DE19727647A1 - Vorrichtung zum Beschichten eines Substratkörpers mittels Kathodenzerstäubung - Google Patents
Vorrichtung zum Beschichten eines Substratkörpers mittels KathodenzerstäubungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Be
schichten eines Substratkörpers mittels Kathoden
zerstäubung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
eine in diese Vorrichtung einsetzbare Magnetron-
Zerstäubungskathode sowie eine Anordnung mit meh
reren, individuell ansteuerbaren Zerstäubungska
thoden, die ebenfalls für einen Einsatz in der
Vorrichtung nach Anspruch 1 geeignet ist.
Es sind zahlreiche Vakuum-Beschichtungsanlagen be
kannt, in denen ein Substrat mittels Kathodenzer
stäubung beschichtet wird. Als Zerstäubungsein
richtung werden Zerstäubungskathoden, auch Sput
terkathoden genannt, im Magnetron- oder Diodentyp
eingesetzt. Herkömmliche Sputterkathoden weisen
ein Target aus dem zu zerstäubenden Material auf,
dessen zu zerstäubende Oberfläche im wesentlichen
flach ist. Es sind beispielsweise ringförmige, im
wesentliche flache Targetformen bekannt, die etwa
800 mm lang und etwa 400 mm breit sind. Derartig
geformte Targetflächen sind geeignete größerem im
wesentlichen ebene Flächen zu beschichten. Den be
kannten Sputterkathoden mit relativ großen und
flachen Targetflächen haftet jedoch der Nachteil
an, daß mit ihnen stark strukturierte Substrate,
beispielsweise Öffnungen und Hohlräume aufweisende
Lampenrohlinge im Kfz-Bereich, nicht gleichmäßig
oder sogar gar nicht beschichtet werden können.
Eine Beschichtung mittels Kathodenzerstäubung kann
daher bei stark strukturierten Substraten kaum
oder gar nicht angewendet werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der komplexe
und stark strukturierte Substrate gleichmäßig be
schichtet werden können.
Dieses technische Problem löst die Erfindung mit
den Merkmalen des Anspruchs 1, den Merkmalen des
Anspruchs 9 bzw. mit den Merkmalen des Anspruchs
12.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum
Beschichten eines Substratkörpers mittels einer
Kathodenzerstäubung, die im wesentlichen eine Va
kuumkammer, wenigstens einen in der Vakuumkammer
gehaltenen Substratkörper und wenigstens eine im
Abstand zum Substratkörper angeordnete Zerstäu
bungskathode mit einem zu zerstäubenden Target
aufweist. Damit in einer solchen Vorrichtung auch
Substratkörper mit wenigstens einer zu beschich
tenden Fläche, die wenigstens einen Hohlraum fest
legt, beschichtet werden können, weist die oder
jede Zerstäubungskathode ein zu zerstäubendes Tar
get auf, dessen zu zerstäubende Fläche im wesent
lichen der zu beschichtenden Substratfläche ange
paßt ist. Um eine homogene Schichtdicke auf dem
Substrat abscheiden und sogar Hinterschneidungen
in dem Substrat beschichten zu können, läßt sich
die Zerstäubungskathode in den Hohlraum einbrin
gen. Je nach der Form des zu beschichtenden
Substrats können mehrere, in ihren Abmessungen re
lativ kleine Zerstäubungskathoden vorgesehen sein,
deren wirksame Targetflächen wiederum im wesentli
chen der zu beschichtenden Form des Substrats an
gepaßt sind.
Zweckmäßigerweise sind die Zerstäubungskathoden
auf einer Halteeinrichtung, die insbesondere als
Halteplatte ausgebildet ist, lösbar montiert. Jede
Zerstäubungskathode kann an dem dem Target ent
fernten Ende rohrförmig ausgebildet und in einer
Öffnung in der Halteeinrichtung eingesetzt sein.
Der Abstand zwischen der Halteeinrichtung und dem
Target der Zerstäubungskathode ist dadurch verän
derbar.
