DE29801666U1

DE29801666U1 - Vorrichtung für die Herstellung von Targets für Zerstäubungskathoden

Info

Publication number: DE29801666U1
Application number: DE29801666U
Authority: DE
Original assignee: Leybold Materials GmbH
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2008-02-03

Description

LEYBOLD MATERIALS GmbH Wilhelm-Rohn-Straße 25

63450 Hanau

Vorrichtung für die Herstellung von Targets für Zerstäubungskathoden

Die Erfindung betrifft- eine Vorrichtung zur Herstellung von Targets für Zerstäubungskathoden mit einer, Targetgrundplatte und mit einem auf dieser aufgesetzten, zusammen mit der Targetgrundplatte eine Schmelzwanne bildenden Rahmen.

Bekannt ist ein Target für die Sputterkathode einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung (DE 195 35 894) mit einem das zu zerstäubende Material zumindest teilweise umschließenden Rahmen zur Halterung des plattenförmig ausgebildeten Targets auf der Kathodenrückenplatte und ■ mit . einer zwischen Rahmen und der Kathodenrückenplatte angeordneten Trennfolie oder Zwischenlage aus nachgiebigem Werkstoff, beispielsweiseeiner Kohlenstof folie, und mit einer Vielzahl sich vom Rahmen aus zu einer zur Targetebene parallelen Ebene .jeweils ein Stück weit in

den Targetwerkstoff hinein erstreckenden, 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, in dem der Rahmen aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus Kupfer, auf eine aufheizbare, horizontal ausgerichtete ebene Platte,, vorzugsweise aus Edelstahl, aufgelegt und mit dieser verschraubt oder verpratzt wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt der vom Rahmen umgriffene Raum mit aufgeschmolzenem - Targetwerkstoff, 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 Rahmen mit dem erstarrten Target von der Edelstahlplatte abgelöst wird.

Bekannt ist weiterhin ein Target für die Sputterkathode einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung (DE 197 35 4 69) mit einem das zu zerstäubende Material zumindest teilweise umschließenden Rahmen zur Halterung des plattenförmig ausgebildeten Targets auf der Kathodenrückenplatte und mit sich vom Rahmen aus ein Stück weit in den Targetwerkstoff hinein erstreckenden und vom Targetwerkstoff umschlossenen, Kühlkanäle bildenden Hohlprofilen, wobei die Hohlprofile eine symmetrische Konfiguration aufweisen und die Symmetrieebene parallel zur

Targetebene verläuft und von der Targetvorderfläche den gleichen Abstand aufweist wie von der Targetrückfläche.

Auch in diesem Falle erfolgt die Herstellung des Targets, indem in einem ersten Verfahrensschritt der Rahmen aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus Kupfer, auf eine aufheizbare, horizontal ausgerichtete ebene Platte, vorzugsweise aus Edelstahl, aufgelegt und mit dieser verschraubt oder verpratzt wird und in einem zweiten Verfahrensschritt der vom Rahmen umgriffene Raum mit aufgeschmolzenem Targetwerkstoff, 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 Rahmen mit dem erstarrten Targetwerkstoff von der Edelstahlplatte abgelöst und auf die Kathodenrückenplatte aufgeschraubt oder aufgepratzt wird.

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

Auch dieses Target wird hergestellt, indem in einem ersten Verfahrensschritt der Rahmen aus einem metallischen Werkstoff auf eine aufheizbare, horizontal ausgerichtete ebene Platte aus Edelstahl aufgelegt und mit dieser verschraubt oder verpratzt wird und in einem zweiten Verfahrensschritt der vom Rahmen umgriffene Raum mit aufgeschmolzenem Targetwerkstoff ausgegossen wird, bis der Schmelzenspiegel die Oberseite des Rahmens erreicht 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 Herstellen von Targets haben den Nachteil, daß sich die Bodenplatte zusammen mit dem auf ihr befestigten Rahmen regelmäßig infolge der für den Schmelzvorgang notwendigen Aufheizung auf Schmelztemperatur verformt mit dem Ergebnis, daß die erstarrten Targetplatten Verformungen aufweisen, die oftmals so gravierend sind, daß diese auch durch anschließende spanabhebende Nacharbeit nicht behebbar sind.

Der vorliegenden Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen direkt kühlbaren Gießtisch bzw. eine Targetgrundplatte zu schaffen, die die Herstellung von großflächigen Targets des in Frage

stehenden Typs ermöglicht, ohne daß Verformungen an den fertigen Targets auftreten.

Diese Aufgabe wird- erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Targetgrundplatte aus einer Kopfplatte und einer zu dieser in einer parallelen Ebene und mit Abstand zur Kopfplatte angeordneten Fußplatte gebildet ist, wobei in den Raum zwischen beiden Platten Hohlprofilzuschnitte mit rechteckigem Querschnitt eingelegt sind, deren Längskanten mit den beiden Platten verlötet oder verschweißt sind.

