DE19738815A1 - Verfahren zur Montage von Targetsegmenten und Justierbolzen zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage von fliesenartig nebeneinander auf einer Kathodenplatte zu befestigenden Targetsegmenten, welche Gewindebohrungen aufweisen, in die von der den Targetsegmenten abgewandten Seite der Kathodenplatte her durch die Kathodenplatte führende Durchbrechungen Halteschrauben geschraubt wer­ den. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Justierbolzen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei Sputteranlagen mit großflächigen Zerstäuberkathoden, bei denen auf der Kathodenplatte nebeneinander mehrere Targetsegmente vorgesehen sind, bereitet die Targetmon­ tage oftmals beträchtliche Schwierigkeiten. Als Beispiel für die Ausführung solcher Zerstäuberkathoden sei auf die DE 44 14 470 A1 verwiesen. Die in Fig. 4 der Schrift ge­ zeigte Befestigungsart hat Eingang in die Praxis gefun­ den. Zur Befestigung eines Targetsegmentes muß man die­ ses plan derart auf die Kathodenplatte setzen, daß die Gewindebohrungen des Targetsegmentes mit den Durchbre­ chungen der Kathodenplatte fluchten, so daß die Halte­ schrauben von der Rückseite der Kathodenplatte her in das Targetsegment geschraubt werden können. Bringt man jedoch das zu montierende Targetsegment in eine zur Kathoden­ platte parallele Position, so verdeckt sie die Sicht auf die Durchbrechungen der Kathodenplatte, so daß sie nicht mit Blick auf die Durchbrechungen ausgerichtet werden kann. Meist fluchten beim Aufsetzen des Targetsegmentes die Gewindebohrungen nicht mit den Durchbrechungen, so daß man das Targetsegment "auf gut Glück" auf der Katho­ denplatte verschieben muß, bis die richtige Position er­ reicht ist. Dann muß der Monteur das Targetsegment fest­ halten, während ein anderer Monteur von der Rückseite der Kathodenplatte her die Halteschrauben einzieht. Die Mon­ tage von Targetsegmenten ist deshalb zeitaufwendig und erfordert bei der Befestigungsart mit Halteschrauben stets zwei zusammen arbeitende Monteure. Die genannte DE 44 14 470 zeigt zwar auch Befestigungsarten, bei denen die Montage vereinfacht wird, jedoch verzichtet man dabei auf die nur durch Halteschrauben zu erreichende, feste Anlage der Targetsegmente gegen die Kathodenplatte.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Montage von fliesenartig nebeneinander auf einer Kathodenplatte zu befestigenden Targetsegmenten zu entwickeln, welches von einem einzigen Monteur allein und besonders bequem und rasch ausführbar ist. Weiterhin soll ein Justierbolzen zur Durchführung des Verfahrens entwickelt werden.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß zunächst in zumindest eine Gewindebohrung ei­ nes zu montierenden Targetsegments von der im montierten Zustand zur Kathodenplatte weisenden Seite her ein Jus­ tierbolzen geschraubt wird, welcher an seinem kathoden­ plattenseitigen Ende eine Abfasung besitzt, daß dann das Targetsegment vormontiert wird, indem der Justierbolzen oder die Justierbolzen durch eine Durchbrechung oder die Justierbolzen jeweils durch eine Durchbrechung greifen, daß danach zumindest eine Halteschraube durch eine Durchbrechung in das Targetsegment geschraubt wird und daß man anschließend den Justierbolzen oder die Justier­ bolzen abschraubt und durch eine Halteschraube bzw. Hal­ teschrauben ersetzt.

Durch diese Verfahrensweise wird es aufgrund der Abfasung der Justierbolzen möglich, das zu montierende Targetseg­ ment schräg zur Kathodenplatte mit dem Justierbolzen oder den Justierbolzen in die Durchbrechung oder Durchbre­ chungen der Kathodenplatte einzusetzen und erst dann in eine parallele Lage zu schwenken und bis gegen die Katho­ den zu schieben. Durch dieses anfängliche schräge Ein­ setzen kann man die jeweilige Durchbrechung zum Einsetzen des Justierbolzen im Auge behalten, so daß das Ausrich­ ten des Targetsegmentes keine Schwierigkeiten macht. Da das Targetsegment nach dem Aufschieben auf die Kathoden­ platte von den Justierbolzen gehalten wird, kann an­ schließend der Monteur das Targetsegment loslassen und von der Rückseite der Kathodenplatte her die Halteschrau­ ben einziehen. Deshalb kann die komplette Montage von ei­ nem einzigen Monteur erfolgen.

