DE19535845C2 - Verfahren zur Gleichstrommagnetronaufstäubung von Schichten auf großflächige Glassubstrate, Target und Verfahren zur Herstellung des Targets - Google Patents
Verfahren zur Gleichstrommagnetronaufstäubung von Schichten auf großflächige Glassubstrate, Target und Verfahren zur Herstellung des TargetsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung groß
flächiger Schichten auf Glassubstraten gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Bei den herzustellenden Schichten kann es
sich insbesondere um Wärme- und Sonnenschutzschichten auf
Architektur- und Flachglas handeln. Die Erfindung betrifft
ferner ein Target zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 2 sowie ein Verfahren zur Herstel
lung eines Targets gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Schichten zur Verwendung im Architektur- und Flachglasbe
reich werden heute vorwiegend durch Nutzung des Katodenzer
stäubungsverfahrens hergestellt.
Die Beschichtung erfolgt hierbei in der Regel auf Glas-Sub
strate einer Größe von 6,00 m × 3,21 m, mit einer Dicke zwi
schen 3 mm und 20 mm.
Die Herstellung der Schicht geschieht in sogenannten Inline-Va
kuumanlagen im quasi kontinuierlichen Betrieb mit Anlagen
taktzeiten pro Glassubstrat zwischen 1 min und 5 min.
Besonderer Wert wird aus wirtschaftlichen Gründen auf hohe
Beschichtungsraten bei gleichzeitig höchster Schichthomogeni
tät von etwa 1%-3% der Gesamtschichtdicke gelegt.
Als Beschichtungsmaterialien für die Großflächenbeschichtung
mit Reaktivschichten finden - vor allem aus Kostengründen -
nur wenige Materialien Verwendung:
Targetmaterial | |
Schichtkomponente | |
Zinn | |
Zinnoxid | |
Zinn/Zink-Legierung | Zinn-Zink-Oxid |
Wismut | Wismutoxid |
Titan | Titanoxid, Titannitrid |
Chrom | Chromoxid, Chromnitrid |
Als Target für die Beschichtung finden pulver- oder schmelz
metallurgisch hergestellte Metalltargets Verwendung.
Um einen genügenden Wärmeübergang zwischen Target und Kato
denkörper zu erreichen, werden die Targets auf Metallplatten
(Kupferplatten) vollflächig aufgelötet (Bondprozeß).
Es ist dabei kaum möglich, mehr als 70% der Gesamtfläche
des Targets stoffschlüssig zu bonden. Weiterhin gestaltet
sich der sichere Nachweis nichtgebondeter Flächen als tech
nisch sehr aufwendig.
Zur Herstellung der entsprechenden oxidischen bzw. nitridi
schen Schichten werden als Reaktivgase Sauerstoff oder Stick
stoff dem Sputterprozeß zugesetzt.
Die Dicke der abgeschiedenen Schichten ist der verwendeten
Plasmaleistung proportional. Die durch die Gasentladung frei
gesetzte Energie wird zum großen Teil als Wärmeenergie in
das Target eingetragen und führt zur Erhitzung des Targets.
Bei zu starker Erwärmung der Katode wird das Target durch
Schmelzen zerstört.
Ein ungenügender Wärmeübergang zwischen Target und Katoden
kühlung (Bondungsfehler) führt nachteilig zur Limitierung
der anwendbaren Zerstäubungsleistung und damit auch zu einer
Ratenbegrenzung.
Bei der Herstellung von Reaktiv-Schichten kann man zwei
stabile Betriebszustände, den "metallischen Modus" und den
"reaktiven Modus" beobachten, die durch einen instabilen
parameterbereich, den "Übergangsmodus", abrupt getrennt
sind.
Die großflächige Herstellung homogener Oxidschichten erfolgt
im "reaktiven Modus" bei Verwendung eines deutlichen Reaktiv
gasüberschusses. Infolge der damit verbundenen Bedeckung des
Targets mit einer Oxidhaut (Targetvergiftung) kommt es zu
einer drastischen Erniedrigung der Beschichtungsrate, die
nur begrenzt durch Erhöhen der Plasmaleistung ausgeglichen
werden kann.
