DE19806879A1 - Target für die Sputterkathode einer Vakuumbeschichtungsanlage und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Target für die Sputter­ kathode einer Vakuumbeschichtungsanlage mit einem das Verbrauchsmaterial umschließenden, aus einer Bodenpartie und mehreren Seitenpartien gebildeten Träger und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Um eine bessere Kühlung bei der Kathodenzerstäu­ bung von Targets zu erreichen, ist es üblich (DE-A-36 03 646), den plattenförmig ausgeformten Targetwerkstoff mit Hilfe von Klemmen oder Pratzen auf der Kathodengrundplatte, die im allgemeinen mit einer Wasserkühlung versehen ist, fest zu ver­ binden.

Bekannt ist weiterhin eine Targetanordnung für ei­ ne Kathodenzerstäubungsanlage mit geschlossener Kathodengestalt, mit einem Targetkörper, der mit­ tels einer lösbaren Befestigungseinrichtung an ein Kühlsystem ankoppelbar ist, wobei zwischen dem Targetkörper und dem Kühlsystem eine Trennmembran vorgesehen ist, die zum einen mit dem Kühlsystem und zum anderen mit dem Targetkörper durch ge­ trennte Befestigungseinrichtungen in Verbindung steht (DE-A-43 01 516).

Bekannt ist auch eine Zerstäubungskathode (DE-A-42 01 551), die nach dem Magnetronprinzip arbeitet, mit einem Kathodenkörper, der mit einem eine Zerstäubungsfläche und eine Umfangsfläche aufweisenden Target ausgestattet ist, wobei hinter dem Target ein Magnetsystem mit ineinander liegen­ den Polen entgegengesetzter Polarität zur Erzeu­ gung von magnetischen Feldlinien vorgesehen ist, die aus dem Target austreten und nach Durchlaufen von bogenförmigen Bahnen wieder in das Target ein­ treten, wobei die außerhalb der Erosionszone lie­ genden Randbereiche des Targets von einem parallel zur Zerstäubungsfläche verlaufenden, einen Innen­ rand aufweisenden Fortsatz der Dunkelraumabschir­ mung überdeckt sind. Die Dunkelraumabschirmung ist elektrisch schwimmend angeordnet und durch einen Spalt vom Target getrennt, der derart groß ist, daß zwischen Target und Dunkelraumabschirmung kein Plasma zünden kann, so daß nur das frei liegende Target zerstäubt wird.

Bekannt ist weiterhin eine Kathodenzerstäubungs­ vorrichtung mit hoher Zerstäubungsrate (EP-A-0 431 253) mit einer Kathode, die auf einer ihrer Oberflächen das zu zerstäubende und auf ei­ nem Substrat abzulagernde Material aufweist, mit einer derart angeordneten Magneteinrichtung, daß von der Zerstäubungsfläche ausgehende und zu ihr zurückkehrende Magnetfeldlinien einen Entladungs­ bereich bilden, der die Form einer in sich ge­ schlossenen Schleife hat und mit einer außerhalb der Bahnen des zerstäubten und sich von der Zer­ stäubungsfläche zum Substrat bewegenden Materials angeordneten Anode, wobei an der Kathode eine Trä­ gerplatte fest angeordnet ist, deren der Kathode zugewandte Seitenfläche von nutenförmigen Kanälen durchzogen ist, wobei in die Kanäle von Kühlmit­ teln durchflossene Rohre eingelegt sind, deren Querschnittsprofile den Querschnittsprofilen der Kanäle entsprechen, so daß die Rohre mit ihren Au­ ßenwänden Kontakt mit den Innenwänden der Kanäle bzw. der Außenfläche der Kathode haben.