Größere Targetsegmente sind im vormontierten Zustand be­ sonders sicher gehalten, wenn bei Targetsegmenten mit zu­ mindest drei Gewindebohrungen nahe ihrer oberen und un­ teren Kante zunächst in die beiden äußeren Gewindebohrun­ gen einer oberen oder unteren Seite des Targetsegmentes und in die mittlere Gewindebohrung der gegenüberliegenden Seite jeweils ein Justierbolzen geschraubt und dann das Targetsegment vormontiert wird.

Ein besonders bequemes Montieren der Targetsegmente ist möglich, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung des er­ findungsgemäßen Verfahrens das Targetsegment mit seinen Justierbolzen gegenüber der Kathodenplatte um eine zur Verbindungslinie der beiden oberen, äußeren Gewindeboh­ rungen verkippten Lage in die beiden oberen Durchbre­ chenden der Kathodenplatte eingesetzt und dann das Tar­ getsegment nach der unteren Durchbrechung ausgerichtet und plan gegen die Kathodenplatte geschwenkt wird. Bei dieser Verfahrensweise braucht man bei der Montage nicht auf die fluchtende Lage dreier Justierbolzen zu achten, vielmehr kann man das Targetsegment noch horizontal ver­ schieben, nachdem die beiden oberen Justierbolzen das Targetsegment abstützen.

Das Targetsegment kann in einem besonders schräg ausge­ richteten Zustand mit seinen oberen Justierbolzen vormon­ tiert werden und erlaubt ein Einführen des unteren Jus­ tierbolzens allein durch Verschwenken in eine zur Katho­ denplatte parallele Position, wenn für die untere mitt­ lere Gewindebohrung ein gegenüber den beiden übrigen Jus­ tierbolzen kürzerer Justierbolzen verwendet wird.

Eine zwischen der Kathodenplatte und dem jeweiligen Tar­ getsegment anzuordnende Wärmeleitfolie wird durch die Justierbolzen vorfixiert, wenn gemäß einer anderen Aus­ gestaltung des Verfahrens nach der Montage von zumindest zwei Justierbolzen auf das Targetsegment eine Wärmeleit­ folie aufgeschoben wird.

Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung eines Justierbolzens zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird dadurch gelöst, daß der Justierbolzen an einem Ende einen Gewindezapfen und an seinem anderen Ende eine Abfasung aufweist. Ein solcher Zentrierbolzen kann mit seinem Gewindezapfen in übliche Targetsegmente geschraubt werden und ermöglicht es aufgrund seiner Abfa­ sung, zunächst schräg in eine für ihn bestimmte Durchbre­ chung einer Kathodenplatte eingeschoben zu werden.

In manchen Sputteranlagen ist die Kathodenplatte schräg angeordnet, so daß sie mit ihrer Oberseite überhängt. Dadurch besteht die Gefahr, daß ein nur vormontiertes Targetsegment von der Kathodenplatte abfällt. Das kann auf einfache Weise dadurch verhindert werden, daß der Justierbolzen bei gegen die Kathodenplatte anliegendem Targetsegment eine hinter die Kathodenplatte greifende Verriegelungsklinke aufweist, welche in seine aus der Kontur des Justierbolzens ragende Verriegelungsstellung vorgespannt ist.

Konstruktiv besonders einfach ist ein Justierbolzen mit Verriegelungsklinke gestaltet, wenn die Verriegelungs­ klinke um eine nahe ihres dem Gewindezapfen abgewandten Endes im Justierbolzen gelagerte Achse schwenkbar im Jus­ tierbolzen gelagert ist und wenn nahe ihre s dem Gewinde­ zapfen zugewandten Endes in dem Justierbolzen eine sich im Justierbolzen und gegen die Verriegelungsklinke abge­ stützte Druckfeder angeordnet ist.

Der maximal mögliche Ausschwenkwinkel der Verriegelungs­ klinke läßt sich auf einfache Weise einstellen und fest­ legen, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfin­ dung der Justierbolzen eine von seiner Seite mit der Ab­ fasung in ihn hineinführende Gewindebohrung hat, in wel­ che eine den maximalen Schwenkweg der Verriegelungsklinke begrenzende Stiftschraube geschraubt ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teilbereich einer Sputterkathode,

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 im Maßstab vergrößer­ ten Querschnitt durch einen Teilbereich der Sputterkathode nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Justierbolzen.

Die Fig. 1 zeigt einen Teilbereich einer Sputterkathode 1, welche eine Kathodenplatte 2 hat, auf welcher fliesen­ artig nebeneinander Targetsegmente 3, 4, 5, 6 befestigt sind. Zu diesem Zweck weisen die Targetsegmente 3, 4, 5, 6 Gewindebohrungen auf, von denen vier Gewindebohrungen 7, 8, 9, 10 positioniert wurden.