Die verfahrenstechnische Konsequenz dieser Nachteile ist die
Notwendigkeit, die Anzahl der benutzten Katoden zu erhöhen,
was mit erheblichen Kosten verbunden ist.
Einen Ausweg aus dieser Situation bietet die Stabilisierung
eines Arbeitspunktes im "Übergangsmodus" ("Surface and
Coating Technology" 33 (1987), Seiten 405-423; Bakish, R.:
Proceedings of the 2nd International Conference on Vacuum
Web Coating, Fort Lauderdale, Florida, USA, October 1988).
Durch die Verwendung eines Plasma-Emissions-Monitors kann an
hand einer charakteristischen Spektrallinie der Plasma-Emis
sion das Metallraten-Reaktivgasverhältnis konstant gehal
ten werden. Diese Art der Regelung ist nicht nur technisch
aufwendig und teuer, sie führt bei der Veränderung der Plas
maleistungsdichte auch zu instabilen Zuständen im Zerstäu
bungsprozeß. In dem Aufsatz von Bakish, R., der in erster
Linie mit der Plasma-Emissions-Spektrometrie (PEM-Stabilisie
rung) befaßt ist, findet sich auch ein allgemeiner Hinweis
darauf, daß beim reaktiven Gleichstromzerstäuben die Lei
stungsdichte auf dem Target und die Durchflußrate des Reak
tionsgases die entscheidenden Parameter sind. Außer der Plas
ma-Emissions-Spektrometrie werden noch die folgenden Mög
lichkeiten zur Stabilisierung der Entladung des Reaktionsga
ses genannt: Installation von Pumpen mit einer hohen Pumpka
pazität; Messung und Steuerung des Partialdruckes.
Die Verbindung eines einerseits stabilen Zerstäubungspro
zesses mit den produktionstechnischen Anforderungen nach
extremer Schichthomogenität, hohen Beschichtungsraten und
einer definierten chemischen Zusammensetzung ist derzeit
nicht erreicht.
Targets für plasmaverfahren zum großflächigen Beschichten
von Glas können auf verschiedene Weise hergestellt werden.
Bekannt ist nach DE-OS 33 18 828 ein Verfahren zum Aufbrin
gen von Targetmaterial auf eine Katodenbasis mittels eines
thermischen Spritzverfahrens nach vorheriger Oberflächenauf
rauhung und dem Auftragen einer Haftvermittlerschicht. Ein
Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß der Targetwerk
stoff vollflächig auf die Katodenbasis und damit überflüssi
gerweise auch an Stellen der Targetoberfläche vorhanden ist,
an denen er funktionell nicht benötigt wird. Weiterhin ist
die aufgetragene Schicht von etwa 4 mm Dicke ein sehr gerin
ges Materialangebot für den Zerstäubungsprozeß, so daß ein
häufiger Target- und wie in dem beschriebenen Fall, bei dem
der Targetwerkstoff mit der Katodenbasis fest verbunden ist,
Katodenwechsel erforderlich ist.
Aus der DE-PS 37 16 852 ist ein Target bekannt, welches
durch ein pulvermetallurgisches Verfahren aus einem Gemisch
von Bi-Pulver mit vorher durchreagiertem BiMn-Pulver mit an
schließendem Pressen, Sintern und Strangpressen hergestellt
wird. Der vorgeschlagene Verfahrensweg führt zu Sauerstoff
gehalten, die als optimal zwischen 500 und 800 ppm angegeben
werden, jedoch für den Zerstäubungsprozeß unter Verwendung
von mittels thermischer Spritzverfahren hergestellten
Targets nicht ausreichend sind. Als nachteilig stellen sich
bei diesem Target und dem Verfahren zu seiner Herstellung
der hohe Fertigungsaufwand durch mehrere Verfahrensschritte
und die teilweise hohen Werkzeugkosten heraus. Ebenfalls
kostenungünstig ist der hohe Materialeinsatz, wenn das
Target direkt auf das Magnetron aufgesetzt wird, da im
Sputterprozeß nur ein Teil des Targets verbraucht wird. Wird
eine Verbesserung des Materialausbringens angestrebt, ist
mindestens ein Lötprozeß auf einen Trägerkörper erforder
lich, was jedoch weitere Kosten verursacht. Eine Regenerie
rung abgestäubter Targets ist in keinem der beiden genannten
Fälle möglich. Pulvermetallurgisch hergestellte Targets
haben eine eingeschränkte Wärmekapazität und Wärmeleitung.