Ist die Halteeinrichtung Teil einer Wand der Vaku
umkammer, werden die Zerstäubungskathoden vakuum
dicht in den Öffnungen der Halteeinrichtung gehal
ten und aus der Vakuumkammer herausgeführt.
Um eine gleichmäßigere Beschichtung der Substrat
fläche zu erreichen, ist die Zerstäubungskathode
und der Substratkörper relativ zueinander beweg
bar. Da die Zerstäubungskathoden vakuumdicht aus
der Vakuumkammer herausgeführt sind, ist es vor
teilhaft, den Substratkörper beispielsweise auf
einen bewegbaren Haltetisch anzubringen.
Da die effektive Targetfläche der Zerstäubungska
thode der zu beschichtenden Substratfläche ange
paßt ist, kann auch der Energieverbrauch der Be
schichtungsanlage verringert werden. Sind mehrere
einzelne Zerstäubungskathoden zur Beschichtung ei
ner strukturierten Substratfläche vorgesehen, kann
der Energieverbrauch weiter dadurch verringert
werden, daß eine einzige Stromversorgungseinrich
tung vorgesehen ist, die über einstellbare Lei
stungsteiler die angeschalteten Zerstäubungskatho
den unabhängig voneinander ansteuern kann.
Gemäß einer Ausführungsform bildet die zu be
schichtende Fläche des Substratkörpers wenigstens
einen zylindrischen, jeweils von einer Seite her
zugänglichen Hohlraum. Die daran angepaßte Target
fläche ist daher ebenfalls im wesentlichen zylin
drisch ausgebildet, und zwar mit einer zu zerstäu
benden Mantelfläche und einer zu zerstäubenden
Stirnfläche, wobei der Außenumfang des Targets
kleiner ist als der Innenumfang des jeweiligen zu
beschichtenden Hohlraums. Der Durchmesser eines
solchen Targets liegt etwa zwischen 70 mm und 100
mm und ist somit im Verhältnis zu den bekannten
ebenen, großflächigen Targets (mit einer Länge von
etwa 800 mm und einer Breite von 400 mm) relativ
klein.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung
kann die Zerstäubungskathode als Magnetron-
Zerstäubungskathode ausgebildet sein. Sie ist
durch ein im wesentlichen zylinderförmiges Target
mit einer zu zerstäubenden Mantelfläche und einer
zu zerstäubenden Stirnfläche gekennzeichnet ist,
wobei in dem Target ein Hohlraum zur Aufnahme ei
ner Magneteinrichtung ausgenommen ist.
Um bei einer zylindrischen, im wesentlichen be
cherförmigen Targetfläche eine höhere Targetaus
nutzung in der Nähe der Stirnfläche zu erreichen,
verjüngt sich der Hohlraum von dem, der Stirnflä
che gegenüberliegenden offenen Targetende zur
Stirnfläche hin, wobei die in dem Hohlraum ange
ordnete Magneteinrichtung im wesentlichen T-förmig
ausgebildet ist. Das kürzere Querteil der Ma
gneteinrichtung befindet sich in der Nähe des der
Stirnfläche abgewandten Targetendes.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung
ist eine Anordnung aus mehreren, individuell an
steuerbaren Zerstäubungskathoden vorgesehen, deren
zu zerstäubende Targetflächen im wesentlichen der
Form eines zu beschichtenden Substratkörpers ange
paßt sind. Auf diese Weise ist es möglich, belie
big strukturierte Substratflächen gleichmäßig zu
beschichten. Die Flexibilität der Anordnung wird
dadurch verbessert, daß die individuellen Zerstäu
bungskathoden lösbar auf einer Halteplatte mon
tiert sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Ausfüh
rungsbeispiele in Verbindung mit den beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine stark vereinfachte Darstellung einer
Beschichtungsanlage mit einem drei Hohl
räume aufweisenden, zu beschichtenden Sub
stratkörper und einer in einem Abstand da
zu gehaltenen Anordnung aus drei Zerstäu
bungskathoden, deren Targetflächen jeweils
der Form eines zugeordneten Hohlraums an
gepaßt sind;
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Beschichtungsanla
ge, wobei die Anordnung aus Zerstäubungs
kathoden in die Hohlräume des zu beschich
tenden Substratkörpers eingebracht ist;
Fig. 3 eine Halteplatte mit vier montierten Zer
stäubungskathoden zur Beschichtung eines
entsprechend geformten Substratkörpers;
Fig. 4 eine erfindungsgemäße becherförmige Magne
tron-Zerstäubungskathode im Maßstab 1 : 1,
die in Fig. 1 und 2 dargestellt ist;
Fig. 5 eine Stromversorgungseinrichtung zur unab
hängigen Ansteuerung der in Fig. 1-4 dar
gestellten Zerstäubungskathoden.