Die vergrößerte Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 läßt am Beispiel der Gewindebohrung 7 erkennen, daß in die Ge­ windebohrung 7 des Targetsegmentes 3 von der dem Tar­ getsegment 3 abgewandten Seite der Kathodenplatte 2 her eine Halteschraube 12 führt, welche mit ihrem Kopf 13 ge­ gen die Kathodenplatte 2 anliegt. Solche Halteschrauben 12 sind im endgültig montierten Zustand in sämtliche Ge­ windebohrungen 7-10 und die nicht positionierten Ge­ windebohrungen der Targetsegmente 3-6 geschraubt. Die Halteschrauben 12 durchdringen jeweils eine Durchbrechung 11 in der Kathodenplatte 2. Bei dieser Durchbrechung 11 kann es sich um eine Bohrung oder um ein Langloch handeln. Die Durchbrechungen 11 haben einen wesentlich größeren Querschnitt als der jeweilige Schaft der Halteschraube 12, so daß Wärmedehnungen der Targetseg­ mente 3-6 möglich sind. Um dennoch die Targetsegmente 3-6 exakt auf der Kathodenplatte 2 zu fixieren, können einzelne Durchbrechungen als Langlöcher ausgebildet sein. Wenn zum Beispiel sechs Targetsemgmente in zwei Reihen übereinander angeordnet werden sollen, dann bildet man die beiden oberen, äußeren Durchbrechungen der Targetseg­ mente der unteren Reihe und die beiden äußeren, unteren Durchbrechungen der Targetsegmente der oberen Reihe je­ weils als sich horizontal erstreckende Langlöcher aus. Weiterhin bildet man in einem solchen Fall von dem je­ weils mittleren Targetsegment die obere, mittlere Durch­ brechung des Targetsegments der oberen Reihe und die mittlere, untere Durchbrechung des Targetsegments der un­ teren Reihe als sich in vertikaler Richtung erstreckendes Langloch aus. Bei der Montage der Targetsegmente montiert man dann zunächst die beiden mittleren Targetsegmente je­ der Reihe und erst dann die übrigen Targetsegmente.

Zur Montage der Targetsegmente 3-6 schraubt man in die beiden oberen Gewindebohrungen 7 und 9 und in die mitt­ lere, gegenüberliegende Gewindebohrung 10 des jeweiligen Targetsegmenten 3-6 zunächst jeweils einen in Fig. 3 gezeigten Justierbolzen 14. Dieser hat hierzu an einem Ende einen Gewindezapfen 15. Am gegenüberliegenden Ende
ist der Justierbolzen 14 durch eine Abfasung 16 konisch ausgebildet. Der Justierbolzen 14 weist weiterhin eine Verriegelungsklinke 17 auf, welche im Justierbolzen 14 auf einer quer verlaufenden Achse 18 gelagert ist. An der der Achse 18 abgewandten Seite der Verriegelungsklinke 17 ist zwischen ihr und dem Justierbolzen 14 eine Druckfeder 19 gespannt, welche die Verriegelungsklinke 17 in der dargestellten Verriegelungsstellung vorspannt, in der die Verriegelungsklinke 17 hinter die Kathodenplatte 2 greift.

Von der Seite der Abfasung 16 her führt eine Gewindeboh­ rung 20 in den Justierbolzen 14 hinein. In diese Gewinde­ bohrung 20 ist eine Stiftschraube 21 geschraubt, gegen welche die Verriegelungsklinke 17 mit ihrer ihr zugewand­ ten Stirnfläche in der dargestellten Verriegelungsstel­ lung anliegt. Auf diese Weise wird der maximal mögliche Ausschwenkweg der Verriegelungsklinke 17 begrenzt.

Zur Montage eines Targetsegmentes 3 schiebt man das Tar­ getsegment 3 mit den abgefasten Enden der Justierbolzen 14 in die entsprechenden Durchbrechungen 11 der Katho­ denplatte 2, wobei die Abfasungen 16 es ermöglichen, das Targetsegment 3 zunächst schräg in die beiden oberen Durchbrechungen 11 einzusetzen und dann in eine parallele Lage zur Kathodenplatte 2 zu bewegen, so daß auch der untere Justierbolzen 14 in die entsprechende Durchbre­ chung 11 gelangt, wozu man ihn zweckmäßigerweise kürzer ausbildet als die beiden oberen Justierbolzen. Hat man das Targetsegment vollständig gegen die Kathodenplatte 2 geschoben, dann schnappen die Verriegelungsklinken 17 hinter die Kathodenplatte 2 und halten dadurch das Tar­ getsegment 3 fest.

