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Die Erfindung betrifft eine Befestigung für ein längs geteiltes Rohrtarget für Sputtereinrichtungen.
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Durch die Verwendung von Rohrtargets lässt sich eine wesentlich bessere und längere Nutzung des teuren Targetmaterials gegenüber von flachen lang gestreckten Targets erreichen. Der Grund liegt darin, dass sich bei flachen Targets ein Sputtergraben ausbildet, der die Nutzungsdauer des Targets begrenzt. Dagegen kann sich bei Rohrtargets ein Sputtergraben nicht ausbilden, wenn diese während des Sputtervorganges um die eigene Achse gedreht werden.
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Allerdings ist die Fertigung solcher Rohrtargets, die zumeist durch thermisches Spritzen, Extrudieren oder Gießen erfolgt, aufwändiger als die Fertigung flacher lang gestreckter Targets.
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Aus der
EP 1 752 556 A1 ist eine solche Rohrkathode für die Verwendung bei einem Sputterprozess bekannt geworden, bei dem ein ein- oder mehrteiliges Rohrtarget zum Einsatz kommt, das auf einen Targetträger aufzuschieben ist. Das mehrteilige Rohrtarget besteht aus einer Mehrzahl von Ringtargets, die nacheinander auf den Targetträger aufgeschoben werden. Für die gute elektrische Kontaktierung zwischen den Ringtargets und dem Targetträger sorgen dazwischen geschobene Grafit-Foliestreifen.
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Es versteht sich, dass die Montage eines solchen Rohrtargets ziemlich aufwändig ist und Kontaktprobleme bereiten kann.
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Weiterhin zeigt die
DE 199 58 666 C2 eine Vorrichtung zur lösbaren Verbindung eines zylinderförmigen Tagetteiles mit einem Aufnahmeteil durch axiales Verspannen mit einem Überwurfelement. Dieses Überwurfelement ist in zwei voneinander trennbare Teilkörper geteilt, von denen ein Teilkörper am Targetteil und der andere Teilkörper am Aufnahmeteil angreifen. Der am Targetteil angreifende Teilkörper besitzt auf der Innenseite einen hakenförmigen Vorsprung, der in eine entsprechende Nut im Targetteil eingreift. Der andere Teilkörper gegenüber dem ersten Teilkörper stützt sich auf einem Bund am Aufnahmeteil ab. Mittels Spannschrauben werden beide Teilkörper gegeneinander verspannt, so dass der Targetteil am Aufnahmeteil festgelegt wird.
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Aus der
US 6 878 242 B2 ist eine weitere Konstruktion für ein Rohrtarget bekannt geworden, das in mehrere Längsteile segmentiert ist. Die Segmente können aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wodurch nacheinander unterschiedliche Stoffe mit dem gleichen Target gesputtert werden können. Einzelheiten zur Befestigung der Segmente am Tragkörper werden nicht beschrieben.
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Aufgabe der Erfindung ist nun eine kompakte Befestigung für ein längs geteiltes Rohrtarget zu schaffen, mit der eine möglichst einfache und sichere Befestigung und einfacher Austausch desselben auf einem drehbaren rohrförmigen Targetträger gewährleistet wird.
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Erreicht wird das dadurch, dass das Rohrtarget in zwei Halbzylinderschalen aufgeteilt ist, die den Targetträger umschließen und die auf dem Targetträger form- und kraftschlüssig festgelegt sind.
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Die Ebenen der Längsschnittkanten der Halbzylinderschalen verlaufen entweder entlang einer Schnittlinie durch die Symmetrieachse des Targetträgers oder symmetrisch versetzt zur Schnittlinie durch die Symmetrieachse.
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In einer Fortbildung der Erfindung weisen die Stirnflächen der Halbzylinderschalen jeweils einen umlaufenden Spannbund zur Aufnahme einer Spannvorrichtung auf, der eine innere vorspringende und eine äußere zurückgesetzte Ringfläche besitzt.
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Die Halbzylinderschalen sind bevorzugt an beiden Längsenden jeweils mittels der Spannvorrichtung am Targetträger form- und kraftschlüssig festgelegt.
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In einer weiteren Fortbildung der Erfindung umfasst die Spannvorrichtung einen den Targetträger umfassenden und an der inneren Ringfläche anliegenden Spannring mit einer umlaufenden Spannfläche und einen an der äußeren zurückgesetzten Ringfläche der Halbzylinderschalen anliegenden Druckring mit einer formkongruenten umlaufenden Spannfläche, die mittels einer Druckvorrichtung gegeneinander verspannt sind.
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Die Druckvorrichtung umfasst eine Verschraubung, die den Spannring und den Druckring gegeneinander verspannt und letzteren auf den Targetträger kraftschlüssig festlegen.
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Um die Spannvorrichtung am Targetträger fixieren zu können, steigen die Spannflächen in Druckrichtung der Druckvorrichtung in einem Winkel bis ca. 5° leicht an.
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Zur Erleichterung des Zusammensetzens und zur einfachen Montage auf dem Targetträger ist der Druckring mit dem Spannbund form- und kraftschlüssig verbunden.
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Schließlich ist der Spannring auf den Targetträger aufschiebbar.
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Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung erlaubt eine schnellere und einfachere Montage der Halbzylinderschalen und gewährleistet einen sicheren Halt bei deren Verwendung in einer Sputtereinrichtung.
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Es versteht sich, dass die Spannvorrichtung auch für Rohrtargets geeignet ist, die in mehrere Längsteile segmentiert sind.