In Fig. 1 ist teilweise eine Wand 10, 15 einer Va
kuumkammer 20 einer auf der Kathodenzerstäubung
beruhenden Beschichtungsanlage im Schnitt darge
stellt. Der dargestellte Wandbereich 15 dient
gleichzeitig als Halteplatte für drei erfindungs
gemäße Zerstäubungskathoden 30, 40 und 50, die in
nerhalb der Vakuumkammer 20 positioniert sind. Je
de der gezeigten Zerstäubungskathoden weist einen
Positionier- und Haltestab 37, 47 und 57 auf, der
jeweils durch eine entsprechende Öffnung oder Boh
rung in der Wand 15 hindurchgesteckt ist. Die Va
kuumkammer 20 muß an den Öffnungen vakuumdicht ab
gedichtet sein. Die besondere Ausgestaltung der
Zerstäubungskathoden wird weiter unten noch aus
führlich beschrieben. Ein mit 60 bezeichneter
Substratkörper ist im Abstand gegenüber den Zer
stäubungskathoden 30, 40 und 50 angeordnet. Bei
dem Substratkörper 60 handelt es sich beispiels
weise um einen Lampenrohling, der drei Hohlräume
70, 80 und 90 aufweist, die jeweils einer Zerstäu
bungskathode 30, 40 bzw. 50 unmittelbar gegenüber
angeordnet sind. Jeder Hohlraum 70, 80, 90 ist
durch eine zu beschichtende Mantelfläche 72, 82
bzw. 92 und eine zu beschichtende Stirnfläche 74,
84 bzw. 94 begrenzt. Es sei darauf hingewiesen,
daß in Abhängigkeit von der strukturierten Fläche
des Substratkörpers 60 auch mehrere Zerstäubungs
kathoden einem Hohlraum zugeordnet sein können. In
unserem Beispiel ist der Substratkörper 60 auf ei
nem nicht dargestellten Haltetisch angeordnet, der
dreidimensional bewegbar ist. Der Antriebsmecha
nismus des Haltetisches ermöglicht eine langsame
und kontinuierliche Bewegung des Substratkörpers
60, so daß eine gleichmäßige Beschichtung jedes
Hohlraums 70, 80 und 90 gewährleistet ist. Anstatt
den Substratkörper 60 zu bewegen, ist es möglich,
die einzelnen Zerstäubungskathoden 30, 40 und 50
in Richtung des Substratkörpers 60 zu verschieben.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist jedem Hohlraum
70, 80 und 90 eine Zerstäubungskathode 30, 40 bzw.
50 zugeordnet. Um die zu beschichtende Mantel- und
Stirnfläche jedes Hohlraums gleichmäßig beschich
tet zu können, weist jede der Zerstäubungskathoden
30, 40 und 50 an einem Ende ihres Positionier- und
Haltestabes 37, 47 bzw. 57 ein im wesentlichen be
cherförmiges Target 32, 42, 52 auf. Jedes Target
32, 42 und 52 ist von einer zu zerstäubenden Man
telfläche 33, 43 bzw. 53 und einer zu zerstäuben
den Stirnfläche 34, 44 bzw. 54 begrenzt. Auf diese
Weise ist die zu zerstäubende Fläche jedes Targets
im wesentlichen der zu beschichtenden Fläche des
ihm zugeordneten Hohlraums 70, 80 bzw. 90 ange
paßt. Die Außenabmessung jedes Targets 32, 42 bzw.