Anschließend kann man von der Rückseite der Kathoden­ platte 2 die Halteschrauben 12 in die Gewindebohrungen 8 einschrauben, in welche sich kein Justierbolzen 14 befin­ det. Ist das geschehen, dann wird das Targetsegment 3 von den Halteschrauben 12 gehalten, so daß man die Justier­ bolzen 14 entfernen und gegen weitere Halteschrauben 12 auswechseln kann.

Bezugszeichenliste

1

Sputterkathode

2

Kathodenplatte

3

Targetsegment

4

Targetsegment

5

Targetsegment

6

Targetsegment

7

Gewindebohrung

8

Gewindebohrung

9

Gewindebohrung

10

Gewindebohrung

11

Durchbrechung

12

Halteschraube

13

Kopf

14

Justierbolzen

15

Gewindezapfen

16

Abfasung

17

Verriegelungsklinke

18

Achse

19

Druckfeder

20

Gewindebohrung

21

Stiftschraube

Claims (9)

1. Verfahren zur Montage von fliesenartig nebeneinander auf einer Kathodenplatte zu befestigenden Targetsegmen­ ten, welche Gewindebohrungen aufweisen, in die von der den Targetsegmenten abgewandten Seite der Kathodenplatte her durch die Kathodenplatte führende Durchbrechungen Halteschrauben geschraubt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in zumindest eine Gewindebohrung eines zu montierenden Targetsegments von der im montierten Zustand zur Kathodenplatte weisenden Seite her ein Justierbolzen geschraubt wird, welcher an seinem kathodenplattenseiti­ gen Ende eine Abfasung besitzt, daß dann das Targetseg­ ment vormontiert wird, indem der Justierbolzen oder die Justierbolzen durch eine Durchbrechung oder die Justier­ bolzen jeweils durch eine Durchbrechung greifen, daß da­ nach zumindest eine Halteschraube durch eine Durchbre­ chung in das Targetsegment geschraubt wird und daß man anschließend den Justierbolzen oder die Justierbolzen ab­ schraubt und durch eine Halteschraube bzw. Halteschrauben ersetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Targetsegment nahe seines oberen und unteren Randes zumindest drei Ge­ windebohrungen für Halteschrauben hat, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zunächst in die beiden äußeren Gewindeboh­ rungen einer oberen oder unteren Seite des Targetsegmen­ tes und in die mittlere Gewindebohrung der gegenüberlie­ genden Seite jeweils ein Justierbolzen geschraubt und dann das Targetsegment vormontiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Targetsegment mit seinen Justierbolzen gegenüber der Kathodenplatte um eine zur Verbindungslinie der bei­ den oberen, äußeren Gewindebohrungen verkippten Lage in die beiden oberen Durchbrechungen der Kathodenplatte ein­ gesetzt und dann das Targetsegment nach der unteren Durchbrechung ausgerichtet und plan gegen die Kathoden­ platte geschwenkt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für die untere, mittlere Gewindeboh­ rung ein gegenüber den beiden übrigen Justierbolzen kür­ zerer Justierbolzen verwendet wird.

5. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Montage von zumindest zwei Justierbolzen auf das Targetsegment eine Wärmeleitfolie aufgeschoben wird.

6. Justierbolzen zur Durchführung des Verfahrens nach zu­ mindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß er an einem Ende einen Gewindezapfen (15) und an seinem anderen Ende eine Abfasung (16) auf­ weist.

7. Justierbolzen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er eine bei gegen die Kathodenplatte (2) anliegendem Targetsegment (3) hinter die Kathodenplatte (2) greifende Verriegelungsklinke (17) aufweist, welche in seine aus der Kontur des Justierbolzens (14) ragende Verriegelungs­ stellung vorgespannt ist.

8. Justierbolzen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsklinke (17) um eine nahe ihres dem Gewindezapfen (15) abgewandten Endes im Justierbolzen (14) gelagerte Achse (18) schwenkbar im Justierbolzen (14) gelagert ist und daß nahe ihres dem Gewindezapfen (15) zugewandten Endes in dem Justierbolzen (14) eine sich im Justierbolzen (14) und gegen die Verriegelungs­ klinke (17) abgestützte Druckfeder (19) angeordnet ist.

9. Justierbolzen nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine von sei­ ner Seite mit der Abfasung (16) in ihn hineinführende Ge­ windebohrung (20) hat, in welche eine den maximalen Schwenkweg der Verriegelungsklinke (17) begrenzende Stiftschraube (1) geschraubt ist.