Schließlich hat man bereits ein Target für die Sputterkathode einer Vakuumbeschichtungsvorrich­ tung vorgeschlagen (DE 195 35 894 A1) mit einem das zu zerstäubende Material zumindest teilweise umschließenden Rahmen zur Halterung des platten­ förmig ausgebildeten Targets auf der Kathodenrücken­ platte und mit einer zwischen Rahmen und der Kathodenrückenplatte angeordneten Trennfolie oder Zwischenlage aus nachgiebigem Werkstoff, bei­ spielsweise einer Kohlenstoffolie, und mit einer Vielzahl sich vom Rahmen aus zu einer zur Target­ ebene parallelen Ebene jeweils ein Stück weit in den Targetwerkstoff hinein erstreckenden, mit den Rahmenteilen fest verbundenen Bolzen, Zungen oder leistenförmigen Vorsprüngen zur Halterung des Tar­ getwerkstoffs in den von den Rahmenteilen um­ schlossenen Zwischenräumen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, ein Target besonderer Größe zu schaffen, das sich zum einen zum Beschichten von großflächi­ gen Substraten, z. B. Fensterscheiben eignet und zum anderen preiswert herstellbar ist. Insbesonde­ re aber soll die Wiederaufarbeitung des abgesput­ terten Targets rasch und preiswert möglich sein.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Target gelöst mit einem das zu zerstäubende Mate­ rial, das sogenannte Verbrauchsmaterial umschlie­ ßenden, aus einer Bodenpartie und mehreren, diese umrandenden Seitenpartien und einer Mittelpartie bestehenden, ein nach oben zu offenes, schalen- oder ringschalenförmiges Gefäß bildenden Träger mit sich von den einander zugewandten Innenflächen der Seitenpartien und der Mittelpartie aus in ei­ ner zur Ebene der Bodenpartie parallelen Ebene er­ streckenden Vorsprüngen mit prismatischer Konfigu­ ration, wobei zwei sich jeweils gegeneinander er­ streckende Vorsprünge einen Spalt miteinander bil­ den, der den Raum oberhalb mit dem Raum unterhalb der Vorsprünge verbindet, und der von den Seiten­ partien, der Mittelpartie und der Bodenpartie ge­ bildete Raum mit verflüssigtem Verbrauchsmaterial ausgegossen ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind in den Patentansprüchen näher beschrieben und gekennzeichnet.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausfüh­ rungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in den an­ hängenden Zeichnungen näher dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 das Endstück eines Gefäßes für das zu zerstäubende Material mit Kühlkanälen in perspektivischer Ansicht und im Querschnitt und

Fig. 2 das Endstück der Ausführungsform gemäß Fig. 1, jedoch mit mit Targetwerkstoff ausgefüllten Zwischenräumen.

Das Target besteht aus vier Seitenpartien 3, 4, 5, . . ., die zusammen einen länglichen, rechteckigen Rahmen bilden, einer kürzer bemessenen Mittelpartie 6, die so zwischen den Seitenpartien 3, 4, 5, . . . angeord­ net ist, daß sie sich einerseits parallel zu den beiden Seitenpartien 3, 5 erstreckt und anderer­ seits Spalte A, . . . mit den beiden Kopfpartien 4, . . . bildet und einer alle Seitenpartien 3, 4, 5, . . . ein­ stückig miteinander verbindenden Bodenpartie 8. Die Seitenpartien 3, 5 und die Mittelpartie 6 sind jeweils mit seitlich abstehenden, keilstumpfförmi­ gen Vorsprüngen 3a, 5a, 6a, 6b versehen, die sich bis in die von der Mittelpartie 6 und den Seitenparti­ en 3, 5 gebildeten Zwischenräume B bzw. C erstrecken und Spalte D, E miteinander bilden.

Gemäß Fig. 2 sind bei einem komplettierten Target die in Fig. 1 erkennbaren Partien oder Räume zwi­ schen den Seitenpartien 3, 4, 5, . . . bzw. der Mittel­ partie 6 und den Vorsprüngen 3a, 5a, 6a, 6b und der Bodenpartie 8 mit Targetwerkstoff 7 ausgegossen.