52 ist kleiner bemessen als der jeweilige Hohl
raum, so daß das Target jeder Zerstäubungskathode
30, 40 und 50 vollständig in den ihr zugeordneten
Hohlraum 70, 80 bzw. 90 einführbar ist. Dieser Zu
stand ist in Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 zeigt au
ßerdem, daß die Hohlräume 70, 80 und 90 verschie
dene Abmessungen und auch hinsichtlich ihrer rela
tiven Lage zueinander verschieden sein können.
Dementsprechend können die einzelnen Zerstäubungs
kathoden unterschiedlich geformt sowie einen un
terschiedlichen Abstand zur Wand 15 aufweisen. Ob
wohl in Fig. 1 und 2 nur Zerstäubungskathoden mit
jeweils einem etwa becherförmigen Target darge
stellt sind, ist es leicht einzusehen, daß belie
big andere Targetformen, beispielsweise trapezför
mige oder pyramidenförmige Rotationskörper verwen
det werden können.
Dank der an die zu beschichtenden Flächen des
Substratkörpers 60 angepaßten zu zerstäubenden
Targetflächen kann nicht nur eine wesentlich homo
genere Schichtdicke erreicht, sondern auch der
Energieverbrauch der Beschichtungsanlage deutlich
verringert werden. Der Energieverbrauch kann wei
ter dadurch verringert werden, daß eine an sich
bekannte zentrale Stromversorgungseinrichtung 100
bereitgestellt wird, an die über einen einstellba
ren Leistungsverteiler 110 die in den Fig. 1 und 2
gezeigten Zerstäubungskathoden 30, 40 und 50 über
Steuerleitungen 111, 112 und 113 angeschaltet
sind. Diese Stromversorgungseinrichtung ist in
Fig. 5 dargestellt. Mit Hilfe eines an die Strom
versorgungseinrichtung 100 anschaltbaren Perso
nalcomputers oder Anlagenrechners 120 kann für je
de Zerstäubungskathode die optimale Leistung be
rechnet werden. Jede angeschaltete Zerstäubungska
thode 30, 40 und 50 ist damit individuell ansteu
erbar.
Die erfindungsgemäßen Zerstäubungskathoden können,
wie in Fig. 3 dargestellt ist, auch in einer vor
bestimmten Matrix auf einer Halteplatte 215, die
Teil einer Wand der Vakuumkammer 20 sein kann,
montiert sein. Vorzugsweise ist die Halteplatte
215 eine Lochplatte, in die die Zerstäubungskatho
den 230, 240, 250 und 260 mittels eines Positio
nier- und Haltestiftes lösbar eingesteckt sind.
Die Targetflächen der Zerstäubungskathoden 230,
240 und 250 bilden beispielsweise ein gleich
schenkliges Dreieck, mit dem ein Hohlraum mit ei
nem dreieckigen Querschnitt beschichtet werden
kann. Die auf der Halteplatte 215 links unten mon
tierte Zerstäubungskathode 260 dient beispielswei
se zur Beschichtung eines kreiszylinderförmigen
Hohlraums, wie er in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Die
in Fig. 3 dargestellte Anordnung kann daher dazu
verwendet werden, einen Substratkörper homogen zu
beschichten, der zwei verschieden geformte Hohl
räume aufweist. Werden mehrere einzelne, in ihrer
Abmessung relativ kleine Zerstäubungskathoden flä
chig angeordnet, können auch flache Substratflä
chen beschichtet werden. Der flexible Einsatz der
erfindungsgemäßen Zerstäubungskathoden wird bei
spielsweise dadurch erreicht, daß die Zerstäu
bungskathoden jeweils ein Target mit einer zu zer
stäubenden Mantelfläche und mit einer zu zerstäu
benden Stirnfläche aufweisen.
