DE19802482A1

DE19802482A1 - Vorrichtung für die Herstellung von Targets für Zerstäubungskathoden

Info

Publication number: DE19802482A1
Application number: DE1998102482
Authority: DE
Inventors: Norbert Wollenberg
Original assignee: Leybold Materials GmbH
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1999-07-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Her stellung von Targets für Zerstäubungskathoden mit einer Bodenplatte und mit einem auf dieser aufge setzten zusammen mit der Bodenplatte eine Schmelzwanne bildenden Rahmen.

Bekannt ist ein Target für die Sputterkathode ei ner Vakuumbeschichtungsvorrichtung (DE 195 35 894), mit einem das zu zerstäubende Ma terial zumindest teilweise umschließenden Rahmen zur Halterung des plattenförmig ausgebildeten Tar gets auf der Kathodenrückenplatte und mit einer zwischen Rahmen und der Kathodenrückenplatte ange ordneten Trennfolie oder Zwischenlage aus nachgie bigem Werkstoff, beispielsweise einer Kohlenstoffolie, und mit einer Vielzahl sich vom Rahmen aus zu einer zur Targetebene parallelen Ebene jeweils ein Stück weit in den Targetwerkstoff hinein er streckenden, mit den Rahmenteilen fest verbundenen Bolzen, Zungen oder leistenförmigen Vorsprüngen zur Halterung des Targetwerkstoffs in den von den Rahmenteilen umschlossenen Zwischenräumen.

Die Herstellung dieses Targets erfolgt in einem ersten Verfahrensschritt, indem der Rahmen aus ei nem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus Kup fer, auf eine aufheizbare, horizontal ausgerichte te ebene Platte, vorzugsweise aus Edelstahl, auf gelegt und mit dieser verschraubt oder verpratzt, wobei in einem zweiten Verfahrens schritt der vom Rahmen umgriffene Raum mit aufgeschmolzenem Tar getwerkstoff, beispielsweise mit flüssigem Zinn, ausgegossen wird, bis der Schmelzenspiegel die Oberseite des Rahmens erreicht hat, worauf hin in einem dritten Schritt die Schmelze gleichmäßig auf Raumtemperatur abgekühlt und anschließend der Rah men mit dem erstarrten Target von der Edelstahl platte abgelöst wird.

Bekannt ist weiterhin ein Target für die Sputter kathode einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung (DE 197 35 469) mit einem das zu zerstäubende Ma terial zumindest teilweise umschließenden Rahmen zur Halterung des plattenförmig ausgebildeten Tar gets auf der Kathodenrückenplatte und mit sich vom Rahmen aus ein Stück weit in den Targetwerkstoff hinein erstreckenden und vom Targetwerkstoff um schlossenen, Kühlkanäle bildenden Hohlprofilen, wobei die Hohlprofile eine symmetrische Konfigura tion aufweisen und die Symmetrieebene parallel zur Targetebene verläuft und von der Targetvorderflä che den gleichen Abstand aufweist wie von der Tar getrückfläche.

Auch in diesem falle erfolgt die Herstellung des Targets indem in einem ersten Verfahrensschritt, der Rahmen aus einem metallischen Werkstoff, vor zugsweise aus Kupfer, auf eine aufheizbare, hori zontal ausgerichtete ebene Platte, vorzugsweise aus Edelstahl, aufgelegt und mit dieser ver schraubt oder verpratzt wird und in einem zweiten Verfahrens schritt der vom Rahmen umgriffene Raum mit aufgeschmolzenem Targetwerkstoff, beispiels weise mit flüssigem Zinn, ausgegossen wird, bis der Schmelzenspiegel die Oberseite des Rahmens er reicht hat, worauf hin in einem dritten Schritt die Schmelze gleichmäßig auf Raumtemperatur abge kühlt und anschließend der Rahmen mit dem erstarr ten Targetwerkstoff von der Edelstahlplatte abge löst und auf die Kathodenrückenplatte aufge schraubt oder aufgepratzt wird.

Schließlich hat man bereits eine Vorrichtung vor geschlagen (Patentanmeldung DE 196 27 533.4) mit einem Rahmen zur Halterung des Targets auf der Ka thodenrückenplatte und mit zumindest einem auf der Kathodenrückenplatte oder einer Trennfolie auflie genden oder unmittelbar oberhalb dieser angeordne ten und sich ein Stück weit in den Targetwerkstoff hinein erstreckenden und vom Targetwerkstoff zu mindest auf den den Targetvorderflächen und den den Rahmenteilen zugekehrten Seiten umschlossenen, die Kühlkanäle bildenden Hohlprofilzuschnitten.

