoordinaten der Auslassvorrichtung (5, 31, 45, 65) und der Laser (10, 29, 47, 67-72, 110, 114-125, 132, 133) bewegt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Targetträgerrohr um die Längsachse eine Drehbewegung ausführt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsintensität über einen Regler eingestellt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die von Lasern (10, 19, 29, 47, 67-72, 110, 114-125, 132, 133) kommenden Laserstrahlen über zumindest einen Spiegel (20) auf das pulverförmige Targetmaterial gelenkt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (27, 40, 61, 87, 104) eine Haftvermittlerschicht ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (27, 40, 61, 87, 104) eine Trennschicht ist.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Spiegel (20) bewegbar ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zu Beginn des Prozesses in der Nähe des oberen Scheitelpunkts (100) des Targetträgerrohrs (39, 58, 92, 103) eine Auffangleiste (99) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auf den Flächen (63, 6, 93, 96, 28) aufgebrachte zu sinternde Material von Abgrenzungen (94, 95; 86) umgeben ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen (101, 126-131) der Laser (110, 114-125, 132, 133) aufgefächert sind.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Laser (110, 114-125, 132, 133) eine genügend hohe Leistung aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Laser (114-125) dezentral angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Laser (132, 133) zentral angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige Targetmaterial Metalloxid- und Metallanteile aufweist.