In Fig. 4 ist als Beispiel für die in Fig. 1 bis 3
dargestellten Zerstäubungskathoden eine Zerstäu
bungskathode 140 dargestellt, die nach dem Magne
tron-Prinzip arbeitet. Die Magnetron-Zerstäubungs
kathode 140 weist ein Target 160 auf, das aus ei
nem etwa becherförmigen Drehkörper als Beschich
tungsmaterial besteht. Das becherförmige Target 160
enthält demzufolge eine zu zerstäubende Man
telfläche 162 und zu zerstäubende Stirnfläche 164,
die einen ebenen Mittelbereich und zwei schräg da
zu abfallende Seitenbereiche umfaßt, die in die
Mantelfläche 162 übergehen. Das Target 160 ist auf
der der Stirnfläche 164 gegenüberliegenden Seite
geöffnet. Die Öffnung erstreckt sich mit einem
konstantem Durchmesser über eine vorbestimmte Län
ge in Richtung zur Stirnfläche 164 und bildet ei
nen ersten Hohlraumbereich 166, der mit einem In
nengewinde zum Aufschrauben auf eine Halterung 150
versehen ist. Die Halterung 150 weist dazu einen
scheibenförmigen Abschnitt 152 auf, der vollstän
dig in den Hohlraumbereich 166 eingeschraubt ist.
Danach verkleinert sich der Durchmesser der Öff
nung sprungartig, wodurch in dem Target 160 eine
Schulter ausgebildet wird. Ein zweiter Hohlraumbe
reich 167 erstreckt sich mit dem verringerten
Durchmesser über eine vorbestimmte Länge in Rich
tung zur Stirnfläche 164. An den zweiten Hohlraum
bereich 167 schließt sich ein dritter Hohlraumbe
reich 168 mit einer sich stetig zur Stirnfläche
164 hin verjüngenden Querschnittsfläche an.
Zwischen der Halterung 150 und dem Target 160 ist
ein Dichtungsring 180 eingelegt, der die Hohlraum
bereiche 167 und 168 gegen die Vakuumkammer 20 ab
dichtet.
In dem aus den Abschnitten 168 und 167 bestehenden
Hohlraum ist ein etwa T-förmiger Magnet 170 ange
ordnet. Das Fußende des T-förmigen Magneten 170
befindet sich an der Stirnfläche 164, wohingegen
das kürzere Querstück 174 des Magneten 170 in dem
zweiten Abschnitt 167 des Hohlraums angeordnet ist
und von der Halterung 150 abgestützt wird. Der Ma
gnet 170 ist derart ausgebildet, daß in der Nähe
der Stirnfläche 164 der Nordpol und im Querstück
174 der Südpol liegt. Auf diese Weise wird er
reicht, daß das Targetmaterial vornehmlich in dem
abgeschrägten Bereich der Stirnfläche 164 abgetra
gen wird, in dem aufgrund des sich zur Stirnfläche
164 hin verjüngenden Hohlraumbereichs 168 eine Ma
terialanhäufung gebildet hat. Beliebige, dem Fach
mann bekannte Magneteinrichtungen können zum Ein
satz kommen. Ein ringförmiger Isolator 190 iso
liert das Target 160 und die Halterung 150 gegen
eine rohrförmige Anode 130, an der ein positives
elektrisches Potential einer Stromversorgungsein
richtung angelegt ist. Die Anode 130 ist an ihrem
einen Ende als Flansch 135 ausgebildet, auf dem
der ringförmige Isolator 190 aufliegt. Der Außen
durchmesser des Targets 160, des Isolators 190 und
des Flansches 135 ist gleich groß. In den ringför
migen Isolator 190 sind an gegenüberliegenden Sei
ten jeweils eine Ringnut 192 und 194 ausgenommen,
in die jeweils ein O-Ring eingelegt ist.
Die rohrförmige Anode 130 dient einmal als Posi
tionier- und Haltestab für die Zerstäubungskathode
160, der beispielsweise in eine entsprechende Öff
nung in der Wand 15 der Vakuumkammer einführbar
ist.