Ein aus der DD 2 77 471 A1 bekanntes Verbundtarget besteht
aus einer Targetplattenunterlage, in der das Profil des spä
teren Sputtergrabens mit dem Targetwerkstoff ausgefüllt ist.
In dieses Profil sind zusätzliche Verhakungsriefen eingear
beitet. Bei diesem Target reicht der eingebrachte Targetwerk
stoff bis nahezu an die Unterseite des Verbundtargets, wo
durch die mechanische Belastbarkeit zum Ende des Zerstäu
bungsprozesses und bei einem eventuellen Regenerieren des
Targets stark vermindert ist. Als sehr kostenaufwendig und
technisch nicht begründbar ist das Einbringen der Verhakungs
riefen anzusehen.
Ein Target der im Oberbegriff des Anspruchs 2 angegebenen
Art ist in der DE 40 15 387 A1 beschrieben. Hierbei wird das
Targetmaterial durch Niederdruckplasmaspritzen ohne Haftver
mittlerschicht auf eine ebene Oberfläche eines vorzugsweise
aus Kupfer bestehenden Katodenkörpers aufgebracht. Der Sauer
stoffgehalt des aufgebrachten Targetmaterials wird möglichst
klein gewählt.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Target
der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei hoher Produk
tivität ein möglichst gleichmäßiges Beschichten großer Flä
chen ermöglichen, ohne daß dazu zusätzliche anlagentechni
sche Veränderungen zur Stabilisierung eines Arbeitspunktes
im Übergangsmodus erforderlich wären. Zudem soll ein geeigne
tes Verfahren zur Herstellung eines Targets angegeben wer
den.
Diese Aufgabe wird beim erfindungsgemäßen Verfahren durch
die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale ge
löst. Das erfindungsgemäße Target ist im Anspruch 2 und das
Verfahren zur Herstellung eines Targets im Anspruch 11 ange
geben.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung wird ein langzeitstabi
ler Beschichtungsprozeß erreicht. Die anwendbare Plasmalei
stung läßt sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Tar
gets im Vergleich zu konventionellen schmelz- oder pulverme
tallurgischen Targets wesentlich erhöhen. Als vorteilhaft
hat sich bei deutlich höherer Zerstäubungsrate eine konstan
te Zerstäubungsleistung herausgestellt. Die herstellbaren
gleichmäßigen Schichten führen zu einer Verringerung der Aus
schußquote beim beschichteten Glas. Die gleichmäßige Sauer
stoffverteilung im Targetwerkstoff gewährleistet ein ständi
ges zusätzliches Sauerstoffangebot für den Zerstäubungspro
zeß, der durch die Sauerstoff-Freisetzung aus dem Target so
weit stabilisiert wird, daß ein langzeitstabiler Beschich
tungsprozeß (ca. eine Woche) gewährleistet ist.