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Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
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1: ein erfindungsgemäß in Halbzylinderschalen längs geteiltes Rohrtarget;
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2a: eine Stirnansicht des Rohrtargets nach 1;
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2b: eine weitere Stirnansicht des Rohrtargets nach 1;
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3: einen Längsschnitt des Rohrtargets nach 1 mit einer Spannvorrichtung;
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4: eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit A nach 3;
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5: eine vergrößerte Schnittdarstellung der Einzelheit A nach 3 während der Montage der Spannvorrichtung.
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1, 2 zeigt ein Rohrtarget 1, das in zwei Halbzylinderschalen 2, 3 aufgeteilt ist, die einen rohrförmigen Targetträger 4 umschließen. Die Halbzylinderschalen 2, 3 sind auf dem Targetträger 4 form- und kraftschlüssig festgelegt, wie noch darzulegen ist.
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Die Ebenen der Längsschnittkanten der Halbzylinderschalen 2, 3 verlaufen entlang einer Schnittlinie 5 durch die Symmetrieachse 6 des Targetträgers 4 (2a). Alternativ können die Ebenen der Längschnittkanten der Halbzylinder 2, 3 auch asymmetrisch versetzt zur Schnittlinie 5 neben der Symmetrieachse 6 des Targetträgers 4 verlaufen (2b).
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Die Stirnflächen der Halbzylinder 2, 3 sind jeweils mit einem umlaufenden Spannbund 7 zur Aufnahme einer ringförmigen Spannvorrichtung 8 ausgestattet, wobei der Spannbund 7 eine innere vorspringende und eine äußere zurückgesetzte Ringfläche 9, 10 besitzt (3, 4).
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Die Halbzylinderschalen 2, 3 sind an beiden Längsenden jeweils mittels der Spannvorrichtung 8 am Targetträger 4 form- und kraftschlüssig festgelegt (3).
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Die Spannvorrichtung 8 besteht aus einem den Targetträger 4 umfassenden und an der inneren Ringfläche 9 anliegenden Spannring 11 mit einer Spannfläche 12 sowie einen an der äußeren zurückgesetzten Ringfläche 10 der Halbzylinderschalen 2, 3 anliegenden Druckring 13 mit einer formkongruenten Spannfläche 14 (4, 5). Spannring 11 und Druckring 13 sind mittels einer Druckvorrichtung in Form regelmäßig am Umfang verteilt angeordneter Schrauben 15 gegeneinander verspannt, wobei der Spannring 11 auf dem Targetträger 4 kraftschlüssig festgelegt wird.
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Um das zu erreichen, weisen die Spannflächen 12, 14 einen leichten Anstellwinkel bis etwa 5° in Druckrichtung auf, so dass bereits beim Aufeinanderstecken ein selbst haftendes Verkeilen erfolgt.
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Der Druckring 13 ist zur Befestigung an den zusammengesetzten Halbzylinderschalen 2, 3 mit dem Spannbund 7 form- und kraftschlüssig verbunden, wodurch beide Halbzylinderschalen (2, 3) gleichzeitig zusammengehalten werden, was deren Handhabung und Montage auf dem Targetträger wesentlich erleichtert.
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Für die Montage des Rohrtargets 1 werden zunächst die zwei Halbzylinderschalen 2, 3, ein Rohrtarget 1 bildend, zusammengesetzt und an beiden Enden durch Aufsetzen jeweils eines Druckringes 13 miteinander verbunden. Anschließend sind die vormontierten Halbzylinderschalen 2, 3 auf den Targetträger 4 aufzuschieben, woraufhin dann von beiden Seiten jeweils ein Spannring 11 auf den Targetträger 4 aufzuschieben sind, bis sich die Spannflächen 12, 14 berühren und sich leicht verkeilen. Jetzt können die Halbzylinderschalen 2, 3 auf dem Targetträger 4 ausgerichtet und schließlich durch Einschrauben der regelmäßig auf der Stirnfläche des Spannringes 11 verteilt angeordneten Schrauben 15 fixiert werden.
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Selbstverständlich können die Halbzylinderschalen 2, 3 auf den Targetträger 4 aufgesetzt und anschließend mit dem Druckring 13 gesichert werden. Anschließend erfolgt dann das Verspannen, wie vorstehend beschrieben.
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Bei verbrauchtem Rohrtarget 1 kann der Austausch der Halbzylinderschalen 2, 3 entsprechend ahne großen Aufwand sehr einfach vorgenommen werden, so dass sich die Wartungs- und Stillstandszeiten von Sputtereinrichtungen verkürzen.
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Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist sehr kompakt und kann somit problemlos im Gehäuse für den Drehantrieb untergebracht werden, so dass Verunreinigungen in der Sputtervorrichtung sicher vermieden werden. Die Halbzylinderschalen lassen sich einfach vormontieren und leicht am Targetträger befestigen. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Halbzylinderschalen einfacher zu gießen sind, als Hülsen oder Ringe.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rohrtarget
- 2
- Halbzylinderschale
- 3
- Halbzylinderschale
- 4
- Targetträger
- 5
- Schnittlinie
- 6
- Symmetrieebene
- 7
- Spannbund
- 8
- Spannvorrichtung
- 9
- innere vorspringende Ringfläche
- 10
- äußere zurückgesetzte Ringfläche
- 11
- Spannring
- 12
- Spannfläche am Spannring
- 13
- Druckring
- 14
- Spannfläche am Druckring
- 15
- Schraube
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1752556 A1 [0004]
- DE 19958666 C2 [0006]
- US 6878242 B2 [0007]