Wie die Zeichnungen zeigen, kann das ringschalen­ förmige, aus der Bodenpartie 8, den Seitenpartien 3, 4, 5, . . . und der Mittelpartie 6 gebildete Gefäß mit einer Jochplatte 9 verschraubt werden, hinter der die für eine planare Magnetronkathode erforderli­ chen Magneten angeordnet sein können. Die Vor­ sprünge 3a, 6a, 6b, 5a, . . . haben zweckmäßigerweise ei­ nen trapezförmigen Querschnitt, während die Innen­ fläche der Bodenpartie 8 eben ausgebildet ist. Zwei jeweils einander gegenüberliegend angeordnete Vorsprünge, z. B. 3a und 6b oder 6a und 5b, bilden dann zusammen mit den übrigen Flächen der Seiten­ partien 3, 5, der Mittelpartie 6 und der Bodenpar­ tie 8 jeweils einen Querschnitt, der dem sich in­ folge des Sputtervorganges im Verbrauchsmaterial 7 ausbildenden Sputtergraben SG (der in Fig. 2 mit strichlierten Linien angedeutet ist) ähnlich ist bzw. entspricht. Im Falle der Wiederaufbereitung eines abgenutzten Targets (d. h. eines Targets, bei dem das oberhalb der strichlierten Linie SG befindliche Verbrauchsmaterial abgesputtert ist) kann das Ersatz-Material einfach in den Sputter­ graben eingegossen werden.

Es ist klar, daß die Vorsprünge 3a, 6b, 6a, 5a auch eine Querschnittsfläche aufweisen können, die der Bodenfläche eines Sputtergrabens, wie er sich bei vollständiger Ausnutzung des Verbrauchsmaterials ausbildet, angeglichen ist (d. h. der Linie SG ge­ mäß Fig. 2). Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der Vorsprünge ist mit Rücksicht auf den notwendigen Fertigungsaufwand stark idea­ lisiert.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung eines Targets für die Sputterkathode einer Vakuumbeschichtungs­ anlage mit einem das zu zerstäubende Materi­ al, das sogenannte Verbrauchsmaterial (7) um­ schließenden, aus einer Bodenpartie (8) und diese umrandenden Seitenpartien (3, 4, 5, . . .) und einer Mittelpartie (6) bestehenden, ein nach oben zu offenes, schalen- oder ringschalen­ förmiges Gefäß bildenden Träger aus hoch­ schmelzendem Werkstoff mit sich von den ein­ ander zugewandten Innenflächen der Seitenpar­ tien (3, 4, 5, . . .) und der Mittelpartie (6) aus in einer zur Ebene der Bodenpartie (8) paral­ lelen Ebene erstreckenden Vorsprünge mit prismoider Konfiguration (3a, 5a bzw. 6a, 6b), wobei zwei sich jeweils gegeneinander er­ streckende Vorsprünge (3a, 6b bzw. 5a, 6a) ei­ nen Spalt (D, E) miteinander bilden, der den Raum oberhalb mit dem Raum unterhalb der Vor­ sprünge (3a, 5a, 6a, 6b) verbindet und der von den Seitenpartien (3, 4, 5, . . .), der Mittelpartie (6) und der Bodenpartie (8) gebildete Raum mit verflüssigtem, niedrigschmelzendem Ver­ brauchsmaterial (7) ausgegossen ist.

2. Vorrichtung zur Herstellung eines Targets für die Sputterkathode einer Vakuumbeschichtungs­ anlage mit einem das zu zerstäubende Materi­ al, das sogenannte Verbrauchsmaterial (7) um­ schließenden, aus einer Bodenpartie (8) und diese umrandenden Seitenpartien (3, 4, 5, . . .) und einer Mittelpartie (6) bestehenden, ein nach oben zu offenes, schalen- oder ringschalen­ förmiges Gefäß bildenden Träger aus hoch­ schmelzendem Werkstoff mit sich von den ein­ ander zugewandten Innenflächen der Seitenpar­ tien (3, 4, 5, . . .) und der Mittelpartie (6) aus in einer zur Ebene der Bodenpartie (8) paral­ lelen Ebene erstreckenden Vorsprüngen in Ge­ stalt von Prismoiden, beispielsweise Keil­ stümpfen (3a, 6b, 6a, 5a), wobei zwei sich je­ weils gegeneinander erstreckende Vorsprünge einen Spalt (D, E) miteinander bilden, der den Raum oberhalb mit dem Raum unterhalb der Vor­ sprünge verbindet und der von den Seitenpar­ tien (3, 4, 5, . . .), der Mittelpartie (6) und der Bodenpartie (8) gebildete Raum mit verflüs­ sigtem, niedrigschmelzendem Verbrauchsmateri­ al ausgefüllt ist.