Die Gestalt des Targets und das Volumenverhältnis zwischen
dem Targetwerkstoff und dem Werkstoff des Grundkörpers sind
vorteilhaft für den Wärmehaushalt im Target und verhindern
das Aufschmelzen des Targetwerkstoffs. Durch die stoffschlüs
sige Verbindung des Targetwerkstoffs mit dem Werkstoff des
Grundkörpers wird die Wärmeableitung zum Magnetron im Ver
gleich zu gebondeten Targets verbessert. Die muldenförmige
Vertiefung, in der sich der beim Zerstäubungsprozeß verbrau
chende Targetwerkstoff befindet, macht das Target für eine
Regenerierung geeignet, bei der der durch das Zerstäuben ent
standene Graben erneut mittels eines thermischen Spritzver
fahrens gefüllt wird.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsvarian
ten des erfindungsgemäßen Targets angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert:
In dieser zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit
der Zerstäubungsrate vom Reaktivgaseinfluß für
eine gegebene Zerstäubungsanordnung und
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung eines Targets.
Fig. 1 zeigt den Verlauf der Zerstäubungsrate in Abhängig
keit vom Reaktivgaseinfluß für eine gegebene Zerstäubungs
anordnung. Der Zerstäubungsprozeß wird nun allgemein so ge
führt, daß an einem Arbeitspunkt 1 im "Übergangsmodus" 2
zwischen den Prozeßzuständen "metallischer Modus" 3 und
"reaktiver Modus" 4 justiert und dafür ein Target verwendet
wird, das eine für den Zerstäubungsprozeß geeignete hohe Wär
mekapazität und Wärmeableitung sowie ein ständiges und
gleichmäßiges Sauerstoffangebot zur sicheren Prozeßführung
im "Übergangsmodus" 2 aufweist.
Das Verfahren läuft so ab, daß mittels des Gleichstrom-Magne
tron-Katodenzerstäubungsverfahrens unter Verwendung eines
Targets eine Katodenkammer einer Magnetron-Großflächenbe
schichtungsanlage bis zu einem Druck von 10-4 bis 10-6 mbar
evakuiert und mehrere Stunden zur Desorption von Atmosphäri
lien bei diesem Druck gehalten wird, daß anschließend Argon
gas bis zu einem Druck von 10-2 bis 10-3 mbar in der Weise
zudosiert wird, daß bei fortwährendem Pumpprozeß bei einem
Gasfluß von 100 bis 3000 Standardkubikzentimeter/Minute ein
konstanter Druck gehalten wird, daß anschließend eine elek
trische Gleichspannung von 300 bis 700 V an die in einem
Deckel der Katodenkammer montierte Magnetron-Katode mit dem
auf der Katodenfläche befindlichen Target gelegt wird und da
nach ein Plasma gezündet wird und der Targetwerkstoff abge
stäubt wird, daß nach dem Zünden des Plasmas die Plasmalei
stung bei 0,5 bis 3 W/cm² Fläche konstant gehalten wird und
sich eine hohe Katodenspannung einstellt, daß anschließend
die hohe Katodenspannung durch Zudosieren von Sauerstoff als
Reaktivgas im gleichen Maß wie das zudosierte Argongas redu
ziert wird, daß anschließend die Grenzplasmaleistung ermit
telt wird, bei der die Gefahr des Schmelzens des Targets be
steht, daß anschließend die Plasmaleistung auf 80 bis 90%
der ermittelten Grenzplasmaleistung eingestellt wird und daß
anschließend durch Regulierung der Reaktivgaszufuhr die
Entladung bei einer Katodenspannung stabilisiert wird, die
etwa der Hälfte der Spannungsdifferenz zwischen dem "metalli
schen Modus" 3 und dem "reaktiven Modus" 4 entspricht. Mit
diesem Verfahren wird unter Verwendung eines noch zu be
schreibenden Targets ein langzeitstabiler Beschichtungspro
zeß erreicht.
