DE3030329C2

DE3030329C2 - Sputterkörper

Info

Publication number: DE3030329C2
Application number: DE19803030329
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr. 6400 Fulda Sernetz
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1980-08-11
Filing date: 1980-08-11
Publication date: 1983-06-01
Also published as: DE3030329A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Sputterkörper aus einem metallischen Trägerkörper und einem damit unverrückbar verbundenen Target für die Kathodenzerstäubung.

Solche Sputterkörper sind bereits bekannt (DE-OS 07 144), wobei dort das Target mit dem Trägerkörper verklemmt ist

Bekannt ist auch, das Target über einen Hilfsträger lösbar, zum Beispiel mit Hilfe einer Druckkontaktierung, mit dem Trägerkörper zu verbinden (DE-OS 52 848).

Es ist auch bereits als zweckmäßig bekannt den so Trägelkörper und das Target in dicht anliegender Oberflächenberührung zu halten (DE-OS 24 31 832).

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einem Sputterkörper der eingangs genannten Art auf einfache Weise ohne eine zusätzliche Zwischenschicht den Trägerkörper und das Target so miteinander zu verbinden, daß zwischen ihnen auch während der Verwendung ein guter Wärmeübergang erhalten bleibt und beide Teile — bei entsprechender Wahl der Werkstoffe — auf einfache Weise wieder getrennt werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Target und der Trägerkörper durch Aufschrumpfen miteinander verbunden sind und das Target aus einem Edelmetall, einer Edelmetall-Mischung oder einer Edelmetall-Legierung und der Trägerkörper aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht Dadurch wird vorteilhafterweise ein guter mechanischer und damit thermischer Kontakt zwischen dem Target und dem Trägerkörper erzeugt, so daß auch während des Zerstäuben praktisch keine die Funktion beeinträchtigende Temperatur-Differenz zwischen beiden Körpern entsteht

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung auch anhand der Zeichnungen näher erläutert

Mit Aufschrumpfungen wird entsprechend Lueger, Lexikon der Technik, 1967, Band 8, Seite 35, die Herstellung von Verbindungen zwischen zwei Teilen durch Erwärmen beziehungsweise Abkühlen eines der Teile, Zusammenfügen beider Teile und Erkalten- beziehungsweise Erwärmenlassen bezeichnet

Bei geeigneter Auswahl des Materials und der Abmessungen der Sputterkörperbestandteile ist ein Wechsel beziehungsweise der Ersatz eines weitgehend zerstäubten Targets durch Erwärmung oder Kühlung leicht möglich, beispielsweise dann, wenn der Wärme-Ausdehnungskoeffizient des Werkstoffes des Trägerkörpers erheblich höher als der des Werkstoffes des Targets ist.

Das Materia! für die Targets, die Edelmetalle, Edelmetall-Legierungen und Edelmetall-Mischungen werden zum Beispiel durch Gießen, Pressen oder Sintern m eine geeignete Form gebracht

Die Targets können homogen oder heterogen sein, das heißt, Teilbereiche aus voneinander verschiedenen zerstäubbaren Substanzen aufweisen.

Zur Kühlung kann der Trägerkörper mit Zu- oder Ableitungen für ein Kühlmittel versehen oder mit einer Kühlplatte verbunden werden.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Sputterkörper liegt in der Möglichkeit sie zum Beispiel durch Pressen oder Walzen zu verfomen. So können auf realtiv einfache Weise auch Sputterkörper großer Abmessungen erhalten werden.

Targets und Trägerkörper des beschriebenen Sputterkörpers können jede geeignete Form besitzen. Besonders bewährte Ausführungsformen sind in den F i g. 1 bis 8, in denen das Target mit 1 und der Trägerkörper mit 2 bezeichnet wird, jeweils im Querschnitt dargestellt

Der Sputterkörper gemäß F i g. 1 besitzt ein in Form einer rechteckigen Platte ausgebildetes Target 1, das in dem nach Art eines U-Profils geformten Trägerkörper 2 sitzt

In F i g. 2 ist ein Sputterkörper dargestellt, bei dem das Target und der Trägerkörper nach Art einer Schwalbenschwanzführung zueinander angeordnet sind.

Der in F i g. 3 dargestellte Sputterkörper unterscheidet sich von dem gemäß F i g. 2 dadurch, daß die der freien Oberfläche 3 gegenüberliegende Fläche des Targets nicht eben ist, sondern aus zwei zueinander winklig angeordneten Flächenteilen 4,4' besteht.