Die Halterung 150 weist einen rohrförmigen Ab
schnitt 155 auf, der koaxial innerhalb der Anode 130
verläuft und durch die Öffnung in der Wand 15
hindurchgeführt ist. An dem rohrförmigen Abschnitt
155 ist ein elektrisch negatives Potential ange
legt, so daß die Halterung 150 als Kathode wirkt.
Der rohrförmige Abschnitt 155 der Halterung 150
bildet einen ersten Abschnitt eines Kühlmittelka
nals 200, der durch den scheibenförmigen Abschnitt
152 der Halterung 150 in den Hohlraum mündet. Die
rohrförmige Anode 130 und der rohrförmige Ab
schnitt 155 der Halterung 150 bilden zusammen den
zweiten Teil des Kühlmittelkanals 210, wobei das
dem Flansch 135 abgewandte Ende der rohrförmigen
Anode 130 als Wasserauslaß dient. Das Target 160
ist beispielsweise über die Targethalterung 150
und über den ringförmigen Isolator 190 mit dem
Flansch 135 verschraubt, indem eine geeignete Mut
ter an dem rohrförmigen Abschnitt 155 der Halte
rung 150 angreift und die Halterung 150 in Rich
tung zum Flansch 135 zieht.
Um einen elektrischen Kontakt zwischen der auf ne
gativem Potential liegenden Halterung 150 und der
auf positivem Potential liegenden Anode 130 zu
vermeiden, ist beispielsweise das Anodenrohr 130
innen mit einer Isolierschicht überzogen. Aller
dings sind andere Konstruktionen zur elektrischen
Isolation dem Fachmann bekannt.
10
Vakuumkammerwand
15
Vakuumkammerwand
20
Vakuumkammer
30
Zerstäubungskathode
32
Target
33
Targetmantelfläche
34
Targetstirnfläche
37
Positionier- und Haltestab
40
Zerstäubungskathode
42
Target
43
Targetmantelfläche
44
Targetstirnfläche
47
Positionier- und Haltestab
50
Zerstäubungskathode
52
Target
53
Targetmantelfläche
54
Targetstirnfläche
57
Positionier- und Haltestab
60
Substratkörper
70
Hohlraum
72
Hohlraummantelfläche
74
Hohlraumstirnfläche
80
Hohlraum
82
Hohlraummantelfläche
84
Hohlraumstirnfläche
90
Hohlraum
92
Hohlraummantelfläche
94
Hohlraumstirnfläche
100
Stromversorgungseinrichtung
110
Leistungsverteiler
111
Steuerleitung
112
Steuerleitung
113
Steuerleitung
120
PC oder Anlagenrechner
130
Anode
135
Anodenflansch
140
Zerstäubungskathode
150
Halterung
152
scheibenförmiger Abschnitt
155
Malterungsabschnitt
160
Target
162
Targetmantelfläche
164
Targetstirnfläche
166
Hohlraumbereich
167
Hohlraumbereich
168
Hohlraumbereich
170
Magnet
174
Querstück des Magneten
180
Dichtungsring
190
Isolator
192
Ringnut
194
Ringnut
200
Kühlmittelkanal
210
Kühlmittelkanal
215
Halteplatte
230
Zerstäubungskathode
240
Zerstäubungskathode
250
Zerstäubungskathode
260
Zerstäubungskathode
Claims (13)
1. Vorrichtung zum Beschichten eines Substratkör
pers mittels Kathodenzerstäubung, umfassend
eine Vakuumkammer (20), wenigstens einen in
der Vakuumkammer (20) gehaltenen Substratkör
per (60), wenigstens eine im Abstand zum
Substratkörper (60) angeordnete Zerstäubungs
kathode (30, 40, 50; 230, 240, 250, 260) mit
einem zu zerstäubenden Target (32, 42, 52),
dadurch gekennzeichnet, daß der Substratkörper
(60) wenigstens eine zu beschichtende Fläche
(72, 74; 82, 84; 92, 94) aufweist, die wenig
stens einen Hohlraum (70, 80, 90) festlegt,
daß das zu zerstäubende Target (32, 42, 52) im
wesentlichen der zu beschichtenden Substrat
fläche (72, 74; 82, 84; 92, 94) angepaßt und
in den Hohlraum (70, 80, 90) einbringbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch eine Halteeinrichtung (15), insbesondere
eine Halteplatte, an der die oder jede Zer
stäubungskathode (30, 40, 50; 230, 240, 250,