Das für die Durchführung des Plasmaverfahrens benutzte
Target besteht aus einem Grundkörper 5 aus einem metalli
schen Werkstoff mit guter Spanbarkeit und hoher Wärme- und
elektrischer Leitfähigkeit. An seiner Unterseite befindet
sich eine plattenförmige Auflage 6 mit einer Breite von 100
bis 300 mm, einer Dicke von 3 bis 15 mm und frei wählbarer
Länge, in die am Rand Löcher 7 für die Befestigung des Tar
gets auf dem Zerstäubungsmagnetron eingebracht sind. Ober
halb der plattenförmigen Auflage 6 befindet sich ein schmale
rer Teil 8 mit einer Breite von 60 bis 280 mm, einer Dicke
von 5 bis 25 mm und frei wählbarer Länge, in dem eine oder
mehrere muldenförmige und in Längsrichtung des Grundkörpers
mit frei wählbarer Länge verlaufende Vertiefungen 9 vorgese
hen sind, die mit einem für das großflächige Plasmasputtern
von Glas geeigneten Targetwerkstoff gefüllt und stoffschlüs
sig mit dem Werkstoff des Grundkörpers 5 verbunden sind. Der
Targetwerkstoff ist nach vorheriger Oberflächenreinigung und
-aufrauhung mittels eines thermischen Spritzverfahrens mit
einem Energieeintrag von 3 bis 20 kW eingebracht worden.
Der oberhalb der plattenförmigen Auflage 6 befindliche
Volumenanteil des Grundkörpers 5 steht zum Volumen des in
der muldenförmigen Vertiefung befindlichen Targetwerkstoffs
im Verhältnis 1 : 1 bis 1 : 1,5. Im Targetwerkstoff ist eine
gleichmäßige Sauerstoffverteilung von < 2000 ppm vorhanden.
Der Grundkörper kann aus Kupfer oder einer Kupferlegierung
bestehen. Bei einer anderen Ausführungsform besteht er aus
Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Die Vertiefung kann
mit einer Legierung gefüllt sein, die mittels Vakuumplasma
spritzens von BiMn0,5-Pulver eingebracht wurde. Hierbei ist
in der Legierung zweckmäßigerweise eine Sauerstoffverteilung
von < 2000 ppm vorhanden. Die Vertiefung kann auch mit einer
Legierung gefüllt sein, die mittels atmosphärischen Plasma
spritzens von BiMn0,5-Pulver eingebracht wurde. Auch in die
ser Legierung ist vorzugsweise eine gleichmäßige Sauerstoff
verteilung von < 2000 ppm vorhanden. Das Target kann nach ge
eigneter Oberflächenbearbeitung als Einzelteil für ein belie
big langes und breites Großtarget vorgesehen sein, wobei meh
rere solcher Targets in Längsrichtung nebeneinander angeord
net sein können. Die Befestigung auf dem Zerstäubungsmagne
tron kann auch mit Klemmleisten erfolgen, wobei die platten
förmige Auflage in diesem Fall keine Löcher aufweist.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wird in einer
Reihen-Zerstäubungsanlage auf ein Glassubstrat mit den Ab
messungen 6 m × 3,21 m × 4 mm eine dünne Wismutoxidschicht
derart aufgetragen, daß eine weitgehend absorptionsfreie
Durchsicht im sichtbaren Spektralbereich gewährleistet ist.
Hierbei erfolgt die Beschichtung homogen mittels des Gleich
strom-Magnetron-Katodenzerstäubungsverfahrens insbesondere
unter Verwendung eines in einem der Ansprüche 2 bis 9 be
schriebenen Targets aus Wismut/Mangan.
Dazu wird eine Katodenkammer einer Magnetron-Großflächenbe
schichtungsanlage bis zu einem Druck von ca. 1·10-5 mbar eva
kuiert und mehrere Stunden zur Desorption von Atmosphärilien
bei diesem Druck gehalten. Zur Erzeugung einer Plasmaent
ladung wird Argongas bis zu einem Druck von etwa 3·10-3 mbar
in der Weise zudosiert, daß bei fortwährendem Pumpprozeß,
bei einem Gasfluß von 600 Standardkubikzentimeter/Minute ein
konstanter Druck erhalten wird.
Durch Anlegen einer elektrischen Gleichspannung von 600 V an
die in einem Deckel der Katodenkammer montierte Magnetron-Ka
tode (Länge: 3,6 m, Breite: 0,3 m) wird ein Plasma gezündet
und metallisches Wismut von dem entsprechend einem der An
sprüche 2 bis 9 gestalteten Target, das auf der Kathodenflä
che montiert ist, abgestäubt ("metallischer Modus").