Auch dieses Target wird hergestellt, indem in ei nem ersten Verfahrensschritt, der Rahmen aus einem metallischen Werkstoff, auf eine aufheizbare, ho rizontal ausgerichtete ebene Platte aus Edelstahl, aufgelegt und mit dieser verschraubt oder ver pratzt wird und in einem zweiten Verfahrens schritt der vom Rahmen umgriffene Raum mit aufgeschmolze nem Targetwerkstoff ausgegossen wird, bis der Schmelzenspiegel die Oberseite des Rahmens er reicht hat, und indem in einem dritten Schritt die Schmelze gleichmäßig auf Raumtemperatur abgekühlt und anschließend der Rahmen mit dem erstarrten Targetwerkstoff von der Edelstahlplatte abgelöst und auf die Kathodenrückenplatte aufgeschraubt oder aufgepratzt wird.

Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Her stellen von Targets haben den Nachteil, daß sich die Bodenplatte zusammen mit dem auf ihr befestig ten Rahmen regelmäßig infolge der für den Schmelz vorgang notwendigen Aufheizung auf Schmelztempera tur verformt mit dem Ergebnis, daß die erstarrten Targetplatten Verformungen aufweisen, die oftmals so gravierend sind, daß diese auch durch anschlie ßende spanabhebende Nacharbeit nicht behebbar sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Auf gabe zugrunde, einen direkt kühlbaren Gießtisch bzw. Bodenplatte zu schaffen, die die Herstellung von großflächigen Targets des in Frage stehenden Typs ermöglicht, ohne daß Verformungen an den fer tigen Targets auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bo denplatte gelöst, die zweilagig ausgebildet ist, wobei die obere Lage aus Stahl und die mit dieser innig verbundene untere Lage aus Aluminium oder Kupfer besteht, und wobei die obere Lage mit zu ihrer Ebene parallel verlaufenden Bohrungen zur Aufnahme von Heizstäben und die untere Lage mit zu ihrer Ebene parallelen Nuten, Ausnehmungen oder Bohrungen zur Aufnahme der Kühlrohre versehen ist.

Die Erfindung läßt die unterschiedlichsten Ausfüh rungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in der an hängenden Zeichnung rein schematisch näher darge stellt, die eine Bodenplatte und den mit ihr ver schraubbaren Rahmen in perspektivischer Ansicht zeigt.

Die Bodenplatte 2 besteht aus zwei Platten aus verschiedenen Metallen, die innig miteinander ver bunden sind, z. B. durch Angießen, Aufwalzen oder Aufschweißen. Während die obere Platte 3 bei spielsweise aus rostfreiem Stahl besteht, kann die mit dieser plattierten unteren Platte 4 aus Alumi nium hergestellt sein. Wie die Zeichnung zeigt, ist die obere Platte 3 mit einer Vielzahl von zu einander paralleler Bohrungen 5, 5', . . . versehen, in die elektrisch betriebene Heizstäbe 6, 6'. . . eingesetzt sind. Diese Heizstäbe 6, 6', . . . sind sämtlich an eine Stromquelle angeschlossen und können in an sich bekannter Weise über eine elek trische Steuereinheit einzeln angesteuert werden, so daß in Abhängigkeit von (nicht dargestellten) an der Bodenplatte 2 angeordneten Wärmefühlern ei ne vollständig gleichmäßige Aufheizung der Boden platte 2 erfolgen kann. In die untere Platte 2 sind eine Vielzahl von Nuten 7, 7', . . . eingearbei tet, in die Kühlschläuche oder Kühlrohre, z. B. in Gestalt einer Kühlschlange 8 eingelegt sind. Es ist klar, daß anstelle der Schläuche oder Rohre 8 die Nuten selbst als Kühlkanäle ausgebildet sein können, indem die Nuten etwa mit Hilfe einer dünn wandigen zusätzlichen Platte nach unten zu ver schlossen werden. Für das Aufschmelzen des Target werkstoffs wird der Rahmen 9 mit Hilfe von Schrau ben 10, 10', . . . auf der Bodenplatte 2 befestigt; der aufgeschmolzene Targetwerkstoff kann danach in der von der Bodenplatte 2 und dem Rahmen 9 gebil deten Wanne abkühlen und danach ohne Schwierigkei ten in plattenförmiger Konfiguration aus der Wanne entfernt werden.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Targets für Zerstäubungskathoden mit einer Bodenplatte und mit einem auf diese aufgesetzte zusammen mit der Bodenplatte eine Schmelzwanne bilden den Rahmen, einem Heizaggregat und mit der Bodenplatte in Kontakt stehende von einem Kühlmittel durchströmten Kühlkanälen, wobei die Bodenplatte zweilagig ausgebildet ist und die obere Lage aus Stahl und die mit dieser innig verbundene untere Lage aus Aluminium oder Kupfer besteht, und wobei die obere Lage mit zu ihrer Ebene parallel verlaufenden Boh rungen zur Aufnahme von Heizstäben und die untere Lage mit zu ihrer Ebene parallelen Nu ten oder Aussparungen für die Aufnahme von Kühlrohren versehen ist.