Vorzugsweise sind die Kopfplatte und Fußplatte etwa gleich groß'bemessen und mit einer rechteckigen Konfiguration versehen, wobei parallel den umlaufenden Kanten -der beiden Platten zwischen diesen Hohlprofilzuschnitte angeordnet sind, die zusammen einen in den von ihnen begrenzten Raum eingelegten weiteren, kürzer bemessenen Hohlprofilzuschnitt umschließen und so zusammen mit den beiden Platten einen ringförmigen Kanal bilden, der über ■ in ,der Fußplatte vorgesehene Stutzen mit einer Kühlmittelquelle verbunden ist.

Die Neuerung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in der anhängenden Zeichnung schematisch ^:näher dargestellt, die eine Targetgrundplatte mit integriertem Kühlsystem in perspektivischer Ansicht und im Schnitt zeigt.

Die als Parallelflach konfigurierte Targetgrundplatte besteht im wesentlichen aus fünf Hohlprofilzuschnitten, von denen die drei Hohlprofile

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4,5,6 in Längsrichtung der Targetgrundplatte parallel zueinander und beabstandet zwischen einer Kopfplatte 7' und einer Fußplatte 3 und die beiden Hohlprofile 8,9 quer zu den Hohlprofilen 4,5,6 angeordnet sind, wobei die beiden Hohlprofile 8,9 kürzer als die drei Hohlprofile 4,5,6 und das mittlere 5 der drei Hohlprofile 4,5,6 kürzer . als die beiden äußeren bemessen sind. Durch diese Anordnung der fünf Hohlprofile 4,5,6 bzw'. 8,9 zwischen den beiden gleich bemessenen Platten 3,7 ergibt sich ein geschlossener, rechteckig verlaufender Kanal 10, der über zwei Stutzen 11,12 an eine Kühlmittelquelle anschließbar ist, wozu . die Stutzen 11,12 mit der Fußplatte 3 verschweißt sind. Die Hohlprofilzuschnitte 4,5,6 bzw. 8,9 sind aus Kupfer-Vierkantrohr gebildet, wobei ihre einander parallelen Kanten mit den aus Kupfer bestehenden Platten 3 bzw. 7 verschweißt sind. Das Verschweißen erfolgt zweckmäßigerweise unter Formiergas (&zgr;. &Bgr;. Argon), wobei jeweils die Stirnflächen 3a, 7a der Platten 3,7 mit den jeweils korrespondierenden, einander gegenüberliegenden Flächen 4a,4b bzw. 6a,6b usw. der Hohlprofile 4,6 bzw. 8,9 verschweißt sind, so daß zwei umlaufende Schweißnähte 13,14 entstehen. Die Kopfplatte 7 ist mit Reihen von Schraubbolzen 15,15',... versehen, derenuntere Enden mit der Kopfplatte 7 verschweißt sind. Diese Schraubbolzen 15,15',... dienen der Befestigung eines Rahmens 16 und eines Mittelsteges 17; zwei Teile, die zusammen mit der Kopfplatte 7 eine Wanne zum Eingießen des Targetwerkstoffs bilden.

Es ist klar, daß an Stelle von mit der Kopfplatte 7 verschweißten Schraubbolzen auch in die Kopfplatte eingeschnittene Gewindelochbohrungen vorgesehen sein können, in die dann nach dem Aufsetzen des Rahmens 16 und des Mittelstegs 17 Maschinenschraube eingedreht werden können.

Schließlich können an Stelle der quer zu.den Profilzuschnitten 4,5,6 eingesetzten beiden Profile 8,9 auch zwei rechteckige Blechzuschnitte (nicht dargestellt) mit den Stirnseiten der beiden Profile 4,6 und den korrespondierenden Stirnflächen der Platten 3,7 verschweißt werden, die dann den Kanal 10 an beiden Enden verschließen.

Claims

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Targets für Zerstäubungskathoden mit einer 'Targetgrundplatte und mit einem auf diese aufgesetzten, zusammen mit der Targetgrundplatte eine Schmelzwanne bildenden Rahmen (16), wobei die Targetgrundplatte. aus einer Kopfplatte (7) und einer zu dieser in einer parallelen Ebene und mit Abstand zur Kopfplatte (7) angeordneten Fußplatte (3) gebildet ist, wobei in den Rahmen zwischen beiden Platten (3,7) Hohlprofilzuschnitte (4,5,6 bzw. 8,9) mit rechteckigem .Querschnitt eingelegt sind, deren Längskanten mit den beiden Platten (3,7) verlötet oder verschweißt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kopfplatte (7) und Fußplatte (3) etwa gleich groß bemessen sind und eine rechteckige' Konfiguration aufweisen, wobei parallel den umlaufenden Kanten der beiden Platten (3,7) zwischen diesen Hohlprofilzuschnitte (4,6 bzw. 8,9) angeordnet sind, die zusammen einen in den von ihnen begrenzten Raum eingelegten weiteren, kürzer bemessenen Hohlprofilzuschnitt (5) umschließen und so zusammen mit den Platten (3,7) einen ringförmigen Kanal (10) bilden, der über in der Fußplatte (3) vorgesehene Stutzen (11,12) mit einer Kühlmittelguelle verbunden ist.