Wird die Plasmaleistung bei etwa 2 W/cm² Targetfläche kon
stant gehalten, stellt sich eine charakteristisch hohe Kato
denspannung ein.
Wird nun im gleichen Maße wie Argon Sauerstoff als Reaktiv
gas zudosiert, kommt es zu einer drastischen Reduzierung
der Katodenspannung ("reaktiver Modus"). Durch Erhöhen der
Plasmaleistung wird die Grenzleistung für die Zerstäubungs
anordnung durch Erreichen des Schmelzpunktes des Targets im
Zerstäubungsprozeß ermittelt.
Danach wird die Plasmaleistung auf etwa 80%-90% des er
mittelten Grenzwertes eingestellt.
Durch Reduzierung des Reaktivgasanteils wird bei konstanter
Leistung ein Anstieg der Katodenspannung gemessen. Die Entla
dung wird bei einer Katodenspannung stabilisiert, die ca.
der Hälfte der Spannungsdifferenz zwischen dem "metallischen
Modus" und dem "reaktiven Modus" entspricht.
Wird nun unter der Katode ein Glassubstrat mit einer konstan
ten Geschwindigkeit zwischen 1-10 m/min vorbeigeführt, so
entsteht auf dem Glas ein transparenter Belag von Wismutoxid
mit einer Brechzahl n = 2,3 bis 2,5, der zur Entspiegelung
in Schichten mit niedrigem Emissionsvermögen geeignet ist.
Dabei sind die Beschichtungsraten nach o. g. Verfahren um
den Faktor 3-5 höher als die im "reaktiven Modus".
Weiterhin läßt sich die anwendbare Plasmaleistung bei Tar
gets gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9 im Vergleich zu kon
ventionellen schmelz- oder pulvermetallurgischen
Wismut-Targets verdreifachen.
Insgesamt ist auf diese Weise eine Ratenerhöhung im Falle
der Wismutoxidschichten um den Faktor 10 gegenüber den im
Stand der Technik beschriebenen Methoden erreichbar.
Bei einem anderen praktischen Ausführungsbeispiel besteht
das Target aus einem Grundkörper aus Kupfer. Die plattenför
mige Auflage hat die Abmessungen 560 × 135 × 7 mm³.
Der darüber befindliche schmalere Teil besitzt die Abmessun
gen 560 × 90 × 12 mm³.
In diesem Teil ist eine über die Länge des Grundkörpers rei
chende muldenförmige Vertiefung eingearbeitet, die nach vor
heriger Oberflächenreinigung und -aufrauhung mittels Vakuum
plasmaspritzens unter Verwendung von BiMn0,5-Pulver und mit
einem Energieeintrag von 7 kW gefüllt wird. Das Volumen des
schmalen Teils des Grundkörpers steht zum Volumen des Target
werkstoffs im Verhältnis 1 : 1,2. Im Targetwerkstoff ist eine
gleichmäßige Sauerstoffverteilung von 2200 ppm vorhanden.