260) lösbar montiert ist, wobei der Abstand
zwischen der Zerstäubungskathode (30, 40, 50;
230, 240, 250, 260) und der Halteeinrichtung
(15) veränderbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zerstäubungskathode (30, 40,
50) eine rohrförmige Anode (37, 47, 57) auf
weist, an deren einem Ende elektrisch isoliert
das Target (32, 42, 52) angeordnet ist, wobei
die Anode (37, 47, 57) in einer entsprechenden
Öffnung in der Halteeinrichtung (15) ver
schiebbar montiert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und/oder 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung
(15) Teil einer Wand der Vakuumkammer (20) ist
und die Zerstäubungskathode (30, 40, 50) vaku
umdicht aus der Vakuumkammer (20) herausge
führt ist.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprü
che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
oder jede Zerstäubungskathode (30, 40, 50) und
der Substratkörper (60) relativ zueinander be
wegbar sind.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprü
che 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Strom
versorgungseinrichtung (100) mit einem ein
stellbaren Leistungsteiler (110) zur unabhän
gigen Speisung der Zerstäubungskathoden (30,
40, 50).
7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprü
che 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
zu beschichtenden Flächen (72, 74; 82, 84, 92,
94) des Substratkörpers (60) wenigstens einen
zylindrischen, jeweils von einer Seite her zu
gänglichen Hohlraum (70, 80, 90) bilden, und
daß jedem Hohlraum (70, 80, 90) wenigstens ei
ne Zerstäubungskathode (30, 40, 50) mit einem
an die Form des Hohlraums angepaßten Target
(32, 42, 52) zugeordnet ist, dessen Außenum
fang kleiner ist als der Innenumfang des je
weiligen Hohlraums (70, 80, 90).
8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprü
che 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Durchmesser des Targets etwa zwischen 70 mm
und 100 mm liegt.
9. Magnetron-Zerstäubungskathode zum Einsatz in
einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1
bis 8, gekennzeichnet durch ein im wesentli
chen zylinderförmiges Target (160) mit einer
zu zerstäubenden Mantelfläche (162) und einer
zu zerstäubenden Stirnfläche (164), wobei in
dem Target (160) ein Hohlraum (166, 167, 168)
ausgebildet ist, in dem eine Magneteinrichtung
(170) angeordnet ist.
10. Magnetron-Zerstäubungskathode nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (168)
sich von dem, der Stirnfläche (164) gegenüber
liegenden offenen Targetende zur Stirnfläche
(164) hin verjüngt, und daß die Magneteinrich
tung (170, 174)) im wesentlichen T-förmig aus
gebildet ist.
11. Magnetron-Zerstäubungskathode nach Anspruch
10, gekennzeichnet durch eine rohrförmige An
odeneinrichtung (130), eine Einrichtung (152)
zum Halten des Targets (160), die als rohrför
mige Verlängerung (155) koaxial in der Anoden
einrichtung (130) verläuft und mit dieser ei
nen ersten Teil eines Kühlmittelkanals (210)
bildet, der in den Hohlraum (168) mündet.
12. Magnetron-Zerstäubungskathode nach Anspruch
11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteein
richtung (150, 152, 155) mit dem elektrisch
negativen Anschluß einer Spannungsversorgungs
einrichtung verbunden ist, wobei die rohrför
mige Verlängerung (155) der Halteeinrichtung
den zweiten Teil des Kühlmittelkanals (200)
bildet und daß die Halteeinrichtung (150) und
die Anodeneinrichtung (130) voneinander elek
trisch isoliert sind.