Diese Ausführungsform des beschriebenen Sputterkörpers hat sich besonders bei der magnetfeldunterstützten Kathodenzerstäubung bewährt, da sich hierbei das sogenannte Abtragungsprofil mit fortschreitendem Abtragen der zu zerstäubenden Substanzen der von den Innenflächen des Trägerkörpers gebildeten Form annähert Dadurch wird gegenüber anderen Ausführungsformen eine Ersparnis an zu zerstäubenden Substanzen erzielt, die sich besonders vorteilhaft bei den teuren Edelmetalllen, das heißt Silber, Gold, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium, Platin, ihren Mischungen oder Legierungen auswirkt.

Die Fig.4 zeigt das in Form einer rechteckigen Platte ausgebildete Target 1, verbunden mit dem

zweiteiligen, mit entsprechenden Aussparungen versehenen Trägerkörper 2, Diese Ausführungsform des beschriebenen Sputterkörpers hat sich bewährt, wenn eine direkte Kühlung des Targets erforderlich ist.

Der Sputterkörper gemäß Fig.5 besitzt ein als Ronde ausgebildetes Target 1 und einen Trägerkörper 2 mit einer der Form des Targets entsprechender Aussparung,

Die Ausführungsform gtmäß Fig.6 zeigt einen zweiteiligen Trägerkörper 2,2', dessen Teilkörper 2' auf das Target 1 aufgeschrumpft ist. Hierzu wird das kegelstumpfförmige Target 1 auf den erwärmten Teilkörper 2 aufgelegt und dann der auf gleiche Temperatur erwärmte ringförmige Teilkörper 2' mit Schrauben 5 mit dem Teilkörper 2 verbunden. Danach läßt man die Anordnung abkühlen.

Ähnlich wird auch die Ausführungsform gemäß F i g. 7 erhalten. Die der freien Oberfläche 3 gegenüberliegende Fläche 6 des Targets 1 ist hier jedoch kegelförmig und die eine Oberfläche des Teilkörpers 2 entsprechend der Fläche 6 angepaßt.

Bei dem in Fig.8 dargestellten Sputterkörper besteht das Target 1 aus einer Ronde und dem zweiteiligen Trägerkörper in Form der beiden Ringe 2 und 2', die mit Aussparungen zur Aufnahme des Targets t versehen sind.

In dem folgenden Beispiel wird die Herstellung eines Sputterkörpers der beschriebenen Art gemäß der Erfindung erläutert.

Beispiel

In eine rechteckige Platte aus CuZrO₁IS mit einer Seitenlänge von 94 mm und einer Höhe von 12 mm wird ein Profil entsprechend dem Target, wie in der F i g. 3

gezeigt, eingefräst Der Winkel zwischen den Flächenteilen 4i 4' und den Seitenflächen des Targets beträgt jeweils 65°, der von den Flächenteilen 4,4' eingeschlossene Winkel 170°. Die Breite der freien Oberfläche 3 beträgt 74,1 mm, allerdings wird die Breite der Ausfräsurig im Trägerkörper 2 mit 0,1 mm Untermaß, also mit 74 mm, ausgeführt Das Target wird aus einem Au-Blech mit einer Dicke von 6,4 mm entsprechend der Ausfräsung des Trägerkörpers 2 hergestellt

Dann wird der Trägerkörper aus CuZrO₁15 in einem Luftumwälzofen auf mindestens 120° C erwärmt und das Raumtemperatur aufweisende Au-Target von der Seite her in den erwähnten Trägerkörper eingeschoben. Die beirr. Erkalten durch Schrumpfen entstehenden Kräfte bewirken die feste Verbindung zwischen dem CuZrO.lö-Trägerkörperund Au-Target

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Sputterkörper aus einem metallischen Trägerkörper und einem damit unverrückbar verbundenen Target für die Kathodenzerstäubung, dadurch gekennzeichnet, daß das Target und der Trägerkörper durch Aufschrumpfen miteinander verbunden sind und das Target aus einem Edelmetall, einer Edelmetall-Mischung oder einer Edelme- ι ο tall-Legierung und der Trägerkörper aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht

2. Sputterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Target als rechteckige Platte ausgebildet ist.

3. Sputterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Target nach Art einer Schwalbenschwanzführung im Trägerkörper angeordnet ist

4. Spnuerkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der freien Oberfläche des Targets gegenüberliegende Oberfläche aus zwei zueinander winklig angeordneten Flächenteilen besteht

5. Sputterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Target als Ronde ausgebildet ist

6. Sputterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Target kegelstumpfförmig ausgebildet ist

7. Sputtc-fcörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der freien Oberfläche des Targets gegenüberliegende Fläche kegelförmig ausgebildet ist