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung großflächiger Schichten auf
Glassubstraten mittels einer reaktiven Gleichstrommagne
tron-Katodenzerstäubung unter Verwendung wenigstens
eines Targets,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Einstellung eines Arbeitspunktes (1) im Über
gangsmodus (2) zwischen den Prozeßzuständen "metalli
scher Modus" (3) und "reaktiver Modus" (4) ein Target
verwendet wird, das außer einer hohen Wärmekapazität und
Wärmeableitung ein permanentes gleichmäßiges Sauerstoff
angebot liefert, eine Katodenkammer einer Magnetron-Groß
flächenbeschichtungsanlage bis zu einem Druck von 10-4
bis 10-6 mbar evakuiert und mehrere Stunden zur Desorp
tion von Atmosphärilien bei diesem Druck gehalten wird,
anschließend Argongas bis zu einem Druck von 10-2 bis
10-3 mbar in der Weise zudosiert wird, daß bei fortwäh
rendem Pumpprozeß bei einem Gasfluß von 100 bis 3000
Standardkubikzentimeter/Minute ein konstanter Druck ge
halten wird, anschließend eine elektrische Gleichspan
nung von 300 bis 700 V an die in einem Deckel der Kato
denkammer montierte Magnetron-Katode mit dem auf der Ka
todenfläche befindlichen Target gelegt wird, nach dem
Zünden des Plasmas die Plasmaleistung bei 0,5 bis
3 W/cm² Fläche konstant gehalten wird, anschließend die
hohe Katodenspannung durch Zudosieren von Sauerstoff als
Reaktivgas im gleichen Maß wie das zudosierte Argongas
reduziert wird, dann die Grenzplasmaleistung ermittelt
wird, bei der die Gefahr des Schmelzens des Targets
besteht, anschließend die Plasmaleistung auf 80 bis
90% der ermittelten Grenzplasmaleistung eingestellt
wird und schließlich durch Regulierung der Reaktivgaszu
fuhr die Entladung bei einer Katodenspannung stabili
siert wird, die etwa der Hälfte der Spannungsdifferenz
zwischen dem "metallischen Modus" (3) und dem "reaktiven
Modus" (4) entspricht.
2. Target zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
mit einem Grundkörper (5) aus einem metallischen Werk
stoff guter Spanbarkeit und hoher Wärme- und elektri
scher Leitfähigkeit,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (5) an seiner unteren Seite eine
breite, plattenförmige Auflage (6) umfaßt, die eine
Breite von 100 bis 300 mm, eine Dicke von 3 bis 15 mm
und eine frei wählbare Länge aufweist und am Rand mit
Löchern (7) zur Befestigung des Targets an einem Zerstäu
bungsmagnetron versehen ist, und oberhalb dieser Auflage
(6) einen schmaleren Teil (8) umfaßt, der eine Breite
von 60 bis 280 mm, eine Dicke von 5 bis 25 mm und eine
frei wählbare Länge aufweist, und daß der schmalere Teil
(8) mit wenigstens einer in Längsrichtung des Grundkör
pers (5) verlaufenden, eine frei wählbare Länge aufwei
senden muldenförmigen Vertiefung (9) versehen ist, die
sich nicht bis in die plattenförmige Auflage (6) hinein
erstreckt, daß die Vertiefung (9) mit einem für das groß
flächige Plasmabeschichten oder -bestäuben von Glas ge
eigneten Targetwerkstoff gefüllt und dieser stoffschlüs
sig mit dem Werkstoff des Grundkörpers (5) verbunden
ist, wobei der Targetwerkstoff nach vorheriger Oberflä
chenreinigung und -aufrauhung mittels eines thermischen
Spritzverfahrens mit einem Energieeintrag von 3 bis 20 kW
eingebracht wurde, daß das Volumen des oberhalb der
plattenförmigen Auflage (6) vorgesehenen schmaleren
Teils (8) des Grundkörpers (5) zum Volumen des in der
Vertiefung (9) enthaltenen Targetwerkstoffs im Verhält
nis 1 : 1 bis 1 : 1,5 steht und daß in dem Targetwerkstoff
eine gleichmäßige Sauerstoffverteilung von < 2000 ppm
vorhanden ist.
3. Target nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (5) aus Kupfer oder einer Kupfer
legierung besteht.
4. Target nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (5) aus Aluminium oder einer Alumi
niumlegierung besteht.
5. Target nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefung (9) mit einer Legierung gefüllt ist,
die mittels Vakuumplasmaspritzens von BiMn0,5-Pulver ein
gebracht wurde.
6. Target nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Legierung eine gleichmäßige Sauerstoffvertei
lung von < 2000 ppm vorhanden ist.
7. Target nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefung (9) mit einer Legierung gefüllt ist,
die mittels atmosphärischen Plasmaspritzens von
BiMn0,5-Pulver eingebracht wurde.