13. Anordnung zum Einsatz in einer Vorrichtung
nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8,
umfassend mehrere, individuell ansteuerbare
Zerstäubungskathoden (230, 240, 250, 260), de
ren Targetflächen im wesentlichen der Form ei
nes zu beschichtenden Substratkörpers angepaßt
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997127647 DE19727647A1 (de) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Vorrichtung zum Beschichten eines Substratkörpers mittels Kathodenzerstäubung |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1997127647 DE19727647A1 (de) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Vorrichtung zum Beschichten eines Substratkörpers mittels Kathodenzerstäubung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19727647A1 true DE19727647A1 (de) | 1998-12-17 |
Family
ID=7834015
Family Applications (1)
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DE1997127647 Withdrawn DE19727647A1 (de) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Vorrichtung zum Beschichten eines Substratkörpers mittels Kathodenzerstäubung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19727647A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2302401A1 (es) * | 2005-06-03 | 2008-07-01 | Universidad De Alicante | Sistema de generacion micro-topografica por pulverizacion catodica. |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2417288A1 (de) * | 1974-01-31 | 1975-08-14 | Airco Inc | Zerstaeubungsvorrichtung |
DE2522227A1 (de) * | 1975-05-20 | 1976-12-02 | Telic Corp | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer glimmentladung |
CH618289A5 (en) * | 1976-07-07 | 1980-07-15 | Philips Nv | Cathode arrangement for an atomising device |
US4374722A (en) * | 1980-08-08 | 1983-02-22 | Battelle Development Corporation | Cathodic sputtering target including means for detecting target piercing |
EP0300995A2 (de) * | 1987-07-24 | 1989-01-25 | MIBA Gleitlager Aktiengesellschaft | Stabförmige Magnetron- bzw. Sputterkathodenanordnung, Sputterverfahren, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und rohrförmiges Target |
DE4342766A1 (de) * | 1993-12-15 | 1995-06-22 | Andre Dipl Ing Linnenbruegger | Magnetron-Zerstäuberquellenanordnung |
DE29602332U1 (de) * | 1995-03-21 | 1996-06-20 | Dresden Vakuumtech Gmbh | Katodischer Vakuumbogenverdampfer |
DE19541236A1 (de) * | 1995-11-06 | 1997-05-07 | Leybold Ag | Vorrichtung zum Beschichten der Oberflächen von als Rotationskörper ausgeformten Substraten |
-
1997
- 1997-06-12 DE DE1997127647 patent/DE19727647A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2417288A1 (de) * | 1974-01-31 | 1975-08-14 | Airco Inc | Zerstaeubungsvorrichtung |
DE2522227A1 (de) * | 1975-05-20 | 1976-12-02 | Telic Corp | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer glimmentladung |
CH618289A5 (en) * | 1976-07-07 | 1980-07-15 | Philips Nv | Cathode arrangement for an atomising device |
US4374722A (en) * | 1980-08-08 | 1983-02-22 | Battelle Development Corporation | Cathodic sputtering target including means for detecting target piercing |
EP0300995A2 (de) * | 1987-07-24 | 1989-01-25 | MIBA Gleitlager Aktiengesellschaft | Stabförmige Magnetron- bzw. Sputterkathodenanordnung, Sputterverfahren, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und rohrförmiges Target |
DE4342766A1 (de) * | 1993-12-15 | 1995-06-22 | Andre Dipl Ing Linnenbruegger | Magnetron-Zerstäuberquellenanordnung |
DE29602332U1 (de) * | 1995-03-21 | 1996-06-20 | Dresden Vakuumtech Gmbh | Katodischer Vakuumbogenverdampfer |
DE19541236A1 (de) * | 1995-11-06 | 1997-05-07 | Leybold Ag | Vorrichtung zum Beschichten der Oberflächen von als Rotationskörper ausgeformten Substraten |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2302401A1 (es) * | 2005-06-03 | 2008-07-01 | Universidad De Alicante | Sistema de generacion micro-topografica por pulverizacion catodica. |
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