8. Target nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Legierung eine gleichmäßige Sauerstoffvertei
lung von < 2000 ppm vorhanden ist.
9. Target nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß es nach geeigneter Oberflächenbearbeitung als Einzel
teil für ein beliebig langes und breites Großtarget vor
gesehen ist, wobei das Target gemäß Anspruch 2 mehrfach
in Längsrichtung nebeneinander angeordnet ist.
10. Target nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die plattenförmige Auflage (6) keine Löcher aufweist
und die Befestigung auf dem Zerstäubungsmagnetron mit
Klemmleisten erfolgt.
11. Verfahren zur Herstellung eines Targets, bei dem ein
Grundkörper (5) des Targets aus einem metallischen Werk
stoff guter Spanbarkeit und hoher Wärme- und elektri
scher Leitfähigkeit erzeugt und durch Plasmaspritzen ein
Targetwerkstoff aufgebracht wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (5) mit einer an seiner unteren
Seite vorgesehenen breiten, plattenförmigen Auflage (6)
und einem oberhalb dieser Auflage (6) vorgesehenen schma
leren Teil (8) erzeugt wird, daß die Auflage (6) mit
einer Breite von 100 bis 300 mm, einer Dicke von 3 bis
15 mm sowie einer frei wählbaren Länge und am Rand mit
Löchern (7) zur Befestigung des Targets an einem Zerstäu
bungsmagnetron ausgebildet wird, daß der schmalere Teil
(8) mit einer Breite von 60 bis 280 mm, einer Dicke von
5 bis 25 mm sowie einer frei wählbaren Länge und mit we
nigstens einer in Längsrichtung des Grundkörpers (5)
verlaufenden, eine frei wählbare Länge aufweisenden mul
denförmigen Vertiefung (9) ausgebildet wird, die sich
nicht bis in die plattenförmige Auflage (6) hineiner
streckt, daß zum Füllen der Vertiefung (9) mit einem für
das großflächige Plasmabeschichten oder -bestäuben von
Glas geeigneten, stoffschlüssig mit dem Werkstoff des
Grundkörpers (5) zu verbindenden Targetwerkstoff die Ver
tiefung (9) mit einer Legierung gefüllt wird, die nach
vorheriger Oberflächenreinigung und -aufrauhung mittels
Vakuumplasmaspritzens oder atmosphärischen Plasmasprit
zens von BiMn0,5-Pulver mit einem Energieeintrag von 3
bis 20 kW eingebracht wird, und daß für das Verhältnis,
in dem das Volumen des oberhalb der plattenförmigen Auf
lage (6) vorgesehenen schmaleren Teils (8) des Grundkör
pers (5) zu dem Volumen des in der Vertiefung (9) enthal
tenen Targetwerkstoffs steht, ein Wert von 1 : 1 bis 1 : 1,5
gewählt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (5) aus Kupfer oder einer Kupfer
legierung erzeugt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (5) aus Aluminium oder einer Alumi
niumlegierung erzeugt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Legierung eine gleichmäßige Sauerstoffvertei
lung von < 2000 ppm vorhanden ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Target nach geeigneter Oberflächenbearbeitung
als Einzelteil für ein beliebig langes und breites Groß
target verwendet wird, wobei das Einzelteil mehrfach in
Längsrichtung nebeneinander angeordnet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die plattenförmige Auflage (6) ohne Löcher ausgebil
det wird und die Befestigung auf dem Zerstäubungsmagne
tron mit Klemmleisten erfolgt.
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DE19535845A DE19535845C2 (de) | 1995-09-15 | 1995-09-15 | Verfahren zur Gleichstrommagnetronaufstäubung von Schichten auf großflächige Glassubstrate, Target und Verfahren zur Herstellung des Targets |
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DE19535845A DE19535845C2 (de) | 1995-09-15 | 1995-09-15 | Verfahren zur Gleichstrommagnetronaufstäubung von Schichten auf großflächige Glassubstrate, Target und Verfahren zur Herstellung des Targets |
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